HDPEPolyethylene merupakan polimer yang paling sederhana, terbentuk dari monomer-monomer ethylene. Produk

polyethylene mempunyai berbagai macam grade yang ditentukan dengan menggunakan densitas dan Melt Index. Densitasmenunjukkan kerapatan partikel-partikel dalam suatu polimer. Semakin banyak cabang yang terbentuk, maka susunannya menjadi renggang sehingga densitas semakin kecil. Densits ditunjukkan dalam satuan g/cm3.

Produk PT. Chandra Asri Petrochemical,Tbk yang memiliki densitas paling adalah HDPE dengen densitas sebesar 0,94 – 0,97 g/cm3, diikuti LLDPE dan LDPE. Melt Index (MI) menunjukkan kemudahan meleleh (sifat kekerasan) dari suatu polimer. Semakin pendek rantai polimer yang terbentuk maka polimer tersebut semakin mudah mengalir. Dengan demikian, MI semakin besar. MeltIndex ditunjukkan dala msatuan g/10 menit.

Produk polyethylene memiliki variasi grade yang luas dan memiliki beberapa karakteristik yang menguntungkan antara lain:

Pada temperature kamar tahan terhadap air dan tidak bereaksi dengan larutan garam anorganik. Mudah dibentuk atau diproses Kuat dan fleksibel pada temperature rendah Tidak berbau dan beracun Harga murah Tidak berwarna sehingga dapat digunakan untuk membuat lapisan tipis.

Adapun keterbatasan dari produk polyethylene adalah sebagai berikut: Produk dengan berat molekul rendah mempunyai ketahanan yang rendah terhadap tekanan lingkungan dan

gampang pecah. Penampakannya seperti lilin Titik leleh rendah sehingga produknya terbatas Pada temperatur tinggi memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap oksidasi disbanding dengan jenis polimer

yang lain. Dapat teroksidasi, namun memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap oksidasi disbanding dengan jenis

polimer yang lain. Kurang kaku, daya tarik rendah dan permukaan mudah tergores.

Produk polyethylene yang dihasilkan PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk, dapat diolah menjadi beberapa jenis berdasarkan perbedaan densitasnya, yaitu:a. Low Density Polyethylene

LDPE memiliki banyak cabang, rantai polimer lurus dan struktur tidak serapat HDPE (High Density Polyethylene). Reaksi polimerisasi LDPE merupakan reaksi eksotermik dengan kondisi operasi pada tekanan dan temperatur tinggi. Sifat fisik LDPE antara lain adalah memiliki densitas 0,91 – 0,94 g/cm3, titik leleh 98 – 115oC.

b. Very Low Density Polyethylene (VLDPE)VLDPE memiliki rantai polimer pendek, cabang banyak dan merupakan bentuk khusus LLDPE. Sifat fisik VLDPE

antara lain memiliki densitas 0,86 – 0,9g/cm3.

c. High Density Polyethylene (HDPE) HDPE dihasilkan dengan menggunakan katalis Ziegler Natta. Sifat fisik HDPE antara lain adalah memiliki densitas 0,94 – 0,97 g/cm3, titik leleh 125 – 132oC.

d. Low Linear Density Polyethylene (LLDPE) LLDPE mempunyai sifat tidak mudah robek, tahan terhadap panas sifatfisik LLDPE antara lain adalah memiliki densitas 0,91 – 0,9125 g/cm3

Adapun jenis-jenis produk yang diproduksi pada HDPE plant antara lain :

1. Blow menghasilkan produk berupa botol air mineral, botol kosmetik, botol shampoo dll. 2. Film menghasilkan produk berupa tas kantong belanja dan kantong pembungkus makanan 3. Injection menghasilkan produk berupa krat minuman ( seperti coca cola) 4. Monofilament untuk menghasilakan lembaran transparan.

I.1 Macam-macam Proses Pembuatan Polyethylene High Presure Process

Dalam proses high pressure ini dapat digunakan 2 jenis reaktor yaitu autoclave reaktor atau tubular reaktor (jacketted tube) yang mempunyai kondisi operasi yang berbeda seperti :

Autoclave reaktor

Tekanan operasinya antara 150-200 Mpa (typical)

Waktu tinggal 30-60 detik (typical) Tubular Reaktor

Tekanan operasi yang digunakan antara 200-250 Mpa (typical) Temperatur reaksinya tergantung dari jenis inisiator oksigen maka temperatur reaksinya 1900oC dan jika

menggunakan inisiator peroxycarbonate maka temperatur reaksinya menjadi 1400 oC.

Suspension (Slurry) Process Dalam proses ini polyethylene disuspensikan dalam diluent hidrocarbon untuk mempermudah proses. Ada 2 macam

proses dalam suspension (slurry) proses, yaitu autoclave process dan loop reaktor process. Autoclave Process

Tekanan operasinya 0.5-1 Mpa (typical) Temperatur reaksinya antara 80-900 oC (typical) Diluent yang digunakan adalah hexane Katalis yang digunakan dicampur dengan alkyl alumunium

Loop Reactor Process Tekanan operasinya 3-4 Mpa (typical) Temperatur reaksinya 1000 oC (typical) Diluent yang digunakan adalah isobutene Jika menggunakan Philip type maka katalisnya adalah campuran Ti dan Alkyl alumunium

Gas Phase Process Union Carbide banyak menggunakan proses ini dengan menggunakan reaktor fluidized bed. Disebut gas phase

process karena hampir semua bahan baku disuplai dalam bentuk gas. Tekanan operasi yang digunakan antara 0.7-2 Mpa (typical) Temperatur reaksinya antara 80-100 oC (typical) Poison catalyst : CO2, CO, H2O

Metahnol to propylene

Kegunaan dari propylene antara lain :a. Digunakan luas untuk memproduksi produk-produk polypropylene, polypropylene ini digunakan sebagai

bahan dasar pembuatan plastik jenis PP.b. untuk pembuatan plastik kemasan makanan, perabot rumah tangga, karung, komponen otomotif, peralatan

elektronik, peralatan kesehatan dan aplikasi-aplikasi lainnya.

1.2 Pemilihan ProsesTerdapat tiga licenser yang mengembangkan teknologi methanol to propylene di dunia. Proses tersebut antara lain :a. MTP by Lurgi (Suhu : 350-550oC, Tekanan : 1-3 bar-g)b. MTO (Methanol to Olefin) by UOP (Suhu : 425oC, Tekanan : 1,5 bar-g)c. DTP (Dimethyl Ether to Propylene) (Suhu : 450oC, Tekanan : 2 bar-g)

Jenis-Jenis Proses

Pada pembuatan propylene dari bahan baku metanol ini, dapat dibuat dengan menggunakan beberapa jenis proses, antara lain :

a. MTP by Lurgi

Gambar 2. Proses Methanol to Propylene

Methanol yang menjadi umpan pada reaktor DME dipanaskan hingga temperatur 260oC. Adiabatic DME pra-reaktor mengkonversi methanol menjadi 85% (DME dan air) dan 15% un-reacted methanol. Keluaran dari DME reaktor akan dipanaskan hingga temperatur 450oC sebelum diumpankan ke MTP reaktor yang berisi 6 bed. Methanol, DME dan air diumpankan kedalam reaktor MTP bersama dengan steam dan recycle olefins. Kondisi pada reaktor dapat dijaga dengan cara mengumpankan fresh feed dengan aliran yang kecil diantara tiap-tiap bed.

b. UOP dan INEOS Group

Proses MTO lainnya dikembangkan oleh UOP dan INEOS Group dengan Teknologi bernama UOP/Hydro MTO. Namun, penggunaan metode ini tidak hanya menghasilkan produk propylene saja, tetapi menghasilkan ethylene juga. Peningkatan selektivitas ethylene dan propylene dicapai dengan menggabungkan proses MTO dengan proses craking olefins (OCP) yang dikembangkan bersama dengan Total Petrochemical. Saat ini, terdapat empat perusahaan besar yang menggunakan Teknologi UOP/Hydro MTO dalam memproduksi Olefin, khususnya propylene, yaitu :

1. Wison (Nanjing) Clean Energy Company, Ltd yang terletak di Jiangsu, dengan kapasitas 160.000 ton/tahun propylene.

2. Jiutai Energy (Zhungeer) Company, Ltd yang terletak di Ordos, dengan kapasitas 300.000 ton/tahun propylene.

3. Shandong Yangmei Hengtong Chemicals Company, Ltd yang terletak di Shandong, dengan kapasitas 180.000 ton/tahun propylene.

4. Jiangsu-Sailboat yang terletak di Lianyungang, Jiangsu, dengan kapasitas 300.000 ton/tahun propylene.

5. Dimethyl To Propylene (DTP)

Dimethyl to propylene (DTP), proses ini dikembangkan oleh perusahaan oleh JGC corporation (Japan Gasoline Co., Ltd) dan belum diuji secara komersial pada industri saat ini. JGC Corporation bekerjasama dengan Mitsubishi Chemical Corporation dan mendirikan proses DTP yang menghasilkan propylene dengan yield yang tinggi yang diproduksi menggunakan dimethyl ether (DME) atau methanol yang dihasilkan dari gas alam atau sumber lain seperti biomasa sebagai umpan proses. Proses ini tidak hanya memakai DME, tetapi juga memakai methanol mentah. Katalis yang dipakai pada proses DTP ini adalah ZSM-5 tipe zeolite yang memastikan selektivitas propylene yang tinggi dan kinerja yang stabil.

Reaktor yang dipakai pada proses ini yaitu fixed bed reactor. Teknologi yang dikenalkan oleh JGC corporation dan MCC merupakan teknologi terbaru setelah MTP yang telah dikenalkan.

Gambar 4. Dimethyl to Propylene

Ethylene Glicol

Reaksi sebagai berikut :

C2H4(OH)2 + O2 Cu CH2O2 + 2H2O…………………(1)

Etilen glikol bereaksi dengan etilen oksida membentuk di-, tri-, tetra-, dan polietilen glikol. ( Encyclopedia, Sixth Edition, volume 12, halaman 595 )Adapun kegunaan dari etilen glikol ini adalah :

1. Polyester Staple Fiber (PSF) Etilen glikol digunakan sebagai bahan baku polyester staple fiber (PSF) yang berfungsi sebagai serat pengisi

pada bantal, sofa, dan beddings.2. Polyethylene Terephtalat resin (PET)

Etilen glikol digunakan sebagai pelarut bahan baku pada industri Polyethylene Terephtalat resin (PET) yaitu termoplastik polimer resin dari poliester yang digunakan dalam serat sintetis, wadah minuman, makanan dan juga sebagai kombinasi dalam pembuatan serat kaca.

3. Polyester Filamint Yarn (PFY) Etilen glikol digunakan sebagai bahan baku Polyester Filamint Yarn (PFY) yaitu benang yang digunakan

sebagai bahan pakaian, gorden, jok mobil. 4. Antifreeze

Memiliki titik beku yang rendah membuat etilen glikol memiliki kecenderungan untuk menahan pembekuan. Campuran 60% etilen glikol dan 40% air tidak membeku sampai suhu dibawah -45oC. Kemampuan sebagai anti beku membuat etilen glikol menjadi komponen penting pada campuran vitrifikasi untuk preservasi biologis dengan temperatur rendah.

5. Industri lain Pada industri etilen glikol digunakan sebagai bahan baku tambahan pada pembuatan cat, cairan rem, solven,

alkil resin, tinta cetak, foam stabilizer dan kosmetik.1. Proses shell OMEGA

Proses shell omega berdasarkan pada selektivitas monoetilen glikol yang dihasilkan Pada teknologi shell omega terdapat dua proses yaitu pembentukan etilen karbonat dari etilen oksida dan pembentukan etilen glikol dari hidrolisis etilen karbonat. Pada proses shell omega, etilen oksida direaksikan dengan karbon dioksida pada reaktor pertama untuk menghasilkan etilen karbonat, selanjutnya etilen karbonat dihidrolisis dengan air menjadi monoetilen glikol di reaktor kedua dengan produk samping karbon dioksida.Karbondioksida direcycle ke reaktor pertama. Reaktor yang digunakan adalah Fix Bed Reactor untuk proses karbonasi dan hidrolisis. Kondisi operasi pada tekanan 8.8 bar dan temperatur 100 – 150 oC dengan lamanya waktu tinggal di reaktor 5 sampai 120 menit. Reaksi yang terjadi adalah :

C2H4O + CO2 C3H4O………………………(6) Etilen Oksida Karbondioksida Etilen Karbonat

C3H4O + H2O (CH2OH)2 + CO2…………..….(7) Etilen Karbonat Air Etilen Glikol Karbondioksida

Berikut ini adalah skema proses shell omega

Gambar 2. Process Flow Diagram shell OMEGA (Sumber : www.shell.com)

2. Proses Dow METEOR :

Pada teknologi dow meteor hanya terdapat satu proses dimana etilen glikol dihasilkan melalui hidrolisis thermal etilen oksida.1. Carbonation

Unit oksidasi etilen dengan proses langsung menghasilkan etilen oksida yang kemudian diadsorbsi oleh suatu larutan absorben sebelum memasuki unit karbonisasi. Keluaran dari menara absorbsi direaksikan dengan karbondioksida kemudian dikonversi menjadi etilen karbonat yang kemudian masuk ke unit hidrolisis membentuk etilen glikol (Kawabe dkk,1998).

Ada 3 reaksi utama dalam pembuatan etilen glikol dari etilen dengan proses karbonasi yaitu (Kirk dan Othmer, 1990) :

C2H4 + O2 C2H4O…………….……...………...(8)C2H4O + CO2 C3H4O3…………….……….…………..………....(9)C3H4O3 + H2O CO2 + C2H6O2……………….……...(10)

Berikut ini adalah skema proses Dow METEOR karbonasi

Gambar 3. Process Flow Diagram Dow METEOR karbonasi

(Sumber : U.S. Patent.5,763,691)

2. HydrationHidrolisis ini dilakukan dalam reaktor alir tangki berpengaduk dengan bantuan katalis asam/basa)

maupun tanpa katalis (Kirk-Othmer, 1980). Distribusi hasil (yield) yang diperoleh tergantung pada perbandingan mol etilen oksida dan air yang masuk ke dalam reaktor. Reaksi ini dijalankan pada temperatur berkisar antara 90- 100oC dan tekanan berkisar antara 14-22 atm pada kondisi netral (tanpa katalis) atau dengan katalis asam (0,5% asam sulfur) (Hydrocarbon Processing Catalog, 1982).

Berikut ini adalah skema proses Dow METEOR hydration

Gambar 4. Process Flow Diagram Dow METEOR hydration (Sumber : Kirk and Othmer, 1990)

3. Proses Scientific DesignMetode scientific design merupakan lisensi dari scientific design Co. Inc., USA. yang digunakan oleh

industri salah satunya PT. Polychem Tbk. Bahan baku yag digunakan adalah etilen oksida dan air. Etilen oksida yang merupakan hasil oksidasi langsung etilen dengan oksigen dengan bantuan katalis perak direaksikan dengan air pada suhu 145 – 190 oC dengan tekanan operasi 14 - 16 atm. Reaksi yang terjadi adalah hidrolisa yang bersifat eksotermis dimana etilen oksida diubah menjadi etilen glikol dengan produk samping berupa dietilen glikol (DEG) dan trietilen glkol (TEG). Reaksi yang terjadi dalam reactor adalah :

C2H4O(l) + H2O(l) CH2OHCH2O……………....….(11)

Etilen Oksida Air Etilen Glikol

CH2OHCH2OH(l) + C2H4O (l) HO(CH2CHO)2H(l)…(12)

Etilen Glikol Etilen Oksida di-Etilen Glikol

HO(CH2CHO)2H(l) +C2H4O(l) HO(CH2CH2O)3H(l)….(13) di-Etilen Glikol Etilen Oksida tri-Etilen Glikol

Setelah bereaksi dalam reaktor, produk masuk kedalam evaporator yang tekanan dan temperature operasinya turun secara bertahap. Evaporator digunakan untuk menghilangkan kandungan air yang terkandung dalam produk etilen glikol. Setelah melalui tahap evaporasi, kandungan air produk dialirkan kedalam kolom destilasi dengan kondisi umpan masuk pada suhu 98,65oC dan tekanan vakum. Setelah melalui kolom destilat, bottom produk akan masuk ke dalam unit Etilen glikol splitter untuk memisahkan produk Monoetilen glikol (MEG), Dietilen glikol (DEG), dan Trietilen glikol (TEG). Masing-masing produk selanjutnya dialirkan kedalam cooler dan dialirkan kedalam tangki penampungan.

Gambar 5. Process Flow Diagram Scientific Design

PVC

Produk PVC amat beragam. Namun secara garis besar dibagi menjadi dua yaitu unplasticised PVC (uPVC atau PVC‐U) yang bersifat rigid dan plasticised PVC yang bersifat fleksibel.a. Aplikasi PVC Rigid

PVC Rigid itu keras dan kaku. Salah satu penggunaan uPVC yang paling besar adalah untuk frame jendela (profil). Material ini mudah untuk dilas dan ditempelkan, bahkan dengan formulasi tertentu aman untuk digunakan pada aplikasi kemasan makanan. Aplikasi uPVC termasuk:‐ Bangunan / Konstruksi: frame jendela, pipa air, lantai, frame pintu, lembaran atap, genteng.‐ Electrical engineering: pipa insulasi, rumah telepon, rumah stop kontak.‐ Mechanical engineering: pipa bertekanan, rumah thermostat, pipa sambungan, ventilasi.‐ Packaging: casing pulpen, botol oli dan makanan, kotak cream, dll.

b. Aplikasi PVC FleksibelPVC yang diberi plasticiser lebih fleksibel. Sifat mekanik dari PVC jenis ini bergantung pada tipe

dan kuantitas plasticiser yang ditambahkan. Aplikasi PVC fleksibel meliputi:‐ Electrical engineering: insulasi kabel dan kawat, soket, kepala kabel.‐ Mechanical engineering: pipa, komponen mobil dan komputer.‐ Bangunan/kosntruksi: cover lantai, perekat jendela dan pintu.‐ Medis: Tas penyimpan Darah‐ Lain‐lain: selang, mainan anak‐anak, masker penyelam, sepatu boot, jas hujan, sabuk pengaman, jok sepeda, kemasan makanan, sepatu, cover dinding,dll.

I. Pemilihan Teknologi1.1. Teknologi wacker-chemie GmbH

Pada proses ini,metode proses VCM menggunakan pirolisis dengan pemurnian pada temperatur 400 – 600 C. Tekanan 10 – 36 bar absolut. Proses pirolisi dari gas murni untukmendapatkan 1,2 dicloroethane pada fase liquid panas pada temperatur pemanasan dan gas buang,disimpan pada generate steam. Pendinginan campuran gas pirolisis, dalam stage awal dan HCl dari pencampuran gas pirolisis, disimpan dalam HCl kolom dan VCM dari pencampuran gas pirolisis disimpan dalamVCM kolom. Energi yang dibutuhkan dalam proses ini adalah 0,3 gr J dengan produk yang dihasilkan 100 Kg VCM dengan proses pirolisis. 85 % panas diambil dari preheaterliquid EDC, uap panas EDC digunakan untuk temperatur pirolisis dan untuk endothermal pirolisis proses, namun 25% hilang karena gas buang pada pirolisis furnace.

1.2. Teknologi HoechstProses pembentukan VCM dengan teknologi Hoechst terdiri dari Direct Chlorination, Oxychlorination,

Cracking EDC, Distilasi EDC, Distilasi VCM, dan Incenerator.Reaksi pembentukan VCM yaitu :2C2H4 + Cl2 + ½ O2 2C2H3Cl + H2O + q

1.3. Teknologi PPG dan MitsuiPada teknologi ini proses terbagi atas empat plant, yaitu: oxyhdrochlorination EDC plant (OHC-EDC

Plant), LiquidPhase EDC plant (LP-EDC Plant), VCM Plant dan Incenerator Plant. Pada OHC-EDC Plant proses yang terjadi adalah reaksi oxychlorination sedangkan di LP-EDC plant proses yang terjadi adalah direct chlorination dan pemurnian EDC. Di VCM plant proses yang terjadi adalah cracking EDC menjadi VCM dan HCl, pemurnianVCM dan recovery EDC yang tidak terkonversi. Di incenerator plant terjadi pembakaran limbah cair organik dan gas klorin. Menghasilkan HCl dan menggerasi panas. Panas digunakan dalam menghasilkan steam dan HCl yang terbentuk di-recovery sebagai larutan HCl 19%

1.4. Jenis – Jenis ProsesPada pembuatan methanol dari bahan baku methana dan gas sintesa ini, dapat dibuat dengan

menggunakan beberapa jenis proses, antara lain :a. Polimerisasi Suspensi

Monomer VCM didispersikan kedalam air kemudian ditambahkan stabilizer antara lain talc atau bentonite. Inisiator ditambahkan di dalam suspensi monomer. PVC yang dihasilkan lebih murni, memiliki sifat isolasi listrik dan ketahanan panas yang baik serta lebih jernih dari PVC emulsi. Lebih dari 75% PVC didunia diproduksi dengan menggunakan proses suspensi (S‐PVC). Proses suspensi ini terjadi dari VCM yang didispersikan dengan media air. Produk yang terbentuk bersifat porous dengan diameter butir antara 100‐150 mm.

Gambar 2 Proses Polimerisasi Suspensi

b. Polimerisasi EmulsiMonomer VCM dicampur dengan air dan ditambahkan stabilizer (sabun) dan inisiator. Campuran

dimasukkan ke dalam reaktor sehingga monomer teremulsi masuk kedalam soapmicelle. Inisiator akan terurai menjadi radikal bebas sehingga berdifusi kedalam soapmicelle untuk memulai polimerisasi PVC. Produk berbentuk lateks yang halus. Proses ini berlangsung relative lebih cepat pada temperature yang lebih rendah dibandingkan dengan metode lain. Produk yang dihasilkan memiliki daya tahan listrik rendah sehingga tidak dapat dipakai untuk isolasi listrik. Sekitar 15% produksi PVC didunia menggunakan polimerisasi emulsi dan polimerisasi kopolimer, dimana produknya dalam bentuk dispersi lateks encer dari PVC dengan diameter partikel 0,1‐2mm .

Gambar 3 Proses Polimerisasi Emulsi

c. Polimerisasi BulkProses initidak menggunakan suspending agent atau emulsifier sehingga produk yang dihasilkan

mempunyai kemurnian yang tinggi. Yang menggunakan teknologi polimerisasi bulk adalah sekitar 10% dimana produknya didapat dengan cara mengeliminasi molekul air.

Gambar 4 Proses Polimerisasi Bulk