POLYETHYLENE

Industri petrokimia merupakan salah satu industri kimia yang penting di dunia, begitu pula di Indonesia. Perkembangan industri petrokimia terbagi dalam dua bagian besar, yaitu industri petrokimia hulu (upstream petrochemical) dan Industri petrokimia hilir (downstream petrochemical). Industri petrokimia hulu adalah industri yang mengolahcrude oilmenjadi bahan baku untuk industri hilir. Contoh produk industri hulu adalahethylene,propylene,butadiena,xylene. Sedangkan industri hilir adalah industri yang menghasilkan produk-produk jadi yang siap pakai sepertipolyethyleneyang bila diolah lebih lanjut dapat dibuat menjadi berbagai produk plastik.

A. SEJARAH POLYETHYLENE

Polyethyleneataupolyethenemerupakan polimer termoplastik yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.Polyethylenetidak larut dalam pelarut apapun pada suhu kamar. Polimer ini juga tahan terhadap asam dan basa tetapi tidak dapat dirusak oleh asam nitrat pekat. Namapolyethyleneberasal dari monomer penyusunnya yaitu etana (ethylene).Polyethylenepertama kali disintesis secara tidak sengaja dari pemanasandiazomethaneoleh ahli kimia Jerman bernama Hans von Pechmann pada tahun 1898.Secara industri,polyethylenepertama kali disintesis oleh E.W. Fawcett pada tahun 1936 diLaboratorium Imperial Chemical Industries, Ltd (ICI), Inggris dalam sebuah percobaan tak terduga dimana ethylene yang merupakan bahan baku sisa reaksi diteliti sampai tekanan 1446,52 kg/cm2 dan temperatur 170. Pada tahun 1940, polimer mulai diperkenalkan secara komersial, dan polimerethyleneyang pertama kali diperdagangkan adalahpolyethylenedengan densitas rendah (low density) dan tekanan tinggi (high pressure).Setelah mengalami perkembangan, produksi low density polyethtylene meluas dengan cepat. Pada tahun 1953, Ziegler berhasil menemukan cara pembuatanpolyethylenesecara organometalic dan setahun kemudian berhasil diproduksi.Polyethyleneyang dihasilkan oleh Ziegler yaitu polyethylene tanpa tekanan. Sampai sekarang,polyethylenemerupakan jenis polimer yang paling banyak diproduksi.

B. KARAKTERISTIKPOLYETHYLENEa. Sifat Fisik : Berat Molekul : 10.000 1.000.000 g/mol Bentuk : padatan, cairan, slurry Densitas : 0,91 - 0,96 g/cm3 Titik lebur : 109 183 oC

b. Sifat Kimia : Tidak larut dalam pelarut apapun pada suhu kamar Tahan terhadap asam/basa, tetapi dapat dirusak oleh asam nitrat pekat Tidak tahan terhadap cahaya dan oksigen Bila dipanasi secara kuat akan membentuk sambung silang yang diikuti dengan pembelahan ikatan secara acak pada suhu lebih tinggi, tetapi di polimerisasi tidak terjadi Larutan dari suspensipolyethylenedengan tetra klorida pada suhu 60 oC dapat direaksikan dengan Cl membentuk produk lunak dan kenyal Pemasukan atom Cl secara acak ke dalam rantai dapat menghancurkan kekristalanpolyethylene.

C. POLIMERISASIETHYLENEMENJADIPOLYETHYLENEMenurutByrson, J.Apada tahun 1995, reaksi polimerisasi dapat dilakukan pada fase cair, gas maupun padat. Proses polimerisasi yang mula-mula banyak digunakan adalah polimerisasi dalam fase cair atau larutan. Permasalahan utama yang timbul dari proses semacam itu adalah pemisahan katalis dan sisa pelarut dari produk dan memiliki biaya yang tinggi. Reaksipolimerisasi baru berkembang katalis yang jauh lebih baik pada tahun 1970-an. Proses fasa gas ini memiliki kelebihan yaitu tidak memerlukan adanya proses pemisahan katalis dari polimer, katalis sudah menyatu dalam produk. Kesulitan utama dari proses polimerisasi fasa gas adalah pengendalian aktivasi katalis dan kemungkinan terbentuknya oligomer. Oligomer adalah rangkaian beberapa molekul bukan polimer, misalnya dimer, trimer, tetramer dan lain-lain.

Polimer Monomer Polimerisasi Sumber/Terdapatnya

POLIMER ALAM

ProteinAsam amino Kondensasi Wol, sutra

Amilum Glukosa Kondensasi Beras, gandum

Selulosa Glukosa Kondensasi Kayu DNA

Asam nukleat Nukleotida Kondensasi RNA

Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet

POLIMER BUATAN

Polietilena Etena Adisi Plastik

PVCVinilklorida Adisi Pelapis lantai, pipa

PolipropilenaPropena Adisi Tali plastik, karung plastik

Teflon Tetrafluoroetilena Adisi Gasket, panci antilengket

Dalam reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkan reaksi rantai. Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:

Sebagai contoh mekanisme polimerisasi adisi dari pembentukan polietilenaa) Inisiasi, untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Bila kita nyatakan radikal bebas yang terbentuk dari inisiator sebagai R, dan molekul monomer dinyatakan dengan CH2 = CH2, maka tahap inisiasi dapat digambarkan sebagai berikut:

b) Propagasi, dalam tahap ini terjadi reaksi adisi molekul monomer pada radikal monomer yang terbentuk dalam tahap inisiasi

Bila proses dilanjutkan, akan terbentuk molekul polimer yang besar, dimana ikatan rangkap C= C dalam monomer etilena akan berubah menjadi ikatan tunggal C C pada polimer polietilena

c) Terminasi, dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R) CH2 CH2 + R - CH2 CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi R-(CH2)n-CH2 + CH2-(CH2)n-R. Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi dan reaksinya antara lain.

Penggunaan katalis sangat berpengaruh pada faktor ekonomis dari teknologi polimerisasi. Reaksi polimerisasi adisi memerlukan adanya senyawa pemicu, yaitu senyawa yang dapat memberikan muatan atau elektron bebas pada ikatan rangkap ethylene. Tanpa katalis reaksi polimerisasi dapat berlangsung pada suhu tinggi ( 350 oC-500 oC) dengan tekanan 2.5-10 atm. Hal ini karena energi aktivasi cukup tinggi yaitu sekitar 35-43.5 kkal/mol. Adanya katalis akan mempercepat jalannya reaksi yaitu dengan mengurangi energi aktivasi yang diperlukan. Secara ringkas faktor penentu dari keberhasilan proses polimerisasi adalah tipe katalis yang digunakan. Katalis ini harus memilki keaktifan yang tinggi namun mudah dikendalikan.Katalis yang saat ini banyak digunakan adalah katalis organo metalic seperti TiCl4. Proses dasar polimerisasiethylenenyang mula-mula dipatenkan adalah proses yangdigunakan oleh perusahaanImperial College Industri(ICI) pada tahun 1936. Proses ini menghasilkanpolyethylenejenis LLDPE dengan kondisi pada tekanan tinggi. Namun pada tahun 1954 muncul cara lain untuk reaksi polimerisasiethylenedengan prosesZiegleryang menggunakan katalis alumunium alkyl (TiCl4). Dengan proses tersebutpolyethylenedapat diproduksi pada tekanan dan suhu yang rendah.

D. KLASIFIKASIPOLYETHYLENEMenurutIrwan Hidajatpada tahun 1995, polyethylene merupakan salah satu polimer dengan struktur molekul paling sederhana, bersifat termoplastik dari polimerisasi ethylene (C2H4). Polimer termoplastik adalah polimer yang dapat mencair dan mengalir pada suhu tinggi.Polyethylenediklasifikasikan berdasarkan rantai dan densitasnya menjadi :Polietilena terdiri dari berbagai jenis berdasarkan kepadatan dan percabangan molekul. Sifat mekanis dari polietilena bergantung pada tipe percabangan, struktur kristal, dan berat molekulnya. Polietilena bermassa molekul sangat tinggi (Ultra high molecular weight polyethylene) (UHMWPE) Polietilena bermassa molekul sangat rendah(Ultra low molecular weight polyethylene) (ULMWPE atau PE-WAX) Polietilena bermassa molekul tinggi(High molecular weight polyethylene) (HMWPE) Polietilena berdensitas tinggi(High density polyethylene) (HDPE) Polietilena ''cross-linked'' berdensitas tinggi(High density cross-linked polyethylene) (HDXLPE) Polietilena ''cross-linked''(Cross-linked polyethylene) (PEX atau XLPE) Polietilena berdensitas menengah(Medium density polyethylene) (MDPE) Polietilena berdensitas rendah(Low density polyethylene) (LDPE) Polietilena linier berdensitas rendah(Linear low density polyethylene) (LLDPE) Polietilena berdensitas sangat rendah(Very low density polyethylene) (VLDPE)

UHMWPEadalah polietilena dengan massa molekul sangat tinggi, hingga jutaan. Biasanya berkisar antara 3.1 hingga 5.67 juta. Tingginya massa molekul membuat plastik ini sangat kuat, namun mengakibatkan pembentukan rantai panjang menjadistruktur Kristal tidak efisien dan memiliki kepadatan lebih rendah dari pada HDPE. UHMWPE bisa dibuat dengan teknologi katalis, dan katalis Ziegler adalah yang paling umum. Karena ketahanannya terhadap penyobekan dan pemotongan serta bahan kimia, jenis plastik ini memiliki aplikasi yang luas. UHMWPE digunakan sebagai onderdil mesin pembawa kaleng dan botol, bagian yang bergerak dari mesin pemutar, roda gigi, penyambung, pelindung sisi luar, bahan anti peluru, dan sebagai implan pengganti bagian pinggang dan lutut dalam operasi.HDPEdicirikan dengan densitas yang melebihi atau sama dengan 0.941 g/cm3. HDPE memiliki derajat rendah dalam percabangannya dan memiliki kekuatan antar molekul yang sangat tinggi dan kekuatan tensil. HDPE bisa diproduksi dengankatalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta, ataukatalis metallocene. HDPE juga lebih keras dan bisa bertahan pada temperatur tinggi (120oC). HDPE sangat tahan terhadapbahan kimiasehingga memiliki aplikasi yang luas, diantaranya: Kemasandeterjen, Kemasansusu, tanki bahan bakar, kayu plastik, meja lipat, kursi lipat, kantong plastik, sistem perpipaan transferpanas bumi, Sistem perpipaangas alam, pipaair, pembungkuskabel.PEXadalah polietilena dengan kepadatan menengah hingga tinggi yang memiliki sambungancross-linkpada struktur polimernya. Sifat ketahanan terhadap temperatur tingi meningkat seperti juga ketahanan terhadap bahan kimia.MDPEdicirikan dengan densitas antara 0.9260.940 g/cm3. MDPE bisa diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. MDPE memiliki ketahanan yang baik terhadap tekanan dan kejatuhan. MDPE biasa digunakan pada pipa gas.LDPEdicirikan dengan densitas 0.9100.940 g/cm3. LDPE memiliki derajat tinggi terhadap percabangan rantai panjang dan pendek, yang berarti tidak akan berubah menjadi struktur kristal. Ini juga mengindikasikan bahwa LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang rendah. Ini mengakibatkan LDPE memiliki kekuatan tensil yang rendah. LDPE diproduksi denganpolimerisasi radikal bebas. LDPE memilikipercabanganyang banyak, lebih banyak dari pada HDPE sehinggagaya antar molekulnyarendah.Ketahanan LDPE terhadap bahan kimia diantaranya: Tak ada kerusakan dariasam,basa,alkohol, danester. Kerusakan kecil dariketon,aldehida, danminyak tumbuh-tumbuhan. Kerusakan menengah darihidrokarbon alifatikdanaromatikdanoksidator. Kerusakan tinggi padahidrokarbon terhalogenisasi.

LDPE memiliki aplikasi yang cukup luas, terutama sebagai wadah pembungkus. Produk lainnya dari LDPE meliputi: Wadah makanan dan wadah di laboratorium Permukaan anti korosi Bagian yang membutuhkan fleksibilitas Kontong plastik Bagian elektronik

LLDPEdicirikan dengan densitas antara 0.9150.925 g/cm3. LLDPE adalah polimer linier dengan percabangan rantai pendek dengan jumlah yang cukup signifikan. Umumnya dibuat dengankopolimerisasietilena dengan rantai pendekalfa-olefin(1-butena, 1-heksena, 1-oktena, dan sebagainya). LLDPE memiliki kekuatan tensil yanglebih tinggi dari LDPE, dan memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap tekanan.VLDPEdcirikan dengan densitas 0.8800.915 g/cm3. VLDPE adalah polimer linier dengan tingkat percabangan rantai pendek yang sangat tinggi. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa-olefin.PET (PolyEthylene Terephthalate) memiliki titik leleh atau lebur yang sangat tingi. Botol air mineral, botol minuman bersoda, botol shampoo, botol obat kumur dan botol untuk selai roti merupakan beberapa contoh jenis dan tipe plastik berjenis PET ini. Daur ulang plastik berjenis jenis dan tipe PET dapat dibuat sebagai karpet dan juga pakaian berbahan polyester.

E. MACAM-MACAM PROSES PEMBUATANPOLYETHYLENEAda beberapa macam proses pembuatan produk polyethylene, diantaranya:a. High Presure ProcessDalam proseshigh pressureini dapat digunakan 2 jenis reaktor yaituautoclavereaktor 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 1900 oC dan jika menggunakan inisiator peroxycarbonate maka temperatur reaksinya menjadi 1400 oC.

b. Suspension (Slurry) ProcessDalam proses ini polyethylene disuspensikan dalam diluent hidrocarbon untuk mempermudah proses. Ada 2 macam proses dalam suspension (slurry) proses, yaitu autoclave processdanloop 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

c. Gas Phase ProcessUnion Carbide banyak menggunakan proses ini dengan menggunakan reactor fluidized bed. Disebutgas phase processkarena 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

F. PERBANDINGAN PROSES PEMBUATANPOLYETHYLENE

Faktor TeknisGas Phase (Unipol)Slurry Phase (Philip)Slurry Phase (SDK)Liquid Phase (Dupont)Proes tekanan Tinggi (ICI)

Tekanan Operasi300 psig400psig43.5 kg/cm215000-18000 psig20.000-30.000

Temperatur OperasiC80-10090-11080-90220-260200-300

Jenis ReaktorFluidized BedLoop reactor, Autoclave reactorVertical Jacketed,loop reactorStirred reactorAutoclave reactor, Turbular reactor

Waktu Tinggal1-5 jam1.5 jam2-5 menit30 dtk-2 mnt

DiluentIsobutane, hexaneIsobutane, hexaneCyclohexanaButene-1

C4/C2 (molar)0.01-0.40.01-0.30.01-0.30.01-0.30.01-0.3

Tipe PolyethyleneLLDPE,HDPEHDPEHDPELDPE, HDPE, LLDPELLDPE

G. TEKNOLOGI PEMBUATAN LLDPE (LINEAR LOW DENSITYPOLYETHYLENE)

Salah satu produk polietileln adalah LLDPE (Linear Low Density Polyethylene). Teknologi yang dapat dipakai dalam pembuatan LLDPE meliputi polimerisasi fase gas (gas-phase fluidized-bed polymerization), polimerisasi dalam larutan (polymerization in solution), dan polimerisasi suspensi (slury polymerization). Setiap proses memiliki spesifikasi katalis tertentu yang membantu jalannya reaksi.MenurutF.W Billmeyerpada tahun 1984, LLDPE merupakan kepolimeran antara ethylne dengan -olefin seperti butene, hexene, dan octene yang ditunjukan dengan rantai cabang pendek dengan densitas polyethylene cabang yang ditentukan tanpa adanya rantai cabang panjang. LLDPE diproduksi untuk berbagai macam barang, antara lain:a. Film: plastik, plastik pembungkus baju, plasti karung.b. Kabel: pembungkus kabel tegangan rendah.c. injection: kursi plastik, ember, gelas dan piring plastik.

1. Sifat-sifat Bahan BakuBahanbaku yang digunakan pada LLDPEplantterdiri dari bahan baku utama dan bahan baku penunjang. Bahan baku utama yang digunakan yaituethylenedan bahan baku penunjang terdiri dari nitrogen, hidrogen dancomonomer.

Bahan Baku UtamaLLDPEplantmenggunakan bahan baku utama yaituethylene.Ethyleneini diperoleh dari hasil produksiEthylene plant. Sifat FisikEthylene(CH2=CH2)Berat Molekul: 28,05 g/molSpesific gravity: 0,57-102/4Fase: gasTitik didih: -103,9 oCTitik leleh: -169 oCTemperatur kritis: 9,15 oCTekanan kritis: 50,4 barVolume kritis: 131 cm3/mol

Bahan Baku Penunjanga.ComonomerComonomeryang digunakan pada LLPDEplantyaitu 1-butene. Sifat-sifat fisik daricomonomertersebut yaitu : Sifat FisikButene-1(CH2 = CHCH2CH3)Berat Molekul : 56,10 g/molSpesific gravity: 0,6013Fase : cairTitik didih : -5 oCTitik leleh : -130 oCTemperatur kritis : 146,85 oCTekanan kritis : 40,43 barVolume kritis : 293,3 cm3/molLarut dalam pelarut organik tetapi tidak dapat larut dalam air

b. NitrogenSifat fisik dari nitrogen yaitu :Berat Molekul: 28,02 g/molSpesific gravity: 0,8081Fase: gasTitik didih: -195,8 oCTitik leleh: -209,86 oCTemperatur kritis: -147 oCTekanan kritis: 34 bar (abs)

c.HidrogenSifat Fisik Hidrogen (H2) adalah sebagai berikut :Berat Molekul: 2,016 g/molSpesific gravity: 0,0709-252,7Fase: gasTitik didih: -252,7 oCTitik leleh: -259,1 oCTemperatur kritis: -1240 oCTekanan kritis: 13 bar (abs)d.KatalisKatalis yang digunakan LLDPE plant terdiri dari tiga jenis, tergantung pada spesifikasi produk yang diinginkan. Ketiga jenis katalis tersebut yaitu :1. Katalis M-1Katalis M-1 terdiri dari metal aktif Titanium yang di-supportdengan silika dan aluminium. Berdiameter 700-900m. Karaktristik :a. Memiliki distribusi berat molekul (MWD) terbatas,b. HargaMelt Indextinggi dan densitas yang cukup luas,c. Aktivitas yang baik (2-4 ppm Ti),d. Produktivitas Katalis 3000-5000 kg resin/kg katalis,Penggunaan : untuk memproduksi LLDPE.

2. Katalis S-2Katalis S-2 terdiri darichromeaktif yang di-supportdengan silika dan aluminium. Berdiameter 500-600m. Karaktristik :a. Memiliki distribusi berat molekul (MWD) sangat luas,b. HargaMeltIndekx rendah dan densitas tinggi,c. Aktivitas yang baik (kurang dari1ppm Cr),d. Produktivitas Katalis 6000-8000 kg resin/kg katalis,e. Polimerisasi baik, sturtur molekul produk yang lebih luas.Penggunaan : untuk memproduksi HDPE, tipeblow molding, film, pipa,geomembran.

3. Katalis F-3Katalis F-3 merupakan katalis yang tergolong katalischrome. Berdiameter 500-600m. Karaktristik :a. Memiliki distribusi berat molekul (MWD) produk yang luas,b. Produktivitas Katalis 15000 kg resin/kg katalis.Penggunaan : untuk memproduksi HDPE.e.Co-catalystSifat Fisik TEAL (Al(C2H5)3) yaitu :Berat Molekul : 114,17 g/molDensitas : 0,834 g/mlViskositas : 2,6 mPa.sgContoh struktur katalis Ziegler Natta dengan kombinasi Titanium (IV) Chloride (TiCl4) danco-catalystTEAL (Triethylalumunium) dapat dilihat pada gambar 2.1Katalis Ziegler NattaTiCl4 + Al(C2H5)3

H. PEMBUATAN LLDPE (LINEAR LOW DENSITYPOLYETHYLENE)

1. Gas Phase ProcessProses polimerisasi fase gas pertama kali dibangun olehUnion Carbidepada tahun 1977, dan dipatenkan dengan namaUnipol process. Teknologi ini juga dikembangkan olehBritish Petroleum Company. Teknologi ini hemat secara ekonomi, fleksibel, dan memiliki kisaran yang luas dalam penggunaan katalis padat [Kirk Othmer, et al.1998].

Gambar 1. polimerisasi fasa gas ( Union Carbide)Proses Unipol menggunakan reaktorfluidized beddengan bagian untuk berlangsungnya reaksi berbentuk silinder, dan bagian yang mengembang untuk menurunkan kecepatan gas sehingga memungkinkanentrained particles polymerjatuh kembali ke dalam unggun (bed). Tinggi reaktor dapat mencapai 25 meter, reaktor beroperasi pada tekanan 1,5-2,5 MPa (15-25 atm) dengan temperatur 70 sampai 95oC.Gasethylene,comonomer(1-butene) dan hidrogen dimasukkan ke dalam reaktor melaluiperforated distribution platedi bagian bawah reaktor yang sebelumnya telah melewati tahapan pemurnian. Katalis diumpankan ke dalam reaktor melaluicatalystfeederyang terletak disamping reaktor. Katalis padat yang digunakan adalah katalis TiCl4digabungkan denganCo-catalystTEAL (Try Ethyl Alumunium) sehingga membentuk katalis Ziegler-Natta. Partikel katalis tinggal dalam reaktor selama 2.5 sampai 4 jam.Aliran Gas dari bawah dan katalis dari samping akan membentuk fluidisasi, sehingga diharapkan akan terjadi reaksi polimerisasi yang akan membentuk resinpolyethylene. Pada saatstart updigunakan benih resin untuk membantu mempercepat proses polimerisasi, diharapkan dengan adanya benih resin tersebut proses fluidisasi dapat berlangsung sempurna.Mekanisme reaksi pembentukanpolyethylenedariethyleneadalah sebagai berikut :H = Kcal/kg produkPanas yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi ditransfer ke dalamCycle Gas Cooler dengan bantuan air pendingin untuk menjaga kestabilan temperatur di reaktor. Jika diperlukan, sebagian dari aliranCycle Gasdibuang keflaremelaluiProduct Purge Binuntuk menjaga kestabilan tekanan reaktor dapat juga ditambahkancondensing agentuntuk membantu transfer panas diCooler. KecepatanSuperficialCycle Gasyang masuk ke dalam reaktor berkisar antara 0.68-0.72 m/s, kecepatan ini dianggap dapat memfluidisasi resin dengan sempurna untuk membantu mempercepat proses polimerisasi.Reaktor dilengkapi dengan dua sistem pengeluaran produk yang dapat bekerja secara bergantian (Cross tie mode) dalam keadaan normal. Cara kerjanya berdasarkan perbedaan ketinggian unggun di dalam reaktor padaControl Set Reactor. Karena setiap terbentuk resinpolyethylenebaru, akan memberikan variabel naiknya ketinggian unggun hingga ketinggian tertentu. SetelahLevel Setmendeteksi ketinggian tertentu yang telah ditetapkan dan ketinggian tersebut telah mencapaidelay timeyang telah ditetapkan biasanya selama 5 detik, maka terjadi pengeluaran produk secara otomatis. JikaLevel Settelah dicapai namundelay timebelum terpenuhi maka pengeluaran produk tidak akan terjadi.Resinpolyethyleneyang berupapowder(= 500-900 m, tergantung tipe katalis yang digunakan) dikeluarkan dari reaktor menujuPruduct Chamberuntuk selanjutnya ditranfer lagi keProduct Blow Tank (PBT), dari PBT di transfer kePruduct Purge Bin(PPB). Keseluruhan sistem pengeluaran sistem kemudian disebutProduct Discharge System(PDS) [Kirk Othmer, et al.1998].Pada proses Unipol, reaktor polimerisasifluidized beddioperasikan tanpa zona pengurangan kecepatan atau cyclone untuk memisahkan partikel yang bagus dari gas, ternyata memiliki beberapa keuntungan. Keuntungan yang pertama adalah pembentukan lembaran yang curam di dinding atau kerak pada zona transisi dapat dihilangkan. Hasilnya akan mengurangishutdownpada reaktor. Keuntungan yang kedua adalah kedalaman dari areabedpolimerisasi dapat divariasikan sehingga output reaktor dapat ditingkatkan dengan kondisi operasi yang bagus pula [US. Patent 4,255,542].Pada proses polimerisasi fase gas untuk teknologi BP (British Petroleum), katalis Ziegler-Nattadanmetallocenedimasukan dalam reaktorfluidized-bed. Pengendalian terhadap sifat propertis produk, seperti titik lebur dan densitas dilakukan oleh komposisi gas proses dan kondisi operasi. Reaktor didesain agar terjadimixingyang sempurna dan temperatur yang seragam.

Gambar 2. polimerisasi fasa gas (BPprocess)

Kondisi operasi padabedadalah, tekanan 20 bar g, dan temperatur antara 75 sampai 100 C. Partikel polimer terbentuk di reaktorfluidized beddimana campuran gasethylene, comonomer, hydrogendannitrogenterfluidiskan. Partikel polimer yang bagu akan meninggalkan reaktor bersama gas yang tertangkap olehcyclone,yang merupakan keunikan dari proses BP, yang akan direcycle kembali kedalam reaktor.Cycloneberfungsi juga untuk mencegah terkontaminasinya produk pada saat transisi. Gas yang tidak bereaksi didinginkan dan dipisahkan dari berbagai cairan, dikompes kemudian dikembalikan kedalam reaktor. [Petrochemical Procesess. 2005].Produk yang dihasilkan memiliki spesifikasi yaitu densitasnya 0,919 g/cm3m, titik leleh 1,0 g/10 menit, dan ketebalan 0,038 mm [Elias, Hans-Georg.1986]. Polimer berbentuk powder yang kemudian ditambahkan zat addiktif dan kemudian disimpan dalamstorage[Petrochemical Procesess. 2005].

2. Suspension Process Proses larutan telah dikembangkan oleh beberapa perusahaan meliputiDu Pont, Dow,dan Mitsuiuntuk membuat LLDPE. Keuntungannya adalah dapat dengan mudah menangani banyak jenis daricomonomerdan densitas produk tergantung katalis yang dipakai.Gambar 3. polimerisasi larutan (Du Pont)

PenjelasanflowsheetprosesDu PontyaituEthylenedilarutkan dalam pelarut (diluent) seperti heksana atau sikloheksana, kemudian dipompakan ke dalam reaktor pada tekanan 10 MPa. Tahapan reaksi merupakan proses adiabatis dan temperatur reaksinya adalah sekitar 200-300oC.Umpan mengandungethylenesebesar 25 wt% dimana 95% terkonversi menjadipolyethylenedalam reaktor. Waktu tinggal dalam reaktor selama 2 menit. Katalis yang dipakai yaitu campuran dari VOCl3dan TiCl4diaktifasi oleh kokatalisalkylaluminum, Larutanpolyethyleneyang meninggalkan reaktor diolah dengan zat deaktifasi dan kemudian campurannya melewati alumina dimana residu dari katalis yang sudah dideaktifasikan diadsorb. Pelarut dancomonomeryang tidak bereaksi diuapkan dalam tahapdepressurization. Setelah ekstrusi menjadi pellet, penghilangan pelarut dilakukan dengan melewatkan aliran gas panas melewati tumpukan pellet [Ulmans encyclopedia, 1992].Kelemahan dari proses ini yaitu terdapatnya tahapan penghilangan katalis sehingga memperbesar biaya proses.

3. Polimerisasi suspensi (slurry Polimeryzation)Teknologi ini merupakan teknologi yang paling tua dalam pembuatanpolyethylene. Philips Petroleum Companytelah mengembangkan prosesslurryyang efisien untuk memproduksi LLDPE. Reaktor dibangun menyerupai large folder loop yang mengandung serangkaian pipa dengan diameter 0.5 sampai 1 meter.Gambar4. polimerisasi suspensi (Phillips Petroleum)

Reaktor berbentukdouble loopdiisi dengan suatu pelarut ringan (biasanyaisobutene), dan mengelilingiloopdengan kecepatan tinggi secara kontinyu [Kirk Othmer, et al.1998] . Reaktordouble loopbekerja pada tekanan 3,5 MN/m2, temperatur 85 sampai 100C, dan waktu tinggal rata-rata adalah 1,5 jam. Katalischromium/titaniumdipakai dalam teknologi ini [Alagoke, Olabisi:1997 ]. Katalis disuspensikan oleh pelarut dan diumpankan ke dalam reaktor [Ulmans encyclopedia, 1992]. Aliran campuran mengandungethylenedancomonomer(1-butene, 1-hexene, 1-oktene,atau4-methyl-1-pentene), dikombinasikan dengandiluenthasilrecycledan suspensi katalis, diumpankan ke dalam reaktor. Dalam reaktor tersebut kopolimer etilen membentuk partikel-partikel yang tumbuh berlainan disekitar partikel katalis [Kirk Othmer, et al.1998].Temperatur merupakan variabel operasi yang paling kritis dan harus selalu dikontrol untuk menghindari terjadinyaswelling(pengembangan) dari polimer. Setelah melewati waktu tinggal antara 1.5 sampai 3 jam, resin mengendap secara singkat dalam tahap pengendapan di tepi bawah loop dan dilepaskan menuju keflash tank. Akhirnya pelarut dan monomer yang terpisah masuk ke dalam sistemrecoverypelarut untuk pemurnian danrecycling[Kirk Othmer, et al.1998].

15 | Page