Pendahuluan Industri Petrokimia

INDUSTRI PETROKIMIA

BAHAN BAKU PETROKIMIA

Bahan baku yang berasal dari kilang minyak : Fuel gas Gas propane dan butane Mogas Nafta Kerosin/ minyak tanah Gas oil Fuel Oil Short residue/ waxy residue

Kilang Minyak : Kilang Minyak Cilacap, Balongan, Dumai, Musi, Balikpapan, dll

BAHAN BAKU PETROKIMIA

Bahan baku yang berasal dari lapangan gas bumi : Metana (CH4 Etana (C2H6) Propana (C3H8) Butana (n-C4H10) Kondensat (C5H12 – C11H24)

Sumur Gas : Lapangan Gas Arun (LNG, pupuk urea dan

ammonia) Lapangan Gas Badak/ Bontang (LPG, pupuk urea,

ammonia, dan LNG) Lapangan lainnya, seperti Lapangan Gas Natuna

Cara-Cara Mendapatkan Bahan Baku Industri Petrokimia

Gas Metana (CH4) Dari pengeboran gas di lapangan. Gas metana dari kilang BBM (off gases) dijadikan gas buangan

Gas Etana (C2H6) Dari lapangan gas bumi

Gas Etilena (C2H4) Cracking gas etana, nafta dan kondensat.

Gas Propana (C3H8) Absorpsi dan ekstraksi.

Gas Propilena (C3H6) Cracking gas etana, propane, nafta dan kondensat.

Cara-Cara Mendapatkan Bahan Baku Industri Petrokimia

Gas Butana (n-C4H10) Ekstraksi dan absorpsi.

Kondensat (C5H12 – C11H24) Ekstraksi dan absorpsi. Selain itu, juga dapat diperoleh dari kilang BBM.

Benzena, Toluena dan Xilena (BTX Aromatik) catalytic reforming.

Nafta (C6H14 – C12H26) Proses distilasi. Kerosin (C12H26) Distilasi atmosferik. Short Residue/ waxy residue

PRODUK-PRODUK PETROKIMIA

Industri petrokimia dibagi menjadi dua bagian besar :

Industri Petrokimia Hulu (upstream petrochemical) Masih berupa produk dasar (produk primer) dan produk antara (produk setengah jadi)

Industri Petrokimia Hilir (downstream petrochemical Berupa produk akhir dan atau produk jadi

Berdasarkan proses pembentukan dan pemanfaatannya, produk petrokimia dibagi menjadi empat jenis :

Produk Dasar : gas CO dan H2 sintetik, etilena, propilena, butadiene, benzene, toluene, xilena dan n-parafin.

Produk Antara : ammonia, methanol, carbon black, urea, etanol, etil klorida, cumene, propilen oksida, butyl alkohol, isobutilen, nitrobenzene, nitrotoluena, PTA (Purified Terepthalic Acid), TPA (Terepthalic Acid), DMT (Dimethyl terepthalate), kaprolaktam, LAB (Linear Alkyl Benzene), dll.

Produk Akhir : urea, carbon black, formaldehida, asetilena, polietilena, polipropilena, poli vinil klorida, polistirena, TNT (Trinitrotoluena), polyester, nilon, poliuretan, LAB sulfonat, dll.

Produk Jadi : barang-barang yang banyak dipakai sehari-hari di rumah tangga.

Jalur Pembuatan Produk Petrokimia

Jalur gas sintesisJalur OlefinJalur aromatic

1. Jalur Gas Sintetik, Amonia dan Carbon Black

Reaksi steam reforming untuk pembuatan ammonia. 2 CH4 + O2 + 2 H2O + N2 2 CO2 + 4 NH3

Reaksi steam reforming pada pembentukan methanol :

Lurgi High Pressure Process ICI Low Pressure Process

Reaksi Oksidasi Parsial untuk membuat carbon black

Pembuatan Amonia Dengan Gas Sintetis

Pembuatan Methanol dengan Steam Reforming

Carbon Black

Channel Black* Bahan baku : gas alam, setiap 500 cuft

gas alam menghasilkan 1 lb carbon black.* Diameter partikel besar, sehingga struktur

partikelnya rendah * Derajat keasaman permukaannya (acidic

surface pH) tidak aktif ,tidak bisa dipakai dalam vulkanisasi, permukaannya tidak tahan asam.

* Pada saat ini produksinya telah ditutup karena tidak ekonomis.

Carbon Black

Thermal Black :* Proses pembuatannya menggunakan

thermal process, bahan baku gas alam maupun minyak cair (residu)

* Diameter partikel besar, sehingga struktur partikelnya rendah

* Baik dipakai pada campuran karet yang tahan lentur (hogh elongation) atau pada campuran karet tahan gores (high abrasion).

Carbon Black

Furnace Black :* Bahan baku : gas alam atau minyak residu.* 1000 cuft gas alam menghasilkan 10 lb carbon

black. 1 lb minyak residu menghasilkan 0,55 lb carbon black.

* Diameter partikel kecil, sehingga struktur partikelnya kuat

* Derajat keasaman permukaannya (acidic surface pH) sangat aktif sehingga sering dipakai dalam vulkanisasi, karena permukaannya sangat tahan asam.

Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya (UREA)

Reaksi Pembentukan Pupuk Urea :Tahap 1 : Pembentukan Amonia Carbamat

(NH4COONH2)2 NH3 + CO2 NH4COONH2

Tahap 2 : Pengkristalan ammonium carbamat di dalam prilling tower menjadi urea

NH4COONH2 CO(NH2)2 + H2O

Pembuatan Urea dengan Total Recycle

Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya (FORMALDEHIDA)

Reaksi Pembentukan Formaldehida (CH2O)

Reaksi yang terjadi adalah reaksi oksidasi methanol pada suhu 250oC, dengan katalis tembaga.

2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O

Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya

Reaksi Pembentukan Urea Formaldehida

Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya (DMT)

Reaksi pembentukan DMT (esterifikasi)

Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya

Reaksi pembentukan MethylaminesCH3OH + NH3 CH3NH2 + H2OCH3OH + CH3NH2 (CH3)2 NH + H2OCH3OH + (CH3)2 NH (CH3)3 N + H2OReaksi Pembentukan Methyl HalidesCH3OH + HCl CH3Cl + H2OCH3OH + HBr CH3Br + H2O

2. Jalur Olefin (olefin center)

Olefin : senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang mempunyai ikatan rangkap terbuka yang sangat reaktif.

Mudah terpolimerisasi. Jalur olefin menghasilkan etilena, propilena

dan butilena → produk dasar dari cracking bahan baku nafta

Pembuatan Olefin dengan Tubular Process

Olefin dengan Bahan Baku Nafta

Jika bahan baku berasal dari nafta fraksi berat (C15 – C23) dan dari jenis minyak parafin, maka akan terbentuk campuran molekul parafin dan olefin :

C23H48 C8H18 + C15H30 C3H8 + C12H22 (cracking)

Proses ini dapat terjadi terus menerus hingga terbentuk cokes :

C12H22 C2H6 + C10H16 C2H4 + C8H12 2 CH4 + C6H4 (cracking)

C6H4 CH4 + 5 C (cracking)Selain itu juga dapat terbentuk ter dari hasil polimerisasi olefin :

C10H16 + C10H16 C20H32 + C15H30 C35H62 (kopolimerisasi C20H32 dengan C15H30 )

Olefin dengan Bahan Baku Etana

Jika bahan baku yang digunakan adalah gas etana, maka reaksi cracking yang terjadi adalah sebagai berikut :

C2H6 2 C2H4 + H2 (cracking)Karena di dalam umpan juga terdapat gas propana, maka terjadi pula reaksi cracking sebagai berikut :

C3H8 C3H6 + H2 (cracking) C3H8 C2H4 + CH4 (cracking) 2 C3H8 C4H8 + 2 CH4 2 C3H8 C2H6 + C2H6 + CH4

Hasil cracking tersebut akan mengalami cracking dan hidrogenasi lebih lanjut sebagai berikut :

C3H6 + 3 H2 3 CH4 C3H6 C4, C5, C6 + H2

Gambaran Suatu Kilang Olefin

Jalur Olefin (olefin center)

Produk petrokimia hilir yang dihasilkan melalui jalur olefin :Plastik dari etilena : polietilena (PE), polivinilklorida (PVC), polistirena (ps), etilen glikol (EG), dan etilen asetat (EA). Plastik dari propilena : polipropilena (PP), isobutilasetat, akrilat, fenol, karet etilen propilena. Plastik dari butilena atau butadiena : polibutadiena.

Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir

Polietilena (PE) Low Density Polyethylene (LDPE):

Dihasilkan dengan High Pressure Process, T suhu 100-300 OC, dan P 1000-3000 kg/cm2, bantuan katalis peroksida.

Densitas PE 0,915 – 0,930 gr/cm3 Titik didih 100oC. Jenis plastik ringan

Pembuatan LDPE dengan Tekanan Tinggi

Pembuatan LDPE

Polietilena (PE)

High Density Polyethylene (HDPE)Dihasilkan dengan Medium (Phillips process) atau Low Pressure Process (Ziegler Low Pressure Process). Densitas sebesar 0,940-0,970 gr/cm3 Titik didih sebesar 122-131 oC. Produk ini dipergunakan untuk pembuatan botol plastik, kaleng plastik, ember dan kontainer.

Proses Suhu Operasi (oC)

Tekanan Operasi (kg/cm3)

Ziegler 80-100 7-10

Phillips 130-160 15-30

Perbedaan Proses Pembuatan Polietilen

Proses Pembuatan HDPE

Pembuatan HDPE dengan Proses Ziegler

Pembuatan HDPE dengan Metode Philips


Polipropilena (PP) [ C3H6 -]nMonomer Propilen terpolimerisasi menjadi polimer sederhana dan resin plastik propilena dengan katalis stereospesific alumunium alkil (ziegler natta). Karet Polibutadienan CH2 = CH2 – CH = CH2 [ - CH2 – CH2 = CH2 – CH2 - ]n

Proses Pembuatan Poli Propilena

Pembuatan Tetramer Polipropilena

Pembuatan Karet Polibutadiena


Polivinil klorida (PVC) Rigid PVC (keras dan mudah pecah); digunakan di sektor bangunan dan konstruksiFlexible PVC (lunak); digunakan pada industri kulit imitasi dan kemasan.

Polivinil klorida (PVC)

Proses pembuatan PVC :Klorinasi langsung gas etilena membentuk etilen diklorida (EDC) yang tidak stabilPirolisis (Thermal Cracking) EDC membentuk Vinil Chloride monomer (VCM)Polimerisasi VCM menjadi PVC

Pembuatan VCM


Polistirena Proses pembuatan :

Reaksi Alkilasi Etilena dengan Benzena membentuk etil benzena

Dehidrogenasi dengan steam terhadap etil benzena sehingga terbentuk monomer stirena

Reaksi polimerisasi atas monomer stirena

Proses Pembuatan Monomer Stirena

Polimerisasi Stirena

3. Jalur Aromatik

Senyawa hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai ikatan atom C siklis, berupa ikatan atom antara C6 – C8, seperti benzena, toluena, xilena, dlL

Sangat reaktif sehingga mudah bereaksi dan terpolimerisasi.

Menghasilkan Benzena, Toluena dan Xilena(BTX) sebagai hasil utama, serta sikloheksana (CHX) sebagai produk samping.

Aromatik dengan Bahan Baku Nafta

Hidrokarbon aromatik (BTX) dihasilkan melalui proses catalytic reforming, dengan nafta sebagai bahan baku dan katalis platina, pada suhu 450-500oC Reaksi pembentukan benzena :

dehidrogenasi hidrokarbon sikloparafin

Proses Pembentukan BTX

Reaksi pembentukan toluena : isomerisasi hidrokarbon dimetil siklopentana disusul dengan dehidrogenasi

Reaksi pembentukan orto, meta dan para (o,m,p) xilena: reaksi isomerisasi hidrokarbon trimetilsiklopentana, disusul dengan dehidrogenasi.

Produk Hilir Jalur Aromatik

Benzena → melaic anhydride, polistirena, deterjen, fenol, akrilonitril, sikloheksana, kloro benzena, dllToluena → toluen diisosianat dan poliuretanO, m, p Xilena → anhidrida dtalat, asam terepthalat, dimetil terepthalat, polietilen terepthalat dan asam isopthalat.

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir

Anhidrida Melaik (Melaic Anhydride) Dihasilkan melalui reaksi oksidasi benzena, pada suhu 425oC, dan bantuan katalis V2O5 dan MoO3


Deterjen Deterjen : zat yang mengandung unsur aktif

pembersih permukaan dengan surfaktan sebagai unsur utamanya (dibuat secara sintetik dari fraksi minyak bumi)

Sabun biasa (soap) : dari minyak tumbuh-tumbuhan atau minyak hewan, tidak mengandung surfaktan. Rumus umum deterjen adalam R-SO3- Na.


Jenis deterjen :Deterjen jenis keras, memiliki gugus R

antara C12 – C17; ikatan karbon yang bercabang atau melingkar. Gugus ini sukar mengalami degradasi

Deterjen Jenis Lunak, memiliki gugus R anatar C7 – C10 (senyawa olefin) ; ikatan rantai karbon lurus seperti normal dekana, dekene dan dekanol. Ikatan atom C ini mudah terpisah dan dihancurkan oleh mikroba.

Pembuatan Deterjen Alkil Benzena


Fenol (phenol) Reaksi benzene dengan HCl dalam udara panas

(200oC), dengan bantuan katalis Cu dan Fe Hasil tahap 1 direaksikan dengan air, dan dipanaskan

hingga suhu 500oC dengan bantuan katalis SiO2. Produk tahap 2 direaksikan dengan aseton pada suhu

500oC dengan katalis HCl, menghasilkan bisphenol A.

Fenol (phenol)


Sikloheksana

Reaksi hidrogenasi katalitik terhadap benzena akan menghasilkan sikloheksana, yang selanjutnya digunakan sebagai bahan dasar pembuatan adipic acid (bahan dasar nilon 66), dan kaprolaktam (bahan dasar nilon 6).


Toluena di-isosianat (TDI) Nitrasi toluena dengan bantuan katalis H2SO4

Hasil reaksi tahap 1 dihidrogenasi dengan bantuan katalis AlCl3

Toluena di-isosianat (TDI)

Hasil reaksi tahap 2 direksikan dengan fosgenase pada suhu 200oC dengan penambahan COCl2 dan dichlorobenzene


Anhidrida Pthalat (PA) O-xilena dioksidasikan dalam fasa cair untuk menghasilkan PA, lalu dilakukan pemurnian hingga maksimum 99,9%

Proses Pembuatan Anhidrida Pthalat


Asam Isopthalat (IPA) Bahan baku pembentukan asam isopthalat adalah m-xilena, yang dioksidasi dengan sulfur di dalam sistem aqua NH3

Pembuatan Serat Poliester


Polietilen terepthalat (PET) :Reaksi pembentukannya adalah dengan mereaksikan DMT dengan EG pada suhu 150-200oC, sehingga menghasilkan PET (bis (hydroxyethyl) terepthalate)

Pengadaan Produk Hilir Serat-Serat Sintetis dan resin-Resin Sintetis di

Indonesia

1. Pengadaan Produk Serat Sintetis Produksi serat sintetis dalam negeri dimulai

tahun 1973 dengan pendirian PT Indonesia Toray Synthetics (ITS) yang memproduksi nilon..

2. Pengadaan Produk Resin Sintetis 1993 : PT Bakrie Brother (BB) berpatungan

dengan mitsubishi Kasei Corporation (PT Bakrie Kasei Corporation) : pabrik PTA (purified terpthalic acid) di Merak

Pabrik Bakrie Dia Foil (BDF) : PET Film untuk magnetik film, tape dan pita komputer.

PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA

Penggunaan dan Pemanfaatan Menurut Sektor Industri : Industri pupuk dan pestisida Industri serat sintetik Industri bahan plastik Industri adhesive resin Industri bahan baku cat/ coating Industri detergent/ pencuci Industri elastomer/ karet sintetik Industri kimia khusus


1. Penggunaan Dalam Industri Pupuk Dan Pestisida

Produk amoniak/ urea dalam negeri sebagian besar digunakan sebagai pupuk pertanian, dan adhesive urea formaldehida.

Dalam industri pestisida, sebagaian bahan aktif pestisida, pelarut dan aditifnya merupakan produk akhir petrokimia seperti senyawa carbamate, thiocarbamate, surfaktan organik, organoklorida, alkohol, dsb.


2. Penggunaan dalam Industri Serat SintetikProduk petrokimia yang digunakan untuk serat sintetik adalah TPA (terepthalic acid), DMT (dimethyl terepthalate), PTA (purified terepthalic acid), dan kaprolaktam.s

3. Penggunaan dalam Industri Bahan PlastikPE (polietilena), PP (polipropilena), PVC (poli vinil klorida), dan PS (polistirena).

4. Penggunaan Dalam Industri Adhesive ResinUrea formaldehida, melamin formaldehida dan fenol formaldehida.

Bagan Industri Tekstil Indonesia


6. Penggunaan dalam Industri DeterjenAlkil benzena, alkil benzene sulfonat (ABS), dan selulosa karboksi metil (CMC).

7.Penggunaan dalam Industri ElastomerKaret sintetik yang digunakan untuk industri ban adalah SBR dan karet butil sebesar 20%.8. Penggunaan dalam industri Kimia, Khusus

Industri Zat Pewarna (Dyestuff Industry)

Phthalic anhydride (pewarna tekstil) dan carbon black

Industri Pemrosesan Plastik

Produk plastik berkualitas tinggi dapat dihasilkan dengan penambahan bahan aditif (ingredient) ke bahan baku. Bahan aditif tersebut antara lain : Filler (bahan pengisi) Plastisizer (membuat plastik elastis) : dioctyl pthalate,

dihexyl sebamate, dilauryl adipate, diamyl maleate, 2-ethyl hexyl succinate, acetyl tributyl citrate, dibutil fenil fosfat, butoxy ethyl stearate, yang pada umumnya dibuat dari senyawa ester dan amida.

Colorant (bahan pewarna) Miscellaneous :stabilizer, inhibitor, hardener, katalis, dll.


Prinsip dasar pemrosesan plastik : Pemanasan resin plastik yang sudah diramu dengan

bahan pencampur Plastik cair ditekan dengan mesin untuk membuat

bentuk yang diinginkan (mesin roll, die, mold, extruder, blower, dll)

Barang plastik dikeraskan dengan polimerisasi lebih lanjut (cure stage)


Metode konversi bahan baku plastik menjadi barang jadi :Extrusion Injection MoldingBlow MoldingCalenderingCastingLaminating

Compression Molding

Jet Molding Post Forming Shell Molding Sheet Forming Slush Molding Transfer Molding Vacuum Molding

Extrusion ProcessTahap proses ekstrusi :

Dry extrusion, dimana feed bahan baku plastik berbentuk bubuk dimasukkan ke extruder untuk dikeringkan

Proses pendinginan Plastik lunak yang sudah ditambah aditif dimasukkan ke

dalam molding

Ada tiga jenis proses ekstrusi, yaitu :Proses ekstrusi sederhana (direct extrusion/

extrusion line). Proses ekstrusi dengan proses lanjut (semi

positive extrusion)..Proses ekstrusi pencetakan (positive

extrusion).

Proses Pembuatan Plastik Dengan Ekstrusi Sederhana

Proses Ekstrusi Lanjut

Positive Extrusion

Contoh flow diagram proses ekstrusi

Proses pembuatan pipa plastik PVC

Raw material MeasuringExtruding

Cooling

Packing

ProductCrushing + recycle

Blending

MarkingInspectionCutting

Proses Injection Molding

Prinsip kerja: Bahan baku plastik dalam bentuk bubuk atau butir

diumpankan ke dalam hopper, lalu dialirkan ke silinder pemanas

Ketika bahan sudah meleleh, maka dengan bantuan alat penyedot udara (plunger), dilewatkan ke nozzle yang terbuka, dan dimasukkan ke mold untuk dicetak

Proses Injection Molding

Contoh bagan alir injection molding

Proses pembuatan busa plastik

Raw Material

Pigment

Foaming Agent

Blending Injection Molding

Surface Finishing

InspectingPackingProduct

Proses Blow Molding

Prinsip kerja :Bahan plastik lunak berbentuk balon tipis

yang sudah mendidih ditiupkan ke alat blowing. Proses ini dikerjakan di luar pintu masuk alat pencetak (mold)

Bahan plastik panas dialirkan ke dalam alat pendingin udara untuk didinginkan (chilling) dan hasilnya dipadatkan.

Proses Blow Molding

Proses Blow Molding

Contoh pembuatan botol plastik PVC dengan blow molding

Materialblending

Extrusion Die Blowing

CoolingDeburring

Packing

Product

Removal from mold Finishing Printing Drying

Labelling

Proses Calendering

Calendering :menghasilkan barang plastik dalam bentuk film atau lembaran (plastic sheet) dengan alat pemanas dan alat penggulung yang dapat berputar. Terbatas untuk bahan termoplastik guna mengubahnya menjadi lembaran/ film plastik.Bahan plastik dilunakkan dengan pemanas dan dilewatkan antara sederetan roll berputar, sehingga didapatkan lembaran film plastik dengan ketebalan tertentu.

Proses Calendering

Proses Calendering

Contoh proses calendering

Pembuatan lembaran plastik PVC

MaterialCarry in Measuring Blending Mixing Roll

X

Warming RollCalender RollCooling RollY

Winder

Cutter Stacker

Inspection Packing Product

Pendahuluan Industri Petrokimia

Documents