MAKALAH

PROSES INDUSTRI KIMIA

PETROKIMIA_POLYPROPILENA

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..........................................................................................................i

BAB I PENDAHULUAN...............................................................................................1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Plastik.........................................................................................................................2

2.2 Jenis-jenis plastik

a. Sifat fisiknya .......................................................................................................3

b. Kinerja dan penggunaannya.................................................................................3

c. Berdasarkan Jumlah Rantai Karbonnya...............................................................4

d. Berdasarkan Sumbernya......................................................................................4

2.3 Arti Simbol-Simbol Pada Kemasan Plastik

1. PETE Atau PET (Polythylene Terephthalate).....................................................5

2. HDPE (High Density Polythylene)......................................................................6

3. V Atau PVC (Polyvinyl Chloride) ......................................................................6

4. LDPE (Low Density Polyethylene) .....................................................................6

5. PP (Polypropylene)..............................................................................................7

6. PS (Polystyrene) .................................................................................................7

7. OTHER Atau Biasanya Polycarbonate................................................................8

2.4 Proses Pembuatan Plastik ..........................................................................................10

Gambar 1. Flowsheet Polimer ........................................................................................12

BAB III

PENUTUP............................................................................................................13

Daftar Pustaka ................................................................................................................14

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kita sering mendengar bahwa Indonesia itu adalah surga dunia. Mengapa demikian?

Karena Indonesia dikaruniai sumber daya alam yang melimpah dan didukung dengan sumber

daya manusia yang berkompeten. Selain kekayaan alam diatas daratannya yang merupakan

paru-paru dunia, kekayaan dibawah daratan Indonesia juga melimpah dengan sumber bahan

bakar fosilnya yang berupa minyak dan gas. Sumber daya alam inilah yang menjadi target

mengapa negara asing ingin mendapatkan ataupun memecah belah Negara Kesatuan Republik

Indonesia.

Dari sumber daya alam sektor minyak dan gas sebenarnya cukup untuk menopang

pertumbuhan perekonomian nasional, karena migas tidak hanya dapat dibakar untuk

menghasilkan energi. Namun dari migas dapat menghasilkan berbagai produk melalui industri

pertrokimia.

Petrokimia adalah bahan-bahan atau produk-produk yang dihasilkan dari minyak dan gas

bumi. Sedangkan Indusrtri petrokimia yaitu industri yang berkembang berdasarkan suatu pola

yang mengkaitkan suatu produk-produk industri minyak bumi yang tersedia, dengan kebutuhan

masyarakat akan bahan kimia atau bahan konsumsi dalam kehidupan sehari-hari.

Pertamina adalah perusahaan petrokimia lokal terbesar di Indonesia. Secara umum Industri

petrokimia dibagi menjadi dua bagian besar yaitu :

a. Industri Petrokimia Hulu (Upstream Petrochemical Industry)

Mengolah produk produk primer menjadi produk setengah jadi (produk antara).

Contoh : Methanol, Etilena, Propilena, Butadina, Benzena, Toluena, Xylena, Fuel

Coproducts, Pyrolisis Gas olina, Pirolisis Fuel Oil.

b. Industri  Petrokimia Hilir (Downstream Petrochemical Industry)

Yaitu industri yang menghasilkan produk petrokimia yang sudah berupa produk akhir

atau produk jadi.

Contoh : Seperti plastik, karet sintetis, nilon dll.

Untuk memperoleh produk petrokimia, diperlukan 3 tahapan, yaitu:

1. Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan  dasar petrokimia.

2. Mengubah bahan dasar menjadi produk setengah jadi, dan

3. Mengubah produk setengah jadi menjadi produk akhir.

Untuk memperoleh bahan baku produk petrokimia, dibutuhkan bahan baku yang berasal

dari kilang minyak yang berupa nafta, kerosin,  gas oil, fuel oil dll. Sedangkan bahan baku dari

lapangan gas bumi seperti : Metana (CH4), etana (C2H6), propana (C3H8), butana (N-C4H10) dan

kondensat (C5H12 – C11H24).

Adapun produk petrokimia berdasarkan proses pembentukan dan pemanfaatannya dapat

dibagi atas 4 jenis, yaitu:

1. Produk dasar, adalah gas CO dan H2 sintetik, etilena, propilena, dll.

2. Produk antara, adalah amonia, inetanol, carbon black, urea, etil alkohol, dll.

3. Produk akhir antara lain adalah urea, carbon black, formaldehida, asetilena, poli etilena,

poli propilena, poli vinil klorida, dll.

4. Produk jadi. Pada umumnya berupa barang-barang atau bahan-bahan yang dalam

kehidupan kita sehari-hari banyak dipakai di rumah tangga, peralatan plastik untuk

industri mobil dan pesawat terbang, plastik untuk produk-produk elektronik dan

telekomunikasi dll.

Industri petrokimia dibagi menjadi 3 kelompok dari bahan dasarnya, yaitu :

1. Gas sintetis disebut (syn-gas) yang merupakan campuran karbon monoksida (CO) dan

hidrogen (H2). Syn-gas dibuat dari reaksi gas bumi atau LPG melalui proses yang disebut

stean reforming atau oksidasi parsial menghasilkan dihasilkan urea, ammonia, methanol

dan sebagainya. Produk terbesar dari petrokimia jenis ini adalah urea yang sangat

dibutuhkan dalam pertanian dan industri.

2. Petrokimia berbahan dasar Aromatic. petrokimia berbasis aromatic menghasilkan

benzene, toluene, paraxylena dan sebagainya. Dalam kehidupan kita sehari hari, produk

akhirnya diantaranya dalam bentuk obat obatan, pestisida, lem/perekat dan sebagainya.

3. Petrokimia berbahan dasar Oelofin, menghasilkan etilen beserta produk turunannya.

Butadiena dan Propilena dengan produk turunannya seperti  gliserol, isopropyl alcohol

dan poli propilena yang digunakan sebagai tali dan karung plastik. bahan ini lebih kuat

dari poli etilena.

B. Rumusan Masalah

Luasnya cakupan mengenai petrokimia berdasarkan kelompok-kelompok industri

petrokimia, sumber bahan baku petrokimia, maupun berdasarkan proses pembentukan dan

pemanfaatan produk petrokimia, berdasarkan data-data tersebut. Kelompok berusaha untuk

menjelaskan bagaimana proses produk polypropilena pada industri petrokimia itu berlangsung.

C. Tujuan Makalah

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini, mengharapkan mahasiswa mampu memahami dan

menjelaskan, diantaranya :

a. Mengetahui pengertian petrokimia dan industri petrokimia

b. Mampu menjelaskan pengertian upstream petrochemical industry dan downstream

petrochemical industry.

c. Mengetahui tahap-tahap untuk memperoleh produk petrokimia

d. Mengetahui proses pembuatan polypropilena

e. Mengetahui produk dari polypropilena

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Polipropilena

Polipropilena atau polipropena merupakan polimer termoplastik yang terbentuk dari

monomer C3H6 berasal dari pemurnian minyak bumi. Digunakan pada banyak keperluan baik

dalam industri maupun kemasan makanan. Polipropilena ini digunakan baik sebagai plastik

maupun serat. Bahan ini merupakan bahan yang relatif murah, mudah dibentuk, ketahanan

rendah dengan tampilan luar yang baik. Permukaan material ini seperti lilin dan mudah digores.

Kekakuan dan kekuatan biasanya ditingkatkan dengan menggunakan bahan penguat dari gelas,

kapur atau talc. Bahan ini buram tetapi bahan ini dapat diwarnai dengan banyak macam warna.

Polipropilena sama dengan HDPE tetapi lebih kaku dan meleleh pada suhu 165-170ºC. 

Sifat-sifat dari polipropilena yaitu :

1. Bersifat ringan dan memiliki densitas yang rendah

Polymer Melt Index Density (gr/ml)

LDPE (Low Density

Polyethylene)

0.2 - 20.0 0.916 - 0.930

HDPE (High Density

Polyethylene)

0.2 - 25.0 0.950 - 0.960

Polypropylene 2.0 - 50.0 0.910 - 0.928

·         

2. Tahan terhadap tekanan tinggi karena titk lelehnya sekitar 165-170ºC

3. Memiliki sifat dielktrik yang baik

4. Tahan terhadap suasana basa dan asam, pelarut organik tetapi kurang tahan terhadap

pelarut aromatik, alifatik dan yang mengandung klor juga terhadap sinar UV

5. Tidak beracun

6. Tidak berwarna

7. Mudah diproduksi dan merupakan material yang ekonomis    

Umumnya polipropilena yang biasa digunakan adalah polipropilena isotaktis dimana semua

gugus metil berada pada sisi yang sama dalam rantai polimer, yang digambarkan seperti:

Gambar 1. Isotic polypropulena

Polimer polypropilene (PP) dengan struktur (C3H6)n merupakan polimer jenis

termoplastik. Termoplastik merupakan jenis plastik yang menjadi lunak jika dipanaskan dan

akan mengeras jika didinginkan dan proses ini bisa dilakukan berulang kali. Selain itu PP

mempunyai titik leleh yang rendah di bandingkan polimer lain (polimer termoseting) yaitu

sekitar 130–171 °C.

f. Sifat Fisik

Polypropylene dengan kristalinitas yang tinggi memberikan kekuatan tarik, kekauan serta

kekerasan yang tinggi. Pada suhu ruang, daya renggang dan kekakuan sama dengan sifat

polyethylene bermassa jenis tinggi, tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi. Tahan

terhadap kelembaban dan karena mempunyai berat jenis rendah maka bersifat kenyal, tidak

mudah sobek, dan tahan terhadap kelembaban. Titik leleh polypropylene isotaktik murni adalah

176 oC, sedangkan ataktik dan sindiotaktik mempunyai titik leleh kristal 165-170 oC, sangat

tahan terhadap suhu yang sangat dingin, dan tetap kuat sampai suhu -100 oC. Panas fusi

propylene isotaktik dilaporkan sebesar +88 J/g (+21 kal/g) sedangkan panas kristalisasi

polypropylene terbesar diperoleh pada rentang +87 s/d +92 J/g.

Polypropylene sindiotaktik memiliki titik leleh akhir pada 174oC dan panas fusi sebesar +105

J/g (+25,1 kal/g). Kedua sifat tersebut memiliki nilai yang lebih rendah daripada polypropylene

isotaktik. Panas fusi polimer yang dibuat dengan katalis metalosena dilaporkan sebesar +79 J/g

(19 kal/g).

g. Sifat kimia

Polypropylene tidak mudah larut dalam air, pelarut organik polar, dan pelarut golongan

alkali. Namun jika dilarutkan dalam pelarut organik non polar seperti renggang dan

fleksibilitasnya. Polypropilene direduksi oleh zat-zat oksidator kuat seperti asam klorosulfonik,

oleum 100%, gas asam nitrit, dan gas halogen. Asam sulfanik 98% dan hydrogen peroksida 30%

menyebabkan efek yang kecil pada struktur molekulnya tetapi pada suhu 60 oC atau lebih akan

terdegradasi. Kepekaan polypropylene yang sangat besar terhadap kerusakan karena fotooksida

disebabkan oleh adanya sejumlah besar atom hydrogen tersier di dalam molekul polypropylene,

sedangkan untuk pengaruh cahaya polypropylene peka terhadap oksidasi yang disebabkan oleh

cahaya. Ketahanannya dapat diperbaiki dengan zat-zat antioksidan dan penyerap radiasi atau

penstabil sinar UV.

Gambar

2.Gugus

Polipropilena

Polipropena adalah hasil polimerisasi propena. Polimerisasi adalah pengabungan molekul-

molekul sejenis menjadi molekul raksasa sehingga berantai karbon sangat panjang. Molekul yang

bergabung disebut monomer – monomer. Sedangkan molekul raksasa yang terbentuk disebut

polimer.

nCH2 = CH – CH2 → (- CH2 – CH -)n CH3

B. Bahan Baku

A. Bahan Baku Utama

Propylene

Propylene adalah senyawa hidrokarbon yang umum digunakan sebagai bahan baku induk

(feedstock) untuk pembuatan produk polypropylene, asam akrilat, propylene oxide, akrilonitril,

isopropyl alcohol, kumena, heptena.

B. Bahan Penunjang

1. Katalis

Katalis yang biasa digunakan adalah TiCl4. Contoh katalis yang digunakan dalam industri

adalah SHAC (Shell High Activity Catalyst) 201 yaitu terdiri dari TiCl4 (30% berat) dan white

mineral oil (60-75%). White mineral oil berfungsi untuk melindungi kompleks TiCl4 dari kontak

dengan udara lembab atau uap air karena TiCl4 sangat reaktif terhadap air. Wujud katalis berupa

slurry (padatan tersuspensi dalam minyak) sehingga memungkinkan katalis dapat dialirkan ke

dalam reaktor.

2. Kokatalis

Kokatalis berfungsi sebagai pembentuk kompleks katalis aktif sehingga mempermudah

terjadinya polimerisasi. Kokatalis yang digunakan adalah TEAL (Tri Etil Alumunium, (C2H5)3

Al. TEAL yang berwujud cairan pada kondisi ruang, bening, dan tidak berwarna. TEAL bersifat

phyrophoric, yaitu sangat reaktif terhadap udara dan air sehingga semua peralatan penyimpanan

da pemrosesan TEAL harus bebas oksigen dan air. Laju alir TEAL yang diumpankan ditentukan

oleh rasio katalis terhadap kokatalis dalam reaktor.

3. Selectivity Control Agent (SCA)

Selectivity Control Agent (SCA) berfungsi untuk mengatur kecenderungan rantai isotaktik

dalam polimer dengan cara mematikan sisi aktif katalis yang menghasilkan resin ataktik. SCA

yang cocok untuk SHAC adalah Normal Para Tri Metoksi Silane (NPTMS).

4. Hidrogen

Hidrogen berfungsi sebagai terminator akhir reaksi polimerisasi sehingga diperoleh

polimer dengan panjang rantai dan berat molekul tertentu. Panjang pendeknya rantai yang

terbentuk dapat dilihat dari kekentalan aliran produk (melt flow). Semakin panjang rantai

molekul polipropilen, melt flow-nya akan semakin kecil. Melt Flow diatur dengan menentukan

rasio gas hydrogen yang masuk ke dalam reactor. Apabila meltflow produk yang diinginkan

tinggi, laju gas hydrogen diperbesar. Selain digunakan dalam sistem reaksi, hydrogen digunakan

dalam reaksi hidrogenasi dalam pemisahan metil asetilen dan butadiene pada sistem pemurnian

Propylene.

5. Nitrogen

Nitrogen pada Polypropylene Plant dibagi menjadi dua macam, yaitu nitrogen bertekanan Tinggi

(40 kg/cm2) dan nitrogen bertekanan rendah (7,8 kg/cm2). Nitrogen bertekanan tinggi digunakan

dalam sistem reaksi,, yaitu untuk menjaga kestabilan tekanan dan temperature di dalam reactor,

sebagai gas pembawa katalis dan membantu terjadinya fluidisasi di dalam reactor, dan sistem

pemurnian propylene. Nitrogen bertekanan rendah digunakan untuk sistem aditif, slurry feed

tank, pembawa propilen dalam vent recovery system pada resin degassing. Nitrogen digunakan

karena bersifat inert (tidak bereaksi) sehingga tidak mengganggu reaksi polimerisasi.

6. Karbon Monoksida (CO)

Reaksi polimerisasi merupakan reaksi yang menghasilkan panas (eksotermik). Jika

temperatur di dalam reaktor melampui temperatur pelelehan, resin dalam unggun akan saling

melekat dan membentuk lembaran hingga dapat membuat keseluruhan unggun menjadi

gumpalan padat (chunk). Jika temperatur terus naik, lembaran tersebut akan memadat dan

membesar. Penghentian reaksi dilakukan lewat suatu sistem yang disebut kill system. Kill system

bekerja dengan menyuntikan racun katalis ke dalam reaktor lewat aliran gas siklus. Racun yang

dipakai pada kill system adalah gas CO (karbon monoksida).

7. Aditif

Aditif ditambahkan guna mendapatkan produk polypropylene tertentu yang diinginkan,

berbentuk serbuk padatan dan cairan, ditambahkan pada resin sebelum proses pelleting.

C. Mekanisme Reaksi

Reaksi polimerisasi pertumbuhan rantai terdiri dari 3 tahapan, yaitu : inisiasi, propagansi dan

terminasi. Sebelum terjadi tahapan reaksi ini, katalis TiCI4 diaktifkan terlebih dahulu oleh ko-

katalis AI(C3H5) sehingga akan terbentuk pusat aktif (active center) katalis seperti reaksi berikut

ini :

Gambar 3. Reaksi polimerisasi Propilen menjadi polipropilen

1. Reaksi Inisiasi

Setelah katalis diaktifkan oleh ko-katalis membentuk radikal bebas Ti, maka monomer

propilen akan menyerang bagian aktif ini dan berkoordinasi dengan logam transisi, selanjutnya ia

menyisip antara metal dan grup alkil, sehingga mulailah terbentuk rantai polipropilen.

Gambar 4. Reaksi Inisiasi

2. Reaksi Propagasi

Radikal propilen yang terbentuk akan menyerang monomer propilen lainnya terus

menerus dan mementuk radikal polimer yang panjang. Pada tahap ini tidak terjadi pengakhiran,

polimerisasi terus berlangsung sampai tidak ada lagi gugus fungsi yang tersedia untuk bereaksi.

Cara penghentian reaksi yang biasa dikenal adalah dengan penghentian ujung atau dengan

menggunakan salah satu monomer secara berlebihan.

Gambar 5. Reaksi Propagasi

3. Reaksi Terminasi

Pada tahap ini diinjeksikan sejumlah hidrogen yang berfungsi sebagai terminator.

Hidrogen sebagai terminator akan bergabung dengan sisi aktif katalis sehingga terjadi

pemotongan radikal polimer yang akan menghentikan polimerisasi propilen.

Gambar 6. Reaksi Terminasi

D. Tahapan Proses Pembuatan Polipropilena

Bahan Baku pembuatan polipropilena terdiri dari bahan baku utama dan bahan baku

penunjanng. Untuk bahan baku utama (feedstock) dari PP adalah Propena yang diambil dari

minyak bumi untuk menjadi Polipropilena. Sedangkan untuk bahan baku penunjangnya antara

lain: Katalis (Kaminsky/ Ziegler-Natta/ metallocene), kokatalis (TEAL), selectivity control agent

(NPTMS), hidrogen, nitrogen, carbon monoxide, dan aditif.

Polipropilen dapat dibuat dari monomer propilen melalui proses polimerisasi

menggunakan katalis Ziegler-Natta, Kaminsky atau katalis metallocene. Pembuatan propena

terdiri dari 4 tahap besar. Pertama, persiapan bahan baku dari minyak mentah untuk

mendapatkan monomer. Kedua, monomer mengalami polimerisasi pada produksi yang lebih

besar. Ketiga, hasil dari polimerisasi terbentuk resin – resin (pelet / butiran). Keempat, Produk

resin yang tebentuk akan diolah lebih lanjut untuk menjadi produk baru.

BAB III

PERMASALAHAN

Material(Biji Plastik) Hoper Dryer Injection

Process

PembersihanPemeriksaan

Produk

Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah tentang proses pembuatan

produk Botol Plastik dari polipropilena dan alat utama yang digunakan ?

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1. Proses Pembuatan Botol Plastik dari Polypropilen

Gambar.4.4. Block Diagram Pembuatan Plastik

Pertama Biji plastik dimasukkan kedalam Hopper Dryer, didalam hopper dryer ini biji

plastik akan dilelehkan, setelah meleleh atau disebut dengan melting dalam keadaan ini untuk

menghasilkan produknya dilakukan dengan cara Blow Molding. Blow Molding adalah

pembentukan material plastik dengan cara meniupkan suatu fluida (udara) kedalam

cetakan/acuan untuk membentuk suatu bentukan yang diinginkan. Blow Molding terbagi 2 yaitu:

a. Extrusion Blow Molding Yaitu dengan cara : Biji Plastik/polypropilen dicairkan

terlebih dahulu kemudian diekstrusikan menjadi batang berongga ( Parison), Parison ini

diambil dan diletakkan didalam acuan besi (cetakan) untuk disejukkan atau didinginkan,

dan udaradialirkan untuk membentuk parison menjadi botol kosong, dan bentuk yang

lainnya yang diinginkan, setelah plastik tersebut dingin, cetakan dibuka dan produk

dikeluarkan dari cetakan.

b. Injection Blow Molding yaitu dengan cara Biji plastik yang sudah dalam keadaan

melting diinjeksi kedalam kaviti dalam entuk bakalan, plastik dipindahkan kecetakan

blowing, udara ditiupkan sehinggga plastik mengembang dan menempel sesuai bentuk

cetakan, kemudian cetakan dibuka untuk pengeluaran produk.

Perbedaan dari kedua cara ini adalah pada Extrusion tidak ada injeksi terhadap melting namun

melting langsung masuk kedalam cetakan kemudian ditiupkan fluida namun pada Injeksion

Blow Molding, Melting diinjeksi sehingga membentuk bentuk yang kecil kemudian ditiupkan

kedalamcetakan agar mengikuti permukaan cetakan.

Setelah proses ini selesai maka Produk yang sudah dibentuk dibersihkan dari zat-zat

pengotor yang melekat. Kemudian diperiksa agar tidak ada produk yang bocor atau tidak jadi

masuk kedalam proses packing.

4.2. Alat Utama

Alat utama yang akan dibahas kali ini adalah Hopper Dryer.

Gambar. 4.2. Hopper Dryer

Hopper Dryer adalah suatu alat mencairkan biji plastik . Biji plastik dimasukkan ke tutup

penutup ( L ) , melewati ruang khusus dibatasi untuk pemindaian magnetik sempurna dan

memikat setiap partikel besi . Pelet / butiran kemudian lolos ke wadah ( C ) yang memegang

bahan yang dikeringkan . kemudian ( B ) akan mengalirkan panas untuk mencairkan biji plastik

yang berada pada wadah (C) kemudian masuk kedalam alat injeksi untuk mencetak produk.

BAB V

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan makalah ini maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Proses injeksi plastik dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan Extrusion Mold Blow

Molding dan Injection Blow Molding

2. Hopper Dryer merupakan alat pencairan biji plastik

3. Proses pembuatan plastik merupakan proses industri kimia yang paling sederhana.

4. Didalam Hopper Dryer terdapat pemindai elektromagnetik yang digunakan untuk

menarik biji besi yang ikut serta masuk dalam biji plastik.

5. Produk yang dihasilkan adalah botol plastik yang bias digunakan berulang-ulang karena

menggunakan bahan polipropilen.