Trk Gaul Jadi Bray Tgl Cover

8/3/2019 Trk Gaul Jadi Bray Tgl Cover

http://slidepdf.com/reader/full/trk-gaul-jadi-bray-tgl-cover 1/8

Introduction

Polietilen merupakan termoplastik yang paling umum dan digunakan dalam berbagai

macam aplikasi. Polietilen dapat diproses kedalam berbagai macam produk konsumen

menggunakan teknik proses seperti profil extrusion, film extrusion, injection molding, blow

molding, rotomolding, dll. Aplikasi yang banyaksecaraberkelanjutanmendorongpermintaan

thermoplastic ini. Ilmuwan dan insinyur juga secara terus menerus mengembangkan teknik

polimerisasi untuk mengembangkan property polimer, meningkatkan kapasitas produksi dan

mengurangi biaya bahan.

Polietilen diproduksi menggunakan etilen sebagai monomer. Etilen umumnya

diproduksi dengan steam cracking pada turunan minyak bumi.Merupakan hal yang umum

untuk menemukan petrokimia komplek ketika pemurnian, pemecahan dan penempatan

polimer ditaruh pada tempat yang sama. Ilustrasi ini menunjukkan dibutuhkannya biaya

investasi yang tinggi untuk memproduksi polietilen walaupun produk untuk konsumen

memiliki harga yang murah dantersedia dimana ± mana. Karenanya, mengembangkan teknik

produksi polimerdengan tujuan mengurangi biaya produksi masih terus diteliti, dibentuk, dan

dikembangkan.

Prinsip ± prinsipdasar

Polietilen pertama yang dikomersialkan diproduksi dengan tekanan tinggi (3000

atm).Ini merupakan proses reaksi radikal bebas dimana memproduksi polietilen bermassa

jenis rendah dengan distribusi berat molekular yang terbatas. Tekanan pengoperasian yang

tinggi membutuhkan investasi yang tinggi (peralatan menunjang tekanan tinggi) dan biaya

operasi (tenaga untuk mengkompres reaktan kepengoperasian tekanan tinggi).Varian

teknologi ini dimiliki oleh Exxon Mobil Chemical CO. dan Basell Polyolefins masih

digunakan sampai sekarang dengan kapasitas seluruh dunia lebih dari 6 MMtpy. Teknologi

ini juga digunakan untuk memproduksi etilen vinil asetat.



Gambar1: LDPE/EVA process, ExxonMobil Chemical Co. Gambar 2: LDPE/EVA process,

ExxonMobil Chemical Co.

Pengembangan teknologi yang akan dating difokuskan pada pencapaian tekanan

pengoperasian yang lebih rendah. Dengan pembentukan katalis untuk terjadinya koordinasi

polimerisasi, slurry dan reactor fasa cair ditemukan. Reaktor ini beroperasi pada tekanan yang

lebih rendah dibandingkan dengan proses tekanan tinggi radikal bebas terdahulu. Fase slurrydengan reaktor loop dioperasikan pada tekanan 40 atm. Perkembangan untuk proses

polimerisasi tekanan rendah juga memulai penggunaan komonomer seperti 1 butena dan

1 heksena untuk memproduksi linear massa jenis rendah polietilen dan massa jenis tinggi

polietilen.

conventional

high press.

Process

high press.

bulk process

solution

polymn

slurry

polymn

fase gas

polymn

tipereaktor

tubular or

autoclave Autoclave CSTR

loop atau

CSTR

Fluidisasi

atau tangki

pengaduk

tekananreaktor(atm) 1200-3000 600-800 ~ 100 30-35 30-35

temp °C 130-350 200-300 140-200 85-110 80-100

polymn. mech radikalbebas coordination coordination coordination coordination

loci of polymn

fase

monomer

fase

monomer larutan solid solid

massajenis, g/cm3 0.910-0.930 0.910-0.955 0.910-0.970 0.930-0.970 0.910-0.970



melt index, g/10

min 0.10-100 0.80-100 0.50-105 <0.01-80 <0.01-200

Proses Pembentukan

Gas polimerisasi reaktor fluidized bed diketemukan padatahun 1950s. Tantangan

utama dari penemuan ini adalah kebutuhan untuk menghilangkan katalis setelah reaksi dan

membuat produk yang mudah diaturdan disimpan.Karakteristik istimewa dari fasa gas

polimerisasi adalah system tidak melibatkan segala fasa liquid dalam zona

polimerisasi.Polimerisasi terjadi pada pemisah antara katalis padat dan matriks polimer,

dimana membesar dengan monomer pada waktu polimerisasi.Fasa gas memainkan peranan

penting dalam suplai monomer, mencampur partikel polimer dan menghilangkan panas

reaksi.

Dye (1962) menjelaskan salah satu reaktor awal sebagai konsentrik seksi superimpos

vertikal. Partikel polimer hilang melalui extruder, dimana dihubungkan dengan bagian bawah

reaktor. Reaktor dioperasikan pada tekanan 30 atm dan 1000C. Goins (1960) membawa

keluar etilen kopolimerisasi pada reaktor fluidized bed aliran counter current gas inert

diluent. Pada proses ini, partikel polimer dilewatkan ke bawah reaktor dan monomer

tercampur dengan gas diluent dilewati aliran berlawanan melalui rangkaian seri pada zona

reaksi vertikal fluidized bed. Zona reaksi dapat dikontrol secara bebas dengan mengambil gas

dari zona reaksi terakhir, didinginkan, dan porsi daur ulang pada beberapa gas pada masing ±

masing zona reaksi. Kedua paten dimiliki oleh perusahaan petroleum tetapi tidak pernah

dipakai secara komersial. Namun, mereka membentuk ide dasar tentang bagaimana proses

reaksi fluidized bed akan menjadi dan proses komersialisasi berikutnya akan mirip dengan

penemuan awalnya.

Teknologi fluidized bed gas yang lain dikembangkan oleh Naphatachimie dimana

monomer, katalis dan hidrogen diaktivasikan pertama pada fasa heptan menggunakan bejana

pengaduk mekanik. Katalis padat aktif atau prepolymer dituangkan dan kemudian

diumpankan ke reaktor fluidized bed namun katalis padat dalam kasus proses UNIPOL.



Perbedaan utama dimasukkan pada rancangan BP terakhir sampai pembentukan katalis

metallocene.

Pembahasan

Rancangan pertama mengadopsi pendingin sebelum konfigurasi kompresor. Ini untuk

mendinginkan campuran gas reaksi dan karena itu, mengurangi tenaga kompresi dibutuhkan.

Reaktor terbaru mengadopsi pendingin setelah urutan kompressor. Fouling pada pendingin

menjadi kriteria untuk mematikan alat. Karena itu perancangan ulang menghasilkan waktu

perbaikan lebih lama antara pembersihan pendingin. Menaruh pendingin di bawah

kompressor juga membuat komonomer untuk mengkondensasi sebagian pada pendingin.

Fenomena kondensasi mengambil sejumlah panas dari sistem dan memungkinkan laju

produksi lebih tinggi. Siklon yang ditunjukkan dalam kedua diagram alir sederhana

mempunyai fungsi untuk menghilangkan sisa polimer dan mengurangi fouling pada

pendingin atau pisau kompresor. Peralatan ini merupakan tambahan dan dihilangkan pada

pembuatan reaktor yang baru dalam dekade terakhir. Reaktor fluidized bed dalam proses

UNIPOL meliputi zona reaksi dan zona pelepasan. Zona reaksi memiliki rasio ketinggian ke

diameter 6-7.5. Zona pelepasan memiliki rasio diameter ke ketinggian 1-2. Untuk merawat

fluidized bed yang layak, aliran superficial melewati bed sekitar 2-6 kali laju alir minimum

fluidisasi. Merupakan hal penting bed selalu mengandung partikel polimer untuk mencegah

formasi hot spot dan untuk mengikat dan mendistribusikan katalis bubuk. Pada penyalaan,

zona reaksi diisi dengan partikel polimer sebelum aliran gas dialirkan. Monomer (gas etilen)

diumpankan ke masukkan kompressor, dimana -olefin comonomer ditambahkan pada

masukkan reaktor. Katalis disimpan dalam umpan katalis didalam jaket nitrogen. Katalis

dimasukkan ke bed pada laju kesetimbangan ke laju konsumsi pada 114 ke 314 pada

ketinggian bed. Jika kokatalis dibutuhkan, diumpankan terpisah ke masukkan reaktor.

Konsentrasi katalis pada fluidized bed sama dengan konsentrasi katalis pada produk, yaitu

sekitar 0.005-0.5% volume bed. Fluidisasi dicapai dengan laju alir gas tinggi dan melewati

bed, urutan tipikal adalah sekitar 50 kali kecepatan umpan pada pembuatan gas. Hilang tekan

melalui bed sekitar 0.07 atm (1psi). Pembuatan gas diumpankan ke bed pada laju yang sama

ke laju dimana partikel polimer ditarik. Penganalisa gas, ditempatkan di bawah bed,

penentuan komposisi gas yang akan didaur ulang, dan komposisi gas pembuatan disesuaikan

untuk merawat komposisi gas tunak pada zona reaksi, menentukan komposisi gas yang akan

didaur ulang, dan komposisi gas pembentuk disesuaikan sesuai untuk perawatan esensial

komposisi gas tunak dengan zona reaksi. Gas yang belum dipakai dalam kolom bed melalui



zona pelepasan dimana partikel yang terikut dikembalikan ke bed. Pelepasan partikel

dikurangi oleh cyclone dan filter untuk menghindari deposisi polimer pada permukaan

perpindahan panas dan bilah kompressor. Polimerisasi panas dihilangkan dengan penukar

panas sebelum gas daur ulang dikompresi dan kembali ke reaktor. Fluidized bed dapat

terawat sendiri pada temperatur esensial yang konstan dalam kondisi tunak. Untuk

meningkatkan kapasitas penghilang panas dan produktivitas, reaktor UNIPOL dapat

dioperasikan dengan temperatur masukan gas pada bagian bawah fluidized bed dimana

dibawah temperatur dew point. Kondensasi gas daur ulang pada pendingin eksternal, dan

tetesan cairan dievaporasi ulang pada masukan bed. Telah diselidiki bahwa tetesan melalui

distributor sebagai embun dan dengan cepat membasahi permukaan dan pori ± pori partikel

polimer. Cairan terevaporasi dengan cepat pada distributor Bagaimanapun juga, tidak ada

efek nyata pada pola sirkulasi bahan mentah untuk gelembung dan partikel resin pada bagian

bawah gas distributor.

Pelat distribusi pada bagian bawah reaktor memainkan peranan penting dalam operasi

reaktor. Sebagai partikel polimer yang panas dan aktif, harus tahan settling untuk

menghindari agglomerisasi. Perawatan daur ulang yang cukup dan laju alir pembentukan

melalui distributor untuk mencapai fluidisasi pada dasar bed sangat penting dalam operasi

reaktor polimerisasi fluidized bed. Partikel polimer diambil dekat dengan distributor melalui

operasi sequensial pada pasangan katup waktu, mendefinisikan zona segregasi. Reaktor

dioperasikan pada suhu di bawah titik leleh dari partikel-partikel polimer. Untuk produksiHDPE, suhu operasi 90-110

oC. Sebuah suhu operasi sekitar 90

oC atau lebih rendah

cenderung dipilih untuk produksi LLDPE, yang berisi sekitar 15mol% dari satu atau lebih

dari C3 C6 untuk -olefin (Levine dan Karol, 1977). Zona reaksi dan pelepasan zona reactor

dihubungkan oleh bagian transisi yang memiliki dinding miring . Selama polimerisasi,

beberapa partikel halus jatuh dari zona pelepasan kedinding miring dari bagian transisi.

Partikel partikel halus membangun selama operasi reaktor. Karena mengandung partikel

halus katalis aktif, mereka lebih ber-polimerisasi dan membentuk lembaran padat yang dapat

tumbuh sampai mereka mendaur ulang aliran blok gas atau menggeser dinding miring ke

zona polimerisasi. Dalam zona polimerisasi, lembaran yang kuat memblokir aliran gas dan

fusi penyebab partikel polimerisasi.Jadi, besar potongan polimer dapat dibentuk yang mana

dapat memblokir seluruh zona polimerisasi kecuali reactor itu dimatikan dan lembaran

dihapus.



Tahap proses gas-gas kimia BP adalah dua tahap proses polimerisasi yang

berkelanjutan (Dormenvalet al, 1975;Havas dan Magin, 1976;Havas dan LaLanne-Magne,

1992). Proses ini menggunakan kombinasi dari reactor tangki dan sebuah reactor fluidized

bed yang diaduk dalam seri. Selama fase gas operasi reactor konvensional,katalis dan

kokatalis dapat dibawa kedalam kontak,baik sebelum diperkenalkan kedalam fluidized bed,

atau di pendalaman reaktor.Apapun cara yang digunakan, polimerisasi reaksi selalu dimulai

dengan mendadak dan mencapai kecepatan maksimum langsung setelah system katalis

diperkenalkan ke fluidized bed.

Tahap awal polimerisasi adalah di mana risiko titik panas terbentuk dan biji-bijian

meledak menjadi partikel halus.Titik panas dapat menyebabkan pembentukan aglomerat dan

pengendapan polimer di dalam dengan fluidized bed. Selain itu, selama polimerisasi

bervariasi kecil dalam tingkat umpan katalis , monomer, dan komonomer atau ditingkat

penarikan polimer juga akan menyebabkan peningkatan tak terduga,kuantitas panas yang

berkembang dengan polimerisasi. Jika panas tidak dapat dihilangkan secara efisien, hal ini

kecil variasinya dapat menyebabkan titik di reaksi bed dan pembentukan aglomerat oleh

polimer leleh. Oleh karena itu variasi tersebut dapat mempersulit untuk mendapatkan polimer

dari kualitas yang konsisten, khususnya, dari berat konstan molekul dan ukuran partikel

.Masalah-masalah ini dapat dihilangkan dengan mengadopsi tahap prepolymerization.

Prepolymerization memberikan keuntungan dalam mengontrol ukuran partikel

polimer dan pengendalian aktivitas katalis dalam reactor fluidized bed. Prepolymerization

dapat dilakukan dalam hidro karbon sedang berbentuk cair atau dalam reactor fasa gas yang

diaduk pada suhu dari 40 sampai 115oC. Katalis dimasukkan ke prereaktor dalam bentuk

bubuk kering atau dalam suspense dalam hidrokarbon cair. Prepolymerization dilakukan

dimana konversi prapolimer mengandung 0,002- 10 millimol dari logam transisi/polimer.

Diameter prapolimer adalah dalam kisaran 200-250pm. Prapolimer dimasukkan kedalam

fluidized bed reactor melalui umpan perangkat metering.

Reaktor fluidized bed beroperasi pada kecepatan superficial sekitar 0,5 m/s, 2-8 kali

minimal kecepatan fluidisasi. Untuk menghindari waktu induksi pada saat startup, prapolimer

diperlakukan dengan triethylaluminum untuk polimerisasi dengan oksida kromium sebagai

katalis. Untuk membuat porositas lebih, yang prapolimer dengan n-heksana untuk

menghilangkan berat polimer molekul rendah (lilin). Monomer, komonomer, hidrogen, dan

gas inert melalui bagian bawah fluidized bed. Beberapa komonomer dan hidrokarbon yang



mudah menguap, seperti isopentana, diperkenalkan kedalam jalur masuk dari penukar panas

untuk menghindari deposito partikel halus pada permukaan penukar panas dan pisau

kompresor. Rasio komonomer bertekanan parsial monomer dipertahankan konstan (biasanya

0,1-0,2) dalam reaktor. Untuk menghindari tekanan fluktuasi debit selama polimer, Kimia BP

mengembangkan perangkat debit berkelanjutan, terdiri dari dua katup yang berputar terus

menerus. Katup ini terhubung satu sama lain sedemikian rupa sehingga kedua katup tidak

terbuka pada saat yang sama, berputar pada kecepatan sekitar 0.5-1.0 rpm.Volume bejana

antara katup adalah antara 0,2% dan 1% dari volume fluida padat yang terkandung dalam

reaktor.

Mekanisme Reaksi

Polimerisasi etilena dapat dibayangkan sebagai yang terjadi pada antar muka ,antara

katalis padat dan matriks polimer, yang terletak di mana pusat-pusat aktif berada. Dari

keadaan gas monomer menjadi polimer padat,etilen mengalami transisi fisika kimia yang

drastic dalam waktu yang sangat singkat. Lingkungan polimerisasi berubah dengan

komposisi katalis, proses polimerisasi, komposisi reaktan, kondisi operasi reaktor, dan tingkat

polimerisasi. Meskipun kegiatan penelitian yang intensef telah difokuskan pada system

katalis Ziegler-Natta sejak penemuan mereka pada awal 1950-an, tanpa bahan kimia definitif,

mekanisme reaksi telah dikembangkan sepenuhnya untuk menggambarkan perilaku kinetic

dari homoetilena / kopolimerisasi, karena kompleksitas sistem yang digunakan. Namun

demikian, kunci reaksi dasar telah dibentuk, yang meliputi pembentukan pusat-pusat aktif,

penyisipan monomer dalam rantai polimer pun tumbuh, perpindahan rantai reaksi, dan

deaktivasi katalis. Sebagian besar mekanisme yang diusulkan didasarkan pada informasi

tentang tingkat polimerisasi , dan berat molekul serta yang didistribusi, rantai polimer mikro,

dan konsentrasi pusat aktif.

INDUSTRI POLIETILEN

Berbeda dengan polimer lainnya, polietilena memiliki jenis / grade yang banyak dan

aplikasi pemakaian yang luas. Selain dapat diaplikasikan secara murni, polietilena dapat pula

di aplikasikan dengan mencampurnya dengan bahan / polimer lain untuk aplikasi tertentu.

Kebutuhan polietilena di Indonesia sangat tinggi dan tumbuh dengan cepat seiring dengan

pertumbuhan ekonomi yang cukup tinggi. Di Indonesia pabrik polietilena yang sudah

beroperasi adalah PT. Petrokimia Nusantara Internusa (PT. PENI) yang berlokasi di Merak

dengan kapasitas 200.000 ton per tahun dan PT. Chandra Asri dengan kapasitas 300.000 ton



per tahun. Dengan kapasitas yang ada PT. PENI dan PT. Chandra Asri belum mampu

mencukupi kebutuhan dalam negeri yang setiap tahunnya meningkat. Berdasarkan data yang

ada kapasitas rancangan minimal yang secara komersial memberikan keuntungan adalah

35.000 ton/tahun

Daftar Pustaka

1.Tham Chee Mun. Dept. of Chemical & Biomolecular Engineering, National University of Singapore. Production of Polyethylene Using Gas Fluidized Bed Reactor 2. E. Caliani1, M. Cavalcanti2, L. M. F. Lona1, F. A. N. Fernandes3. Modeling and

simulation of high-pressure industrial autoclave polyethylene reactor

3. Vahidi, Omid; Shahrokhi, Mohammad Department of Chemical and Petroleum

Engineering, Sharif University of Technology. Control of a Fluidized Bed Polyethylene

Reactor

4. V. K. Pogodin and V. V. Bezdelev.Causes of Failure of Polyethylene

Ractor Seals and Equipment For Preparing Them For Operation Industrial Safety Of

Equipment And Production

Trk Gaul Jadi Bray Tgl Cover

Documents

Transcript of Trk Gaul Jadi Bray Tgl Cover