Nama : Riky Yuliandita

NIM : 03111003048

Kelas : B

PROSES PEMBUATAN POLYPROPYLEN

Polypropylene merupakan suatu produk dimana menggunakan bahan baku berupa raw

propane propylene (Raw-PP) yang berasal dari hasil fraksionasi Fluid Catalytic Cracking

Unit (FCCU). Pada bahan baku ini mengandung propylene, propane dan butane sebagai

senyawa utama dan sejumlah kecil pengotor seperti ethane, methane, hydrogen sulfida,

carbon dioxida, mercaptan dan sebagainya.

Tujuan utama Kilang polypropylene dibangun adalah untuk mengolah raw propane

propylene yang dihasilkan dari Fluid Catalytic Cracking Unit (FCCU) menjadi pellet

polypropylene (Polytam), sehingga akan lebih meningkatkan nilai keekonomian untuk

membantu memenuhi kebutuhan polypropylene di dalam negeri dan menghemat devisa

negara.

Type atau Grade produksi polypropylene sebagai berikut :

a. Injection molding grade : 5.700 kg/hr

Digunakan untuk machine parts, automotive part, houseware, tray,cups dan sebagainya.

b. Film grade : 5.700 kg/hr

Digunakan untuk bahan pembungkus makanan, barang-barang, pakaian, rokok dan

sebagainya.

c. Tape grade : 5.700 kg/hr

Digunakan untuk karung, straps, sheets dan sebagainya.

d. Fiber grade : 5.700 kg/hr

Digunakan untuk filament seperti ropes, nets, carpets, textiles, dan sebagainya

e. Blow molding grade : 4.500 kg/hr

Digunakan untuk bottles, pipes, sheets, dan sebagainya.

Saat ini Kilang Polypropylene hanya memproduksi 3 grade yakni film grade,tape

grade (Yarn Grade), dan injection molding grade. Kegiatan kilang polypropylene secara

umum adalah untuk menghasilkan produk polypropylene dengan mengolah bahan baku gas

propane propylene sebagai hasil sampingan dari unit FCCU.

Bahan baku Raw-PP memiliki komposisi campuran, yaitu :

Methane (CH3) 0.00 % mol

Ethylene (C2H4) 0.00 % mol

Ethane (C2H6) 0.15 % mol

Propylene (C3H6) 74.93 % mol

Propane (C3H8) 17.61 % mol

I-Butene (C4H8) 1.13 % mol

1-Butene (C4H8) 0.87 % mol

CIS-2-Butene (C4H8) 0.25 % mol

I-Butane (C4H10) 4.93 % mol

N-Butane (C4H10) 0.13 % mol

Pentane & Heavier 0.00 % mol

Spesifikasi Produk propylene, yaitu:

Propylene >99,6 %mol

Methane, Ethane, Propane < 0,4 %mol

Ethylene < 100 molppm

Acetylene < 5 molppm

Propadiene < 5 molppm

M. Acetylene < 5 molppm

1.3-Butadine < 5 molppm

Total Butane < 10 molppm

Carbonyl Sulfide < 10 molppm

Carbon monoxide < 5 molppm

Carbon dioxide < 4 molppm

Water < 7 wtppm

Oksigen < 5 molppm

Total Sulfur < 6 wtppm

Hydrogen < 5 molppm

Methanol < Nil molppm

Unit Operasi Kilang Polypropylene terdiri dari:

1. Unit propylene purification

2. Unit polypropylene polymerization

3. Unit finishing (pelletizer)

4. Unit Bagging (packaging product)

Proses awal adalah dengan memasukkan bahan baku berupa raw propane propylene

(Raw-PP) yang mengandung propylene dan propane sebagai senyawa utama dan pengotor

berupa ethane, methane, hydrogen sulfide, carbon dioxide, mercaptan ke dalam storage tank.

Dalam pembuatan polypropylen terdapat beberapa proses dan terdapat beberapa unit

pada kilang polypropylen ini. Dari flowsheet pabrik Kilang Polypropylene RU-III Plaju, kita

dapat membuat beberapa blok diagram dalam proses pembuatan polypropylen.

Bahan Baku

PropylenePurification

Depropanizer

Bagging(Packaging Product)

Extraction dan Dryer

Polypropylene Polimerization

Finishing (Pelletizer)

1. Unit Propylen purification

Pada Unit Polypropylene Purification akan dilakukan pemurnian raw propane

propylene (raw PP) supaya terpenuhi bahan baku untuk reaksi polimerisasi. Selanjutnya pada

unit ini kita memasuki tahap ekstraktor DEA, ekstraktor NaOH, dryer, dan depropanizer.

Pemurnian ini juga bertujuan agar bahan baku dapat memenuhi spesifikasi atau ketentuan

bahan baku pada reaksi polimerisasi. Unit ini terdiri dari beberapa tahapan, dapat di lihat

pada blok diagram Unit Propylene Purification berikut :

1.1 Storage

Storage tank berfungsi menampung bahan baku Raw-PP dan produk unit purifikasi

berupa propylene dan propane. Pada unit ini digunakan sebanyak 3 storage tank yang

memiliki fungsi berbeda, yaitu :

1. T-101 (Raw Propane Propylene Storage Sphere) sebagai tempat penampungan

bahan baku raw PP ex Unit Fluid Catalytic Cracking sebelum di umpan ke Unit

Purifikasi Propylene.

2. T-102/3/4 (Purified Propylene Storage Sphere) sebagai penampung produk

propylene dari Unit Purifikasi sebelum diumpankan ke Unit Polypropylene.

3. V-500 (Propane Product Storage Drum) untuk menampung produk propane dari

Unit Purifikasi sebelum ke Stabilizer III sebagai komponen LPG.

1.2 Ekstraksi dan Pengeringan

Berfungsi untuk menghilangkan senyawa-senyawa pengotor (impurities) yang

terkandung dalam raw PP (Propane-Propylene).

Ekstraksi dan pengeringan

Storage Depropanizer

Ekstraction and humidity process terdiri dari beberapa proses, yaitu :

1) Regenerative DEA extraction

Menghilangkan kadar carbonyl sulfide yang terkandung dalam Raw PP dan

menghilangkan sebagian hidrogen sulfida (H2S) dan merkaptan dengan menggunakan

larutan dietanol amin. Berikut reaksi yang terjadi:

(CH3CH)2NH2 + COS ® (CH3CH2)2NH2 + H2S

2) NaOH extraction

Non regenerative NaOH extraction berfungsi untuk menghilangkan hidrogen

sulfida dan karbon dioksida.

Berikut reaksi yang terjadi:

2NaOH + H2S ® Na2S + H2O

Na2S + H2S ® 2 NaHS

NaOH + CO2 ® NaHCO3

Regenerative NaOH extraction berfungsi untuk menghilangkan merkaptan

dengan menggunakan larutan sodium hidroksida (NaOH)

Berikut reaksi yang terjadi pada ekstraktor :

NaOH + RSH ® RSNa + H2O

Ini adalah reaksi yang terjadi pada regenerator :

RSNa + H2O ® NaOH + RSH

BAHAN BAKU (PROPANE-PROPYLENE)

EKSTRAKTOR DEA (LARUTAN DIETIL AMIN)

EKSTRAKTOR NaOH (LARUTAN NaOH)

DRYER/PENGERINGAN (MENGGUNAKAN SAND

FILTER)

DRYER/PENGERINGAN (MENGGUNAKAN SAND

FILTER)

3) Pengeringan (Dryer) berfungsi untuk mengeringkan moisture yang terkandung dalam

treated PP hingga kadar airnya berkurang.

1.3 Depropanizer berfungsi untuk memisahkan propylene dari propane melalui proses

destilasi bertekanan sehingga kemurnian propylene mencapai 99,6% mol minimum.

2. Unit Propylene Polymerization

Merupakan salah satu unit pada pembuatan polypropylene dimana prosesnya

mereaksikan propylene dengan gas H2 menjadi homopolymer polypropylene menggunakan

beberapa katalis dalam dua reaktor.

a. Impurities propylene removal

Untuk menghilangkan pengotor-pengotor yang masih terdapat dalam propylene sebelum

masuk ke reaktor. Terdiri dari beberapa alat yakni: stripper, dehydrator, COS absorber,

arsine absorber.

b. Catalyst preparation terdiri dari 3 tipe yakni sebagai berikut:

1) MC catalyst preparation (main catalyst)

2) AT-catalyst preparation (triethyl aluminium)

3) OF-catalyst preparation (elektron donor)

Impurities Propylene Revomal

Catalyst preparation

sPolymerization

Product Drain Section

Utilities Section

c. Polymerization

Reaksi polimerisasi terdiri dari dua sistem reaksi yakni fase cair dan fase gas.

Tabel 3.2 Kondisi Operasi Reaksi Polimerisasi

Kondisi Operasi 1st Reactor 2nd Reactor

Jenis Polimerisasi Fase Cair Fase Gas

Tekanan (kg/cm2g) 29-38 17-19

Temperatur (oC) 70 80

Berikut blok diagram polimerisasi beserta kondisi operasinya :

Propylene, propylene cair diumpankan menuju Reactor 1 dengan menggunakan Propylene Feed Pump. Terdapat beberapa alat dalam tahap ini yakni: Condensate Drum, Propylene Recycle Pump, Flushing Rotating Equipment, Fine Particle Separator.

Hydrogen, hidrogen masuk ke Polypropylene Plant melalui perpipaan dari Battery Limits lalu diumpan menuju reaktor dengan Control Valve.

Liquid Phase Polimerization (Reaktor 1), panas reaksi yang diakibatkan oleh reaksi

polimerisasi fase cair dalam reaktor 1 dikontrol oleh evaporation-condensation-reflux

Propylen Hydrogen

Gas phase polymerization

(Reactor 2)

Fine Particle SeparationPowder Separation

Liquid Phase Polimerization

(Reactor 1)

system dan dilengkapi juga dengan jacket cooling system. Alat-alat: evaporation-

condensation-reflux system, jacket cooling system, Reactor 1 Overhead Condenser,

Reactor 1 Circulation Gas Blower.

Fine Particle Separation, slurry yang keluar dari Reactor 1 mengalir ke dalam Fine

Particle Separator lalu kontak dengan Recycle Propylene, dan melepaskan sedikit Fine

Powder dan katalis yang terkandung dalam slurry.

Gas phase polymerization (Reactor 2), slurry polymer mengalir dari Reactor 1 menuju

Reactor 2. Kemudian gas propylene difluidisasi melalui bagian bawah Reactor 2

menggunakan Reactor 2 Circulation Gas Blower. Alat-alat: Reactor 2 Circulation Gas

Blower, Fluidized Bed, Reactor 2 Circulation Gas Cooler, Propylene Scrubber,

Overhead Condenser, Propylene Scubber Feed Pump, Propylene Recycle Pump, Recycle

Hydrogen Compressor

Powder Separation, produk polimer yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi di dalam

Reactor 2 dikeluarkan secara intermittent dengan squence control system.

d. Product drain section

Alat- alat: Powder Heater , Steaming Drum , Waste Gas Blower

e. Utilities section

Unit – unit utilitas yang ada di polypropylene yakni sebagai berikut:

1) Waste gas blower.

2) Vent gas

3) Flare

4) Refrigerant

5) Seal Oil

6) Steam and condensate

7) Water

3. Unit Finishing

Stabilizer ditambahkan pada tepung polimer untuk setiap jenis polypropylene yang

akan dihasilkan.Stabilizer diaduk dengan menggunakan mixer dan dialirkan ke Pellletizing

System. Campuran dari keduanya di extrude dan di potong hingga menjadi butiran

polypropylene dengan alat pemotong yang terdapat pada peletizer.

Powder Transfer and Storage

a. Powder transfer and storange

Tepung polimer kering dari Streaming Drum dialirkan ke Powder Hopper dengan

Powder Blower. Di sini digunakan gas nitrogen sebagai pengalir yang berfungsi untuk

mencegah degradasi polimer akibat oksidasi.

b. Stabilizer Measuring

Stabilizer ditimbang secara otomatis dan masuk ke dalam pelletizer berdasarkan

perbandingan campurannya untuk setiap jenis produksi polypropylene.

c. Stabilizer mixing and pelletizing

Tepung polypropylene dialirkan ke powder Measurinng Feeder dan di umpan masuk

Pelletizing System. Tepung polypropylene dan stabilizer di campur, kemudian di

ekstrude melalui cetakan dan dipotong menjadi pellet.

d. Pellet Dryer

Pengeringan di dryer dilakukan dengan cara mengontakkan pellet dengan udara dari

Exhaust Fan. Pellet keluar dari ats dryer dialirkan menuju Pellet Vibrating Screen.

4. Unit Bagging

Unit ini menampung dan melakukan pengantongan polytam. Pellet atau bijih plastik

yang dihasilkan Unit Pelletizing ditampung di dalam silo yang berkapasitas total 840 ton. Silo

Stabilizer Measuring

Stabilizer Mixing and Pelletizing

Pellet Dryer

yang terdapat di Kilang Polipropilen terdiri atas 4 buah silo dengan kapasitas 90 ton, 16 silo

berkapasitas 30 ton, dan 1 buah silo transfer atau blending. Produk polipropilen atau yang

dikenal dengan nama polytam dijual dalam kemasan berupa kantong berkapasitas 25

kg/kantong. Unit bagging dapat menghasilkan 800 kantong polytam per jam.

Dari serangkaian proses yang terjadi akan dihasilkan Propane sebagai hasil samping

yang kemudian dapat digunakan sebagai komponen campuran LPG dan kemudian dapat

dimanfaatkan sebagai bahan bakar rumah tangga.