PABRIK POLIPROPILEN BIODEGRADABLE DARI PROPILEN DAN ETILEN DENGAN PROSES POLIMERISASI FASA GAS TEKNOLOGI UNIPOL Disusun oleh :
M. Nurman Febrian 2308 030 031
Angga Saptya Pratama 2308 030 041
Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA NIP. 19600624 198701 1 001 PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI-ITS
Industri Meningkat
Kebutuhan plastik meningkat
Terbatasnya Polipropilen
Sampah Plastik
Pemenuhan kebutuhan
Polipropilen Biodegradable
Gambar 3.3 Monomer propilen
Sifat Fisik Indeks bias Tensile strength, psi
CH2
Nilai 1,49 4300-5500
CH
Elongation, %
200-700
CH3
Impact strength ft-lb
0,5-2,0
Densitas
Titik Leleh
0.855 g/cm3 tak berbentuk 0.946 g/cm3 kristal 160 °C
Struktur Molekul Polipropilen
1. Isotaktik 2. Sindiotaktik
3. Ataktik Sifat fisik Densitas, g/cm3 Yield strength
Isotaktik Sindiotaktik Ataktik 0,92 - 0,94
0,89 – 0,91
0,85 - 0,9
Tinggi
Sedang
Sangat rendah
Monomer Pembentuk Polipropilen Sifat
Homopolimer
Kopolimer random
Kopolimer impact
Temperatur leleh
160-170 °C
135 -145 °C
160 - 170 °C
Benturan Ketahanan
-
+
+++
Transparansi
+
++
-
Kekakuan
++++
++
+++
Fleksibilitas
-
++
+
Kekakuan dan mengkilap Tinggi
Kejernihan dan keuletan tinggi
Keseimbangan antara Kekakuan dengan ketahanan impact
Sifat Unggulan
Kopolimer Random .Merupakan campuran dari propilen dengan etilen sebanyak 5-15%.
Kristalinitas Rendah
Titik leleh Rendah
Kekakuan Rendah
Tahan Terhadap Tumbukan
Produsen Polipropilen diIndonesia Pabrik
Persentase (%)
Jumlah Produksi (ton/tahun)
PT. Tripolita
44
460.000
PT. Politama
25
280.000
Pertamina
6
60.000
Impor
25
280.000
Total
100 %
1.080.000
Data Produksi dan Konsumsi Polipropilen Tahun 2003
Produksi (ton/tahun) 410.000
Konsumsi Ton/tahun) 720.000
2004
492.000
792.000
2005
571.000
871.000
2006
705.000
957.000
2010
830.000
1.080.000
2015*
1.203.000
1.503.000
Sumber : INAPLAS (Asosiasi Industri Olefin, aromatk, Plastik Indonesia)
Jumlah Kebtuhan Polipropilen
Data Perkiraan Data Real
Konsumsi Polipropilen
Tahun
Kapasitas Produksi : 200.000 ton/tahun
Cilegon-Banten
Ketersediaan Bahan Baku Propilen dan Etilen Ketersediaan Utilitas dari air laut Pemasaran dan Transportasi
Bahan Baku Produksi Bahan Utama • Propilen
• Etilen Bahan Pendukung Hydrogen • Nitrogen • Katalis TiCl4 •
Kokatalis TEAL (C2H5)3Al • SCA • Zat Adiktif •
Propilen PT. Chandra Asri = 320.000 ton/tahun Pertamina = 230.000 ton/tahun
Etilen PT. Chandra Asri = 600.000 ton/tahun
MACAM PROSES
Polimerisasi Fasa Gas Polimerisasi Fasa Cair Polimerisasi Fasa Slurry
MACAM PROSES
Perbandingan Proses Produksi Polipropilen Fasa Gas, Cair dan Slurry Fasa reaksi
Fasa cair
Fasa gas
Fasa slurry
5 – 50 bar
10 – 60 bar
12 bar
Temperatur (oC)
55 - 80
55 - 100
60 - 65
Pemakaian pelarut
ya
tidak
ya
400.000 – 1.350.000
65.000 – 1.500.000
-
Tekanan
Kapasitas total (ton/thn)
TEKNOLOGI POLIMERISASI FASA GAS
PERBANDINGAN TEKNOLOGI POLIMERISASI FASA GAS Nama Proses
UNIPOL
Borstar
Amoco
Chisso
Tekanan
30 bar
50 - 60 bar
20 – 23 bar
10 bar
Temperatur (oC)
65
80 - 100
65 - 85
55 - 65
Jenis reaktor Loop reactor Fluidized bed Stirred bed yang dan fluidized reactor reactor digunakan bed reactor
Stirred bed reactor
Kapasitas total (ton/thn)
80.000 260.000
200.000
65.000 350.000
1.500.000
Lisensor
Union Carbide Corp.
Borealis AS
BP Amoco
ChissoCorp.
PROSES TERPILIH
TEKNOLOGI UNIPOL Mekanik Sederhana dan Teknologi tangguh Kondisi operasi yang cukup lunak P=30 bar dan T=65oC Tidak Menggunakan Solvent Resin mengalir dengan gravitasi dan perbedaan tekanan Menggunakan kembali aliran vent untuk yield yang lebih tinggi
FLOWSHEET
Page 2 / 16
Gambar 3.3 Monomer propilen
Unit Polimerisasi Aliran 5 6 7 8 13 14 15 17 18 19
Komposisi Propilen Etilen Hidrogen Nitrogen Ko katalis SCA Propilen dari Vent Recovery Resin dari PDS Vent Recovery PDS Total
Masuk 548978,155 99659,660 63,3869 39160,8918 5463,1715 1859,3952
Keluar
12696,9697 27237,039
735421,699
42021,307 693400,392 735421,699
Gambar 3.3 Monomer propilen
Unit Polimerisasi Komposisi Aliran <5> Aliran <6> Aliran <7> Aliran <8> Cycle gas Aliran <15> Aliran <17> Sub Total ΔHrx
Total
Masuk H 2370297,8
Hv 129735324, 0 36914176,1 7987,612 22941441,5
13150749 13907,539 605430,4 32897891,14 3041698,62 13301462,9 254980367,47 -113727176,70
368707544,174
Keluar Komposisi H Entalphy 203475601,7 sublimation Cycle gas 36779103,1 Aliran <18> 18558478,02 Aliran <19> 83535566,6
342348749,4 Q bed 513333,333 Q loss 25845461,43 368707544,174
Gambar 3.3 Monomer propilen
Fungsi :
Tempat terjadinya reaksi polimerisasi menjadi polipropilen Tipe : Fluidized Bed Reactor Number Of orriface per unit urea distributor = 103,4 per cm2 Velocity of gas throught the oriface = 8,609 m/s Kecepatan fluidisasi minimum = 0,042 m/s Kecepatan superficial fluidisasi = 2,515 m/s Kecepatan terminal = 0,33470 m/s Kecepatan bubling minimum = 0,19653 m/s Volume reaktor = 96,827 m3 Diameter Shell = 2,91 m Diameter tutup atas = 3,9 m Diameter tutup bawah = 2,91 m Tinggi Shell = 0,093 m Tebal tutup atas = 0,033 m Tebal tutup bawah = 0,025 m ΔP bed = 1,838 kg/cm2G Diameter annulus disc deflector = 0,2027 m Tipe gas distribution = single perforated plate Bahan yang digunakan = Carbon Steel SA-167 grade tipe 304 Jenis Pengelasan = Double Welded but point Jumlah = 1 unit
Penggunaan air dalam pabrik ini antara lain meliputi: Total kebutuhan air sanitasi = 60 m3/hari Total kebutuhan air proses = 148,67 m3/hari Total kebutuhan air pendingin = 439,77 m3/hari Total kebutuhan air umpan Boiler = 23,30 m3/hari
Flowsheet Utilitas krakatau tirta
Flowsheet Utilitas air laut
Flowsheet Utilitas krakatau tirta
Flowsheet Utilitas air laut
KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA Area
Unit
Pengolahan Purifikasi Propilen Purifikasi Etilen Awal
Purifikasi Hidrogen Purifikasi Nitrogen
Proses Utama
Polimerisasi dengan menggunakan Reaktor fluidized Bed
Tahap akhir PDS Vent Recovery Resin Degassing Pelleting Bagging
Alat Pelindung •Safety head • Masker • Sarung tangan • Sepatu karet • Eye goggle
• Hood tahan panas • Ear muff > 95 DB • Masker Filter gas • Hood tahan panas • Sepatu Karet • Ear Plug • Masker Filter Gas
1. Limbah Cair Proses Neutralization Pit Tahapan : • Pengontrolan PH 6-9 • Injeksi Bahan Kimia 2. Limbah Gas Sistem Flare
Instrumentasi Temperatur Indikator ( TI ) Temperatur Controller ( TC) Pressure Indikator ( PI ) Pressure Controller ( PI ) Flow Controller ( FC) Level Indikator ( LI )
KESIMPULAN Produk Kapasitas
: Polipropilen : 200.000 ton/tahun
Bahan baku
Propilen Etilen Hidrogen Nitrogen
= = = =
564994,88 kg/tahun 101661,341 kg/tahun 763,54701 kg/tahun 40263,254 kg/tahun
Utilitas Air sanitasi Air proses Air pendingin Air Umpan Boiler
= 60 m3/hari = 148,67 m3/hari = 439,77 m3/hari = 23,30 m3/hari
