INDUSTRI PETROKIMIA DAN DAMPAK LINGKUNGANNYA

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

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

BAHAN BAKU PETROKIMIA Kilang Minyak : Kilang Minyak Cilacap, Balongan, Dumai, Musi, Balikpapan, dll 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

Penyediaan Bahan Baku Industri Petrokimia di Indonesia Ketersediaan Cadangan Gas Bumi (C1-C4) 60%-80% kandungannya dalah gas metana Hampir merata dan menjangkau dareah padat penduduk dan pusat industri

Penyediaan Bahan Baku Industri Petrokimia di Indonesia 2. Ketersediaan Bahan Baku Kondensat (C5-C11) : Kondensat dalam negeri selama ini diekspor ke luar negeri. Jika kandungan Produk paraffin dan olefinnya besar jalur olefin center Jika kandungan naftene dan aromatic besar  jalur aromatic center

Penyediaan Bahan Baku Industri Petrokimia di Indonesia 3. Ketersediaan Bahan Baku Nafta (C6-C12): Diperoleh dari kilang Cilacap dan Balikpapan Produksinya diekspor ke luar negeri 4. Ketersediaan Bahan Baku residu / Low Sulfur Waxy Residu (LSWR) : Berasal dari Kilang Dumai, Sungai Pakning dan Eksor I Balongan.

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-Jalur dalam Pembuatan Produk Petrokimia CLICK HERE TO FIND : pohon petrokimia

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 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 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 Reaksi pembentukan DMT (esterifikasi)

Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya Reaksi pembentukan Methylamines CH3OH + NH3  CH3NH2 + H2O CH3OH + CH3NH2  (CH3)2 NH + H2O CH3OH + (CH3)2 NH  (CH3)3 N + H2O Reaksi Pembentukan Methyl Halides CH3OH + HCl  CH3Cl + H2O CH3OH + 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) (cont’d) 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

Proses Pembuatan HDPE

Pembuatan HDPE dengan Proses Ziegler

Pembuatan HDPE dengan Metode Philips

Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir Polipropilena (PP) [ C3H6 -]n Monomer Propilen terpolimerisasi menjadi polimer sederhana dan resin plastik propilena dengan katalis stereospesific alumunium alkil (ziegler natta). Karet Polibutadiena n CH2 = CH2 – CH = CH2  [ - CH2 – CH2 = CH2 – CH2 - ]n

Proses Pembuatan Poli Propilena

Pembuatan Tetramer Polipropilena

Pembuatan Karet Polibutadiena

Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir Polivinil klorida (PVC) Rigid PVC (keras dan mudah pecah); digunakan di sektor bangunan dan konstruksi Flexible PVC (lunak); digunakan pada industri kulit imitasi dan kemasan.

Polivinil klorida (PVC) (cont’d) Proses pembuatan PVC : Klorinasi langsung gas etilena membentuk etilen diklorida (EDC) yang tidak stabil Pirolisis (Thermal Cracking) EDC membentuk Vinil Chloride monomer (VCM) Polimerisasi VCM menjadi PVC

Pembuatan VCM

Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir 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, dll Toluena → toluen diisosianat dan poliuretan O, 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

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir 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.

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir 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

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir 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) (cont’d)

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir 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).

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir Toluena di-isosianat (TDI) Nitrasi toluena dengan bantuan katalis H2SO4 Hasil reaksi tahap 1 dihidrogenasi dengan bantuan katalis AlCl3

Toluena di-isosianat (TDI) (cont’d) Hasil reaksi tahap 2 direksikan dengan fosgenase pada suhu 200oC dengan penambahan COCl2 dan dichlorobenzene

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

Proses Pembuatan Anhidrida Pthalat

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

Pembuatan Serat Poliester

Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir 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

PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA 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.

PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA 2. Penggunaan dalam Industri Serat Sintetik Produk 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 Plastik PE (polietilena), PP (polipropilena), PVC (poli vinil klorida), dan PS (polistirena). 4. Penggunaan Dalam Industri Adhesive Resin Urea formaldehida, melamin formaldehida dan fenol formaldehida.

Bagan Industri Tekstil Indonesia

PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA 6. Penggunaan dalam Industri Deterjen Alkil benzena, alkil benzene sulfonat (ABS), dan selulosa karboksi metil (CMC). 7.Penggunaan dalam Industri Elastomer Karet sintetik yang digunakan untuk industri ban adalah SBR dan karet butil sebesar 20%.

PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA 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.

Industri Pemrosesan Plastik 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)

Industri Pemrosesan Plastik Metode konversi bahan baku plastik menjadi barang jadi : Extrusion Injection Molding Blow Molding Calendering Casting Laminating Compression Molding Jet Molding Post Forming Shell Molding Sheet Forming Slush Molding Transfer Molding Vacuum Molding

Extrusion Process Tahap 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 Measuring Extruding Cooling Packing Product Crushing + recycle Blending Marking Inspection Cutting

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 Inspecting Packing Product

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 Material blending Extrusion Die Blowing Cooling Deburring 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 Material Carry in Measuring Blending Mixing Roll X Warming Roll Calender Roll Cooling Roll Y Winder Cutter Stacker Inspection Packing Product