Industri Petrokimia

Definisi dan Industri Petrokimia
Industri petrokimia adalah industri yang berkembang berdasarkan suatu pola yang mengkaitkan suatu produk-produk industri minyak bumi yang tersedia, dengan kebutuhan masarakat akan bahan kimia atau bahan konsumsi dalam kehidupan sehari-hari. Contoh produk-produk industri petrokimia hulu antara lain Methanol, Ethylene, Propylene, Butadine, Benzene, Toluene, Xylenes, Fuel Coproducts, Pyrolisis Gasoline, Pyrolisis Fuel Oil, Raffinate dan Mixed C4.

Industri petrokimia dapat dibagi atas 2 bagian besar, yaitu:

1. Industri petrokimia hulu atau (upstream petrochemical industry), yaitu industri yang menghasilkan produk petrokimia yang masih berupa produk dasar atau produk primer dan produk antara atau produk setengah jadi (masih merupakan bahan baku untuk produk jadi).
   Pada daftar berikut disebelah kiri diurutkan beberapa bahan baku yang dapat dipakai untuk industri petrokimia hulu. Semuanya merupakan atau terdiri dari hidrokarbon yang merupakan produk-produk industri minyak dan gas bumi. Dari atas sampai kebawah (gas oil) konsistensinya semakin berat d.p.l. dari gas sampai kecairan.
   Disebelah kanan diurutkan beberapa produk-produk industri petrokimia hulu yang kadang-kadang disebut “first generation petrochemicals” atau juga “basic petrochemicals” atau “petrochemical building blocks”.

   Feedstocks	Petrochemical product	Fuel Coproduct
   Methane Ethane Propane Butane Condensate Naphta Gas Oil Reformate Raffinate Pyrolysis Gasoline	Methanol Ethylene Propylene Butadiene Benzene Toluene Xylenes	Pyrolysis Gasoline Pyrolysis Fuel Oil Raffinate Mixed C4’s

   Perlu ditambahkan bahwa LPG dapat berasal dari alam dari perut bumi dan dapat pula berasal dari operasi pengilangan. LPG juga mengandung senyawa-senyawa tak jenuh dari C3 dan C4, yakni propylene dan butene/butadiene.
2. Industri petrokimia hilir atau (downstream petrochemical industry), yaitu industri yang menghasilkan produk petrokimia yang sudah berupa produk akhir dan/atau produk jadi.

Oleh karena itu, maka produk petrokimia berdasarkan proses pembentukannya dan pemanfaatannya dapat dibagi atas 4 jenis, yaitu:

1. Produk dasar, adalah gas CO dan H2 sintetik, etilena, propilena, butadiene, benzene. toluene, xilena, dan n-parafin,
2. Produk antara, adalah amonia, inetanol, carbon black, urea, etil alkohol, etilklorida, Rumen (cumene), propilen-oksida, butil alkohol, isobutilena, nitrobenzene, nitrotoluena, PTA (purified terephthalic acid), TPA (terephthalic acid), DMT (dimethyl terephthalate), kaprolaktam (caprolactain), LAB (liner alkyl benzene), dll.
3. Produk akhir antara lain adalah urea, carbon black, formaldehida, asetilena, poli etilena, poli propilena, poli vinil klorida, poli stirena, TNT (trinitro toluene), poli ester, nilon, poli uretan, “LAB-sulfonate” (Surfactant) dll.
4. Produk jadi. Pada umumnya berupa barang-barang atau bahan-bahan yang dalam kehidupan kita sehari-hari banyak dipakai di rumah tangga seperti: plastik-plastik untuk produk-produk elektronik dan telekomunikasi (radio, tv, film alat-lat komputer, kabel-kabel telefon, kabel-kabel listrik), plastik-plastik untuk rumah tangga (ember plastik, kantong/karung plastik, botol-botol kemasan plastik), peralatan plastik untuk industri mobil dan pesawat terbang (bemper mobil, jok/busa mobil, jok/busa kapal terbang, ban pesawat terbang). Baju dan kaus kaki yang kita pakai dibuat dari benang poliester dan nilon, ban mobil dari bahan campuran karet dan carbon black, sabun bubuk deterjen dibuat dari “LAB-sulfonate” dan lain sebagainya.

Jalur – Jalur Dalam pembuatan Produk Petrokimia.
Proses pembuatan produk petrokimia yang lebih ekonomis dapat ditempuh dengan 3 jalur/lintasan utama :

1. Jalur gas sintetik yaitu dengan pembentukan gas CO dan H2 dari bahan baku gas bumi/(CH4) untuk menghasilkan ammonia, methanol dan crbon black. Dan untuk memproduksi gas sintetik melalui 3 cara:
   • Reaksi steam reforming untuk membentuk ammonia yang reaksinya berlangsung dengan bantuan katalis Ni pada suhu 1.400 – 1.600oF, pada tekanan 400-500 psi.
   • Reaksi stream reforming pada pembentukan methanol dan cara memproduksinya menggunakan 2 macam proses  yaitu pada tekanan tinggi dan tekanan renadah.
   • Reaksi oksidasi parsial pada pembentukan gas sintetik yang dilanjutkan dengan reaksi pirolisis pada suhu 1300-1500oC dan tekanan 100-150 atm.
2. Jalur olefin yaitu untuk membentu gas-olefin (gas etilena, propilena dan butena/butadiena) adalah suatu senyawa hidrokarbon tidak jenuh, yang mempunyai ikatan rangkap terbuka yang sangat reaktif , sehingga dengan mudah dapat berpolimerisasi antara satu dengan yang lainnya membentuk bahan/produk polimer. Gas olefin dapat dapat diproduksi  dengan 2 cara yaitu olefin dengan bahan baku nafta dan dengan bahan baku etana.
3. Jalur aromatik yaitu dengan pembentukan fraksi-fraksi aromatik (benzena, toulena dan xilena). Senyawa aromatic adalah suatu senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang mempunyai rangkaian ikatan atom C secara siklis berupa ikatan atom antara C6-C8 yang sangat reaktif sehingga akan mudah bereaksi atau berpolimerisasi antara satu dengan yang lainnya sehingga membentuk produk polimer.

Istilah dalam pengolahan minyak bumi:

• Cracking: perengkahan, suatu proses perubahan molekul hidrokarbon yang panjang dan lurus dipotong-potong menjadi beberapa rantai yang lebih pendek.
• Catalitic Cracking: Perengkahan molekul hidrokarbon dengan bantuan katalis.
• Steam Cracking: perengkahan molekul hidrokarbon dengan panas/suhu yang sangat tinggi.
• Steam Reforming: Perubahan rantai lupus hidrokarbon menjadi rantai cincin atau   rantai cabang dengan menggunakan panas.

Bahan – Produk Petrokimia dan Polimer

1. Bahan – Produk petrokimia adalah segala bahan atau  produk kimia yang dibuat/dihasilkan secara sistetik dari bahan baku migas atau komponen-komponennya/fraksi-fraksi, seperti:
   • Pakaian, produk kosmetik dan parfum yang kita kenakan sehari-hari.
   • Kantong-kantong plastik, botol-botol plastik dan barang¬-barang plastik lainnya yang sering kita gunakan sehari-hari.
   • Jendela pesawat terbang, payung penerjun, interior dan cat dinding, lapisan teflon pada penggorengan, Sikat rambut, Sikat gigi, katup jantung untuk operasi, “container”, “fiber glass”, clan loin-lain yang sering kita pakai sehari-hari.
     Bahan – Produk Polimer adalah segala bahan atau produk kimia baik yang terbentuk secara proses alamiah di alam (yaitu yang disebut polimer alamiah atau polimer buatan alam) maupun yang terbentuk secara sintetik.
2. Dengan proses polimerisasi dari migas (yaitu yang disebut polimer sintetik atau polimer buatan manusia).
   Pengertian polimer dalam arti sempit adalah suatu molekul raksasa (dengan berat molekul berkisar antara 104-107 yang terbentuk melalui proses polimerisasi. Molekul raksasa ini disebut juga makromolekul. Maka berdasarkan proses pemben¬tukannya, bahan/produk polimer dapat dibagi alas 2 bagian, Yaitu:
   
   • Produk polimer alamiah atau polimer alam, misalnya:
     1. Polisakarida (pati dan bahan selulosa)
     2. Protein alam (serat sutera, serat otot dan enzim)
     3. Karel alam dan asam-asam nukleat
   • Produk polimer sintetik atau produk polimer buatan manusia, yang   mencakup semua produk petrokimia yang dihasilkan secara sintetik dengan proses polimerisasi dari migas, misalnya:
     1. Plastik-plastik sintetik
     2. Serat-serat sintetik
     3. Karet-karet sintetik, dll.

Manfaat Produk – Produk Petrokimia

1. Dalam industri kendaraan bermotor atau transportasi dimana bumper mobil yang terbuat dari  logam diganti dengan plastik poliuretan, propeller pesawat terbang diganti dengan fiber glass.
2. Dalam industri kemasan, bahan logam tinplate dan alumunium diganti dengan plastik – plastik produk petrokimia.

Jenis Bahan Baku Petrokimia

1. Minyak Bumi
   Minyak bumi merupakan senyawa kimia yang kompleks berupa cairan berwarna coklat kehitaman dengan komposisi terbesar senyawa hidrokarbon dan senyawa lain dalam jumlah relatif kecil seperti sulfur, logam-logam nikel, vanadium, arsenit, serta impuritis lainnya.
   Baik senyawa hidrokarbon maupun bukan senyawa hidrokarbon keduanya akan berpengaruh dalam menentukan cara-cara pengolahan yang dilakukan dalam kilang minyak.
   Kelompok senyawa hidrokarbon yang ada didalam minyak dan gas bumi, dibagi dalam 5 kelompok :
   

   • Paraffin
     Paraffin yang merupakan senyawa alkana (CnH2n+2), kelompok senyawa paraffin dikaarkteristik sebagai senyawa yang sangat stabil dan mempunyai rantai lurus seperti: methane, ethane, propane, butane, pentane dan lain-lain.
   • Olefin
     Olefin terdiri dari gugus alkena (CnH2n) dan siklo parapin, kelompok senyawa olefin atau juga disebut etilen terdiri dari senyawa rantai lurus yang tak jenuh yang mempunyai ikatan rangkap menghubungkan dua atom karbon. kelompok senyawa olefin antara lain etena, propena, butena, pentena dan lain-lain.
     Olefin tidak terdapat dalam minyak mentah, tetapi terbentuk dalam distilasi minyak mentah atau dalam proses perengkahan, oleh karena itu dalam bensin rengkahan banyak mengandung senyawa olefin. Olefin merupakan bahan dasar utama dalam industri petrokimia, misalnya etilena (C2H4) dan propilena (C3H6).
   • Napthena
     Nafthena yang terdiri dari hidrokarbon cincin jenuh, mempunyai rumus umum (CnH2n) karena senyawa hidrokarbon ini mempunyai sifat kimia seperti senyawa hidrokarbon parafin dan mempunyai struktur molekul siklis, maka senyawa ini juga disebut sikloparafin. Senyawa hidrokarbon nafthena yang terdapat dalam minyak bumi ialah siklopentan dan sikloheksan yang terdapat dalam fraksi naphtha dan fraksi minyak bumi dengan titik didih yan lebih tinggi.

   Klasifikasi Minyak dan Gas Bumi
   Sekitar 85% dari semua minyak mentah (crude oil) didunia diklasifikasikan menjadi tiga golongan:
   

   • Minyak dasar aspal (asphaltic base)
     Mengandung sedikit lilin paraffin dengan aspal sebagai residu utama, minyak dasar aspal sangat dominan emngandung aromatic. Kandungan sulfur, oksigen, dan nitrogen relative lebih tingi disbanding dengan minyak-minyak dasa lainnya. Minyak mentah dengan dasar aspal sangat cocok unuk memproduksi gasoline yang berkualitas tinggi, minyak pelumas mesin dan aspal.
   • Minyak dasar paraffin (paraffinic base)
     Mengandung sangat sedikit aspal, sehingga sangat baik untuk memprodksi lilin paraffin, mnyak pelumas motor, dan kerosene yang berkualitas tinggi.
   • Minyak dasar campuran
     Mengandung sejumlah lilin dan aspal secara bersamaan.

   Klasifikasi minyak dapat juga didasarkan pada:
   • Menurut sifat penguapan
     

     1. Minyak ringan (light oil), Mengandung komponen ringan > 50 % berat.
     2. Minyak sedang (medium oil), Mengandung komponen ringan 20 – 50 % berat.
     3. Minyak berat (heavy oil), Mengandung komponen ringan < 20 % berat.
   • Menurut kadar sulfur
     

     1. Minyak bumi kadar sulfur tinggi (high sulfur oil), Mengandung sulfur > 2 % berat.
     2. Minyak bumi kadar sulfur sedang (medium sulfur oil), Menagndung sulfur 0,1 – 2 % berat.
     3. Minyak bumi kadar sulfur rendah (low sulfur oil), Mengandung kaad sulfur < 0,1 % berat
   • Berdasarkan berat jenis
     

     1. Minyak ringan : berat jenis < 0,835
     2. Minyak sedang : berat jenis 0,835 s/d 0,865
     3. Minyak berat : berat jenis > 0,865
     
     Gambar 1. Proses sederhana destilasi bertingkat
   • Berdasarkan gaya berat
     Ukuran gaya berat oleh ahli kimia telah ditentukan untuk industri adalah suatu ukuran yang dinamakan gaya berat API.
   Melalui proses pengolahan dalam kilang minyak berupa distilasi minyak bumi pada tekanan atmosfer biasa akan didapat hasil-hasil pengilangan minyak yang disebut “minyak interniediate”. Produk ini sangat cocok untuk dipakai sebagai bahan baku petrokimia, akan tetapi pemamfaatannya lebih diutamakan untuk mernenuhi kebutuhan bahan bakar minyak, seperti:
   

   • “Fuel gas” (bahan bakar gas untuk kilang).
   • Gas propane dan Gas butane (dicampurkan sebagai gas penyusun utama bahan bakar LPG).
   • “Mogas” (sebagai bahan bensin/premiun).
   • Nafta (C6H14-C12H26), bahan baku petrokimia ini baik untuk industri olefin dan aromatic.
   • Kerosin atau minyak tanah, yang kalau diekstrasi akan mengha¬silkan n-Parafin yaitu bahan baku pembuatan sabun deterjen.
   • “Gas-oil” (untuk bahan bakar minyak solar).
   • “Fuel oil” (minyak bakar).
   • “Short-residue/Waxy-residue” (untuk bahan bakar minyak residu lain juga untuk bahan baku industri petrokimia “Coke” dan “Carbon black” ataupun untuk industri olefin).
2. Gas Alam
   Gas alam merupakan campuran gas hidrokarbon jenuh (CnH2n+2) yang ditemukan dibawah permukaan bumi. Gas alam dapat ditemukan bersama-sama dengan minyak bumi (non associated gas).
   Komponen-komponen gas alam yang dapat dipergunakan sebagai bahan baku petrokimia yang berasal lapangan gas bumi adalah:
   

   • Metana (CH4) Gas ini sekitar 60%-80% volume gas bumi yang dihasilkan sesuatu lapangan gas, dan dapat dipergunakan sebagai bahan baku gas sintetis CO dan H2, yang selanjutnya dapat dipergunakan untuk pembuatan amonia/urea, metanol, “carbon black”, dll.
   • Etana (C2H6), dapat dijadikan bahan baku untuk industri olefin untuk menghasilkan bahan-bahan sintetik seperti plastik, sabun deterjen, bahan kosmetik, dll.
   • Propane (C3H8), yang dalam industri olefin dapat dijadikan bahan baku untuk menghasilkan polipropilen, suatu bahan plastik sintetik.
   • Butane yang merupakan bahan baku untuk pembuatan karet sintetik butadiene.
   • Kondesat yang disebut juga sebagai “natural gasoline” yang mempunyai sifat-sifat seperti minyak/nafta dan dapat dipergunakan untuk bahan baku dalam industri olefin atau industri aromatik.

   Disamping gas hidrokarbon di gas alam, ditemukan juga senyawa-senyawa lain, yang disebut impurities (kotoran) berupa :
   

   • Unsur-unsur kimia seperti mercury (Hg), Helium (He), Argon (Ar), Nitrogen (N2).
   • Acid seperti : CO2, H2S
   • Persenyawaan-persenyawaan sulphur disebut mercaptans.
   • Moisture (H2O)

   Kotoran yang ada didalam gas ini umumnya tidak disenangi, oleh karena sifatnya korosif (Hg, acid, mercaptans, air) atau dapat juga oleh karena kotoran tersebut tidak memiliki nilai ekonomis, seperti gas CO2.
   Oleh karena itu kotoran tersebut harus dipisahkan dari gas alam dengan mengunakan bermacam-macam teknologi yang ada. Campuran gas hidrokarbon yang sudah bersih inin kemudian dapat dipisahkankedalam tiga kelompok:
   

   • Campuran methane dan ethane
   • LPG (propane dan butane)
   • Condensate (pentane plus)
     Kondensat ini kemudian dicampurkan kedalam minyak bumi untuk kemudia dijual sebagai minyak bumi, sedangkan LPG dan campuran methane dan ethane dapat dijual sebagai bahan bakar atau dijual sebagai bahan baku industri petrokimia.
3. Senyawa-Senyawa Pengotor
   Sebagaimana diketahui bahwa senyawa-senyawa yang tidak diinginkan ada dalam minyak dan gas bumi adalah senyawa-senyawa sulfur atau belerang yang terkandung di dalam minyak mentah maupun di dalam produk akhir dan fraksi-fraksinya. Tipe senyawa-senyawa sulfur yang sering dijumpai dalam minyak bumi adalah hydrogen sulfida (H2S), mercaptans yang terdiri dari metil dan benzil mercaptans, metil sulfida, normal butil sulfida, metil disulfida, sulfida-sulfida siklis, alkil sulfat, asam sulfonat, sulfoksida, sulfon dan tiofena. Rumus molekul senyawa-senyawa sulfur tersebut adalah :
   

   • Hidrogen Sulfida    :    H – S – H
   • Mercaptans    :    H – S – R
   • Alkil Sulfida    :    R – S – R
   • Disulfida    :    R – S – S – R
   • Sulfida Siklik
   • Alkil Sulfat
   • Asam Sulfonat
   • Sulfoksida
   • Sulfon
   • Tiofena

   Senyawa-senyawa sulfur tersebut dianggap pengotor dan pengganggu karena mempunyai sifat korosif, berbau tidak enak dan mempunyai karakter yang mudah meledak.
   Korosi karena adanya sulfur dalam jumlah yang sedikit pada produk akhir disebabkan karena produk-produk tersebut dipakai pada suhu rendah, dimana pada suhu tersebut terdapat beberapa senyawa yang korosi terhadap logam komersil.

Posted in: Materi Kimia SMA X,Proses Industri Kimia