Pra Desain Pabrik High Density Polyethylene (HDPE) Dari Ethylene Menggunakan Proses Fase Gas

Haque, Aisya Morina and Siwi, Anindya Ayu Nirmala (2019) Pra Desain Pabrik High Density Polyethylene (HDPE) Dari Ethylene Menggunakan Proses Fase Gas. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211646000029-02211646000048-Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Pabrik High Density Polyethylene (HDPE) merupakan pabrik yang bergerak di bidang industri petrokimia olefin. Produk utama industri olefin adalah ethylene dan propylene. Kedua produk ini merupakan bahan baku industri petrokimia hulu yang memproses lebih lanjut produk tersebut menjadi bijih plastik, yaitu polyethylene dan polypropylene. Produksi polyethylene dibagi menjadi dua yaitu High Density Polyethylene (HDPE) dan Low Linear Density Polyethylene (LLDPE).
Berdasarkan laporan tahunan PT Chandra Asri Petrochemical tahun 2017, terdapat dua pabrik yang memproduksi HDPE, yaitu PT Chandra Asri Petrochemical dengan kapasitas 136.000.000 kg/tahun dan PT Lotte Chemical Titan dengan kapasitas 250.000.000 kg/tahun. Angka ini masih dibawah konsumsi HDPE di Indonesia yang menurut BPS mencapai 1.372.726.000 kg pada tahun 2015. Oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan HDPE dalam negeri dan mengurangi ketergantungan terhadap impor, perencanaan pendirian pabrik High Density Polyethylene perlu diupayakan.
Produk High Density Polyethylene (HDPE) memiliki densitas 0,94 – 0,97 g/cm3. Lisensi teknologi yang digunakan berasal dari Union Carbide Chemical and Plastic Company, Inc. (UNIPOL) dari USA dengan proses polimerisasi adisi anion yang terjadi pada fase gas. Jenis reaktor yang digunakan adalah fluidized bed reactor. Reaksi dijalankan pada kondisi temperatur 80 0C – 90 0C dan tekanan 15-20 atm. Teknologi ini menggunakan katalis dalam bentuk padatan, dan umpan berupa gas etilena sebagai monomer, dan gas 1-butena sebagai komonomer yang dihembuskan pada bagian bawah reaktor. Aliran gas etilena yang terfluidisasi dari bagian bawah reaktor. Etilena yang tidak bereaksi memasuki zona pelepasan yang berada di bagian atas reaktor, kemudian terlepas dengan partikel-partikel polimer yang jatuh ke bagian bawah reaktor. Etilena keluaran reaktor yang bersuhu tinggi kemudian didinginkan dengan alat pendingin dan dikompresi kembali untuk dimasukkan ke dalam reaktor, proses ini lah yang dinamakan cycle gas. Selama proses polimerisasi berlangsung katalis diinjeksikan secara terus-menerus pada rentang waktu tertentu tanpa bantuan pelarut, dan partikel polimer yang terbentuk dipisahkan ke sebuah product tank.
Pabrik direncanakan beroperasi pada tahun 2021 yang berlokasi di Jalan Anyer Raya Km 123 Ciwandan, Cilegon, Banten. Kapasitas pabrik HDPE sebesar 150.000 MT/Tahun. Dengan kapasitas tersebut diharapkan pabrik HDPE ini akan mampu menutupi kebutuhan akan HDPE dalam negeri yang selama ini masih tercukupi melalui proses impor.
Pabrik HDPE ini direncanakan beroperasi secara kontinyu selama 24 jam/hari dengan waktu produksi 330 hari/tahun. Operasi pabrik HDPE ini memiliki perencanaan sebagai berikut :
1. Kapasitas produksi HDPE : 150.000 Ton/Tahun
2. Jumlah tenaga kerja : 200 orang
3. Kebutuhan bahan baku
• Ethylene : 177.908.544 kg/tahun
• Hidrogen : 5.251 kg/tahun
• Nitrogen : 992.209 kg/tahun
• Co-monomer : 16.821 kg/tahun
• Catalyst : 995,4 kg/tahun
• Cocatalyst : 26.963 kg/tahun
4. Analisa ekonomi
• Komposisi modal : Sendiri 60%; Pinjaman 40%
• Bunga bank : 9,55 % per tahun
• Total modal investasi : Rp 372.454.130.530
• Total biaya produksi : Rp 2.864.262.583.964
• Hasil penjualan per tahun : Rp 3.113.111.475.000
• Internal Rate of Return : 21,374%
• Pay out time : 4,55 tahun
• Break even point : 30,227 %
Dari hasil uraian diatas, ditinjau dari segi teknis maupun ekonomis, pabrik High Density Polyethylene (HDPE) ini layak untuk didirikan.
================================================================================================
High Density Polyethylene (HDPE) plant is a plant engaged in the olefin petrochemical industry. The main products of the olefin industry are ethylene and propylene. Both of these products are raw materials for the upstream petrochemical industry which further process these products into plastic ore, namely polyethylene and polypropylene. Polyethylene production is divided into two, namely High Density Polyethylene (HDPE) and Low Linear Density Polyethylene (LLDPE).
Based on the annual report of PT Chandra Asri Petrochemical in 2017, there are two industries that produce HDPE, PT Chandra Asri Petrochemical with a capacity of 136,000,000 kg / year and PT Lotte Chemical Titan with a capacity of 250,000,000 kg / year. This capacty is still below the consumption of HDPE in Indonesia, which according to BPS reached 1,372,726,000 kg in 2015. Therefore, to meet domestic HDPE needs and reduce dependence on imports, planning for the establishment of a High Density Polyethylene plant should be sought.
High Density Polyethylene (HDPE) products have a density of 0.94 - 0.97 g / cm3. The technology license used comes from Union Carbide Chemical and Plastic Company, Inc. (UNIPOL) from the USA with an anion addition polymerization process that occurs in the gas phase. The type of reactor used is a fluidized bed reactor. The reaction is carried out under conditions of temperatures of 80 0C - 90 0C and pressures of 15-20 atm. This technology uses a catalyst in the form of solids, and feeds in the form of ethylene gas as a monomer, and 1-butene gas as a comonomer exhaled at the bottom of the reactor. Fluidized ethylene gas flows from the bottom of the reactor. The unreacted ethylene enters the release zone located at the top of the reactor, then is released with polymer particles falling to the bottom of the reactor. The high temperature ethylene reactor output is then cooled with a coolant and compressed again to be inserted into the reactor, this process is called the gas cycle. During the polymerization process, the catalyst is injected continuously over a period of time without the aid of solvents, and the polymer particles formed are separated into a product tank.
The plant is planned to operate in 2021 which is located at Jalan Anyer Raya Km 123 Ciwandan, Cilegon, Banten. HDPE plant capacity is 150,000 MT / year. With this capacity, it is expected that this HDPE factory will be able to cover the need for domestic HDPE which has been fulfilled so far through the import process.
This HDPE plant is planned to operate continuously for 24 hours / day with a production time of 330 days / year. This HDPE plant operation has the following planning:
1. HDPE production capacity: 150,000 tons / year
2. Number of workers: 200 people
3. Raw material requirements
• Ethylene: 177,908,544 kg / year
• Hydrogen: 5.251 kg / year
• Nitrogen: 992,209 kg / year
• Co-monomer: 16,821 kg / year
• Catalyst: 995.4 kg / year
• Cocatalyst: 26,963 kg / year
4. Economic analysis
• Capital composition: Own 60%; Loan 40%
• Bank interest: 9.55% per year
• Total investment capital: Rp. 372.454,130,530
• Total production costs: Rp 2,864,262,583,964
• Annual sales: Rp. 3,113,111,475,000
• Internal Rate of Return: 21,374%
• Pay out time: 4.55 years
• Break even point: 30,227%
From the results of the description above, in terms of technical and economic aspects, the High Density Polyethylene (HDPE) plant is feasible enough to be established.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Additional Information:	RSK 668.423 4 Haq u-1 2019
Uncontrolled Keywords:	Basis desain data, Seleksi dan uraian proses, Neraca massa dan energi
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology T Technology > TP Chemical technology > TP1140 Polymers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Aisya Morina Haque
Date Deposited:	06 Oct 2021 01:22
Last Modified:	06 Oct 2021 01:22
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/61174

Actions (login required)

View Item