Eksplorasi seismik

Eksplorasi seismik


Eksplorasi seismik adalah istilah yang dipakai di dalam bidang geofisika untuk menerangkan aktivitas pencarian sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Hasil rekaman yang diperoleh dari survei ini disebut dengan penampang seismik.

Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode seismik banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya.

Di dalam eksplorasi seismik dikenal 2 macam metode, yaitu:
Metode seismik pantul
Metode seismik bias

Read More

Pembangkit Listrik Tenaga Geotermal

Pembangkit Listrik Tenaga Geotermal

Air panas alam (hot spring) dapat juga dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga listrik. Apabila air panas alam mengalami kontak dengan udara karena fraktur atau retakan, maka semburan akan keluar melalui retakan tersebut dalam bentuk air panas dan uap panas (steam). Air panas dan steam inilah yang kemudian dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik. Agar energi geotermal dapat dikonversi menjadi energi listrik, tentunya diperlukan sebuah sistem pembangkitan listrik (power plants). Berikut ini merupakan teknologi-teknologi yang digunakan dalam pembangkit listrik geotermal:
Dry steam power plant
Pembangkit tipe ini adalah yang pembangkit listrik geotermal yang pertama kali ada. Pada tipe ini, uap panas (steam) langsung diarahkan ke turbin serta mengaktifkan generator untuk bekerja menghasilkan listrik. Sisa panas yang datang dari production well dialirkan kembali ke dalam reservoir melalui injection well.

Flash steam power plant
Panas bumi yang berupa fluida, misalnya air panas alam (hot spring) di atas suhu 175°C, dapat digunakan sebagai sumber pembangkit flash steam power plant. Fluida panas tersebut dialirkan kedalam tangki flash yang tekanannya lebih rendah sehingga terjadi uap panas dengan laju alir yang tinggi. Uap panas yang disebut dengan flash inilah yang menggerakkan turbin untuk mengaktifkan generator yang kemudian menghasilkan listrik. Sisa panas yang tidak terpakai masuk kembali ke reservoir melalui injection well.

Binary-cycle power plant (BCPP)
BCPP menggunakan prinsip teknologi yang berbeda dengan kedua teknologi yang sebelumnya sudah ada (dry steam dan flash steam). Pada BCPP, air panas atau uap panas yang berasal dari sumur produksi (production well) tidak pernah menyentuh turbin. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang disebut dengan working fluid pada heat exchanger. Temperatur working fluid kemudian akan meningkat dan menghasilkan uap berupa flash. Uap yang dihasilkan di heat exchanger dialirkan untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan sumber daya listrik. Uap panas yang dihasilkan di heat exchanger inilah yang disebut sebagai secondary (binary) fluid. Binary cycle power plant merupakan sistem aliran tertutup karena tidak ada materi yang dilepas ke atmosfer. Keunggulan dari BCPP ialah pengoperasiannya yang dapat dilakukan pada suhu rendah, yaitu sekitar 90-175°C.

Read More

Reforming Hidrocarbon

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut isomerisasi. Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis dan pemanasan.


Reforming juga dapat merupakan pengubahan struktur molekul dari hidrokarbon parafin menjadi senyawa aromatik dengan bilangan oktan tinggi. Pada proses ini digunakan katalis molibdenum oksida dalam Al2O3 atauplatina dalam lempung.

Read More

Cracking Hidrocarbon

Setelah melalui tahap destilasi, masing-masing fraksi yang dihasilkan dimurnikan (refinery), seperti terlihat dibawah ini:


Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh cracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.
Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki kualitas dan perolehan fraksi gasolin (bensin). Kualitas gasolin sangat ditentukan oleh sifat anti knock (ketukan) yang dinyatakan dalam bilangan oktan. Bilangan oktan 100 diberikan pada isooktan (2,2,4-trimetil pentana) yang mempunyai sifat anti knocking yang istimewa, dan bilangan oktan 0 diberikan pada n-heptana yang mempunyai sifat anti knock yang buruk. Gasolin yang diuji akan dibandingkan dengan campuran isooktana dan n-heptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.

Terdapat 3 cara proses cracking, yaitu :

a. Cara panas (thermal cracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah.

Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah sebagai berikut :

b. Cara katalis (catalytic cracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis karena bersifat asam menambahkna proton ke molekul olevin atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan terbentuknya ion karbonium :

c. Hidrocracking

Hidrocracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan lain dari Hidrocracking ini adalah bahwa belerang yang terkandung dalam minyak diubah menjadi hidrogen sulfida yang kemudian dipisahkan.

Read More

Jenis-Jenis Hidrokarbon Trap

JENIS - JENIS PERANGKAP MINYAK BUMI

Dalam Sistem Perminyakan, memiliki konsep dasar berupa distribusi hidrokarbon didalam kerak bumi dari batuan sumber (source rock) ke batuan reservoar. Salah satu elemen dari Sistem Perminyakan ini adalah adanya batuan reservoar, dalam batuan reservoar ini, terdapat beberapa faktor penting diantaranya adalah adanya perangkap minyak bumi.

Perangkap minyak bumi sendiri merupakan tempat terkumpulnya minyak bumi yang berupa perangkap dan mempunyai bentuk konkav ke bawah sehingga minyak dan gas bumi dapat terjebak di dalamnya.

Perangkap minyak bumi ini sendiri terbagi menjadi Perangkap Stratigrafi, Perangkap Struktural, Perangkap Kombinasi Stratigrafi-Struktur dan perangkap hidrodinamik.

* Perangkap Stratigrafi
Jenis perangkap stratigrafi dipengaruhi oleh variasi perlapisan secara vertikal dan lateral, perubahan facies batuan dan ketidakselarasan dan variasi lateral dalam litologi pada suatu lapisan reservoar dalam perpindahan minyak bumi. Prinsip dalam perangkap stratigrafi adalah minyak dan gas bumi terperangkap dalam perjalanan ke atas kemudian terhalang dari segala arah terutama dari bagian atas dan pinggir, hal ini dikarenakan batuan reservoar telah menghilang atau berubah fasies menjadi batu lain sehingga merupakan penghalang permeabilitas (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya). Dan jebakan stratigrafi tidak berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti Channels, Barrier Bar, dan Reef, namun berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti Onlap Pinchouts, dan Truncations.

Pada perangkap stratigrafi ini, berasal dari lapisan reservoar tersebut, atau ketika terjadi perubahan permeabilitas pada lapisan reservoar itu sendiri. Pada salah satu tipe jebakan stratigrafi, pada horizontal, lapisan impermeabel memotong lapisan yang bengkok pada batuan yang memiliki kandungan minyak. Terkadang terpotong pada lapisan yang tidak dapat ditembus, atau Pinches, pada formasi yang memiliki kandungan minyak. Pada perangkap stratigrafi yang lain berupa Lens-shaped. Pada perangkap ini, lapisan yang tidak dapat ditembus ini mengelilingi batuan yang memiliki kandungan hidrokarbon. Pada tipe yang lain, terjadi perubahan permeabilitas dan porositas pada reservoar itu sendiri. Pada reservoar yang telah mencapai puncaknya yang tidak sarang dan impermeabel, yang dimana pada bagian bawahnya sarang dan permeabel serta terdapat hidrokarbon.

Pada bagian yang lain menerangkan bahwa minyak bumi terperangkap pada reservoar itu sendiri yang Cut Off up-dip, dan mencegah migrasi lanjutan, sehingga tidak adanya pengatur struktur yang dibutuhkan. Variasi ukuran dan bentuk perangkap yang demikian mahabesar, untuk memperpanjang pantulan lingkungan pembatas pada batuan reservoar terendapkan.



* Perangkap Struktural

Jenis perangkap selanjutnya adalah perangkap struktural, perangkap ini Jebakan tipe struktural ini banyak dipengaruhi oleh kejadian deformasi perlapisan dengan terbentuknya struktur lipatan dan patahan yang merupakan respon dari kejadian tektonik dan merupakan perangkap yang paling asli dan perangkap yang paling penting, pada bagian ini berbagai unsur perangkap yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoar sehingga dapat menangkap minyak, disebabkan oleh gejala tektonik atau struktur seperti pelipatan dan patahan (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya).

* Jebakan Patahan

Jebakan patahan merupakan patahan yang terhenti pada lapisan batuan. Jebakan ini terjadi bersama dalam sebuah formasi dalam bagian patahan yang bergerak, kemudian gerakan pada formasi ini berhenti dan pada saat yang bersamaan minyak bumi mengalami migrasi dan terjebak pada daerah patahan tersebut, lalu sering kali pada formasi yang impermeabel yang pada satu sisinya berhadapan dengan pergerakan patahan yang bersifat sarang dan formasi yang permeabel pada sisi yang lain. Kemudian, minyak bumi bermigrasi pada formasi yang sarang dan permeabel. Minyak dan gas disini sudah terperangkap karena lapisan tidak dapat ditembus pada daerah jebakan patahan ini.

* Jebakan Antiklin

Kemudian, pada jebakan struktural selanjutnya, yaitu jebakan antiklin, jebakan yang antiklinnya melipat ke atas pada lapisan batuan, yang memiliki bentuk menyerupai kubah pada bangunan. Minyak dan gas bumi bermigrasi pada lipatan yang sarang dan pada lapisan yang permeabel, serta naik pada puncak lipatan. Disini, minyak dan gas sudah terjebak karena lapisan yang diatasnya merupakan batuan impermeabel.

* Jebakan Struktural lainnya

Contoh dari perangkap struktur yang lain adalah Tilted fault blocks in an extensional regime, marupakan jebakan yang bearasal dari Seal yang berada diatas Mudstone dan memotong patahan yang sejajar Mudstone. Kemudian, Rollover anticline on thrust, adalah jebakan yang minyak bumi berada pada Hanging Wall dan Footwall. Lalu, Seal yang posisinya lateral pada diapir dan menutup rapat jebakan yang berada diatasnya.

* Perangkap Kombinasi

Kemudian perangkap yang selanjutnya adalah perangkap kombinasi antara struktural dan stratigrafi. Dimana pada perangkap jenis ini merupakan faktor bersama dalam membatasi bergeraknya atau menjebak minyak bumi. Dan, pada jenis perangkap ini, terdapat leboh dari satu jenis perangkap yang membenuk reservoar. Sebagai contohnya antiklin patahan, terbentuk ketika patahan memotong tegak lurus pada antiklin. Dan, pada perangkap ini kedua perangkapnya tidak saling mengendalikan perangkap itu sendiri.

* Perangkap Hidrodinamik

Kemudian perangkap yang terakhir adalah perangkap hidrodinamik. Perangkap ini sangta jarang karena dipengaruhi oleh pergerakan air. Pergerakan air ini yang mampu merubah ukuran pada akumulasi minyak bumi atau dimana jebakan minyak bumi yang pada lokasi tersebut dapat menyebabkan perpindahan. Kemudian perangkap ini digambarkan pergerakan air yang biasanya dari iar hujan, masuk kedalam reservoar formasi, dan minyak bumi bermigrasi ke reservoar dan bertemu untuk migrasi ke atas menuju permukaan melalui permukaan air. Kemudian tergantung pada keseimbangan berat jenis minyak, dan dapat menemukan sendiri, dan tidak dapat bergerak ke reservoar permukaan karena tidak ada jebakan minyak yang konvensional

Diposkan oleh migasnet01_novi715 di 23:58 0 komentar


Eksplorasi Minyak Bumi




Eksplorasi atau pencarian minyak bumi merupakan suatu kajian panjang yang melibatkan beberapa bidang kajian kebumian dan ilmu eksak. Untuk kajian dasar, riset dilakukan oleh para geologis, yaitu orang-orang yang menguasai ilmu kebumian. Mereka adalah orang yang bertanggung jawab atas pencarian hidrokarbon tersebut.

Perlu diketahui bahwa minyak di dalam bumi bukan berupa wadah yang menyerupai danau, namum berada di dalam pori-pori batuan bercampur bersama air. Ilustrasinya seperti gambar di bawah ini

Kajian Geologi

Secara ilmu geologi, untuk menentukan suatu daerah mempunyai potensi akan minyak bumi, maka ada beberapa kondisi yang harus ada di daerah tersebut. Jika salah satu saja tidak ada maka daerah tersebut tidak potensial atau bahkan tidak mengandung hidrokarbon. Kondisi itu adalah:
Batuan Sumber (Source Rock)

Yaitu batuan yang menjadi bahan baku pembentukan hidrokarbon. biasanya yang berperan sebagai batuan sumber ini adalah serpih. batuan ini kaya akan kandungan unsur atom karbon (C) yang didapat dari cangkang - cangkang fosil yang terendapkan di batuan itu. Karbon inilah yang akan menjadi unsur utama dalam rantai penyusun ikatan kimia hidrokarbon.
Tekanan dan Temperatur

Untuk mengubah fosil tersebut menjadi hidrokarbon, tekanan dan temperatur yang tinggi di perlukan. Tekanan dan temperatur ini akan mengubah ikatan kimia karbon yang ada dibatuan menjadi rantai hidrokarbon.
Migrasi

Hirdokarbon yang telah terbentuk dari proses di atas harus dapat berpindah ke tempat dimana hidrokarbon memiliki nilai ekonomis untuk diproduksi. Di batuan sumbernya sendiri dapat dikatakan tidak memungkinkan untuk di ekploitasi karena hidrokarbon di sana tidak terakumulasi dan tidak dapat mengalir. Sehingga tahapan ini sangat penting untuk menentukan kemungkinan eksploitasi hidrokarbon tersebut.
Reservoar

Adalah batuan yang merupakan wadah bagi hidrokarbon untuk berkumpul dari proses migrasinya. Reservoar ini biasanya adalah batupasir dan batuan karbonat, karena kedua jenis batu ini memiliki pori yang cukup besar untuk tersimpannya hidrokarbon. Reservoar sangat penting karena pada batuan inilah minyak bumi di produksi.
Perangkap (Trap)

Sangat penting suatu reservoar di lindungi oleh batuan perangkap. tujuannya agar hidrokarbon yang ada di reservoar itu terakumulasi di tempat itu saja. Jika perangkap ini tidak ada maka hidrokarbon dapat mengalir ketempat lain yang berarti ke ekonomisannya akan berkurang atau tidak ekonomis sama sekali. Perangkap dalam hidrokarbon terbagi 2 yaitu perangkap struktur dan perangkap stratigrafi.

Kajian geologi merupakan kajian regional, jika secara regional tidak memungkinkan untuk mendapat hidrokarbon maka tidak ada gunanya untuk diteruskan. Jika semua kriteria di atas terpenuhi maka daerah tersebut kemungkinan mempunyai potensi minyak bumi atau pun gas bumi. Sedangkan untuk menentukan ekonomis atau tidaknya diperlukan kajian yang lebih lanjut yang berkaitan dengan sifat fisik batuan. Maka penelitian dilanjutkan pada langkah berikutnya.

Kajian Geofisika

setelah kajian secara regional dengan menggunakan metoda geologi dilakukan, dan hasilnya mengindikasikan potensi hidrokarbon, maka tahap selanjutnya adalah tahapan kajian geofisika. Pada tahapan ini metoda - metoda khusus digunakan untuk mendapatkan data yang lebih akurat guna memastikan keberadaan hidrokarbon dan kemungkinannya untuk dapat di ekploitasi. Data-data yang dihasilkan dari pengukuran pengukuran merupakan cerminan kondisi dan sifat-sifat batuan di dalam bumi. Ini penting sekali untuk mengetahui apakan batuan tersebut memiliki sifat - sifat sebagai batuan sumber, reservoar, dan batuan perangkap atau hanya batuan yang tidak penting dalam artian hidrokarbon. Metoda-metoda ini menggunakan prinsip-prinsip fisika yang digunakan sebagai aplikasi engineering.

Metoda tersebut adalah:
Eksplorasi seismik
Ini adalah ekplorasi yang dilakukan sebelum pengeboran. kajiannya meliputi daerah yang luas. dari hasil kajian ini akan didapat gambaran lapisan batuan didalam bumi.
Data resistiviti
Prinsip dasarnya adalah bahwa setiap batuan berpori akan di isi oleh fluida. Fluida ini bisa berupa air, minyak atau gas. Membedakan kandungan fluida didalam batuan salah satunya dengan menggunakan sifat resistan yang ada pada fluida. Fluida air memiliki nilai resistan yang rendah dibandingkan dengan minyak, demikian pula nilai resistan minyak lebih rendah dari pada gas. dari data log kita hanya bisa membedakan resistan rendah dan resistan tinggi, bukan jenis fluida karena nilai resitan fluida berbeda beda dari tiap daerah. sebagai dasar analisa fluida perlu kita ambil sampel fluida didalam batuan daerah tersebut sebagai acuan kita dalam interpretasi jenis fluida dari data resistiviti yang kita miliki.
Data porositas
Data berat jenis
Data berat jenis

Data ini diambil dengan menggunakan alat logging dengan bantuan bahan radioaktif yang memancarkan sinar gamma. Pantulan dari sinar ini akan menggambarkan berat jenis batuan. Dapat kita bandingkan bila pori batuan berisi air dengan batuan berisi hidrokarbon akan mempunyai berat jenis yang berbeda

Read More

Binary Cycle

Annual Report Nama           :  Nim              :  Kelas           :  May, 2o 2015

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah pembangkit listrik yang menggunakan panas bumi sebagai sumber energinya. Listrik dari tenaga panas bumi saat ini digunakan di 24 negara^[1], sementara pemanasan memanfaatkan panas bumi digunakan di 70 negara.^[2] Perkiraan potensi listrik yang bisa dihasilkan oleh tenaga panas bumi berkisar antara 35 s.d. 2.000 GW.^[2] Kapasitas di seluruh dunia saat ini adalah 10.715 megawatt (MW), dengan kapasitas terbesar di Amerika Serikat sebesar 3.086 MW,^[3] diikuti oleh Filipina dan Indonesia. India sudah mengumumkan rencana untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga panas bumi pertamanya di Chhattisgarh.^[4]

Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Emisi karbondioksida pembangkit listrik tenaga panas bumi saat ini kurang lebih 122 kg CO₂ per megawatt-jam (MW·h) listrik, kira-kira seperdelapan dari emisi pembangkit listrik tenaga batubara.^[5]

Indonesia dikaruniai sumber panas Bumi yang berlimpah karena banyaknya gunung berapi di Indonesia. Dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan saja yang tidak mempunyai potensi panas Bumi.

Untuk membangkitkan listrik dengan panas Bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang memiliki potensi panas Bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap (boiler) sehingga uapnya bisa menggerakkan turbin uap yang tersambung ke generator. Untuk panas bumi yang mempunyaitekanan tinggi, dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu.

Eksplorasi dan eksploitasi panas bumi untuk pembangkit energi listrik tergolong minim. Untuk menghasilkan energi listrik, pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya membutuhkan area seluas antara 0,4 - 3 hektare. Sedangkan pembangkit listrik tenaga uap lainnya membutuhkan area sekitar 7,7 hektare.^[6] Hal ini menjawab kecemasan masyarakat mengenai dampak lingkungan eksploitasi panas bumi

BINARY CYCLE

Perkembangan teknologi pembangkit pada saat ini cukup pesat sehingga tercipta peluang untuk memanfaatkan kembali gas buang PLTD yang beftemperatur rata-rata antara 200^oC – 400^oC untuk menggerakkan turbin uap berbasis Organic Rankine Cycle (ORC) sehingga digunakan sebagai tambahan sumber listrik. Pemanfaatan gas buang tersebut dapat dilakukan melalui sistem binary yakni penggunaan kembali gas buang PLTD sebagai sumber panas ORC. Adanya peluang pemanfaatan gas buang tersebut menjadi latar belakang dan tujuan studi ini.

Metode yang akan dilakukan dalam studi ini dibagi menjadi 2 (dua) yaitu metode analisis termodinamika dan metode engineering design dengan langkah-langkah studi adalah pengumpulan data, perhitungan termodinamika untuk mengevaluasi kinerja PLTD eksisting, perhitungan termodinamika sistem binary PLTD dan Organic Rankine Cycle, analisa hasil perhitungan termodinamika sistem binary case study PLTD.

Hasil studi menunjukan bahwa pada prinsipnya gas buang Genset dapat di recovery dengan Organic Rankine Cycle (ORC) untuk menghasilkan tambahan daya listrik sehingga secara keseluruhan efisiensi siklus binary Diesel-ORC lebih tinggi dibanding siklus Diesel saja. Dari ketiga fluida yang ada, fluida R-113 menghasilkan efisiensi siklus yang tertinggi dibandingkan R-123 dan R-141b . Sistem pendingin yang memberikan efisiensi siklus terbaik adalah sistem air-cooled padatemperatur 24^oC.

Hasil perhitungan peluang penambahan daya dari pemanfaatan gas buang Genset PLTD ini adalah sebesar 289 kW sampai dengan 357 kW untuk setiap PLTD berkapasitas 8 MW. Penambahan daya yang dapat dikembangkan dengan pemakaian ORC ini tergantung pada beberapa faktor antara lain efisiensi isentropic ORC, fluida kerja yang dipakai dalam ORC, pendinginan yang dipakai dan kondisi temperatur lingkungan. Hasil perhitungan efisiensi siklus binary yang dapat dicapai sekitar 47 ,56 % hingga 47,97% sehingga kenaikan efisiensi sistem adalah sekitar 2%.

Read More

Sejarah Plastik

Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi. Ada beberapa polimer alami yang termasuk plastik. Plastik dapat dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama ini berasal dari fakta bahwa banyak dari mereka "malleable", memiliki properti keplastikan. Plastik didesain dengan variasi yang sangat banyak dalam properti yang dapat menoleransi panas, keras, "reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang umum dan beratnya yang ringan memastikan plastik digunakan hampir di seluruh bidang industri.

Sejak tahun 1950-an plastik menjadi bagian penting dalam hidup manusia. Plastik digunakan sebagai bahan baku kemasan, tekstil, bagian-bagian mobil dan alat-alat elektronik. Dalam dunia kedokteran, plastik bahkan digunakan untuk mengganti bagian-bagian tubuh manusia yang sudah tidak berfungsi lagi. Pada tahun 1976 plastik dikatakan sebagai materi yang paling banyak digunakan dan dipilih sebagai salah satu dari 100 berita kejadian pada abad ini. Plastik pertama kali diperkenalkan oleh Alexander Parkes pada tahun 1862 di sebuah ekshibisi internasional di London, Inggris. Plastik temuan Parkes disebut parkesine ini dibuat dari bahan organik dari selulosa. Parkes mengatakan bahwa temuannya ini mempunyai karakteristik mirip karet, namun dengan harga yang lebih murah. Ia juga menemukan bahwa parkesine ini bisa dibuat transparan dan mampu dibuat dalam berbagai bentuk. Sayangnya, temuannya ini tidak bisa dimasyarakatkan karena mahalnya bahan baku yang digunakan.

Polyethylene atau polyethene merupakan polimer termoplastik yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Polyethylene tidak larut dalam pelarut apapun pada suhu kamar. Polimer ini juga tahan terhadap asam dan basa tetapi tidak dapat dirusak oleh asam nitrat pekat. Nama polyethylene berasal dari monomer penyusunnya yaitu etana (ethylene). Polyethylene pertama kali disintesis secara tidak sengaja dari pemanasan diazomethane oleh ahli kimia Jerman bernama Hans von Pechmann pada tahun 1898.

 Secara industri, polyethylene pertama kali disintesis oleh E.W. Fawcett pada tahun 1936 di Laboratorium Imperial Chemical Industries, Ltd (ICI), Inggris dalam sebuah percobaan tak terduga dimana ethylene yang merupakan bahan baku sisa reaksi diteliti sampai tekanan 1446,52 kg/cm2 dan temperatur 170 . Pada tahun 1940, polimer mulai diperkenalkan secara komersial, dan polimer ethylene yang pertama kali diperdagangkan adalah polyethylene dengan densitas rendah (low density) dan tekanan tinggi (high pressure).

Setelah mengalami perkembangan, produksi low density polyethtylene meluas dengan cepat. Pada tahun 1953, Ziegler berhasil menemukan cara pembuatan polyethylene secara organometalic dan setahun kemudian berhasil diproduksi. Polyethylene yang dihasilkan oleh Ziegler yaitu polyethylene tanpa tekanan. Sampai sekarang, polyethylene merupakan jenis polimer yang paling banyak diproduksi.

B.     Sifat-sifat Bahan Baku

Bahan  baku yang digunakan pada LLDPE plant terdiri dari bahan baku utama dan bahan baku penunjang. Bahan baku utama yang digunakan yaitu ethylene dan bahan baku penunjang terdiri dari nitrogen, hidrogen dan comonomer.

1. Bahan Baku Utama

 LLDPE plant menggunakan bahan baku utama yaitu ethylene. Ethylene ini diperoleh dari hasil produksi Ethylene plant.

Sifat Fisik Ethylene (CH2=CH2) :

Berat Molekul      : 28,05 g/mol

Spesific gravity     : 0,57-102/4

Fase                                  : gas

Titik didih                        : -103,9 oC

Titik leleh             : -169 oC

Temperatur kritis : 9,15 oC

Tekanan kritis      : 50,4 bar

Volume kritis       : 131 cm3/mol

2. Bahan Baku Penunjang

2.a. Comonomer

Comonomer yang digunakan pada LLPDE plant yaitu 1-butene. Sifat-sifat fisik dari comonomer tersebut yaitu :

Sifat Fisik Butene-1 (CH2 = CHCH2CH3)

Berat Molekul : 56,10 g/mol

Spesific gravity : 0,6013

Fase : cair

Titik didih : -5 oC

Titik leleh : -130 oC

Temperatur kritis : 146,85 oC

Tekanan kritis : 40,43 bar

Volume kritis : 293,3 cm3/mol

Larut dalam pelarut organik tetapi tidak dapat larut dalam air

2.b. Nitrogen

Sifat fisik dari nitrogen yaitu :

Berat Molekul             : 28,02 g/mol

Spesific gravity           : 0,8081

Fase                             : gas

Titik didih                   : -195,8 oC

Titik leleh                    : -209,86 oC

Temperatur kritis        : -147 oC

Tekanan kritis             : 34 bar (abs)

2.c. Hidrogen

Sifat Fisik Hidrogen (H2) adalah sebagai berikut :

Berat Molekul             : 2,016 g/mol

Spesific gravity           : 0,0709-252,7

Fase                             : gas

Titik didih                   : -252,7 oC

Titik leleh                    : -259,1 oC

Temperatur kritis        : -1240 oC

Tekanan kritis             : 13 bar (abs)

2.d. Katalis

Katalis yang digunakan LLDPE plant terdiri dari tiga jenis, tergantung pada spesifikasi produk yang diinginkan. Ketiga jenis katalis tersebut yaitu:

2.d.1. Katalis M-1

Katalis M-1 terdiri dari metal aktif Titanium yang di-support dengan silika dan aluminium. Berdiameter 700-900m. μ

Karaktristik :

a. Memiliki distribusi berat molekul (MWD) terbatas,

b. Harga Melt Index tinggi dan densitas yang cukup luas,

c. Aktivitas yang baik (2-4 ppm Ti),

d. Produktivitas Katalis 3000-5000 kg resin/kg katalis,

Penggunaan : untuk memproduksi LLDPE.

2.d.2. Katalis S-2

Katalis S-2 terdiri dari chrome aktif yang di-support dengan silika dan aluminium. Berdiameter 500-600m. μ

Karaktristik :

a. Memiliki distribusi berat molekul (MWD) sangat luas,

b. Harga Melt Indekx rendah dan densitas tinggi,

c. Aktivitas yang baik (kurang dari1ppm Cr),

d. Produktivitas Katalis 6000-8000 kg resin/kg katalis,

e. Polimerisasi baik, sturtur molekul produk yang lebih luas.

Penggunaan : untuk memproduksi HDPE, tipe blow molding, film, pipa, geomembran.

2.d.3. Katalis F-3

                Katalis F-3 merupakan katalis yang tergolong katalis chrome. Berdiameter 500-600m. μ

Karaktristik :

a. Memiliki distribusi berat molekul (MWD) produk yang luas,

b. Produktivitas Katalis 15000 kg resin/kg katalis.

   Penggunaan : untuk memproduksi HDPE.

2.e. Co-catalyst

Sifat Fisik TEAL (Al(C2H5)3) yaitu :

Berat Molekul : 114,17 g/mol

Densitas : 0,834 g/ml

Viskositas : 2,6 mPa.sg

Contoh struktur katalis Ziegler Natta dengan kombinasi Titanium (IV) Chloride (TiCl4) dan co-catalyst TEAL (Triethylalumunium) adalah sebagai berikut:

TiCl4 + Al(C2H5)3          Katalis Ziegler Natta

C.     Proses Pembuatan

1.      Teknologi Proses Polimerisasi Ethylene menjadi Polyethylene

 Menurut Byrson, J.A pada tahun 1995, reaksi polimerisasi dapat dilakukan pada fase cair, gas maupun padat. Proses polimerisasi yang mula-mula banyak digunakan adalah polimerisasi dalam fase cair atau larutan. Permasalahan utama yang timbul dari proses semacam itu adalah pemisahan katalis dan sisa pelarut dari produk dan memiliki biaya yang tinggi.

Reaksi polimerisasi baru berkembang katalis yang jauh lebih baik pada tahun 1970-an. Proses fasa gas ini memiliki kelebihan yaitu tidak memerlukan adanya proses pemisahan katalis dari polimer, katalis sudah menyatu dalam produk. Kesulitan utama dari proses polimerisasi fasa gas adalah pengendalian aktivasi katalis dan kemungkinan terbentuknya oligomer. Oligomer adalah rangkaian beberapa molekul bukan polimer, misalnya dimer, trimer, tetramer dan lain-lain.

Penggunaan katalis sangat berpengaruh pada faktor ekonomis dari teknologi polimerisasi. Reaksi polimerisasi adisi memerlukan adanya senyawa pemicu, yaitu senyawa yang dapat memberikan muatan atau elektron bebas pada ikatan rangkap ethylene. Tanpa katalis reaksi polimerisasi dapat berlangsung pada suhu tinggi (± 350 oC-500 oC) dengan tekanan 2.5-10 atm. Hal ini karena energi aktivasi cukup tinggi yaitu sekitar 35-43.5 kkal/mol. Adanya katalis akan mempercepat jalannya reaksi yaitu dengan mengurangi energi aktivasi yang diperlukan. Secara ringkas faktor penentu dari keberhasilan proses polimerisasi adalah tipe katalis yang digunakan. Katalis ini harus memilki keaktifan yang tinggi namun mudah dikendalikan.

Katalis yang saat ini banyak digunakan adalah katalis organo metalic seperti TiCl4. Proses dasar polimerisasi ethylenen yang mula-mula dipatenkan adalah proses yangdigunakan oleh perusahaan Imperial College Industri (ICI) pada tahun 1936. Proses ini menghasilkan polyethylene jenis LLDPE dengan kondisi pada tekanan tinggi. Namun pada tahun 1954 muncul cara lain untuk reaksi polimerisasi ethylene dengan proses Ziegler yang menggunakan katalis alumunium alkyl (TiCl4). Dengan proses tersebut polyethylene dapat diproduksi pada tekanan dan suhu yang rendah.

2.      Macam-macam Proses Pembuatan Polyethylene

Ada beberapa macam proses pembuatan produk polyethylene, diantaranya:

a.       High Presure Process

Dalam proses high pressure ini dapat digunakan 2 jenis reaktor yaitu autoclave reaktor atau tubular reaktor (jacketted tube) yang mempunyai kondisi operasi yang berbeda seperti :

• Autoclave reaktor

 - Tekanan operasinya antara 150-200 Mpa (typical)

 - Waktu tinggal 30-60 detik (typical)

• Tubular Reaktor

- Tekanan operasi yang digunakan antara 200-250 Mpa (typical)

-  Temperatur reaksinya tergantung dari jenis inisiator oksigen maka temperatur reaksinya 1900 oC dan jika menggunakan inisiator peroxycarbonate maka temperatur reaksinya menjadi 1400 oC.

b.      Suspension (Slurry) Process

Dalam proses ini polyethylene disuspensikan dalam diluent hidrocarbon untuk mempermudah proses. Ada 2 macam proses dalam suspension (slurry) proses, yaitu autoclave process dan loop reaktor process.

• Autoclave Process

 - Tekanan operasinya 0.5-1 Mpa (typical)

 - Temperatur reaksinya antara 80-900 oC (typical)

 - Diluent yang digunakan adalah hexane

 - Katalis yang digunakan dicampur dengan alkyl alumunium

• Loop Reactor Process - Tekanan operasinya 3-4 Mpa (typical)

- Temperatur reaksinya 1000 oC (typical)

- Diluent yang digunakan adalah isobutene

- Jika menggunakan Philip type maka katalisnya adalah campuran Ti dan Alkyl alumunium

c.       Gas Phase Process

Union Carbide banyak menggunakan proses ini dengan menggunakan reaktor fluidized bed. Disebut gas phase process karena hampir semua bahan baku disuplai dalam bentuk gas.

- Tekanan operasi yang digunakan antara 0.7-2 Mpa (typical)

- Temperatur reaksinya antara 80-100 oC (typical)

- Poison catalyst : CO2, CO, H2O

Dalam Pra-rancangan pembuatan Pabrik Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) ini dipilih proses Gas Phase (Unipol). Pemilihan proses dilakukan dengan memperhatikan :

-            Pengoperasiannya mudah karena proses yang sederhanan     dengan unggun terfluidisasi menyebabkan proses lebih stabil dan fleksibel

-            Dengan menggunakan fase gas dan tidak adanya solvent, kemungkinan terjadinya aglomerasi lebih kecil

-             Kebutuhan Utility Plant sedikit

-             Produk yang dihasilkan memiliki kemurnian yang tinggi

-             Konversi reaksi yang diperoleh mencapai 98 % sehingga secara ekonomis proses ini layak dibuat dalam skala pabrik

d.      Diagram proses pembuatan polyethylene

Umpan berupa C2H4, C4H8, H2, dan N2 dialirkan menuju ke mix point (S-201) untuk selanjutnya dialirkan ke reaktor fluidized bed (R-201). Pada N2, alirannya dibagi menjadi 2 produk yaitu nitrogen bertekanan tinggi (NBT) dan nitrogen bertekanan rendah (NBR). NBT digunakan sebagai carrier gas pada reaktor fluidized bed (R-201) yang beroperasi pada 85 oC dan 12 bar sedangkan NBR digunakan sebagai purger gas untuk Product Purge Bin (V-301).

Umpan yang dialirkan pada R-201 akan mengalami reaksi polimerisasi yang akan menghasilkan resin LLDPE dengan tingkat konversi 10% setiap pass-nya. Umpan yang tidak terkonversi disesuaikan kembali tekanannya agar sesuai dengan tekanan operasi yang dibutuhkan untuk fluidisasi dalam R-201. Setelah itu, untuk mempertahankan suhu operasi di dalam reaktor dipergunakan cycle gas cooler (E-201). Untuk menurunkan energi aktivasi reaksi, maka ditambahkan katalis TiCl3 dan co-katalis Al(C2H5)3 (TEAL). Setelah terbentuk produk berupa resin LLDPE (500 - 900 μm), maka secara periodik dialirkan ke product chamber (V-201), lalu diumpankan ke product blow tank (V-202) secara gravitasi. Kemudian, produk dari V-202 dibawa ke product purge bin (R-301) yang beroperasi pada 100 oC dan 1 atm. Pada R-301, impuritis yang terbawa akan disingkirkan dengan N2 yang dialirkan pada cone I dan katalis serta co-katalis dideaktivasi dengan hidrolisis menggunakan steam yang dialirkan pada cone II, menurut reaksi :

2TiCl3 + 4H2O → 2TiO2 + 6HCl + H2

Al(C2H5)3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3C2H6

Setelah itu, resin LLDPE dialirkan ke mixer (M-301) yang bersuhu 160 oC. Dengan suhu ini resin LLDPE akan meleleh. Lelehan ini akan dialirkan ke pelletizer (PE-301). Pada PE-301, lelehan ini akan dibentuk menjadi pellet LLDPE, lalu disalurkan ke gudang produk (V-304).

Impuritis yang berupa gas akan ter-purging keluar dari R-301 melalui filter. Gas yang lolos melalui filter akan dialirkan ke scrubber (V-301) yang beroperasi pada 100 oC dan 1 atm. Pada V-301 akan terjadi pelarutan HCl yang terdapat di dalam gas. Ouput dari V-301 berupa larutan HCl akan ditampung di tangki HCl (V-303). Ouput dari scrubber yang lainnya akan dialirkan ke flash drum (V-302) yang beroperasi pada 40 oC dan 85 bar. Untuk selanjutnya, senyawa yang terkondensasi di V-302 akan dipergunakan sebagai fuel boiler pada unit utilitas.

Etilen (C2H4), H2, dan N2 dialirkan ke kompresor dan ke-3 campuran tersebut kemudian dicampurkan dengan comonomer (1-butena) ke cycle gas cooler. Tujuan dari pengumpanan ke kompresor adalah untuk menaikkan tekanan sehingga dapat menfluidisasi partikel di dalam reaktor dan cycle gas cooler digunakan untuk mengatur suhu di dalam reaktor agar tetap stabil. Reaktor beroperasi pada 80oC dan tekanan 1 – 2 Mpa. Untuk menurunkan energi aktivasi, maka ditambahkan katalis Ziegler – Natta. Setelah terbentuk produk berupa serbuk (500 - 900 μm), maka secara periodik dialirkan ke product chamber (sekaligus untuk menjaga kestabilan tinggi standar isian), lalu diumpankan ke product blow tank. Dengan blower, produk di bawa ke product purge bin dimana pengotor LLDPE yang terbawa seperti etilen, N2, H2, dan comonomer disingkirkan dan katalis dideaktivasi dengan hidrolisis menggunakan steam menurut reaksi :

Al(C2H5)3 + 3H2O → Al(OH)3 + C2H6

Setelah itu, LLDPE dinaikkan suhunya menjadi 150 – 230oC ke heater agar meleleh sehingga dapat dibentuk pada pelleter.

Etilen (C2H4), H2, dan N2 dialirkan dari tangki penyimpanannya masing-masing (V-101,V-102, dan V-103) menuju ke kompresornya agar sesuai dengan tekanan yang diinginkan. Pada N2, pemakaian kompresor dibagi menjadi 2 untuk menghasilkan 2 produk yaitu nitrogen bertekanan tinggi (NBT) dan nitrogen bertekanan rendah (NBR). NBT digunakan sebagai carrier gas pada reaktor fluidization batch (R-201) yang beroperasi pada 80-100oC dan 1-2MPa sedangkan NBR digunakan sebagai purger gas untuk Product Purge Bin (V-301). Ke-3 senyawa kimia yang telah diumpankan ke alur 13 kemudian disesuaikan kembali tekanannya agar sesuai dengan tekanan operasi yang dibutuhkan untuk fluidisasi pada kompresor C-201. Setelah itu, diumpankan suhu operasi pada cycle gas cooler E-201.

Untuk menurunkan energi aktivasi reaksi, maka ditambahkan katalis Ziegler – Natta. Setelah terbentuk produk berupa serbuk (500 - 900 μm), maka secara periodik dialirkan ke product chamber (sekaligus untuk menjaga kestabilan tinggi standar isian), lalu diumpankan ke product blow tank (V-202). Dengan blower, produk dari product blow tank di bawa ke product purge bin (V-301) dimana pengotor LLDPE yang terbawa seperti etilen, H2, dan comonomer disingkirkan dengan N2 dan katalis dideaktivasi dengan hidrolisis menggunakan steam menurut reaksi :

Al(C2H5)3 + 3H2O → Al(OH)3 + C2H6

Proses penghilangan etilen, H2, dan comonomer terjadi pada cone I dari atas dan proses deakivasi katalis terjadi pada cone II dari atas. Setelah itu, LLDPE dinaikkan suhunya menjadi 150 – 230oC ke heater (M-301) agar meleleh sehingga dapat dibentuk pada pelleter (P-301). Hasil pemisahan zat pengotor dengan LLDPE masuk ke separator (V-302) untuk memisahkan hasil reaksi dari katalis dengan steam dan hidrokarbon yang bercampur dengan H2 dan N2. Pemisahan ini dilanjutkan dengan memisahkan H2 dan N2 dengan hidrokarbon. Hidrokarbon ini akan digunakan sebagai bahan bakar boiler.

D.    Klasifikasi Polyethylene

Menurut Irwan Hidajat pada tahun 1995, polyethylene merupakan salah satu polimer dengan struktur molekul paling sederhana, bersifat termoplastik dari polimerisasi ethylene (C2H4). Polimer termoplastik adalah polimer yang dapat mencair dan mengalir pada suhu tinggi. Polyethylene diklasifikasikan berdasarkan rantai dan densitasnya menjadi :

a. UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene), merupakan polyethylene dengan berat molekul sangat besar antara 3,1 dan 5,57 juta dengan densitas 0,935-0,930 g/cm3

b. HDPE (High Density Polyethylene), merupakan polyethylene dengan densitas lebih besar atau sama dengan 0,941 g/cm3.

c. PEX (Cross-linked Polyethylene), merupakan polyethylene dengan densitas medium yang terdiri dari ikatan cross-linked.

d. MDPE (Medium Density Polyethylene), merupakan polyethylene dengan kisaran densitas antara 0,926-0,940 g/cm3.

e. LLDPE (Linear Low Density Polyethylene), merupakan polyethylene dengan kisaran densitas antara 0,915-0,925 g/cm3, berbentuk linear dengan cabang-cabang pendek.

f. LDPE (Low Density Polyethylene), merupakan polyethylene dengan kisaran densitas antara 0,910-0,940 g/cm3 dengan cabang-cabang pendek maupun panjang.

g. VLDPE (Very Low Density Polyethylene), merupakan polyethylene dengan kisaran densitas antara 0,880-0,915 g/cm3.

 Karakteristik polyethylene antara lain :

a. Sifat Fisik :

·         Berat Molekul : 10.000 – 1.000.000 g/mol

·         Bentuk : padatan, cairan, slurry

·         Densitas : 0,91 - 0,96 g/cm3

·         Titik lebur : 109 – 183  

b. Sifat Kimia :

·         Tidak larut dalam pelarut apapun pada suhu kamar

·         Tahan terhadap asam/basa, tetapi dapat dirusak oleh asam nitrat pekat

·         Tidak tahan terhadap cahaya dan oksigen

·         Bila dipanasi secara kuat akan membentuk sambung silang yang diikuti dengan pembelahan ikatan secara acak pada suhu lebih tinggi, tetapi di polimerisasi tidak terjadi

·         Larutan dari suspensi polyethylene dengan tetra klorida pada suhu 60 oC dapat direaksikan dengan Cl membentuk produk lunak dan kenyal

·         Pemasukan atom Cl secara acak ke dalam rantai dapat menghancurkan kekristalan polyethylene.

E.     Kegunaan Produk Polyethylene

Menurut F.W Billmeyer pada tahun 1984, LLDPE merupakan kepolimeran antara ethylne dengan α-olefin seperti butene, hexene, dan octene yang ditunjukan dengan rantai cabang pendek dengan densitas polyethylene cabang yang ditentukan tanpa adanya rantai cabang panjang. LLDPE diproduksi untuk berbagai macam barang, antara lain:

 a. Film          : plastik, plastik pembungkus baju, plasti karung.

 b. Kabel        : pembungkus kabel tegangan rendah.

 c. injection    : kursi plastik, ember, gelas dan piring plastik.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.healthylife.com/plastik_ diakses pada tanggal 09 November 2010 pukul 19.30 wib.

http://www.wikipedia.com/ diakses pada tanggal 10 November 2010 pukul 19.40 wib.

Read More