Pabrik Base Oil dari Limbah Plastik dengan Proses Pirolisis

Transkripsi

1 Pabrik Base Oil dari Limbah Plastik dengan Proses Pirolisis Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng Zahra Alhumaira C Santia Puspita Dewi

2 Deskripsi Base Oil Base oil merupakan bahan dasar untuk pembuatan pelumas yang bersifat viskos. Base oil mempunyai kemampuan dasar yang dibutuhkan dalam pelumasan karena viskositasnya.

3 Latar Belakang Kebutuhan pelumas untuk industri dan otomotif Minyak bumi Proses Konvensional (1930) Base Oil Polimer,minyak nabati, limbah plastik Proses Terbaru ( )

4 Sejarah Pembuatan Base Oil Solvent refined (1930) + Zat pelarut (propan) Crude Oil Combine catalytic dan hydrocracking (1951) + Katalis hidrogen Hydrocracking dan penambahan polimer + Aditif Gugus alpha olefin Polimerisasi (1970) + Aditif dan polimer Minyak nabati Esterifikasi (1997) + H3PO4 ZnCl2 trimetylolpropane Limbah plastik Pirolisis (2005) T = 524 C + AlCl3 HCl (katalis inti asam) NaOH

5 Alasan Pendirian Pabrik

6 Bahan Baku Alternatif Timbunan sampah mencapai ton/tahun 14% Limbah Plastik (HDPE dan PET) Bahan baku melimpah Sulit didegradasi

7 Dasar Penetapan Kapasitas Tabel I Data statistik kebutuhan pelumas di Indonesia Kegunaan pelumas Pemakaian per tahun (ton/th) Otomotif Industri Lain-lain Tabel I Data statistik ekspor minyak plumas di Indonesia Jenis Ekspor per tahun (ton/tahun) Otomotif

8 Lanjutan Tabel I Data statistik impor minyak pelumas di Indonesia Jenis Impor per tahun (ton/tahun) Otomotif Tabel I Data statistik produksi minyak pelumas di Indonesia Jenis Produksi per tahun (ton/tahun) Otomotif

9 y = x 2 + 4E+06x - 4E y = x 2 + 4E+06x - 4E+09 y = 114.9x x + 5E+08 kebutuhan ekspor produksi impor Poly. (kebutuhan) Poly. (ekspor) Poly. (produksi) Poly. (impor) y = x 2 + 6E+06x - 6E

10 Perhitungan Neraca massa perhitungan kapasitas Produksi + Impor = Kebutuhan + Ekspor Mengambil % dari = kebutuhan Kebutuhan = produksi + impor ekspor = = ton/tahun = 0,45 x = ton/tahun = ton/tahun = 20 ton/hari

11 Kapasitas Produksi Pabrik Minyak Pelumas (Base Oil) dari Limbah Plastik berkapasitas ton/tahun atau 22 ton/hari.

12 Lokasi Pabrik Paciran adanyalahan kosong sebagai tempat pendirian pabrik, dekat dengan pelabuhan di Paciran untuk memudahkan transportasi laut, transportasi daratpun mendukung untuk pemasokan bahan baku dan produk karena berada pada jalur pantura yang merupakan jalur utama di pulau Jawa, membantu penduduk sekitar dalam mencari pekerjaan, selain itu pabrik berada di Kawasan Industri sehingga tidak terlalu mencemari lingkungan Pabrik direncanakan berdiri di Paciran Kabupaten Lamongan, Jawa Timur

13 Dasar Teori Komponen penyusun lube based oil terdiri dari n-paraffine, isoparaffine, naphthenes, dan aromatics

14 Perbandingan Base Oil yang dihasilkan Karakteristik Base oil Karakteristik Base oil milik Soltex, Texas No. Parameter Nilai 1 Warna Jernih 2 Densitas 7,2 LBS/Gal 3 Spesifik gravity 60 o F 4 Berat molekul >340 5 Titik leleh - 6 Titik didih ±600 o F (316 o C) 7 Pour point -15 o F 8 Flash point 280 o F 9 Vapor pressure <1 10 Vapor density >1 11 Viscosity 2,88-12, o C o C No. Parameter Nilai 1 Warna Jernih 2 Densitas 7,14-7,30 lb / gal 3 Spesifik gravity 60 o F 4 Berat molekul - 5 Titik leleh - 6 Titik didih - 7 Pour point - 8 Flash point > 351 F / 177 C 9 Vapor pressure <1 10 Vapor density > 1 11 Viscosity 20, o C 4,1-12,2 100 o C ( (

15 High Density Polyethylen (HDPE) HDPE merupakan salah satu plastik jenis PET. High density memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap temperatur tinggi(120 o C). Rumus Bangun HDPE Tabel sifat fisik HDPE Parameter Fisik Melting Point Keterangan Padat o C / o F Spesific Gravity (at 0,94-0, o C) (water = 1) ph - (

16 POLYETHYLEN TEREPHTALEN (PET) Polietilena tereftalat (disingkat PET, PETE atau dulu PETP, PET-P) adalah suatu resin polimer plastik termoplast dari kelompok poliester. PET banyak diproduksi dalam industri kimia dan digunakan dalam serat sintetis, botol minuman dan wadah makanan, aplikasi thermoforming, dan dikombinasikan dengan serat kaca dalam resin teknik. Rumus Bangun PET Tabel sifat fisik PET Parameter Fisik Mlting Point Spesific gravity (water = 1) Kelarutan dalam air Rumus Molekul Keterangan Padat 246 o C (475 o F 255 o C (491 o F) >1,1 Tidak larut (-CO-C6H5-CO-O-CH2- CH2-O-)n (

17 Kegunaan Base oil digunakan sebagai campuran minyak pelumas yang terdiri dari 90% minyak dasar (base oil) dan 10% additif Kegunaan minyak pelumas adalah untuk mengurangi gesekan, menambah wear, sebagai pendingin, sebagai anti korosi, dan sbagai seal.

18 Produk Utama Produk utama yang dihasilkan adalah base oil jenis sintetik, karena didapatkan dari limbah plastik yang merupakan senyawa polimer dan bersifat sintetik.

19 Produk Samping Produk samping yang dihasilkan dari pabrik base oil dari limbah plastik berupa gas (C1-C4) dimana gas digunakan kembali untuk bahan bakar proses, pada light oil menghasilkan C5- C30 untuk dijual ke perusahaan yang mengolah BBM

20 Generasi proses teknologi pembuatan base oil BAHAN BAKU TEKNOLOGI PROSES SPESIFIKASI PRODUK B.O grup I Solvent refined Warna kuning pekat V.I=80-<120 CRUDE OIL B.O grup II B.O exceed grup II B.O grup III Combine catalytic Hydro cracking Hydrocracking dan penambahan polimer Warna kuning jernih Jernih Jernih V.I= 80-<120 V.I=80-<120 V.I=120 OLEFIN B.O grup IV Polimerisasi Jernih V.I=>120 MINYAK NABATI B.O grup V esterifikasi Warna kuning pekat V.I=<120 Sumber: Nynaz base oil.ppt dan omni-tech

21 BASE OIL DENGAN TEKNOLOGI TERBARU BASE OIL DARI LIMBAH PLASTIK (HDPE DAN PET)

22 SKEMAPEMBUATAN BASE OIL DARI LIMBAH PLASTIK 1 Pre-Treatment Pencacahan Melting T= 260OC 2 Pirolisis Pirolisis T=524OC Pendinginan T= 350OC 3 Hydroprocessing Hydrocracking Hydrogenasi 4 Pemurnian Distilasi I Distilasi II

23 PERBANDINGAN PIROLISIS PADA SUHU 740 O C DAN 524 O C KONDISI OPERASI KELEBIHAN KEKURANGAN T = 524 O C Banyak menghasilkan senyawa (C5- C30 dan >C30) sehingga lebih berpotensi untuk diolah menjadi base oil Perlu dilakukan pre-heated pada feed (pelelehan) T = 740 O C Sebagian besar produk yang dihasilkan senyawa (C1-C4) Temperatur yang digunakan cukup tinggi sehingga diperlukan biaya besar Terdapat beberapa senyawa yang tidak diketahui jenisnya Sumber : feed stock and recycling of waste plastik Kaminsky 255 dan jurnal stephen J.Miller

24 Proses Hydroprocessing Hydroprocessing merupakan proses yang sering atau umum dipakai dalam pegolahan minyak bumi, dimana dalam proses ini dilakukan pemurnian minyak bumi. Proses hydroprosesing pabrik base oil terdiri dari beberapa tahap diantaranya a. Hydrocracking, b. Hydrogenasi

25 Distilasi kompleks Distilasi kompleks distilasi I= top (C1-C4), bottom senyawa (c5-385) dan (senyawa 385 O C+) distilasi II = top senyawa (c5-385), bottom (senyawa 385 O C+)

26 Flowsheet STEAM DOWTHERM A CW S 33 WP H2 PC PC J 132 J 142 D L F 311 F 343 E 221 F X F 160 X TC P 230 FC L 222 PC E 431 Gas (C1-C4) E 441 J J 141 TC Q 170 LC Q R R 220 LI F PC FC H 432 H 442 TC TC J 111 FC F 345 LI F 110 C L PC R L 312 E 313 PC TC BBM 2 R R FC D 330 D 410 E 432 D E J F 120 C E 321 L LI F 344 BASE OIL Udara L 232 SC CTW Flue Gas ke Boiler STEAM DOWTHERM A Sumber : feed stock and recycling of waste plastik Kaminsky

27 NERACA MASSA

28 Neraca Panas Neraca Panas Reaktor Hidrocracking Masuk (kkal) Keluar (kkal) Q 11 (dari P 220) Aliran 11 : C1-C ,134 Q 15 (ke E 313) Aliran 15 : C1-C C5-385 o C ,39 C5-385 o C , o C , o C , o C ,229 H Sub Total ,88 Sub Total ,23 Aliran 13 : H ,5 Aliran 12: H ,5 Q loss 3979,715 Q supply ,28 Total : ,66 Total : ,66

29 KOMPRESOR SPESIFIKASI ALAT Spesifikasi compressor : Suhu : 60 C Tekanan : 2.1 kg/cm 2 G Power stage ke-1 : 8 hp Power stage ke-2 : 9 hp Bahan Konstruksi (Ludwig, Tabel 12-8, hal 475 untuk tekanan tinggi) Casing : Cast Steel Impeller : 18-8 Stainless Shaft : Carbon Steel (AISI C1045) Diaphgrams : Cast Iron ( ASTM A48- C1 30) Inlet Guide Vanes : Cast Iron ( ASTM A48- C1 30) Labyrinths : Alumunium Seal Rotating Face : Bronze Mechanical Seals : 316 Carbon Bearings : Steel Backed Trust Balancing Disc : Steel Jumlah : 1 unit

30 Flowsheet utilitas V-79 Kation ex D 310 Anion ex D 320 F-311 L 313 G 312 D 330 Mixed bed ex Condensat P-77 AIR UMPAN BOILER F 331 L 332 P-80 V-78 CTWR Larutan kapur F 122 F F-131 Tawas AIR PROSES / AIR PENDINGIN Quartzite filter V-74 V-75 D 210 F 410 L 411 Tangki penampung air sungai P-81 F 511 V-77 P-82 P-83 F 110 M M M-130M V-76 L L AIR SANITASI SUNGAI STRAINER L-110L 111 L 133 F 132 L 211 F 212 L 213 F 510 F 512 F 134

31 Utilitas air sanitasi air pendingin air umpan boiler air proses Total Kebutuhan Air = 1,756 m 3 /jam = 85,212 m 3 /jam = 281,385 m 3 /jam = 13,054 m 3 /jam = 381,407 m 3 /jam

32 Pengolahan Limbah Industri Kimia Limbah yang dihasilkan berupa sludge yang terdiri dari air, abu, karat dari tangki, pasir dan bahan kimia lainnya. Limbah termasuk Limbah B3 maka perlu di proses terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan.

33 KESEHATAN & KESELAMATAN KERJA UNIT AREA ALAT PELINDUNG Gudang Penyimpanan Alat pelindung kepala atau safety Shredder helm dari plastik (Bakelite) Pre Treatment Sarung Tangan Masker debu Reaktor Alat pelindung kepala atau safety helm dari plastik (Bakelite) Pirolisis Sepatu karet Masker gas Pelindung muka Hydroprocessing Utilitas Hydrocracking Hydrogenasi Distilasi kompleks Boiler Alat pelindung kepala atau safety helm dari plastik (Bakelite) Sepatu karet Sarung Tangan Masker gas Sarung tangan karet Alat pelindung kepala Safety Helmet Sepatu karet Masker filter Ear plug

34 INSTRUMENTASI No Nama alat Kode Instrumentasi Tangki Melting Reaktor Pirolisis Quenching Tower Reaktor Hydrocracking Reaktor Hydrogenasi Distilasi I Distilasi II Q-170 R-220 P-230 R310 R-320 D-410 D-420 TC, FC, LC TC, FC FC PC, FC PC, FC TC, FC TC, PC

35 KESIMPULAN Pabrik Base Oil dari limbah plastik beroperasi secara kontinyu dengan kapasitas ton/tahun atau 22 ton/hari. Bahan baku utama : HDPE PET Bahan baku tambahan : H 2 Limbah yang dihasilkan : = 8970 kg/hari = kg/hari = 2579 kg/hari terdiri dari air, abu, karat dari tangki, pasir dan bahan kimia lainnya.maka perlu di proses terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan.

36