Rancang Alat Reaktor Pirolisis pada Pembuatan Base Oil dari Limbah Plastik dengan Proses Pyrolisis
Abstract
Base oil is a basic material used in the production of lubricating oil, the types of Base oil can be mineral and synthetic. Base oil obtained from the plastic waste processing process by pyrolysis method is a synthetic type. Today the need for lubricating oil continues to increase. With the abundance of raw material sources in the form of plastic waste, it is very potential to pre-design a Base Oil Plant with the pyrolysis method. The base oil plant is designed with a capacity of 35000 tons / year, operating time for 300 days / year and 24 hours / day. The base oil production process uses a pyrolysis reactor that operates at a temperature of 524 °C and a pressure of 1 atm. The process occurs in batches every 1 hour where in the pyrolysis reactor there is a breakdown of PE compounds (plastic raw materials) in the form of long C chains into short C chains (C3 to C30). The purpose of designing this tool is to determine the capacity (dimensions and size of the tool) that is suitable for use in the production process with a capacity of 35000 tons / year through the calculation of mass and energy balances so that the production process can take place efficiently. The result of the design of this pyrolysis reactor tool is a reactor tank with material in the form of carbon steel SA 201 grade A with dimensions of 20 ft diameter and 24 ft height equipped with a heating coil. Has a volume capacity of 1340 bbl which can process PE melt from melting tanks of 1075 bbl per hour or equivalent to 194,444 kg / day (mass balance calculation) with semi-continuous operating conditions / batch (once every 1 hour). From the calculation of the mass balance, it is found that the efficiency of the products produced after going through advanced processes in the form of hydroprocessing and distillation is 86.79%.
ABSTRAK
Base oil merupakan bahan dasar yang dipakai dalam produksi minyak pelumas, Jenis-jenis dari Base oil dapat berupa mineral dan sintetik. Base oil yang didapatkan dari proses pengolahan limbah plastik dengan metode pirolisis merupakan jenis sintetik. Saat ini kebutuhan akan minyak pelumas terus meningkat. Dengan melimpahnya sumber bahan baku yang berupa limbah plastik maka sangat potensial untuk dilakukan Pra Rancang Pabrik Base Oil dengan metode pirolisis. Pabrik base oil dirancang dengan kapasitas 35000ton/tahun, waktu operasi selama 300 hari/tahun dan 24 jam/hari. Proses produksi base oil menggunakan alat reaktor pirolisis yang beroperasi pada suhu 524 °C dan tekanan 1 atm. Proses terjadi secara batch tiap 1 jam dimana pada reactor pirolisis terjadi pemecahan senyawa-senyawa PE (bahan baku plastik) yang berupa rantai C panjang menjadi rantai C pendek (C3 sampai dengan C30). Tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk menentukan kapasitas (dimensi dan ukuran alat) yang sesuai untuk dipakai dalam proses produksi kapasitas 35000 ton/tahun melalui perhitungan neraca massa dan energi sehingga proses produksi dapat berlangsung dengan efisien. Hasil dari perancangan Alat Reaktor pirolisis ini adalah tanki reactor dengan bahan berupa carbon steel SA 201 grade A berdimensi ukuran diameter 20 ft dan tinggi 24 ft yang dilengkapi dengan coil pemanas. Mempunyai kapasitas volume sebesar 1340 bbl yang dapat memproses lelehan PE dari tanki melting sebesar 1075 bbl tiap jam atau setara 194.444 kg/hari (perhitungan neraca massa) dengan kondisi operasi secara semi kontinyu/batch (1 jam sekali). Dari perhitungan neraca massa didapatkan efisiensi produk yang dihasilkan setelah melalui proses lanjutan berupa hidroprocessing dan distilasi adalah sebesar 86,79%
References
A. F. Sa’adah, A. Fauzi, and B. Juanda, “Peramalan penyediaan dan konsumsi bahan bakar minyak indonesia dengan model sistem dinamik,” Jurnal Ekonomi dan Pembangunan Indonesia, vol. 17, no. 2, p. 2, 2017.
R. B. A. Restanti and M. Mirwan, “Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Bahan Bakar Minyak Alternatif dengan Metode Pirolisis,” Jurnal Serambi Engineering, vol. 8, no. 4, 2023.
A. A. and Y. F. D. A. Lubis, “Pengolahan Sampah Plastik HDPE (High Density Polyethylene) dan PET (Polyethylene Terephtalate) Sebagai Bahan Bakar Alternatif dengan Proses Pirolisis,” Jurnal Ilmu Lingkungan Undip, vol. 20, no. 4, pp. 735–742, Sep. 2022.
H. A. Azis and H. B. Rante, “Produksi bahan bakar cair dari limbah plastik polypropylene (PP) metode pirolisis,” Journal of Chemical Process Engineering, vol. 6, no. 1, pp. 18–23, 2021.
I. N. D. K. Dewi, “Karakteristik Minyak Hasil Pirolisis Batch Sampah Plastik Polystyrene,” Energy: Jurnal Ilmiah Ilmu-Ilmu Teknik, vol. 7, no. 1, pp. 52–55, 2017.
U. B. Surono, “Berbagai metode konversi sampah plastik menjadi bahan bakar minyak,” Jurnal teknik, vol. 3, no. 1, 2013.
D. A. Ardianti, A. A. Najib, F. N. Hakim, U. Setiorini, and S. Suryaningsi, “Rancang Bangun Alat Pengkonversi Sampah Plastik Menggunakan Metode Pirolisis menjadi Bahan Bakar Minyak dalam Upaya Penanganan Masalah Lingkungan,” JIIF (Jurnal Ilmu dan Inovasi Fisika), vol. 3, no. 2, pp. 91–96, 2019.
C. Rangkuti, T. Sukarnoto, and M. Rijani, “Pembuatan minyak plastik dengan proses pirolisis,” Jurnal Teknik Mesin Indonesia, vol. 14, no. 1, pp. 1–4, 2019.
T. Novia, “Pengolahan Limbah Sampah Plastik Polytthylene Terephthlate (PET) Menjadi Bahan Bakar Minyak dengan Proses Pirolisis,” GRAVITASI: Jurnal Pendidikan Fisika dan Sains, vol. 4, no. 01, pp. 33–41, 2021.
B. Wajdi, S. Sapiruddin, B. A. Novianti, and L. Zahara, “Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Bahan Bakar Minyak (BBM) Dengan Metode Pirolisis Sebagai Energi Alternatif,” Kappa Journal, vol. 4, no. 1, pp. 100–112, 2020.
I. B. Alit, I. G. B. Susana, and I. M. Mara, “Conversion of LDPE and PP plastic waste into fuel by pyrolysis method,” Global Journal of Engineering and Technology Advances, vol. 10, no. 3, pp. 73–78, 2022.
A. S. Nugroho, “Pengolahan Limbah Plastik LDPE dan PP Untuk Bahan Bakar Dengan Cara Pirolisis,” Jurnal Litbang Sukowati: Media Penelitian Dan Pengembangan, vol. 4, no. 1, pp. 91–100, 2020.
C. Geankoplis, Transport processes and separation process principles (includes unit operations). Prentice Hall Press, 2003.
A. M. Flynn, T. Akashige, and L. Theodore, Kern’s process heat transfer. John Wiley & Sons, 2019.
L. E. Brownell and E. H. Young, Process equipment design: vessel design. John Wiley & Sons, 1959.
J. Scheirs and W. Kaminsky, Feedstock recycling and pyrolysis of waste plastics. Chichester, UK; Hoboken, NJ: J. Wiley & Sons, 2006.
