Produk yang dihasilkan memiliki kemurnian yang tinggi Konversi reaksi yang diperoleh mencapai 98 sehingga secara ekonomis
proses ini layak dibuat dalam skala pabrik.
C. Uraian Proses
Proses pembuatan polietilen jenis homopolimer ini mendasarkan pada reaksi polimerisasi pertumbuhan rantai atau yang dikenal dengan polimerisasi adisi.
Reaksi tersebut terjadi menurut tiga tahapan reaksi sebagai berikut :
1. Inisiasi Tahap ini dimulai dengan proses pengaktifan katalis oleh ko-katalis. Katalis
yang digunakan adalah TiCl
4
dan ko-katalisnya adalah AlC
2
H
5 3
. Setelah katalis diaktifkan oleh ko-katalis, akan terbentuk rantai polietilen sebagai hasil
penyisipan monomer etilen di antara atom Ti dengan gugus metil. 2. Propagasi
Radikal etilen yang terbentuk akan menyerang monomer etilen lain secara terus menerus sehingga membentuk rantai polimer yang panjang. Pada tahap
ini tidak terjadi pengakhiran sampai tidak ada lagi gugus fungsi yang tersedia untuk reaksi. Cara penghentian reaksi dengan menggunakan penghentian
ujung. 3. Terminasi
Pada tahap ini terjadi reaksi hidrogenasi. Hidrogen sebagai terminator akan bergabung dengan sisi aktif katalis sehingga terjadi pemotongan radikal
polimer menjadi senyawa polimer dan senyawa hidrid. Senyawa hidrid akan bergabung kembali dengan monomer etilen lainnya untuk membentuk rantai
etilen yang baru. Pada reaksi polimerisasi ini dibutuhkan partikel dan gas yang menyerupai suatu
fluida, sehingga pengoprasiannya mudah dikontrol. Tidak ada hotspot seperti yang terjadi pada reaktor fixed bed. Fluida pendingin disirkulasikan melalui jacket
di sekeliling reaktor dengan coil pendingin atau dapat juga dengan aliran gas fluidisasi yang direcycle.
Reaksi polimerisasi etilen adalah reaksi polimerisasi koordinasi dan sangat sksotermis melepas panas reaksi, sehingga selama pengoprasiannya perlu
pengendalian yang lebih ketat terhadap panas reaksi yang timbul di dalam reaktor. Hal ini dapat diatasi dengan membatasi reaksi sampai pada tingkat konversi per
pass yang rendah, yaitu 2. Pendinginan dilakukan dengan mendinginkan recycle gas monomer yang tidak bereaksi.
Secara konvensional umumnya LLDPE dibuat melalui proses tekanan tinggi 1500-3000 atm. Namun dengan ditemukannya proses baru yang menggunakan
reaktor jenis fluidized bed, LLDPE dapat dibuat pada proses tekanan rendah, yaitu 7-20 atm dengan temperatur operasi sekitar 80-100 °C. Laju polimerisasi dapat
dipercepat dengan jalan menaikkan suhhu operasi, konsentrasi katalis dan tekanan operasinya. Tapi perlu diketahui bahwa derajat percabangan molekul dan berat
molekul polietilen sangat tergantung pada kondisi tekanan dan temperatur operasi. Akibatnya bila tekanan operasi dinaikkan, akan dihasilkan polimer dengan
densitas tinggi HDPE, sehingga keluar dari tujuan awal pembuatan polietilen
dengan densitas rendah LLDPE. Sedangkan bila tekanan operasi diturunkan akan menghasilkan polietilen dengan berat molekul yang lebih rendah. Hal
tersebut terjadi pula bila temperatur operasi diturunkan akan menghasilkan polietilen dengan densitas yang terlalu rendah. Dan bila suhu operasi dinaikkan
terlalu tinggi, bisa mengakibatkan kenaikan berat molekul dan juga terjadinya reaksi balik dekomposisi etilen yang dapat menimbulkan ledakan. Sedangkan
bila konsentrasi katalis dinaikkan terus, pada batasan konsentrasi katalis tertentu dapat menimbulkan ledakan.
Reaksi dekomposisi
C
2
H
4
2C + 2H
2
ΔH = -11 kkalmol
C
2
H
4
C + CH
4
ΔH = -30 kkalmol
Sehingga dari keterangan di atas, reaksi dilakukan dalam reaktor fluidized bed yang dioperasikan secara adiabatis dengan suhu umpan 80°C dan tekanan 20 atm.
Perbandingan mol reaktan hidrogen : etilen = 1 : 8940 dengan menggunakan campuran TiCl
4
dan MgCl
2
sebagai katalis dengan produktifitasnya 16 kg polietilengr katalis.
Ko-katalis yang dipergunakan adalah Tri Etil Aluminium TEAL dengan perbandingan 45 mol TEALmol Ti serta mempunyai panas reaks
i ΔH sebesar - 10 s.d -11 Btukg polietilen. Suhu 80°C dan tekanan 20 atm tersebut dipilih
dengan mendasarkan pertimbangkan bahwa pada kondisi tersebut reaktan berada dalam fasa gas dan pada tekanan operasi yang tinggi 20 atm diharapkan dapat
mempermudah proses difusi dan adsorbsi gas reaktan ke permukaan katalis,
