TUGAS PEREKAYASAAN PRODUK KIMIAPOLISTIRENADisusun Oleh : Andi Setyawan (2012250Arif Andriyanto (201225010)Nico Agung Nugraha (2012250JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO2013

KATA PENGANTARPuji syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas limpahanrahmat, hidayat, karunia-Nya sehingga (kelompok 7) dapat menyelesaikanpembuatan Makalah Proses Industri Kimia yang berjudul POLISTIRENAdengan baik.Sedang proses studi pustaka dan penyusunan makalah ini, didapat bantuandari berbagai pihak. Untuk itu diucapkan terima kasih kepada :1.Ir. Slamet Priyanto, MS selaku dosen Proses Industri Kimia JurusanTeknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang yangtelah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam pembuatan makalahini.2.Orang tua yang telah memberikan dorongan, semangat, fasilitas yangmemadai untuk menyelesaikan makalah ini.3.Semua pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidaklangsung selama penyusunan makalah ini.Dalam penyusunan makalah ini, disadari masih banyak kekurangan. Olehsebab itu saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangatberguna bagi perbaikan dan penyempurnaan makalah ini.Semarang, 16 September 2013Kelompok 7ii DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL................................................................................................iKATA PENGANTAR.............................................................................................iiDAFTAR ISI............................................................................................................iiiBAB I PENDAHULUAN1.1.Latar Belakang .............................................................................................11.2.Rumusan Masalah .........................................................................................11.3.Tujuan ...........................................................................................................1BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1.Definisi Polistirena........................................................................................22.2.Sejarah Polistirena ........................................................................................22.3.Sifat Polistirena .............................................................................................32.4.Kebutuhan Polistirena di Indonesia ..............................................................42.5.Kapasitas Pabrik yang Telah Ada .................................................................52.6.Peluang Produk Polistirena di Indonesia ......................................................62.7.Lokasi Pendirian Pabrik Polistirena ..............................................................72.8.Manfaat Polistirena .......................................................................................82.9.Reaksi Pembentukan Polistirena ...................................................................102.10. Produksi Polistirena ....................................................................................112.11. Flowsheet Produksi Polistirena ...................................................................162.12. Tinjauan Termodinamika ............................................................................172.13. Tinjauan Kinetika........................................................................................20BAB III PENUTUP3.1. Kesimpulan ...................................................................................................263.2. Saran..............................................................................................................26DAFTAR PUSTAKA...............................................................................................27iii BAB IPENDAHULUAN1.1.Latar BelakangPolistirena pertama kali diperkenalkan oleh Ostromislensky dariNaugatuck Chemical Companypada tahun 1925. Pada saat yang hampirbersamaanI.C. Farbenindustriejuga mengembangkan polistirena yangberhasil dikomersialkan di Eropa. Pengembangan produk dan prosespolistirena juga dikembangkan olehDow Chemical Companydan pertamakali dikomersialkan di Amerika Serikat pada tahun 1944.Produk polistirena yang pertama kali diproduksi untuk dikomersialkanadalah homopolimer stirena yang juga dikenal sebagai polistirena kristal.Polistirena kristal ini juga dikenal sebagaiGeneral Purpose Polystyrene(GPP), yang lebih tahan panas daripada produk polimer thermoplastiklainnya. Perkembangan lebih lanjut dari polistirena ini adalahExpanablePolystyrene (EP). Produk polistirena lain yang tak kalah pentingnya adalahpolistirena dengan modifikasi karet atauHigh Impact Polystyrene(HIP).Produk HIP ini bersifat tidak tembus cahaya, lebih keras dan lebih mudahdalam pembuatannya dibandingkan dengan produk polimer thermoplastiklainnya.Polystyrene( IUPAC Poly (1-phenylethane- 1,2-diyl)),disingkat berikutISO Standard PS,adalah sebuah aromatik polimer yang dibuat dariaromatik monomer styrene, cairan hidrokarbon yang secara komersialdiproduksi dari minyak bumi oleh di industri kimia. Polistirena adalah salahsatu dari banyak digunakan sebagian besar jenis plastic .Kegunaan dari polistirena ini cukup luas, antara lain untuk isolasi ataubahan pelapis pada kawat/kabel, peralatan rumah tangga dari plastik, botol,furniture, mainan anak-anak, bagian dari refrigerasi, radio, televisi, AC,bahan pembuat kontainer, tempat baterai dan sebagainya. (U.S. Patent, 1983).Karena penggunaan polistirena sangat luas, maka disusunlah makalah iniuntuk mengaji tentang karakteristik, cara pembuatan, kebutuhan, dan potensipasar dari produk polistirena.1 1.2.Rumusan Masalah1.Apa rumus molekul dan rumus bangun polistirena?2.Bagaimana sifat fisika dan kimia polistirena?3.Berapa kebutuhan polistirena di pasar?4.Bagaimana peluang pasar polistirena?5.Apa manfaat polistirena?6.Bagaimana reaksi pembentukan polistirena?7.Bagaimana proses produksi polistirena?1.3.Tujuan Penulisan1.Mengetahui karakteristik dari polistirena2.Mengetahui cara pembuatan dan reaksi pembentukan polistirena3.Mengetahui potensi pasar dari polistirena4.Mengetahui kondisi operasi optimal dan konversi maksimal pembuatanpolistirena5.Mengetahui reaktor dan diagram alir pembentukan polistirenaBAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1.Definisi PolistirenaPolistirenaadalah sebuah polimer dengan monomer stirena, sebuahhidrokarbon cair yang dibuat secara komersial dari minyak bumi. Polimer inimerupakan plastik yang kuatdan murah, yang merupakan salah satu polimergolongan vinil (Storbl 2007).Polistirena biasanya bersifat termoplastik padat pada suhu ruang, danmencair padasuhu yang lebih tinggi. Secara struktur, polistirena merupakanrantai panjanghidrokarbon dengan gugus fenil yang berdekatan dengan setiapatom karbon (Storbl2007).2 2.2.Sifat Polistirenaa.Rumus MolekulSusunan kimiawi dari polistiren adalah hidrokarbon rantai panjangdengan setiap karbon lain yang terhubung ke kelompok fenil (nama yangdiberikan kepada cincin aromatik benzena , ketika terikat untuksubstituen karbon kompleks). Rumus kimia Polystyrene adalah(CH)88n,itu berisi unsur-unsur kimia karbon dan hidrogenb.Rumus Bangunc.Sifat FisikSifat Fisis PolistirenaKepadatan1,05 g / cm3Kepadatan EPS 16-640 kg / m3Konstanta dielektrik2.4-2.7Listrik konduktivitas (s) 10S / m-16Thermal konduktivitas (k) 0,08 W / (m K)Youngs modulus(E)3000-3600 MpaKekuatan tarik46-60 Mpa(t)Perpanjangan putus 3-4%Notch test 2-5 Kj / m2Suhu transisi gelas 95 CMelting point 240 CVicat B90 C[6]Koefisien ekspansi linear (a)8 10/ K-53 Panas spesifik(c)1,3 Kj / (kg K )Penyerapan air (ASTM) 0.03-0.1http://bilangapax.blogspot.com/2011/02/polistirena.html)(d.Sifat KimiaInert : tidak ber eaksi dengan kebanyakan substansLarut dalam beberapa pelarut organic, terutama yang mengandungasetonPerubahan ikatan rangkap karbon ke ikatan tunggal kurang reaktifSangat mudah terbakar dengan bara api berwarna kuningPada oksidasi sempurna, hanya menghasilkan karbon dioksida danuap air.Fleksibel dan mudah dibentuk padatan karena kekuatan Van derWaal yang kuat, yang ada antara rantai hidrokarbon yang panjang.2.3.Kebutuhan Polistirena di IndonesiaPerkembangan akan kebutuhan polistirena di Indonesia untuk beberapatahun mendatang, diperkirakan akan mengalami peningkatan. Hal ini dapatdilihat pada tabel 1.4.1. Data kebutuhan monomer dan polimer di Indonesiaberikut ini.Tabel 1.4.1. Kebutuhan monomer dan polimer di Indonesia (1000 Ton/Thn)No Produk 2003 2004 2005 2006 2011* 2015*1. Ethylene 1197 1314 1432 1561 2147 26092. Propylene 750 818 892 972 1337 16253. Styrene Monomer 220 242 265 302 443 5814. VinylChlorideMonomer 348 376 406 438 572 7225. Polyethylene 783 861 947 1023 1421 17956. Polypropylene 720 792 871 958 1378 17037. Polystyrene 128 141 155 170 246 3058. Poly Vinyl Chloride 375 413 454 499 745 10244 (Ministry of Industry Republic of Indonesia, 2007)Tingginya kebutuhan polistirena di Indonesia berdampak pada jumlahimpor polistirena yang terus meningkat tiap tahunnya.Tabel 1.4.2. Data Impor Polistirena di IndonesiaTahun Kapasitas(Ton)20026.182,4420036.928,9820047.393,50320056.446,80120065.532,667(Sumber BPS Import tahun 2002-2006)2.4.Kapasitas Pabrik yang Telah AdaDari produksi pabrik polistiren yang telah berdiri di Indonesia yaitu PTPolychem Lindo Inc, PT Pasific Indomas Plastik, dan PT Royal Chemical,perusahaan ini mulai berproduksi pada tahun 1985 dengan kapasitas produksi21.500 ton per tahun. PT Pacific Indomas Plastic Indonesia, mulai beroperasipada tahun 1993 berlokasi di Merak, memiliki kapasitas produksi 30.000 tonper tahun.(www.businessenvironment.wordpress.com)Tabel 1.5.1. Data Produksi Polistirena di DuniaNo Perusahaan Lokasi Kapasitas(Ton/th)1.American PolymerUSA48.0812.ChevronUSA21.7243.Dow ChemicalUSA171.4584.Huntsman ChemicalUSA181.4375.BASFChina572.0006.NOVA chemicalChina413.0007.BPChina150.0005 8.Eni ChemicalChina126.0009.Taiwan HeqiaoChina448.000http://etd.eprints.ums.ac.id/3456/1/D500040017.pdf2.5.Peluang Produk Polistirena di IndonesiaDari data permintaan salah satu industri pembuatan sterofoam masa laluuntuk ketiga produk merupakan data yang akan digunakan untuk meramalkanjumlah permintaan pada masa yang akan datang. Data permintaan B-foamdiperoleh dari laporan bulananan hasil penjualan dari bulan Januari 2010sampai dengan Desember 2010. Untuk lebih jelas datanya dapat dilihat padatabel di bawah ini.Tabel 1.6.1. Data Permintaan B-foam Periode Januari 2010 Desember 2010PT. Beton Elemenindo PutraNoPeriodeWEBWESWEP(Balok)(Lembaran)(Pipa)1 Januari 2010 527 19060 2402 Februari 2010 318 24509 3003 Maret 2010 388 23272 1854 April 2010 321 27985 305 Mei 2010 367 25515 1006 Juni 2010 432 30121 5717 Juli 2010 382 34628 08 Agustus 2010 354 29628 159 September 2010 244 32569 113210 Oktober 2010 574 29057 2011 November 2010 509 35645 23712 Desember 2010 543 33286 0Total4959 345275 2830http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/532/jbptunikompp-gdl-rizkyrachm-26569-6-babiv.pdf6 Dari data di atas menunjukan bahwa jumlah permintaan untuk sterofoamsetiap bulan semakin meningkat. Hal tersebut meramalkan bahwa kebutuhansterofoam pada masa yang akan datang akan semakin meningkat danmenunjukan masih ada peluang untuk mendirikan pabrik polistirena.2.6.Lokasi Pendirian Pabrik PolistirenaPemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang sangat penting dalamperancangan suatu pabrik, kar ena hal ini menyangkut kelangsungan dankeberhasilannya, baik dari segi ekonomi maupun segi teknisnya. Pabrikpolistirena ini direncanakan akan dibangun di daerah Merak, Jawa Bar at denganpertimbangan-pertimbangan di bawah ini :1.Bahan Baku.Bahan baku Ethylbenzene tersedia di daerah Merak, sehingga jarak yangdekat dengan sumber bahan baku akan menekan biaya transportasi danmemudahkan penyediaannya.2.PasarPabrik yang mempergunakan styrene sebagai bahan baku dan Jakarta sebagaipusat pasar jaraknya cukup dekat dengan Merak. Hal ini akan memudahkandalam pemasaran produk styrene maupun polistirena.3.UtilitasAir sebagai salah satu kebutuhan proses tersedia dalam jumlah yang memadaidi daerah Merak yang cukup dekat dengan pantai. Juga kebutuhan energilistrik tersedia dengan cukup dengan dibangunnya PLTU di Jawa Barat. Halini akan menunjang kelancaran operasional pabrik sehari-hari.4.TransportasiTersedianya jalan tol Jakarta Merak dan pelabuhan Tanjung Priok akanmelancarkan pemasaran produk baik untuk pasar dalam negeri maupun untukorientasi ekspor.7 5.Tenaga KerjaKebutuhan tenaga kerja baik tenaga maupun pekerja biasa akan terpenuhidengan banyaknya tenaga kerja di sekitar Merak maupun kota Jakarta.6.Proses ProduksiDalam proses produksi polistirena terjadi kehilangan berat bahan, tetapikarena kehilangan berat relatif kecil maka Merak yang dekat pasar dansumber bahan baku tetap menguntungkan secara ekonomis.7.Limbah dan Pengembangan PabrikLetak pabrik yang tidak berada di kota besar akan memudahkan dalampengolahan limbahnya maupun dalam usaha perluasan pabrik khususnyadalam penyediaan tanah lokasi.8.PemerintahKebijakan pemerintah untuk menjadikan Merak, dan sekitarnya sebagaikawasan industri akan memudahkan dalam hal perijinan dan pengembanganpabrik.2.7.Manfaat PolistirenaPolystyrene merupakan senyawa berbentuk Kristal bening yangmempunyai sifat elektris yang baik, derajat kekerasan yang tinggi, tahanterhadap panas, mudah dalam pewarnaan, permukaan yang halus dan lowtoxity.Karena sifat-sifat seperti di atas maka polystyrene banyak digunakansebagai:a.Sebagai bungkus makanan8

b.Sebagai bahan isolatorc.Sebagai furnitured.Sebagai bahan pengepakane.Peralatan rumah tangga, dll2.8.Reaksi Pembentukan Polistirena9

1.Tahap InisiasiProses inisiasi adalah proses pembentukan radikal bebas dariinisiator. (Billmayer, 1970). Reaksi inisiasi dipicu oleh Benzoyl peroxideyang ketika dipanaskan pada suhu 90akan terpecah menjadi radikal0carboxyl yang seger a ter dekomposisi menjadi radikal phenylSebuah Radikal Phenyl akan masuk pada Styrene yang akanmembentuk radikal Benzylic. Reaksi ini memulai pertumbuhan rantaipolimer2.Tahap PropagansiProses propagasi adalah proses pertumbuhan polimer sebagaiakibat dari penggabungan monomer-monomer ke dalam rantai radikalaktif (Billmayer, 1970).3.Tahap Terminasi10 Proses propagasi dilanjutkan dengan proses terminasi yangmerupakan proses penghentian propagasi (Billmayer, 1970).Rantai ini akan terus memanjang dengan adisi ratusan hinggapuluhan ribu unit styrene. Reaksi berantai iniakan berhenti ketikamonomer habis.2.9.Produksi Polistirena1.Polimerisasi bulk (larutan)Dalam industri umunya, polimerisasibulk(larutan) disebutpolimerisasi massa. Sebagian besar polistirena yang diproduksi sekarangini menggunakan proses ini. Pada proses ini menggunakan sejumlahsolventyang biasanya adalah monomer stirena itu sendiri dan EtilBenzena. Ada 2 jenis polimerisasibulk, yaitu :Polimerisasibulk batchBeberapa produsen polistirena masih menggunakan prosesini, dimana proses ini terdiri dari unit polimerisasi yangdidalamnya terdapat tangki polimerisasi berpengaduk dengankonversi di atas 80%. Larutan polimer kemudian dipompa kebagian finishing untuk devolatilisasi ataupun proses polimerisasiakhir dangrinding. (U.S. Patent, 1983)Polimerisasibulk continuousProses ini merupakan proses pembuatan polistirena yangpaling banyak digunakan. Ada beberapa jenis desain dimanabeberapa diantaranya sudah mendapatkan lisensi. Secara umumproses ini terdiri dari satu atau lebih reaktor tangki berpengaduk(CSTR). CSTR ini biasanya diikuti oleh satu atau lebih reaktoryang didesain untuk menangani larutan yang kental (viskositastinggi). Reaktor ini didesain untuk memindahkan panas baik secaralangsung melalui koil maupun pendingin uap. Denganmenggunakan proses ini, konversi monomer stirena menjadi11 polistirena dapat mencapai lebih dari 85% berat. Polimerisasidiikuti terjadinya devolatilisasi yang terus menerus. Devolatilisasiini dapat terjadi melaluipreheatingdanvacuum flash chambers,devoitizing extrudersatau peralatan yang sesuai. Tingkat volatilitasdari 500 ppm stirena atau kurang dapat tercapai dengan peralatankhusus, meskipun polistirena yang umum dikomersialkanmempunyai tingkat volatilitas sekitar 2000 ppm stirena.(U.S.Patent, 1983)2.Polimerisasi SuspensiPolimerisasi suspensi adalah sistembatchyang sangat popularuntuk tahapan khusus pembuatan polistirena. Proses ini dapat digunakanuntuk memproduksi kristal maupun HIP. Untuk memperoduksi HIP,stirena dan larutan karet diolah denganbulk polymerizedmelalui faseinverse. Kemudian disuspensikan ke dalam air untuk mendapatkansuspenseair dan minyak dengan menggunakan sabun atau zat pesuspensi.Kemudian butiransuspenseini dipolimerisasi lagi sampai selesai denganmenggunakan inisiator dan pemanasan bertahap. Fase air digunakansebagaiheat sinkdan media perpindahan panas terhadap jaket yangdikontrol suhunya.3.Polimerisasi EmulsiPolimerisasi emulsi biasanya digunakan pada proseskopolimerisasi stirena dengan monomer atau polimer lain. Proses inimerupakan metode komersial yang jarang digunakan untuk memproduksipolistirena kristal atau HIP. Proses ini mempunyai persamaan denganproses polimerisasisuspensekecuali bahwa butiran monomer yangdigunakan dalam polimerisasi emulsi ini dalam ukuran mikroskopis. Airdigunakan sebagaicarrierdengan agen pengemulsi untuk memberikanpartikel yang sangat kecil dan aktalis untuk mempercepat kecepatanreaksi.(Meyer,1984).Jenis Produksi Kelebihan Kekurangan12 1.Polimerisasi bulk-bulk batchProsesnya mudah.Sangat eksotermis.Kemurnian Produk.Waktu pengerjaanlama.Alat-alat sederhana.Produk yang dihasilkanlebih seragam.MembutuhkanKemurnian produk tinggi.-bulk continouspengadukan danPengontrolan suhu lebihalatrecycle.mudah.2.PolimerisasiTidak ada kesulitanDimungkinkanSuspensidengan panasadanyapolimerisasi.kontaminasi dariair dengan agenKetel untuk prosespenstabil.polimerisasi sederhana.Volatilitas dapatdikurangi sampai padatingkat yang rendahdengan pemilihan katalisdan suhu yang tepat.3.PolimerisasiProsesnya cepat dan tidakDimungkinkanEmulsiada kesulitan denganterjadinyapanas polimeriasi.kontaminasipolimer dengan airBeberapa prosespolimerisasi yang tidakdan agenpengemulsi.mungkin dilakukandengan teknik lain tapiBerat molekuldengan mudah dilakukanpolimer tinggidengan proses ini.untuk prosespembentukan yangDapat diterapkan untukcepat denganpolimeriasi secara13 kontinyu. menggunakaninjeksi.Berdasarkan hasil pengamatan kelebihan dan kekurangan prosespembuatanHigh Impact Polystyrenediatas, maka pada pra r ancangan pembuatanHigh Impact Polystyreneini digunakan prosesbulk continuous.Proses pembuatanHigh Impact Polystyrenesecara berkelanjutandilakukan dengan beberapa tahap proses, yaitu :1.Tahap penyiapan bahan bakua.StirenaStirena monomer sebagai bahan baku utama disimpan dalambentuk cair dalam tangki penyimpan (T-01) pada suhu 30Oc dantekanan 1 atm, dialirkan ke dalam mixer 1 (M-01) untuk dicampurdengan arusrecycledengan menggunakan pompa sentrifugal P-01 danselanjutnya dialirkan ke mixer 2 (M-02) yang sebelumnya dipanaskanterlebih dahulu oleh pemanas HE-01.b.Etil BenzenaEtil Benzena sebagai pelarut disimpan dalam bentuk cair dalamtangki penyimpan (T-02) pada suhu 30Oc dan tekanan 1 atm, dialirkankemixer1(M-01) dengan menggunakan pompa sentrifugal P-02 danselanjutnya bersama stirena dan arusrecycledialirkan kemixer2 (M-02) yang sebelumnya dipanaskan terlebih dahulu oleh pemanas HE-01.c.Cis 1-4 polibutadienaCis 1-4 polibutadiena yang disimpan dalam bentuk padat dalamgudang (G-01) pada suhu 30Oc dan 1 atm, diangkut denganmenggunakanbucket elevatorBE-01 menujuHammer millHM-01untuk direduksi ukurannya dari 2,5 cm menjadi 10 m, kemudianpolibutadiena yang tidak memenuhi syarat dan yang melebihi ukurandipisahkan discrenerSC-01. Polibutadiena yang memenuhi syaratdikirim ke mixer 2 (M-02) dengan menggunakanbelt conveyorBC-01,sedangkan yang melebihi ukuran akan menjadi limbah. Di mixer 2 (M-02) yang dilengkapi dengan pengaduk, polibutadiena dicampur dengan14 bahan baku lainnya. Supaya polibutadiena terlarut sempurna, makamixer 2 (M-02) dioperasikan pada suhu 105Oc dan tekanan 1 atmdengan waktu tinggal 4,5 jam. (US Patent,1983)2.Tahap reaksiCampuran stirena monomer, Etil Benzena, Polibutadiena daninisiator Benzoil Peroksida dimasukkan ke dalam reaktor (R-01) yangberupa tangki berpengaduk. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermissehingga diperlukan pendingin dengan menggunakan jaket pendingin.Sebagai pendingin digunakan air yang masuk pada suhu 30oC dan keluarpada suhu 45C. Kondisi operasi dalam reaktor dipertahankan pada suhuo137oC dan tekanan 1 atm selama 7,6 jam untuk mencapai konversi sebesar85% (US Patent,1976).3.Tahap akhirProduk yang keluar dari reaktor berbentukslurrydenganmenggunakan pompa sentrifugal P-05 dialirkan kedevolatilizeryangdioperasikan pada suhu 150C dan tekanan vacuum 0,5 atm untukomemisahkan sisa pereaktan dengan produkHigh Impact Polystyreneberdasarkan titik didihnya. Sisa pereaktan yang berupa Stirena monomer,Etil Benzena dikondensasikan di kondensor (C-01) dan hasil kondensasidirecyclekembali sebagai bahan baku.ProdukHigh Impact Polystyreneyang telah terpisah dari sisapereaktan dengan suhu 150C didinginkan terlebih dahulu dicooler(C-02)osampai suhu 30C. Kemudian dimasukkan keRotary Dryer(RD) untukodikeringkan dengan efisiensi 72%. Selanjutnya dalampellet mill(PM)strand dipotong menjadi bentukpellet, kemudian HIP akan di teruskan kescrener(SC-02) untuk mendapatkan keseragaman ukuran dan selanjutnyaHIP akan dimasukkan ke dalam unit pengantongan pada gudang (G03).2.10.Flowsheet15

a.GPPS Flowsheetb.EPS Flowsheetc.HIPS Flowsheet2.12. Tinjauan Termodinamika16 Untuk menentukan sifat reaksi apakah berjalan secara eksotermisatau endotermis, maka perlu pembuktian dengan menggunakan panaspembentukan standar ( Hf) pada tekanan 1 atm dan suhu 298,15 K darireaktan dan produk.CHCHCHCHCHCH+H2Fe2O36523652EtilBenzenStirena-69.87Hreaksi = Hproduk - HreaktorfffHCHCHCH= -69.87 kJ/molf652HH2 = 0 kJ/molfHCHCHCH= -12.5 kJ/molf6523Hreaksi = Hproduk - Hreaktorfff= (-69.87+0) (-12.5)Hreaksi = -57.37 kJ/molfDari perhitungan Hreaksi di atas, maka dapat disimpulkan bahwafreaksi pembentukan stirena bersifat eksotermis.Reaksi bersifat dapat balik (reversibel) atau searah (irreversibel) dapatditentukan secara termodinamika, yaitu berdasarkan persamaanVant Hoff=(2.1)Dengan,= -RT ln K (2.2)Sehingga,=(2.3)Jika H merupakan perubahan enthalpy standar (panas reaksi) dan dapatdiasumsikan konstan terhadap suhu, maka persamaan (2.3) dapatdiintegralkan menjadi :ln= -(-) (2.4)data data energi Gibbs (Gibbs heat of formation)17

GCHCHCH= -67.4 kJ/molf652GH=0 kJ/molf2GCHCHCH= 130.7 kJ/molf6523G= Gproduk - GreaktanReaksi298298Gtotal =(-67.4+0) (130.7)f= -198.1 kJ/molKonstanta kesetimbangan reaksi standart pada suhu 298,15 K dapat dihitung,dengan:GKexpRTkJ198.1molKexpkJ8.314molK298,15KooKexp0.0799K1.0832Harga K yang sangat besar menunjukkan menunjukkan bahwa reaksipembentukan polistirena bersifat searah (irreversibel).Berikut ini grafik hubungan suhu vs % konversi yang diperoleh dalamtinjauan termodinamika:Grafik keseimbangan konversi pada tinjauan thermodinamika didapatdari persamaan berikut :(Reff : Levenspiel, 1999)18 Contoh Perhitungan Tinjauan Termodinamika :RumusG = -RT ln KlnK=x =1.ln K =K = 1.1265x == 0.532.ln K=K = 1.0827x == 0.523.ln K=K = 1.0613x == 0.515Grafik II.1. Grafik Hubungan Suhu dan % Konversi (Termodinamika)Suhu %konversi200 53300 52400 51.5500 51.2600 5119 700 50.8800 50.7900 50.653.55352.55251.5Tinjauan51Thermodinamika50.55049.549Suhu K200 300 400 500 600 700 800 900Grafik II.1. Grafik Hubungan Suhu dan % Konversi (Termodinamika)2.13. Tinjauan KinetikaTinjauan Kinetika ReaksiSecara umum derajat kelangsungan reaksi ditentukan oleh konstantakecepatan reaksi (k), orde reaksi dan konsentrasi reaktan.Persamaan kecepatan reaksi pembentukan polistirena adalah sebagaiberikut :kc =(ref. Westerterp)Pada T = 137Ckc = konstanta kecepatan reaksi20 kb = konstanta Boltzman = 2,04666 kal/molh = konstanta Planck = 9,8204391 x kal.s /gmolK = probabilitas reaksi, asumsi =1G = ener gi bebas Gibbs = -42750 kkal/molk = 3,126 x 1010m3/kgmol.detikuntuk reaksi yang bersifat eksotermis, maka kenaikan suhu akanmenaikkan kecepatan reaksi. Dari segi termodinamika, temperaturtertinggi yang dipilih mempertimbangkan pembentukan produk kristalyang terjadi.Dengan menggunakan persamaan Arhenius :Dimana :k = konstanta kecepatan reaksiA = factor frekuensi gas idealR = konstanta gas idealT = suhu absoluteDalam hubungan ini:= 6189.9T = 410Kk = konstanta kecepatan reaksi (lt/kmol dt)k pada temperature operasi 410K adalah sebesar 9.3.10lt/kmol dt-4Dari persamaan di atas, maka untuk mempercepat reaksi perludilakukan usaha-usaha untuk memperbesar harga k, yaitu dengan jalanmemperbesar harga A dan T, serta memperkecil harga E.21 Reaksi pembentukan polistirena adalah reaksi reversibel orde satu,jadi persamaan yang digunakan untuk mencari konversi adalah:(Reff: Levenspiel, 1999)Contoh Perhitungan Grafik Tinjauan Kinetika :Dari rumusk = A-ln(1-X)=ktAt = 27360 detik1.k = 0.122444 e-6189/200k = 4.433 x 10-15-ln(1-X)=ktA(1-X)=0.999AX= 1.213 x 10-10A2.k = 0.122444 e-6189/300k = 1.34 x 10-10-ln(1-X)=ktA(1-X)=0.999963AX= 3.67 x 10-6A3.k = 0.122444 e-6189/400k = 2.329 x 10-8-ln(1-X)=ktA(1-X)=0.99936AX= 6.37 x 10-4ABerikut ini grafik hubungan suhu vs % konversi yang diperolehdalam tinjauan kinetika:Tabel II.2. Hubungan Suhu dan % Konversi (Kinetika)Suhu %Konversi22 200 0.00000001213300 0.000367400 0.0637500 1.398600 10.5700 38.35800 76.8900 96.8Grafik Hubungan Suhu Vs % Konversi120%100Ko80n60vTinjauan Kinetikae40rs20i0Suhu K200 300 400 500 600 700 800 900Grafik II.2. Grafik Hubungan Suhu dan % Konversi (Kinetika)Faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi :1.SuhuBila suhu dinaikkan maka kecepatan reaksi akan meningkat.Akibatnya reaksi akan berjalan dengan cepat.2.Katalis23 Katalis dapat menurunkan energy aktivasi (E). Dengan berkurangnyaenergy aktivasi maka harga K akan naik sehingga laju kecepatanreaksi akan bertambah cepat pula.Tjukup Marnoto dan Endang SulistyowatiPengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam IndonesiaTeknik Kimia, Fak Teknologi Industri, UPN Veteran Yogyakarta.Grafik Konversi VS Suhu untuk Kondisi OptimumPada saat komposisi keseimbangan, perubahan konversiterhadaptemperatur pada suatu reaksi dapat ditinjau secara dua aspek, yaitumelalui tinjauan thermodinamika dan tinjauan kinetika. Hubungan antaratemperatur dan konversi dalam reaksi pembentukan polistirena dalamtinjauan thermodinamika dan kinetika ditunjukkan pada data berikut :Grafik Hubungan Suhu Vs % Konversi100908070Tinjauan Kinetika6050TinjauanThermodinamika403020100200 300 400 500 600 700 800 900Grafik II.3. Grafik Hubungan Suhu dan % Konversi (KondisiOptimum)Dari hasil perhitungan yang ditinjau dari tinjauan thermodinamikadan kinetika diperoleh titik suhu optimum, yaitu pada suhu 720 K dengan24 konversi 50.78%. sedangkan produksi polistiren pada pabrik suhu yangdibutuhkan hanya 410 K dengan konversi 85%.Penyimpangan terjadi karena proses produksi hanya membutuhkanwaktu 1 jam. Seharusnya produksi polistirena membutuhkan waktu yangmaksimal agar terjadi reaksi sempurna, mengingat agar cepat mendapatkanproduk polistirena dan segera dipasarkan. Apabila menunggu sampaiwaktu maksimum, maka dibutuhkan waktu yang sangat lama. Selain itu,reaksi pembentukan polistirena merupakan eksotermis yang menghasilkanpanas. Reaksi ini terjadi pada suhu 410 K. Apabila reaksi terjadi pada suhuyang sangat tinggi maka, sangat berbahaya dan produk yang dihasilkankurang maksimal.Untuk meningkatkan konversi bisa diatasi dengan menggunakankatalis FeO. Katalis ini akan mengurangi energi aktivasi dan23meningkatkan kecepatan reaksi pembentukan polistirena.http://bilangapax.blogspot.com/2011/02/polistirena.html25 BAB IIIPENUTUP3.1.KesimpulanPolystyrene adalah sebuah aromatik polimer yang dibuat dariaromatik monomer styr ene, cairan hidrokarbon yang secara komersialdiproduksi dari minyak bumi oleh di industri kimia.Polystyrene merupakan senyawa berbentuk Kristal bening yangmempunyai sifat elektris yang baik, derajat kekerasan yang tinggi, tahanterhadap panas, mudah dalam pewarnaan, permukaan yang halus dan lowtoxity.Polystyrene dibuat melalui beberapa tahapan reaksi, yaitu tahapaninisiasi, tahapan propagasi, dan tahapan terminasi. Sedangkan contoh prosesproduksinya adalah bulk-batch, bulk-continuous, polimerisasi suspensi, danpolimerisasi eemulsi.Berdasarkan analisa data yang telah diperoleh, maka disimpulkanbahwa potensi pasar dari produk polistrena di Indonesia masih luas karenasetiap tahun permintaan produk polistirena semakin meningkat.3.2.Sarana.Saran Untuk ProdusenPendirian pabrik polistirena semakin cepat semakin baik, karena kekebutuhan dalam negeri akan polystirena semakin tahun semakintinggib.Saran Untuk KonsumenHindari pengunaan polistirena berlebih karena dapat mencemarilingkunganHindari penggunaan polistirena sebagai tempat makanan dengansuhu tinggi karena dapat terjadi kontaminasi pada makanan olehpolistirena.c.Saran Untuk bidang IPTEKDiharapkan ditemukannya bahan baku pengganti untuk sterofoamyang lebih ramah lingkungan dan lebih mudah terurai oleh alam.26 DAFTAR PUSTAKALevenspiel, O. 1957. Chemical Reaction Engineering. New York: Mc GrawHill Book Co.Perry, R.H. and Green, D.W., 1997, Perrys Chemical Engineers Handbook, 7thed., Mc. Graw-Hill Book Company, New York.Smith,J.M., H.C.Van Ness., M.M.Abbott. 2001. Introduction to ChemicalEngineering Thermodynamics sixth ed. Singapore : Mc Graw Hill Bookhttp://bilangapax.blogspot.com/2011/02/polistirena.htmlhttp://elib.unikom.ac.id/files/disk1/532/jbptunikompp-gdl-rizkyrachm-26569-6babiv.pdfhttp://serbamurni.blogspot.com/2012/02/contoh-laporan-cstr-continuous-stirred.htmlselvyfransisca.files.wordpress.com/2011/07/makalah-asam-asetat.docxWikipedia.com/polystyrene.html27