Petrokimia

Petrokimia (terkadang disingkat petchems^[1]) adalah produk kimia yang diperoleh dari minyak bumi melalui pemurnian. Beberapa senyawa kimia yang dibuat dari minyak bumi juga dapat diperoleh dari bahan bakar fosil lainnya, seperti batu bara atau gas alam, maupun dari sumber terbarukan seperti jagung, buah kelapa sawit, atau tebu.

Dua golongan petrokimia yang paling umum adalah olefin (termasuk etilena dan propilena) serta senyawa aromatik (termasuk benzena, toluena, dan isomer xilena).

Kilang minyak menghasilkan olefin dan senyawa aromatik melalui perengkahan katalitik fluida terhadap fraksi minyak bumi. Pabrik kimia menghasilkan olefin melalui perengkahan uap cairan gas alam seperti etana dan propana. Senyawa aromatik dihasilkan melalui reformasi katalitik nafta. Olefin dan senyawa aromatik merupakan bahan dasar untuk berbagai macam material seperti pelarut, deterjen, dan perekat. Olefin merupakan bahan dasar untuk polimer dan oligomer yang digunakan dalam plastik, resin, serat, elastomer, pelumas, dan gel.^[2][3]

Produksi global etilena mencapai 190 juta ton dan propilena mencapai 120 juta ton pada tahun 2019.^[4] Produksi senyawa aromatik sekitar 70 juta ton. Industri petrokimia terbesar terletak di Amerika Serikat dan Eropa Barat; namun, pertumbuhan kapasitas produksi baru yang besar terjadi di Timur Tengah dan Asia. Perdagangan petrokimia antarkawasan berlangsung dalam skala besar.

Petrokimia primer dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan struktur kimianya:

• Olefin mencakup etena, propena, butena dan butadiena. Etilena dan propilena merupakan sumber penting bahan kimia industri dan plastik. Butadiena digunakan dalam pembuatan karet sintetis.
• Aromatik mencakup benzena, toluena, dan xilena yang secara keseluruhan disebut BTX dan terutama diperoleh dari kilang minyak bumi melalui ekstraksi dari reformate yang dihasilkan dalam reformer katalitik menggunakan nafta yang diperoleh dari kilang minyak bumi. Sebagai alternatif, BTX dapat diproduksi melalui aromatisasi alkana. Benzena merupakan bahan baku untuk pewarna dan deterjen sintetis, sedangkan benzena dan toluena digunakan untuk isosianat MDI dan TDI yang digunakan dalam pembuatan poliuretan. Produsen menggunakan xilena untuk menghasilkan plastik dan serat sintetis.
• Gas sintesis adalah campuran karbon monoksida dan hidrogen yang digunakan untuk menghasilkan metanol dan bahan kimia lainnya. Steam cracker tidak boleh disamakan dengan pabrik reformasi uap yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen bagi produksi amonia. Amonia digunakan untuk membuat pupuk urea, sedangkan metanol digunakan sebagai pelarut dan bahan kimia antara.
• Metana, etana, propana, dan butana yang terutama diperoleh dari pabrik pengolahan gas alam.
• Metanol dan formaldehida.

Pada tahun 2007, jumlah etilena dan propilena yang dihasilkan dalam steam cracker masing-masing sekitar 115 Mt (megaton) dan 70 Mt.^[5] Kapasitas produksi etilena dari steam cracker berukuran besar mencapai 1,0–1,5 Mt per tahun.^[6]

Diagram di samping secara skematis menggambarkan sumber hidrokarbon utama dan proses yang digunakan dalam produksi petrokimia.^[2][3][7][8]

Seperti bahan kimia komoditas, petrokimia diproduksi dalam skala yang sangat besar. Unit manufaktur petrokimia berbeda dari pabrik bahan kimia komoditas karena sering menghasilkan sejumlah produk yang saling berkaitan. Hal ini berbeda dengan manufaktur bahan kimia khusus dan bahan kimia murni, yang produknya dibuat melalui proses batch yang terpisah.

Petrokimia terutama diproduksi di beberapa lokasi manufaktur di seluruh dunia, misalnya di Kota Industri Jubail dan Yanbu di Arab Saudi, Texas dan Louisiana di AS, Teesside di Inggris Timur Laut di Britania Raya, Tarragona di Catalonia, Rotterdam di Belanda, Antwerpen di Belgia, Jamnagar dan Dahej di Gujarat, India, serta Singapura. Tidak semua bahan petrokimia atau bahan kimia komoditas yang diproduksi oleh industri kimia dibuat di satu lokasi yang sama, tetapi kelompok bahan yang saling berkaitan sering diproduksi di pabrik-pabrik yang berdekatan untuk menciptakan simbiosis industri serta efisiensi material dan utilitas dan manfaat skala ekonomi lainnya. Dalam terminologi teknik kimia, hal ini dikenal sebagai manufaktur terintegrasi. Perusahaan bahan kimia khusus dan bahan kimia murni terkadang ditemukan di lokasi manufaktur yang sama dengan petrokimia, tetapi dalam kebanyakan kasus tidak memerlukan tingkat infrastruktur berskala besar yang sama (misalnya jaringan pipa, penyimpanan, pelabuhan, dan listrik) sehingga dapat ditemukan di kawasan bisnis multisektor.

Lokasi manufaktur petrokimia berskala besar memiliki klaster unit manufaktur yang berbagi utilitas dan infrastruktur berskala besar seperti pembangkit listrik, tangki penyimpanan, fasilitas pelabuhan, serta terminal jalan dan kereta api. Di Britania Raya, misalnya, terdapat empat lokasi utama untuk manufaktur semacam itu: di dekat Sungai Mersey di Inggris Barat Laut, di Humber di pantai timur Yorkshire, di Grangemouth dekat Firth of Forth di Skotlandia, dan di Teesside sebagai bagian dari Northeast of England Process Industry Cluster (NEPIC). Untuk menunjukkan tingkat pengelompokan dan integrasi tersebut, sekitar 50% petrokimia dan bahan kimia komoditas Britania Raya diproduksi oleh perusahaan-perusahaan klaster industri NEPIC di Teesside.

Sejarah

Pada tahun 1835, Henri Victor Regnault, seorang kimiawan Prancis, meninggalkan vinil klorida di bawah sinar matahari dan menemukan padatan putih di dasar labu yang merupakan polivinil klorida. Pada tahun 1839, Eduard Simon secara tidak sengaja menemukan polistirena dengan menyuling balsam storaks. Pada tahun 1856, William Henry Perkin menemukan pewarna sintetis pertama, mauveine. Pada tahun 1888, Friedrich Reinitzer, seorang ilmuwan tumbuhan Austria, mengamati bahwa kolesteryl benzoat memiliki dua titik leleh yang berbeda. Pada tahun 1909, Leo Hendrik Baekeland menemukan bakelit yang dibuat dari fenol dan formaldehida. Pada tahun 1920, Union Carbide membangun pabrik petrokimia pertama di dunia di Virginia Barat.^[9] Pada tahun 1928, bahan bakar sintetis ditemukan menggunakan proses Fischer–Tropsch. Pada tahun 1929, Walter Bock menemukan karet sintetis Buna-S yang terbuat dari stirena dan butadiena dan digunakan untuk membuat ban mobil. Pada tahun 1933, Otto Röhm mempolimerisasi kaca akrilik pertama, metil metakrilat. Pada tahun 1935, Michael Perrin menemukan polietilena. Pada tahun 1937, Wallace Hume Carothers menemukan nilon. Pada tahun 1938, Otto Bayer menemukan poliuretan. Pada tahun 1941, Roy J. Plunkett menemukan Teflon. Pada tahun 1946, ia menemukan poliester. Botol polietilena tereftalat (PET) dibuat dari etilena dan para-xilena. Pada tahun 1949, Fritz Stastny mengubah polistirena menjadi busa. Setelah Perang Dunia II, polipropilena ditemukan pada awal 1950-an. Pada tahun 1965, Stephanie Kwolek menemukan Kevlar.^[10]

Olefin

Berikut adalah sebagian daftar petrokimia komersial utama dan turunannya:

• etilena – olefin paling sederhana; digunakan sebagai bahan baku kimia dan perangsang pematangan
  • polietilena – etilena yang dipolimerisasi; LDPE, HDPE, LLDPE
  • etanol – melalui hidrasi etilena (penambahan air melalui reaksi kimia)
  • etilena oksida – melalui oksidasi etilena
    • etilena glikol – melalui hidrasi etilena oksida
      • pendingin mesin – campuran etilena glikol, air, dan inhibitor
      • poliester – salah satu dari beberapa polimer dengan ikatan ester dalam rantai utama
    • eter glikol – melalui kondensasi glikol
    • etoksilat
  • vinil asetat^[11]
  • 1,2-dikloroetana
    • trikloroetilena
    • tetrakloroetilena – juga disebut perkloroetilena; digunakan sebagai pelarut pembersih kering dan penghilang lemak
    • vinil klorida – monomer untuk polivinil klorida
      • polivinil klorida (PVC) – jenis plastik yang digunakan untuk pipa, tabung, dan berbagai keperluan lainnya

• propilena – digunakan sebagai monomer dan bahan baku kimia
  • isopropil alkohol – 2-propanol; sering digunakan sebagai pelarut atau alkohol gosok
  • akrilonitril – berguna sebagai monomer dalam pembentukan Orlon, ABS
  • polipropilena – propilena yang dipolimerisasi
  • propilena oksida^[12]
    • poliol polieter – digunakan dalam produksi poliuretan
    • propilena glikol – digunakan dalam pendingin mesin^[13] dan cairan penghilang es pesawat
    • eter glikol – dari kondensasi glikol
  • asam akrilat
    • polimer akrilik
  • alil klorida
    • epiklorohidrin – kloro-oksirana; digunakan dalam pembentukan resin epoksi
      • resin epoksi – jenis perekat yang mengalami polimerisasi dari bisfenol A, epiklorohidrin, dan beberapa amina
• butena
  • isomer butilena – berguna sebagai monomer atau komonomer
    • isobutilena – bahan baku untuk membuat metil tert-butil eter (MTBE) atau monomer untuk kopolimerisasi dengan sejumlah kecil isoprena guna membuat karet butil
  • 1,3-butadiena (atau buta-1,3-diena) – suatu diena yang sering digunakan sebagai monomer atau komonomer untuk polimerisasi menjadi elastomer seperti polibutadiena, karet stirena-butadiena, atau plastik seperti akrilonitril-butadiena-stirena (ABS)
    • karet sintetis – elastomer sintetis yang dibuat dari satu atau lebih monomer petrokimia (biasanya) seperti 1,3-butadiena, stirena, isobutilena, isoprena, kloroprena; polimer elastomer sering dibuat dengan persentase tinggi monomer diena terkonjugasi seperti 1,3-butadiena, isoprena, atau kloroprena
• olefin yang lebih tinggi
  • poliolefin – seperti polialfaolefin, yang digunakan sebagai pelumas
  • alfa-olefin – digunakan sebagai monomer, komonomer, dan prekursor kimia lainnya. Sebagai contoh, sejumlah kecil 1-heksena dapat dikopolimerisasi dengan etilena menjadi bentuk polietilena yang lebih fleksibel.
  • olefin tinggi lainnya
  • alkohol deterjen

Aromatik

Petrokimia aromatik yang paling penting secara ekonomi adalah fraksi BTX (benzena, toluena, dan campuran xilena), yang diperoleh dari nafta melalui distilasi fraksional. Distilat yang lebih berat mengandung senyawa aromatik yang lebih berat. Naftalena, senyawa poliaromatik paling sederhana, ditemukan dalam minyak mentah dan ter batu bara.^[14] Senyawa aromatik terberat yang ditemukan dalam bitumen disebut asphalten.^[15]

• benzena – hidrokarbon aromatik paling sederhana
  • etilbenzena – dibuat dari benzena dan etilena
    • stirena – dibuat melalui dehidrogenasi etilbenzena; digunakan sebagai monomer
      • polistirena – polimer dengan stirena sebagai monomer
  • kumena – isopropilbenzena; bahan baku dalam proses kumena
    • fenol – hidroksibenzena; sering dibuat melalui proses kumena
    • aseton – dimetil keton; juga sering dibuat melalui proses kumena
    • bisfenol A – jenis fenol "ganda" yang digunakan dalam polimerisasi resin epoksi dan pembuatan jenis polikarbonat yang umum
      • resin epoksi – jenis perekat yang mengalami polimerisasi dari bisfenol A, epiklorohidrin, dan beberapa amina
      • polikarbonat – polimer plastik yang dibuat dari bisfenol A dan fosgen (diklorida karbonil)
    • pelarut – cairan yang digunakan untuk melarutkan material; contoh yang sering dibuat dari petrokimia meliputi etanol, isopropil alkohol, aseton, benzena, toluena, dan xilena
  • sikloheksana – hidrokarbon alifatik siklik berkarbon 6 yang terkadang digunakan sebagai pelarut nonpolar
    • asam adipat – asam karboksilat berkarbon 6 yang dapat menjadi prekursor dan digunakan sebagai komonomer bersama suatu diamina untuk membentuk kopolimer nilon bergantian
      • nilon – jenis poliamida, beberapa di antaranya merupakan kopolimer bergantian yang terbentuk dari kopolimerisasi asam dikarboksilat atau turunannya dengan diamina
    • kaprolaktam – amida siklik berkarbon 6
      • nilon – jenis poliamida, beberapa di antaranya dihasilkan melalui polimerisasi kaprolaktam
  • nitrobenzena – dapat dibuat melalui nitrasi tunggal benzena
    • anilina – aminobenzena
      • metilena difenil diisosianat (MDI) – digunakan sebagai komonomer dengan diol atau poliol untuk membentuk poliuretan, atau dengan di- atau poliamina untuk membentuk poliurea
  • alkilbenzena – jenis umum hidrokarbon aromatik yang dapat digunakan sebagai prekursor untuk sulfonat surfaktan (deterjen)
    • deterjen – sering mencakup jenis surfaktan seperti alkilbenzena sulfonat dan nonilfenol etoksilat
  • klorobenzena

• toluena – metilbenzena; dapat digunakan sebagai pelarut atau prekursor untuk bahan kimia lainnya
  • benzena
  • toluena diisosianat (TDI) – digunakan sebagai komonomer dengan poliol polieter untuk membentuk poliuretan atau dengan di- atau poliamina untuk membentuk poliurea poliuretan
  • asam benzoat – karboksibenzena
    • kaprolaktam

• campuran xilena – salah satu dari tiga isomer dimetilbenzena, dapat digunakan sebagai pelarut tetapi lebih sering sebagai bahan kimia prekursor
  • orto-xilena – kedua gugus metil dapat dioksidasi untuk membentuk asam (orto-)ftalat
    • anhidrida ftalat
  • para-xilena – kedua gugus metil dapat dioksidasi untuk membentuk asam tereftalat
    • dimetil tereftalat – dapat dikopolimerisasi untuk membentuk poliester tertentu
      • poliester – meskipun terdapat banyak jenis, polietilena tereftalat dibuat dari produk petrokimia dan digunakan secara luas di stasiun pengisian bahan bakar
    • asam tereftalat murni – sering dikopolimerisasi untuk membentuk polietilena tereftalat
      • poliester
  • meta-xilena
    • asam isoftalat
      • resin alkid
      • resin poliamida
      • poliester tak jenuh

Lihat juga

• Minyak bumi – cairan kental yang mudah terbakar
• Produk minyak bumi
• Petrodolar – bahan kimia dari bahan bakar fosil
• Negara petro – bahan kimia dari bahan bakar fosil
• Instrumentasi dalam industri petrokimia – bahan kimia dari bahan bakar fosil
• Organisasi Negara-Negara Pengekspor Minyak Bumi – Organisasi internasional negara-negara pengekspor minyak bumi
• Konferensi Industri Petrokimia Asia – bahan kimia dari bahan bakar fosil (APIC)
• Northeast of England Process Industry Cluster – bahan kimia dari bahan bakar fosil (NEPIC)

Referensi

Pranala luar

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Petrochemicals.

Templat:Branches of chemistry

Basis data pengawasan otoritas
Nasional	Amerika Serikat Republik Ceko Israel
Lain-lain	Yale LUX