PENENTUAN PERSEN VOLUME FRAKSI MINYAK MENTAH (CRUDE

PENENTUAN PERSEN VOLUME FRAKSI MINYAK MENTAH (CRUDE PETROLEUM) DENGAN METODE DISTILASI SECARA ASTM D-86 DI PT. PERTAMINA EP REGION SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU

KARYA ILMIAH

DEWI SARTIKA 062409068

PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

2

PENENTUAN PERSEN VOLUME FRAKSI MINYAK MENTAH (CRUDE PETROLEUM) DENGAN METODE DISTILASI SECARA ASTM D-86 DI PT.PERTAMINA EP REGION SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU KARYA ILMIAH Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mendapatkan ijazah Ahli Madya pada program Diploma-3 Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. DEWI SARTIKA 062409068

PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009


3

PERSETUJUAN

Judul

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: PENENTUAN PERSEN VOLUME FRAKSI MINYAK MENTAH (CRUDE PETROLEUM) DENGAN METODE DISTILASI SECARA ASTM D-86 DI PT. PERTAMINA EP REGION SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU : KARYA ILMIAH : DEWI SARTIKA : 062409068 : DIPLOMA (D-3) KIMIA INDUSTRI : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diketahui Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Pembimbing,

(DR. Rumondang Bulan, M.S) NIP. 131 459 466 NIP. 131 684 894

(Dr.Thamrin, M.Sc)


4

PERNYATAAN

PENENTUAN PERSEN VOLUM FRAKSI MINYAK MENTAH (CRUDE PETROLEUM) DENGAN METODE DISTILASI SECARA ASTM D-86 DI PT.PERTAMINA EP REGION SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Juni 2009

DEWI SARTIKA 062409068


5

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat TuhanYesus Kristus atas segala limpahan berkat dan rahmat-Nya yang selalu dirasakan penulis hingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul “Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara ASTM D-86 Di PT.Pertamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu”

Karya ilmiah ini merupakan hasil kerja praktek di PT. Pertamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu. Karya ilmiah ini merupakan salah satu persyaratan akademik mahasiswa untuk memperoleh gelar Ahli Madya Diploma-3 untuk program studi Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Karya ilmiah ini dapat disusun dan diselesaikan berkat bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang setulusnya kepada : 1.

Bapak Dr.Thamrin, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam penyusunan karya ilmiah ini.

2.

Ibu DR.Rumondang Bulan, MS, selaku ketua Departemen Kimia dan Bapak Prof Dr. Harry Agusnar, M Sc., M.Phill selaku ketua Program studi D-3 Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3.

Seluruh Dosen dan Staff Pengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4.

Seluruh Staff dan Karyawan di PT. Pertamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu yang dengan tulus memberikan pengarahan kepada penulis.


6

5.

Sahabat-sahabatku terkasih Cia Wei, Batax, Pu3, Elbut, Gaga Mie, Floflo, SMS, Montella, Meriah, C_Item, Kem, Nde Lobet, Mimbur, dan Titik kamal alias Juli, tank u 4 our Friendship and l hope we will always keep that..!!! i LUV u aLL = )”

6.

Teman-teman tercinta angkatan 2006 semuanya, Ivo, Erix, Jefry, Firman, Unan, Upeh, Imel, Arinong, Dewi, ito Awal de el el.

Khususnya buat orangtua penulis P. Siregar dan N. Sitorus yang terhormat dan saudaraku tercinta K’Yusnita, K’Sari, dek Darwin, dan dek Sri. Penulis ucapkan terimakasih yang tak terhingga atas segala usaha, semangat, dan moril yang diberikan serta doa yang selalu dipanjatkan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini tepat pada waktunya. Semoga Tuhan kita Yesus Kristus membalas kebaikan yang kalian berikan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyajian karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna mengingat keterbatasan kemampuan dan waktu yang ada, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan karya ilmiah ini. Penulis juga berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Medan,

Juni 2009

Penulis


7

ABSTRAK

Minyak mentah hasil pengeboran mengandung berbagai macam fraksi. Besarnya jumlah fraksi-fraksi yang terdapat dalam minyak mentah dapat diukur dengan persen volume. Persen volume masing-masing fraksi minyak mentah juga berbeda-beda. Untuk menentukan persen volume fraksi minyak mentah digunakan metode distilasi secara ASTM D-86 di mana metode ini adalah salah satu bagian dari parameter fisik minyak bumi dalam Laboratorium Analisis Minyak Bumi dan Gas Alam PT. Pertamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu. Dan persen volume fraksi yang didapat dari minyak mentah tersebut adalah bensin sebesar 63,3 % volum, kerosin sebesar 12,0 % volum, solar sebesar 7,3 % volum, dan residu sebesar 7,3 % volum.


8

ABSTRACT

THE DETERMINING OF VOLUM OF FRACTION OF CRUDE PETROLEUM BY DISTILATION METHODE BY ASTM-D 86 IN PT.PERTAMINA EP REGION SUMATERA FILED PANGKALAN SUSU

Crude petroleum result of drilling consist of various fraction. The total big of fraction which there from crude petroleum can measure with volum. Volum of fraction each crude petroleum was different. To determine volum of crude petroleum fraction is used distillation methode by crude petroleum by ASTM D-86. Which this methode is the one of part of parameter analysis of Crude Petroleum in Laboratory of Analysis Crude Petroleum and Nature Gasses in PT. Pertamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu. And volum that we can get from crude petroleum is gasoline 63,3 % volum, kerosene 12,0 % volum, diesel fuel 7,3 % volum, and residue 7,3 % volum.


9

DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar

ii iii iv vi vii viii x xi

BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 1.3 Tujuan 1.4 Manfaat

4 4 5

BAB 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Komposisi Minyak Bumi 2.1.1 Senyawa Hidrokarbon 2.1.2 Senyawa Bukan Hidrokarbon 2.1.2.1 Komposisi Elementer Minyak Bumi

6 7 8 14

2.2 Sifat Minyak Bumi 2.2.1 Sifat Fisik Kimia Minyak Bumi 2.3 Uji Minyak Bumi dan Produknya 2.3.1 Parameter Analisa Minyak Bumi 2.4 Distilasi Minyak Bumi 2.4.1 Distilasi Produk Minyak Bumi 2.4.2 Distilasi Terhadap Fraksi Bensin, Nafta, Kerosin, Produk Sejenisnya 2.5 Fraksi Minyak Bumi 2.5.1 Fraksi-Fraksi Minyak Bumi dan Kegunaannya BAB 3 Metodologi 3.1 Peralatan 3.2 Bahan 3.3 Prosedur Percobaan

16 16 19 19 22 23 24 26 27

28 28 28

BAB 4 Hasil dan Pembahasan Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

10

4.1. Hasil 4.1.1 Data Analisis 4.1.2 Perhitungan 32 4.2 Pembahasan BAB 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran Daftar Pustaka Lampiran

30 30

35

36 37 38


11

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.5 Fraksi Minyak Bumi Tabel 4.1.1 Volume Distilat yang dihasilkan (ml) pada Variasi Suhu (T oC)

27 31


12

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1.1 Struktur molekul n-butan dan i-butan

8


13

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Minyak bumi (petroleum = rock oil) terbentuk dari endapan sisa-sisa mikroorganisme laut berjuta-juta tahun lamanya. Minyak bumi yang juga dijuluki dengan emas hitam, berbentuk cairan kental, coklat gelap atau kehijauan yang mudah terbakar yang berada dilapisan atas dari kerak bumi ini adalah campuran yang sangat kompleks, kebanyakan terdiri dari senyawa hidrokarbon seri alkana dengan komposisi dan kemurnian yang berbeda – beda, sehingga memiliki kualitas dan manfaat yang berbeda-beda pula.

Untuk mengetahui mutu dan manfaat kandungan minyak bumi tersebut, ada beberapa parameter analisa minyak bumi yang digunakan yang terbagi dalam 2 parameter yaitu parameter fisik dan parameter kimia. Parameter kimia tersebut seperti: kandungan sulfur, kandungan air dan kandungan garam, sementara parameter fisika nya antara lain berat jenis (specific gravity), tekanan uap reid, warna, viskositas kinematis, temperatur distilasi, titik nyala, titik tuang dan titik sambar.

Pemisahan minyak bumi menjadi fraksi fraksinya seperti bensin, kerosin, solar dan residu dapat dilakukan dengan metode distilasi secara ASTM D-86 di mana fraksi tersebut akan dipisahkan berdasarkan pada perbedaan volatilitas masing-masing fraksi


14

seperti bensin memiliki titik didih 0-200 oC, kerosin 200-265 oC, solar 265-320 oC, dan residu >320 oC.

Dalam distilasi ini , 100 mililiter contoh didistilasi menurut prosedur tertentu. Selama distilasi dilakukan pengamatan dan pencatatan suhu thermometer dan volume distilat yang tertampung.

Yang perlu dilaporkan dalam uji distilasi ini yaitu : Titik didih awal (initial boiling point - IBP), yaitu suhu dimana distilat pertamatama menetes dari ujung kondensor. Suhu pada berbagai persentase distilasi, yaitu pada: 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 dan 95% distilasi. Titik didih akhir (end point - EP menurut ASTM atau final boiling point – FBP menurut IP), yaitu suhu tertinggi yang dicapai selama uji, yang biasanya terjadi setelah penguapan semua cairan dari dasar labu. Persen perolehan (percent recovery), yaitu persentase volume kondensat yang tertampung dalam gelas ukur penerima. Persen residu (percent residue), yaitu persentase volume residu yang tertinggal dalam labu. Persen perolehan total (percent total recovery), yaitu jumlah persen perolehan dan persen residu. Persen kehilangan (percent loss), yaitu 100 dikurangi dengan persen perolehan total. Persen teruapkan (percent evaporated), yaitu jumlah persen perolehan dengan persen kehilangan. Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

15

Dari data distilasi tersebut selanjutnya dapat dibuat kurve distilasi ASTM yang menunjukkan hubungan suhu dengan persen penguapan pada kondisi uji.

Minyak mentah mengandung senyawa-senyawa hidrokarbon yang tidak semuanya cocok untuk semua produk yang diinginkan. Misalnya adanya aromat di dalam fraksi kerosin atau fraksi minyak gas menyebabkan mutu kerosin atau minyak bahan baker diesel yang dihasilkan dari distilasi langsung minyak mentah tidak baik. Sebaliknya adanya aromat dalam fraksi bensin dalam minyak mentah, menyebabkan mutu bensin langsung (straight run gasoline) baik.

Uji distilasi bukanlah merupakan suatu uji rutin untuk fraksi minyak berat di dalam laboratorium. Untuk fraksi minyak berat seperti minyak bakar, residu, minyak pelumas, uji rutin dalam laboratorium adalah uji viskositas.

Setelah dijelaskan tentang penentuan persen volume fraksi minyak mentah dengan metode distilasi, maka untuk itulah penulis tertarik mengambil judul: “Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) dengan Metode Distilasi Secara ASTM D-86 Di PT.Petamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu”.


16

1.2 Permasalahan

-

Mutu minyak mentah dapat diketahui apakah baik atau buruk melalui parameter-parameter analisa minyak bumi, seperti flash point, distilasi, specific gravity, kadar sulfur dan kandungan airnya.

-

Dari sekian banyak parameter yang ditetapkan, salah satu parameter yang ditentukan adalah distilasi yang berdasarkan standarisasi ASTM (American Society Testing Materials) D-86 dan merupakan salah satu indikasi untuk mengetahui kualitas dan mutu dari suatu minyak bumi.

1.3 Tujuan

-

Untuk menentukan persen volume tiap-tiap fraksi minyak mentah secara laboratorium dengan metode distilasi.

-

Untuk mengetahui titik didih masing-masing fraksi yang terdapat dalam minyak mentah (crude petroleum).

-

Untuk mengetahui pengaruh volatilitas terhadap nilai IBP (Initial Boiling Point) dari minyak mentah.

-

Untuk mengetahui pengaruh viskositas terhadap nilai IBP (Initial Boiling Point) dari minyak mentah.

-

Untuk mengetahui pengaruh densitas terhadap nilai IBP (Initial Boiling Point) dari minyak mentah.


17

1.4 Manfaat

Uji distilasi dipakai pada hampir semua industri pengilangan minyak bumi. Percobaan ini dilakukan untuk memisahkan minyak bumi menjadi fraksinya masing – masing berdasarkan perbedaan titik didih sehingga diperoleh produk-produk minyak bumi berupa bensin alam, bensin motor, bensin pesawat terbang, nafta, kerosin minyak gas dan minyak bakar distilat dan produk minyak bumi yang serupa.


18

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Komposisi Minyak Bumi

Minyak bumi adalah suatu campuran yang sangat kompleks yang terutama terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon yaitu senyawa-senyawa organik di mana setiap molekulnya hanya mempunyai unsur karbon dan hidrogen saja. Di samping itu dalam minyak bumi juga terdapat unsur-unsur belerang, nitrogen, dan oksigen dan logamlogam khususnya vanadium, nikel, besi dan tembaga yang terdapat dalam jumlah yang relatif sedikit yang terikat senyawa-senyawa organik. Air dan garam hampir selalu terdapat dalam minyak bumi dalam keadaan terdispersi. Bahan-bahan bukan hidrokarbon ini biasanya dianggap sebagai kotoran karena pada umumnya akan memberikan gangguan dalam proses pengolahan minyak bumi dalam kilang minyak dan berpengaruh jelek dalam mutu produk.

Baik senyawa hidrokarbon maupun senyawa bukan hidrokarbon keduanya akan berpengaruh dalam menentukan cara-cara pengolahan yang dilakukan dalam kilang minyak.


19

2.1.1 Senyawa hidrokarbon

Walaupun senyawa hidrokarbon yang terdapat dalam minyak bumi sangat banyak jumlahnya, namun senyawa tersebut dapat dikelompokkan ke dalam tiga golongan senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa hidrokarbon paraffin, naften dan aromat. Di samping senyawa-senyawa tersebut, dalam produk minyak bumi juga terdapat senyawa hidrokarbon monoolefin dan diolefin, yang terjadi karena rengkahan dalam proses pengolahan minyak bumi dalam kilang, misalnya pada distilasi minyak mentah dan proses rengkahan.

Dalam minyak bumi ternyata bahwa senyawa-senyawa hidrokarbon paraffin, naften dan aromat tidak terdistribusi secara merata dalam semua fraksi. Senyawa hidrokarbon naften polisiklis dan poliaromatis tidak terdapat dalam fraksi ringan tetapi terdapat dalam fraksi berat. Makin berat fraksinya, kandungan poliaromat dan polinaften akan semakin besar.

Walaupun senyawa hidrokarbon yang menyusun minyak bumi hanyalah senyawa hidrokarbon paraffin, naften dan aromat, namun demikian komposisi minyak bumi adalah sangat kompleks sekali. Hal ini disebabkan karena senyawa-senyawa tersebut di samping berupa senyawa murni, juga dapat berupa senyawa gabungan antara senyawa hidrokarbon hidrokarbon paraffin – naften, paraffin - aromat, naftennaften (polinaften), naften – aromat, aromat - aromat (poliaromat), dan paraffin – naften -aromat dan kemungkinan kombinasi yang lain.

Di samping itu , adanya isomeri dalam senyawa hidrokarbon menyebabkan komposisi minyak bumi menjadi lebih kompleks lagi. Senyawa-senyawa isomer Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

20

adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul yang sama tetapi struktur molekulnya berlainan.

Misalnya senyawa hidrokarbon paraffin yang pertama-tama mempunyai isomer ialah senyawa hidrokarbon yang mempunyai 4 buah atom karbon yaitu butan. Butan (C4H10) mempunyai dua buah isomer yaitu n-butana dan i-butana, di mana struktur molekulnya masing-masing ditunjukkan oleh gambar berikut. Selanjutnya pentan C5H12, mempunyai 3 buah isomer dan heksan C6H14, mempunyai 5 buah isomer. Ternyata bahwa jumlah senyawa isomer dalam senyawa hidrokarbon sangat meningkat dengan bertambahnya jumlah atom karbon. Akhirnya susunan minyak bumi akan menjadi semakin betambah kompleks lagi, karena adanya senyawasenyawa bukan hidrokarbon yang mengandung atom unsur S, O, N dan logam-logam.

2.1.2 Senyawa Bukan Hidrokarbon

Senyawa bukan hidrokarbon yang terdapat dalam minyak bumi dan produknya adalah senyawa organik yang mengandung atom unsur belerang, oksigen, nitrogen dan


21

logam-logam. Lazimnya senyawa ini dianggap sebagai pengotor karena pengaruhnya yang tidak baik selama proses pengolahan minyak bumi dalam kilang minyak seperti korosi dan peracunan katalis ataupun pengaruhnya yang jelek terhadap mutu produk. Karena pengotor ini dapat larut dalam minyak bumi atau produknya, maka pengotor ini disebut pengotor oleofilik. Disamping itu, air dengan garam-garam yang terlarut di dalamnya, yang ikut minyak mentah dalam keadaan terdispersi dan tidak larut dalam fase minyak, disebut pengotor oleofobik.

a. Senyawa belerang Di samping sebagai senyawa belerang , di dalam minyak bumi belerang dapat juga terdapat sebagai unsur belerang yang terlarut, karena sedikit banyak belerang dapat larut dalam minyak bumi. Kadar belerang dalam minyak mentah berkisar dari 0,04 sampai 6%.

Minyak bumi Indonesia terkenal sebagai minyak bumi berkadar belerang rendah sampai sedang yang pada umumnya kandungannya kurang dari 1% berat. Apabila minyak mentah didistilasi, maka belerang akan terdistribusi sedemikian sehingga makin berat fraksinya kandungan belerangnya makin besar, dan kira-kira 95% berat dari belerang yang berasal dari umpan akan terdapat dalam fraksi minyak gas dan residu.

Adanya senyawa belerang dalam minyak bumi dan produknya perlu mendapat perhatian, karena senyawa ini dapat menimbulkan beberapa macam kerugian yaitu: a. Pencemaran udara Pencemaan udara pertama-tama dapat disebabkan oleh beberapa senyawa belerang yang berbau tidak sedap. Senyawa belerang yang berbau tidak sedap adalah Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

22

senyawa belerang yang mempunyai titik didih rendah, seperti hidrogen sulfid, belerang dioksid dalam gas buang hasil pembakaran, merkaptan sampai dengan enam atom karbon (titik didih sekitar 400 oF), sulfid sampai dengan delapan atom karbon (titik didih sekitar 350 oF) dan diantara disulfid hanya metil disulfid saja (titik didih 243 oF)

Selanjutnya pencemaran udara dapat juga terjadi karena gas belerang dioksid yang berasal dari gas buang terlarut di dalam kabut yaitu tetes-tetes halus air dalam udara. Hal ini dikenal dengan nama smog yang dapat terjadi di kota-kota industri besar yang selalu berkabut. Belerang dioksid yang berasal dari gas buang dapat juga mengakibatkan hujan asam.

Akhirnya hidrogen sulfid di samping mempunyai bau yang tidak enak, juga sangat beracun dimana konsentrasi 0,1% saja dalam udara sudah dapat mematikan dalam waktu setengah jam.

b. Korosi Korosi yang disebabkan oleh kebanyakan senyawa belerang terutama terjadi pada suhu diatas 300o F. Korosi ini akan merusakkan alat-alat pengolahan dalam kilang minyak. Khusunya alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi. Pada suhu rendah senyawa belerang yang bersifat korosif adalah hidrogen sulfid dan beberapa senyawa sulfid, disulfid dan boleh jadi merkaptan yang mempunyai titik didih rendah. Misalnya hidrogen sulfid dalam udara lembab akan mengubah besi menjadi besi sulfid yang rapuh.


23

Selanjutnya gas belerang dioksid dalam gas buang yang terjadi pada pembakaran bahan bakar minyak akan merusakkan cerobong

baja dan saluran

pembuangan gas buang hasil pembakaran mesin, apabila gas ini bereaksi dengan air membentuk asam.

c. Menurunkan angka oktan bensin Penurunan angka oktan oleh senyawa belerang tergantung kepada bensin jumlah dan tipe senyawa belerang. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Birch dan Stausfield ternyata bahwa penurunan angka oktan yang terbesar disebabkan oleh unsur belerang, merkaptan dan etil trisulfid, sedangkan monosulfid, tiofen dan karbon disulfid tidak berpengaruh. Penyelidikan menunjukkan bahwa 0,1 % belerang akan menurunkan angka oktan 0 sampai 2 satuan angka oktan.

Bensin straight run mengandung sebagian kecil dari belerang yang mula-mula ada dalam minyak mentah, tetapi bensin rengkahan mengandung belerang 2 sampai 10 kali lebih banyak dari pada bensin straight run, karena kondisi rengkahan menyebabkan terurainya senyawa belerang berat menjadi senyawa belerang yang mendidih dalam daerah didih bensin.

d. Menurunkan suseptibilitas bensin terhadap timbale tetraetil Yang dimaksud dengan suseptibilitas (susceptibility) bensin terhadap timbal tetraetil (tetraethyl lead = TEL) yaitu kenaikan angka oktan bensin apabila ke dalam satu gallon Amerika bensin ditambahkan satu sentimeter kubik timbale tetraetil. Fungsi TEL dalam bensin ialah untuk menaikkan angka oktan bensin. Sehingga untuk memperoleh angka oktan bensin dengan harga tertentu, maka bensin dengan kandungan belerang yang lebih tinggi memerlukan jumlah TEL yang lebih banyak Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

24

dibanding dengan bensin yang mempunyai kandungan belerang yang lebih rendah, dan ini berarti pula bahwa biayanya menjadi lebih mahal. Penurunan suseptibilitas bensin terhadap TEL, dapat ditunjukkan oleh percobaan Birch dan Stausfield yang menggunakan campuran heptan-oktan yang mempunyai angka oktan 65 dan etil disulfid dengan berbagai macam konsentrasi.

e. Meracuni katalis Pada proses reforming katalitik nafta atau bensin untuk membuat nafta atau bensin dengan angka oktan yang tinggi, adanya belerang dalam umpan nafta atau bensin dapat meracuni katalis platina. Sehingga pada proses reforming yang menggunakan katalis platina ini menjadi suatu keharusan bahwa kandungan belerang dalam umpan harus dibatasi serendah mungkin, maksimum 0,2 ppm.

b. Senyawa oksigen Kadar oksigen dalam minyak bumi bervariasi dari sekitar 0,1 sampai 2% berat. Oksidasi minyak bumi dengan oksigen karena kontak yang lama dengan udara juga dapat menaikkan kadar oksigen dalam minyak bumi.

Dalam minyak bumi, oksigen terutama terdapat sebagai asam organik yang terdistribusi dalam semua fraksi dengan konsentrasi yang tertinggi pada fraksi minyak gas. Asam organik tersebut terutama terdapat sebagai asam naftenat dan sebagian kecil sebagai asam alifatik. Asam naftenat mempunyai sifat sedikit korosif dan mempunyai bau tidak enak.


25

c. Senyawa nitrogen Kadar nitrogen dalam minyak bumi umumnya rendah, berkisar dari kurang 0,1% sampai 2% berat. Minyak yang mempunyai kadar belerang dan aspal tinggi, biasanya juga mempunyai kadar nitrogen tinggi. Senyawa nitrogen terdapat dalam semua fraksi minyak bumi, tetapi konsentrasinya makin tinggi dalam fraksi-fraksi yang mempunyai titik didih yang tinggi. Senyawa nitrogen yang terdapat dalam minyak bumi dapat dibagi menjadi senyawa nitrogen basa, yaitu senyawa piridin atau turunan piridin seperti kinolin dan isokinolin, seperti indol dan karbasol. Semua senyawa nitrogen mempunyai bau yang tidak sedap dan menusuk. Porfirin yaitu suatu senyawa kompleks logam-nitrogen, juga merupakan konstituen minyak bumi, di mana pirol adalah penyusun utamanya. Porfirin yang sederhana ialah porfin yang terdiri dari 4 buah molekul pirol yang dihubungkan oleh jembatan metin (-CH=). Adapun kerugian-kerugian yang diakibatkan oleh adanya senyawa nitrogen yang terdapat dalam minyak bumi dan produknya ialah: a. Menurunkan aktivitas katalis yang digunakan dalam proses rengkahan, reforming, polimerisasi, dan isomerisasi. b. Kerosin yang jernih seperti air (water white) pada waktu distilasi, warnanya akan berubah menjadi kemerahan kalau terkena sinar matahari c. Nitrogen dalam bensin juga akan mempercepat pembentukan dammar dalam karburator. d. Menyebabkan terjadinya endapan dalam minyak bakar pada penyimpanannya.

d. Senyawa logam Praktis semua logam dapat terdapat dalam minyak bumi, tetapi karena jumlahnya yang sangat kecil, yaitu antara 5 sampai 400 bagian per juta, maka adanya Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

26

logam dalam minyak bumi pada umumnya tidak menimbulkan permasalahan. Kecuali beberapa macam logam seperti besi, nikel, vanadium dan arsen yang walaupun jumlahnya hanya sedikit sekali, namun sudah dapat meracuni beberapa katalis. Di samping itu logam vanadium yang terdapat dalam minyak bakar dapat menyebabkan korosi turbin dan pipa-pipa pembangkit uap, merusak batu tahan api dinding dapur dan menurunkan mutu produk pecah belah dalam industri keramik. Logam- logam berat seperti vanadium, nikel dan tembaga di dalam minyak bumi umumnya dianggap terdapat sebagai senyawa kompleks porfirin, di mana logamlogam ini terdapat di pusatnya.

Sedangkan logam garam anorganik yang dapat larut dalam air, seperti garam khlorid dan sulfat dari logam natrium, kalium, magnesium dan kalsium, terdapat dalam minyak bumi dalam keadaan terdispersi.

Dalam distilasi minyak mentah, senyawa logam cenderung untuk berkumpul dalam fraksi residu.

2.1.2.1 Komposisi Elementer Minyak Bumi

Walaupun minyak bumi mempunyai komposisi kimia dan sifat fisik yang dapat sangat berbeda-beda, namun komposisi elementer mempunyai daerah harga yang sempit.

Komposisi elementer minyak bumi yang mempunyai kisaran harga yang sempit ini khususnya untuk unsur karbon dan hidrogen, disebabkan karena minyak mentah hanya terdiri dari beberapa deretan homolog hidrokarbon saja, yaitu paraffin, Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

27

naften dan aromat dan di mana setiap deret homolog mempunyai daerah komposisi elementer dalam batas-batas yang sempit. Hal ini dapat terlihat dari rumus umum senyawa hidrokarbon paraffin, senyawa hidrokarbon naften dan senyawa hidrokarbon aromat yang masing-masing yaitu CnH2n+2, CnH2n, CnH2n-6. Dengan demikian maka rasio antara atom unsur karbon dan hydrogen juga mempunyai harga yang sempit. Dalam minyak bumi banyaknya atom karbon dalam senyawa hidrokarbon paraffin dapat mencapai lebih dari pada 40 buah, dalam senyawa hidrokarbon aromatis hanya 6 buah saja.

Juga adanya perbedaan bagian deret homolog dalam minyak bumi, tidak akan banyak berpengaruh terhadap komposisi campuran keseluruhan. Adanya bahan aspal dalam jumlah yang cukup banyak dalam minyak mentah juga tidak akan berpengaruh banyak terhadap komposisi elementer minyak mentah. Adanya aspal yang cukup banyak dalam minyak mentah hanya lebih mempersulit untuk mendapatkan minyak pelumas yang baik dari minyak mentah. Adanya malam paraffin dalam jumlah yang cukup banyak dalam minyak mentah juga tidak akan berpengaruh banyak terhadap komposisi elementer minyak mentah. Adanya kandungan malam paraffin yang besar dalam minyak mentah hanya akan mempersulit untuk mendapatkan minyak pelumas dengan titik tuang yang rendah. Selanjutnya adanya kandungan aromat yang tinggi dalam minyak mentah, juga tidak akan berpengaruh banyak terhadap komposisi elementer minyak mentah, tetapi hanya akan lebih menyulitkan untuk memperoleh kerosin yang baik dari minyak mentah tersebut. (Hardjona A, 2000)


28

2.2

Sifat Minyak Bumi

2.2.1 Sifat Fisik Kimia Minyak Bumi

Di alam bentuk fisik minyak bumi sangat beragam. Ada yang kasar, padat, substansi lilin, semi padat agak kental (seperti lumpur), cairan kental, serta berbentuk gas yang terkondensasi. Bentuk fisik tersebut memiliki kemungkinan yang sama untuk ditemukan dalam satu lokasi asalkan terjadi perubahan tekanan, suhu, maupun perubahan fisik dan kimia lainnya pada senyawa hidrokarbon pembentuknya.

Minyak bumi cair dapat berubah menjadi padat melalui penguapan. Fraksifraksi ringan akan membentuk gas dan uap, sedangkan fraksi –fraksi berat akan membentuk padatan. Titik didih fraksi-fraksi tersebut dapat berbeda-beda, tergantung oleh banyak dan jenis homolog-homolog penyusun fraksi tersebut. Fraksi-fraksi dengan homolog yang sama, titik didihnya ditentukan oleh berat molekul senyawa penyusunnya.

Menurut Doerffer (1992), karakteristik fisik kimia minyak bumi adalah sebagai berikut: a. Viskositas Viskositas atau kekentalan didefenisikan sebagai ketahanan fluida terhadap aliran. Pada umumnya dinyatakan dalam ukuran waktu yang diperlukan untuk mengalirkan cairan melalui tabung dengan ukuran tertentu. Jika nilai viskositas rendah, maka fluida semakin mudah mengalir. Sebaliknya jika nilai viskositas tinggi, maka fluida semakin sulit mengalir. Nilai viskositas minyak bumi bergantung pada kandungan fraksi ringan dan temperatur di sekitarnya.


29

b. Daya larut dalam air Daya larut adalah proses ketika suatu substansi (solute) akan terlarut pada substansi lain (solvent). Daya larut minyak bumi sangat rendah (<5 ppm). Proses ini sangat penting karena berhubungan dengan toksisitas hidrokarbon yang terlarut terhadap organisme perairan. Keadaan ini umumnya terjadi karena terbentuknya kompleks hidrokarbon terlarut dengan berbagai garam-garam mineral yang terlarut dalam molekul air. c. Gravitas spesifik (GS) GS minyak bumi menyatakan densitas minyak bumi tersebut dan seringkali dinyatakan dalam bentuk gravitas API (American Petroleum Institute). Gravitas API (oAPI) adalah rasio berat minyak bumi terhadap berat akuades pada volume yang sama pada suhu 16o C dan tekanan 1 atm. Semua minyak bumi memiliki densitas lebih kecil dari pada air, kecuali beberapa minyak berat dan residu. Jadi umumnya minyak bumi mempunyai nilai GS<1 atau nilai 0 API>10. Minyak bumi dengan GS rendah memiliki nilai 0API yang tinggi, viskositas rendah, daya adhesi rendah dan kecenderungan emulsifikasi tinggi, sedangkan minyak bumi dengan GS tinggi memiliki nilai 0 API rendah, viskositas tinggi, daya adhesi tinggi dan kecenderungan emulsifikasi rendah. d. Tegangan permukaan Tegangan permukaan adalah gaya tarik menarik antara permukaan molekul dari suatu fluida. Gaya ini menunjukkan laju penyebaran fluida di atas permukaan air atau tanah. Minyak bumi dengan GS rendah biasanya memiliki potensial laju penyebaran lebih besar. Tegangan permukaan minyak bumi akan semakin turun sejalan dengan peningkatan temperatur dan peningkatan laju penyebaran setelah terjadinya tumpahan minyak bumi di laut. Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

30

Selain sifat fisik kimia tersebut di atas, masih ada beberapa sifat penting minyak bumi serta turunannya yang perlu diketahui, yaitu: a. Nilai pembakaran Nilai pembakaran, biasanya nilai pembakaran tinggi, dinyatakan dalam satuan kilojoule per kilogram (atau british thermal units per pound-massa) atau kilojoule per liter (atau british thermalunits per gallon) b. Berat atau bobot jenis Bobot jenis suatu cairan adalah kerapatan cairan tersebut dibagi dengan kerapatan air pada 60 oF (15,6 o C). Bobot jenis minyak bumi dan produk turunannya biasanya dinyatakan dalam satuan oBe atau oAPI. Hubungan antara bobot jenis s dan satuan ini adalah sebagai berikut:

Bobot jenis = s =

140 130 + o Be

(2.2.1)

Bobot jenis = s =

141,5 131 ,5 + o API

(2.2.2)

Air dengan bobot jenis 10 o akan berkurang bila nilai 0Be dan oAPI naik. c.

Titik nyala (flash point) Titik nyala dari suatu cairan bahan bakar semacam minyak bumi adalah

temperatur minimum fluida pada waktu uap yang keluar dari permukaan fluida langsung menyala. Jika temperatur naik sedikit, yang disebut titik api (fire point), dapat menyebabkan uap membantu pembakaran. Oleh karena itu perlu diwaspadai agar temperatur maksimum minyak tidak melebihi titik nyalanya. d.

Titik lumer (pour point) Titik lumer dari suatu produk minyak bumi adalah temperatur terendah yang

menyebabkan minyak bumi akan mengalir di bawah kondisi standar. Titik ini Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

31

ditentukan dengan mencari temperatur maksimum, yang diperoleh bila permukaan sample minyak bumi dalam suatu tabung percobaan standar tidak bergerak selama 5 detik ketika tabung tersebut diputar ke posisi horizontal. Titik lumer sama dengan temperatur maksimum ditambah 50 F. (Astri N, 2006)

2.3

Uji Minyak Bumi dan Produknya

2.3.1 Parameter Analisa Minyak Bumi

Parameter analisa minyak bumi yang dilakukan di laboratorium adalah menganalisa sifat fisik dan kimia minyak. Tata cara operasi atau metode-metode yang digunakan di laboratorium analisa minyak bumi dan mutu hasil olahan Pangkalan Susu adalah metode-metode yang dipakai dalam dunia perminyakan pada umumnya dan metodemetode yang dipakai oleh Pertamina khususnya. Kebanyakan metode-metode tersebut diambil dari buku-buku ASTM (American Society Test For Testing Materials), metode SM (Standart Method For Examination Of Water), metode CM (Comercila Method Of Analysis). Beberapa parameter yang digunakan untuk menganalisa minyak mentah yaitu : A. Parameter Fisik 1. Specific Gravity ASTM-D-1298-80 Specific Gravity adalah perbandingan berat dari jumlah volume tertentu suatu zat terhadap berat dari volume yang sama dengan air. Metode ini digunakan untuk menentukan Specific Gravity dengan menggunakan alat hydrometer dari suatu sample minyak bumi.


32

2. Temperature yaitu untuk mengukur temperatur minyak mentah (crude oil) dengan menggunakan thermometer. 3. Distillation Of Petroleum Product ASTM D-86 Distilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak berdasarkan perbedaan titik didihnya dengan suhu tertentu. Metode ini digunakan untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak berdasarkan titik didihnya mulai dari IBP (Initial Boiling Point) sampai EP(End Point). 4. Kinematic Viscosity ASTM D- 445 Kinematic Viscosity digunakan untuk mengukur kekentalan dari suatu cairan atau minyak sebagai perbandingan waktu aliran dalam detik. Kinematic Viskosity adalah angka yang menunjukkan halaman mengalir yang dialami oleh cairan atau minyak itu sendiri. 5. ASTM Colour of Petroleum Product ASTM D-1500 Metode ini digunakan untuk menguji warna secara visual dari jenis minyak pelumas dan solar serta minyak bumi yang lain. 6. Reid Vapour Pressure ASTM D-232 Reid Vapour Pressure adalah tekanan uap yang dihasilkan oleh suatu zat karena dipanaskan pada temperatur tertentu. Metode ini digunakan untuk menerangkan pengujian tekanan uap atau RVP dari gasoline. Crude oil volatile dari produk petroleum volatile kecuali LPG yang mana ditentukan oleh adanya tekanan uap absolute dari cairan yang mudah menguap pada temperature 1000 F. 7. Flash Point : -

Flash Point PM ASTM D-92-78


33

Metode Flash point PM ini biasanya digunakan untuk menerangkan pengujian titik nyala dari suatu minyak bakar, minyak yang kental atau suspensi padat. -

Flash Point By Able Aparatus IP-170 Metode ini digunakan untuk pengujian dalam menentukan titik nyala dari suatu produk minyak bumi yang mempunyai flash point (titik suhu minyak menyambar) antara 0 sampai 1600F. Cara ini digunakan untuk memeriksa jenis minyak bumi yaitu LKD (Light Kerosine Destilate), HKD (High Kerosine Distilate), kerosine, dan avtur.

-

Flash Point COC ASTM D-92 Metode ini digunakan untuk menentukan titik nyala dari semua hasil minyak bumi. Pelumas atau contoh suatu minyak yang mempunyai titik nyala terbuka (Open Cup). Titik nyala yang dianalisa pada alat flash point COC berkisar di bawah 1750F. Minyak–minyak pelumas tersebut antara lain pelumas, aspal, dan minyak berat (Crude Aspal).

8. Smoke Point Of Aviation Turbin Fuel ASTM D-1322 Smoke Point adalah batas maksimum titik nyala api dalam milliliter dari suatu produk minyak bumi atau kerosin yang dibakar tanpa ada asap. Metode ini digunakan untuk menentukan mutu produk minyak bumi atau kerosin yang baik bila dibakar tidak menimbulkan asap. 9. Pour Point ASTM D-97-66 Pour Point adalah temperatur terendah dimana minyak masih dapat mengalir apabila didinginkan pada temperatur tertentu. Metode ini digunakan untuk menentukan titik beku atau Pour Point dari setiap hasil produksi minyak bumi.


34

B. Parameter Kimia 1. Sulfur Content ASTM D-1551 Metode ini digunakan untuk mengetahui kandungan sulfur yang terdapat pada sample minyak-minyak bumi. Dimana dengan mengetahui kandungan sulfur dalam minyak bumi bias dapat menghindari terjadinya perkaratan dalam tangki penimbunan minyak bumi apabila kadar sulfurnya tinggi. 2. Water Content ASTM D-95-70 Water content adalah banyaknya kandungan air yang terdapat dalam crude oil (minyak mentah) serta produk-produknya. Metode water content ini digunakan untuk menganalisa kadar air yang terkandung dalam air. 3. Salt Content ASTM IP 77 Salt content adalah banyaknya kandungan garam yang terdapat dalam minyak mentah yaitu kadar Cl- dalam minyak mentah. (ASTM 23, 1982)

2.4

Distilasi Minyak Bumi

Distilasi berarti memisahkan komponen-komponen yang mudah menguap dari suatu campuran cair dengan cara menguapkannya, yang diikuti dengan kondensasi uap yang terbentuk dan menampung kondensat yang dihasilkan.

Uap yang dikeluarkan dari campuran disebut sebagai uap bebas, kondensat yang jatuh sebagai distilat dan bagian cairan yang tidak menguap sebagai residu.


35

Dengan penguapan atau distilasi sederhana di atas, yang dapat dipisahkan hanya campuran yang komponen-komponennya memiliki tekanan uap atau titik didih yang sangat berbeda, dan yang komposisi uapnya amat berlainan. Pada campuran bahan padat dalam cairan, persyaratan tadi praktis selalu terpenuhi. Sebaliknya, pada larutan cairan dalam cairan biasanya tidak mungkin dicapai pemisahan yang sempurna, karena semua komponen pada titik didih campuran akan memiliki tekanan uap yang besar. Distilat yang murni praktis hanya dapat diperoleh jika cairan (atau cairan-cairan) yang sukar menguap mempunyai tekanan uap yang kecil sekali sehingga dapat diabaikan. (Bernasconi G, 1995)

2.4.1 Distilasi Produk Minyak Bumi

Distilasi produk minyak bumi (ASTM D-86-90) ini dikenakan kepada produk minyak bumi yaitu : bensin lam, bensin motor, bensin pesawat terbang, bahan bakar turbin pesawat terbang, nafta, kerosin, minyak gas dan minyak bakar distilat dan produk minyak bumi yang serupa. Distilasi serupa yang dikenal dengan nama distilasi Engler telah digunakan pada waktu yang lampau, sehingga distilasi ASTM ini seringkali juga disebut distilasi Engler.

Dalam distilasi ini , 100 mililiter contoh didistilasi menurut prosedur tertentu. Selama distilasi dilakukan pengamatan dan pencatatan suhu thermometer dan volum distilat yang tertampung.


36

Yang perlu dilaporkan dalam uji distilasi ini yaitu : 

Titik didih awal (initial boiling point - IBP), yaitu suhu dimana distilat pertama-tama menetes dari ujung kondensor.



Suhu pada berbagai persentase distilasi, yaitu pada: 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 dan 95% distilasi.



Titik didih akhir (end point - EP menurut ASTM atau final boiling point – FBP menurut IP), yaitu suhu tertinggi yang dicapai selama uji, yang biasanya terjadi setelah penguapan semua cairan dari dasar labu.



Persen perolehan (percent recovery), yaitu persentase volum kondensat yang tertampung dalam gelas ukur penerima.



Persen residu (percent residue), yaitu persentase volum residu yang tertinggal dalam labu.



Persen perolehan total (percent total recovery), yaitu jumlah persen perolehan dan persen residu.



Persen kehilangan (percent loss), yaitu 100 dikurangi dengan

persen

perolehan total. 

Persen teruapkan (percent evaporated), yaitu jumlah persen perolehan dengan persen kehilangan.

(Hardjono A,2000)

2.4.2 Distilasi terhadap bensin, nafta, kerosin dan produk sejenisnya

Operasi ini dijalankan pada suatu alat yang terdiri dari labu distilasi 100 mls diletakkan diantara papan asbes yang berlubang-lubang, diletakkan tegak pada lingkaran dan dipanaskan melalui lapisan yang memiliki lubang ventilasi. Termometer Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

37

yang akurat disisipkan ke dalam labu. Bagian lengan labu dihubungkan ke tabung kondensor yang dilapisi oleh logam. Penutupan terakhir labu dicelupkan ke dalam standar silinder bertingkat 100 mls.

Prosesnya: Penuhi terlebih dahulu kondensor dengan air dingin yang cukup sampai tabung kondensor tertutup. Pertahankan temperatur pada 38 oC. Kemudian keringkan tabung kondensor dengan sepotong kain untuk menghilangkan cairan yang ada pada tabung kondensor yang tertinggal saat uji sebelumnya dilakukan. Ukur 100 mls sample kedalam silinder bertingkat pada 100 mls pada suhu 60oF dan pindahkan langsung kedalam labu distilasi. Tempatkan termometer pada leher labu, dan gunakan gabus rapat yang sesuai dan atur sehingga posisinya sama rendah dengan tabung kapiler pada suatu level bagian dalam di bawah bagian lengan kedalam tabung kondensor sampai 2 inci panjangnya kedalam tabung. Gunakan gabus rapat penghambat sebagai penghubung. Letakkan silinder bertingkat 100 mls di bawah saluran keluar pada kondensor, sehingga panjang tabung menjadi 1 inci kedalam silinder tetapi tidak di bawah 100 mls. Tutup bagian tingkat atas selama destilasi dengan potongan kertas yang keras atau kaku sebagai penutup tabung kondensor yang sesuai. Pasang pemanas, baca suhu distilasi 2 menit setelah pemanas dipasang. Ketika tetesan pertama jatuh dari akhir kondensor, pembacaan thermometer pada destilasi dinyatakan sebagai titik didih awal (initial boiling point). Temperatur ini mengindentifikasikan atas kualitas bensin. Titik didih akhir adalah temperatur maksimum yang diperhatikan pada termometer distilasi dan biasanya dicapai setelah bagian bawah dari labu mengering. Volume total dari kumpulan destilat disebut dengan recovery atau hasil penyulingan. (National Institute of Industrial Research, 1981) Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

38

2.5

Fraksi Minyak Mentah

2.5.1

Fraksi Minyak Mentah dan Kegunaannya

Adapun fraksi-fraksi yang biasanya dapat diperoleh dari minyak mentah, daerah didihnya dan penggunaannya adalah sebagai berikut :


39

Tabel 2.5.1 Fraksi – Fraksi Minyak Bumi dan kegunaannya FRAKSI MINYAK

TITIK DIDIH

KEGUNAAN

-259 -

Metana, etana dan sedikit propana.

- 44oF

Untuk bahan bakar kilang

Propana

-44 oF

Elpiji

Butana

31 oF

Dicampur

BUMI Bahan bakar gas

dengan

bensin

untuk

menaikkan volatilitas bensin. Nafta ringan

30 - 300 oF

Komponen bensin motor

Nafta berat

300-400 oF

Umpan reformer katalitik. Dicampur dengan minyak gas ringan untuk membuat bahan bakar jet.

Kerosin

400-500 oF

Bahan bakar kerosin

Minyak tungku

400-550 oF

Sama dengan kerosin, tetapi dengan Titik didih akhir yang lebih tinggi

Minyak gas ringan

400-600 oF

Untuk bahan bakar dapur dan bahan bakar diesel;dapat dicampur dengan minyak tungku menurunkan titik tuang

Minyak gas berat

600-800 oF

Dapat dicampur dengan minyak gas hampa sebagai umpan untuk rengkahan katalitis

Minyak gas hampa

800-1100 oF

Umpan untuk unit rengkahan katalitis.

Residu pendek

1100+ oF

Untuk minyak bakar berat,aspal

(Hardjono A, 2000)


40

BAB 3

METODOLOGI

3.1 Peralatan

-

Setastil Heater

-

Labu alas Pyrex BS-658 ukuran 100 ml

-

Gelas ukur Pyrex ukuran 100 ml

-

Gelas ukur Pyrex ukuran 10 ml

-

Termometer skala 0-400o C

3.2 Bahan

-

Minyak mentah

3.3 Prosedur Analisa

-

Dituangkan sampel minyak mentah sebanyak 100 ml ke dalam labu alas Pyrex BS-658 ukuran 100 ml.

-

Dimasukkan thermometer ukuran 0 - 4000 C di ujung labu alas tersebut.


41

-

Diletakkan labu alas yang sudah berisi 100 ml minyak mentah tersebut diatas heater dalam posisi tegak lurus.

-

Dihubungkan aliran listrik sebagai pemanas.

-

Diletakkan gelas ukur Pyrex ukuran 100 ml dibawah pipa kondensor untuk menampung tetesan yang akan tersuling.

-

Diamati tetesan pertama sambil pemanasan hingga sampai menetes tertampung di gelas ukur tersebut dan dicatat sebagai IBP (Initial Boiling Point).

-

Dicatat suhu untuk setiap kenaikan volume 5 ml sambil diimbangi dengan memutar handle heat guna mengatur naiknya suhu.

-

Dihentikan distilasi sambil mendinginkan peralatan jika suhu tidak akan bergerak lagi menuju top (FBP) dan dicatat volume distilatnya sebagai Recovery.

-

Diamati tetesan volume distilat pada saat penurunan suhu mencapai 100oC dan dicatat volume tetesan tersebut.

-

Diangkat labu alas Pyrex BS-658 yang berisi sisa minyak mentah yang telah disuling, kemudian dituang ke dalam gelas ukur Pyrex ukuran 10 ml dan dibaca berapa ml yang tersisa kemudian dicatat sebagai hasil residunya.

-

Dijumlahkan hasil tersuling pada gelas ukur ukuran 100 ml hasil residu dan dikurangi dengan volume awal sampel, dan dicatat sebagai harga D-Loos.


42

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Data Analisis 1. Berat Jenis Petroleum Berat jenis ukur

: 0,756 g/cc

2. Temperatur Ukur

: 25 oC

3. Densitas pada 150C

: 0,7637 g/cc

4. Gravitas API pada 600F

: 53,7

5. Warna

:7

6. Viskositas pada suhu 1000F

: 0,95 Cs

7. Tekanan

: 0,22 KSc


43

Tabel 4.1.1 Volume Distilat yang dihasilkan (ml) pada Variasi Suhu (T oC) IBP = 35 oC No Volume (ml) T (0C) 1

5

56

2

10

57

3

15

67

4

20

81

5

25

101

6

30

115

7

35

122

8

40

132

9

45

143

10

50

154

11

55

168

12

60

181

13

65

210

14

70

234

15

75

263

16

80

297

17

85

-

18

90

-

19

95

-


44

FBP

: 333 oC

Recovery

: 84,0 ml

Residu

: 5,9 ml

D-Loos

: Volume sampel – (Volume recovery + Volume residu) : 100 ml - (84 ml + 5,9 ml) : 100 ml - 89,9 ml : 10,1 ml

4.1.2

Perhitungan

Volume distilat yang tertampung (ml) pada variasi suhu (ToC) dapat diperoleh berdasarkan rumus Interpolasi :

x − x1 y − y1 = x 2 − x1 y 2 − y1

Dimana : x = Volume distilat yang tertampung (ml) y = Suhu (T oC)



Untuk suhu 1000C

x − x1 y − y1 = x 2 − x1 y 2 − y1 100 − 81 y − 20 = 101 − 81 25 − 20

95

= 20y – 400

y

= 24,8


45

Untuk suhu 1750C



x − x1 x 2 − x1

=

y − y1 y 2 − y1

175 − 168 y − 55 = 181 − 168 60 − 55

35 = 13y - 715 y = 57,7 Untuk suhu 2000C



x − x1 x 2 − x1

=

y − y1 y 2 − y1

200 − 181 y − 60 = 210 − 181 65 − 60

95 = 29y – 1740 y = 63,3 Untuk suhu 2650C



x − x1 x 2 − x1

=

y − y1 y 2 − y1

265 − 263 y − 75 = 297 − 263 80 − 75

10 = 34y – 2550 y 

= 75,3 Untuk suhu 3000C

x − x1 y − y1 = x 2 − x1 y 2 − y1

300 − 297 y − 80 = 333 − 297 84,0 − 80 12 = 36y – 2880 Dewi Sartika : Penentuan Persen Volume Fraksi Minyak Mentah (Crude Petroleum) Dengan Metode Distilasi Secara Astm D-86 Di PT. Pertamina Ep Region Sumatera Field Pangkalan Susu, 2009.

46

y = 80,3 

Untuk suhu 3200C

x − x1 x 2 − x1

=

y − y1 y 2 − y1

320 − 297 y − 80 = 333 − 297 84,0 − 80 92 = 36y – 2880 y = 82,6

1000C : 24,8 ml 1750C : 57,7 ml 2000C : 63,3 ml 2650C : 75,3 ml 3000C : 80,3 ml 3200C : 82,6 ml

Titik didih Fraksi dan Volume Fraksi yang dihasilkan : a. % Bensin (0 – 200)0C

= 63,3 % Vol

b. % Kerosin (200-265)0C

= 12,0 % Vol

c. % Solar (265-320)0C

= 7,3 % Vol

d. % Residu

= 7,3 % Vol

e. % D-Loos

= 10,1 % Vol


47

4.2 Pembahasan

Untuk mengetahui kualitas dari minyak bumi atau minyak mentah (crude petroleum) serta manfaat dari minyak mentah tersebut, maka perlu adanya dilakukan analisis terhadap sifat fisik dan sifat kimia dari minyak mentah. Analisis sifat fisik minyak mentah yang terdapat di laboratorium Analisis Minyak Bumi dan Gas Alam PT. Pertamina EP Region Sumatera Filed Pangkalan Susu meliputi pengukuran densitas, tekanan uap reid, distilasi minyak bumi, viskositas kinematis, warna, titik nyala, titik sambar, titik tuang dalam minyak bumi.

Dan untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak bumi seperti bensin, kerosin, solar dan sejenisnya dapat dilakukan proses distilasi di mana prinsipnya memisahkan fraksi berdasarkan perbedaan titik didih.


48

DAFTAR PUSTAKA

American Society For Testing And Materials. 1982. Petroleum Products And Lubricants. Part 23. Philadelphia: Copyright Annual Book Of ASTM Standard. Astri Nugroho. 2006. Bioremediasi Hidrokarbon Minyak Bumi. Cetakan Pertama. Yogyakarta. Penerbit Graha Ilmu. Bernasconi,G. 1995. Teknologi Kimia. Cetakan ke-1. Jakarta. Penerbit PT. Pradnya Paramita. Hardjono, A. 2000. Teknologi Minyak Bumi. Edisi Pertama. Yogyakarta. Gadjah Mada University Press. NIIR BOARD. 1981.Modern Technology Of Petroleum Greases, Lubricants & Petro Chemicals. India: NIIR Publication Divison.


PENENTUAN PERSEN VOLUME FRAKSI MINYAK MENTAH (CRUDE

Recommend Documents