6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pengertian Minyak Bumi Minyak bumi atau crude oil adalah senyawaan hidrokarbon yang terdapat di dalam bumi, terdiri dari gas, cair, dan padatan. Minyak bumi berwarna hitam sampai cokelat kehitam-hitaman, dalam bentuk cair dan terdapat gas-gas yang melarut di dalamnya, dengan berat jenis berkisar antara
0,8000 – 1,0000. Unsur-unsur kimia penyusun minyak bumi adalah : 1.
Unsur-unsur mayor adalah karbon dan hidrogen, dan
2.
Unsur-unsur minor adalah sulfur, nitrogen, oksigen, halogen dan logam (disebut unsur-unsur non hidrokarbon).
Besarnya kandungan (persen) unsur-unsur tersebut dalam berbagai macam minyak bumi, seperti ditunjukkan pada Tabel 1-1. Sifat-sifat minyak bumi antara satu dengan lainnya berbeda-beda, dari yang ringan (encer) sampai pada yang berat (kental). Hal ini sangat bergantung pada jenis dan besarnya kandungan komponen (unsur-unsur) di dalam minyak bumi tersebut. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) Tabel 2.1 : Kandungan Unsur-Unsur dalam Minyak Bumi
Karbon
83,00 – 87,00 % wt
Hidrogen
10,00 – 14,00 % wt
Sulfur
0,05 – 6,00 % wt
Oksigen
0,05 – 1,50 % wt
Nitrogen
0,10 - 2,00 % wt
Logam
10-5 – 10-2 % wt
Sumber : Pengetahuan Minyak Bumi dan Minyak Bakar oleh Mudjirahardjo,dkk.2006
7
2.2
Komponen Minyak Bumi
Minyak bumi merupakan campuran dari beratus-ratus senyawaan
hidrokarbon, yang dikelompokkan atas hidrokarbon parafin, naften dan
aromat. Jumlah atom karbon dalam minyak bumi mulai dari metana (satu atom karbon dalam molekulnya) sampai 60 atau lebih, dengan berat molekul 16 sampai 850 atau lebih. (Mudjirhardjo, dkk : 2006)
Hidrokarbon parafin adalah hidrokarbon jenuh dengan ikatan C – C
dan C – H dengan struktur rantai atom C terbuka. Hidrokarbon parafin
mempunyai titik didih paling rendah diantara hidrokarbon naften dan aromatik. Oleh karena itu, banyak terdapat pada fraksi ringan. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) Hidrokarbon naften mempunyai sifat-sifat diantara hidrokarbon parafin dan hidrokarbon aromat. Hidrokarbon naften disebut pula sikloparafin atau sikloalkana. Dibandingkan dengan hidrokarbon parafin, hidrokarbon ini lebih stabil karena mempunyai rantai atom C tertutup sedang hidrokarbon parafin rantai atom C nya terbuka. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) Hidrokarbon aromat ini mempunyai struktur rantai atom C tertutup berikatan rangkap dua dan tunggal yang saling bergantian diantara kedua atom C yang berdekatan. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) Selain mengandung hidrokarbon, minyak bumi juga mengandung senyawa non hidrokarbon yaitu sulfur, oksigen, nitrogen, halogen atau logam. Keberadaan unsur-unsur non hidrokarbon tersebut sebagian dalam bentuk senyawa organik, yaitu organik sulfur, organik nitrogen, organik oksigen, organik halogen dan organik logam dan sebagian lagi dalam bentuk senyawa anorganik. Sebagai senyawa organik, non hidrokarbon dapat larut dalam minyak bumi, sedangkan sebagai senyawa anorganik tidak larut dalam minyak bumi melainkan larut dalam air sebagai emulsi yang di dalamnya terdapat garam-garam anorganik. (Mudjirhardjo, dkk : 2006)
8
2.3
Sifat-Sifat Minyak Bumi Besarnya kandungan masing-masing komponen dalam minyak bumi
akan berpengaruh terhadap sifat fisika dan sifat kimia dari suatu minyak bumi,
dinyatakan sebagai karakteristik minyak bumi. Sifat-sifat minyak bumi : 2.3.1 Sifat umum
2.3.2
Sifat penguapan
2.3.3
Sifat pengkaratan
2.3.4 Sifat kemurnian 2.3.5 Sifat kemudahan mengalir 2.3.6 Sifat keselamatan 2.3.1 Sifat umum Sifat umum minyak bumi sangat erat hubungannya dengan transportasi dan transaksi jual beli. Sifat umum minyak bumi ini sangat berkaitan dengan nilai specific gravity. Specific gravity (SG) minyak bumi berkisar antara 0,8000 – 1,0000. Besarnya SG untuk setiap minyak bumi sangat erat hubungannya dengan struktur molekul hidrokarbon, kandungan sulfur dan nitrogen. Makin kecil SG minyak bumi itu akan menghasilkan produk- produk ringannya makin besar dan sebaliknya. (Anonim : 2012) Tabel 2.3.1 Minyak Bumi Berdasarkan Nilai Spesific Gravity
Minyak Bumi Ringan
< 0,830
Medium Ringan
0,830 – 0,850
Medium Berat
0,850 – 0,865
Berat
0,865 – 0,905
Sangat berat Sumber: Kontawa,1995
SG 60/600F
>0,905
9
2.3.2 Sifat penguapan
Volatilitas atau kemudahan menguap suatu cairan atau gas yang
dicairkan dapat didefiniskan sebagai kecendrungan untuk menguap dari
bentuk cairan menjadi uap atau gas. Karena salah satu dari tiga sifat pembakaran bahwa bahan bakar harus diubah menjadi bentuk gas, maka volatilitas (kemudahan menguap) dari bahan bakar cair merupakan sifat yang
utama. Jadi, kecenderungan kemudahan menguap merupakan salah satu sifat pokok bahan bakar cair. Yang berhubungan dengan sifat penguapan ini adalah
flash point dan distilasi. (Anonim : 2012) Dari ketiga komponen yang terdapat pada minyak bumi, yaitu parafin, naften dan aromat maka komponen parafin lebih mudah menguap bila dibandingkan dengan naften maupun aromat. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) Minyak bumi yang mudah menguap berarti banyak mengandung parafin dan pada pengolahan banyak menghasilkan fraksi gas dan fraksi ringan. (Mudjirhardjo, dkk : 2006). Yang menjadi ukuran dari sifat penguapan ini adalah kadar presentasi dari komponen – komponen ringan yang terkandung dalam minyak bumi yaitu, kadar volume fraksi minyak yang dapat dikeluarkan dengan distilasi sampai pada temperatur didih (boiling point) yaitu 3000C. (Anonim : 2012) Berdasarkan ketentuan tersebut dapat dibedakan 3 jenis minyak bumi berdasarkan sifat penguapannya, seperti dapat dilihat pada tabel 2.3.2. Tabel 2.3.2 Minyak Bumi Berdasarkan Sifat Penguapannya
Minyak Bumi Ringan
>50
Sedang
20-50
Berat Sumber: Kontawa,1995
Kadar Fraksi Ringan
<20
10
2.3.3 Sifat pengkaratan
Unsur-unsur dalam minyak bumi di samping hidrokarbon, terdapat
pula unsur-unsur sulfur, oksigen, nitrogen, halogen dan logam. Senyawa
unsur yang bersifat korosif adalah senyawa sulfur. Senyawa-senyawa sulfur dalam minyak bumi yang korosif dapat berupa hidrogen, sulfida, dll. Pada pembakaran, senyawaan sulfur akan teroksidasi oleh oksigen dalam udara
menghasilkan oksida sulfur. Bila oksida sulfur ini bereaksi dengan uap air akan menghasilkan asam sulfat. Terbentuknya asam sulfat ini dapat bereaksi
dengan logam pada proses pengolahan. Terdapatnya senyawaan sulfur dalam minyak bumi dapat juga ditunjukkan oleh tingkat keasaman minyak bumi itu. Makin tinggi sifat keasaman, sifat pengkaratan minyak bumi makin besar terutama bila minyak bumi. Terdapatnya garam-garam dalam minyak bumi juga menyebabkan korosi. (Mudjirhardjo, dkk : 2006). Sulfur jumlah dalam minyak bumi sangat bervariasi, untuk minyak bumi jenis parafin ringan 0,04 % dan untuk minyak bumi berat sampai kira- kira 5,00 %. Hal ini sangat bergantung dari asal minyak bumi. (Anonim : 2012) 2.3.4 Sifat Kemurnian Sifat kemurnian minyak bumi yang berhubungan dengan ada atau tidaknya kotoran yang terdapat di dalam minyak bumi, sebab kotoran ini akan berpengaruh terhadap mutu, karena dapat mengakibatkan kegagalan dalam suatu operasi dan merusak mesin. Kotoran itu dapat berupa air, lumpur, endapan atau sisa pembakaran yang berupa abu dan karbon. Untuk itu semakin kecil kotoran yang terdapat di dalam minyak bumi maka semakin baik mutu bahan bakar tersebut. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) 2.3.5 Sifat Kemudahan Mengalir Sifat kemudahan mengalir minyak bumi dinyatakan sebagai viskositas dinamik dan viskositas kinetik. Viskositas dinamik adalah ukuran tahanan untuk mengalir dari suatu zat cair, sedang viskositas kinetik adalah tahanan
11
zat cair untuk mengalir karena gaya berat. Bahan yang mempunyai viskositas
kecil menunjukkan bahwa bahan tersebut mudah mengalir, sebaliknya bahan
dengan viskositas tinggi sulit mengalir. Suatu minyak bumi atau produknya
mempunyai viskositas tinggi berarti minyak itu mengandung hidrokarbon
berat (berat molekul besar), sebaliknya viskositas rendah maka minyak itu
banyak mengandung hidrokarbon ringan. (Mudjirhardjo, dkk : 2006). Viskositas minyak bumi erat kaitannya dengan kemudahan mengalir pada pemompaan. Apabila minyak bumi mempunyai viskositas tinggi, maka
minyak tidak mudah mengalir sehingga kerja pompa menjadi berat.
(Mudjirhardjo, dkk : 2006) 2.3.6 Sifat Keselamatan Sifat keselamatan minyak bumi meliputi keselamatan di dalam transportasi, penyimpanan dan penggunaan. Minyak bumi harus memiliki salah satu sifat keselamatan yaitu bahwa minyak bumi tidak terbakar akibat terjadi loncatan api. Dari aspek keselamatan, flash point pada minyak bumi yaitu berkisar pada suhu 300C sampai 600C dalam kegiatan penyimpanan, transportasi, dan dalam penggunaan produk minyak cair baik dalam wadah terbuka ataupun wadah tertutup. Pada suhu 300C sampai 600C dapat menyebabkan terjadinya bahaya api dan bahaya ledakan. (Anonim : 2012) 2.4
Pengolahan Minyak Bumi dengan Distilasi Bertingkat Minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gas alam. Minyak bumi yang telah dipisahkan dari gas alam disebut juga minyak mentah (crude oil). Minyak mentah dapat dibedakan menjadi: a.
Minyak mentah ringan (light crude oil) yang mengandung kadar logam dan belerang rendah, berwarna terang dan bersifat encer (viskositas rendah).
12
b.
Minyak mentah berat (heavy crude oil) yang mengandung kadar
logam dan
belerang tinggi, memiliki viskositas tinggi sehingga harus
dipanaskan agar meleleh.
Sumber :Laporan Praktik Kerja Industri di PT.SUCOFINDO oleh Verdi Anggriawan, 2011
Gambar 2.4 Distilasi Minyak Bumi
Minyak mentah merupakan campuran yang kompleks dengan komponen utama alkana dan sebagian kecil alkena, alkuna, siklo-alkana, aromatik, dan senyawa anorganik. Untuk memisahkan komponen-komponen, dilakukan proses pemisahan berdasarkan titik didihnya, proses ini disebut distilasi bertingkat. Untuk mendapatkan produk akhir sesuai dengan yang diinginkan, maka sebagian hasil dari distilasi bertingkat perlu diolah lebih lanjut melalui proses konversi, pemisahan pengotor dalam fraksi, dan pencampuran fraksi. (Mudjirhardjo, dkk : 2006). Dalam proses distilasi bertingkat, minyak mentah tidak dipisahkan menjadi komponen-komponen murni, melainkan kedalam fraksi-fraksi, yakni kelompok-kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Hal ini dikarenakan jenis komponen hidrokarbon begitu banyak dan isomer-isomer hidrokarbon mempunyai titik
13
didih yang berdekatan. (Mudjirhardjo, dkk : 2006). Fraksi atau tingkatan yang
dihasilkan dari proses pengolahan minyak bumi, baik proses distilasi maupun
proses perengkahan (cracking), diantaranya adalah gas, gasoline (bensin),
kerosin, solar, minyak berat dan long residu (Tabel 2.4).
Tabel 2.4 Fraksi atau Tingkatan Hasil Pengolahan Minyak Bumi
Fraksi Hasil Rentang Pengolahan Minyak Rantai Bumi Karbon C1 - C4 Gas
0 - 20°C
Gasoline (bensin)
C5
Kerosene (Minyak Tanah)
C10 - C16
70 - 105°C
Solar
C14 - C20
105 - 135°C
Minyak Berat
C20 - C70
130 - 300°C
Long Residue
-
C10
Trayek Didih
> C70
20 - 70°C
> 300°C
Peruntukan
Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia. Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesi piston, umpan proses petrokomia. Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri,umpan proses petrokimia. Bahan bakar kendaraan, bahan bakar industri. Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia. Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.
Sumber : Pengetahuan Minyak Bumi dan Minyak Bakar oleh Mudjirahardjo,2006
14
2.5 Solar 2.5.1 Pengertian Solar
Bahan bakar solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari
minyak bumi mentah bahan bakar ini berwarna kuning coklat yang jernih
(Pertamina: 2006). Penggunaan solar pada umumnya adalah untuk bahan bakar pada semua jenis mesin diesel dan dapat digunakan sebagai bahan bakar pada pembakaran langsung. Minyak solar ini biasa disebut juga Gas Oil, Automotive
Diesel Oil, High Speed Diesel (Pertamina: 2006). Mesin-mesin
diesel
dengan
putaran
yang
cepat
(>1000rpm)
membutuhkan bahan bakar dengan karakteristik tertentu yaitu salah satu diantaranya adalah auto ignition (kemampuan menyala sendiri). Bahan bakar solar mempunyai sifat – sifat utama, sifat-sifat utama tersebut dapat dilihat pada tabel 2.5.1.
15
No
Tabel 2.5.1 Sifat-Sifat Utama Solar
Parameter
Satuan
Batas Nilai
kg/m3
815 – 870
Cst
Max. 2,0 – 5,0
% wt
Max. 0,35
Color ASTM
-
Max. 3,0
5.
Calculated Cetane Index
-
Min. 45
6.
Pour point
7.
Density at 150C
2.
Kinematic Viscosity at 400C
3.
Sulfur Content
4.
1.
0
C
Max. +18
Carbon Residue
% wt
Max. 0,1
8.
Water Content
mg/kg
Max. 500
9.
Sediment Content
% wt
Max. 0,01
10.
Ash Content
% wt
Max. 0,01
12
Total Acid Number
mg KOH/g
Max. 0,6
13.
Flash Point (Closed Cup)
14
0
C
Min. 55
Visual Appearance
-
Sedikit kekuningan
15
Copperstrip Corrosion
-
Class 1
16
Distillation
0
C
Max. 370
Temperature at 90% volume Sumber : SK Dirjen Migas No. 3675 K/24/DJM/2006
Bahan bakar mesin diesel sebagian besar terdiri dari senyawa hidrokarbon dan senyawa non hidrokarbon. Bahan bakar solar tersusun atas ratusan rantai hidrokarbon yang berbeda, yaitu pada rentang C12 sampai C18 . Senyawa hidrokarbon yang dapat ditemukan dalam bahan bakar diesel antara lain parafinik, naftenik, olefin dan aromatik. Sedangkan untuk senyawa non hidrokarbon terdiri dari senyawa yang mengandung unsur non logam, yaitu S, N, O dan unsur logam seperti vanadium, nikel dan besi. (Verdy Anggriawan : 2011)
16
2.5.2 Bahaya Solar
Pencemaran tanah oleh solar juga dapat memberikan dampak terhadap
ekosistem. Perubahan kimiawi tanah yang radikal dapat timbul dari adanya
bahan kimia beracun atau berbahaya pada solar bahkan pada dosis yang rendah
sekalipun. Perubahan ini dapat menyebabkan perubahan metabolisme dari
mikroorganisme endemik dan antropoda yang hidup di lingkungan tanah tersebut. (Mudjirhardjo, dkk : 2006)
Tumpahan minyak solar membawa pengaruh buruk pada tanah
berkenaan dengan kemampuan tanah untuk menyediakan air bagi pertanaman.
Rembesan solar dapat menutupi sebagian pori tanah sehingga mengurangi efektivitas pelepasan karbon dalam tanah. Karbon dari yang dihasilkan dari kegiatan mikroba akan tersimpan dan tidak dapat dikeluarkan, tentu saja ini akan sangat mempengaruhi keadaan tanah. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) Tanah yang terkontaminasi minyak solar tersebut dapat merusak lingkungan serta menurunkan estetika. Lebih dari itu tanah yang terkontaminasi limbah minyak solar dikategorikan sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) sesuai dengan Kep. Men LH. 128 Tahun 2003. (Mudjirhardjo, dkk : 2006) 2.6
Biodiesel Biodiesel merupakan salah satu jenis biofuel (bahan bakar cair dari pengolahan tumbuhan) di samping Bio-etanol. Biodiesel adalah senyawa alkil ester yang diproduksi melalui proses alkoholisis (transesterifikasi) antara trigliserida dengan metanol atau etanol dengan bantuan katalis basa menjadi alkil ester dan gliserol, atau esterifikasi asam-asam lemak (bebas) dengan metanol atau etanol dengan bantuan katalis basa menjadi senyawa alkil ester dan air. ( Jamil Musanif : 2011)
17
Tabel 2.6 Sifat-Sifat Utama Biodiesel
No
Parameter
Satuan
Batas Nilai
kg/m3
850 - 890
1.
Density at 400C
2.
Kinematic Viscosity at 400C
Cst
2,3 – 6,0
3.
Flash Point (Closed Cup)
0
C
Min. 100
4.
Cloud Point
0
C
Max. 18
5.
Copperstrip Corrosion
-
Max.3
6.
Carbon Residue on Original
% wt
Max. 0,05
7.
Carbon Residue on 10%
% wt
Max. 0,3
Residue 8.
Water and Sediment
% wt
Max. 0,05
9.
Sulfated Ash
% wt
Max. 0,02
10.
Sulfur Content
% wt
Max. 0,01
11.
Phosphor
ppm
10
12.
Total Acid Number
mg KOH/g
Max. 0,8
13.
Free Glycerol
% wt
Max .0,02
14.
Total Glycerol
% wt
Max. 0,24
15.
Ester Alkyl Content
% wt
Min. 96,5
17.
Iodin Value
gr I2/100gr
Max. 115
16.
Distillation
0
C
Max. 360
Temperature at 90% volume 17.
Halphen Test
-
Negative
Sumber : SK Dirjen Migas No. 3675 K/24/DJM/2006
Biodiesel tidak mengandung sulfur dan senyawa benzen yang karsinogenik, sehingga biodiesel merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan lebih mudah ditangani dibandingkan dengan petroleum diesel.
18
Penggunaan biodiesel juga dapat mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon total, partikel, dan sulfur dioksida. Emisi nitrous oxide juga dapat
dikurangi dengan penambahan konverter katalitik. Kelebihan lain dari segi
lingkungan adalah tingkat toksisitasnya yang 10 kali lebih rendah dibandingkan dengan garam dapur dan tingkat biodegradabilitinya sama dengan glukosa, sehingga sangat cocok digunakan pada kegiatan di perairan
untuk bahan bakar kapal/motor. ( Jamil Musanif : 2011).
Biodiesel mempunyai rantai karbon antara 12 sampai 20 serta
mengandung oksigen. Adanya oksigen pada biodiesel membedakannya dengan petroleum diesel (solar) yang komponen utamanya hanya terdiri dari hidrokarbon. Jadi komposisi biodiesel dan petroleum diesel sangat berbeda. Biodiesel terdiri dari metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum diesel adalah hidrokarbon. Namun, biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa dengan petroleum diesel (solar) sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel. Pencampuran 20 % biodiesel ke dalam petroleum diesel menghasilkan produk bahan bakar tanpa mengubah sifat fisik secara nyata. ( Jamil Musanif : 2011). Produk ini di Amerika dikenal sebagai Diesel B-20 yang banyak digunakan untuk bahan bakar bus. Energi yang dihasilkan oleh biodiesel relatif tidak berbeda dengan petroleum diesel (128.000 BTU vs 130.000 BTU), sehingga engine torque dan tenaga kuda yang dihasilkan juga sama. Walaupun kandungan kalori biodiesel serupa dengan petroleum diesel, tetapi karena biodiesel mengandung oksigen, maka flash pointnya lebih tinggi sehingga tidak mudah terbakar. Biodiesel juga tidak menghasilkan uap yang membahayakan pada suhu kamar, maka biodiesel lebih aman daripada petroleum diesel dalam penyimpanan dan penggunaannya. ( Jamil Musanif : 2011)
19
Biodiesel tidak menambah efek rumah kaca seperti halnya petroleum
diesel karena karbon yang dihasilkan masuk dalam siklus karbon. Untuk
penggunaan biodiesel pada dasarnya tidak perlu modifikasi pada mesin diesel,
bahkan biodiesel mempunyai efek pembersihan terhadap tangki bahan bakar,
injektor dan selang. ( Jamil Musanif : 2011) 2.7
Parameter-parameter yang Diuji
2.7.1 Density dan Spesific Gravity
Spesific gravity adalah perbandingan massa sejumlah volume zat pada
suhu tertentu terhadap massa air murni dengan volume yang sama pada suhu yang sama atau suhu yang berbeda. Oleh sebab itu, specific gravity dinyatakan dengan dua angka suhu. Angka pertama menunjukkan suhu zat, sedang angka kedua menunjukkan suhu air. Umumnya suhu acuan meliputi 20/200C, 20/40C, dll. Kedua suhu acuan harus dinyatakan secara eksplisit. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh berikut:
=
Suhu zat yang diuji Suhu air
Density adalah berat cairan per unit volume pada 150C dan 101,325 kPa dengan satuan standar pengukuran misalnya kg/m3. (Kelompok kerja teknis : 2009) Ketepatan pengukuran SG 60/600F atau density 150C dari minyak bumi diperlukan untuk konversi volume terukur ke volume atau massa, atau keduanya, pada suhu acuan standar selama pelaksanaan transfer. Analisis pada density dan specific gravity mengacu pada ASTM D4052. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.2 Color ASTM Color ASTM adalah suatu pengamatan menggunakan pembanding warna standar yang mana bahan bakar di bandingkan dengan standar warna
20
yang ada, bilamana warna bahan bakar di luar standar spesifikasinya maka
ada kemungkinan solar tercampur dengan bahan lain.
Warna keruh solar standar maksimal, adalah 3 diatas itu warna diesel
bisa berubah. Umumnya solar berubah karena dicampur minyak tanah, lube
oil (merubah warna solar menjadi kuning tua), dan lain-lain. Normalnya,
warna dari solar itu sendiri adalah kuning namun bila warnanya sudah menuju hijau maka dapat dipasitikan solar tersebut tergolong berbahaya untuk digunakan. (Verdy Anggriawan : 2011). Analisis pada color ASTM mengacu
pada ASTM 1500. (Kelompok kerja teknis : 2009)
2.7.3
Calculated Cetane Index Angka setana menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menyala sendiri (auto ignition). Angka setana suatu bahan bakar biasanya didefinisikan sebagai persentase volume dari normal setana dengan campurannya tersebut. Angka setana yang tinggi menunjukkan bahwa bahan bakar dapat menyala pada temperatur yang relatif rendah, dan sebaliknya angka setana rendah menunjukkan bahan bakar baru dapat menyala pada temperatur yang relatif tinggi. Penggunaan bahan bakar mesin diesel yang mempunyai angka setana yang tinggi dapat mencegah terjadinya knocking karena begitu bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder pembakaran maka bahan bakar akan langsung terbakar dan tidak terakumulasi. Calculated cetane index ini mengacu pada ASTM D4737. (Kelompok kerja teknis : 2009)
2.7.4 Kinematic Viscosity Kinematic viscosity adalah tahanan cairan untuk mengalir karena gaya berat. Metode uji untuk penetapan viskositas minyak bumi dan produknya baik yang transparan maupun yang gelap, dengan mengukur waktu yang diperlukan oleh sejumlah cairan untuk mengalir dengan gaya berat melalui suatu viskometer kapiler gelas yang terkalibrasi. Kisaran kinematic viscosity
21
yang dicakup dengan metode uji ini adalah 0,2 - 300.000 mm2/detik pada semua suhu. (Kelompok kerja teknis : 2009)
Viskositas diartikan sebagai kekentalan suatu minyak bumi yang erat
hubungannya dengan sifat alir, transportasi, dan penyimpanan. Minyak bumi yang viskositasnya tinggi, menunjukkan :
-
mudah membeku pada keadaan dingin, menunjukkan kandungan
hidrokarbon parafin tinggi, residu hasil pengolahan mengandung lilin
(wax). -
Pada pemompaan menyebabkan kerja pompa berat.
Analisis pada kinematic viscosity mengacu pada ASTM D445. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.5 Pour Point Pour point (titik tuang) adalah suhu terendah dimana bahan bakar minyak masih dapat mengalir dengan sendirinya pada kondisi pengujian. Kemudahan mengalir suatu sampel dipengaruhi oleh komposisi hidrokarbon dalam bahan bakar itu. Kegagalan untuk mengalir pada titik tuang umumnya berhubungan dengan kandungan lilin dari minyak, tetapi dapat juga karena pengaruh viskositas minyak yang sangat kental. Bahan bakar yang banyak mengandung parafin (lilin) akan lebih mudah membeku dibanding dengan bahan bakar kandungan parafinnya rendah. (Kelompok kerja teknis : 2009) Pengujian ini digunakan untuk keadaan operasional dimana hal ini diperlukan untuk memastikan sifat alir minyak di bawah kondisi yang sesuai dengan standar yang telah ditetapkan. Analisis pada pour point mengacu pada ASTM D97. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.6 Sulfur Content Keberadaan senyawaan sulfur dalam minyak bumi tidak dikehendaki, karena merupakan senyawaan pengganggu, baik dalam proses pengolahannya maupun dalam produk yang dihasilkan dari proses pengolahan. Senyawaan
22
sulfur dalam minyak bumi banyak jenisnya, antara lain hidrogen sulfida (H2S), merkaptan (RSH), sulfida (RSR), disulfida (RSSR), siklo sulfida
(CH2)5S, alkil sulfat (R2SO4), asam sulfonat (RSO2OH), sulfoksida (RSOR),
sulfona (RSO2R), tiofena (C4H4S) dan benzeotiofena (C8H6S). Oleh sebab itu,
dalam pengujiannya dikatakan sebagai total sulfur. Sulfur dalam bahan bakar minyak dapat menyebabkan bau yang tak sedap, ikut membentuk gum dan sludge dalam penyimpanan dan dalam pembakaran akan menimbulkan asap dan menyebabkan korosi. Pengujian ini dimaksudkan untuk memantau tingkat
kandungan sulfur dalam minyak bumi yang hendak diolah, karena sifatnya yang korosif kandungan sulfur yang tinggi akan merusak peralatan proses. Analisis pada sulfur content mengacu pada ASTM D4294. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.7 Copperstrip Corrosion Pada dasarnya minyak bumi mengandung senyawa-senyawa sulfur, dan pada saat proses pengolahan, senyawa sulfur ini di kurangi keberadaanya untuk mendapat produk yang berkualitas, senyawa sulfur yang masih terkandung di produk minyak bumi dapat menyebabkan korosi terhadap beberapa jenis logam dan penetapan korosi ini tidak secara langsung berhubungan dengan kandungan total sulfur di dalam produk. Tetapi efeknya bervariasi tergantung pada jenis-jenis dari senyawa sulfur yang ada. Penetapan korosi bilah tembaga ini di buat untuk memperkirakan derajat relative corrotion dari suatu produk minyak bumi. (Verdy Anggriawan : 2011). Analisis pada copperstrip corrosion mengacu pada ASTM D130. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.8 Carbon Residue Residu karbon (carbon residue) adalah residu yang terbentuk dari penguapan dan degradasi panas dari suatu bahan yang mengandung karbon. Dibedakan antara residu karbon dan coke. Residu karbon tidak seluruhnya
23
karbon sedang coke berasal dari pengubahan karbon karena proses pirolisis. Terdapat hubungan antara residu karbon dan API gravity minyak dan juga
konstituen aspaltik. Jika residu karbon (% massa) tinggi, maka makin tinggi
pula kandungan aspaltik (% massa), berarti minyak tersebut tidak mudah menguap (non volatil). Pengujian residu karbon digunakan untuk evaluasi karakteristik deposit oleh karbon dalam peralatan jenis pembakaran minyak
(oil burning) dan mesin internal combustion. (Kelompok kerja teknis : 2009)
Nilai residu karbon dari minyak bumi sebagai suatu pendekatan kasar
kecenderungan minyak bumi itu untuk membentuk endapan dalam penguapan. Nilai residu karbon minyak bumi merupakan salah satu pertimbangan bila minyak bumi akan diolah untuk pembuatan minyak lumas. Analisis pada carbon residue mengacu pada ASTM D4530. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.9 Water Content Coulometric Karl Fischer Metode Karl Fischer yaitu metode yang menggunakan reagen Karl Fischer yang bereaksi secara kuantitatif dan selektif dengan air untuk mengukur tingkat atau kadar kelembaban. Reagen Karl Fischer terdiri dari iodin, sulfur dioksida, basa dan pelarut, misalnya alkohol. (Kelompok kerja teknis : 2009) Metode ini dapat digunakan baik untuk sistem titrasi volumetri maupun coulometri. Pada titrasi coulometric, sampel ditambahkan ke dalam larutan elektrolit, yang unsur pokoknya ion iodida, sulfur dioksida, basa dan pelarut (seperti alkohol). Oksidasi elektrolik menyebabkan terbentuknya iodine, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2), yang menghasilkan reaksi Karl Fischer. 2I + 2e I2
24
Berdasarkan hukum Faraday, iodin diproduksi dalam perbandingan
terhadap jumlah listrik. Hal ini berarti bahwa jumlah air dapat ditentukan dari
nilai coulomb yang dianjurkan untuk oksidasi elektrolitik.
1 mg air = 10,71 coulomb Dua tipe reagen coulometric yang dianjurkan adalah analit yang ditempatkan dalam anode chamber dari electrolysis cell dan catholyte yang
ditempatkan dalam cathode chamber. Reagen coulometric tidak butuh pengukuran, keuntungan lain adalah dapat digunakan secara berulang-ulang.
Analisis pada water content mengacu pada ASTM D6304. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.10 Sediment Content Sedimen dari minyak bumi dapat berasal dari senyawaan logam yang larut dalam air, atau dari padatan ikutan lain seperti lumpur dan produk pengkaratan. Pengujian kandungan bahan pembentuk sedimen dalam produk dapat memberikan informasi apakah bahan bakar itu layak atau tidak untuk digunakan. Sedimen dapat dihasilkan dari minyak atau senyawaan logam yang larut dalam air atau dari padatan ikutan lain seperti lumpur dan produk pengkaratan. Analisis pada sediment content mengacu pada ASTM D473. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.11 Ash Content Abu dari minyak bumi dapat berasal dari senyawaan logam yang larut dalam air, atau dari padatan ikutan lain seperti lumpur dan produk pengkaratan. Pengujian kandungan bahan pembentuk abu dalam produk dapat memberikan informasi apakah bahan bakar itu layak atau tidak untuk digunakan. Abu dapat dihasilkan dari minyak atau senyawaan logam yang larut dalam air atau dari padatan ikutan lain seperti lumpur dan produk pengkaratan. Analisis pada ash content mengacu pada ASTM D482. (Kelompok kerja teknis : 2009)
25
2.7.12 Total Acid Number
Terdapatnya gas-gas yang melarut dalam minyak bumi seperti gas
hidrogen sulfida, gas karbon dioksida apabila jumlahnya cukup akan
menyebabkan minyak bumi bersifat asam. Disamping itu, senyawaan oksigen dalam minyak bumi seperti naftenat, karboksilat juga merupakan salah satu penyebab bahwa minyak itu bersifat asam. Jumlah asam antara asam-asam
anorganik dan asam-asam organik disebut Total Acid Number. Senyawaan sulfur dan senyawaan nitrogen bila mengalami oksidasi akan menyebabkan
terbentuknya asam kuat. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya nilai keasaman dalam minyak bumi. Analisis pada total acid number mengacu pada ASTM D664. (Kelompok kerja teknis : 2009) 2.7.13 Flash Point Flash point adalah suhu terendah uap minyak bumi yang dapat terbakar oleh nyala api. Minyak bumi parafinik mempunyai flash point paling tinggi bila dibanding dengan minyak bumi naftenik atau aromatik. Hal ini berkaitan dengan kemudahan membentuk uap, bahwa senyawaan parafinik akan lebih mudah membentuk uap dari senyawaan naftenik ataupun senyawaan aromatik. Sifat keselamatan minyak bumi meliputi keselamatan di dalam pengangkutan, penyimpanan dan penggunaan. Minyak bumi harus memiliki salah satu sifat keselamatan yaitu bahwa minyak bumi tidak terbakar akibat terjadi loncatan api. (Kelompok kerja teknis : 2009) Metode uji ini digunakan untuk mengukur dan menggambarkan tentang sifat-sifat minyak bumi yang dapat memberikan respon terhadap panas dan nyala di bawah kondisi pengujian laboratorium. Metode uji ini tidak dapat digunakan untuk menggambarkan bahaya kebakaran atau resiko kebakaran dari minyak bumi di bawah kondisi kebakaran yang sebenarnya. (Kelompok kerja teknis : 2009)
26
Flash point digunakan dalam penyimpanan, penanganan dan peraturan
keselamatan yang diklasifikasikan sebagai bahan dapat menyala dan bahan
dapat terbakar. Analisis pada flash point mengacu pada ASTM D93.
(Kelompok kerja teknis : 2009)
2.7.14 Distillation Range
Distilasi dari suatu bahan bakar bertujuan untuk mengetahui potongan fraksi dari suatu bahan bakar solar. Juga bisa digunakan sebagai pertimbangan bilamana bahan bakar tersebut tercampur dengan fraksi-fraksi dibawah solar
dengan melihat Inital Boiling Point (IBP), bilamana IBP terlalu rendah maka ada
kemungkinan
solar
tercampur
dengan
fraksi-fraksi
ringan.
Bila kita mengacu kepada dirjen Migas tertulis pada rentang distilasi 300 °C = 40 % minimum volume. Dengan mendapatkan distilat kurang dari 40 % pada suhu 300 °C, kemungkinan bahan bakar ini mengandung pelumas & lilin/wax yang banyak (umumnya pelumas & lilin ini banyak ditemui pada temperatur di atas 300 °C), kualitas bahan bakar seperti ini akan rendah, karena pelumas & lilin mempunyai nilai kualitas bakar (calorific value) yang rendah. (Mudjirhardjo, dkk : 2006). Analisis pada distillation mengacu pada ASTM D86. (Kelompok kerja teknis : 2009)
