PENGARUH VISKOSITAS DAN TEKANAN TERHADAP JUMLAH PERSEN VOLUM FRAKSI BENSIN KARYA ILMIAH ANTONI BONA FONCUS NAIBAHO

PENGARUH VISKOSITAS DAN TEKANAN TERHADAP JUMLAH PERSEN VOLUM FRAKSI BENSIN

KARYA ILMIAH

ANTONI BONA FONCUS NAIBAHO 052409025

PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

PENGARUH VISKOSITAS DAN TEKANAN TERHADAP JUMLAH PERSEN VOLUM FRAKSI BENSIN

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mendapat ijazah Ahli Madya pada program Diploma-3 Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.


PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008


PESETUJUAN

Judul

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: PENGARUH VISKOSITAS DAN TEKANAN TERHADAP JUMLAH PERSEN VOLUM FRAKSI BENSIN : KARYA ILMIAH : ANTONI BONA FONCUS NAIBAHO : 052409025 : D-3 KIMIA INDUSTRI : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Medan, Mei 2008

Diketahui Program Studi D-3 Kimia Industri FMIPA USU Ketua,

Disetujui Pembimbing,

Dr. Harry Agusnar, M. Sc., M. Phil NIP. 131 273 466

Dra. Sudestry Manik, M. Si NIP. 130 900 689

Diketahui Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 131 459 466


PERNYATAAN PENGARUH VISKOSITAS DAN TEKANAN TERHADAP JUMLAH PERSEN VOLUM FRAKSI BENSIN

KARYA ILMIAH

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

Medan,

Mei 2008



PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala limpahan Rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin. Karya ilmiah ini merupakan hasil kerja praktek di laboratorium analisa Minyak Bumi dan Gas Alam PT.Pertamina EP. Region Sumatera Field Pangkalan Susu. Karya ilmiah ini merupakan salah satu persyaratan akademik mahasiswa untuk memperoleh ijazah Ahli Madya Diploma-3 untuk program studi Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Dengan selesainya karya ilmiah ini, penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dan membimbing penulis untuk menyelesaikan karya ilmiah ini terutam kepada : 1

2

3 4 5 6

7

8

Orang tua penulis Bapak M. Naibaho dan Ibu A. Limbong yang telah memberikan dukungan moril dan materil. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada abang dan kakak penulis yang selalu memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada seluruh keluarga keluar besar penulis yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Ibu Dra Sudestry Manik, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini Bapak Dr. Edy Marlianto , MSc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Seluruh Staf dan Karyawan PT. Pertamina EP. Regiaon Sumatera Field Pangkalan Susu yang telah membantu penulis selama menjalani Praktek Kerja Lapangan. Rekan – rekan Mahasiswa/Mahasiswi Kimia Industri khususnya angkatan tahun 2005 dan juga angkatan 2006 dan 2007. Terlebih-lebih kepada teman-teman terbaikku Pujiman, Markam, Vordinan, Sudirman, Irma , Olomanti, Sri Rezeki, Boy, Dian, Meli, B’Jeplin, Jaminan, Yefri, Sihol, Andi, Ony, Fuji, Vera, Lisbet, Ian, Osbal, Henry (terimakasih atas doanya). Teman-temanku semuanya dari paduan suara Gloria St. Albertus Magnus Universitas Sumatera Utara (terima atas doanya).


9

Teman spesialku Wira Sari Simalango, terimakasih atas doa dan semangat yang selalu kau curahkan kepadaku. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan karya ilmiah ini masih kurang sempurna dan memiliki berbagai kekurangan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, yang pada akhirnya dapat digunakan untuk menambah pengetahuan dan perbaikan atas kekurangan dan kesalahan dalam penulisan karya ilmiah ini.

Medan,

Mei 2008

Penulis


ABSTRAK Penentuan persen volum fraksi minyak bumi merupakan sesuatu yang harus dilakukan di laboratorium PT. Pertamina EP. Region Sumatera Field Pangkalan Susu, yaitu yang digunakan untuk melakukan proses pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi tersebut yaitu secara Destilasi Fraksinasi. Setelah proses destilasi, dapat diketahui berapa banyak persen volum dari setiap fraksi minyak bumi tersebut. Sebelum mengetahui berapa banyak persen volum dari setiap fraksi, khususnya fraksi bensin, dapat diasumsikan bahwa jumlah persen volum fraksi bensin tersebut besar atau kecil, dengan terlebih dahulu mengukur viskositas dan tekanan dari Crude Oil tersebut. Apabila viskositas crude oil tersebut semakin besar, maka persen volum fraksi bensin itu akan semakin kecil dan sebaliknya. Apabila tekanan crude oil itu besar, maka persen volum fraksi bensin tersebut akan semakin besar pula dan sebaliknya. Dengan kata lain Viskositas berbanding terbalik dengan jumlah persen volum fraksi bensin dan tekanan berbanding lurus dengan jumlah persen volum fraksi bensin tersebut.


THE INFLUENCE OF VISCOSITY AND PRESSURE TO THE NUMBER OF PERCENTAGE VOLUME OF GASOLINE FRACTION ABSTRACT The determination of the percentages of petroleum fractions is the one thing which has carried out in the laboratorium of PT. Pertamina EP. Region Sumatera Field Pangkalan Susu used to conduct separate process of petroleum fractions, using Fractination Distillation. After distillation process we will know how many percentages volume from every fraction of petroleum. Before we know how many the percentages of volume from every fraction, especially gasoline fraction can assumed that the number of percentages of gasoline fraction is high or low, by firstly measuring the viscosity and pressure of crude oil itself. If the viscosity of crude oil is high the percentage of gasoline fraction will be low and vice versa, and if the pressure of crude oil is high the percentage of gasoline fraction will be high too and vice versa. In the other words, viscosity is disproporsional to the number of percentages volume of gasoline fraction and the pressure is proporsional to the number of percentages of gasoline fraction.


DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak vi Abstract vii Daftar Isi viii Daftar Tabel x Daftar Gambar xi BAB I PENDAHULUAN 1. 1. Latar Belakang 1 1. 2. Permasalahan 3 1. 3. Tujuan 3 1. 4. Manfaat 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1. Minyak Bumi 4 2. 2. Komposisi Minyak Bumi 6 2. 2. 1. Senyawa Hidrokarbon 6 2. 2. 1. 1. Senyawa Hidrokarbon Parafin 6 2. 2. 1. 2. Senyawa Hidrokarbon Naftena 7 2. 2. 1. 3. Senyawa Hidrokarbon Aromat 7 2. 2. 1. 4. Senyawa Hidrokarbon Monoolefin 8 2. 2. 1. 5. Senyawa Hidrokarbon Diolefin 8 2. 2. 2. Senyawa Bukan Hidrokarbon 8 2. 2. 2. 1. Senyawa Belerang 9 2. 2. 2. 2. Senyawa Oksigen 9 2. 2. 2. 3. Senyawa Nitrogen 10 2. 2. 2. 4. Senyawa Logam 10 2. 3. Parameter-Parameter Analisis Minyak Bumi 11 2. 4. Viskositas Minyak Bumi 14 2. 5. Tekanan Uap Reid 16 2. 6. Destilasi Minyak Bumi 17 2. 7. Bilangan Oktan 19 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3. 1. Peralatan 21 3. 2. Bahan Percobaan 21 3. 3. Prosedur Analisis 21 BAB IV DATA PENGAMATAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4. 1. Data Pengamatan 24 4. 2. Perhitungan 27 4. 2. 1. Perhitungan Viskositas 31 4. 3. Pembahasan 33 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1. Kesimpulan 36 5. 2. Saran 36 Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

Daftar Pustaka

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 : Viskositas dan tegangan permukan untuk beberapa cairan pada suhu 20oC. 15 Tabel 2 : Bilangan Oktan yang dihubungkan dengan berat molekul 20 Tabel 3 : Bilangan Oktan yang dihubungkan dengan struktur senyawa 20 Tabel 4 : Data Pengamatan Tabel 4. 1 : Destilasi minyak bumi hasil penyulingan terhadap kenaikan temperatur untuk data pengamatn 1 24 Tabel 4. 2 : Destilasi minyak bumi hasil penyulingan terhadap kenaikan temperatur untuk data pengamatn 2 25 Tabel 4. 3 : Destilasi minyak bumi hasil penyulingan terhadap kenaikan temperatur untuk data pengamatn 3 26


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 : Setastill Heater Gambar 2 : Alat Pengukuran Viskositas Gambar 3 : Alat Pengukur Tekanan

Halaman 38 39 40


BAB 1

PENDAHULUAN

1. 1 Latar Belakang

Minyak bumi adalah suatu campuran yang sangat kompleks yang terutama terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa-senyawa organik dimana setiap molekulnya hanya mempunyai unsur karbon dan hidrogen saja. Kandungan senyawa hidrokarbon murni dapat mencapai 97-98 % untuk minyak bumi yang berasal dari Pensylvania dan hanya 50 % saja untuk minyak bumi yang berasal dari Mexico atau Massisipi. Didalam minyak bumi terdapat unsur-unsur belerang, nitrogen, oksigen dan logam-logam khususnya vanadium, nikel, besi dan tembaga yang terdapat dalam jumlah yang relatif sedikit yang terikat sebagai senyawasenyawa organik. Air dan garam hampir selalu terdapat dalam minyak bumi dalam keadaan terdispersi. Bahan-bahan bukan hidrokarbon yang terdapat dalam minyak bumi biasanya dianggap sebagai kotoran, karena pada umumnya akan memberikan gangguan dalam proses pengolahan minyak bumi dalam kilang minyak dan berpengaruh buruk terhadap mutu produk. Untuk menentukan komposisi atau kandungan minyak bumi maka perlu dilakukan uji-uji seperti uji destilasi yang akan digunakan untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak bumi. Pada umumnya uji minyak bumi dapat dilakukan dengan cepat, mudah dibuat duplikat oleh teknisi laboratorium biasa dan hasil Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

ujinya dapat diinterpretasikan sebagai fungsi kinerja produk selama penggunaan. Disamping itu uji rutin juga dikerjakan dalam laboratorium kilang dan dimaksudkan agar hasil-hasilnya dapat digunakan untuk mengendalikan alat atau unit-unit dalam operasi kilang. Karena sangat banyaknya jenis uji, maka hanya beberapa macam uji yang sering dijumpai yang akan dibahas dalam karya ilmiah ini. Dalam karya ilmiah ini uji yang dibahas adalah uji viskositas minyak bumi, uji tekanan minyak bumi dan destilasi minyak bumi yang berdasarkan perbedaan titik didih dari minyak bumi tersebut. Viskositas dan tekanan minyak bumi merupakan sesuatu yang sangat perlu untuk diperhatikan, karena dengan diketahuinya viskositas dan tekanan dari minyak bumi tersebut maka dapat diketahui apakah jumlah persen volum fraksi bensin itu besar atau kecil. Oleh karena itu dari pernyataan tersebut dapat kita buktikan kebenarannya dengan kemudian melakukan proses destilasi untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak bumi tersebut. Setelah melakukan proses destilasi dapat dibuktikan apakah pernyataan tersebut benar atau salah. Bertitik tolak dari hal tersebut maka penulis ingin mengetahui dan memaparkan keakuratan penggunaan uji viskositas dan tekanan sebelum melakukan proses destilasi oleh karena itu penulis memilih karya ilmiah ini dengan judul Pengaruh viskositas dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin.


I.2 Permasalahan 1. Minyak mentah yang diperoleh dari hasil pengilangan dapat langsung dipisahkan terhadap fraksi-fraksinya untuk menentukan berapa jumlah persen volum dari setiap fraksi dengan melakukan uji-uji densitas, warna, viskositas, kadar belerang, kandungan air , tekanan uap dan kandungan garamnya. 2. Minyak mentah yang diperoleh dari hasil pengilangan dapat diketahui jumlah persen volum fraksi bensinnya besar atau kecil dengan terlebih dahulu melihat viskositas dan tekanan minyak bumi tersebut.

I.3 Tujuan 1. Untuk membuktikan keakuratan jumlah persen volum fraksi bensin apakah jumlahnya besar atau kecil dengan terlebih dahulu melihat viskositas dan tekanan sebelum melakukan proses destilasi.

I.4 Manfaat Pengujian viskositas dan tekanan dalam industri minyak bumi berfungsi untuk menentukan kekentalan dan tekanan minyak bumi tersebut, juga dapat digunakan sebagai acuan untuk menentukan apakah jumlah persen volum fraksi bensin tersebut besar atau kecil dengan terlebih dahulu melihat viskositas dan tekanan dari minyak bumi tersebut.


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 Minyak Bumi Minyak bumi adalah suatu campuran cairan yang terdiri dari berjuta-juta senyawa kimia, yang paling banyak adalah senyawa hidrokarbon yang terbentuk dari dekomposisi yang dihasilkan oleh fosil tumbuh-tumbuhan dan hewan. Minyak bumi dan derivat minyak bumi menghasilkan bahan bakar kendaraan bermotor, pesawat terbang dan kereta api. Tumbuhan dan hewan juga menghasilkan minyak pelumas yang dibutuhkan untuk alat-alat mesin industri. Hal tersebut adalah tugas dari suatu proses pemisahan minyak bumi untuk menghasilkan produk-produk yang berguna, dengan meminimumkan kotoran dari ribuan hidrokarbon yang berbeda di dalam campuran cairan itu. Perbedaan proses kimia dan fisika dalam hal ini dibagi dalam dua kategori yaitu proses pemisahan, dimana pemisahan campuran kompleks kedalam fraksi yang berbeda dan proses konversi dimana terjadi tumbukan antara struktur molekul dari komponen hidrogen itu sendiri. Dasar proses pemisahan dalam pemisahan minyak bumi adalah destilasi fraksinasi. Secara praktis semua minyak mentah masuk ke suatu pemisah dalam unit destilasi dimana dipanaskan dari suhu 370-425 oC dan dipisahkan kedalam fraksi-fraksinya. Masing-masing fraksi mengandung suatu campuran dari hidrokarbon yang diuapkan dengan jarak tertentu. Dibawah ini ada beberapa nama


yang diasosiasikan dengan beberapa fraksi-fraksi tersebut bersama dengan kegunaan utama dari masing-masing fraksi tersebut yaitu : 1. Gas menguap dibawah 20oC adalah berhenti pada bagian atas kolom destilasi. Fraksi ini adalah suatu campuran dari hidrokarbon dengan berat molekul rendah, kebanyakan adalah propana, butana dan 2-metil propana senyawa yang dapat dicairkan dibawah tekanan pada suhu kamar. Campuran cairan tersebut kita kenal sebagai liquefied petroleum gas (LPG) yang dapat disimpan dalam tangki logam yang merupakan suatu sumber dari bahan bakar gas. 2. Naftana titik uapnya 20-200oC adalah suatu campuran dari C5 sampai C12 alkana dan sikloalkana. Naftana juga mengandung sedikit benzena, toluena, ksilena dan hidrokarbon aromatik yang lain. Fraksi naftana yang bersih titik uapnya 20-150oC adalah sumber dari bensin dan dengan ratarata 25 % dari petroleum. Naftana merupakan salah satu fraksi yang sangat bernilai dalam fraksi minyak bumi, tidak hanya sebagai bahan bakar tapi juga sebagai sumber dari bahan-bahan mentah untuk industri kimia organik. 3. Kerosin, titik uapnya antara suhu 175-275oC adalah suatu campuran hidrokarbon C9 sampai C15. 4. Bahan bakar minyak titik uapnya 250-400oC adalah suatu campuran hidrokarbon C15 sampai C25 dimana dari fraksi ini diperoleh bahan bakar diesel. 5. Minyak pelumas dan minyak bahan bakar berat diuapkan dari kolom pada temperatur diatas 350oC. Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

6. Aspal adalah nama yang diberikan untuk warna hitam, merupakan residu utama setelah fraksi lain menguap. (William,1995) 2. 2 Komposisi Minyak Bumi Minyak bumi adalah suatu campuran yang sangat kompleks yang terutama terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa-senyawa organik dimana setiap molekulnya hanya mempunyai unsur karbon dan hidrogen saja. Disamping itu dalam minyak bumi juga terdapat unsur-unsur belerang, nitrogen, oksigen dan logam-logam khususnya vanadium, nikel, besi dan tembaga yang terdapat dalam jumlah yang relatif sedikit. Baik senyawa hidrokarbon maupun senyawa bukan hidrokarbon keduanya akan berpengaruh dalam menentukan cara-cara pengolahan yang dilakukan dalam kilang minyak bumi. 2. 2. 1 Senyawa Hidrokarbon Walaupun senyawa hidrokarbon yang terdapat dalam minyak bumi sangat banyak jumlahnya namun senyawa tersebut dapat dikelompokkan ke dalam 3 golongan senyawa hidrokarbon yaitu senyawa hidrokarbon parafin, naftana dan aromat. Disamping senyawa-senyawa tersebut, dalam produk minyak bumi juga terdapat hidrokarbon monoolefin dan diolefin, yang terjadi karena rengkahan dalam proses pengolahan minyak bumi dalam kilang, misalnya pada destilasi minyak mentah dan proses rengkahan. 2. 2. 1. 1 Senyawa Hidrokarbon Parafin Senyawa hidrokarbon parafin adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rumus umum CnH2n-2. Senyawa ini mempunyai sifat-sifat kmia stabil dimana pada suhu biasa tidak bereaksi dengan asam sulfat pekat dan asam sulfat berasap. Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

Senyawa hidrokarbon parafin samapi dengan 4 buah atom karbon, pada suhu kamar dan tekanan atmosfer berupa gas. Metana dan etana terutama terdapat dalam gas alam sedangkan propana , butana dan i-butana merupakan komponen utama elpiji. Senyawa hidrokarbon parafin dengan 5 sampai 16 buah atom karbon pada suhu kamar dan tekanan atmosfer berupa cairan dan terdapat dalam fraksi naftana, bensin, kerosin, solar, minyak diesel dan minyak bakar. Senyawa hidrokarbon parafin dengan lebih dari 16 buah atom karbon, pada suhu kamar dan tekanan atmosfer berupa zat padat dan terutama terdapat dalam malam parafin. 2. 2. 1. 2 Senyawa Hidrokarbon Naftena Senyawa hidrokarbon naftena adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rumus umum CnH2n. Senyawa hidrokarbon naftena yang terdapat dalam minyak bumi adalah siklopentana dan sikloheksana yang terdapat dalam fraksi naftana dan fraksi minyak bumi dengan titik didih lebih tinggi. Walaupun jumlah atom karbon dalam cincin naften dapat mempunyai harga 3, 4, 5, 6, 7 dan 8 namun umumnya dianggap bahwa senyawa naftena dalam fraksi minyak bumi hanyalah senyawa naftena yang mempunyai cincin dengan 5 dan 6 atom karbon, karena memang senyawa naftena inilah yang dapat diisolasi dari fraksi minyak bumi. 2. 2. 1. 3 Senyawa Hidrokarbon Aromat Senyawa hidrokarbon aromat adalah senyawa hidrokarbon tidak jenuh dengan rumus umum CnH2n-6 sehingga senyawa ini mempunyai sifat kimia yang sangat reaktif. Senyawa ini muda dioksidasi menjadi asam, dapat mengalami reaksi substitusi atau reaksi adisi tergantung kepada kondisi reaksi. Hanya sedikit sekali minyak mentah yang mengandung senyawa aromat dengan titik didih rendah. Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

Disamping senyawa hidrokarbon aromat seperti benzena, dalam minyak mentah juga terdapat senyawa hidrokarbon poliaromat seperti naftalena dan antrasen, terutama dalam fraksi beratnya. 2. 2. 1. 4 Senyawa Hidrokarbon Monoolefin Senyawa hidrokarbon monoolefin mempunyai rumus umum CnH2n dan merupakan senyawa hidrokarbon yang tidak jenuh dengan sebuah ikatan rangkap dua. Monoolefin dianggap tidak terdapat dalam minyak mentah, tetapi sedikit banyak terbentuk dalam proses rengkahan sehingga bensin rengkahan banyak mengandung senyawa monoolefin. Senyawa hidrokarbon akan mulai mengalami rengkahan apabila dipanaskan pada suhu sekitar 680oF. Karena mempunyai ikatan rangkap maka senyawa monoolefin adalah reaktif sehingga banyak digunakan sebagai bahan dasar utama dalam industri petrokimia, seperti etilena (C2H4) dan propilena (C3H6). 2. 2. 1. 5 Senyawa Hidrokarbon Diolefin Senyawa hidrokarbon diolefin mempunyai rumus umum CnH2n-2 dan merupakan senyawa tidak jenuh dengan dua buah ikatan rangkap dua. Seperti halnya dengan monoolefin, senyawa ini tidak terdapat dalam minyak mentah tetapi terbentuk dalam proses rengkahan. Senyawa diolefin tidak stabil, sangat reaktif dan cenderung akan berpolimerisasi dan membentuk damar.

2. 2. 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 logam-logam. Lazimnya senyawa ini dianggap sebagai senyawa pengotor Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

karena pengaruhnya yang tidak baik selama proses pengolahan minyak bumi dalam kilang minyak seperti korosi dan peracunan katalis ataupun pengaruhnya yang buruk terhadap mutu produk. Karena pengotor ini tidak larut dalam minyak bumi atau produknya, maka pengotor ini disebut pengotor oleofilik. Di samping itu, air dengan garam-garam yang terlarut di dalamnya terdapat dalam keadaan terdispersi dan tidak larut dalam fase minyak disebut dengan pengotor oleofobik. 2. 2. 2. 1 Senyawa Belerang Disamping sebagai senyawa belerang, di dalam minyak bumi belerang 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 %. Senyawa belerang yang umum terdapat dalam minyak bumi dan produk-produknya. Adanya senyawa belerang dalam minyak bumi dan produknya perlu mendapat perhatian karena senyawa ini dapat menimbulkan pencemaran udara, korosi, menurunkan angka oktan. 2. 2. 2. 2 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. Disamping itu dalam destilat rengkahan bisa


terdapat fenol dan kresol. Asam naftenat mempunyai sifat sedikit korosif dan mempunyai bau yang tidak enak. 2. 2. 2. 3 Senyawa Nitrogen Kadar nitrogen dalam minyak bumi umumnya rendah, berkisar dari 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 tinggi. Senyawa nitrogen yang terdapat dalam minyak bumi dapat dibagi menjadi senyawa nitrogen basa, yaitu piridin atau turunan piridin seperti kinolin dan iso kinolin dan senyawa nitrogen bukan basa yaitu senyawa pirol dan turunanya, seperti indol dan karbasol. 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

rengakahan,

reforming, polimerisasi, isomerisasi. b. Kerosin yang jernih seperti air pada waktu destilasi, warnanya akan berubah menjadi kemerahan apabila terkena sinar matahari. c. Nitrogen dalam bensin juga akan mempercepat pembentukan damar dalam karburator. d.Menyebabkan terjadinya endapan dalam minyak bakar pada penyimpanannya. 2. 2. 2. 4 Senyawa Logam Praktis semua logam terdapat dalam minyak bumi, tetapi karena jumlahnya kecil, yaitu 5 sampai 400 bagianb per juta maka adanya logam dalam minyak bumi pada Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

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. Disamping itu logam vanadium yang terdapat minyak bakar dapat menyebabkan korosi turbin gas 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 parfirin, dimana logam-logam ini terdapat di pusatnya sedangkan logam garam anorganik yang dapat larut dalam air, seperti garam klorid dan sulfat dari logam natrium, kalium, magnesium dan kalsium terdapat dalam minyak bumi dalam keadaan terdispersi. Dalam destilasi minyak mentah senyawa logam cenderung akan berkumpul dalam fraksi residu. (Hardjono, 2001)

2. 3 Parameter-Parameter Analisis Minyak Bumi Dalam menganalisis hasil-hasil minyak bumi sesuai dengan spesifikasinya telah diterapkan untuk minyak tertentu. Dalam hal ini yang dianalisis adalah sifat fisik dan sifat kimia dari produk minyak bumi tersebut. Tata cara operasi atau metodemetode yang digunakan di laboratorium analisa minyak bumi dan mutu hasil olahan Pangkalan Susu adalah metode yang digunakan dalam dunia perminyakan yang pada umumnya yang digunakan oleh Pertamina. Kebanyakan metode –metode tersebut diambil dari buku-buku ASTM (American Society For Testing and Material), metode SM (Standart Methods For Examination Of Water), metode CM (Comercials Method Of Analysis) serta metode-metode yang lain. Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

Dalam menganalisa minyak bumi mentah dengan menggunakan beberapa parameter antara lain adalah : 1. Flash Point By Able Apparatus IP-170 Metoda ini digunakan untuk pengujian dalam menentukan titik nyala dari suatu produk minyak bumi yang mempunyai Flash Point ( titik nyala ) antara 0 sampai 160oF. Cara ini digunakan untuk memeriksa jenis minyak bumi yaitu LKD (Light Kerosine Destilate), HKD (High Kerosine Destilate), kerosine dan avtur. 2. Flash Point ASTM D-92 Metoda ini digunakan untuk menentukan titik nyala dan titik api dari semua hasil minyak bumi, pelumas atau contoh suatu minyak yang mempunyai titik nyala terbuka (open cup). 3. Flash Point PM ASTM D-92-78 Metoda flash point PM ini biasanya digunakan untuk menerangkan pengujian. Titik nyala dari suatu minyak bakar, minyak yang kental atau suspensi padat. 4. Specific Gravity ASTM D-1298-80 Specific Gravity adalah perbandingan berat dari jumlah volum tertentu suatu zat terhadap berat dari volum yang sama dengan air. Metoda ini digunakan untuk menentukan specific gravity dengan menggunakan alat hidrometer dari suatu contoh minyak bumi. 5. Distillation Of Petroleum Product ASTM D-86 Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak berdasarkan perbedaan titik didihnya dengan suhu tertentu. Metoda ini digunakan untuk memisahkan


fraksi-fraksi minyak berdasarkan titik didihnya mulai dari IBP (Initial Boiling Point) sampai EP (End Point). 6. ASTM Color Of Petroleum Product ASTM D-1500 Metoda ini digunakan untuk pengujian warna secara visual dari jenis minyak pelumas dan solar serta minyak bumi yang lain. 7. Reid Vapour Pressure ASTM D-232 Reid Vapour Pressure adalah tekanan uap yang dihasilkan oleh suatu zat karena dipanaskan pada temperatur tertentu. Metoda ini digunakan untuk menerangkan pengujian tekanan uap reid (RVP) dari gasoline, crude oil volatil dari produk petroleum volatil kecuali LPG yang mana ditentukan oleh adanya tekanan uap absolut dari cairan yang mudah menguap pada temperatur 100oF. 8. Kinematic Viscosity ASTM D-445 Kinematic viscosity digunakan untuk mengukur kekentalan dari suatu cairan atau minyak sebagai perbandingan waktu dalam aliran detik. Kinematic Viscosity adalah angka yang menunjukkan lamanya aliran yang dialami oleh cairan atau minyak bumi itu sendiri. 9. Sulfur Content ASTM D-1551 Metoda ini digunakan untuk mengetahui kandungan sulfur yang terdapat dalam sampel minyak bumi. Dimana dengan mengetahui kandungan sulfur dalam tangki penimbunan minyak bumi dapat menghindari terjadinya perkaratan dalam tangki penimbunan minyak bumi. 10. Water Content ASTM D-95-70 Water content content adalah banyaknya kandungan air yang terdapat dalam crude oil serta produk-produknya. Metode water content ini digunakan untuk Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

menganalisis kandungan air yang terdapat dalam minyak bumi seperti solar, kerosine, premium dan miyak pelumas lainya. (ASTM, 2001)

2. 4 Viskositas Minyak Bumi Viskositas dari suatu cairan/larutan diukur dari kemampuan cairan/larutan itu untuk dapat mengalir. Gliserin, minyak mesin, dan cairan-cairan yang lain yang lambat aliranya disebut dengan cairan yang viskos. Cairan yang mengalir dengan cepat seperti air dan bensin memiliki viskositas yang rendah. Viskositas dari suatu cairan dapat dihitung dari rata-rata aliran yang melewati suatu pipa kapiler atau kecepatan yang dicapai baja kecil yang jatuh melewati cairan itu. Viskositas dari beberapa cairan dijelaskan di dalam tabel 5. Cairan viskos, titik tuangnya lambat karena atraksi intermolekul yang kuat diantara molekul-molekul tersebut. Cairan-cairan dengan molekul-molekul polar cenderung lebih viskos daripada yang lain dan cairan-cairan dengan ikatan hidrogen yang kuat seperti gliserol cenderung lebih viskos. Bentuk dan ukuran molekul juga mempengaruhi viskositas ; senyawa yang besar, bentuk molekulnya tidak teratur sering memiliki viskositas yang tinggi. Viskositas cairan akan menurun dengan meningktnya suhu karena molekulmolekul bergerak lebih cepat, memiliki lebih banyak jarak dan hilangnya jarak pendek. Contohnya minyak mesin menjadi lebih cair (viskositasnya berkurang) saat mesin penggerak dihidupkan.


Tabel 1 :Viskositas dan Tegangan Permukaan Untuk Beberapa Cairan Pada Suhu 20oC Viskositas (cp) a

Cairan

Tegangan Permukaan (N/m)b

Benzena

0,652

0,0289

CCl4

0,969

0,0270

Minyak Jarak

986

-------

Cloroform

0,58

0,0271

Dietil Eter

0,233

0,0170

Ethanol

1200

0,0228

Gliserol

1490

0,0634

Mercuri

1554

0,0436

Minyak Zaitun

84

-----

Air -

(Pada 20oC)

1,002

0,0728

-

(Pada 40oC)

0,653

0,0696

-

(Pada 60oC)

0,467

0,0662

-

(Pada 80oC)

0,355

0,0626

-

(Pada 100oC) 0,282

0,0589

Keterangan : a adalah satuan internasional dari viskositas satuanya N.s/m2. Pada umumnya lebih banyak digunakan satuan poise (P) dimana 1 Poise = 0,1 N.s/m2 dan centipoise


b adalah tegangan permukaan merupakan energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu perubahan satuan di daerah permukaan. Satuan dari tegangan permukaan adalah N.m/m2 = N/m. (Stanley R. Radel, 1994) 2. 5 Tekanan Uap Reid Uji tekanan uap Reid (Reid Vapor Pressure, ASTM D323- 90) dikenakan kepada bensin, minyak mentah yang volatil dan produk minyak bumi lainnya yang volatil. Tekanan uap Reid adalah tekanan mutlak pada suhu 37,8oC (100oF) dalam psi atau kPa. Tekanan uap Reid tidaklah sama dengan tekanan uap contoh yang sesungguhnya karena terjadinya sedikit penguapan contoh dan karena adanya uap air dan udara dalam ruangan. Untuk menentukan tekanan uap elpiji digunakan metode uji ASTM D 1267, sedangkan untuk menentukan tekanan uap campuran bensin-oksigenat, digunakan metode uji ASTM D 4953. Alat utama untuk menentukan tekanan uap Reid terdiri dari ruangan bensin, ruangan udara, manometer, termometer dan penangas air yang dilengkapi dengan termostat. Ruangan bensin, ruangan udara dan manometer dapat dilepas atau dihubungkan satu dengan lainya. Uji ini dilakukan dengan mengisi ruangan bensin sampai penuh dengan contoh yang sebelumnya telah didinginkan. Ruangan bensin kemudian dihubungkan dengan ruangan udara dan manometer dan selanjutnya rangkaian alat ini direndam di dalam penangas air yang mempunyai suhu tetap yaitu 37,8 + 0,1oC atau 100 + 0,2oF. Secara periodik rangkaian alat ini dikeluarkan dari penangas air dan digojok sampai akhirnya manometer menunjukkan harga tekanan keseimbangan yang tetap yang merupakan tekanan uap Reid. Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

Dalam praktek, uji tekanan uap Reid mempunyai arti yang penting sehubungan dengan : a. Keamanan dalam pengangkutan bahan bakar b. Sumbatan uap ( vapor lock ) dalam sistem pengumpanan bensin. c. Karakteristik mesin motor untuk dihidupkan dalam keadaan dingin (starting characteristics). d. Tipe tangki penyimpanan minyak yang digunakan.

2. 6 Destilasi Produk Minyak Bumi Destilasi minyak bumi (ASTM D 86-90) ini dikenakan kepada produk minyak bumi yaitu bensin alam, bensin motor, bensin pesawat terbang, bahan bakar turbin pesawat terbang, naftana, kerosine, minyak gas dan minyak bakar destilat dan produk minyak bumi yang serupa. Destilasi serupa yang dikenal dengan nama Engler telah digunakan pada waktu yang lampau, sehingga destilasi ASTM ini seringkali disebut destilasi Engler. Dalam destilasi ini, 100 ml contoh didestilasi menurut prosedur tertentu. Selama detilasi dilakukan pengamatan dan pencatatan suhu termometer dan volum destilat yang tertampung dan yang perlu dilaporkan dalam uji ini yaitu : a. Titik didih awal ( intial boiling point-IBP ), yaitu suhu dimana destilat pertamatama menetes dari ujung kondensor . b. Suhu pada berbagai persentase destilasi, yaitu 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 dan 95% destilasi.


c. 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. d. Persen perolehan (percent recovery), yaitu persentase volum kondensat yang tertampung dalam gelas ukur penerima. e. Persen residu (percent residue), yaitu persentase volum residu yang tertinggal dalam labu. f. Persen perolehan total (percent total recovery), yaitu jumlah persen perolehan dan residu. g. Persen kehilangan (percent loss), yaitu 100 dikurangi dengan persen perolehan total. h. Persen teruapkan (percent evaporated), yaitu jumlah persen perolehan dengan persen kehilangan. (Hardjono, 2001)


2. 7 Bilangan Oktan Bilangan oktan (octane number) yang didefinisikan pada tahun 1927 berdasarkan pemilihan dua senyawa yang menghasilkan ketukan pada dua nilai eksterm yang sangat berbeda. Senyawa 2,2,4-trimetilpentana (umumnya disebut isookatana) murni terbakar sangat halus dan ditetapkan memiliki bilangan oktan 100. Dari senyawa yang diperiksa pada waktu itu, heptana murni mengakibatkan ketukan terbanyak dan ditetapkan memiliki bilangan oktana 0. Campuran heptana dan isooktana menyebabkan jumlah ketukan sedang. Campuran baku dari kedua senyawa ini menentukan skala untuk mengevaluasi ketukan yang disebabkan oleh bensin sebenarnya, yang merupakan campuran rumit dari hidrokarbon berantai lurus dan berantai cabang. Jika sampel bensin dalam mesin uji menghasilkan jumlah ketukan yang sama dengan campuran 90 % (% volume) 2,2,4trimetilpentana dan 10 % heptana maka bensin mempunyai bilanga oktana 90. Aditif ( zat tambahan) tertentu meningkatkan

bilangan oktana bensin.

Senyawa termurah di antaranya ialah tetraetiltimbal, Pb(C2H5)4 yaitu senyawa yang memiliki ikatan sangat lemah di antara atom timbal pusat dan atom karbon etil. Senyawa ini mudah melepas radikal etil (C2H5) ke dalam bensin selama pembakaran ; spesies reaktif ini mempercepat dan menghaluskan proses pembakaran, mengurangi ketukan dan memberikan kinerja bahan bakar yang lebih baik. Akan tetapi, timbal yang dilepas ke atmosfer akan menyebabkan bahaya kesehatan jangka panjang yang serius. Akibatnya, penggunaan timbal dalam bensin mulai dihapuskan dan aditif berharga murah lainya sedang dicari untuk meningkatkan bilangan oktana. Proses kimia untuk membuat senyawa


berantai cabang dari senyawa berantai lurus memberi penyelesaian lain untuk masalah ini meskipun hanya sebagian. (David . W. Oxtoby dan H. P. Gillis, 1999) Bilangan oktan dihubungkan dengan berat molekul seperti yang ditunjukkan dalam tabel 2. Bilangan oktana juga dihubungkan dengan struktur, seperti yang ditunjukkan dalam tabel 3. Tabel 2: Bilangan oktan yang dihubungkan dengan berat molekul. Parafin

Bilangan oktana

Propana

100

n-Butana

92

n-Pentana

61

n-Hexana

25

n-Heptana

0

n-Oktana

-27

n-Nonana

-45

Tabel 3 : Bilangan okltan yang dihubungkan dengan struktur senyawanya. Parafin n-Heptana 2-Metilheksana 2,3-Dimetilpentana 2,2,3-Trimetilbutana

Bilangan Oktana 0 45 93 116

(James English and Harold G. Cassidy, 1949)


BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 3. 1 Peralatan -

Setastill Heater

-

Gelas Labu pyrex BS-658 100 ml

-

Gelas Ukur 100 ml

-

Gelas Ukur 10 ml

-

Termometer skala 0-400oC

-

Termometer 100 oC

-

Vapour pressure Temperatur Bath

-

Tabung (Bomb) yang dirangkai dengan manometer

-

Stop Watch

-

Electric viscosimeter

-

Viskosimeter ostwald

3. 2 Bahan -

Minyak bumi mentah (crude petroleum)

-

Air

3. 3 Prosedur Analisis a. Pengukuran Viskositas -

Diambil sampel minyak dan dituangkan isi ke gelas ukur kapiler sampai batas M1 ± 15 ml


-

Dimasukkan ke dalam alat eletrik viskosimeter constant yang sudah dipanaskan pada suhu 100oF dan diukur kecepatan alir minyak dari M2

-

M3 dan dari

M3

M4

Dicatat waktunya

b. Pengukuran Tekanan - Diambil tabung bomb yang sudah dirangkai dengan manometer dengan ukuran 0 s/d 2 kg/cm2 - Dimasukkan sampel minyak ketabung bomb tersebut ± 150 ml - Kemudian direndam alat tabung bomb yang sudah berisi sampel minyak kedalam alat Vapour Pressure yang sudah di isi air dengan suhu 100o F (38oC). - Diamati kenaikan tekanan, lalu dicatat.

c. Destilasi Minyak Bumi - Diambil contoh minyak sebanyak 100 ml. Semuanya dituangkan ke dalam gelas labu pyrex BS-658 ukuran 100 ml - Dimasukkan termometer ukuran 0 s.d 400 oC diujung gelas labu tersebut - Gelas labu yang sudah berisi contoh minyak tersebut didudukkan di atas setastill heater hingga posisi tegak lurus. - Kemudian dihubungkan aliran listrik sebagai pemanas terhadap contoh minyak tersebut - Disiapkan gelas ukur ukuran 100 ml untuk menampung tetesan yang akan tersuling Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

- Diamati tetesan pertama sambil pemanasan (penyulingan) hingga menetes tertampung di gelas labu ukur tersebut dan catat sebagai IBP (Initial Boiling Point) - Untuk selanjutnya setiap tepat pada 5 ml, kenaikan hasil volume penyulingan selalu diamati dan dicatat sambil diimbagi dengan memutar handle heat untuk mengatur naiknya temperatur. - Untuk FBP (Final Boiling Point) adalah dimana temperatur tidak akan bergerak lagi kepada suhu yang lebih tinggi. - Kemudian destilasi dihentikan sambil mendinginkan peralatan, dari temperatur yang paling tinggi (top) - Kemudian gelas labu pyrex BS-658 yang berisi contoh minyak yang disuling diangkat dari setastill heater, setelah itu yang tersisa dituangkan ke dalam gelas ukur ukuran 10 ml, dan dibaca berapa ml yang tersisa, kemudian dicatat hasilnya sebagai residu. - Dijumlahkan hasil yang tersuling digelas ukur ukuran 100 ml, dan ditambah jumlah volumnya terhadap jumlah volum residu, kemudian selisihnya adalah nilai untuk D. loss.


BAB 4 DATA PENGAMATAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4. 1 Data Pengamatan a. Data Pengamatan 1 Tanggal contoh

: 15 Januari 2008

Tanggal Terima

: 16 Januari 2008

Asal Contoh

: Separatotor (SP-V)

Lapangan

: Pangkalan Susu

Nomor sumur

: PTB-49

Selang

:1825,4 – 1837,4 meter

Viskositas kinematik pada 100oF

: 0,82

Tekanan Uap pada 100 oF

: 0,37 Kg/cm2

Tabel 4. 1 Destilasi minyak bumi hasil penyulingan terhadap kenaikan Temperatur IBP

=

46oC

Volume Hasil Penyulingan (mL) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Temperatur ( oC) 59 78 85 90 94 98 100 105 109 114 118 124 130 140 152 171 204 265


95

305 o

FBP

=

320 C

Recovery

=

95,5 ml

Residu

=

2,4 ml

D.Loss

=

Volum sampel – (Volum recovery + Volum residu)

=

100 ml – (95,5 ml + 2,4 ml)

=

100 ml – 97,9 ml

=

2,1 ml

b. Data Pengamatan 2 Tanggal contoh

: 27 Januari 2008

Tanggal Terima

: 27 Januari 2008

Asal Contoh

: Terminal Pangkalan Susu Katapa


: 0,93


: 0,32 Kg/cm2


=

40oC

Volume Hasil Penyulingan (mL) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Temperatur o ( C) 54 73 80 86 95 103 111 118 128 137 149 164 181 194 221


80 85

254 272

FBP

=

276oC

Recovery

=

88,5 ml

Residu

=

5,5 ml

D.Loss

=


=

100 ml – (88,5 ml + 5,5 ml)

=

100 ml – 94 ml

=

6 ml

c. Data Pengamatan 3 Tanggal contoh

: 27 Januari 2008

Tanggal Terima

: 27 Januari 2008

Asal Contoh

: Terminal Pangkalan Susu Arbei


: 0,89


: 0,34 Kg/cm2


=

42oC o

Volume Hasil Penyulingan (mL)

Temperatur ( C)

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

59 75 84 89 93 100 107 111 117 124 133 144 160 180 204


80 85 90

238 253 284

FBP

=

295oC

Recovery

=

90,5 ml

Residu

=

4,5 ml

D.Loss

=


=

100 ml – (90,5 ml + 4,5 ml)

=

100 ml – 95 ml

=

5 ml

4. 2 Perhitungan a. Untuk Data pengamatan 1 Untuk 100oC : 35 % Untuk 175oC :

:

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

175 − 171 204 − 171

=

Y − 80 85 − 80

=

80,6 %

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

200 − 171 204 − 171

=

Y − 80 85 − 80

=

84,2 %

=

Y − Y1 Y2 − Y1

Y Untuk 200oC :

:

Y Untuk 265oC : 90 % Untuk 300oC :

X − X1 X 2 − X1


:

300 − 265 305 − 265

Y

=

Y − 90 95 − 90

=

94,3 %

Untuk 320oC : 95,5 %

Destilat yang dihasilkan : Bensin

: 84,2 %

Kerosine

: 5,8 %

Solar

: 5,5 %

Residu

: 2,4 %

D.Loss

: 2,1 %

b. Untuk Data Pengamatan 2 Untuk 100oC :

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

:

100 − 95 103 − 95

=

Y − 25 30 − 25

=

28,1 %

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

175 − 164 181 − 164

=

Y − 60 65 − 60

=

63,2 %

Y

Untuk 175oC :

:

Y


Untuk 200oC :

:

Untuk 265oC:

:

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

200 − 194 221 − 200

=

Y − 70 80 − 70

Y

=

71,1 %

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

=

Y − 80 85 − 80

=

83,05 %

265 − 254 272 − 254 Y

Untuk 300oC : ------Untuk 320oC : -------


: 71,1 %

Kerosine

: 11,9 %

Solar

: 5,5 %

Residu

: 5,5 %

D.Loss

: 6,0 %

c. Untuk Data Pengamatan 3 Untuk 100oC : 30 ml Untuk 175oC :

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1


:

175 − 160 180 − 160

=

Y − 65 70 − 65

=

68,75 %

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

200 − 180 204 − 180

=

Y − 70 75 − 70

Y

=

74,2 %

X − X1 X 2 − X1

=

Y − Y1 Y2 − Y1

=

Y − 85 90 − 85

=

86,93 %

Y Untuk 200oC :

:

Untuk 265oC:

:

265 − 253 284 − 253

Y Untuk 300oC : ------Untuk 320oC : -------


: 74,2 %

Kerosine

: 12,7 %

Solar

: 3,6 %

Residu

: 4,5 %

D.Loss

: 5,0 %

Keterangan

: Acuan untuk pengelompokan fraksi-fraksi minyak bumi

berdasarkan perbedaan titik didihnya. Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

Bensin

: Angka (hasil) yang terdapat pada posisi 200oC

Kerosine : Angka (hasil) yang terdapat pada posisi 265oC – Angka (hasil) Pada posisi 200oC. : Angka (hasil) yang terdapat pada posisi 320oC – Angka (hasil)

Solar

Pada posisi 265oC. Residu

: Jumlah destilat yang tidak menguap

D.Loss

: Volum sulingan yang hilang

4. 2. 1 Perhitungan Viskositas a.Untuk Data Pengamatan 1 Diketahui : Waktu alir M1-M2

= 10,8 detik

M2-M3

= 14,8 detik

Faktor koreksi : M1-M2 = 0,07876 M2-M3 = 0,05365 Maka : η=

wkt.alir (m2 − m3 ).( f .k (m2 − m3 ) + wkt.alir (m3 − m4 ).)( f .k (m3 − m4 ) 2

η=

(10,8).(0,07876) + (14,8)(0,05365) 2

η=0,82 b.Untuk Data Pengamatan 2 Diketahui

: Waktu alir

M1-M2

= 12,1detik

M2-M3

= 17,0 detik




η=

(12,1).(0,07876) + (17,0)(0,05365) 2

η=0,93

c.Untuk Data Pengamatan 3 Diketahui

: Waktu alir

M1-M2

= 11,6 detik

M2-M3

= 16,0 detik



η=

(11,6).(0,07876) + (16,0)(0,05365) 2

η=0,89


4. 3 Pembahasan Uji minyak bumi dan produknya dilakukan secara berkala pada suatu laboratorium dan dimaksudkan untuk menganalisis dan mengetahui mutu atau kualitas suatu minyak bumi. Uji-uji yang dilakukan dalam menganalisa minyak bumi antara lain : Specific Gravity (penentuan densitas dan gravitas API), Flash Point (titik nyala), Fire Point (titik bakar), Pour Point (titik tuang), kinematic Viscosity (viskositas kinematik), Saybolt Color (penentuan warna), Reid Vapour Pressure (tekanan uap Reid), Sulfur Content (penentuan kadar sulfur), Water Content (penentuan kadar air) dan Distillation (destilasi). Uji minyak bumi tersebut memiliki suatu acuan atau suatu standard berdasarkan standard Annual Book Of ASTM (American Society For Testing And Material) untuk produk minyak bumi dan minyak pelumas atau Petroleum Product and Lubricants, yang memuat secara rinci mengenai prosedur analisis minyak bumi. Disamping itu prosedur dan alat-alat baku uji minyak bumi dan produknya dapat juga diperoleh dari Standard Methods of Petroleum and Its Products, suatu publikasi tahunan dari The institute Of Petroleum. Parameter dalam mengindikasi kualitas minyak mentah (crude oil) melalui penyulingan dengan cara memisahkan fraksi-fraksinya yaitu secara Destilasi Fraksinasi berdasarkan standardisasi ASTM D-86, Viskositas Kinematik untuk menentukan kekentalan minyak bumi (crude oil) berdasarkan standardisasi ASTM D-445 dan Tekanan Uap Reid untuk menentukan volatilitas minyak bumi Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

berdasarkan standardisasi ASTM D-232. Penyulingan secara destilasi merupakan uji yang sangat efisien dan tepat dalam menentukan persentase dari setiap volum fraksi minyak bumi tersebut, sehingga dengan mudah ditentukan volum destilat pada titik didih awal ( initial boiling point-IBP) pada suhu tertentu dan juga volum destilat pada titik didih akhir (final boiling point-FBP) pada suhu tertentu. Dari data pengamatan 1 diperoleh bahwa recovery atau volum hasil penyulingan yang tertampung sebanyak 95,5 ml dengan titik didih akhir 320oC sedangkan residu yang tertinggal sebanyak 2,4 ml

dan kehilangan destilat

(D.loss) sebanyak 2,1 ml. Kemudian untuk data pengamatan 2 diperoleh recovery atau volum hasil penyulingan sebanyak 88,5 ml dengan titik didih akhir adalah 276oC dan residu yang tertinggal adalah sebanyak 5,5 ml dan kehilangan destilat (D.loss) sebanyak 6 ml. Untuk data pengamatan 3 diperoleh recovery atau volum hasil penyulingan sebanyak 90,5 ml dengan titik didih akhir adalah 295oC dan residu yang tertinggal adalah sebanyak 4,5 ml dan kehilangan destilat (D.loss) sebanyak 5 ml. Berdasarkan hasil yang diperoleh dari perhitungan terlihat bahwa persen fraksi yang leih besar dimiliki oleh fraksi bensin yaitu sebesar 84,2 % untuk data pengamatan 1, untuk data pengamatan 2 sebesar 71,1 % dan 74,2 % untuk data pengamatan 3. Hal ini disebabkan karena bensin memiliki berat molekul terkecil dan titik didih yang terendah yaitu antara 30-200oC. Untuk persen volum fraksi kerosin, pada perhitungan data 1 diperoleh persen volum fraksi kerosin yaitu sebanyak 5,8 %, untuk perhitungan data pengamatan 2 diperoleh persen volum fraksi kerosin sebesar 11,9 % dan untuk data perhitungan 3 diperoleh persen volum fraksi kerosin sebesar 12,7 %. Persen volum fraksi kerosin tersebut dihitung dari selisih angka (hasil) pada posisi 265 oC terhadap Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

angka (hasil) pada posisi 200oC.

Persen volum fraksi solar untuk data

perhitungan data pengamatan 1 diperoleh persen volum fraksi solar sebesar 5,5 %, untuk data perhitungan 2 diperoleh sebesar 5,5 % dan untuk data perhitungan 3 diperoleh 3,6 %. Persen volum fraksi solar tersebut dihitung dari selisih angka (hasil) pada posisi 320oC terhadap angka (hasil) pada posisi suhu 265oC. Dengan diperolehnya persen volum fraksi bensin yang cukup besar maka berdasarkan sertifikasi PT. Pertamina EP. Region Sumatera Field Pangkalan Susu menetapkan bahwa kualitas dari sampel minyak mentah yang dianalisis sudah mencukupi standard yang diiginkan. Viskositas minyak bumi yang diperoleh untuk data pengamatan 1 adalah 0,82 untuk data pengamatan 2 adalah 0,93 dan untuk data pengamatan 3 adalah 0,89. Sedangkan untuk tekanan yang diperoleh untuk data pengamatan 1 adalah sebesar 0,37 kg/cm2, untuk data pengamatan 2 adalah 0,32 kg/cm2 dan untuk data pengamatan 3 adalah sebesar 0,34 kg/cm2. Hal ini menunjukkan bahwa viskositas berbanding terbalik dengan jumlah persen volum fraksi bensin dimana semakin besar viskositas minyak bumi tersebut maka jumlah persen volum fraksi bensin tersebut akan semakin kecil dan sebaliknya. Tekanan berbanding lurus dengan jumlah persen volum fraksi bensin dimana semakin besar tekanan minyak bumi maka semakin besar pula jumlah persen volum fraksi bensin tersebut. Dari pembahasan secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa besarnya jumlah persen volum fraksi bensin adalah 84,2 %, 71,1 %, 74,2 % menunjukkan kualitas minyak mentah (crude oil) cukup baik, dimana analisnya menggunakan parameter destilasi ASTM D-86 yang merupakan uji yang efisien dan tepat dalam pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi yang prosesnya dilakukan dengan Antoni Bona Foncus Naibaho : Pengaruh Viskositas Dan Tekanan Terhadap Jumlah Persen Volum Fraksi Bensin, 2008. USU Repository © 2009

mengamati temperatur pada titik didih awal (initial boiling point-IBP) sampai pada titik akhir (final boiling point-FBP).

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1 Kesimpulan 1. Minyak bumi yang diperoleh dari hasil pengilangan langsung dapat dianalisis dan dilakukan uji-uji seperti uji densitas, uji warna, uji viskositas, uji kadar belerang, uji kandungan air, uji tekanan uap dan uji kandungan garam. Minyak bumi tersebut kemudian dipisahkan ke dalam fraksi-fraksinya dengan melakukan proses destilasi. 2. Dari pembahasan secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa besarnya persen volum fraksi bensin untuk data pengamatan 1, 2 dan 3 adalah sebesar 84,2 %, 71,1 % dan 74,2 %. Hasil tersebut membuktikan bahwa viskositas berbanding terbalik dengan jumlah persen fraksi bensin dan berbanding lurus dengan tekanan. Sesuai dengan data pengamatan dimana viskositas untuk data pengamatan 1, 2 dan 3 adalah 0,82, 0,93 dan 0,89 sedangkan tekanan untuk data pengamatan 1,2 dan 3 adalah 0,37 kg/cm2, 0,32 kg/cm2 dan 0,34 kg/cm2 . Hal ini membuktikan bahwa uji viskositas dan tekanan terlebih dahulu, sangat akurat dan sesuai dalam menentukan prediksi jumlah persen volum fraksi bensin besar ataupun kecil. Dengan demikian jumlah persen fraksi volum bensin tersebut sangat sesuai dengan standard destilasi ASTM (American Society For Testing And Material) D-86.


5. 2 Saran 1. Untuk menghasilkan uji minyak bumi yang lebih akurat maka diharapkan supaya alat untuk melakukan uji tersebut dilengkapi sehingga dihasilkan datadata analisis yang lebih baik. 2. Dalam melakukan uji viskositas minyak mentah, sangat dibutuhkan ketelitian dalam mengukur dan melihat waktu viskositas karena waktu tersebut sangat menentukan besarnya viskositas minyak mentah dan juga akan mempengaruhi prediksi terhadap jumlah persen volum fraksi bensin.


DAFTAR PUSTAKA

American Society For Testing And Material. 1982. Petroleum Products And Lubricants. Part 23. Philadelphia USA : Copyright Annual Book Of ASTM Standard.

Brown, H. William .1995. Organic Chemistry. USA : Saunders College Publishing.

English, James and Harold G. Cassidy. 1949. Principles Of Organic Chemistry . New York : Mc-Graw Hill Book Company, Inc.

Hardjono, A. 2001. Teknologi Minyak Bumi. Edisi I. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Oxtoby, W. David dan H. P. Gillis. 1999. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Edisi Ke-4. Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Radel, R. Stanley. 1994. Chemistry. Second Edition. New York : West Publishing Company.



PENGARUH VISKOSITAS DAN TEKANAN TERHADAP JUMLAH PERSEN VOLUM FRAKSI BENSIN KARYA ILMIAH ANTONI BONA FONCUS NAIBAHO

Recommend Documents