Buku III - Signifikansi Pengujian Gas Alam

( BUKU III )

SIGNIFIKANSI PENGUJIAN GAS ALAM

Oleh :

EG Giwangkara S

Untuk disampaikan pada Kuliah Tamu :

PROSES PENGOLAHAN MINYAK BUMI, ANALISIS MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS

DAN INTERPRETASI HASIL ANALISISNYA

di

SEKOLAH MENENGAH ANALIS KIMIA BOGOR

Signifikansi Pengujian Gas Alam Untuk disampaikan di SMAKBO

EG Giwangkara S Website : http://blog.givangkara.com E-mail : [email protected]

Halaman 2 dari 16

III. Signifikansi Pengujian Gas Alam

3.1 Pendahuluan

Gas alam baik sebagai gas alam ikutan maupun gas alam non ikutan,

komposisinya terdiri dari komponen hidrokarbon dan komponen non

hidrokarbon. Komponen hidnokarbon menupakan komponen yang dikehendaki,

berupa senyawaan hidrokarbon yang wujudnya gas. Sedang komponen non

hidnokarbon merupakan komponen yang tidak dikehendaki, disebut sebagai

komponen impurities (pengotor). Untuk maksud tertentu, komponen impurities

keberadaannya dalam gas alam hams diturunkan dikurangi. Proses

penurunan/pengurangan kandungan impurities sampai batas persyaratan yang

dikehendaki disebut proses purifikasi gas alam.

3.1.1 Komponen Hidrokarbon

Komponen hidrokarbon berupa senyawaan - senyawaan dari n-parafin dan

iso- parafin. Sedang senyawaan dan naften, aromatik dan olefin tidak terdapat

dalam gas alam.

Dalam analisisnya, komponen hidrokarbon terdiri dan:

CH4, C2H5, C3H8, n-C4H10, iso-C4H10, n-C5H12, iso-C5H12 dan C6H14+



Halaman 3 dari 16

3.1.2 Komponen Non Hidrokarbon

Komponen non hidrokarbon berupa senyawaan-senyawaan dan H2S

(hidrogen sulfida), RSH (merkaptan), COS (kanbonil sulfida), CS2 (karbon

disulfida), CO2 (karbon dioksida), N2 (gas nitrogen), He (gas helium), dan Hg

(merkuri).

Dalam industni perminyakan, gas alam setelah dilakukan proses

penurunan/pengurangan impuritiesnya, dapat diproses untuk menghasilkan

produk-produk LNG, BBG, dan LPG. Untuk mengetahui kualitas dan kuantitas

gas alain sebagai unipan baik untuk pembuatait LNG, BBG maupun LPG, maka

terhadap gas alam dilakukan pengujian di laboratonium. Gas alam yang hendak

diolah, hams memenuhi beberapa persyaratan tertentu dengan tujuan agar

aman dalam pengolahan (tidak merusak peralatan yang digunakan) dan

memenuhi spesifikasi produk yang dihasilkan.

3.2 Parameter Uji Gas Alam

Gas alam yang keluar dari sumur harus dilakukan pengujian di

Laboratorium untuk mengetahui kandungan senyawa-senyawa kimia yang

terdapat di dalamnya. Hal ini diperlukan untuk menentukan jenis proses

pemurniannya (purifikasi / treating), jumlah unit proses, jenis bahan kimia dan

dosis bahan kimia yang digunakan.



Halaman 4 dari 16

3.2.1 Sifat - Sifat Gas Alam

Setelah dilakukan proses penurunan / pengurangan (treating), maka gas

alam harus memenuhi sifat-sifat sesuai dengan kegunaannya, antara lain:

• mempunyai kemurnian hidrokarbon tinggi, untuk menjamin kualitas maupun

kuantitas gas alam.

• tidak menimbulkan korosi pada peralatan pengolahan maupun produk yang

dihasilkan.

• mempunyai nilai kalori tinggi bila gas alam digunakan sebagai bahan bakar

• produk yang dihasilkan tidak boleh terjadi endapan (berupa hidrokarbon

berat) pada sistem penyimpanan.

• harus mempunyai tekanan uap yang cukup agar tidak membahayakan

keselamatan dalam pengangkutan, penyaluran dan penyimpanan.

• pada pembakaran, gas alam harus bersih dan tidak mencemari udara.



Halaman 5 dari 16

Tabel 3.1 : Parameter Uji Gas Alam

Parameter Uji Metode

ASTM Lain

1. Komposisi - Kalkulasi dari komposisi

2. Specific gravity - Kalkulasi dari komposisi

3. Nilai kalor - Kalkulasi dari komposisi

4. Tekanan uap - Kalkulasi dari komposisi

5. Karbon dioksida D 1945 GPA 2261

6. Hidrogen sulfida D 2385 IP

7. Merkaptan sulfur D 2385 IP

8. Karbonil sulfida - -

9. Merkuri - AAS

10. Helium D 1945 GPA 2261

11. Hidrogen D 1945 GPA 2261

12. Nitrogen D 1945 GPA 2261

13. Kandungan air - Gravimetri

3.3 Signifikansi Pengujian Gas Alam

Yang dimaksud dengan signifikansi pengujian gas alam adalah arti dan

kegunaan dan suatu pengujian gas alam. Jenis pengujian gas alam

disesuaikan dengan jumlah senyawaan atau gabungan senyawaan yang

terkandung di dalam gas alam yang erat hubungannya dengan kualitas dan

kuantitas gas alam sebagai umpan / bahan dasar untuk pembuatan BBG, LNG

atau LPG.



Halaman 6 dari 16

3.3.1 Komposisi, ASTM D 1945, GPA 2261

Pengujian komposisi gas alam dilakukan sesuai metode ASTMD 1945 atau

GPA 2261, yaitu dengan menggunakan peralatan kromatografi gas. Metode ini

mampu mendeteksi komposisi gas alam atas komponen-komponennya.

Komponen gas alam

Di bawah adalah komponen-komponen gas alam, disusun berdasarkan

naiknya titik didih, sebagai benikut :

1. He

2. O2

3. N2

4. CH4

5. CO2

6. C2H8

7. H2S

8. C3H8

9. iC4H10

10. nC4H10

11. iC5H12

12. nC5H12

13. C6H14

14. C7H16

Dengan peralatan kromatografi gas, komponen-komponen gas alam dapat

dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih komponen serta antaraksinya

terhadap fase diam sebagai isi kolom kromatografi gas.

Komponen C6H14+

(hexane and heavier).

Pada analisis kuantitatif, komponen C6H14 dan C7H16 dapat digabung

menjadi satu disebut C6H14+

(hexane and heavier). Pemisahan komponen

dengan solusi tinggi dapat dilakukan dengan menggunakan tiga jenis kolom

yang berbeda (multi kolom).



Halaman 7 dari 16

Besarnya konsentrasi tiap komponen dalam sampel gas alam, dilaporkan

sebagai % mol, % vol. atau % berat.

Konsentrasi komponen dalam gas alam

Umumnya range (kisaran) konsentrasi masing-masing komponen yang

terdapat dalam gas alam (menunut ASTMD 1945 atau GPA 2261) adalah

sebagai benikut :

Komponen Kisaran Konsentrasi% mol Komponen Kisaran Konsentrasi

% mol He 0,01 — 10 C3H8 0,01 — 100

02 0,01 — 20 iC4H10 0,01 — 10

N2 0,01 — 100 nC4H10 0,01 — 10

CH4 0,01 — 100 iC5H12 0,01 — 2

CO2 0,01 — 20 nC5H12 0,01 — 2

C2H6 0,01 —100 C6H14+ 0,01 —2

H2S 0,01— 5

Signifikansi pengujian

1. Untuk mengetahui komponen - komponen hidrokarbon yang terkandung

dalam gas alam. Dengan diketahui komposisinya, dapat digunakan untuk

menghitung sifat-sifat fisika gas alam, seperti nilai kalori, tekanan uap,

specific gravity. Besarnya kandungan komponen-komponen hidrokarbon

dalam gas alam, menentukan mutu gas alam baik kualitasnya maupun



Halaman 8 dari 16

kuantitasnya. Makin tinggi konsentrasi komponen hidrokarbon

menunjukkan mutu dan gas alam akan lebih tinggi.

2. Untuk mengetahui komponen-komponen non hidrokarbon yang terkandung

dalam gas alam. Dengan diketahuinya besarnya kandungan masing-

masing komponen non hidrokarbon dalam gas alam, dapat diketahui pula

mutu gas alam baik kualitasnya maupun kuantitasnya. Makin tinggi

kandungan komponen non hidnokarbon menunjukkan mutu gas alam akan

lebih rendah. Disamping itu, kandungan komponen non hidrokarbon

digunakan untuk menentukan jenis dan dosis bahan kimia pada proses

punifikasi, sehingga pnoduk yang dihasilkan (LNG, LPG atau BBG)

memenuhi spesifikasi.

3.3.2 Karbon dioksida, ASTMD 1945

Pengujian karbon dioksida CO2, dilakukan dengan metode ASTMD 1945

atau GPA 2261, yaitu dengan menggunakan peralatan kromatografi gas.

Pengujian CO2 dapat dilakukan bersama-sama dengan komponen hidrokarbon.

Luas puncak CO2 pada kromatogram sampel dibandingkan dengan luas puncak

CO2 pada kromatogram gas standar. CO2 sangat korosif terhadap peralatan,

disamping itu CO2 dapat membeku pada proses pencairan gas alam.

Membekunya gas CO2 dapat mengakibatkan tersumbatnya tube-tube (pipa)

pada alat penukar panas. Bila kandungan CO2 tinggi akan menurunkan nilai

kaloni dari gas alam, ini berarti kwalitas gas alam tersebut rendah.



Halaman 9 dari 16


1. untuk mengetahui besarnya konsentrasi gas CO2 dalam gas alam.

Kandungan CO2 akan berpengaruh terhadap besarnya nilai kalori gas

alam. Bila kandungan gas CO2 tinggi, berarti nilai kalori gas alam rendah

dan sebaliknya.

2. untuk menentukan jenis dan dosis bahan kimia (umumnya menggunakan

senyawa-senyawa amina) serta jumlah unit treating pada proses

penghilangan / penurunan konsentrasi CO2.

3.3.3 Hidrogen sulfida, ASTMD 2385

Pengujian hidrogen sulfida H2S, dilakukan dengan metode ASTMD 2385,

dimana gas H2S dalam gas alam diserap dengan menggunakan lanutan CdSO4

netral. Endapan CdS yang tenbentuk disaring dan kemudian dilarutkan dalam

larutan HCl, dan larutan yang dihasilkan ditetapkan dengan cara titrasi

jodometni setelah ke dalamnya ditambahkan larutan I2 benlebihan. Laporan

hasil pengujian dinyatakan dalam % wt H2S, mg/L H2S, atau grains H2S/100 ft3.

Range konsentrasi H2S dalam gas alam

Secara kuantitatif, metode ini mampu’ mendeteksi konsentrasi H2S dalam

kisaran konsentrasi 0 - 5 grains H2S/100 ft3 gas alam (kira-kira 11 mg/rn3 gas

alam). Gas alam yang dijual untuk umum maksimum kandungan H2S 4 ppm,

sedang bukan untuk umum maksimum 160 ppm. Gas H2S sangat korosif

terhadap peralatan proses yang terbuat dari logam.



Halaman 10 dari 16


1. Untuk mengetahui besarnya konsentrasi gas H2S dalam gas alam.

Kandungan H2S akan berpengaruh terhadap besarnya nilai kalori gas alam.

Bila kandungan gas H2S tinggi, berarti nilai kalori gas alam rendah dan

sebaliknya.

2. Untuk menentukan jenis dan dosis bahan kimia yang digunakan (umumnya

menggunakan senyawa-senyawa amina) senta jumlah unit treating pada

proses penghilangan / penurunan konsentrasi H2S.

3.3.4 Merkaptan, ASTMD 2385

Pengujian merkaptan dalam gas alam, dilakukan dengan metode ASTMD

2385, dimana gas RSH diserap dengan menggunakan larutan CdSO4 basa.

Penetapan besarnya konsentrasi merkaptan seperti halnya pada penetapan

H2S, yaitu dengan cana titrasi jodometri. Pada analisisnya, merkaptan dalam

gas alam dinyatakan sebagai merkaptan sulfur. Laporan hasil pengujian

dinyatakan dalam % wt, mg/L, atau grains /100 ft3. Gas RSH sangat

korosifterhadap peralatan.


1. untuk mengetahui besarnya konsentrasi gas merkaptan dalarn gas alam.

Kandungan merkaptan akan berpengaruh terhadap besarnya nilai kaloni

gas alam.

2. Bila kandungan gas merkaptan tinggi, berarti nilai kaloni gas alam rendah



Halaman 11 dari 16

dan sebaliknya. Umumnya konsentrasi merkaptan dan ladang-ladang

sumur di Indonesia rendah.

3. bila konsentrasi merkaptan tinggi, signifikansi pengujian digunakan untuk

menentukan jenis dan dosis bahan kimia yang digunakan (umumnya

menggunakan kaustik soda atau kaustik potas) serta jumlah unit purifikasi

pada proses penghilangan / penurunan konsentrasi merkaptan.

3.3.5 Total Sulfur, ASTMD 2784

Total Sulfur sebagai impurities (kotoran) gas alam akan sangat

mempengaruhi mutu nilai kaloni gas alam tersebut. Pengujian total sulfur adalah

pengujian sifat kebersihan gas alam. Dikatakan total sulfur karena merupakan

penjumlahan dari berbagai senyawaan sulfur dalam gas alam, yaitu terdiri dan

merkaptan (RSH), hidrogen sulfida (H2S), karbonil sulfida (COS) dan karbon

disulfida (CS2). Besarnya konsentrasi total sulfur dilaporkan dalam satuan % wt,

mg/L, grains/100 cuft. Makin tinggi kandungan total sulfur menunjukkan nilai

kalori gas alam menurun.

Pengujian

Pengujian total sulfur dilakukan dengan menggunakan metode ASTMD

2784, dengan menggunakan Wickbold — type combustion apparatus, dimana

sulfur dioksidasi dalam alinan campuran 70 % gas CO2 dan 30 % gas O2. Gas

SO2 yang terbentuk dialirkan ke dalam lanutan penyerap H2O2 menghasilkan

H2SO4. Kemudian ditetapkan dengan titrasi atau dengan turbidimetri.



Halaman 12 dari 16

Siginifikansi pengujian

1. untuk mengindikasi kecenderungan terjaclinya penurunan nilai kalori gas

alam. Makin besar kandungan total sulfur menunjukkan nilai kalori gas

alam menurun. Disamping itu, senyawa-senyawa sulfur akan cenderung

mengakibatkan terjadinya korosi pada logam khususnya yang bekerja

pada suhu tinggi.

2. Sebagai bahan bakar, hasil pembakaran dan gas alam tidak boleh

menimbulkan pencemaran lingkungan.

3.3.6 Nilai kalori

Untuk mengetahui besarnya nilai kaloni suatu gas alam, dilakukan

perhitungan dengan menggunakan % mol. Komponen-komponen hasil

pengujian gas alam menurut metode GPA 2261, yaitu dengan peralatan

kromatognafi gas. Nilai kaloni merupakan salah satu sifat yang sangat penting

dan gas alam.

Pengaruh komponen hidrokarbon

Besarnya nilai kalori ditentukan oleh besarnya % mol. dari komponen-

komponen hidrokarbon. Apabila nilai kaloni gas alam dinyatakan dalam satuan

kalor/satuan volume, makin tinggi titik didih komponen hidrokarbon nilai

kalorinya menaik, tetapi sebaliknya makin rendah titik didihnya makin nendah

pula nilai kalorinya.



Halaman 13 dari 16

Gross Heating Value (GHV)

Terdapat 2 (dua) macam nilai kalori, yaltu GHV (gross heating value) dan

NHV (net heating value). Dalam transaksi jual-beli gas, umumnya nilai kalori

gas alam dilaporkan dalam satuan BTU/SCF sebagai GHV.

Definisi GHV

GHV adalah jumlah panas dinyatakan dalam british thermal unit (BTU)

yang dihasilkan dan pembakaran sempurna pada tekanan tetap dan satu

standar cubic feet (ft3) suatu gas (suhu, udara dan produk-produk yang dibakar

pada 60°F) dan semua air yang terbentuk sebagai hasil reaksi pembakaran

terkondensasi menghasilkan liquid.


1. untuk mengetahui besarnya nilai kalori gas alam, sehingga mutu dan gas

alam dapat diketahui. Nilai kaloni gas alam sangat erat hubungannya

dalam transaksi penjualan gas.

3.3.7 Kandungan Air bebas

Terdapat dua air yang terkandung dalam gas alam, yaitu air yang terlarut dalam

gas alam dan air yang tak tenlarut dalam gas alam. Air yang tak terlarut dalam

gas alarn kebenadaannya terpisah dari gas alam, berupa air bebas.



Halaman 14 dari 16

Pengujian air

Pengujian air dalam gas alam dilakukan dengan cara mengalirkan gas ke

dalarn zat higroskopis sebagai zat penyerap (desikan). Selisish berat antara

sesudah dan sebelum pencobaan adalah berat air dalam gas alam. Pengujian

kandungan air tidak dituliskan secara rinci sebagai standar metode analisis.

Laponan hasil dinyatakan dalam satuan % wt, ppm atau mg/L.


1. untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam gas alam, sehingga

mutu dari gas alam dapat ditentukan. Besarnya kandungan air

berpengaruh terhadap nilai kaloni gas alam. Disamping itu, terdapatnya air

dalam gas alam merupakan katalisator (mempercepat) proses

pengkaratan logam (korosif).

3.3.8 Merkuri

Kandungan merkuri gas alam berada berasosiasi dengan kondensat,

sebagai persenyawaan organometalik merkuri. Dalam kondensat gas alam

terdapat 5% sebagai unsur bebas merkuri, 21% sebagai senyawaan anorganik,

dan 74% sebagai organometalik merkuri.

Keberadaan merkuri dalam gas alam adalah sebagai gas yang melarut

dalam gas alam. Pada Tabel ditunjukkan bahwa senyawaan merkuri sebagai

senyawaan hidrokarbon (metalorganik) dalam gas alam mempunyai titik didih

tinggi, maka merkuri banyak terkandung di dalam kondensat.



Halaman 15 dari 16

Senyawaan merkuri Titik didih, °C

Hg 357

Hg(CH3)2 96

Hg(iCH3H7)2 170

Hg(nCH3H7)2 190

Hg(C4H9)2 206

Keberadaan merkuri dalam kondensat adalah 5% sebagai unsur merkuri,

21% sebagai senyawaan anorganik dan 74% sebagai senyawaan metalorganik.

Hal tersebut sangat bergantung pada asal dari kondensat gas alam. Umumnya

kandungan merkuri dalam gas alam dalam konsentrasi yang rendah, dinyatakan

dalam ppb atau µg/100cuft atau µg/100 Nm3)

Pengujian merkuri

Pengujian merkuri (Hg) dalam gas alam menggunakan peralatan AAS,

dengan teknik analisis yang disebut :

1. teknik pembentukan uap merkuri (mercuri vapor generation), atau

2. teknik pembentukan uap hidrida, atau

3. serapan dengan emas (dengan alat mercury analizer, misalnya NIC)

Dan ketiga teknik analisis yang disebutkan, yang sekarang banyak

digunakan adalah diserap dengan emas (NIC), kemudian dipisahkan dengan

dipanaskan pada suhu tinggi (± 600 °C) untuk diubah menjadi uap Hg. Merkuri

sebagai uap didorong masuk ke dalam tabung quarts, kemudian dilewatkan



Halaman 16 dari 16

cahaya merkuri yang berasal dan sebuah sumber cahaya merkuri. Absorbans

yang didapat dibandingkan terhadap Absorbans dan gas standar merkuri.


1. untuk mengetahui besarnya kandungan merkuri dalam gas alam, yang

berdampak terhadap kesehatan manusia.

2. untuk mengetahui besarnya kandungan merkuri dalam gas alam, yang

mempunyai sifat korosif terhadap logam terutama peralatan dan bahan

aluminium.

Buku III - Signifikansi Pengujian Gas Alam

Documents

Transcript of Buku III - Signifikansi Pengujian Gas Alam