DIKTAT Produk Migas_2014

5/22/2018 DIKTAT Produk Migas_2014

1/103

Produk Migas

PENDAHULUAN

Di industri perminyakan bahan bakar non penerbangan di klasifikasikan secara

umum menjadi 4 (empat) yaitu :

a. Bahan bakar jenis Gasoline

b. Bahan bakar Kerosine

c. Bahan bakar jenis Diesel uel

d. Bahan bakar jenis !esidual uel

bahan bakar diesel fuel yang berkembang dan beredar di "ndonesia saat ini adalah

Bahan bakar untuk mesin putaran rendah# menengah dan putaran tinggi. $ntuk

bahan bakar putaran menengah dan tinggi (%&& ' &&& rpm) banyak

menggunakan bahan bakar diesel fuel yang memiliki angka setana cukup tinggi#

yang mana secara umum kita kenal dengan minyak solar dan minyak disel.

*edangkan bahan bakar untuk putaran rendah ( + ,&& rpm) lebih banyak

menggunakan bahan bakar jenis residual fuel sesuai spesifikasi Dirjend -igas.

$ntuk bahan bakar jenis residu# di "ndonesia berkembang empat jenis bahan bakar

yaitu bahan bakar jenis " dan " / serta bahan bakar jenis - dan -

/. Bahan bakar ini digunakan untuk sistem pembakaran dalam dan sistem

pembakaran terbuka# dimana dalam menggunakan bahan bakar ini terkadang

digunakan bantuan steam sebagai media atomisasinya seingga bahan bakar jenis

residu ini bisa dikabutkan dan dibakar dengan baik.

0entunya sifat dan karakteristik dari bahan bakar harus diketahui sebelumnya

sehingga penggunan bahan bakar dapat sesuai dengan kebutuhannya. $ntuk

mengetahui kualitas bahan bakar yang baik# kita harus membandingkan hasil uji

di laboratorium dengan spesifikasi yang telah dikeluarkan oleh dirjend migas# dan

kadang1kadang harus membandingkannya dengan spesifikasi internasional

maupun spesifikasi dari 2- (riginal 2ngine -anufacturer) . *ehingga dari

hasil uji laboratorium dan membandingkannya dengan spesifikasi diatas kita bisa

memutuskan penggunaan bahan bakar dengan tepat.

Arluky Novandy


2/103

Produk Migas

BAB I

GASOLINE

I.1. Pendahuluan

Bahan bakar motor adalah bahan bakar yang digunakan untuk motor# baik dua

langkah maupun empat langkah. Disebut Gasoline yang sehari1hari disebut bensin

adalah campuran kompleks hidrokarbon dari proses pengolahan minyak bumi

dengan trayek didih antara ,& ' //3 o. Bahan bakar ini digunakan sebagai bahan

bakar motor yang menggunakan busi sehingga disebutspark ignition engine.

Komponen Hidrokarbon

*ebagai komponen hidrokarbon# molekul hidrokarbon gasoline 4 ' # terdiri

atas molekul'molekul senya5aan dari parafin# olefin# naften dan aromat.

6erbandingan dari masing'masing komponen sangat bergantung dari proses

pengolahannya. 6ada proses D$ terdiri dari parafin# naften dan aromat# sedang

proses Cracking terdiri dari parafin# olefin# naften dan aromat. Komposisi

gasoline oktan tinggi umumnya terdiri dari 7idrokarbon 8enuh (parafin dan

alkana) ,& ' %&9# 7idrokarbon tak jenuh# yang antara lain : olefin ikatan karbon

tunggal () & ' 39# olefin ikatan karbon lebih dari satu ++9# aromatik /3

' ,3 9# 6;< (polynuclear aromtics) ++9# dan alkuna ++9 (George 2. 0otten#

=uel and >ubricants 7andbook : 0echnology# properties# 6erformance and

0esting?#


3/103

Produk Migas

Komponen Nonhidrokarbon

Komponen nonhidrokarbon dalam minyak bumi berupa senya5aan *ulfur#

;itrogen dan ksigen serta logam. Keberadaan senya5aan tersebut berupa

senya5aan anorganik dan senya5aan organik. $mumnya senya5aan tersebut

menimbulkan kerugian# baik dalam proses pengolahannya maupun dalam

penggunaan produk. Karena itu perlu dilakukan proses untuk

mengurangimenurunkannya. Komponen nonhidrokarbon sangat berpengaruh

terhadap sifatspesifikasi gasoline# misalnya sifat korosifitas# bau dan

pembentukan getah pur5a (gum).

I.. Kara!"er#s"#! Gas$l#ne

6enggunaan gasoline harus aman# tidak membahayakan manusia# tidak merusak

mesin# harus efisien dalam penggunaanya serta tidak menimbulkan pencemaran

bagi lingkungan. $ntuk memberi jaminan mutu pada pelanggan dalam hal

keselamatan dan kesempurnaan pembakaran# gasoline secara cepat dapat dilihat

dari sifatspesifikasi.

S#%a"&s#%a" '!ara!"ers#"#!( Gas$l#ne :

- sifat mutu pembakaran (ignition quality)

- sifat penguapan (volatility)

- sifat pengkaratan (corrosivity)

- sifat kestabilan (stability)

I..1 S#%a" )u"u Pemba!aran 'ignition quality(

Gasoline dapat memberikan kerja mesin yang memuaskan apabila dapat

menghasilkan pembakaran sempurna dalam ruang bakar. 6embakaran yang

sempurna dapat dilakukan dengan mengupayakan agar perbandingan campuran

bahan bakar dan udara seimbang dengan percikan api busi# merambat dengan

merata ke ruang bakar secara serentak. Bila hal ini dipenuhi# maka tidak akan

terjadi ketukan (knocking)di dalam mesin.

Arluky Novandy

,


4/103

Produk Migas

Ke"u!an 'knocking(

Knocking# seringkali disebut dengan detonasi atau ketukan atau nglitik# atau ping

adalah bunyi yang dihasilkan akibat dari pembakaran bahan bakar diruang bakar

yang terjadi secara tidak normal (pembakaran abnormal). Bahan bakar yang

terbakar di ruang bakar ini terbakar sendiri (autoignition atau spark knock) secara

cepat. 7al ini disebabkan karena bahan bakar mengalami oksidasi sehingga

menyala sendiri sebelum terjadinya spark ignition (penyalaan busi).

Beberapa penyebab terjadinya knocking pada *" (*park "gnition) 2ngine adalah :

. angka octan yang dipersyaratkan oleh mesin tidak dipenuhi.


5/103

Produk Migas

6ada posisi busi yang gambar a :

;yala api akan menempuh jarak sepanjang < bila semua ruang bakar

harus terbakar sempurna# sehingga diperlukan 5aktu yang lama untuk

membakar uap hidrokarbon yang ada didaerah ruang bakar. Karena 5aktu

yang diperlukan lama maka ada kemungkinan peningkatan suhu diruang

bakar sehingga akan terjadi autoignition.

6ada posisi busi yang gambar b :

;yala api akan menempuh jarak separuh dari panjang < bila semua ruang

bakar harus terbakar sempurna# sehingga diperlukan 5aktu yang tidak

terlalu lama bila dibandingkan dengan posisi busi seperti pada gambar a.

6ada posisi busi yang gambar c :

;yala api akan menempuh jarak yang sama efeknya dengan posisi busi

seperti pada gambar b.

3. Aaktu penyalaan busi yang terlalu cepat

Ketika busi terlalu cepat menyala# gas yang terbakar dikompres seiring

dengan naiknya piston sehingga menyebabkan naiknya temperatur.

Kenaikan temperatur yang mendadak ini menyebabkan bahan bakar

mudah mengalami oksidasi sehingga terjadi autoignition yang

menyebabkan mesin mengalami knocking.


6/103

Produk Migas

0abel " ' : ksigenate Gasoline

ksigenate ' oksigenate di tabel tersebut dapat meningkatkan angka oktan

gasoline karena oksigenate memiliki kandungan oksigen yang tinggi. *eperti telah

diketahui bah5a supaya terjadi pembakaran sempurna diperlukan adanya oksigen

yang cukup sehingga diharapkan bahan bakar dapat terbakar habis secara

stoichiometry pembakaran di ruang bakar.

$ntuk masing1masing jenis gasoline mempunyai spesifikasi angka oktana yang

berbeda1beda tergantung keperluannya.


7/103

Produk Migas

bahan bakar dan udara yang ideal# untuk menjamin terjadinya pembakaran yang

sempurna di ruang bakar. *ebaliknya jangan terlalu mudah menguap# sehingga

menimbulkan vapor lock dan pembentukan butir1butir es di dalam karbulator

(carburateur icing).

apor lock adalah permasalahan disekitar sistem distribusi bahan bakar mesin

yang berbahan bakar gasoline. apor lockmerupakan gasoline yang menguap

secara berlebihan dan terakumulasi di sistem bahan bakar (seperti : pompa bahan

bakar# jalur bahan bakar (fuel line)# karburator# atau injektor bahan bakar)

sehingga menyebabkan suplai bahan bakar ke ruang bakar menjadi terganggu.

8ika suplai bahan bakar ke ruang bakar terganggu# maka rasio udara1bahan bakar

menjadi kaya udara (!uel lean)# yang akhirnya menyebabkan mesin kehilangan

tenaga dan mengalami surging(bergetar). 8ika kejadian vapor lockini berlanjut

maka mesin akan menjadi berhenti dan sulit untuk dilakukan penyalaan mesin

kembali. 8ika vapor lockini terjadi maka yang bisa dilakukan adalah menunggu

hingga sistem bahan bakar menjadi dingin dan uap bahan bakar yang terakumulasi

di sistem bahan bakar terkondensasi semua. 0etapi sebaliknya# bila gasoline sukar

menguap akan menyebabkan penyebarannya di dalam ruang bakar tidak

seimbang# sehingga mesin sulit untuk dihidupkan. 7al ini akan menimbulkan

karbon deposit serta menyebabkan pengenceran minyak lumas (oil dillution).

Carburateur icingadalah fenomena dimana gasoline yang menguap berlebihan

dan terakumulasi di karburator secara termodinamika akan mendinginkan udara

yang ada di dalam karburator (dan bahkan disekitar karburator) sehingga

kandungan air yang ada di udara akan terkondensasi dan membentuk butiran1

butiran air. 8ika proses pendinginan ini berlanjut maka butiran1butiran air ini akan

berubah menjadi butiran es di dalam karburator (atau disekitar karburator juga).

6engujian untuk mengetahui sifat penguapan gasoline dapat dilihat pada

spesifikasi dari tiap jenis produk gasoline# yaitu :

Distilasi#


8/103

Produk Migas

I.., S#%a" Pen*!ara"an 'corrosivity(

$nsur1unsur dalam bahan bakar gasoline di samping hidrokarbon# terdapat pula

unsur1unsur sulfur# oksigen# nitrogen# halogen dan logam. *enya5a unsur yang

bersifat korosif adalah senya5a sulfur. *enya5a1senya5a sulfur dalam gasoline

yang korosif dapat berupa hidrogen sulfida# merkaptan# tiofena. 6ada pembakaran

bahan bakar senya5aan sulfur akan teroksidasi oleh oksigen dalam udara

menghasilkan oksida sulfur. Bila oksida sulfur ini bereaksi dengan air akan

menghasilkan asam sufat. 0erbentuknya asam sulfat ini dapat bereaksi dengan

logam# terutama dalam ruang bakar dan gas buang.

/* H //(udara) /*/

/*/ H /(udara) /*,

/*, H /7/ /7/*4(korosif)

6engujian untuk mengetahui sifat pengkaratan dalam gasoline dapat dilihat pada


kandungan sulfur#


9/103

Produk Migas

*elama disimpan olefin dan nitrogen merupakan penyebab terjadinya getah

(gum)# sedang keberadaan logam u dan e bisa menjadi katalis yang berfungsi

mempercepat terbentuknya polimerisasi olefin dalam bahan bakar dalam bentuk

getah. Getah ini sebenarnya adalah polimer olefin sebagai hasil proses

polimerisasi dari olefin# yang oleh adanya logam u dan e dapat dipercepat

pembentukannya. *elama penimbunan# getah ini dapat mengendap pada bagian

dasar tangki timbun. Dalam pemakaian# getah ini mengendap pada saluran bahan

bakar# sehingga akan mengganggu aliran bahan bakar dan menyebabkan

terbentuknya endapan yang menempel pada saluran pemasukan dan katub hisap

bahkan juga pada filter. Bila ini terjadi# maka kerja mesin terganggu.

6engujian untuk mengetahui sifat kestabilan gasoline dapat dilihat pada


$ji Getah 6ur5a#


10/103

Produk Migas

Table ! " # $arameter %ji dan &etode %ji untuk 'asoline

Parame"er Uj#)e"$de Uj#

AST) La#n

. D ,E '

%. 6eriode induksi# menit D 3/3 '

@. Kandungan belerang# 9 massa D /%% '

E. Korosi bilah tembaga , jam3& o D ,& '

C. $ji Doctor ' "6 ,&

&. Belerang merkaptan# 9 massa D ,//@ '

. Kandungan senya5a ksigenat# 9 ol ' dicampurkan

/. Aarna ' isual

,. Kandungan pe5arna# g&& > ' dicampurkan

4. Bau ' '

I.,.1 Pen*uj#an An*!a O!"ana #se"/ AST)D 0


11/103

Produk Migas

Ar"# Pen"#n*


12/103

Produk Migas

Bahan bakar yang ingin diketahui angka oktannya# diuji di mesin !

(cooperatie fuels research) jika diinginkan untuk mengetahui angka !;

nya# dan diuji di mesin ! / jika diinginkan untuk mengetahui angka -;

nya. Dimana di kedua mesin uji ini bahan bakar yang diuji dibandingkan dengan

dua bahan bakar reference tersebut diatas. -isalnya# bahan bakar yang ingin

diketahui angka !; nya diperkirakan memiliki angka oktan EE# maka dua bahan

bakar reference yang digunakan di mesin uji ! tersebut di blending terlebih

dahulu dengan perbandingan tertentu supaya menghasilkan bakar reference

dengan angka oktan EE. 6erbandingan dua bahan bakar reference tersebut untuk

menghasilkan angka oktan EE adalah sebagai berikut : EE9 ol iso octane H /9

ol n1heptane. Kemudian bahan bakar reference yang telah di blending tersebut

akan dengan pasti meghasilkan angka oktan EE dan kemudian digunakan sebagai

pembanding dari bahan bakar yang ingin diketahui !; nya di mesin ! .

7al yang sama juga dilakukan untuk bahan bakar yang ingin diketahui angka

-; nya# hanya saja dalam pengoperasian uji !; dan -; ada perbedaan

yang diatur di


13/103

Produk Migas

$ji !; diperlukan untuk memberikan suatu gambaran tentang akselerasi rendah

dari suatu kendaraan# beban tinggi dan knocking pada suhu medium# sedangkan

-; menggambarkan kendaraan saat berakselerasi tinggi# beban tinggi dan

knocking pada temperatur tinggi. 6erbedaan hasil uji !; dan -; ini biasanya

disebut dengansensitivity gasoline.

*ensitiity gasoline ini bergantung dari komposisi gasoline itu sendiri. !; dan

-; dari parafin dan iso parafin adalah hampir sama. *emakin tinggi iso parafin

(lo5 aromatic# lo5 olefin) maka cenderung sensitiity nya semakin rendah.


14/103

Produk Migas

=undamentals of "nternal ombustion 2ngine?# 4th edition# C34# $* ;aal


15/103

Produk Migas

I.,.. Pen*uj#an Kandun*an T#mbal/ AST)D ,,-1

0imbal dalam gasoline berasal dari aditif anti knocking yang ditambahkan

ke dalam gasoline# yaitu 02># 6b(/73)4. Bila komponen hidrokarbon dalamgasoline dinyatakan sebagai !7 dan dibakar dengan udara di dalam ruang bakar

mesin# sebagai hasil pembakaran hidrokarbon itu adalah !.(baca radikal bebas

peroksida) yang secara terus menerus terbentuk. Dalam reaksinya# 02> berfungsi

untuk menyetop terbentuknya radikal bebas peroksida ini yang menyebabkan

terjadinya ketukan (knocking).

Ar"# +en"#n*


16/103

Produk Migas

b. 6ersen eaporated (olume penguapan) adalah total jumlah persen antara

cairan yang diperoleh dan persen yang hilang ( didistilasi pada kondisi standar pengujian.

6embacaan suhu dilakukan pada saat initial boiling point ("B6)# & 9 olume

distilat# 3& 9 olume distilat# C& 9 olume distilat# titik didih akhir dan persen

olume residu.

Ar"# +en"#n*

- 6engujian distilasi adalah suatu indikasi karakteristik kemudahan menguap

gasoline yang erat berhubungan dengan unjuk kerja dalam pemakaian.

- Dari pengujian distilasi ini secara empiris telah diketemukan hubungan antara

gasoline dan unjuk kerja otomotif serta hubungan antara kemudahan menguap

(volatility)gasoline dengan karakteristik gasoline yang lain.

In"er+re"as#

. >ihat suhu (o) maksiumum pada distilasi &9 olume penguapan pada

spesifikasi

Bila diperoleh suhu pada pengujian lebih rendah dari nilai maksiumumnya#

maka mesin akan mudah di start pada 5aktu dingin dan tidak memerlukan

pemanasan

Arluky Novandy

%


17/103

Produk Migas

Bila diperoleh suhu pada pengujian lebih tinggi dari nilai maksiumumnya#

maka bahan bakar mengandung banyak fraksi beratnya sehingga bahan

bakar susah menguap# sehingga mesin akan sulit di start pada 5aktu dingin.

/. >ihat suhu (o) minimum dan maksimum pada distilasi 3& 9 olume

penguapan pada spesifikasi

Bila diperoleh suhu pada pengujian lebih rendah dari nilai minimumnya#

maka masih banyak bahan bakar yang belum teruapkan sehingga distribusi

bahan bakar dalam ruang bakar mesin tidak sempurna dan tidak mencapai

kondisi optimum.


maka bahan bakar mengandung banyak fraksi beratnya sehingga akselerasi

mesin berkurang (terganggu).

,. >ihat suhu (o) maksimum pada distilasi C& 9 olume penguapan pada

spesifikasi

Bila diperoleh suhu pada pengujian lebih rendah dari nilai maksimumnya#

maka bahan bakar terbakar sempurna


maka bahan bakar mengandung banyak fraksi berat yang tidak terbakar

sempurna# sehingga terkumpul dalam ruang bakar mesin yang akan

merembes masuk ke dalam karter mengakibatkan terjadinya oil dilution

(pengenceran minyak) pengenceran minyak lumas dan deposit

(pengendapan) karbon pada kepala piston.

4. >ihat suhu (o) maksimum pada titik didih akhir distilasi pada spesifikasi.

Bila diperoleh suhu pada pengujian lebih rendah dari nilai maksimumnya#maka bahan bakar terbakar sempurna.


maka bahan bakar mengandung banyak fraksi berat yang tidak terbakar

sempurna# sehingga terkumpul dalam ruang bakar mesin yang akan

merembes masuk ke dalam karter mengakibatkan terjadinya oil dilution

(pengenceran minyak) pengenceran minyak lumas dan deposit

(pengendapan) karbon pada kepala piston.

Arluky Novandy

@


18/103

Produk Migas

3. >ihat !esidu (9 ol.) maksimum distilasi pada spesifikasi

Bila diperoleh 9 ol. residu pada pengujian lebih rendah dari nilai

maksimumnya# berarti kebersihan mesin terjamin karena sedikit terdapat

fraksi berat yang tertinggal.

Bila diperoleh 9 ol. residu pada pengujian lebih tinggi dari nilai

maksiumumnya# maka bahan bakar mengandung banyak fraksi berat yang

tidak terbakar sempurna# sehingga terbentuk endapan karbon pada busi dan

silinder ruang bakar yang mengakibatkan pengausan.

I.,.- Pen*uj#an Te!anan Ua+ e#d/ AST)D ,,

0ekanan uap gasoline sangat erat hubungannya dengan kemudahan

menguap. Kecenderungan gasoline untuk menguap dikarakterisasikan oleh

penetapan secara seri suhu penguapan pada distilasi & 9# 3& 9 dan C& 9. 7al ini

sangat bergantung pada susunan hidrokarbon gasoline. 0ekanan uap adalah suatu

faktor yang menunjukkan jumlah uap yang terbentuk pada distilasi gasoline.

0ekanan uap gasoline diukur pada suhu && o (,Eo) dalam sebuah bomb dalam

perbandingan 4 antara udara dan bahan bakar dinyatakan sebagai tekanan uap

!eid (!6).

Ar"# +en"#n*

0ekanan uap adalah salah satu sifat fisik dari cairan yang mudah menguap

yang merupakan salah satu sifat penting. -etode pengujian ini dimaksudkan

untuk menetapkan vapor pressurepada ,@#E o (&& o) suatu produk minyak

bumi dan crude oildengan initial boiling point("B6) di atas &

o

(,/

o

). 0ekanan uap merupakan sifat sangat kritis pada auto*oti! gasolinedan aviation

gasoline# pengaruhnya terhadap starting$ pemanasan dan terdapat

kecenderungan terjadinya vapor lockpada kondisi operasi temperatur tinggi.

In"er+re"as#

6ada spesifikasi motor gasoline tekanan uap !eid pada ,@#E o adalah batasan

maksimum.

Arluky Novandy

E


19/103

Produk Migas

Bila kurang dari batasan maksimumnya# maka tidak mengalami kesulitan starter

pada saat mesin dalam keadaan dingin.

Bila lebih dari batasan maksimumnya# kemungkinan adanya fraksi ringan yang

berlebihan sehingga akan terjadi apor lock (penguncian akibat uap) timbul

gelembung'gelembung uap bahan bakar yang mengakibatkan tersumbatnya

saluran dan menghentikan aliran bahan bakar.

I.,.5 Pen*uj#an Ge"ah Pur6a/ AST)D ,41

Getah pur5a adalah residu dari penguapan bahan bakar mesin bensin dan

aiasi tanpa pembersihan (treatment).

Kandungan getah pur5a takcuci pelarut adalah residu yang tinggal bila residu

diuapkan setelah dicuci dengan heptana dan cuciannya dibuang. $ntuk residu

penguapan dari motor gasoline terdiri dari getah pur5a dan komponen aditif

tidak menguap (nonvolatile additive).

Ar"# +en"#n*


20/103

Produk Migas

I.,.0 Pen*uj#an Per#$de Indu!s#/ AST)D 55

+reak point adalah titik pada kura tekanan'5aktu yang didahului oleh

penurunan tekanan (pressure drop)sebesar / psi (,#E k6a) dalam 5aktu 3

menit dan berhasil dengan penurunan tekanan tidak kurang dari / psi dalam

3 menit.

6eriode induksi (induction period) adalah 5aktu le5at antara penempatan

bo*b dalam penangas dan break pointpada suhu && o (/@ o).

Ar"# +en"#n*

6eriode induksi dapat digunakan sebagai indikasi kecenderungan motor gasoline

untuk dapat membentuk getah pur5a dalam penimbunan. Getah pur5a mungkin

disebabkan oleh terdapatnya senya5aan olefin dalam motor gasoline.

0erbentuknya getah pur5a sangat bergantung pada kondisi penimbunan dan jenis

gasoline. Dengan gasoline yang berbeda kecenderungan terbentunya getah pur5a

juga berbeda.

In"er+re"as#

6ada spesifikasi motor gasoline periode induksi dibatasi minimum.Bila kurang dari minimumnya# maka kurang stabil pada saat penimbunan dan

pengangkutan.

Bila lebih dari batasan minimum# maka gasoline stabil pada saat penimbunan

maupun pengangkutan.

I.,.7 Pen*uj#an Kandun*an Sul%ur/ AST)D 100

*enya5aan sulfur dalam minyak bumi dan produknya banyak sekali

jenisnya# antara lain hidrogen sulfida (7/*)# merkaptan (!*7)# sulfida (!*!)#

disulfida (!**!)# siklo sulfida (7/)3*# alkil sulfat (!/*4)# asam sulfonat

(!*/7)# sulfoksida (!*!)# sulfona (!*/!)# tiofena (474*) dan

benIotiofena (E7%*). leh sebab itu dalam pengujiannya dikatakan sebagai

sulfur jumlah. *ulfur dalam bahan bakar minyak dapat meyebabkan bau yang tak

menyenangkan# ikut membentuk gum dan sludge dalam penyimpanan# dan dalam

pembakaran akan menimbulkan asap dan menyebabkan korosi. 0idak semua

Arluky Novandy

/&


21/103

Produk Migas

akibat sulfur merugikan. *ulfur yang ada dalam aditif bersifat sebagai

penghambat oksidasi (oFidation inhibitor) dalam minyak lumas# sementara ada

senya5a sulfur yang bertindak penghambat korosi dalam lumas gear atau sebagai

eFtreem pressure properties untuk gear oil dan cutting oil.

Ar"# +en"#n*

6engujian ini dimaksudkan untuk memantau tingkat kandungan *ulfur dalam

berbagai macam produk minyak bumi dan aditif. Dengan mengetahui tingkat

kandungan sulfur dapat digunakan untuk memprediksi unjuk kerja suatu produk#

penanganan atau mengetahui sifat' sifar suatu umpan untuk proses pengolahan.

Dalam beberapa hal keberadaan senya5aan sulfur dapat memberikan informasi

terhadap mutu suatu produk# dan dilain hal senya5aan sulfur akan merugikan

peralatan proses atau penggunaan produk.

In"er+re"as#

Dalam spesifikasi gasoline nilai kandungan sulfur (sulphur content) dibatasi

maksimum. Bila dari hasil pengujian diperoleh kandungan sulfur lebih besar dari

batasan maksimumnya# maka akan menyebabkan penurunan nilai kalor bahan

bakar. Disamping itu menyebabkan pencemaran udara dan menaikkan

kemungkinan terjadinya korosi pada komponen ruang bakar mesin dan gas buang.

0idak ada hubungan antara tingkat korosifitas dengan besarnya nilai kandungan

total sulfur.

I.,.4 Pen*uj#an K$r$s# B#lah Temba*a/ AST)D 1,8*ifat korosif gasoline disebabkan oleh sulfur bebas# dan senya5aan sulfur

reaktif (terutama merkaptan dan hidrogen sulfida). *enya5aan sulfur ini reaktif

terhadap tembaga# menghasilkan noda dari kupri merkaptida yang ber5arna

merah kecoklatan. -erkaptan diklasifikasikan atas merkaptan ringan dan

merkaptan berat.

Bahan bakar yang mengandung merkaptan berlebihan perlu dilakukan treating

dengan proses soda 5ashing. 6roses ini hanya menghilangkan merkaptan ringan#

Arluky Novandy

/


22/103

Produk Migas

sedang merkaptan berat tidak hilang oleh proses ini. 6engujian korosif ini sebagai

uji kualitatif# sedang uji kuantitatifnya ditetapkan sebagai merkaptan sulfur.

Ar"# +en"#n*

-inyak bumi yang mengandung sulfur# umumnya dihilangkan selama proses

pengolahan. Bagaimanapun# senya5aan sulfur masih tertinggal dalam produk

yang dihasilkan# di antaranya bersifat korosif terhadap berbagai jenis logam. *ifat

korosifitas sulfur tidak terkait langsung dengan kandungan sulfur jumlah (total

sul!ur)#namun bergantung pada jenis senya5aannya. 6engujian korosifitas bilah

tembaga ditujukan untuk mengetahui tingkat korosif dari produk minyak bumi.

In"er+re"as#

6ada spesifikasi uji korosi bilah tembaga , jam pada 3& o adalah maksimum

5arna


23/103

Produk Migas

In"er+re"as#

Bila doctor test positif# contoh mengandung senya5aan korosif# sebaliknya bila

negatif bahan bakar tidak korosif selama penyimpanan# pengangkutan dan

pemakaian produk.

I.,.18 Pen*uj#an )er!a+"an Beleran*/ AST)D ,7

Keberadaan merkaptan dalam gasoline tidak dikehendaki# karena bersifat

korosif dan penyebab bau. 6ada metode uji ini# secara kuantitatif merkaptan

ditetapkan dengan metode potensiometri# dimana titik ekuialen ditunjukkan oleh

lonjakan perubahan potensial. Dibandingkan dengan titrasi indikator# titrasi

potensiometri lebih memberikan hasil yang akurasinya lebih tinggi.

Ar"# +en"#n*

0erdapatnya merkaptan dalam produk akan menyebabkan bau# mempunyai

pengaruh kurang baik terhadap elastomer sistem bahan bakar dan korosif terhadap

komponen sistem bahan bakar.

In"er+re"as#

6ada spesifikasi nilai merkaptan belerang dari berbagai jenis gasoline dibatasi

maksimum. Bila hasil pengujian melebihi nilai maksimum# maka gasoline bersifat

korosif.

Arluky Novandy

/,


24/103

Produk Migas

BAB II

KEOSINE ')INAK TANAH(

II.1 Pendahuluan

Kerosine atau minyak tanah adalah fraksi yang dihasilkan dari proses

pemgolahan minyak bumi yang digunakan untuk lampu dan untuk bahan bakar.

Dalam penggunaannya# kerosine harus memenuhi persyaratan# seperti iskositas

rendah# flash point yang lebih tinggi dari pada gasoline# 5arna yang stabil# bebas

bau# bebas dari hidrokarbon yang dapat terbakar menghasilkan nyala yang

berjelaga# kandungan sulfur rendah# dan mempunyai sifat'sifat lain yang dapat

terbakar oleh sumbu lampu. Kerosine mempunyai titik didih @3 ' /@3 o (,3& '

3/3 o) dan *G %&%& o kira'kira E& J iskositas kira'kira /#3 c*t# jernih

sampai suhu & o ( ' E o).

K$m+$s#s#

Komposisi kimia kerosine menentukan jenis nyala dalam pembakaran dan residu

yang tertinggal setelah pembakaran# terdiri dari naften dan parafin cabang dalam

jumlah yang besar. 6ermolekulnya mengandung & sampai 4. 6ada

pembakaran# parafin cabang dan naften tidak menghasilkan terbentuknya residu

karbon. *edang terdapatnya mono aromat dan poli aromat# pada pembakaranakan menghasilkan jelaga dan sisa pembakaran karbon.

Kara!"er#s"#! Ker$s#ne

*ifat1sifat Kerosine sebagai bahan bakar adalah :

. sifat umum

/. sifat mutu pembakaran

,. sifat penguapan

Arluky Novandy

/4

Tujuan Pembelajaran Khusus :

Agar peserta kursus diharapkan mampu memahami produk olahan minyak

bumi jenis kerosine beserta arti penting hasil ujinya.


25/103

Produk Migas

4. sifat pengkaratan

3. sifat kebersihan

%. sifat keselamatan

S#%a" Umum

*ifat umum bahan bakar kerosine sangat erat hubungannya dengan pemuatan#

kontaminasi# material balance dan transaksi jual ' beli.

*ifat umum kerosese sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :

*pecific Graity %&%& o#


26/103

Produk Migas

S#%a" Pen*!ara"an

Kerosine sebagai bahan bakar harus tidak korosif. $nsur1unsur dalam kerosine

sebagai penyebab yang bersifat korosif adalah senya5a sulfur# dapat berupa

hidrogen sulfida# merkaptan# tiofena. 0erdapatnya senya5aan sulfur dalam

kerosine# disamping bersifat korosif juga menyebabkan menurunkan nilai panas

pembakaran (nilai kalori).

*ifat pengkaratan kerosine sesuai spesifikasi# ditunjukkan pada pengujian

berikut :

kandungan sulfur#


27/103

Produk Migas

*ifat keselamatan kerosine sesuai spesifikasi# ditunjukkan pada pengujian

berikut :

lash 6oint


28/103

Produk Migas

suhu yang digunakan yang berhubungan dengan pengukuran minyak curah

mempunyai selisih , o.

Ar"# +en"#n*

. Ketepatan pengukuran *G %&%& o atau


29/103

Produk Migas

mengandung senya5aan parafin dan iso parafin tinggi# berarti kerosine

mudah menguap sehingga dapat mengakibatkan terjadinya ledakan

II.. Pen*uj#an T#"#! Asa+/ AST)D 1,

0itik asap (smoke point) adalah ketinggian maksimum nyala yang tidak

berasap# dinyatakan dalam milimeter dari suatu bahan bakar bila dibakar dalam

sumbu lampu yang didesain khusus. 0itik asap berhubungan dengan sifat

pembakaran# sifat kebersihan dan pencemaran# yang kesemuanya ini berhubungan

dengan komposisi hidrokarbon kerosine. 6oli naften dan mono aromat dan poli

aromat penyebab kerosine berasap dan menurunkan nilai pembakaran.

Ar"# +en"#n*

-etode uji ini menunjukkan suatu indikasi nyala relatif berasap dari bahan bakar

kerosine dan aiasi turbine dalam sebuah defusi nyala. 0itik nyala berhubungan

dengan komposisi hidrokarbon bahan bakar. $mumnya bahan bakar yang lebih

mengandung senya5aan aromatik memberikan nyala yang berasap. 0ingginya

titik nyala menunjukkan bah5a bahan bakar cenderung mempunyai titik nyala

yang rendah.

*ecara kuantitatif titik nyala berhubungan dengan perpindahan panas radiant dari

hasil pembakaran dari bahan bakar. Besarnya radiant perpindahan panas

berpengaruh kuat terhadap suhu logam yang terdapat dalam sistem peralatan

pembakaran. $ntuk bahan bakar aiasi turbine berpengaruh terhadap suhu logam

pada saluran pembakar (combustor liner) dan bagian yang panas lainnya.

In"er+re"as#

;ilai titik nyala pada spesifikasi adalah minimum 3 mm. Bila titik nyala di

ba5ah nilai minimum# ini berarti bahan kerosine itu pada pembakaran dihasilkan

banyak asap. "ni menunjukkan bah5a nilai kalori bahan bakar ini rendah# dan juga

mengakibatkan terjadinya pencemaran lingkungan.

Arluky Novandy

/C


30/103

Produk Migas

II.., Pen*uj#an N#la# =ela*a/ IP 18

Kerosine harus memiliki kebersihan nyala dan kelangsungan nyala# serta

tidak memberikan tendensi pembakaran yang dapat membentuk jelaga# dan

deposit karbon. 6engujian nilai jelaga (char alue) merupakan pengujian yang

bertujuan untuk mengetahui kebersihan dari adanya kontaminasi dari fraksi berat

yang disebabkan oleh lamanya 5aktu penyimpanan.

S#*n#%#!as#

;ilai jelaga adalah suatu metode yang bertujuan untuk menentukan sifat

kebersihan bahan bakar kerosine sebagai bahan bakar alat penerangan dan bahan

bakar kompor.

In"er+re"as#

6ada spesifikasi minyak tanah (kerosine)# nilai jelaga maksimum 4& mgkg. Bila

dari hasil pengujian diperoleh hasil di atas 4& mgkg# ini menunjukkan bah5a

bahan bakar kerosine terkontaminasi oleh fraksi yang lebih berat# dan juga

mungkin disebabkan oleh lamanya penyimpanan.

II.., Pen*uj#an D#s"#las#/ AST)D 40

Distilasi pada dasarnya adalah menguapkan cairan dengan cara dipanaskan#

kemudian uapnya didinginkan untuk menghasilkan distilat

6engertian 1 pengertian yang penting dalam suatu distilasi adalah :

a. "nitial Boiling 6oint ("B6) adalah pembacaan termometer pada saat tetesan

kondensat pertama jatuh yang terlihat pada ujung tabung kondenser.

b. 6rosen eaporated adalah jumlah persen antara cairan yang diperoleh dan

persen yang hilang

c. 6ersen recoered adalah persen maksimum yang diperoleh dari suatu distilasi#

terbaca pada tabung (gelas ukur) penampung distilat.

d. 2nd point alan inal Boiling 6oint (B6) adalah pembacaan suhu maksimum

selama distilasi berlangsung. lni terjadi setelah cairan dalam tabung distilasi

teruapkan semua. 8uga disebut suhu maksimum.

Arluky Novandy

,&


31/103

Produk Migas

Ar"# +en"#n*

*ifat olatilitas (distilasi) hidrokarbon rnempunyai pengaruh yang penting untuk

keselamatan dan unjuk kerja# khususnya untuk bahan bakar distilat dan solent.

Kisaran titik didih memberikan informasi terhadap komposisi# sifat1sifat dan

perilaku bahan bakar minyak selama penyimpanan dan penggunaan.

olatilitas (kemudahan menguap) adalah faktor pokok yang menentukan

kecenderungan campuran hidrokarbon untuk menghasilkan uap yang mudah

meledak.

In"er+re"as#

6ada spesifikasi kerosine# perolehan distilasi pada /&& o minimum E 9 ol.

Bila hasil pengujian di ba5ah nilai minimum# ini berarti banyak mengandung

fraksi yang lebih berat atau kandungan naften dan aromat tinggi. 7al ini

dimungkinkan terjadinya kontaminasi oleh fraksi yang lebih berat. *ebaliknya

bila sifat penguapan bahan bakar. terlalu tinggi# maka tekanan akan membesar

secara tiba'tiba sehingga dapat mengakibatkan terjadinya ledakan. 6ada spesifikasi kerosine# nilai titik akhir maksimum ,& o. Bila hasil

pengujian di atas nilai maksimumnya# ini berarti banyak mengandung fraksi

yang lebih berat atau kandungan naften dan aromat tinggi.


32/103

Produk Migas

di ba5ah kondisi pengujian laboratorium. -etode uji ini tidak dapat digunakan

untuk menggambarkan bahaya kebakaran atau resiko kebakaran dari suatu

bahan# produk di ba5ah kondisi kebakaran yang sebenarnya. ;amun demikian#

hasil pengujian dapat digunakan sebagai salah satu elemen asesmen resiko

kebakaran dari beberapa faktor asesmen bahaya kebakaran.

/. 0itik nyala digunakan dalam pengapalan# penyimpanan# penanganan dan

peraturan keselamatan yang diklasifikasikan sebagai bahan dapat menyala

(flammable material) dan bahan dapat terbakar (combustible material)

In"er+re"as#

6ada spesifikasi kerosine# nilai titik nyala


33/103

Produk Migas

Ar"# +en"#n*

6engujian ini dimaksudkan untuk memantau tingkat kandungan *ulfur dalam

berbagai macam produk minyak bumi dan aditif. Dengan mengetahui tingkat

kandungan sulfur dapat digunakan untuk memprediksi unjuk kerja suatu produk#

penanganan atau mengetahui sifat' sifar suatu umpan untuk proses pengolahan.

Dalam beberapa hal keberadaan senya5aan sulfur dapat memberikan informasi

terhadap mutu suatu produk# dan dilain hal senya5aan sulfur akan merugikan

peralatan proses atau penggunaan produk.

In"er+re"as#

Dalam spesifikasi kerosine nilai kandungan belerang (sulphur content) maksimum

/& 9 massa. Bila dari hasil pengujian diperoleh kandungan sulfur lebih besar

dari /& 9 massa# akan menyebabkan penurunan nilai kalor bahan bakar.

Disamping menyebabkan pencemaran udara dan menaikkan sifat korosifitas pada

gas buang pada pembakaran. 0idak ada hubungan antara tingkat korosifitas

dengan besarnya nilai kandungan total sulfur.

II..0 Pen*uj#an K$r$s# B#lah Temba*a/ AST)D 1,8

*ifat korosif kerosine disebabkan oleh sulfur bebas# dan senya5aan sulfur

reaktif (terutama merkaptan dan hidrogen sulfida). *enya5aan sulfur ini reaktif

terhadap tembaga# menghasilkan noda dari kupri merkaptida yang ber5arna

merah kecoklatan. -erkaptan diklasifikasikan atas merkaptan ringan dan

merkaptan berat. Bahan bakar yang mengandung merkaptan berlebihan perlu

dilakukan treating dengan proses soda 5ashing. 6roses ini hanya menghilangkanmerkaptan ringan# sedang merkaptan berat tidak hilang oleh proses ini. 6engujian

korosif ini sebagai uji kualitatif# sedang uji kuantitatifnya ditetapkan sebagai

merkaptan sulfur.

#n*!asan )e"$de Uj#

>empengan tembaga yang telah digosok bersih# dicelupkan ke dalam sejumlah

sampel dan dipanaskan pada suhu tertentu dan dengan 5aktu tertentu sesuai

dengan sifat dari sampel yang diuji. 6ada akhir pengujian lempengan tembaga

Arluky Novandy

,,


34/103

Produk Migas

diambil# dicuci# dan 5arnanya dibandingkan dengan korosi bilah tembaga standar


35/103

Produk Migas

BAB III

DIESEL ;UEL

III.1 PENDAHULUAN

Gasoil atau dalam istilah sehari1harinya disebut dengan *olar adalah suatu

bahan bakar yang digunakan untuk mesin diesel. ;ama gasoil sebetulnya adalah

kurang tepat# karena nama tadi berasal dari massa dimana fraksi minyak tersebut

masih dipakai untuk bahan bakar gas kota.

*olar merupakan suatu fraksi crude oil dengan boiling range sekitar /@3 ' ,@3 o

dengan 5arna kecoklat1coklatan dan mempunyai iskositas yang lebih tinggi dari

pada kerosine tetapi lebih kecil dari residu.

KLASI;IKASI

raksi1fraksi crude oil sendiri dapat kita bagi dalam dua kelas besar#

yaitu : Black ils dan Ahite ils. Dari fraksi bensin berat keatas adalah Ahite

ils dan dari solar keba5ah adalah Black ils. Didalam Black ils masing1

masing fraksi tidak ada pembatasan yang jelas# sehingga untuk pembedaannya

perlu diketahui propertinya (sifat1sifat fisika dan kimia). Dengan adanya properti

fisika dan kimia barulah dapat diadakan pembedaan antara solar (7*D 7igh

*peed Diesel)# -inyak disel "D ("ndustrial Diesel uel)# -arine Diesel uel

(-D)# dan -inyak Bakar uel il ()# tetapi meskipun demikian masih tetap

ada oerlapping fraksi yang satu dengan yang lainnya.

Arluky Novandy

,3

Tujuan Pembelajaran Khusus :

Agar peserta kursus diharapkan mampu memahami produk olahan minyak

bumi jenis diesel (uel beserta arti penting hasil ujinya.


36/103

Produk Migas

-esin diesel# dimana solar digunakan sebagai bahan bakar merupakan

internal combustion engine yang terbagi atas , kelas menurut kecepatannya

(irgil B Guthrie# =6etroleum 6roducts 7andbook?# st ed# hal : 1E# C%

$*


37/103

Produk Migas

,. leanlines (kebersihan)# bisa diketahui dari carbon residue.

III. SI;AT BAHAN BAKA DIESEL DAN ANALISANA

*ecara umum sifat dan karakteristik dari diesel fuel dapat dibagi menjadi /

bagian# yaitu :

. *ifat yang berhubungan dengan pembakarannya dalam mesin

/. *ifat yang berhubungan dengan feeding# transportation dan storedge.

*ifat dan karakteristik tersebut adalah :

. ignition Luality (sifat pembakaran)

/. olatility (sifat penguapan)

,. orrosiity (sifat pengkaratan)

4. luidity (sifat alir)

3. leanliness (sifat kebersihan)

%. *tability

6ada bagian ini menerangkan hubungan kualitas diesel fuel yang bisa

dipergunakan untuk di ?daratan? (atau non aiation gas turbine mesin gas

turbinturbin gas engine) dan juga pada marine. $ntuk metode tes atau analisa

bisa dipergunakan metode


38/103

Produk Migas

alculated etane indeks

Cetane Nu*ber

etane number adalah sifat yang penting untuk automotie diesel engine

(7igh *peed Diesel 2ngine)# tetapi tidak begitu penting untuk operasi gas turbin

engine maupun mesin disel yang mempergunakan bahan bakar residu.

6emeriksaan etane ;umber dimaksudkan untuk menentukan ?ignition delay?

yaitu jarak 5aktu dari a5al injeksi bahan bakar diinjeksikan ke ruang bakar

sampai saat permulaan terjadinya pembakaran. Kondisi alami dari bahan bakar

juga merupakan faktor yang penting untuk mengurangi kondisi ?ignition delay?.

Karakteristik fisika dari bahan bakar seperti iskositas# graity# dan mid boiling

point adalah juga ikut mempengaruhi kondisi ini. Komposisi hidrokarbon dari

bahan bakar juga penting hubungannya dengan sifat fisika dan karakteristik

pembakaran dari bahan bakar ini. Bahan bakar dengan komposisi parrafine rantai

lurus akan terbakar sendiri diba5ah suatu tekanan (kompresi)# tetapi parafine

rantai cabang dan aromatik akan bereaksi lebih lama. Delay period yang panjang

akan menyebabkan kelambatan penyalaan dan akan menyisakan sejumlah bahan

bakar yang cukup banyak didalam ruang bakar sesudah injeksi bahan bakar

dimulai# dan karenanya pada saat sebagian bahan bakar terbakar pada saat injeksi

akan diikuti pembakaran spontan berikutnya sehingga akan menimbulkan suatu

gelombang tekanan yang mendadak dan tinggi sekali.


39/103

Produk Migas

. Kecepatan kenaikan pressure yang lebih rendah# sehingga akan

mengurangi ?engine noise?

/. -aksimum silinder pressure akan menjadi lebih tinggi (6aull A# Gill#

=undamentals of "nternal ombustion 2ngine?# 4th edition# C34# $*

;aal


40/103

Produk Migas

etane ;umber 9 n etane H (persen dari heptamethyl nonane)

Didalam penggunaannya# primary reference fuel hanya digunakan untuk

mengkalibrasi dua secondary reference fuel. 7igh speed diesel engine biasanya

disupplay denga cetane number 43 ' 3&.

Calculated Cetane ndeks

6enentuan cetane number dilakukan dengan peralatan mesin khusus

(mesin ! 3) yang memerlukan 5aktu dan harga yang relatie tinggi. -etode

alternatie dikembangkan untuk menghitung perkiraan cetane number. 6erhitungn

berdasarkan persamaan dari suatu formula yang parameter1parameternya

diketahui dari hasil uji karakteristik lainnya.


41/103

Produk Migas

Dimana :

G


42/103

Produk Migas

III.. S#%a" >$la"#l#". API Gra?#"< dan S+e2#%#2 Gra?#"< a"au Dens#".7 3arb$n es#du 'Karb$n S#sa(

0est carbon residue diperlukan untuk mengetahui kecenderungan minyak

berat membentuk coke atau residu karbon dan mineral yang tersisa setelah proses

destructie distillation minyak bakar pada kondisi yang telah ditentukan. Karbon

residu dari minyak bakar adalah kecenderungan minyak bakar membentuk deposit

(coke) dengan proses penguapan# dimana minyak diuapkan dengan udara yang

sangat terbatas. 6ada spesifikasi "# - dan -inyak Diesel yang dikeluarkan

oleh Ditjend -igas ;o. 44C% K4D8-/&&E# terdapat perbedaan metode uji

dalam penentuan carbon residu. $ntuk minyak jenis " dan -# penentuan

carbon residu menggunakan metode


57/103

Produk Migas

dari minyak bakar lebih besar dari yang dispesifikasikan# maka minyak tersebut

memiliki kecenderungan akan cepat membentuk carbon deposit dan menyebabkan

kegagalan fungsi dari noIIle.

Kegagalan noIIle akibat carbon deposit umumnya sering ditemui pada burner

type aporiIing 6ot Burner. 6ada burner type ini# terjadi kontak langsung antara

minyak dengan permukaan panas burner# sehingga minyak menguap yang pada

urutannya akan bercampur dengan udara pembakaran. !esidu karbon akhirnya

terbentuk akibat dekomposisi minyak atau terjadi penguapan minyak yang tidak

sempurna yang mana deposit carbonnya menempel pada permukaan atau berada

didekat permukaan burner (pipa penguapan) sehingga terjadi heat loss atau

turunnya effisiensi dari panas yang diberikan.

I>.4 3al$r#%#2 >alue Gr$ss

Qang dimaksud dengan 7eat ontent atau 0hermal alue dari bahan

bakar adalah 8umlah panas yang diberikan sebagai hasil dari pembakaran.

Biasanya dinyatakan dalam kilogram1kalori (kg1cal)# British thermal $nit

(Btulb)# atau -ega 8ouleliter (-8>). *atu kg1cal setara dengan #E Btulb.

7eat content dari minyak ditentukan dengan Bomb alorimeter# sesuai

dengan iLuid

7ydrocarbon uels by Bomb alorimeter (D /4&).

;et 7eat of ombustion (6anas 6embakaran ;et) atau >o5er 7eating alue

(>7) atau ;et 7eating alue atau ;et alorific alue atau *pesific 2nergy

adalah panas pembakaran yang dihitung dengan menyertakan uap air yang terikut

dalam produk pembakaran.

Gross 7eat of ombustion (6anas 6embakaran Gross) atau 7igher7eating alue (77) adalah panas pembakaran yang dihitung tanpa menyertakan

uap air dalam perhitungan panas pembakaran tersebut.

In"er+re"as#

Dipersyaratkan spesifikasi dari -inyak Bakar " adalah minimum 4#E@

-8kg. Bila diba5ah nilai minimum# maka minyak bakar akan menghasilkan nilai

bakar yang rendah. Dicurigai pula ada kontaminasi dengan air sebab density air

Arluky Novandy

3@


58/103

Produk Migas

hampir sama dengan density dari minyak bakar. Qang menyebabkan turunnya

;ilai Kalori dari minyak bakar adalah adanya air# sulfur dan abu yang terkandung

didalamnya.

I>. Sul+hur 3$n"en" 'Kandun*an Sul%ur(

-inyak bakar yang mengandung berbagai macam sulfur (sebagai senya5a

sulfur organic) bergantung dari jenis crude yang diolah# proses pengolahannya

dan grade bahan bakar (spesifikasi bahan bakar yang diinginkan). raksi minyak

yang memiliki range boiling point tinggi umumnya mengandung banyak sulfur.

In"er+re"as#

Dipersyaratkan spesifikasi *ulfur ontent untuk -inyak Bakar " dan

" / adalah maksimum ,#3 9 5t dan 4 95t. *edangkan untuk - dan -

/ dibatasi maksimum 4#3 95t dan 3 95t. Dan untuk minyak Diesel dan

minyak Diesel / dibatasi maksimum #3 95t dan /#& 95t. Bila batas maksimum

ini dilampaui maka minyak bakar cenderung bersifat korosif dan menimbulkan

pencemaran gas emisi karena banyak menghasilkan gas */. Dan bila bertemu

dengan uap air mengakibatkan terbentuknya hujan asam. *ulfur content tinggi

juga menyebabkan rendahnya nilai kalori dari minyak bakar.

*elain itu bila kandungan sulfur yang tinggi bertemu dengan logam

komplek sodium dan anadium maka akan terbentuk deposit (kerak) pada

permukaan luar dari tube superheater# economiIer dan air heater pada alat boiler

sehingga mengakibatkan turunnya effisiensi panas dari boiler tersebut.

I>.18 >ANADIU) dan SODIU) Pada Bahan Ba!ar =en#s es#du Seba*a#Pen


59/103

Produk Migas

$mumnya sodium pada proses re!inery telah diambil dari crude oil

melalui operasi desalting# sedangkan pada produk minyak bakar dan bahan bakar

jenis residu lainnya# sodium di re*oval dengan proses #ater #ashing dan

centri!uging. Bahan bakar jenis !esidu yang mengandung banyak logam

anadium umumnya disebabkan karena berasal dari crude oil yang mengandung

banyak anadium juga.

>ogam anadium dan sodium yang terdapat pada bahan bakar jenis residu

seringkali menyebabkan korosi dan !oulingdi bagiansuperheaterpada peralatan

boiler yang beroperasi pada temperatur &&& o atau diatasnya. 7al yang sama

juga ditemukan di bagian blade pada peralatan gas turbin yang beroperasi padatemperature diatas /&& o. 0etapi bila boiler dan gas turbin tersebut beroperasi

di ba5ah temperatur1temperatur tersebut diatas maka korosi yang diakibatkan

karena adanya logam anadium dan sodium dapat berkurang. 8uga# bila boiler dan

gas turbin tersebut beroperasi pada temperature yang rendah# maka abu yang

mengandung logam anadium dan sodium tersebut dapat terbuang melalui stack

dalam bentuk abu yang terbang di udara# sehingga kecil sekali adanya fouling dan

korosi pada peralatan gas turbin dan boiler tersebut. 8adi# bila kita menggunakan

bahan bakar jenis residu dengan kandungan abu yang tinggi# maka sebaiknya gas

turbin atau boiler dioperasikan pada temperatur diba5ah temperatur pembentukan

abu# sehingga fouling dan korosi dapat dihindari. 0emperatur pembentukan abu

dari bahan bakar jenis residu berada di range temperatur && ' %&& o. 0etapi

bila temperatur operasi boiler atau furnace berada di range temperatur

pembentukan abu# maka sebaiknya peralatan boiler dan furnace tersebut terbuat

dari material yang tahan terhadap korosi atau fouling yang disebabkan adanya

logam anadium dan sodium.

Arluky Novandy

3C


60/103

Produk Migas

I>.11 =ela*a dan Par"#!el&Par"#!el Karb$n Bahan Ba!ar =en#s es#du

,eringkali user dari bahan bakar 2enis residu ini *engeluhkan adanya banyak

deposit 2elaga di boiler dan e*isi partikel karbon dari stack boiler. 1eluhan 2enis

ini adalah hal yang paling u*u* ter2adi pada operasi inter*ittent type$ di*anapada operasi 2enis ini pengapiannya tersendat atau !rek#ensi la2u pengapiannya

tidak stabil. 4elaga cenderung *e*bentuk deposit pada bagian per*ukaan boiler

yang dingin dan biasanya deposit 2elaga ini terdapat pada boiler yang akan

*elakukan pengapian perta*a.


61/103

Produk Migas

I>.1 33AI '3AL3ULATED 3ABON AO)ATI3IT INDE@( ISO

417

Kualitas pembakaran dari - (marine fuel oil) tidaklah begitu diperlukan jika

digunakan untuk pembakaran sistem terbuka dengan siklus pembakaran yang

terus menerus# seperti pada mesin boiler atau furnace. 0etapi bila bahan bakar

- ini diguakan untuk pembakaran sistem tertutup yang mana terdapat operasi

pembakaran dengan siklus pembakaran seperti pembakaran dalam (internal

combustion engine)# yaitu digunakan untuk pembakaran di mesin diesel# maka

kualitas pembakaran dari - ini menjadi sangatlah penting# karena bahan bakar

- ini diharapkan tidak menimbulkan knocking akibat adanya delay

(keterlambatan bahan bakar untuk terbakar di ruang bakar saat bahan bakar

diinjeksikan ke ruang bakar hingga mulainya penyalaan bahan bakar di ruang

bakar).

$ntuk mesin diesel yang mnggunakan bahan bakar minyak solar# umumnya

ignition delay minyak solar dinyatakan dalam etane "ndeks atau " (calculated

cetane indeF)# tetapi bila mesin diesel tersebut menggunakan bahan bakar -

atau uel il Blending# maka ignition delay nya dinyatakan dalam


62/103

Produk Migas

dan tinggi sangatlah tidak sesuai menggunakan bahan bakar dengan harga e5is# et.# al# "* E/@ : /&&) ini adalah sebagai berikut :

Dimana :

0 temperatur# o# yaitu temperatur yang sama dimana uji isositasdilaksanakan

iskositas kinematik


63/103

Produk Migas

Keterangan :

< iskositas kinematik pada suhu 3& o# c*t atau mm/detik

B Densitas fuel oil pada suhu 3 o# kgm,


64/103

Produk Migas

I>.1, Pen*aruh Adan


65/103

Produk Migas

E/@:/& beberapa pabrikan pembuat mesin (engine builder) mensyaratkan

.15 TOTAL SEDI)ENT 'ISO ,7,5(

Di dalam residual fuel juga ditemui komponen organik yang tak larut. 7al ini

dikarenakan sifat dari minyak residu yang tidak stabil akibat mudah mengalami

oksidasi. *elain komponen organik# terdapat pula komponen an organik yang juga

tidak terlarut di dalam minyak jenis residu# seperti : karat# sisa katalis (catalyst

fine)# pasir# sludge dan arnish. 2ndapan1endapan ini dapat merusak pompa

injeksi bahan bakar bertekanan tinggi serta injekstornya. Keberadaan endapan ini

dapat di minimalkan dengan menggunakan graity settling# filtrasi dan centrifugal

separator.

I>.10 STABILITAS BAHAN BAKA =ENIS ESIDU

,tabilitas dapat dide!inisikan sebagai ke*a*puan dari bahan bakar untuk tahan

terhadap perubahan ko*posisi. 1etidakstabilan dari bahan bakar bisa dala*

bentuk perubahan #arna$ pe*bentukan gu* (getah pur#a) atau padatan yang

tidak dapat larut dala* bahan bakar$ sludge #a atau deposit aspaltik yang

u*u*nya dite*ui pada bagian ba#ah tangki ti*bun$ dan lain&lain.

*tabilitas penyimpanan bahan bakar jenis residu bisa saja dipengaruhi oleh

beberapa faktor# diantaranya adalah crude oil# komposisi hidrokarbon# re!inery

treat*ent# air# dan beberapa kontaminan lainnya. Bahan bakar yang mengandung

hidrokarbon tidak jenuh dan senya5a yang telah mengalami catalityc cracking

biasanya kurang stabil secara kimia dan memiliki kecenderungan yang besar

untuk membentuk sediment serta mudah mengalami ageingdibandingkan bahan

bakar dari straight run. 7adirnya senya5a1senya5a reaktif seperti sulfur#

nitrogen# dan oksigen juga ikut berperan menyebabkan ketidakstabilan dari bahan

bakar jenis residu. Banyak spekulasi yang berkembang yang berkaitan dengan

mekanisme dari pembentukan sludge. 6embentukan sludge ini mungkin

disebabkan oleh beberapa faktor seperti oksidasi# polimerisasi# dan metode atau

teknik dalam memproduksi bahan bakar itu sendiri# yang mana akhirnya pada

bahan bakar tersebut akan terbentuk komponen yang tidak mudah larut dan

mengendap pada bagian ba5ah tangki.

Arluky Novandy

%3


66/103

Produk Migas

Deposit aspaltik bisa saja terjadi dari pencampuran bahan bakar yang berbeda

=asal usulnya? dan cara treatment yang dilakukan. 7al ini bisa disebabkan karena

ada sifat inco*patibilitydari masing1masing minyak. Bahan bakar straight run

dari crude oil yang sama bila di blending biasanya minyak hasil blendingnya bisa

stabil dan co*patiblesatu sama lainnya. Bahan bakar yang di hasilkan dari proses

-her*al Cracking dan isbreaking akan stabil dengan baik bila di blending

dengan bahan bakar yang dihasilkan dengan proses yang sama# tetapi bila di

blending dengan bahan bakar hasil dari straight run# maka bahan bakar hasil

blending tersebut menjadi tidak stabil (inco*patible).

I>.17 BLENDING ;UEL OIL

Blending fuel oil jarang sekali dilakukan oleh user. Biasanya yang melakukan

blending ini adalah refinery atau supplier pendatang bahan bakar.

Grade ;uel O#l an* D# Blend#n*


67/103

Produk Migas

8ika uel il ;o./ di blending# maka biasanya uel il ;o./ ini di blending

dengan minyak distilate no. (seperti uel il ;o. pada spesifikasi


68/103

Produk Migas

digunakan karena peralatan yang tersedia sangatlah terbatas. -etode blending

graity ini sangatlah murah dan hanya ada dua prosedur yang harus diikuti. 0ype

dari receiing container hasil blending sangatlah menentukan prosedur mana yang

akan digunakan.


69/103

Produk Migas

-etode1metode blending yang digunakan juga ikut menentukan baik tidaknya

hasil blending serta juga mempengaruhi stability dari produk hasil blending. *alah

satu faktor yang juga ikut berperan terhadap hasil blending adalah iskositas dan

densitas serta proporsi dari masing1masing komponen blending. -inyak dengan

iskositas tinggi serta perbedaan densitas yang lebar akan banyak menemui

kesulitan saat melakukan blending. *emakin ringan minyak yang digunakan untuk

blending# maka metode yang digunakan harus semakin teliti# karena minyak yang

berat akan mengabsorb (menyerap) minyak yang ringan dalam jumlah banyak.

8ika sejumlah kecil minyak ringan ditambahkan ke dalam minyak berat yang telah

dipanaskan sebelumnya maka minyak ringan tersebut tidaklah mendinginkan

minyak berat yang telah dipanaskan tadi.

8ika sejumlah kecil minyak berat yang telah dipanaskan sebelumnya ditambahkan

ke dalam sejumlah besar minyak ringan yang lebih dingin# maka minyak berat

akan didinginkan oleh minyak ringan tersebut. 7al inilah yang dapat

meningkatkan iskositas dari minyak berat sehingga blending akan susah

dilakukan.

-elakukan blending minyak dengan perbedaan density yang kecil maka akan

mempermudah proses blending dan minyak hasil blendingnya akan cenderung

lebih stabil. 0etapi bila blending yang dilakukan antara beberapa komponen

blending memiliki perbedaan densitas yang besar maka bukan hanya metode

pemanasan dan graity saja yang diperlukan dalam proses blending tersebut#

tetapi juga memerlukan proses pemisahan (pengendapan) di tangki pengendapan.

7al ini akan ditemui bila komponen blending minyak ringannya lebih banyak

daripada komponen minyak beratnya.

jika minyak hasil blending yang tidak satbil digunakan untuk pembakaran makabiasanya yang terbakar di ruang bakar adalah minyak yang fraksi ringan# karena

minyak yang fraksi berat tertinggal di dasar tangki. *ehingga bila minyak hasil

blending yang tidak stabil ini akan digunakan# maka sebaiknya tangki dipanaskan

dan di lakukan reblending (blending ulang).

Arluky Novandy

%C


70/103

Produk Migas

I>.14 Pr$blem K$r$s# A!#ba" Kandun*an Sul%ur Pada Bahan Ba!ar

)#n


71/103

Produk Migas

Beberapa teknik dan instrumentasi telah dikembangkan untuk mengukur

konsentrasi *,# temperatur de5 point (sebagian literatur menyebutkan bah5a

temperatur de5 point flue gas dari bahan bakar yang mengandung 9 sulfur

adalah /%% o (,& o) dan bahan bakar yang mengandung 3 9 sulfur adalah /C,

o (43 o)# dan secara teoritis de5 point air yang terkandung di flue gas adalah

, o (43 o ))# laju kondensasi asam# dan laju korosi dari logam1logam tertentu

pada suhu rendah. $mumnya laju pembentukan asam terjadi maksimum 3& o

diba5ah de5 point flue gas# jika de5 point flue gas umumnya /%& o# maka

korosi dimungkinkan mulai terjadi pada suhu kira1kira /& o. *ehingga

pemanfaatan flue gas untuk tujuan effisiensi boiler sebaiknya dipantau

temperaturnya tidak diba5ah de5 point flue gas.

7ubungan antara sulfur content dari fuel oil dan de5 point asam seperti terlihat

berikut ini :

Dari grafik diatas nampak bah5a temperatur de5 point dari asam yang

terkandung di bahan bakar meningkat dengan cepat saat sulfur content yang

terkandung di bahan bakar mencapai 9# dan selanjutnya meningkat secara

bertahap seiring dengan meningkatnya sulfur content yang terkandung di bahan

bakar.

Arluky Novandy

@


72/103

Produk Migas

Usaha )en2e*ah K$r$s# Tem+era"ur endah

Beberapa usaha telah dilakukan oleh para Process 3ngineer ,pecialist untuk

mengurangi korosi temperatur rendah pada peralatan boiler yaitu dengan menjaga

temperatur pada air prehetaterdan econo*i/erdiatas de5 point. $saha lain yang

dilakukan oleh paraProcess 3ngineer ,pecialist itu yaitu dengan menambahkan

additie.


73/103

Produk Migas

terbuang bersama aliran flue gas# tetapi terkadang menjadi deposit di tube boiler.

Deposit hasil reaksi ini mudah dibersihkan dengan air secara berkala. Korosi

dapat dikurangi dengan metode ini mencapai @3 ' E3 9 dan de5 point asam dapat

dihilangkan.

0emperatur yang tepat untuk diinjeksikan gas ammonia yaitu ketika

temperatur metal dari boiler tidak melebihi kira1kira 4/& o. !ange temperatur

metal boiler yang harus dihindari ketika dilakukan injeksi gas ammonia yaitu 4/&

' 3/& o. Bila injeksi gas ammonia dilakukan pada range temperatur tersebut#

maka akan terbentuk deposit padat yang berasal dari ammonium bisulphate yang

meleleh.

K$r$s# Tem+era"ur T#n**#

Korosi temperatur tinggi ini akan banyak di temui pada mesin1mesin yang

beroperasi pada tempeartur tinggi# misalnya boiler yang beroperasi pada

temperatur &&& o atau lebih tinggi. Boiler yang beroperasi pada temperartur

&&& o atau lebih tinggi umumnya akan terjadi fouling dan korosi dibagian

superheater nya. 7al ini dikarenakan mesin boiler yang dioperasikan pada suhu

&&& o atau lebih tinggi ini berada pada suhu pembentukan anadium dan

sodium. $ntuk mengatasi korosi dan fouling# maka mesin boiler sebaiknya

dioperasikan diba5ah temperatur pembentukan anadium dan sodium# sebab bila

mesin boiler dioperasikan pada suhu diba5ah temperatur pembentukan anadium

dan sodium# maka logam1logaman ini hanya akan membentuk abu dan terbuang

bersama gas buang melalui stack. 6embentukan abu yang menyebabkan fouling

dan korosi akibat adanya logam1logaman anadium dan sodium adalah bila

temperatur mesin boiler dioperasikan pada kisaran && ' %&& o.6encegahan lainnya terhadap korosi pada temperatur tinggi ini adalah pemilihan

material pada mesin boiler. 0entunya pemilihan material ini tidaklah pernah

dilakukan karena mengingat harga material alloy yang sangat mahal. *ehingga

alternatif lainnya dalam mencegah korosi dan fouling akibat pengoperasian mesin

pada suhu tunggi ini adalah dengan menggunakan aditif.


74/103

Produk Migas

residu# seperti : naphtenate. -agnesium juga bisa ditambahkan dalam bentuk

aLua# seperti : magnesium sulfat. Bisa juga magnesium ini ditambahkan ke

minyak jenis residu dalam bentuk suspended solid# seperti : senya5aan oksida#

karbonate# sulfat atau dolomit yang secara alami akan bereaksi sendiri membentuk

magnesium karbonate di dalam bahan bakar minyak jenis residu.

Qang perlu diperhatikan adalah# jika digunakan aditi magnesium dalam bentuk

aLua atau suspended solid# maka penambahan aditif ini harus dilakukan oleh user

pada saat bahan bakar jenis residu ini hendak digunakan. >arutan aLua

magnesium ini diinjeksikan ke oil feed line (jalur umpan minyak) saat dilakukan

pembakaran bahan bakar di ruang bakar dengan bantuan alat pengatur proporsi

bahan bakar residu1aditif. *edangkan aditif yang dalam bentuk solid# harus di

larutkan di aLua sehingga membentuk slury (suspended solid solid yang

tersuspensi di aLua) dan kemudian diinjeksikan di oil feed line dengan bantuan

peralatan pengatur proporsi bahan bakar1aditif. 0entunya proporsi yang sesuai

antara bahan bakar dan aditif ini bergantung dari merk dagang masing1masing

aditif.

I>.1 Penen"uan N#la# Ba!ar Dar# Bahan Ba!ar =en#s es#du

Pada berbagai *aca* aplikasi penggunaan bahan bakar 2enis residu$ bahan

bakar 2enis ini dibakar untuk *enghasilkan panas. Nilai panas dari pe*bakaran

bahan bakar 2enis residu u*u*nya disebut dengan 9eating alue atau 9eat

Co*bustion$ yang *ana nilai panas dari bahan bakar 2enis residu ini biasanya

diu2i *enggunakan *etode u2i A,-M % ':; dengan *enggunakan peralatan u2i

+o*b Calori*eter.

6ada penggunaan secara komersial bahan bakar jenis residu# pembakaran bahan

bakar jenis ini terjadi pada tekanan konstan# biasanya mendekati tekanan

atmosferik# dan uap air yang terbentuk dari hasil pembakaran bahan bakar jenis

residu tidak terkondensasi menjadi air. 6ada kondisi tekanan konstan# secara

aplikasi di lapangan nilai bakar yang bisa digunakan biasanya lebih kecil dari nilai

panas pembakaran gross (gross heat o! co*bustion) yang ditentukan dengan

metode uji Bomb Kalorimeter.

6ada penentuan nilai panas pembakaran# jika kandungan hidrogen (hydrogen

content) telah diketahui# maka panas pembakaran (heat o! co*bustion) pada

tekanan konstan dapat dihitungditentukan dengan menggunakan Bomb

Arluky Novandy

@4


75/103

Produk Migas

Kalorimeter. 7arga ini dikenal dengan Net 9eat o! Co*bustionatau5o#er 9eat

o! Co*bustion.

Penen"uan Panas Pemba!aran

6enentuan panas pembakaran dan kandungan hidrogen dari bahan bakar jenis

residu secara laboratorium umumnya memerlukan 5aktu yang cukup lama. 6ada

buku =Petroleu* Product 9andbook (6st edition)?# penentuan panas pembakaran

(heat o! co*bustion) bahan bakar jenis residu dan hidrokarbon murni pada

olume konstan dapat ditentukan darispeci!ic gravity(berat jenis relatie) dengan

keakurasian 9. Dengan cara yang sama pula# kandungan hydrogen dari beberapa

bahan bakar jenis residu dapat pula ditentukan dari specific graity1nya. Dan dari

persamaan berikut memungkinkan kita untuk melakukan koreksi nilai perhitungan

penentuan panas pembakaran olume konstan menjadi panas pembakaran tekanan

konstan. 6ersamaan yang dimaksud adalah sebagai berikut :

N /.4&& ' /.&&&d/ VVVVVVVVVVV()

9 7 /% ' 3d VVVVVVVVVVVVVVV..(/)

Np N ' 9 7 T(C F 3E3) ' //&U & VVVV..atau

Np N ' 3+ F 9 7 VVVVVVVVVVV..(,)

Dimana :

N 0otal panas pembakaran minyak jenis residu pada olume konstan#

calg minyak yang bebas air# abu# dan sulfur. 6roduk akhir

pembakaran : gas /dan liLuid 7/

Np 0otal panas pembakaran minyak jenis residu pada tekanan konstan(atmosferik)# calg minyak yang bebas air# abu# dan sulfur. 6roduk

akhir pembakaran : gas /dan liLuid 7/

9 7 6ersentase 7idrogen di hidrokarbon

d *pesific Graity %&%& o

7arga1harga yang dinyatakan dalam calgram yang dihitung dari persamaan diatas

dapat diubah menjadi Btu per pound (Btu>b) dan Btu gallon untuk masing1

masing range


76/103

Produk Migas

$ntuk bahan bakar jenis residu komersial yang mengandung sebagian air# abu#

dan sulfur# maka harga1harga hasil perhitungan pada tabel diatas mengalami

koreksi akibat adanya impuritis1impuritis tersebut. "mpuritis1impuritis lainnya

seperti ;itrogen atau ksigen bisa jadi juga terdapat pada bahan bakar jenis

residu# tetapi umumnya impurities1impuritis tersebut berada dalam jumlah yang

sangat kecil# sehingga hasil perhitungan koreksinya tidak dibuat.


77/103

Produk Migas

yang nilainya lebih kecil daripada hidrokarbon yang terkandung di bahan bakar

jenis residu. *ulfur memiliki panas pembakaran kira1kira 4&&& Btulb# sedangkan

karbon 4.&&& Btulb dan 7idrogen %/.&&& Btulb.

$ntuk mengkoreksi nilai1nilai hasil perhitungan kandungan panas pada table

diatas (karena bahan bakar mengandung air# abu dan sulfur)# maka digunakan

persamaan berikut ini :

NW N ' &N (9 7/ H 9


78/103

Produk Migas

;ilai panas yang dihitung dengan persamaan diatas adalah akurat untuk

digunakan dilapangan# utamanya untuk menentukan effisiensi boiler atau

peralatan pemanas lainnya.

Pr$ses Pemba!aran

6roses pembakaran untuk bahan bakar jenis residu merupakan peristi5a yang

secara kimia5i sangatlah komplek pada kondisi1kondisi tertentu# tapi secara

praktis dapat diasumsikan memenuhi persamaan kimia berikut ini :

3CH


79/103

Produk Migas

Dari persamaan kimia diatas nampak bah5a lb karbon memerlukan ,// atau

/#%@ lb oksigen untuk terjadinya pembakaran. Karena kebutuhan oksigen pada

sebagian besar proses pembakaran di supplai dari udara yang mengandung /,#/ 9

berat oksigen# maka udara kering yang dibutuhkan untuk membakar lb karbon

adalah /#%@/,/ atau #3 lb.

Dengan cara yang sama# oksigen yang diperlukan untuk membakar lb 7idrogen

adalah ,/4 atau E lb# yang mana nilai ini setara dengan E/,/ atau ,4#3 lb udara

keringlb hidrogen.

8uga oksigen yang diperlukan untuk membakar lb sulfur adalah ,/,/ atau lb#

yang mana nilai ini setara dengan /,/ atau 4#, lb udara kering.

6ersamaan reaksi diatas juga memungkinkan untuk menghitung berat dari produk

pembakaran yang diperoleh ketika membakar lb minyak bakar. Dimana# lb

karbon akan menghasilkan 44/ atau ,#%@ lb /. *atu pound 7idrogen akan

menghasilkan E/ atau C lb air. Dan# lb sulfur akan menghasilkan %4,/ atau /

lb sulfur dioksida (*/).

0entunya# ketika oksigen disupplai dari udara# gas stack juga akan mengandung

nitrogen yang terkandung di udara supplai tadi. Besarnya nitrogen yang

terkandung di udara supplai adalah @%E lblb udara yang digunakan. Dan jika#

udara berlebih digunakan# maka semua produk hasil pembakaran# sisa oksigen dan

nitrogen akan muncul di gas stack.

Kebu"uhan Udara dan Pr$du! Pemba!aran

8ika analisis kimia bahan bakar jenis residu lengkap# maka akan memungkinkan

kita untuk menghitung udara teoritis yang diperlukan untuk terjadinya

pembakaran sempurna.

*eperti yang telah di diskusikan sebelumnya# 7idrogen content dapat dihitung

dari graity minyak bakar. Dari perhitungan hidrogen content tersebut# udara

teoritis yang diperlukan dan produk hasil pembakaran minyak bakar untuk range


80/103

Produk Migas

7arga1harga yang ditunjukkan pada tabel diatas adalah untukstright hidrocarbon

!uel (bahan bakar hidrokarbon murni) yang bebas dari air# abu# sulfur dan

beberapa impuritis lainnya.

6enentuan kebutuhan udara dan oksigen teoritis pada tabel diatas untuk bahan

bakar jenis residu komersial yang mengandung sejumlah air# abu dan sulfur#

dikoreksi dengan faktor pengalinya. Dimana faktor pengali ini diperoleh dari

persamaan berikut :

&& ' (97/ H 9


81/103

Produk Migas

maka faktor koreksi yang digunakan untuk mengoreksi harga yang ada di tabel

diatas adalah sbb :

&& ' (9 H H 9) C@C

&&

Dari tabel diatas dapat di ketahui bah5a minyak bakar dengan graity 3 o


82/103

Produk Migas

akan menghasilkan gas sulfur dioksida sebesar &/ F E#&&4 %&EE lb * /lb

bahan bakar.

*ecara aktual# sebagian kecil dari sulfur dioksida ini diubah menjadi * ,#

tetapi hal ini juga bergantung pada jumlah udara berlebih yang digunakan# !la*e

te*peratur# dan adanya logam anadium di bahan bakar. -eskipun jumlah gas

sulfur trioksida ini kecil tetapi bisa menyebabkan korosi. 0etapi# korosi akibat

adanya gas sulfur trioksida ini dapat di minimalkan dengan mengatur udara

teoritis yang digunakan.

BAB >

L#ue%#ed Pe"r$leum Gases 'LPG(

>.1 K$m+$nen U"ama LPG

Arluky Novandy

E/


83/103

Produk Migas

>6G bisa juga didapatkan dari kondensat melalui proses fraksinasi dari gas

alam atau bisa juga didapatkan dari crude oil yang didistilasi menghasilkan

produk fraksi light end. Kedua jenis >6G# baik yang diperoleh dari gas alam

maupun dari proses fraksinasi crude oil adalah sama# yaitu secara umum >6G

terdiri dari susunan hidrokarbon atom dan 7. 0etapi impuritis detilnya antara

produk >6G yang dihasilkan dari gas alam dan proses pengolahan crude oil

adalah berbeda. >6G yang dihasilkan dari kondensat gas alam# yang mana telah

dipisahkan dari ethan dan methan serta yang telah dipisahkan dari fraksi berat nya

(dipisahkan dari fraksi gasoline) maka komponen utama dari >6G ini adalah

hidrokarbon jenuh# yakni 6ropane. *emakin kecil komponen dari 4 jenuh#

isobutane dan normal butan dari suatu >6G maka >6G ini disebut dengan >6G

6ropane.

6ada proses pengolahan crude oil# fraksi light end yang besar di suatu

kilangminyak biasanya fraksi light end ini diolah kembali menjadi >6G.

$mumnya kilang minyak yang menghasilkan fraksi light end banyak adalah

kilang yang terdapat pula proses nafta reforming# thermal cracking# catalytic

cracking# serta kilang polimer. >6G yang biasanya dihasilkan dari proses reformer

umumnya komponen utama >6G nya adalah butan.

7idrokarbon tidak jenuh yang umumnya sering ditemui di >6G adalah

propilene (,)# dan hidrokarbon dengan rantai 4# misalnya : normal butane#

isobutane# cis dan trans butene1/. >6G yang dijual dipasaran jarang sekali ditemui

murni (dikatakan murni bila >6G tersebut komponen tunggal terbesarnya adalah

C39# misal dikatakan >6G propane maka C39 komponen utama >6G tersebut

adalah jenis propane) berkomposisi propane saja atau butan saja. Biasanya yang

terjual di pasaran adalah >6G -iF. *ehingga bila disimpulkan adalah sebagaiberikut :

a. Bila disebut sebagai >6G propane maka komponen utama dari >6G

tersebut adalah propanepropilen

b. Bila disebut dengan >6G butane maka komponen utama dari >6G tersebut

adalah n1butane# isobutane dan atau butilene

Arluky Novandy

E,


84/103

Produk Migas

c. Bila disebut dengan >6G -iFture adalah maka komponen >6G tersebut

adalah campuran hidrokarbon , dan 4

>. Tra2e K$m+$nen d# LPG0race komponen adalah komponen1komponen lain selain komponen

utama di dalam >6G dengan jumlah yang kecil. 0race komponen ini biasanya

sudah terdapat di >6G dikarenakan a5alnya sudah terdapat di Gas 6G (nilai jual >6G) akan menurun. -isalnya adalah

: sulfur# air dan fraksi berat lainnya akan menurunkan nilai kalori dari >6G.

Berikut beberapa 0race komponen yang umumnya terdapat di >6G :

>..1 H#dr$!arb$n Im+ur#"#s

"mpuritis hidrokarbon ini bisa jadi tidak dapat dihilangkan secara

menyeluruh dengan proses =topping? dan =tailing?. Qang termasuk hidrokarbon

impuritis di >6G adalah : /# 3H dan ,74

>.. K$m+$nen Sen6G adalah :

a. 7/*

b. -ercaptan# !1*7# dan

c. senya5aan sulfur lainnya

a. 7/*

"mpuritis ini sering kali terdapat di gas alam atau crude oil yang akan diolah.

6ada proses pengolahan minyak# 7/* juga dapat mencemari produk light

end. 7/* ini tidak bisa hilang secara menyeluruh (tetapi hanya berkurang

saja) meskipun sudah melalui beberapa proses s5eetening# baik dengan

menggunakan soda caustic# amine ataupun dengan menggunakan molecular

siee percolation.

b. -ercaptan# !1*7

Arluky Novandy

E4


85/103

Produk Migas

Golongan dari mercaptan yang paling ringan fraksinya adalah methyl dan

ethyl mercaptan. Kedua jenis mercaptan ini selalu ada di gas alam ataupun di

crude oil. Di proses pengolahan minyak# mercaptan ini tidak bisa hilang

secara menyeluruh meskipun telah mengalami proses treating dengan

menggunakan soda pencuci. 6ada proses pencucian dengan menggunakan

soda reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

;a7 H !7* 7/ H !*;a

Dimana pada reaksi ini bergantung pada temperatur# laju alkali# konsentrasi

alkali# perbandingan dari spent alkali dan berat molekul mercaptan.

c. *enya5aan sulfur lainnya

*enya5a disulfida bisa saja terbentuk selama proses caustic s5eetening

melalui udara yang terlarut selama proses s5eetening. Keberadaan senya5aan

sulfur juga bisa terjadi saat penambahan stenching agent (aditif penambah

bau pada >6G untuk deteksi kebocoran). 6enambahan aditif bau ini biasanya

sebanyak ,3 ppm berat dari berat >6G. 6G ini adalah ethyl mercaptan# dimethyl sulfida# dan

tetrahydro thiophene (070). 6enambahan aditif bau ini biasanya digunakan

untuk >6G yang digunakan untuk keperluan rumah tangga.

*enya5aan sulfur lainnya yang juga bisa ditemukan di >6G# biasanya pada

>6G propane# adalah carbonyl sulfida (*). *atu1satunya cara terbentuknya

* di >6G ini adalah berdasarkan reaksi antara carbon dioksida dengan

hidrogen sulfida# yaitu :

E / H C 7/* , * H 3 ) H 7/ H E 7/ H % *

6ada proses# * ini terdapat di >6G ketika refinery gas yang kaya 7/* ini

mengalami kontak dengan / yang terdapat di flue gas.

* ini tidak mudah larut di dalam soda caustic yang umumnya soda caustic

ini di design untuk mengurangi keberadaan 7/* di dalam gas. *ehingga *

ini umumnya mengendap di aliran propane pada suhu ' 3& o.

Arluky Novandy

E3


86/103

Produk Migas

d. $nsur *ulfur

*elain disukfida# senya5a senya5a sulfur yang telah disebutkan diatas adalah

bersifat olatile (mudah menguap) pada kondisi normal (menguap bersama1sama dengan gas hidrokarbon pada kondisi ambient). Dikarenakan senya5aan

sulfur tersebut diatas menguap bersama1sama dengan gas hidrokarbon maka

sulfur yang tidak menguap akhirnya terbentuk. *ulfur yang tidak menguap ini

menjadi deposit di bagian dasar tabung >6G. 0eori terbentuknya deposit

sulfur yang tidak menguap ini masih bersifat spekulasi diantara beberapa ahli.

Diantara beberapa kemungkinan terbentuknya deposit sulfur ini adalah

sebagai berikut :

a. 0erjadinya dekomposisi thermal atau pirolisa 7/*

7/* 7/ H *

!eaksi diatas tidak terjadi ketika proses berada pada temperatur diba5ah

,&& o# tetapi reaksi akan cepat berlangsung ketika temperatur proses

berada diatas 3&& o. !eaksi pembentukan sulfur dapat terjadi di pipa1

pipa furnace# tetapi tidak terjadi selama proses distilasi berlangsung.

6embentukan unsur sulfur juga diduga telah terjadi di sumur1sumur gas

alam# danketika gas alam diproduksi maka senya5aan sulfur yang ikut

gas adalah 7/*# sedangkan unsur sulfur tetap terdeposit di dasar sumur

krn sifatnya yang tidak menguap.

b. !eaksi 7/* dengan oksigen terbatas

7/* H 7/ H *

6ada fase yang homogen# reaksi ini berlangsung pada temperatur diatas

3&& o# dan dapat pula berlangsung pada suhu rendah dengan katalis

logam. !eaksi pembentukan sulfur dengan oksigen terbatas ini juga dapat

terjadi selama proses s5eetening dengan menggunakan soda caustic

karena adanya oksigen yang terlarut di alkali. ksigen terbatas ini juga

bisa saja terdapat di crude oil dan terba5a ke >6G selama proses light end

berlangsung. 8ika >6G elah berada di tangki# maka kehadiran oksigen

Arluky Novandy

E%


87/103

Produk Migas

terbatas ini juga bisa saja dihasilkan dari bakteria (bakteri dari famili

chlamydobacteria).

6ada gas alam# kehadiran oksigen terbatas ini juga bisa saja terdapat direseroir dan tapping facilities# sehingga oksigen ini akhirnya bereaksi

dengan gas 7/* yang terdapat di gas dan terbentuklah deposit elemen

sulfur.

c. !eaksi dengan oksigen berlebih

!eaksi dengan oksigen berlebih ini akan menghasilkan sulfur dioksida#

yang kemudian reaksi dilanjutkan dengan menghasilkan unsur sulfur

7/* H , 7/ H */

/ 7/* H */ /7/ H , *

!eaksi diatas hanya terjadi pada temperatur diatas 3&& o tetapi

memerlukan oksigen berlebih. 6roses diatas umumnya jarang terjadi di

suatu plant# ataupun di kepala sumur.

Kemungkinan lain mekanisme pembentukan sulfur pada >6G di refinery

adalah oksidasi sodium hydrosulfida yang terjadi di area spent caustic

soda. !eaksinya adalah sbb :

7/* H /;a7 ;a/* H /7/ (fresh)

;a/* H 7/* /;a7* (spent)

/ ;a7* H ;a/* H * H 7/

Dan dekomposisi amonium sulfida dihasilkan oleh kombinasi senya5aan

sulfur di crude oil dengan amonia yang digunakan sebagai pipestill

corrosion agent di proses pengolahan.

8ika unsur sulfur terdapat di gas alam# maka unsur sulfur ini bisa

dikurangi di proses amine scrubbing sebelum proses >6G remoal. Di

suatu proses pengolahan yang hanya menggunakan caustic s5eetening#

Arluky Novandy

E@


88/103

Produk Migas

sulfur (yang tidak terlarut di alkali) tidak dapat di hilangkan. 0etapi

bagaimanapun juga# di beberapa proses pengolahan# proses amine scrub

juga digunakan sebelum proses caustic s5eetener. 0ujuan urutan proses

ini adalah untuk mengambil 7/* dan mengurangi penggunaan larutan

alkali# tetapi sebagian sulfur masih tetap ada pada 5aktu yang bersamaan.

Beberapa proses pengolahan banyak pula menggunakan proses gabungan

amine1caustic s5eetening dan tidak menemukan permasalahan tentang

sulfur di >6G pada proses gabungan ini bila dibandingkan dengan hanya

menggunakan proses caustic.

>.., Sen


89/103

Produk Migas

!iset yang dilakukan oleh Gulf il Kanada melaporkan bah5a hydrogen

sulfida dan unsur sulfur adalah senya5aan yang bersifat korosie# dan

dilaporkan pula bah5a merkaptan juga mempercepat terjadinya korosi bila

berikatan dengan sulfur# tetapi akan mencegah korosi bila beriktan dengan

7/*. 6ada korosi dindig kontainer >6G# korosi dapat disebabkan oleh

reaksi antara spesies sulfur tertentu dengan besi oksida serta reaksi antara

besi sulfida dengan oksigen. 6G melalui

ale dan s5ing joint yang biasanya juga di lumasi dengan grease terkadang

mengkontaminasi >6G.

>..5 es#du +$l#mer dan es#n

a. 6olimer1polimer tak jenuh

-eskipun polimer jarang ditemukan di >6G# tetapi butan oligomer telah

ditemukan (meskipun jarang) di >6G komersial dengan menggunakan

analisis spectrometric massa

b. 0ar yang di ekstrak dari pipa transfer bahan karet (hose)

*alah satu contoh permasalahan deposit pada >6G propan adalah deposit tar#

heay oil# dan padatan yang lengket. 6G menunjukkan %4#/9 carbon# @#,9 hidrogen# /#,9 nitrogen#

dan /,#9 sulfur. Ketika dianalisa dengan menggunakan liLuid

Arluky Novandy

EC


90/103

Produk Migas

chromatography dengan basis massa dan dianalisis dengan infra red untuk

pemisahan fraksi1fraksinya# ditemukan bah5a residu yang tredapat di >6G

mengandung phenyl betha naphthylamine# phtalates# dan unsur sulfur. *eperti

diketahui bah5a# phenyl betha naphthylamine adalah antioksidan yang

digunakan dalam pembuatan karet# phtalates adalah sejenis plasticiIer# dan

unsur sulfur adalah aditif yang digunakan untuk memulcanisir karet.

*ehingga diasumsikan bah5a senya5aan kimia diatas terkstrak (leaching)

saat pipa karet (hose) digunakan untuk mentransfer propan cair dari tangki

penyimpanan intermediate menuju tabung atau yang lebih kecil lagi.

6engguna >6G sebaiknya memperhatikan adanya residu tar ini karena residu

tar ini akan terbakar bersama1sama dengan gas >6G. 0etapi sekalipun ada#

maka residu ini akan terdeposit di pipa transfer# regulaor dan aporiIer.

>..0 Kebaradaan A#r d# LPG

6G dan di pengolahan gas# air hadir saat gas

mengalami proses pencucian dengan caustic karena air melarut dan kemudian

jenuh di fasa hidrokarbon. 8ika >6G disimpan di kondisi yang sangat dingin#

yakni di kondisi yang bertemperatur rendah dan bertekanan sedikit diatas tekanan

atmosferik# maka air yang terlarut di >6G akan terlepas dan ditangkap oleh

penyerap air (alumina bed) sesegera mungkin sebelum >6G disimpan. -eskipun

untuk penyimpanan bertekanan# yakni pada temperatur ambient dan tekanan

diatas atmosferik# maka akan dihasilkan >6G yang =kering? (kadar air diba5ah&& ppm berat) dan air yang terlepas ini akan di serap dengan menggunakan

molecular siees (Seolit)# alumina atau calcium cloride. 6roses pengolahan >6G

dalam usaha =mengkeringkan? >6G tidak ada yang menggunakan bahan kimia.

8umlah air yang terlarut di >6G bergantung pada : komposisi# temperatur dan

perbandingan liLuidapor dari >6G yang disimpan. 6erhitungan untuk

mengetahui adanya air di gas bisa menggunakan persamaan yang terdapat di

6oetmann and Dean dan Kobayasi and KatI. 6ada persamaan1persamaan yang ada

Arluky Novandy

C&


91/103

Produk Migas

menunjukkan bah5a kelarutan air di gas meningkat dengan meningkatnya

temperatur# baik di fasa liLuid maupun di fasa gas. 8ika didasarkan atas komposisi

hidrokarbonnya maka# kelarutan air di butane cair lebih rendah bila dibandingkan

dengan kelarutan air di propan cair. Kelarutan air di isobutan lebih besar bila

dibandingkan dengan kelarutan air di n1butan. Kelarutan air di butan cair

komersial (campuran n dan n1isomers) berkisar C& ppm berat pada suhu 3 o#

sedangkan kelarutan air di propan pada suhu yang sama berkisar /E& ppm.

6ada proses pengolahan# temperatur transfer >6G propan ke tangki simpan bisa

mencapai 4, o# sehingga pada temperatur tersebut kelarutan air di propan bisa

mencapai ,/& ppm berat. 8ika kemudian >6G propan ini di dinginkan kembali di

tangki simpan hingga suhu & o# maka kelarutan air akan berkurang sebanyak %

ppm berat# sehingga akan terbentuk air bebas di tangki s

DIKTAT Produk Migas_2014

Documents

Transcript of DIKTAT Produk Migas_2014