KARAKTERISTIKLPG

ARLUKY NOVANDY

KATA PENGANTAR

Assalamu’ alaikum Wr. Wb

Segala puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan sebuah

BUKU dengan judul “Karakteristik LPG”.

Buku ini kami susun dengan sumber dari beberapa literatur yang relevan,

dengan harapan agar masyarakat dapat lebih mudah untuk memahami karakteristik

LPG.

Dengan terbitnya buku ini tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada

semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu, yang telah banyak

membantu kami baik material maupun spiritual sehingga buku ini dapat

terselesaikan.

Kami menyadari bahwa tiada gading yang tak retak, begitu juga dengan buku

ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun

sangat kami harapkan untuk merevisi buku ini sehingga menjadi lebih baik. Harapan

kami semoga diktat ini dapat bermanfaat.

Wassalamu’ alaikum Wr. Wb

Jakarta, Desember 2015

Penyusun,

Arluky Novandy

ii

DAFTAR ISI

Hal

Kata Pengantar iDaftar Isi iiDaftar Gambar iiiDaftar Tabel iv

BAB I : PendahuluanA. Latar Belakang 1B. Deskripsi Singkat 1C. Tujuan Pembelajaran 2D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok 2

BAB II : Proses Pembuatan LPG 3A. Mendapatkan LPG dari Pemrosesan Gas Alam 3B. Mendapatkan LPG dari Proses Pengolahan Minyak

Bumi10

C. Rangkuman 15D. Latihan 15

BAB III : Standar Mutu LPG 16A. Spesifikasi LPG 16B. Perbandingan LPG dengan Bahan Bakar Lain 25C. Rangkuman 28D. Latihan 29

BAB IV : Komposisi LPGA. Komponen Utama LPG 30B. Trace Komponen di LPG 31C. Rangkuman 39D. Latihan 39

BAB V : Kontrol Kualitas 40A. Parameter Kontrol Kualitas 40B. Batasan Umum Kualitas LPG 42C. Rangkuman 45D. Latihan 45

BAB VI : Siknifikansi Hasil Uji LPG 46A. LPG Secara Umum 46B. Sinifikansi Hasil Pengujian LPG 50C. Rangkuman 58D. Latihan 59

BAB VII : Penutup 60

Daftar Pustaka 61

iii

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 : Perolehan LPG dari Pemrosesan Gas Alam 3

Gambar 2.2 : Proses Gas Dehidrasi Gas Alam dengan Proses Absorpsi 4

Gambar 2.3 : Proses Pengurangan Kadar Air di Gas dengan ProsesAdsorbsi

5

Gambar 2.4 : Aliran Proses Sederhana untuk Amine Process 7

Gambar 2.5 : Proses Separasi Untuk Menghasilkan Gas LPG 9

Gambar 2.6 : Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Umum 11

Gambar 2.7 : Proses Pengolahan light end gas Menjadi LPG 12

Gambar 2.8 : Unit Unit pada Proses Pengolahan Minyak Bumi yang

Menghasilkan Gas14

iv

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 3.1 : Spesifikasi LPG sesuai GPA Standard 2140 17

Tabel 3.2 : Spesifikasi LPG sesuai ISO 9162-1989 18

Tabel 3.3 : Spesifikasi LPG Campuran sesuai SK Ditjen Migas No.26525.K/10/DJM.T/2009 Tanggal 31 Desember 2009

19

Tabel 3.4 : Spesifikasi LPG Propana sesuai SK Ditjen Migas No.26525.K/10/DJM.T/2009 Tanggal 31 Desember 2009

20

Tabel 3.5 : Spesifikasi LPG Butana sesuai SK Ditjen Migas No.26525.K/10/DJM.T/2009 Tanggal 31 Desember 2009

21

Tabel 3.6 : Maksimum kandungan air di LPG Propan sesuai GPAStandard 2140 pada berabagai temperatur

23

Tabel 3.7 : Spesifikasi Bahan Bakar Gas untuk Kendaraan Bermotor diDalam Negeri sesuai Surat Keputusan DirJen Migas Nomor :10K/34/DDJM/1993. Tanggal : 01 Pebuari 1993

25

Tabel 3.8 : Perbandingan daya pemanasan dan efisiensi peralatan 26

Tabel 4.1 : Komponen utama dan trace komponen yang umumnyaterdapat di LPG

31

Tabel 6.1 : Beda Komposisi dari Ketiga Jenis LPG 47

Tabel 6.2 : Parameter Uji LPG 49

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada dasarnya sektor kegiatan industri migas hilir yang diperankan oleh

Perusahaan Minyak Bumi yang ditunjuk oleh Pemerintah Republik Indonesia

mempunyai tugas menyediakan BBM dan Non-BBM untuk kebutuhan domestik.

Sektor kegiatan ini mempunyai tugas memurnikan dan mengolah minyak mentah

menjadi bahan bakar minyak (BBM) dan kemudian menyalurkannya keseluruh

pelosok Nusantara. Termasuk dalam sektor kegiatan ini juga penyediaan gas

alam dan LPG sebagai bahan bakar di dalam negeri.

Perusahaan Minyak dan Gas yang ditunjuk oleh Pemerintah bekewajiban

mengadakan dan menyediakan kebutuhan energi domestik ini dalam jumlah,

jenis yang cukup dan dengan harga yang ditetapkan sama diseluruh pelosok

Nusantara.

Menyadari kepentingan strategis Nasional atas tersedianya energi ini, maka

seluruh biaya modal dan operasi pengadaan energi domestik ini dibiayai

sepenuhnya oleh Pemerintah.

Sektor kegiatan ini bukan semata-mata kegiatan mikro-ekonomis bagi

Perusahaan Minyak dan Gas, karena harga jual bahan bakar gas jenis LPG

harus ditetapkan dengan lebih mementingkan daya beli masyarakat.

Kilang-kilang baru telah dibangun untuk memenuhi kebutuhan tambahan

kapasitas yang diperlukan, kilang-kilang yang sudah ada harus dijaga

kehandanalannya untuk melayani perubahan jenis minyak mentah yang diolah

ataupun perubahan jenis produk yang diinginkan termasuk gas LPG.

Kaitan modul diklat ini dengan pekerjaan pengawasan instalasi pengisian dan

penyimpanan LPG adalah bahwa dalam melaksanakan kegiatan pengawasan

diperlukan suatu ketrampilan dan pengetahuan tersendiri tentang produk LPG.

Sehingga dalam melaksanakan kegiatan di lapangan, para pengawas

mengetahui apa yang seharusnya dilakukan. Dalam hubungannya dengan modul

– modul lainnya dalam diklat Pengawasan Instalasi Pengisian dan Penyimpanan

LPG adalah Sarana dan Fasilitas di Instalasi Pengisian dan Penyimpanan LPG,

2

Kegiatan Serah Terima di Instalasi Pengisian dan Penyimpanan LPG,

Penanganan dan Penyimpanan LPG di Penyalur dan Pengguna, serta

Kesehatan dan Keselamatan Kerja di Instalasi Pengisian dan Penyimpanan LPG.

B. Deskripsi SingkatMata diklat ini menjelaskan tentang pengetahuan bahan bakar jenis LPG yang

meliputi : pembuatan LPG, dimana pada materi ini akan dijelaskan dengan

singkat proses mendapatkan gas LPG baik dari kilang pengolahan gas maupun

dari kilang pengolahan minyak bumi. Materi selanjutnya adalah spesifikasi LPG,

pada materi ini akan dijelaskan tentang beberapa spesifikasi yang beredar di

Indonesia maupun di internasional. Kemudian selanjutnya akan dijelaskan materi

tentang komposisi LPG, dimana pada materi ini akan dijalaskan bagaimana sifat

fisik dan sifat kimia dari LPG yang umumnya beredar di indonesia. Peserta diklat

juga akan disajikan materi tentang kontrol kualitas, yang mana pada materi ini

akan dijelaskan beberapa parameter uji yang umumnya dijadikan sebagai kontrol

kualitas di kilang pengolahan gas LPG, seperti tekanan uap, komposisi, density,

dan sebagainya. Dan terakhir akan dibahas tentang materi siknifikansi hasil uji

LPG di laboratorium dimana pada materi terakhir ini akan dijelaskan tentang

maksud dan tujuan dari analisis LPG yang umumnya dilaksanakan di

laboratorium.

C. Tujuan PembelajaranSetelah mengikuti mata diklat ini peserta diklat diharapkan mampu menjelaskan

produk gas jenis LPG yang diguankan sebagai bahan bakar, baik untuk industri

maupu untuk rumah tangga.

C.1 Kompetensi DasarSetelah mengikuti mata diklat ini peserta diharapkan dapat :

1. Menjelaskan Jenis Jenis LPG yang ada di Indonesia beserta

spesifikasinya

2. Menjelaskan secara singkat karakteristik atau sifat sifat umum yang

dimiliki oleh gas LPG

3

C.2 Indikator Keberhasilan1. Mampu menjelaskan proses pengolahan LPG

2. Mampu menjelaskan sifat fisika dan kimia LPG

3. Mampu menjelaskan spesifikasi dan jenis pengujian LPG

4. Mampu mengidentifikasi LPG propan dan butan

5. Mampu mengidentifikasi LPG mix

D. Materi Pokok Dan Sub Materi Pokok1. Proses Pembuatan LPG :

1.1 LPG dari pemrosesan gas alam

1.2 LPG dari proses pengolahan minyak bumi

2. Standar Mutu LPG :

2.1 Spesifikasi LPG

2.2 Perbandingan LPG dengan bahan bakar lainnya

3. Komposisi LPG :

3.1. Komponen utama LPG

3.2 Trace komponen di LPG

4. Kontrol kualitas :

4.1 Parameter kontrol kualitas

4.2 Batasan umum kualitas LPG

5. Siknifikansi hasil uji LPG

5.1 LPG secara umum

5.2 Siknifikansi hasil pengujian LPG

3

BAB II

PROSES PEMBUATAN GAS LPG

Secara umum LPG dapat diperoleh dari pemrosesan gas alam atau dari proses

pengolahan Minyak Bumi di refinery.

A. Mendapatkan LPG dari Pemrosesan Gas Alam

Secara sederhana proses separasi gas alam dan LPG adalah dengan

menggunakan proses absorpsi dan fraksinasi seperti pada gambar 2.1 berikut ini

:

Tetapi secara aplikasi dilapangan proses pembuatan gas LPG dari Gas Alam cukup

panjang. Jika gas didapatkan dari sumur gas, maka campuran kondensat dan gas

basah dari sumur dipisahkan di separator, dan kemudian gas basah ini diproses

lanjut menjadi LPG dengan melalui beberapa tahapan proses pemurnian dan

sweetening. Jika gas yang dieroleh dri sumur gas mengandung sejumlah besar gas

Oil and Gas Mixture

Crude Oil to Stabilizerand storage

To Absorber Tower

NaturalGas

Separator

Lean Oil

FractionatingTowers

LPG

NaturalGasoline

Gambar 2.1 : Perolehan LPG dari Pemrosesan Gas Alam

Indikator keberhasilan peserta diklat adalah peserta diklat mampu menjelaskan secararingkas proses pembuatan LPG

4

H2S yang korosif, maka nafta dan LPG yang dihasilkan akan bersifat korosif pula.

Untuk mengatasi problem gas yang bersifat korosif, biasanya sebelum di proses

menjadi LPG, gas yang berasal dari sumur tersebut di bersihkan dari beberapa

impurities. Impurities yang ada di gas ini umumnya adalah gas H2S, H2O, Hg, COS,

SO2, CO2, RSH, N2, dan kondensat (C5+).

Proses proses untuk mengurangi impurities ini meliputi :

1. Proses gas Dehidrasi

2. Proses gas Sweetening

Setelah melalui proses proses pemurnian gas diatas, untuk selanjutnya gas tersebut

di proses untuk menjadi LNG ataupun menjadi LPG.

A.1 Proses Gas Dehidrasi

Proses gas dehidrasi adalah proses pengurangan kadar air di gas. Ada dua jenis

proses gas dehidrasi yang umumnya terdapat di lapangan, yaitu :

1. Proses Absorpsi

Proses absorpsi yaitu proses pengurangan kadar air di gas dengan

menggunakan larutan penyerap, yaitu larutan Glikol. Ada beberapa jenis

larutan glikol yang umumnya digunakan yaitu :

a. Ethylene Glycol (EG)

b. Diethylene Glycol (DEG)

Gambar 2.2 : Proses Gas Dehidrasi Gas Alam dengan Proses Absorpsi

5

c. Triethylene Glycol (TEG)

d. Tetraethylene Glycol (T4EG)

2. Proses Adsorpsi

Proses adsorpsi adalah proses pengurangan kadar air di gas alam dengan

menggunakan media padat yang disebut dengan desicant. Beberapa desicant

yang umumnya digunakan adalah :

a. Biji Bauxite (Al2O3.xH2O)

b. Gel, seperti : Silica Gel dan Alumina-Silica Gel

c. Molecular Sieves

Gambar 2.3 : Proses Pengurangan Kadar Air di Gas dengan Proses Adsorbsi

Pada bab ini hanya dijelaskan proses dehidrasi menggunakan proses

absorpsi dengan larutan glikol saja seperti pada gambar 2.2 diatas. Pada gambar

2.2 diatas, dimana gas yang mengandung air yang biasa disebut dengan wet gas

(gas basah) pertama kali sebelum memasuki plant gas dehydration, terlebih dahulu

di bersihkan di Scruber. Dimana di Scruber ini, gas basah dibersihkan dari berbagai

jenis impuritis yang memiliki ukuran partikel yang lebih besar dari uap air, seperti :

air bebas, hidrokarbon cair ( seperti : kondensat), pasir pasir halus dan debu, lumpur

pengeboran (bila gas alam tersebut berasal dari sumur langsung di umpankan ke

gas dehydration plant), dan beberapa material padatan lainnya.

6

Setelah gas dianggap telah bersih dari partikel padatan, maka gas basah dari

scruber diumpankan ke kolom absorber (Glikol Gas Contactor) melalui bagian

bawah kolom absorber. Dimana gas yang masuk lewat bagian bawah absorber ini

akan mengalami kontak dengan larutan glycol yang masuk ke kolom absorber lewat

bagian atas kolom. Proses kontak antara gas dan larutan glycol di dalam kolom

absorber dengan cara berlawanan arah ini disebut dengan counter current contact.

Gas yang kandungan airnya telah berkurang (biasanya disebut dengan gas kering)

yang telah keluar dari bagian atas kolom absorber terlebih dahulu dilewatkan ke

sebuah mist eliminator. Dimana fungsi mist eliminator di bagian atas bagian dalam

kolom absorber ini adalah untuk mengurangi glikol ikutan yang terdapat di gas kering

tersebut.

Gas kering yang telah keluar dari bagian atas kolom absorer tersebut

kemudian dilewatkan ke dalam Heat Exchanger (HE) atau External Glikol – Gas

Heat Exchanger (lihat gambar 2.2). Dimana gas kering yang dilewatkan di HE ini

digunakan untuk mendinginkan glikol panas yang berasal dari Glikol Regeneration

sebelum masuk ke kolom absorber. Setelah itu, gas kering untuk selanjutnya bisa

diproses lanjut untuk di kurangi impurities lainnya di proses Gas Sweetening.

Glikol panas yang berasal dari Glikol Regeneration ini adalah glycol yang telah di

regenerasi, yaitu glikol yang telah dihilangkan kandungan airnya dan yang akan

digunakan lagi di kolom absorber untuk menyerap air yang terkandung di dalam wet

gas/gas basah. Glikol panas yang telah didinginkan di HE ini, untuk selanjutnya

diumpankan ke dalam kolom absorber melalui bagian atas kolom.

A.2 Proses Gas Sweetening

Proses Gas Sweetening adalah proses pengurangan kandungan gas H2S dan

CO2 di gas alam. Ada begitu banyak proses gas sweetening yang diaplikasikan di

pemrosesan gas. Berikut beberapa proses gas sweetening yang sudah diterapkan di

beberapa lapangan gas :

1. Amine Process

Yaitu proses pengurangan kadar gas H2S dan CO2 di gas alam dengan

menggunakan larutan Amine. Larutan amine yang umumnya digunakan

adalah MEA (monoethanolamine) atau DEA (Diethanolamine)

2. Carbonate Process

7

Yaitu proses pengurangan kadar gas H2S dan CO2 di gas alam dengan

menggunakan larutan karbonat. Ada beberapa Carbonate Process yang ada

di lapangan saat ini, yaitu :

a. Catacarb process

b. Benfield process

c. DEA Hot process

d. Giammarco Vetrocoke process

e. Seabord

f. Vaccum carbonate

3. Solid Bed Sweetening

Yaitu proses pengurangan kadar gas H2S dan CO2 di gas alam dengan

menggunakan media padatan (desicant)

Pada bab ini hanya dijelaskan proses gas sweetening dengan menggunakan Amine

Proses yang sederhana seperti pada gambar 2.4 berikut ini :

Umumnya pada proses pengurangan kadar H2S dan CO2 di lapangan atau yang

dikenal dengan Sweetening Gas Processing ini dilakukan lebih dulu sebelum proses

Gambar 2.4 : Aliran Proses Sederhana untuk Amine Process

Sweet Gas

LeanSolvent

RichSolvent

Cooler

SteamSour Gas

AcidGas

Absorber

Stripper

8

Gas Dehidrasi. Tetapi aturan seperti itu tidaklah pasti, bergantung pada kadar

impurities yang ada. Misal bila kadar air dan kadar H2S dan CO2 sama sama tinggi,

maka umumnya dilakukan proses gas sweetening lebih dulu, tetapi bila kadar air di

gas alam kecil, maka proses didahului dengan gas dehidrasi dan kemudian

dilanjutkan dengan proses gas sweetening.

Proses gas sweetening pada gambar 2.4 diatas, gas yang mengandung H2S

dan CO2 (sour gas) diumpankan ke dalam menara absorber pada bagian bawah

(bottom). Didalam menara absorber tersebut, gas H2S dan CO2 akan diserap oleh

solvent (larutan amine) yang arahnya berlawanan dengan arah masuk sour gas.

Solvent yang digunakan untuk menyerap gas H2S dan CO2 awalnya adalah solvent

dengan kadar H2S dan CO2 yang sangat kecil, sehingga disebut dengan Lean

Solvent. Sour gas yang telah diserap dengan menggunakan Lean Solvent tersebut

akhirnya keluar kolom absorber dibagian atas dengan kadar gas H2S dan CO2 yang

rendah. Gas yang berkadar gas H2S dan CO2 rendah keluar pada bagian atas kolom

absorber tersebut selanjutnya disebut dengan Sweet Gas. Sweet Gas inilah yang

kemudian di proses lanjut untuk dijadikan LPG pada proses separasi atau fraksinasi

di kilang Pemrosesan Gas.

Sedangkan solvent yang semula berkadar gas H2S dan CO2 rendah (Lean

solvent) keluar pada bagian bawah kolom absorber menjadi solvent yang berkadar

gas H2S dan CO2 tinggi, yang disebut dengan Rich Solvent. Rich solvent ini

selanjutnya diregenerasi di kolom Stripper. Regenerasi adalah proses

pelepasan/pengurangan kadar gas H2S dan CO2 yang ada di rich solvent.

Penguranagn gas H2S dan CO2 yang terkandung di rich solvent ini menggunakan

media Steam (uap), sehingga rich solvent yang telah diregenerasi di kolom stripper

ini keluar pada bagian bawah kolom stripper dengan kadar gas H2S dan CO2 rendah

dan siap digunakan lagi untuk menyerap gas H2S dan CO2 di kolom abrober.

9

A.3 Proses Separasi LPG

425psia

316psia

425psia

Deethanizer Depropanizer Debuthanizer

Raw Gas

Recycle Vapor

Propane Product Butana Product

240 F 260 F 250 F

95 F135 F

136 F

NaturalGasoline

Sebelum dilakukan proses separasi, gas terlebih dahulu dicairkan, dimana

umpan setelah dikompresi kemudian di cairkan dengan cara pendinginan Pada

proses pendinginan, refrigerant yang digunakan adalah propan karena dapat

mendinginkan hingga temperatur minus 42 oC. Proses pendinginan ini dilakukan di

peralatan yang disebut dengan Chiller. Pada gambar 2.5, gas setelah cair dan

bersih dari impurities selanjutnya diumpankan di proses separasi untuk

menghasilkan LPG. Raw gas pertama kali di pisahkan di kolom fraksinasi

deethanizer untuk melepaskan fraksi methan dan ethan (C1 dan C2) yang keluar

melalui bagian atas dari kolom deethanizer. Sedangkan fraksi propan dan butan

keluar dari kolom dethanizer pada bagian dasar kolom. Butan dan propan

selanjutnya dipisahkan di kolom depropanozer, dimana pada kolom depropanizer ini

akan dihasilkan propan pada bagian atas kolom depropanizer, dan fraksi butane

keluar dari bagian dasar kolom depropanizer.

Butane yang masih mengandung fraksi fraksi berat, seperti fraksi gasoline, untuk

selanjutnya dimurnikan di kolom debutanizer, sehingga didapatkan fraksi butane

yang memiliki kandungan kondensat gasoline rendah.

Gambar 2.5 : Proses Separasi Untuk Menghasilkan Gas LPG

10

Dari proses separasi ini diperoleh 3 jenis LPG, yaitu :

1. LPG Propane

2. LPG Butane

3. LPG Mix (campuran butane dan propan dengan perbandingan sesuai dengan

spesifikasi Ditjend Migas)

B. Mendapatkan LPG dari Proses Pengolahan Minyak BumiUmumnya pada proses pengolahan minyak bumi di kilang didapatkan produk

samping berupa gas yang nantinya diolah lagi menjadi gas LPG. Gas yang

dihasilkan dari proses pengolahan minyak bumi disebut dengan Refinery Light

End. Produk produk Refinery Light End ini antara lain :

Methane

Ethane

Propane

Buthane

Propylene

Butilyne

Pentane

Hexane

Heptane

Octane

Gas LPG yang dihasilkan dari kilang minyak bumi tidaklah sebesar yang

dihasilkan dari kilang gas. Gas yang berasal dari kilang pengolahan minyak bumi

biasanya digunakan untuk bahan bakar kilang itu sendiri (refinery fuel gas) atau

gas dari kilang minyak bumi ini diolah lagi menjadi bahan bakar cair. Proses

pengolahan minyak bumi yang juga menghasilkan gas LPG pada setiap kilang

memiliki konfigurasi yang hampir sama. Berikut gambaran umum hasil

pengolahan minyak bumi di kilang yang juga menghasilkan gas LPG :

11

Gambar 2.6 : Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Umum

Pada proses light end (light end plant) umumnya terdapat beberapa peralatan

yang digunakan untuk mengolah light end gas ini menjadi LPG yaitu :

Gas Compression Unit

Absorber

De Ethanizer

De Propanizer

De Buthanizer

Nafta Spliter

Adapun konfigurasi proses pengolahan light end gas menjadi LPG secara umum

adalah sebagai berikut :

12

Gambar 2.7 : Proses Pengolahan light end gas Menjadi LPG

Pada gambar 2.7 dimana beberapa fungsi dari kolom fraksinasi tersebut adalah :

a. Debuthanizer, diguanakan untuk memisahkan gas butan (yang keluar pada

bagian atas kolom debutanizer) dari fraksi berat lainnya seperti light nafta dan

heavy nafta (yang keluar dari bagian bawah kolom debutanizer).

b. Nafta spliter, digunakan untuk menghasilkan light nafta (yang keluar dari

bagian atas kolom nafta spliter ), dan menghasilkan heavy nafta (yang keluar

dari bagian bawah kolom nafta spliter).

c. Depropanizer, digunakan untuk memisahkan propan dari fraksi berat lainnya.

Dimana umpan kolom depropanizer ini adalah gas butan dari kolom

debutanizer. Pada kolom depropanizer ini akan didapatkan gas butan pada

bagian bawah kolom depropanizer dan campuran gas propan dan gas etane.

d. Deethanizer, digunakan untuk memisahkan gas propane dari gas etane.

Dimana gas propane akan keluar dari bagian bawah kolom deetanizer,

sedangkan gas etane akan keluar pada bagian atas kolom deetanizer.

13

Pada proses pengolahan minyak bumi, gas gas yang dihasilkan tidak hanya

terdapat di satu unit saja, tetapi hampir disetiap unit pada proses pengolahan

minyak bumi juga dihasilkan gas. Adapun beberapa proses di pengolahan

minyak bumi yang menghasilkan gas adalah proses proses yang terdapat di unit

seperti :

Hydrotreater

Hydrocracker

Isomerisasi

Catalytic Reformer

Alkilasi

Fluid Catalytic Cracker (FCC)

Delayed Cooker

Berikut gambar beberapa unit di proses pengolahan minyak bumi yang

menghasilkan gas :

14

Gambar 2.8 : Unit Unit pada Proses Pengolahan Minyak Bumi yang MenghasilkanGas

15

C. Rangkuman1. Gas LPG tidak hanya didapatkan dari proses pengolahan gas, tetapi juga

didapatkan dari proses pengolahan minyak bumi.

2. Untuk mendapatkan gas LPG di pemrosesan gas dilakukan di kolom

fraksinasi, yaitu kolom yang digunakan untuk memisahkan gas

berdasarkan perbedaan titik didihnya

3. Ada beberapa unit di proses pengolahan minyak bumi yang menghasilkan

gas sebagai produk sampingnya.

D. Latihan1. Proses yang digunakan untuk mengurangi kadar air di gas disebut dengan

proses apa ?

2. Sebutkan beberapa unit di proses pengolahan minyak bumi yang

menghasilkan gas sebagai produk sampingnya !

3. Sebutkan fungsi dari kolom depropanizer !

16

BAB IIISTANDAR MUTU LPG

A. Spesifikasi LPG

Spesifikasi adalah batasan maksimum dan minimum dari suatu produk yang

ditetapkan oleh lembaga yang berwenang di wilayah tertentu. Dimana di

dalam spesifikasi suatu produk bahan bakar selalu tercantum tentang :

a. Karakteristik/parameter uji

b. Satuan

c. Angka Batasan maksimal dan minimal

d. Metode uji yang digunakan

Sebagaimana halnya produk bahan bakar lainnya, bahwa spesifikasi LPG di

Indonesia di tetapkan oleh Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral

yang dikeluarkan melalui Surat Keputusan Direktorat Jenderal Minyak dan

Gas Bumi. Spesifikasi dari suatu produk sangat diperlukan karena terkait

dengan mutu barang yang beredar di masyarakat. Spesifikasi bahan bakar ini

ditetapkan oleh pemerintah sebagai bentuk tanggung jawab pemerintah

dalam menjamin mutu produk yang beredar dan yang dikonsumsi oleh

masyarakat.

LPG merupakan bahan bakar yang digunakan oleh masyarakat, baik rumah

tangga, industri, maupun kendaraan bermotor. Bahan bakar LPG ini

merupakan bahan bakar jenis gas yang dicairkan pada suhu dan tekanan

tertentu, sehingga faktor keamanan dan keselamatan dalam penggunaannya

merupakan faktor yang paling utama. Oleh karena itu, informasi produk

Indikator keberhasilan peserta diklat adalah peserta diklat mampu menjelaskansecara ringkas parameter di spesifikasi LPG

17

bahan bakar secara umum ditetapkan oleh pemerintah dalam bentuk

sesifikasi produk. Tetapi tidak menutup kemungkinan internasional juga

mengeluarkan spesifikasi, seperti : ASTM, ISO, GPA, dan lain lain.

Spesifikasi LPG internasional yang di tetapkan dalam GPA Standard 2140

seperti tertera berikut ini :

Tabel 3.1 : Spesifikasi LPG sesuai GPA Standard 2140

Standard internasional diatas adalah standard industri LPG dari Amerika.

Sedangkan standard internasional lainnya yang juga digunakan adalah

berdasarkan ISO 9162 seperti yang tersebut dibawah ini :

18

Tabel 3.2 : Spesifikasi LPG sesuai ISO 9162-1989

Sedangkan untuk spesifikasi LPG yang berlaku di Indonesia adalah

spesifikasi yang telah di tetapkan oleh Ditjend Migas adalah sebagai berikut :

19

Tabel 3.3 : Spesifikasi LPG Campuran sesuai SK Ditjen Migas No.26525.K/10/DJM.T/2009 Tanggal 31 Desember 2009

No. Karakteristik SatuanBatasan Metode Uji

Min Maks ASTM Lain

1. Berat Jenis Relatifpada 60/60 oF

- Dilaporkan D 1657 -

2. Tekanan Uap pada100 oF

psig - 145 D 1267

3. Weathering Testpada 36 oF

%vol 95 - D 1837

4. Korosi BilahTembaga

1 jam/100 oF

- ASTMNo.1

D 1838

5. Kandungan SulfurTotal

Grain/100cuft

- 15 D 2784

6. Kandungan Air - Tidak ada air bebas - Visual

7. Komposisi :

C2

C3 dan C4

C5+ (C5 dankandunganhidrokarbon lainyang lebih berat)

%vol

-

97,0

-

0,8

-

2,0

D 2163

8. Etil atau Butilmerkaptan

ml/1000AG 50 -

20

Tabel 3.4 : Spesifikasi LPG Propana sesuai SK Ditjen Migas No.26525.K/10/DJM.T/2009 Tanggal 31 Desember 2009

No. Karakteristik SatuanBatasan Metode Uji

Min Maks ASTM Lain

1. Berat Jenis Relatifpada 60/60 oF

- Dilaporkan D 1657 -

2. Tekanan Uap pada100 oF

psig - 210 D 1267

3. Weathering Testpada 36 oF

%vol 95 - D 1837

4. Korosi BilahTembaga

1 jam/100 oF

- ASTMNo.1

D 1838

5. Kandungan SulfurTotal

Grain/100cuft

- 15 1) D 2784

6. Komposisi :

C3 Total

C4+ (C4 dankandunganhidrokarbon lainyang lebih berat)

%vol

95

-

-

2,5

D 2163

7. Etil atau ButilMerkaptan

ml/1000AG 50 -

1) sebelum ditambahkan Etil atau Butil Merkaptan

21

Tabel 3.5 : Spesifikasi LPG Butana sesuai SK Ditjen Migas No.26525.K/10/DJM.T/2009 Tanggal 31 Desember 2009

No. Karakteristik SatuanBatasan Metode Uji

Min Maks ASTM Lain

1. Berat Jenis Relatifpada 60/60 oF

- Dilaporkan D 1657 -

2. Tekanan Uap pada100 oF

psig - 70 D 1267

3. Weathering Testpada 36 oF

%vol 95 - D 1837

4. Korosi BilahTembaga

1 jam/100 oF

- ASTMNo.1

D 1838

5. Kandungan SulfurTotal

Grain/100cuft

- 15 1) D 2784

6. Komposisi :

C4

C5

C6+ (C6 dankandunganhidrokarbon lainyang lebih berat)

%vol97,5

-

-

2,5

D 2163

Nil

7. Etil atau ButilMerkaptan

ml/1000AG 50 -

1) sebelum ditambahkan Etil atau Butil Merkaptan

Di beberapa kasus yang ada, parameter dari spesifikasi LPG yang ada ini di

dasarkan atas metode tes sederhana yaitu “Pass-Fail”, yang mana metode ini

sangat mudah dan cepat untuk dilakukan di lapangan oleh seorang operator.

Adanya Spesifikasi LPG dan metode tes ini dimaksudkan untuk menjamin

bahwa produk LPG tersebut dapat dengan aman untuk di tangani saat

transportasi dan saat di gunakan oleh pengguna yang khususnya untuk

22

industri dan rumah tangga. Hasil uji dan spesifikasi LPG umumnya di

keluarkan/ di terbitkan untuk kebutuhan pasar. Tetapi sebenarnya data hasil

uji LPG juga diperlukan oleh para engineer dan operator dilapangan guna

mengontrol proses yang sedang berlangsung di lapangan. Berikut adalah

batasan – batasan yang perlu diketahui oleh seorang operator atau engineer

untuk menangani LPG di lapangan (di sistem proses) :

a. Tekanan Uap

Tekanan uap adalah spesifikasi kritis yang harus diperhatikan untuk

keamanan dan juga dijadikan patokan adanya loss dari propan, butan, dan

campuran propan-butan saat instalasi

b. Moisture Content

Moistur di propan harus dikontrol pada konsentrasi yang sangat

rendah. Moisture content di propan di batasi sangat rendah karena untuk

menghindari terbentuknya hidrat saat di pipa dan di tangki, peralatan

instrumentasi, dan beberapa peralatan sistem distribusi lainnya. Untuk butan

di spesifikasikan ”no free water”. Spesifikasi “no free water ini” diperlukan di

butan karena butan tidak bisa diambil di sistem di bawah temperatur boiling

pointnya.

c. Sulfur Content

senyawa senyawa sulfur tertentu juga harus di kontrol keberadaannya

di LPG. Di harapkan sulfur berada pada level yang paling kecil supaya

menghindari adanya korosi di pada sistem peralatan distribusi seperti fiiting

dll. Uji sulfur dilakukan dengan menggunakan metode uji ASTM D 1838.

batasan yang diharapkan dari hasil uji ini adalah copperstrip no. 1. LPG yang

berasal dari beberapa sumber biasanya mengandung trace componen

seperti Carbonyl sulfide (COS) yang mana COS ini bila berdiri sendiri tidak

mengakibatkan korosif. Tetapi bila senyawa COS ini bertemu dengan air

23

maka COS akan menghidrolisa air menjadi komponen yang reaktif dan

bersifat korosif yaitu H2S (baik dalam bentuk uap maupun liquid). Berikut

adalah batasan air yang terdapat di propan liquid, yang mana bila batasan ini

di lampaui akan menimbulkan bahaya korosif :

Tabel 3.6 : Maksimum kandungan air di LPG Propan sesuai GPAStandard 2140 pada berabagai temperatur

Spesifikasi pada GPA mengijinkan adanya total sulfur di Propan sampai

dengan 123 ppmw, 185 ppmw di commercial propan, serta 140 ppmw di

butan. Meskipun begitu, jumlah sulfur total ini bila LPG diuji dengan

copperstrip maka hasil ujinya harus tetap menunjukkan hasil no. 1. untuk

mengubah ”parts per million by weight (ppmw) sulfur total” menjadi ”grain per

100 ft3 sulfur total” yang diukur paada 60 0F dan 14,7 psia maka gunakan

rumusan berikut :

Grains/100 ft3 = (ppmw H2S)(MW gas)(0,001845)

24

d. Volatile Residue

Spesifikasi Volatile residu, yang bergandengan dengan batasan

tekanan uap sangatlah diperlukan untuk produk propan, butan dan

campuran propan-butan.

Volatile residu di produk propan adalah butan, yang mana keberadaan butan

di produk propan ini di batasi maksimal 2,5%vol. Sedangkan volatile residu di

produk butan adalah pentane dan fraksi hidrokarbon yang lebih berat lainnya,

yang mana keberadaan volatile residu di produk butan dibatasi maksimal 2%

vol.

e. Non volatile Residu

spesifikasi non volatile residu dapat menaikkan boiling ring produk

LPG, sehingga produk LPG tidak bisa diambil dari sistem distilasi di kilang

gas (karena baoiling ring tinggi sehingga susah diuapkan). Yang

menyebabkan boiling ring dari produk LPG tinggi adalah adanya kontaminan,

yang mana kontaminan ini bisa berasal dari minyak kompresor, pelumas

pada valve, plasticizer dari karet hose, corrosion inhibitor, atau beberapa

produk heavy fraction yang berasal dari pompa, pipeline dan storage vessel.

Batasan kontaminan ini adalah 0,05 ml per 100 ml dari contoh uji atau setara

dengan 500 ppmv.

f. Odorisasi

odorisasi LPG untuk keperluan distribusi diperlukan untuk deteksi

adanya kebocoran. Odorisasi dilakukan dengan menambahkan ethyl

mercaptan yang diinjeksikan dengan laju kecepatan injeksi 1,0 lb per 10000

galon LPG.

25

LPG selain untuk bahanbakar rumah tangga dan industri, juga digunakan

untuk kendaraan bemotor yang disebut dengan COGAS. Berikut spesifikasi

bahan bakar gas untuk kendaraan bermotor didalam negeri, oleh Surat

Keputusan DirJen Migas Nomor : 10K/34/DDJM/1993. Tanggal : 01 Pebuari

1993 :

Tabel 3.7 : Spesifikasi Bahan Bakar Gas untuk Kendaraan Bermotor di DalamNegeri sesuai Surat Keputusan DirJen Migas Nomor : 10K/34/DDJM/1993.

Tanggal : 01 Pebuari 1993

Uraian Satuan Batasan Metode Tesmin maks ASTM Lain2

1. KomponenC1 + C2 % Vol 62,0 - D 1945 -

C3 % Vol - 8,0 D 1945 -C4 % Vol - 4,0 D 1945 -C5 % Vol - 1,0 D 1945 -N2 % Vol - 2,0 D 1945 -

H2S ppm vol - 14,0 D 2835 -Hg (mercury) ppb vol - 9,0 - AAS

O2 % Vol - 0,2 D 1945 -H2O % Vol - 0,035 - GravimetriCO2 % Vol - 5,0 D 1945 -

2. Relative Density 0,56 0,89 - -at 28 oC

3. Nilai Kalori Kj/kg 44.000 - - -Pada 15 oC1 atm

B. Perbandingan LPG dengan Bahan Bakar Lain

LPG atau nama dagangnya di Indonesia untuk bahan bakar rumah

tangga dan industri disebut Elpiji, serta untuk bahan bakar kendaraan disebut

dengan COGAS adalah suatu produk hasil minyak bumi yang pada suhu dan

tekanan atmosferis berwujud gas, tetapi dengan proses penambahan

tekanan dan atau penurunan suhu mudah untuk dicairkansehingga pada

tekanan suhu sedang dan suhu kamar biasa yang normal dalam suatu wadah

akan berwujud cairan. Elpiji biasanya disimpan dan di handle sebagai cairan

bertekanan. Pada suhu 100 0F (+ 30 0C) elpiji campuran yang dijual di

26

Indonesia mempunyai tekanan uap (vapour pressure) maksimum 100 psi

atau + 6,7 kg / cm2. Berat jenis uap elpiji adalah kira-kira 1,5 – 2 kali berat

jenis udara pada suhu dan tekanan normal.

Ada tiga macam LPG yaitu LPG buatan komersial (sebagian besar

atau lebih dari 97 % terdiri dari gas butan = C4H10), LPG propane komersial

(sebagian besar atau lebih dari 95 % terdiri dari gas propane C3H8) serta ada

juga yang disebut dengan LPG campuran (LPG mixed yang sebagian besar

terdiri atas campuran propan dan butan atau p/b mixed).

LPG mempunyai daya pemanasan yang tinggi, tidak menghasilkan asap, abu,

hangus/jelaga/carbon deposit maupun debu partikel padat lainnya, bersih,

praktis dan cepat digunakan, pembakarannya lebih sempurna. Untuk tujuan

keselamatan apabila terjadi kebocoran maka ke dalam gas LPG sering diberi

bau yang khusus dengan injeksi mercapthan sehingga dapat segera

diketahui bila terjadi kebocoran pada sistem alirannya, disamping itu LPG

juga bersih, aman dan tidak mengandung gas beracun.

Apabila dibandingkan antara LPG dengan bahan bakar lainnya maka daya

pemanasan dan efisiensinya dapat dilihat pada tabel 3.8.

Tabel 3.8 : Perbandingan daya pemanasan dan efisiensi peralatan

Bahan Bakar Daya Pemanasan Efisiensi peralatan

Kayu bakar

Arang

Minyak Tanah

Gas kota

4000 kcal/kg

8000 kcal/kg

11000kcal/kg

8000 kcal/m3

15%

15%

40%

55%

27

Listrik

Elpiji

Bricket Batu Bara

860 kcal/Kwh

11900 kcal/kg

5400 kcal/kg

60%

70%

-

(sumber : H.M Iwan Gayo, “Buku Pintar : Seri Senior”, 2008, Grasindo, Hal. 241)

Dari data tersebut diatas terlihat bahwa 10 Kg LPG ( + 17 liter ) mempunyai

daya pemanasan 11900 Kalori, jumlah mana cukup untuk keperluan

memasak selama + 15 hari bagi keluarga sedang di Indonesia, dengan

konsumsi untuk satu burner pit/kompor rumah tangga berkisar antara 150-

200 gram LPG per jam.

Penggunaan LPG :

1. Untuk bahan bakar rumah tangga, untuk memasak, pemanas ruangan,

gas stover, hot plate, mater heater.

2. Untuk keperluanindustri & automotives, misalnya sebagai bahan

bakar di refinery dan dapur industri petrokimia, pabrik keramik, tekstil,

bengkel, las dan sebagai bahan bakar motor pembakaran dalam

sebagai alternative pengganti bensin.

3. Sebagai bahan baku industri, industri petrokimia/kimia, bahan baku

pabrik ethylene, polyethylene dan polypropelene untuk bahan baku

plastik, sebagai pengganti freon untukspraying agent.

4. Untuk keperluan umum misalnya di dapur restoran, hotel, rumah sakit.

Silinder/tabung Elpiji terbuat dari baja/aluminium alloy yang kuat,

sebelum digunakan harus diuji lebih dahulu, pengujian di Indonesia dilakukan

oleh pabrik pembuatnya serta oleh Pertamina dan dinas pembinaan norma-

norma keselamatan kerja. Sebagai contoh silinder/tabung LPG butan diuji

dengan test tekan sampai tekanan 30 kg/cm2, karena LPG butan mempunyai

28

tekanan uap 4,7 kg/cm2 sehingga faktor keselamatannya kira-kira 6 kali lebih

besar dari tekanan uapnya. Silinder/tabung LPG juga dilengkapi dengan

katup pengaman (savety valve) dengan tekanan kerja sebesar 25 kg/cm2.

Untuk mengatur tekanan gas yang keluar dari botol, dipakai suatu regulator

yang akan mengalirkan gas keluar dengan tekanan rendah (+ 0,025 kg/cm2

untuk botol type FK3 dan kosangas) bila katupnya dibuka. Kapasitas gas

yang keluar dari regulator diatur sebesar + 2 kg/jam.

Konsumsi untuk satu burner pit kompor rumah tangga berkisar antara

150-200 gram LPG per jam. Di Indonesia LPG harus disimpan dan digunakan

pada ruangan yang mempunyai ventilasi cukup, karena gas LPG lebih berat

dari udara maka tinggi ventilasi harus minimal setinggi atap, hal ini untuk

menjaga agar jangan sampai terjadi akumulasi gas apabila terjadi kebocoran

LPG harus di letakkan dalam posisi berdiri dan juga harus di letakkan

sedemikian rupa sehingga jauh dari teriknya panas matahari atau sumber

panas langsung. Apabila terjadi kebakaran di tempat penimbunan LPG tidak

dapat diatasi dengan pemadaman api jenis busa, karena pada suhu dan

tekanan atmosferik LPG berbentuk gas, untuk kebakaran kecil, media yang

paling tepat adalah CO2 atau BCF. Yang paling penting adalah sumber gas

LPG harus ditutup lebih dulu dan diambil langkah-langkah untuk pendinginan

tangki LPG.

C. Rangkuman

1. LPG mempunyai daya pemanasan yang tinggi, tidak menghasilkan

asap, abu, hangus/jelaga/carbon deposit maupun debu partikel padat

lainnya, bersih, praktis dan cepat digunakan, pembakarannya lebih

sempurna

2. Ada beberapa macam LPG yang beredar di Indonesia sesuai SK

Ditjen Migas, yaitu : LPG Propane, LPG Butane, dan LPG Campuran

29

3. LPG memiliki daya pemanasan dan effisiensi yang jeuh lebih tinggi

bila dibandingkan dengan beberapa jenis bahan bakar lainnya.

4. Spesifikasi LPG di Indonesia ditetapkan oleh Kememterian Energi dan

Sumber Daya Mineral, yang dalam hal ini dikeluarkan dalam bentuk

Surat Keputusan Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi.

Sedangkan spesifikasi LPG di Internasional ditetapkan oleh beberapa

lembaga independen seperti : ASTM, ISO, dan GPA

D. Latihan

1. Sebutkan perbedaan antara LPG Butan, LPG Propane, dan LPG

Campuran

2. Siapakah yang berwenang menetapkan spesifikasi bahan bakar jenis

LPG di Indonesia ?

3. Sebutkan beberapa organisasi di dunia yang mengeluarkan spesifikasi

LPG !

4. Mengapa perlu adanya suatu spesifikasi didalam suatu bahan bakar ?

5. Apakah yang dimaksud dengan spesifikasi itu ?

30

BAB IV

KOMPOSISI LPG

A. Komponen Utama LPGLPG 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 LPG, baik yang diperoleh dari gas alam maupun dari

proses fraksinasi crude oil adalah sama, yaitu secara umum LPG terdiri dari

susunan hidrokarbon atom C dan H. Tetapi impuritis detilnya antara produk LPG

yang dihasilkan dari gas alam dan proses pengolahan crude oil adalah berbeda.

LPG 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 LPG ini adalah hidrokarbon jenuh, yakni

Propane. Semakin kecil komponen C4 jenuh, isobutane dan normal butan dari suatu

LPG maka LPG ini disebut dengan LPG Propane.

Pada proses pengolahan crude oil, fraksi light end yang besar di suatu kilang

minyak biasanya diolah kembali menjadi LPG. Umumnya kilang minyak yang

menghasilkan fraksi light end banyak adalah kilang yang terdapat pula proses nafta

reforming, thermal cracking, catalytic cracking, serta kilang polimer. LPG yang

biasanya dihasilkan dari proses reformer umumnya komponen utama LPG nya

adalah butan.

Hidrokarbon tidak jenuh yang umumnya sering ditemui di LPG adalah

propilene (C3), dan hidrokarbon dengan rantai C4, misalnya : normal butane,

isobutane, cis dan trans butene-2. LPG yang dijual dipasaran jarang sekali ditemui

murni (dikatakan murni bila LPG tersebut komponen tunggal terbesarnya adalah

95%, misal dikatakan LPG propane maka 95% komponen utama LPG tersebut

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

terjual di pasaran adalah LPG Mix. Sehingga bila disimpulkan sebagai berikut :

Indikator keberhasilan peserta diklat adalah peserta diklat mampu menjelaskan secararingkas komposisi yang terdapat di LPG

31

a. Bila disebut sebagai LPG propane maka komponen utama dari LPG tersebut

adalah propane/propilen

b. Bila disebut dengan LPG butane maka komponen utama dari LPG tersebut

adalah n-butane, isobutane dan atau butilene

c. Bila disebut dengan LPG Mixture adalah maka komponen LPG tersebut

adalah campuran hidrokarbon C3 dan C4

B. Trace Komponen di LPGTrace komponen adalah komponen-komponen lain selain komponen utama di

dalam LPG dengan jumlah yang kecil. Trace komponen ini biasanya sudah terdapat

di LPG dikarenakan awalnya sudah terdapat di Gas Alam atau sudah terdapat di

Crude Oil. Trace komponen ini bila jumlahnya berlebihan akan menyebabkan

performa dari LPG (nilai jual LPG) akan menurun. Misalnya adalah : sulfur, air dan

fraksi berat lainnya akan menurunkan nilai kalori dari LPG. Berikut beberapa

komponen utama dan trace komponen yang umumnya terdapat di LPG :

Tabel 4.1 : Komponen utama dan trace komponen yang umumnya terdapat di LPG

Komponen Rumus Kimia Mol. wt Titik didihpada 14,7 lb/in2 abs, (oC)

Ethane C2H6 30,06 Minus 88,6

Ethylene C2H4 28,05 Minus 103,7

Propane C3H8 44,09 Minus 42,1

Propylene C3H6 42,08 Minus 47,7

n Butane C4H10 58,12 Minus 0,5

Isobutane C4H10 58,12 Minus 11,7

n butene-1 C4H8 56,10 Minus 6,47

Isobutene C4H8 56,10 Minus 6,9

trans Butene-2 C4H8 56,10 0,9

cis Butene-2 C4H8 56,10 3,7

n Pentane C5H12 72,15 36,1

Iso Pentane C5H12 72,15 27,9

TRACE CONTAMINANT :

n Hexane C6H14 86,17 69,0

32

Iso Hexane C6H14 86,17 60,2

Hydrogen sulfide H2S 34,08 Minus 60,7

Methyl mercaptan CH3SH 48,11 5,8

Ethyl mercaptan C2H5SH 62,13 36,7

Dimethyl sulfide (CH3)2S 62,0 37,3

Elemental sulfur S 32 444,4

Dimethyl disulfide CH3 – S – S – CH3 94 117,0

Carbonyl sulfide COS 60 Minus 47,5

B.1 Hidrokarbon ImpuritisImpuritis hidrokarbon ini bisa jadi tidak dapat dihilangkan secara menyeluruh

dengan proses “topping” dan “tailing”. Yang termasuk hidrokarbon impuritis di LPG

adalah :

C2 ; ----------- ethane, ethylene,

C5+ ; ----------- n Pentane, Isopentane, Pentene dan Hexane, dan

C3H4.; ----------- Propadiene, methyl acetylene

B.2 Komponen Senyawaan SulfurBeberapa senyawaan sulfur yang menjadi impuritis di LPG adalah :

a. H2S

b. Mercaptan, R-SH, dan

c. senyawaan sulfur lainnya

a. H2S

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

Pada proses pengolahan minyak, H2S juga dapat mencemari produk light end.

H2S ini tidak bisa hilang secara menyeluruh (tetapi hanya berkurang saja)

meskipun sudah melalui beberapa proses sweetening, baik dengan

menggunakan soda caustic, amine ataupun dengan menggunakan molecular

sieve percolation.

b. Mercaptan, R-SH

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

33

menyeluruh meskipun telah mengalami proses treating dengan menggunakan

soda pencuci. Pada proses pencucian dengan menggunakan soda reaksi yang

terjadi adalah sebagai berikut :

NaOH + RHS ===== H2O + RSNa

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

alkali, perbandingan dari spent alkali dan berat molekul mercaptan.

c. Senyawaan sulfur lainnya

Senyawa disulfida bisa saja terbentuk selama proses caustic sweetening melalui

udara yang terlarut selama proses sweetening. Keberadaan senyawaan sulfur

juga bisa terjadi saat penambahan stenching agent (aditif penambah bau pada

LPG untuk deteksi kebocoran). Penambahan aditif bau ini biasanya sebanyak 35

ppm berat dari berat LPG. Aditif yang biasanya digunakan untuk penambah bau

LPG ini adalah ethyl mercaptan, dimethyl sulfida, dan tetrahydro thiophene

(THT). Penambahan aditif bau ini biasanya digunakan untuk LPG yang

digunakan untuk keperluan rumah tangga.

Senyawaan sulfur lainnya yang juga bisa ditemukan di LPG, biasanya pada LPG

propane, adalah carbonyl sulfida (COS). Satu-satunya cara terbentuknya COS di

LPG ini adalah berdasarkan reaksi antara carbon dioksida dengan hidrogen

sulfida, yaitu :

8 CO2 + 9 H2S ======== 3 COS + 5 CO + H2 + 8 H2O + 6 S

Pada proses, COS ini terdapat di LPG ketika refinery gas yang kaya H2S ini

mengalami kontak dengan CO2 yang terdapat di flue gas.

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

di design untuk mengurangi keberadaan H2S di dalam gas. Sehingga COS ini

umumnya mengendap di aliran propane pada suhu – 50 oC.

d. Unsur Sulfur

Selain disulfida, senyawa senyawa sulfur yang telah disebutkan diatas adalah

bersifat volatile (mudah menguap) pada kondisi normal (menguap bersama-

sama dengan gas hidrokarbon pada kondisi ambient). Dikarenakan senyawaan

sulfur tersebut diatas menguap bersama-sama dengan gas hidrokarbon maka

sulfur yang tidak menguap akhirnya terbentuk. Sulfur yang tidak menguap ini

menjadi deposit di bagian dasar tabung LPG. Teori terbentuknya deposit sulfur

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

beberapa kemungkinan terbentuknya deposit sulfur ini adalah sebagai berikut :

34

a. Terjadinya dekomposisi thermal atau pirolisa H2S

H2S ======= H2 + S

Reaksi diatas tidak terjadi ketika proses berada pada temperatur dibawah

300 oC, tetapi reaksi akan cepat berlangsung ketika temperatur proses

berada diatas 500 oC. Reaksi pembentukan sulfur dapat terjadi di pipa-pipa

furnace, tetapi tidak terjadi selama proses distilasi berlangsung.

Pembentukan unsur sulfur juga diduga telah terjadi di sumur-sumur gas

alam, danketika gas alam diproduksi maka senyawaan sulfur yang ikut gas

adalah H2S, sedangkan unsur sulfur tetap terdeposit di dasar sumur krn

sifatnya yang tidak menguap.

b. Reaksi H2S dengan oksigen terbatas

H2S + O ====== H2O + S

Pada fase yang homogen, reaksi ini berlangsung pada temperatur diatas 500oC, dan dapat pula berlangsung pada suhu rendah dengan katalis logam.

Reaksi pembentukan sulfur dengan oksigen terbatas ini juga dapat terjadi

selama proses sweetening dengan menggunakan soda caustic karena

adanya oksigen yang terlarut di alkali. Oksigen terbatas ini juga bisa saja

terdapat di crude oil dan terbawa ke LPG selama proses light end

berlangsung. Jika LPG telah berada di tangki, maka kehadiran oksigen

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

chlamydobacteria).

Pada gas alam, kehadiran oksigen terbatas ini juga bisa saja terdapat di

reservoir dan tapping facilities, sehingga oksigen ini akhirnya bereaksi

dengan gas H2S yang terdapat di gas dan terbentuklah deposit elemen

sulfur.

c. Reaksi dengan oksigen berlebih

Reaksi dengan oksigen berlebih ini akan menghasilkan sulfur dioksida, yang

kemudian reaksi dilanjutkan dengan menghasilkan unsur sulfur

H2S + 3 O ========== H2O + SO2

2 H2S + SO2 ======== 2H2O + 3 S

Reaksi diatas hanya terjadi pada temperatur diatas 500 oC tetapi

memerlukan oksigen berlebih. Proses diatas umumnya jarang terjadi di suatu

plant, ataupun di kepala sumur.

35

Kemungkinan lain mekanisme pembentukan sulfur pada LPG di refinery

adalah oksidasi sodium hydrosulfida yang terjadi di area spent caustic soda.

Reaksinya adalah sbb :

H2S + 2NaOH ======= Na2S + 2H2O (fresh)

Na2S + H2S ======== 2NaHS (spent)

2 NaHS + O ======== Na2S + S + H2O

Dan dekomposisi amonium sulfida dihasilkan oleh kombinasi senyawaan

sulfur di crude oil dengan amonia yang digunakan sebagai pipestill corrosion

agent di proses pengolahan.

Jika unsur sulfur terdapat di gas alam, maka unsur sulfur ini bisa dikurangi di

proses amine scrubbing sebelum proses LPG removal. Di suatu proses

pengolahan yang hanya menggunakan caustic sweetening, sulfur (yang tidak

terlarut di alkali) tidak dapat di hilangkan. Tetapi bagaimanapun juga, di

beberapa proses pengolahan, proses amine scrub juga digunakan sebelum

proses caustic sweetening. Tujuan urutan proses ini adalah untuk mengambil

H2S dan mengurangi penggunaan larutan alkali, tetapi sebagian sulfur masih

tetap ada pada waktu yang bersamaan. Beberapa proses pengolahan

banyak pula menggunakan proses gabungan amine-caustic sweetening dan

tidak menemukan permasalahan tentang sulfur di LPG pada proses

gabungan ini bila dibandingkan dengan hanya menggunakan proses caustic.

B.3 Senyawaan Sulfur dan Penyebab KorosifitasTerkadang sering di temui bahwa LPG juga korosif terhadap tembaga atau

beberapa logam lainnya. Penyebab LPG bersifat korosif ini tidaklah sepeuhnya

dapat di pahami, tetapi yang pasti penyebab korosif nya LPG ini adalah terdapatnya

H2S di LPG, dimana H2S pada konsentrasi sekitar 2 ppm saja maka LPG sudah bisa

mengkorosi tembaga. Senyawaan sulfur lainnya yang juga diduga penyebab LPG

bersifat korosiv adalah senyawa-senyawa sulfur yang mudah menguap dan unsur

sulfur. Menurut studi di ESSO Research Centre, bahwa unsur sulfur dapat

mengkorosi pada level diatas 1,5 ppm, tetapi sebaliknya, senyawaan organik sulfur

tidaklah bersifat korosif. Sejumlah kecil mineral asam-asaman atau alkali juga tidak

menyebabkan korosif.

36

Carbonyl sulfida juga dicurigai sebagai penyebab korosi pada LPG Propan.

Carbonyil sulfida ini secara lambat tapi pasti mengalami hydrolisis dengan air

membentuk CO2 dan H2S yang korosif.

COS + H2O ===== CO2 + H2S

Riset yang dilakukan oleh Gulf Oil Kanada melaporkan bahwa hydrogen

sulfida dan unsur sulfur adalah senyawaan yang bersifat korosif, dan dilaporkan pula

bahwa merkaptan juga mempercepat terjadinya korosi bila berikatan dengan sulfur,

tetapi akan mencegah korosi bila beriktan dengan H2S. Pada korosi dindig kontainer

LPG, korosi dapat disebabkan oleh reaksi antara spesies sulfur tertentu dengan besi

oksida serta reaksi antara besi sulfida dengan oksigen. Alifatik disulfida dan carbon

disulfida dikategorikan bersifat non korosif (diuji dengan ASTM D 1838).

B.4 Minyak Pelumas di Proses Pengolahan LPGMeskipun saat ini beberapa kompresor gas dan pompa sudah tidak

menggunakan pelumas, tetapi beberapa crankcase sebagian compresor masih ada

yang menggunakan pelumas dan biasanya terjadi kebocoran dan mengkontaminasi

LPG (misalnya : kompresor yang digunakan di kapal untuk membantu proses

operasi unloading gas butan). Dalam proses transfer LPG melalui valve dan swing

joint yang biasanya juga di lumasi dengan grease terkadang mengkontaminasi LPG.

B.5 Residu Polimer dan Resina. Polimer-polimer tak jenuh

Meskipun polimer jarang ditemukan di LPG, tetapi butan oligomer telah

ditemukan (meskipun jarang) di LPG komersial dengan menggunakan

analisis spectrometric massa

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

Salah satu contoh permasalahan deposit pada LPG propan adalah

deposit tar, heavy oil, dan padatan yang lengket. Analisis unsur dari

campuran yang terdapat di LPG menunjukkan 64,2% carbon, 7,3%

hidrogen, 2,3% nitrogen, dan 23,1% sulfur. Ketika dianalisa dengan

menggunakan liquid chromatography dengan basis massa dan dianalisis

dengan infra red untuk pemisahan fraksi-fraksinya, ditemukan bahwa

residu yang tredapat di LPG mengandung phenyl betha naphthylamine,

phtalates, dan unsur sulfur. Seperti diketahui bahwa, phenyl betha

37

naphthylamine adalah antioksidan yang digunakan dalam pembuatan

karet, phtalates adalah sejenis plasticizer, dan unsur sulfur adalah aditif

yang digunakan untuk memvulcanisir karet. Sehingga diasumsikan bahwa

senyawaan kimia diatas terkstrak (leaching) saat pipa karet (hose)

digunakan untuk mentransfer propan cair dari tangki penyimpanan

intermediate menuju tabung atau yang lebih kecil lagi.

Pengguna LPG sebaiknya memperhatikan adanya residu tar ini karena

residu tar ini akan terbakar bersama-sama dengan gas LPG. Tetapi

sekalipun ada, maka residu ini akan terdeposit di pipa transfer, regulaor

dan vaporizer.

B.6 Kebaradaan Air di LPGAir pada umumnya adalah kontaminant bagi crude oil maupun gas alam.

Dahulu, air berada secara alami di LPG dan di pengolahan gas, air hadir saat gas

mengalami proses pencucian dengan caustic karena air melarut dan kemudian

jenuh di fasa hidrokarbon. Jika LPG disimpan di kondisi yang sangat dingin, yakni di

kondisi yang bertemperatur rendah dan bertekanan sedikit diatas tekanan

atmosferik, maka air yang terlarut di LPG akan terlepas dan ditangkap oleh

penyerap air (alumina bed) sesegera mungkin sebelum LPG disimpan. Meskipun

untuk penyimpanan bertekanan, yakni pada temperatur ambient dan tekanan diatas

atmosferik, maka akan dihasilkan LPG yang “kering” (kadar air dibawah 100 ppm

berat) dan air yang terlepas ini akan di serap dengan menggunakan molecular

sieves (Zeolit), alumina atau calcium cloride. Proses pengolahan LPG dalam usaha

“mengeringkan” LPG tidak ada yang menggunakan bahan kimia.

Jumlah air yang terlarut di LPG bergantung pada : komposisi, temperatur dan

perbandingan liquid/vapor dari LPG yang disimpan. Perhitungan untuk mengetahui

adanya air di gas bisa menggunakan persamaan yang terdapat di Poetman and

Dean dan Kobayasi and Katz. Pada persamaan-persamaan yang ada menunjukkan

bahwa kelarutan air di gas meningkat dengan meningkatnya temperatur, baik di fasa

liquid maupun di fasa gas. Jika 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 n-butan. Kelarutan air di butan cair komersial (campuran n dan n-isomers)

38

berkisar 190 ppm berat pada suhu 15 oC, sedangkan kelarutan air di propan pada

suhu yang sama berkisar 280 ppm.

Pada proses pengolahan, temperatur transfer LPG propan ke tangki simpan

bisa mencapai 43 oC, sehingga pada temperatur tersebut kelarutan air di propan

bisa mencapai 320 ppm berat. Jika kemudian LPG propan ini di dinginkan kembali di

tangki simpan hingga suhu 0 oC, maka kelarutan air akan berkurang sebanyak 6

ppm berat, sehingga akan terbentuk air bebas di tangki simpan yang dingin tersebut.

Jika air yang ada di tangki simpan ini tidak di run off secara periodic maka air ini

akan terbawa ke customer dan akan menyebabkan pula kebuntuan karena airnya

akan membentuk es.

B.7 Senyawaan Halogen di Proses Pengolahan LPGFlourine yang terdapat di LPG dimungkinkan didapatkan dari katalis asam

hidroflouric saat proses fraksi light end di kilang. Chlorine juga ditemukan di LPG,

tetapi jumlahnya hanya beberapa ppm saja. Keberadaan clhorine ini diduga berasal

dari proses kilang yang menggunakan methyl clorida yaitu proses polimerisasi

solvent isobutilen, proses stripping gas dengan menggunakan katalis platinum

chloride. Kemungkinan-kemungkinan lainnya adalah berasal dari air laut yang

digunakan untuk flushing pipa loading antara cargo propane dan butane.

B.8 Senyawaan Kontaminan LainnyaBerikut beberapa kontaminant lainnya yang umum terdapat di LPG :

a. Ammonia

Digunakan untuk mengkontrol terjadinya korosi di proses pengolahan,

atau lebih seringnya digunakan untuk switch loading amonia dan LPG di

tabung.

b. Oksigent dan Nitrogent

Biasanya terdapat di udara

c. Sodium

Berasal dari proses sweetening gas dengan menggunakan soda caustic

Yang perlu di perhatikan adalah :

Konsentrasi ammonia yang tinggi dapat menyebabkan korosi di logam

kuningan dan perunggu atau dapat pula menyebabkan korosi di fitting-fitting

yang terdapat di tangki simpan LPG, seperti : valve seat yang terdapat di inlet

39

regulator. Jika LPG yang akan di loading tabung bulk LPG diketahui

mengandung ammonia maka ruang bagian dalam tabung harus di flhusing

terlebih dahulu dengan menggunakan air, atau dibersihkan dengan steam

kondensasi, udara atau gas inert.

C. Rangkuman1. Komponen utama LPG adalah

a. Bila disebut sebagai LPG propane maka komponen utama dari LPG

tersebut adalah propane/propilen

b. Bila disebut dengan LPG butane maka komponen utama dari LPG

tersebut adalah n-butane, isobutane dan atau butilene

c. Bila disebut dengan LPG Mixture adalah maka komponen LPG

tersebut adalah campuran hidrokarbon C3 dan C4

2. Komponen yang termasuk non hidrokarbon yang terdapat di LPG adalah

C2, C5+ dan C3H4

3. Senyawaan sulfur yang umumnya terdapat di LPG adalah

a. H2S

b. Mercaptan

c. ethyl mercaptan, dimethyl sulfida, dan tetrahydro thiophene

d. COS

D. Latihan1. Sebutkan beberapa komponen utama di LPG !

2. Sebutkan beberapa komponen impuritis di LPG !

3. Sebutkan beberapa komponen di LPG yang bersifat korosif !

4. Bagaimana keberadaan komponen pelumas bisa terdapat di LPG ?

40

BAB V

KONTROL KUALITAS

A. Parameter Kontrol Kualitas

Kontrol kualitas merupakan masalah terpenting dari aplikasi gas. Beberapa

parameter yang dijadikan sebagai kontrol kualitas yang umumnya dilakukan untuk

produk gas adalah :

1. Tekanan uap

2. Kecenderungan pembentukan es

3. Bau dan toxicity

4. Sifat korosi

5. Residu yang tak teruapkan

6. Beberapa trace komponen tertentu

A.1 Tekanan Uap

Tekanan uap LPG bergantung pada komposisi LPG, yaitu utamanya rasio

antara komposisi C3 dan C4. Umumnya batasan yang digunakan untuk membatasi

tekanan uap yang disebabkan oleh rasio komposisi hydrokarbon ini adalah

komposisi maksimum dari hydrokarbon yang ada di LPG.

Komposisi yang dibatasi maksimum adalah ethane, ethylen, dan pentane

Komposisi yang dibatasi minimum adalah propane, propylen, butane dan

butene

A.2 Kecenderungan Pembentukan Es

Pembentukan es di LPG ini biasanya disebabkan karena adanya air di LPG,

dimana air yang semula dalam bentuk satu fasa dengan LPG, tetapi akibat

temperatur LPG yang rendah menyebabkan air terpisah dari LPG dan berlanjut

mebentuk es. Es di LPG ini dikenal dengan gas hydrat. Pada tekanan yang tinggi, air

Indikator keberhasilan peserta diklat adalah peserta diklat mampu menjelaskan secararingkas parameter parameter LPG yang perlu dilakukan kontrol kualitas

41

ini dapat menyebabkan korosi pada peralatan yang non stainless steel, sehingga

hasil pengkaratan ini bisa menambah jumlah residu yang ada di LPG. Oleh sebab

itu, batasan adanya air ini biasanya dinyatakan dalam bentuk sebagai berikut :

Air bebas dibatasi “tidak nampak”

Air terlarut diabatasi maksimum

Cara lain dalam mencegah problem pembentukan es di LPG ini adalah anti icing,

sperti methanol 9biasanya di tambahkan ke LPG Propan). Methanol ini akan

membentuk system kelarutan tersier pada temperatur rendah bilamana air terpisah

dari hydroakrbon (LPG). Sistem kelarutan tersier ini adalah hydrocarbon-air-

methanol. Tetapi penambahan methanol pun juga harus dibatasi yaitu :

Dibatasi minimum untuk mencegah under dosing (kurang bisa melarutkan air)

Dibatasi maksimum karena methanol bersifat sebagai kontaminan.

A.3 Toxicity dan Bau (odor)

Bau dan toxicity ini berkaitan dengan H2S (hydrogen sulfide), dimana

keberadaan H2S ini diminimalisir, tetapi juga diperlukan. Diperlukan karena sebagai

indikasi kebocoran tabung gas LPG dari bau nya. LPG sejatinya tidak berwarna dan

tidak berbau, sehingga indikasi untuk mengetahui adanya kebocoran di tambahkan

senyawaan sulfur yang volatile (mudah menguap) dan berbau merasang, seperti :

ethylmercaptan, dimethyl sulphide, atau thiophane.

Batasan untuk bau senyawaan sulfur ini adalah :

H2S dibatasi maksimum karena bersifat racun

Mercaptans (senyawaan sulfur yang mudah menguap) dibatasi minimum

karena untuk pendeteksi bau jika LPG mengalami kebocoran, dan di batasi

maksimum karena bersifat sebagai racunnya katalis (di proses pengolahan)

A.4 Sifat Korosi

Korosi terhadap suatu peralatan tentunya dikontrol dengan membatasi sifat

korosi dari produk yang kontak dengan peralatan tersebut. Terdapat dua metode

untuk mengkontrol sifat korosi LPG yaitu metode yang pertama dengan

menggunakan uji standar di bawah kondisi uji tertentu yang disebut dengan uji

42

copperstrip corrosion. Pada uji ini, tembaga dicelupkan ke dalam LPG cair selama

waktu tertentu pada temperatur tertentu (misal : 1 jam pada suhu 37,8 oC). Cooper

strip (tembaga) di pilih dalam metode uji ini karena merupakan logam yang paling

sensisitve dan yang paling mudah mengalami korosi di peralatan LPG. Metode yang

kedua dalam mendeteksi sifat korosif dari LPG ini adalah dengan cara membatasi

konsentrasi senyawaan kimia yang menyebabkan LPG bersifat korosif.senyawaan

kimia yang terdapat di LPG yang patut di batasi adalah H2S dan element sulfur.

Sebagai tambahan, beberapa impurities lainnya penyebab korosi yang juga harus di

kontrol konsentrasinya adalah carbonyl sulfida, air, oksigen, ammonia, caustic alkali

dan klorida terlarut. Batasan untuk sifat korosif di LPG ini adalah :

Corrosion copperstrip (1 jam, 37,8 oC) dibatasi minimum “tidak ada

perubahan warna”

Element sulfur konsentrasinya di batasi maksimum

Hidrogen sulfida (H2S) konsentrasinya dibatasi maksimum

A.5 Residu non volatil di LPG

Residu yang tidak menguap di LPG ini terdiri dari beberapa campuran

senyawaan, mulai dari fraksi-fraksi yang tidak terpisahkan secara menyeluruh ketika

di proses kilang, seperti : pentana dan hexana, sampai dengan senyawaan

kontaminan dengan temperatur didih yang tinggi seperti : pelumas, serta deposit-

deposit yang bersifat lengket seperti : karet dari pipa karet (hose). Beberapa bahan

lain yang juga ikut menjadi residu seperti : material hasil pengkaratan peralatan

LPG, kotoran dan elemental sulfur. Dalam penentuan spesifikasi LPG, residu di bagi

atas dua kelompok yaitu fraksi titik didih tinggi dan pelumas, sehingga batasan untuk

residu adalah :

Komponen C5 dan C6 (light end) di batasi maksimum

Lube oil dibatasi maksimum

B. Batasan Umum Kualitas LPG

B.1 Komposisi

Bulk komposisi dari LPG akan menentukan karakteristik pembakaran dari

gas. Jika LPG yang terdapat di botol/tabung gas akan di uapkan secara alami bila

43

digunakan, maka LPG tersebut harus memiliki komposisi utama yaitu C3 atau C4.

Untuk LPG yang digunakan industri, liquid LPG diuapkan dengan menggunakan

external heating sehingga karakteristik dari gas LPG tersebut tetap konstan

sepanjang komposisi dari liquid LPG tersebut tidak berubah. Oleh sebab itu, tidaklah

begitu perlu menspesifikasikan secara detail komposisi dari LPG Propane atau LPG

butane, cukup menginformasikan komposisi C3 dan C4 nya saja. Tetapi di satu sisi,

pentane dan hexane harus dibatasi karena untuk meminimalkan residu yang

terdapat di LPG. Untuk LPG Propane, komposisi C5 dan C5 plus haruslah “NIL”.

Sedangkan untuk LPG Butane, komposisi C6 dan C6 plus haruslah “NIL” atau

dibatasi maksimum (maksimum 2% nya komposisi C5).

Spesifikasi volatility LPG propane (dan LPG Butane) umumnya diuji dengan

menggunakan Weathering test pada suhu 38,3 oC dan dibatasi minimum 95%

volum. Jika batasan volatility ini dibatasi 95% volum maka komposisi C4 dan C4 plus

tidak bisa lebih dari 2,5% volum. Kecuali jika komposisi propane (C3) diperlukan

dengan batasan minimum 95% volum, maka spesifikasi volatility ini sebaiknya

dihilangkan.

B.2 Tekanan Uap (Vapor Pressure)

Batasan maksimumTekanan uap di LPG diperlukan karena berkaitan dengan

persyaratan design dari pressure vessel code (design bejana bertekanan) yang

digunakan untuk menghandling LPG. Sedangkan batasan minimum tekanan uap

LPG diperlukan untuk memastikan bahwa LPG dapat mengalir dengan penguapan

secara alami pada temperatur ambient yang rendah. Pada daerah yang memiliki

cuaca dingin, batasan minimum tekanan uap diperlukan untuk menjaga agar tangki

penyimpan LPG dengan komposisi n-butane yang tinggi tidak mengalami kondisi

vacuum. Hal ini menyebabkan batasan minimum propane di LPG Butane. Uji

tekanan uap ini dilakukan dengan menggunakan metode RVP dan dilaksanakan

pada suhu 37,8 oC.

B.3 Senyawaan Sulfur dan Sifat Korosivitas

Umumnya pembatasan sifat korosivitas ini didasarkan atas uji copperstrip

yang mana uji ini membatasi konsentrasi dari dua type senyawaan sulfur yang

bersifat korosif, yaitu H2S dan unsur Sulfur. Tetapi di spesifikasi untuk batasan H2S

44

dan Sulfur tidak dimunculkan, kecuali jika secara khusus diperlukan di pengendalian

proses LPG. Jika kandungan H2S dan Sulfur ini harus diketahui maka konsentrasi

yang direkomendasikan adalah 2,5% wt H2S dan 2 ppm sulfur. Sedangkan

senyawaan sulfur lainnya yang tidak dapat teruapkan tetapi dimaksudkan untuk

odorisasi (seperti mercaptan) sebaiknya dibatasi antara 25 s/d 50 ppm.

B.4 Residu

Residu minyak yang terdapat di LPG yang ditentukan oleh prosedur

penguapan adalah 500 ppm volume. Besaran 500 ppm volume residu yang terdapat

di LPG masih bisa di toleransi tanpa menimbulkan komplain dari user. Tetapi dalam

spesifikasi LPG ditetapkan batasan 50 ppm wt. Pada spesifikasi LPG Ditjend Migas

2009 batasan residu ini tidaklah di tulis dengan pasti, tetapi sudah termasuk di

komposisi, dimana komposisi untuk C5+ adalah 2% vol untuk LPG mix dan 2,5% vol

untuk LPG Propan dan LPG Butane.

B.5 Air

Batasan spesifikasi lainnya yang terakhir adalah adanya air di LPG. Dimana

seharusnya di spesifikasi LPG di tuliskan air bebas atau air terlarut. Keberadaan air

bebas di LPG ini umumnya di ambil di bagian bottom tangki LPG dan secara visual

harus dinyatakan “Non Visible” (tidak terdapat air bebas). Sedangkan untuk

mengetahui adanya air terlarut di LPG digunakan suatu analisis tersendiri sesuai

dengan metode uji yang ada. Agar supaya LPG tidak mengalami fenomena icing

conditions (pembentukan bunga es), maka batasan adanya air di LPG ini dibatasi

maksimum 10 ppm wt untuk LPG Propane dan 20 ppm wt untuk LPG Butane. Jika

LPG dimaksud tidak mengalami proses “pengeringan” maka untuk menghasilkan

LPG dengan water content rendah sebaiknya di tambahkan methanol di LPG

tersebut ( biasanya methanol yang ditambahkan minimum 0,05% vol). Di spesifikasi

LPG Campuran Ditjend Migas tahun 2009, keberadaan air bebas dibatasi “NIL”.

45

C. Rangkuman

1. Kontrol kualitas diperlukan untuk menjaga mutu bahan bakar LPG bila

diedarkan di masyarakat

2. yang perlu di kontrol di produk LPG meliputi :

a) Tekanan uap

b) Kecenderungan pembentukan es

c) Bau dan toxicity

d) Sifat korosi

e) Residu yang tak teruapkan

f) Beberapa trace komponen tertentu

D. Latihan

1. Komponen apa yang menyebabkan LPG dapat membentuk bunga Es ?

2. Komposisi apa yang menjadi dasar pembatasan parameter uji Tekanan

Uap ?

3. Jelaskan mengapa mercaptan dibatasi maksimum dan minimum ?

4. Komponen apa yang perlu dibatasi agar LPG tidak bersifat korosif ?

5. Sebutkan beberapa residu yang tidak menguap di LPG !

46

BAB VI

SIKNIFIKANSI HASIL UJI LPG

A. LPG Secara Umum

LPG adalah bahan bakar berupa gas yang dicairkan (Liquid Petroleum

Gases), dapat dihasilkan dari hasil samping proses pengolahan minyak bumi

dan juga dari pengolahan gas alam. LPG sebagai bahan bakar, digunakan

baik untuk keperluan rumah tangga maupun untuk keperluan industri.

Sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga, LPG harus memenuhi

beberapa persyaratan khusus dengan tujuan agar aman dipakai dalam arti

tidak membahayakan si pemakai (dalam hal ini adalah manusia) dan tidak

merusak peralatan yang digunakan serta efisien dalam pemakaiannya.

A.1 Jenis-jenis LPG

Terdapat tiga jenis LPG yaitu LPG Propana, LPG Campuran dan LPG

Butana. Dari ketiga jenis LPG tersebut dapat dibedakan atas komposisinya.

Karena berbeda komposisi maka berbeda pula SG 60/60 oF, tekanan uap

dan nilai kalorinya. Untuk keperluan rumah tangga sebagai bahan bakar

dipasarkan LPG campuran.

A.2 Komposisi LPG

Komposisi LPG terdiri dari komponen hidrokarbon dan komponen non

hidrokarbon. Komponen hidrokarbon merupakan komponen utama, sedang

komponen non hidrokarbon merupakan komponen yang keberadaannya tidak

dikehendaki/dibatasi.

Indikator keberhasilan peserta diklat adalah peserta diklat mampu menjelaskansecara ringkas arti dari hasil analisis LPG di laboratorium

47

Komponen Hidrokarbon

Komponen hidrokarbon berupa senyawaan-senyawaan dari n-parafin, iso-

parafin dan olefin. Nilai kalori dari senyawaan parafin dan iso-parafin-adalah

tinggi, sedang terdapatnya olefin akan menurunkan nilai kalori.

Dalam analisisnya dengan kromatografi gas (GC), komponen hidrokarbon

terdiri dari :

C2H6, C3H8, C3H6, n-C4H10, i-C4H10, n-C4H8, i-C4H8, trans-C4H8, cis-C4H8, 1.3-

C4H8, n-C5H12 dan i-C5H12

Tabel 6.1 : Beda Komposisi dari Ketiga Jenis LPG

Komposisi Rumus molekul Notasi Batasan Spesifikasi

1. LPG Propana- propana n-C3H8 nC3 C3 total min. 95 % vol

- n-propilena n-C3H6 nC3=

- n-butana n-C4H10 nC4

- iso-butana i-C4H10 iC4

2. LPG Butana-propana C3H8 nC3

-propilena C3H6 nC3=

- n- butana n-C4H10 nC4 C4 total min 97,5% vol

- Iso-butana i-C4H10 iC4

- n- butilena n-C4H8 nC4=

- iso-butilena n-C4H8 iC4=

- trans-butilena n-C4H8 trans-C4=

- cis-butilena n-C4H8 cis-C4=

- 1.3 butadiena 1.3 C4H8 1.3C4=

3. LPG Campuran- etana C2H6 C2 maks. 0,2 % vol.

- propana C3H8 nC3

48

- propilena C3H6 nC3= C3+C4 min. 97,5% vol

- n- butana n-C4H10 nC4

- iso-butana i-C4H10 iC4

- n- butilena n-C4H8 nC4=

- iso-butilena n-C4H8 iC4=

- trans-butilena n-C4H8trans-

C4=

- cis-butilena n-C4H8 cis-C4=

- 1.3 butadiena 1.3 C4H8 1.3.C4=

- n- pentana n-C5H12 n-C5

- iso-pentana iso-C5H12 iso-C5 maks. 2,5 % vol.

Komponen Nonhidrokarbon

Komponen nonhidrokarbon berupa senyawaan-senyawaan dari H2S, RSH

(terdiri dari etil merkaptan), RSR (Sulfida, terdiri dari dimetil sulfida), RSSR

(disulfida, terdiri dari dimetil disulfida), COS, CS2, S02, C02, N2, H2, He dan

Hg. Makin tinggi konsentrasi senyawaan nonhidrokarbon, akan menurunkan

kualitas maupun kuantitas LPG. Hal ini terlihat bahwa makin tinggi

konsentrasi senyawaan nonhidrokarbon akan menurunkan nilai kalorinya.

Untuk menunjang keberhasilan dalam penyaluran LPG ke konsumen

khususnya rumah tangga, maka faktor keselamatan sangat penting untuk

diperhatikan. Oleh sebab itu untuk maksud tersebut, LPG sebelum

dipasarkan terlebih dahulu ditambahkan zat pembau (odor) sehingga apabila

terjadi kebocoran segera dapat diketahui. Pembau yang ditambahkan harus

melarut sempurna dalam LPG, tidak boleh mengendap. Untuk maksud itu

digunakan etil merkaptan (C2H5) atau butil merkaptan (C4H9SH).

49

A.3 Sifat-sifat LPG

Sifat-sifat LPG yang penting adalah :

- LPG mempunyai nilai kalor tinggi dibandingkan dengan bahan bakar

rumah tangga lain.

- LPG tidak boleh menimbulkan korosi baik pada penimbunan,

transportasi maupun peralatan yang digunakan.

- LPG tidak boleh terjadi endapan pada sistem penyimpanan.

- LPG harus mempunyai tekanan uap yang cukup untuk tidak

membahayakan keselamatan dalam pengangkutan, penyaluran dan

penyimpanan.

- hasil pembakaran dari LPG harus bersih dan tidak mencemari udara,

untuk itu dilakukan pengujian sifat kebesrsihannya.

Untuk mengetahui sifat-sifat penting di atas, perlu dilakukan pengujian LPG

dengan menggunakan peralatan dan metode uji standar, sesuai dengan

parameter uji yang tercantum pada spesifikasi dari LPG. Parameter uji LPG

sesuai spesifikasinya sebagai berikut :

Tabel 6.2 : Parameter uji LPG

Parameter Uji ASTM Metode Lain

1 Komposisi hidrokarbon D 2163 -2 SG 60/60 °F D 1657 Kalkulasi dari komposisi3 Tekanan uap D 1267 Kalkulasi dari komposisi4 Total sulfur D 2784 -

D 1266 -5 Copper strip corrosion D 1838 -6 Weathering test D 1837 -7 Kandungan air bebas - Visual

50

B. Signifikansi Hasil Pengujian LPG

Yang dimaksud dengan signifikansi pengujian LPG adalah arti dan kegunaan

dari suatu pengujian LPG. Jenis pengujian LPG disesuaikan dengan jumlah

senyawaan atau gabungan senyawaan yang terkandung di dalam LPG yang

erat hubungannya dengan kualitas LPG.

B.1 Komposisi hidrokarbon, ASTMD 2163

Komposisi hidrokarbon dalam LPG berupa komponen-komponen molekul

hidrokarbon, seperti n-parafin (n-C3, n-C4 dan n-C5), iso-parafin dan olefin.

Olefin dalam LPG berupa ikatan rangkap dua dari C3= (sebagai propilena),

dan C4= (sebagai butilena 1, butilena 2, butadiena 1.3, cis-butilena, dan trans-

butilena). Disamping itu terdapat pula n-pentana (n-C5) dan iso-pentana (i-C5).

Beda LPG CDU, LPG Kilang LPG dan LPG Kraking

LPG yang berasal dari kilang LPG, kilang distilasi (CDU) tidak mengandung

ikatan rangkap dua (olefin), sedang LPG yang berasal dari kilang

perengkahan (proses thermal cracking maupun catalytic cracking)

mengandung ikatan rangkap dua (olefin). Karena LPG dari kilang LPG dan

kilang CDU tidak mengandung ikatan rangkap dua maka akan mempunyai

nilai kalor yang lebih tinggi. Oleh karena itu, untuk mengetahui sifat

pembakaran (nilai kalori) dari produk LPG adalah sangat bergantung dari

komposisi senyawa-senyawa hidrokarbon.

Pengujian Komposisi

Pengujian komposisi dilakukan dengan metode ASTMD 2163, dengan alat

gas kromatografi. Komposisi LPG dinyatakan sebagai komponen hidrokarbon,

dilaporkan dalam satuan % vol. Disyaratkan bahwa untuk LPG propana

kandungan C3 total minimum 95 % vol, LPG campuran kandungan C3 + C4

total minimum 97,5 % vol, LPG butana kandungan C4 total minimum 97,5 %

vol.

51

Signifikansi pengujian

Uji komposisi diperlukan untuk mengetahui senyawa-senyawa hidrokarbon

yang terkandung dalam LPG, karena dengan mengetahui komposisinya dapat

digunakan untuk menghitung sifat-sifat fisika LPG, seperti nilai kalori, tekanan

uap, specific gravity. Dengan mengetahui nilai kalori LPG, dapat digunakan

dalam perhitungan jual beli untuk tiap satuan berat maupun satuan volume.

Nilai kalori LPG adalah yang paling tinggi bila dibandingkan terhadap nilai

kalori dari listrik, kayu bakar, arang, kerosine ataupun gas kota.

B.2 Specific Gravity 60/60 oF, ASTMD 1657

Pengujian Spescific Gravity pada suhu 60/60 oF (SG 60/60 °F), menggunakan

metode A5TMD 1657, dengan alat Pressure Hydrometer Cylinder, atau

dengan perhitungan dari komposisi LPG ASTMD 2163 dengan kromatografi

gas.

Specific gravity (SG) LPG dinyatakan sebagai SG 60/60 °F. Dilaporkan

dengan tiga angka di belakang koma. Disyaratkan bahwa SG 60/60 °F untuk

LPG propana 0,508 - 0,525, LPG campuran 0,507 - 0,627, LPG butana 0,563

- 0,627 (dihitung dari komposisi hidrokarbon masing - masing LPG)

Interpretasi hasil uji Specific Gravity 60/60 oF

- LPG propana

Bila diperoleh hasil pengujian SG 60/60 °F untuk LPG propana di bawah

0,508, menunjukkan bahwa LPG ini mengandung komponen ringan yaitu

etana. Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap LPG menaik, sehingga

membahayakan saat penyimpanan, dan penyaluran.

Sedang bila diperoleh hasil pengujian SG 60/60 oF di atas 0,525,

menunjukkan bahwa LPG propana dimaksud mengandung komponen lebih

berat, yaitu butana. Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap rendah

sehingga LPG tidak cepat menguap dan meninggalkan endapan.

52

- LPG campuran

Bila diperoleh hasii pengujian SG 60/60 oF untuk LPG campuran di bawah

0,507, menunjukkan bahwa LPG campuran perbandingan propana-butana

lebih banyak kandungan propana. Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap

LPG menaik, sehingga mudah menguap sehingga membahayakan saat

penyimpanan, dan penyaluran.

Sedang bila diperoleh hasil pengujian SG 60/60 °F di atas 0,627,

menunjukkan bahwa LPG campuran perbandingan propana-butana lebih

banyak kandungan butana. Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap rendah

sehingga LPG tidak cepat menguap dan meninggalkan endapan.

- LPG butana

Bila diperoleh hasil pengujian SG 60/60 °F untuk LPG butana di bawah 0,563

menunjukkan bahwa LPG butana lebih mengandung propana. Hal ini akan

mengakibatkan tekanan uap LPG menaik, sehingga dapat menyebabkan

terjadinya ledakan. Sedang bila diperoleh hasil pengujian SG 60/60 °F di atas

0,627, menunjukkan bahwa LPG butana mengandung komponen lebih berat

yaitu pentana. Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap rendah sehingga

LPG tidak cepat menguap dan meninggalkan endapan.

Signifikansi pengujian

- untuk perhitungan berat LPG yang ditampung dalam tempat

penimbunan berdasarkan volume yang telah diketahui sehingga dapat

digunakan sebagai perhitungan dalam hal pemasaran atau

perdagangan.

- data SG 60/60 °F, dapat digunakan untuk perhitungan material balance

dalam proses pengolahan.

- untuk perhitungan blending LPG, bila terjadi penyimpangan SG 60/60

°F

53

B.3 Tekanan Uap

Pengujian tekanan uap dilakukan dengan menggunakan metode ASTMD

1267, dengan alat Reid Vapor Pressure Apparatus, atau dengan perhitungan

dari komposisi LPG.

menurut metode ASTMD 2168, dengan alat kromatografi gas. Umumnya cara

yang digunakan adalah dengan cara perhitungan dari data komposisi LPG.

Tekanan uap LPG dinyatakan sebagai tekanan uap pada suhu 100 °F.

Dilaporkan dalam satuan psig. Disyaratkan bahwa tekanan uap pada 100 °F

untuk LPG propana maksimum 210 psig, LPG campuran maksimum 120 psig,

LPG butana maksimum 70 psig.

Signifikansi pengujian

- untuk menjamin keselamatan dalam penyimpanan, pengangkutan, dan

penyaluran,terutama untuk daerah yang dipengaruhi oleh iklim yang

berubah-ubah. Bila LPG kena panas, akan mudah menguap sehingga

dapat menyebabkan terjadinya ledakan karena tekanan membesar

secara tiba-tiba.

- untuk perhitungan blending, bila terjadi penyimpangan tekanan uap.

Interpretasi hasil uji

- LPG propana

Bila diperoleh hasil pengujian tekanan uap untuk LPG propana di atas 210

psig menunjukkan bahwa LPG ini mengandung komponen ringan yaitu etana.

Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap LPG menaik mudah menguap,

sehingga membahayakan saat penyimpanan, dan penyaluran.

54

- LPG campuran

Bila diperoleh hasil pengujian tekanan uap untuk LPG campuran di atas 120

psig, menunjukkan bahwa LPG campuran perbandingan propana-butana

lebih banyak kandungan propana. Hal ini akan mengakibatkan tekanan uap

LPG menaik, mudah menguap sehingga membahayakan saat penyimpanan,

dan penyaluran.

- LPG butana

Bila diperoleh hasil pengujian tekanan uap untuk LPG butana di atas 90 psig,

menunjukkan bahwa LPG butana lebih banyak mengandung propana. Hal ini

akan mengakibatkan tekanan uap LPG menaik, mudah menguap sehingga

membahayakan saat penyimpanan, dan penyaluran.

B.4 Weathering Test

Pengujian weathering test pada suhu 34 °F, menggunakan metode ASTMD

1837 dengan alat tabung weathering yang dilengkapi dengan penangas air,

kumparan pendingin, termometer, dan bertutup gabus yang berlubang.

Hubungan hasil uji weathering test, tekanan uap dan SG

Terdapat hubungan antara hasil uji weathering test dengan pengujian

tekanan uap dan juga specific gravity. Weathering test adalah sifat

kemudahan menguap LPG, dinyatakan sebagai menguapnya elpji pada suhu

34 °F. Dilaporkan dalam % volume. Disyaratkan bahwa weathering test pada

34 °F untuk LPG propana, LPG campuran dan LPG butana minimum 95 %

vol.

- Signifikansi pengujian

untuk mengindikasi kecenderungan terjadinya deposit (endapan) di dalam

tabung LPG maupun tempat-tempat penampungan LPG yang lain, seperti

55

pada tangki timbun dan kompartemen kapal. Bila terdapat endapan

mengindikasikan terdapatnya komponen yang lebih berat dalam LPG.

- Interpretasi hasil uji

Bila hasil weathering test LPG propana kurang dari 95 % vol. yang teruapkan,

ini menunjukkan bahwa LPG ini mengandung komponen butana. Untuk hasil

uji LPG campuran hasil weathering test kurang dari 95 %, berarti

perbandingan campuran antara LPG propana dan LPG butana lebih banyak

LPG butana. Weathering test hasil uji LPG butana kurang dari 95 % yang

teruapkan, menunjukkan bahwa pada LPG ini mengandung komponen

pentana.

B.5 Copper strip corrosion

Pengujian copper strip corrosion ini dilakukan dengan menggunakan metode

ASTMD 1838, dengan alat tabung silinder tahan tekanan yang dilengkapi

dengan penangas air, termometer, dan lempengan tembaga, pada suhu 100°F selama 1 jam.

Sifat pengkaratan

Copper strip corrosion adalah sifat pengkaratan LPG, yang disebabkan oleh

terdapatnya senyawaan sulfur korosif yaitu merkaptan sulfur (RSH) dan

hidrogen sulfida (H2S). Sifat ini merupakan salah satu jenis pengujian yang

penting, dimana sifat pengkaratan pada produk LPG disebabkan oleh

senyawa kimia yang tidak dikehendaki keberadaannya. Dilaporkan sebagai

warna standar ASTM. Disyaratkan bahwa copper strip corrosion, untuk LPG

propana, LPG campuran dan LPG butana maksimum ASTM No. 1.

56

Signifikansi pengujian

untuk mengindikasi kecenderungan terjadinya pengkaratan bila elipji ini

kontak dengan logam tembaga, misalnya tempat penyimpanan, regulator,

pipa, tubing tembaga dan lainnya.

Interpretasi hasil uji.

Bila hasil uji copper strip corrosion berada di atas ASTM No. l, ini

menunjukkan bahwa LPG mengandung senyawa kimia penyebab korosi,

yaitu merkaptan (RSH) dan atau hidrogen sulfida H2S. Umumnya senyawa

yang dalam susunan molekulnya terdapat pasangan elektron tak terbagi

mempunyai sifat yang lebih reaktif. Unsur-unsur yang mempunyai pasangan

elektron tak terbagi adalah S, O, N dan halogen. Bila hal ini sampai terjadi,

lakukan penurunan/pengurangan dengan pencucian dengan larutan kaustik.

B.6 Total Sulfur

Pengujian total sulfur ini dilakukan dengan menggunakan metode ASTMD

2784 Wickbold - type combustion apparatus. Dikatakan total sulfur (sulfur

jumlah) karena merupakan penjumlahan dari berbagai senyawaan sulfur

dalam LPG, yaitu terdiri dari etil merkaptan (RSH), hidrogen sulfida (H2S) dan

karbonil sulfida (COS), Sulfur dioksida (SO2), dimetil sulfida ((CH3)2S dan

dimetil disulfida (CH3)2S2.

Pengaruh impurities terhadap nilai kalori

Impurities (kotoran) yang terdapat pada produk LPG akan sangat

mempengaruhi mutu nilai bakar LPG tersebut. Pengujian total sulfur adalah

pengujian sifat kebersihan LPG, yang disebabkan oleh terdapatnya berbagai

senyawaan sulfur yaitu merkaptan sulfur (RSH), hidrogen sulfida (H2S) dan

karbonil sulfida (COS).

Sifat ini merupakan salah satu jenis pengujian yang sangat penting, dimana

sifat kebersihan pada produk LPG tergantung dari besarnya kandungan

57

senyawa kimia yang tidak dikehendaki keberadaannya. Dilaporkan dalam

satuan grains/100 cuft, % massa, ppm atau mg/100cuft. Disyaratkan bahwa

total sulfur, untuk LPG propana, LPG campuran dan LPG butana maksimum

15 grains/100 cuft.

Signifikansi pengujian

untuk mengindikasi kecenderungan terjadinya penurunan nilai kalori LPG.

Makin besar kandungan total sulfur menunjukkan nilai kalori LPG menurun.

Disamping itu, senyawa-senyawa sulfur akan mengakibatkan kecenderungan

terjadinya korosi pada logam khususnya yang bekerja pada suhu tinggi.

Sebagai bahan bakar, hasil pembakaran dari LPG tidak boleh menimbulkan

pencemaran lingkungan.

Interpretasi hasil uji.

Bila hasil uji total sulfur berada di atas 15 grains / 100 cuft, ini menunjukkan

bahwa LPG mengandung senyawa kimia sulfur penyebab korosi. Akibatnya,

merusak logam peralatan khususnya peralatan rumah tangga. Menurunkan

nilai kalori dan meyebabkan pencemaran udara.

B.7 Kandungan Air bebas, Visual

Terdapat dua air yang terkandung dalam LPG, yaitu air yang terlarut dalam

LPG dan air yang tak terlarut dalam LPG. Air yang tak terlarut dalam LPG ini

keberadaannya terpisah dari LPG, berupa air bebas. Pengujian air bebas

pada produk LPG dilakukan dengan cara pengamatan oleh mata (cara

visual), tidak dituliskan secara rinci pada spesifikasi. Pengujian ini dinyatakan

sebagai water content dan dilaporkan sebagai ”no free water” (tidak terdapat

air bebas).

58

Signifikansi pengujian

untuk mengindikasi kecenderungan terjadinya air kristal pada LPG terutama

pada suhu rendah.

Interpretasi hasil uji.

Bila hasil uji ternyata mengandung air bebas, mengakibatkan terbentuknya air

kristal berupa hidrokarbon hidrat, seperti propana hidrat (C3H8.xH20),

propilena hidrat (C3H6.xH2O), butana hidrat (C4H10.xH20), butilena hidrat

(C4H8.xH20), dan pentana hidrat (C5H12.xH20). Terbentuknya hidrat akan

menyebabkan terjadinya kebuntuan dalam sistem penyaluran. Adanya air

bebas dalam LPG dapat menyebabkan kebuntuan pada sistem pengkabutan

yaitu pada ujung tubing dan nozzle akibat air yang membeku (mengkristal)

saat dialirkan. Terdapatnya air bebas akan menyebabkan pula terjadinya

percikan-percikan dalam nyala api sehingga akan menurunkan sifat

pembakaran LPG.

C. Rangkuman1. Uji komposisi diperlukan untuk mengetahui senyawa-senyawa

hidrokarbon yang terkandung dalam LPG, karena dengan mengetahui

komposisinya dapat digunakan untuk menghitung sifat-sifat fisika

LPG, seperti nilai kalori, tekanan uap, specific gravity. Dengan

mengetahui nilai kalori LPG, dapat digunakan dalam perhitungan jual

beli untuk tiap satuan berat maupun satuan volume.

2. Uji SG dimaksudkan untuk :

untuk perhitungan berat LPG yang ditampung dalam tempat

penimbunan berdasarkan volume yang telah diketahui sehingga

dapat digunakan sebagai perhitungan dalam hal pemasaran atau

perdagangan.

data SG 60/60 °F, dapat digunakan untuk perhitungan material

balance dalam proses pengolahan.

59

untuk perhitungan blending LPG, bila terjadi penyimpangan SG

60/60 °F

3. Uji Tekanan Uap dimkasudkan untuk :

untuk menjamin keselamatan dalam penyimpanan, pengangkutan,

dan penyaluran,terutama untuk daerah yang dipengaruhi oleh iklim

yang berubah-ubah. Bila LPG kena panas, akan mudah menguap

sehingga dapat menyebabkan terjadinya ledakan karena tekanan

membesar secara tiba-tiba.

untuk perhitungan blending, bila terjadi penyimpangan tekanan

uap.

4. Uji weathering test dimaksudkan untuk mengindikasi kecenderungan

terjadinya deposit (endapan) di dalam tabung LPG maupun tempat-

tempat penampungan LPG yang lain, seperti pada tangki timbun dan

kompartemen kapal. Bila terdapat endapan mengindikasikan

terdapatnya komponen yang lebih berat dalam LPG.

D. Latihan1. Jelaskan maksud dari uji SG pada LPG !

2. Jelaskan maksud dari Uji weathering test !

3. Jelaskan maksud dari uji Tekanan Uap pada LPG !

4. Jelaskan maksud dari uji komposisi pada LPG !

60

BAB VII

PERHITUNGAN DI LPG

A. Metode Perhitungan LPG

Pada proses custody transfer seringkali ditemui adanya beberapa

parameter yang dijadikan acuan untuk menentukan loss dari material yang

didistribusikan. Untuk LPG, dimana sebagai material yang akan didistribusikan

perlu kiranya kita memperhitungkan adanya loss yang mungkin saja bisa terjadi.

Tentunya loss tersebut nantinya akan kita jadikan sebagai dasar untuk

menyusun kebijakan di Pola/sistem distribusi LPG.

Pada BAB ini, akan dibahas 3 materi yang dijadikan sebagai dasar

perhitungan loss, yaitu didasarkan atas massa atau nilai kalor dari LPG. Artinya

selisih massa atau nilai kalor LPG sebelum dan saat diterima kita hitung untuk

mengetahui banyak loss yang terjadi, serta perhitungan maksimum LPG yang

bisa diisikan ke dalam containernya.

Untuk perhitungan massa LPG didasarkan atas metode API MPMS

Chapter 14 Section 4 atau GPA Standard 8173 (Converting Mass of Natural Gas

Liquids and Vapors to Equivalent Liquid Volumes). Sedangkan untuk perhitungan

nilai kalor LPG didasarkan atas metode API MPMS Chapter 14 Section 5 atau

GPA Standard 2172 (Calculation of Gross Heating Value, Relative Density and

Compressibility Factor for Natural Gas Mixtures from Compositional Analysis).

Digunakan dua metode ini karena diasumsikan LNG dan LPG adalah sama-

sama gas yang di cairkan. Yang membedakan dari keduanya adalah susunan

komposisinya saja, tetapi metode perhitungan dan analisa komposisinya sama

sehingga dapat kami simpulkan bahwa metode perhitungan GPA Standard 8173

dan GPA Standard 2172 bisa digunakan untuk kedua jenis produk ini.

Indikator keberhasilan peserta diklat adalah peserta diklat mampu menjelaskanperbedaan kuantitas LPG baik dalam bentuk cair maupun dalam bentuk gas

61

Sedangkan untuk perhitungan maksimum LPG yang bisa diisikan kedalam

containernya digunakan metode perhitungan di NFPA 58 dan NFPA 59.

B. Cara Cara Perhitungan di LPG

B.1 Perhitungan konversi berat ke setara volume

a.1. GPA Standard 8173 (Converting Mass of Natural Gas Liquids and Vapors

to Equivalent Liquid Volumes) ----- English unit

Ruang Lingkup Metode

Standard ini menginformasikan suatu metode untuk mengubah massa

yang terukur dari suatu LNG menjadi volume setara liquid pada kondisii

operasi tekanan standard dan temperatur 60 oF atau 15 oC

Ringkasan Metode

Massa dihitung dengan cara mengalikan volume terukur dengan absolut

densitynya, dimana volume dan absolute density gas ditentukan pada

saat kondisi alir yang sama pula. Kemudian total massa dikonversikan ke

volume masing masing komponen gas pada 15 oC.

Penentuan volume dan absolute density, sampling dan analisis merujuk

pada GPA Standard 8182 atau API MPMS Chapter 14 Section 7

Prosedur Perhitungan

Setelah didapatkan hasil analisis komposisi dari GC, maka lakukan

langkah-langkah sbb :

Langkah 1 :

Ubahlah mol percent ke persen berat (data yang diperlukan hasil analisa

komposisi dan molecular weight masing-masing komponen dari tabel

GPA Standard 2145). kemudian susunlah tabulasi sbb :

62

(1) (2) (3) (4)

ComponentMol

PercentMolecular

weightMol Percent x

Molecular WeightWeightFraction

CO2 0,11 44,01 4,8411 0,0011072C1 2,14 16,043 34,33202 0,0078522C2 38,97 30,07 1171,8279 0,2680138C3 36,48 44 1608,65856 0,3679232i C4 2,94 58,123 170,88162 0,0390831n C4 8,77 58,123 509,73871 0,1165845i C5 1,71 72,15 123,3765 0,028218n C5 1,82 72,15 131,313 0,0300332

C6+ 7,06 87,436 617,29816 0,1411849100 4372,26757 1

Langkah 2 :

Jika berat total gas diketahui (misal : 825300 lb), maka dari langkah 1

buatlah tabulasi berikut :

Component WeightFraction

x TotalMass (lb)

ComponentMass (lb)

CO2 0,001107229 825300 914C1 0,007852223 825300 6480C2 0,268013767 825300 221192C3 0,367923174 825300 303647i C4 0,039083066 825300 32255n C4 0,116584519 825300 96217i C5 0,028217967 825300 23288n C5 0,030033157 825300 24786

C6+ 0,1411849 825300 1165201 825300

63

Langkah 3 :

Hitung volume masing masing komponen pada 60 oF. Data lain yang

diperlukan adalah absolut density (lb/gal) masing-masing komponen yang

didapat dari GPA Standard 2145. setelah itu buatlah tabulasi sbb :

Component ComponentMass (lbs) / Density

(lbs/gal) = Gallons at 60oF, EVP

CO2 913,7958201 6,8199 133,9896216C1 6480,439647 2,5 2592,175859C2 221191,7616 2,9696 74485,3723C3 303646,9951 4,2268 71838,50552i C4 32255,25399 4,6927 6873,495853n C4 96217,20323 4,869 19761,18366i C5 23288,28779 5,2082 4471,465725n C5 24786,36478 5,2617 4710,714176

C6+ 116519,898 5,951 19579,8854204446,7881

a.2. GPA Standard 8173 (Converting Mass of Natural Gas Liquids and Vapors to

Equivalent Liquid Volumes) ----- SI unit

Langkah 1 :

ubahlah mol percent ke persen berat (data yang diperlukan hasil analisa

komposisi dan molecular weight masing-masing komponen dari tabel

GPA Standard 2145). kemudian susunlah tabulasi sbb :

64

(1) (2) (3) (4)

Component MolPercent

Molecularweight

Mol Percent xMolecular Weight

WeightFraction

CO2 0,11 44,01 4,8411 0,001107229C1 2,14 16,043 34,33202 0,007852223C2 38,97 30,07 1171,8279 0,268013767C3 36,48 44 1608,65856 0,367923174i C4 2,94 58,123 170,88162 0,039083066n C4 8,77 58,123 509,73871 0,116584519i C5 1,71 72,15 123,3765 0,028217967n C5 1,82 72,15 131,313 0,030033157

C6+ 7,06 87,436 617,29816 0,1411849100 4372,26757 1

Langkah 2 :

Jika berat total gas diketahui ( misal : 374350 kg ), maka dari langkah 1

buatlah tabulasi berikut :

Component WeightFraction

x Total Mass(kilograms)

Component Mass(kilograms)

CO2 0,00110723 374350 414C1 0,00785222 374350 2939C2 0,26801377 374350 100331C3 0,36792317 374350 137732i C4 0,03908307 374350 14631n C4 0,11658452 374350 43643i C5 0,02821797 374350 10563n C5 0,03003316 374350 11243

C6+ 0,1411849 374350 528531 374350

65

Langkah 3 :

Hitung volume masing masing komponen pada 60 oF. Data lain yang

diperlukan adalah absolut density (kg/m3) masing-masing komponen yang

di dapat dari GPA Standard 2145. setelah itu buatlah tabulasi sbb :

ComponentComponent

Mass(kilograms)

/ Density(kilogram/m3) = Cubic Meters at 15

oC, EVP

CO2 414,4910521 821,94 0,504283831C1 2939,479682 300 9,798265607C2 100330,9535 357,76 280,442066C3 137732,04 507,3 271,5001775i C4 14630,74559 562,98 25,98803791n C4 43643,41455 584,06 74,72419709i C5 10563,39577 624,35 16,91902903n C5 11242,91246 631 17,81761087

C6+ 52852,56735 713,1 74,11662789374350 771,8102957

B.2 Perhitungan Gross Heating Value

Perhitungan Gross Heating Value ini didasarkan atas metode GPA Standard

2172 atau API MPMS Chapter 14 Section 5.

B.2.1 Ruang Lingkup Metode

Standard ini memberikan suatu prosedur perhitungan gross heating value,

relative density (real and ideal) dan kompresibility factor, pada kondisi dasar

( base condition) dari suatu natural gas campuran. Pengaruh adanya air di gas

akan menyebabkan semakin rumitnya perhitungan, tetapi karena berkaitan

dengan custody transfer maka perhitungan nilai kalori gas bersifat perjanjian

(artinya persamaan untuk menghitung nilai kalori yang menyertakan adanya air

66

di gas dapat dinegosiasikan). Di bagian lampiran dari metode ini akan

dibicarakan pengaruh adanya air di gas terhadap persamaan untuk menentukan

nilai kalori gas.

B.2.2 Ringkasan Metode

Dari hasil uji komposisi contoh gas dapat dihitung gross heating value, relative

density, dan kompresibility factor (real gas) dari contoh uji. Ketika menganalisa

komposisi gas maka semua komponen gas yang dilaporkan dari hasil uji

komposisi harus dilaporkan dalam bentuk fraksi mole yang nilainya sama atau

lebih besar dari 0,0001 fraksi mol. Gas sampling dilakukan dengan metode GPA

Standard 2166 dan analisa komposisi gas harus mengacu pada GPA Standard

2261.

B.2.3 Definisi1. Gross heating Value

Adalah sejumlah energi yang dipindahkan dalam bentuk panas per mol atau

panas per mass dari suatu hasil pembakaran gas dengan oksigen pada

temperatur standard.

2. Relative Density

Rasio dari density gas terhadap density udara kering yang mana density

udara dan gas tersebut diukur pada temperatur dan tekanan yang sama.

3. Compressibility Factor

Rasio dari volume sebenarnya dari gas yang telah diketahui massanya

terhadap volume gas yang dihitung dengan menggunakan gas ideal.

67

B.2.4 Persamaan untuk Perhitungan Custody Transfera. Gross heating Value

idNN

ididid HvxHvxHvxdryHv ........)( 2211

N

i

idiiHvx

1

)()1()( dryHvxsatHv idw

id

dan :

bsat

ww PPx /

Dimana :idHv = Gross Heating Value per Volume pada tekanan dan temperatur

standard

Superscript id = menandakan Gas Ideal,

dry = menandakan Dry Gas,

sat = menandakan gas jenuh dengan air,

xi = mol fraaksi,

N = jumlah total komponen (tidak termasuk air),

xw = mole fraksi air di gassat

wP = tekanan uap air pada temperatur standard

Berikut tabel )1( xx pada tekanan standard dengan temperatur

standard 60 oF yang umum digunakan di USA, dimana tekanan uap air

nya = 0,25636 psia

68

Sedangkan berikut adalah tabel )1( xx pada temperatur standard

dengan tekanan standard 1 atm untuk negara selain USA

b. Relative Density

Jika T = Ta dan P = Pa, maka :

Dimana :

G = Relative Density

D = density

M = Molar Mass

P = Tekanan

T = Temperatur

Z = compressibility

Jika komposisi gas diketahui maka :

69

c. Compressibility Factor

pada kondisi standard (mendekati ambient) diperoleh compressibility

factor real gas sbb :

Dimana :

bi = summation factor (tabel 1 pojok kanan)

Pb = base pressure (tekanan Standard)

70

Contoh tabulasi perhitungan sbb :

71

Harga ZHvid / bukanlah real gas heating value tapi adalah ideal gas heating

value per real cubic feet.

Meskipun CO2 memiliki angka karbon atom, tetapi harga nyahal ini

dikarenakan CO2 bukan bagian dari rumus kimia bahan bakar SHC

B.3 Perhitungan Maksimum Volume LPG yang diisikan ke container

B.3.1 Maksimum pengisian LPG ke container pada temperatur tertentu(NFPA 58)

Maksimum pengisian LPG ke container bergantung dari ukuran container,

dan apakah container tersebut jenis container pendam atau container

permukaan. Batasan maksimum yang diijinkan pengisian LPG ke container serta

temperaturnya dapat dilihat pada tabel berikut :

72

73

74

75

76

77

Maksimum fraksi volum Vt (kapasitas container dalam persen) gas LPG

pada temperatur T, yang memiliki specific gravity G dan batasan pengisian serta

batasan persen berat pengisian L dirumuskan sbb :

GxF

LVt

Dimana :

Vt = persen dari kapasitas wadah yang dapat diisi dengan cairan pada

saat temperatur cairan T oF

L = batasan berat maksimum pengisian yang diijinkan dalam persen

(lihat tabel : 4.4.2.1 NFPA 58)

G = spesific gravity gas LPG

F = factor koreksi untuk mengkoreksi volume pada temperatur t

terhadap temperatur 60 oF (tabel F.3.3 NFPA 58)

Contoh :

Tentukan volume maksimum pengisian liquid LPG yang akan diisikan ke dalam

container (above ground container) dimana container tersebut memiliki volume

setara air 30.000 gal (114 m3) dan specific gravity LPG 0,508. LPG ini akan

disimpan di container dalam bentuk liquid pada suhu 80 oF (27 oC).

Penyelesaian :

L = 0,45 ( dari tabel 4.4.2.1 NFPA 58)

F = 0,967 ( dari tabel F.3.3 NFPA 58)

G = 0,508 (hasil uji laboratorium)

Maka persen volume yang bisa diisikan ke dalam container pada suhu 80 oF

adalah

78

%)91(915,0967,0508,0

45,080

xV

Sehingga maksimum volume yang diijinkan = 30.000 gal x 91% = 27.300 gal(103 m3)

NB : pembulatan angka persentase adalah pembulatan ke bawah untuk

keamanannya

B.3.2 Maksimum pengisian LPG ke container yang dilengkapi denganFixed Dip Tube (NFPA 59)

Berikut adalah formula yang digunakan untuk menentukan maksimum volume

gas LPG di container yang telah dilengkapi dengan fixed dip tube :

*) diukur pada suhu 60 oF (15,6 oC)

**) didapat dari table 2.8.1 NFPA 59 atau tabel 4.4.2.1 NFPA 58

†) untuk aboveground container : temperature liquid diasumsikan 40 oF (4,4 oC)

untuk underground container : temperatur liquid diasumsikan 50 oF (10 oC)

untuk mengkoreksi volume liquid pada temperatur t terhadap temperature 60

oF (15,6 oC) gunakan table F.3.3 NFPA 58

79

contoh :

aboveground container yang dilengkapi dengan fixed dip tube memiliki kapasitas

setara air 30.000 gal (113,6 m3) akan digunakan untuk menyimpan LPG propan

yang memiliki specific gravity 0,510 pada 60 oF (15,6 oC). Berapa maximum

volume yang diijinkan untuk diisikan di container tsb?

Penyelesaian :

Water capacity of container = 30.000 gal

Filling density = 45% (dari tabel 4.4.2.1 NFPA 58)

Specific Gravity LPG at 60 oF = 0,510 (data laboratorium)

Volume correction Factor = 1,031 (dari table F.3.3 NFPA 58 dengan

asumsi temperatur pengisian 40 oF untuk

aboveground container)

Maksimum volume LPG propan yang diijinkan untuk diisikan ke container

aboveground adalah :

propanmgalxx

x)35,21(5675

100031,1510,0

45000.30

C. Rangkuman

1. Untuk perhitungan massa LPG didasarkan atas metode API MPMS

Chapter 14 Section 4 atau GPA Standard 8173 (Converting Mass of

Natural Gas Liquids and Vapors to Equivalent Liquid Volumes).

2. Untuk perhitungan nilai kalor LPG didasarkan atas metode API MPMS

Chapter 14 Section 5 atau GPA Standard 2172 (Calculation of Gross

Heating Value, Relative Density and Compressibility Factor for Natural

Gas Mixtures from Compositional Analysis).

3. Untuk perhitungan maksimum liquid LPG yang bisa diisikan kedalam

containernya digunakan metode perhitungan NFPA 58 dan NFPA 59.

80

D. Latihan

61

DAFTAR PUSTAKA

Iwan Gayo, H. M, “Buku Pintar : Seri Senior”, 2008, Grasindo

Maddox, RN., DR, “Gas and Liquid Sweetening”, 2nd edition, 1977, Jhon M.Campbell 121 Collier Drive Norman, Oklahoma, USA.

Mudjirahardjo, K, “Diktat Siknifikansi Pengujian Gas”, .........., Pusdiklat Migas

Sanjay Kumar, “Gas Production Engineering”, 1987, Gulf Publishing Company, USA

Salvatore J, Rand, “Significance of Test for Petroleum Products”, 7th edition, ASTMInternational, USA

Williams, A. F and Lom, W. L, “Liquefied Petroelum Gases : Guide to Properties,Applications and Uses”, 2nd edition, 1982, Ellis Horwood Limited

......................, “NFPA 58 : Liquefied Petroleum Gas Code”, 2001 Edition.

......................, “NFPA 59 : Utility LP-Gas Plant Code, 2001 Edition.