Kimia Migas I (Rev.1) TPM

8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM

1/131

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Teori terbentuknya minyak bumi.

Hingga saat ini sesungguhnya asal mula minyak bumi masih dapat dikatakan

misterius dalam ilmu pengetahuan. Namun teori yang popular berkembang menyatakan

bahwa minyak bumi adalah organic source materials.Teori ini menyatakan bahwa

binatang dan tumbuh-tumbuhan berakumulasi dalam tempat yang sesuai pada jutaan

tahun yang lalu. Selanjutnya bahwa organic ini secara parsial ter-dekomposisi oleh aksi

bakteri, karbohidrat dan protein dipecah menjadi gas-gas atau komponen yang larut

dalam air. Bahan atau material yang terlarut dalam air tanah terbawa pergi, sementara

lemak-lemak dan bahan-bahan yang terlarut dalam lemak tertinggal dan diubah secara

perlahan-lahan menjadi minyak bumi. Cairan minyak bumi yang dihasilkan kemudian

dapat berpindah ke pasir alam atau reseroir batu kapur.

!elasnya minyak bumi merupakan produk perubahan secara alami dari "at organik

selama ribuan tahun yang tersimpan dilapisan bumi dalam jumlah yang sangat besar.

#leh pengaruh lingkungan seperti tempratur, tekanan, kehadiran senyawa logam dan

mineral, serta letak geologis selama proses tersebut, maka minyak bumi akan mempunyai

komposisi yang berbeda dari satu tempat dengan tempat lain.

1.2. Minyak mentah

$inyak mentah atau Crude #il adalah cairan coklat kehijau-hijauan sampai hitam,terutama terdiri dari carbon dan hydrogen. $inyak mentah atau crude oil merupakan

campuran yang sangat komplek, mengandung ribuan senyawa tunggal yang berselang

dari gas ringan seperti gas methan sampai dengan bahan asphal yang berat dan padat.

$inyak mentah ringan sangat %&luid' dan sebahagian minyak mentah berat

sangat pekat sehingga memerlukan pemanasan terlebih dahulu sebelum pemompaan.

(


2/131

$eskipun minyak mentah itu komposisinya berbeda dari satu tempat dengan tempat lain,

namun pada dasarnya senyawa hydrocarbon yang dikandungnya adalah sama, sehingga

minyak mentah dapat di klasi)ikasikan sebagai *

- $inyak mentah +ara)inik +ara)inic base crude oil.

- $inyak mentah Naphthenik Naphthenic base crude oil.

- $inyak mentah romatik romatic base crude oil.

$inyak mentah tersebut terutama digunakan untuk menghasilkan berbagai

macam bahan bakar diantaranya /+0, $otor 0asoline, igas, iation Turbine

tur1!et &uel, 2erosene, Solar13iesel oil, 4ndustrial 3iesel #il 43# serta bahan

bahan lainnya seperti sphal, +elumas, Bahan pelarut, /ilin dan Bahan baku +etrokimia.

Senyawa kimia minyak dan gas bumi yang sering disebut sebagai senyawa Hydro

Carbon HC disusun oleh unsur Carbon C dan Hydrogen H dengan susunan yang

tertata mengikuti aturan-aturan yang baku dan teratur. !umlah unsur carbon dalam rantai

akan menentukan jumlah unsur hydrogen yang diikat. 4katan dalam senyawa hydrocarbon

merupakan ikatan koalen yang membentuk senyawa yang mantap dengan delapan

elektron dikulit terluar.

5antai carbon berbentuk rantai terbuka jelas ujung pangkalnya maupun rantai

yang tertutup cyclis, baik yang jenuh maupun yang tidak jenuh. Besarnya atom-atom

carbon dalam rantai senyawa, maupun bentuk rumus bangun senyawa akan memberikan

si)at yang berbeda dari senyawa minyak dan gas bumi, baik si)at )isika maupun si)at

kimianya. Si)at )isika dan kimia minyak dan gas bumi akan menentukan cara pengolahan,

penanganan dan penggunaannya. +engaruh yang paling menonjol adalah wujud yang

merupakan salah satu si)at )isika yang dipengaruhi oleh jumlah atom carbon senyawa

dengan jumlah carbon yang rendah 6 7 berbentuk gas, senyawa dengan jumlah C 8 9

berbentuk cair, sedangkan senyawa dengan jumlah C 8 (9 berbentuk padat.

Senyawa minyak dan gas bumi yang berbentuk crude mentah, selain disusun

oleh senyawa hydrocarbon, juga diikuti oleh senyawa ikatan non hydrocarbon seperti

nitrogen, oksigen, sul)ur, logam-logam dan lain-lain. Senyawa non hydrocarbon

umumnya merupakan impurities yang mengganggu sehingga harus dihilangkan dengan

:


3/131

+roses treating +encucian. +roses treating dapat dilakukan secara )isika maupun secara

reaksi-reaksi kimia dengan penambahan additie tertentu.

+roses awal untuk menghasilkan minyak dan gas bumi adalah destilasi terhadap

crude oil minyak mentah, yaitu proses pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih atau

si)at terbang relati). Sedangkan proses selanjutnya untuk mendapatkan hasil dengan nilai

lebih tinggi adalah proses konersi dengan reaksi-reaksi kimia tertentu.

+roses lanjutan tersebut diatas merupakan proses konersi pada pengolahan

minyak dan gas bumi yang umum dilakukan di dunia industri perminyakan antara lain

misalnya dengan +roses-proses * Cracking, 5e)orming, lkylasi, 4somerisasi, Siklisasi,

Hydrogenasi, 3ehydrogenasi dan proses-proses kimia tambahan yang lain baik

menggunakan energi panas maupun dengan bantuan catalyst.

+roses konersi yang dipilih tentunya disesuaikan dengan bahan baku yang

diolah dan hasil yang dikehendaki, misal konersi dari gasoline dengan angka oktan

rendah menjadi gasoline dengan angka oktan yang lebih tinggi.

;


4/131

BAB 2

KOMPOSS MN!AK BUM

$inyak bumi bukan merupakan bahan yang uni)orm, melainkan berkomposisi

yang sangat berariasi, bergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan kedalaman

sumur.

$inyak dan gas bumi merupakan campuran senyawa komplek hydrocarbon

karena senyawa ini sebagian besar disusun oleh unsur carbon C dan hydrogen H plus

sebagian kecil unsur lain seperti oksigen #, nitrogen N, sul)ur S dan senyawa-

senyawa yang mengandung konstituen logam1 beberapa metal terutama Nikel, besi dan

Tembaga.

$enurut braham, minyak bumi yang disebut bitumina atau petroleum adalah

senyawa hidrocarbon yang larut dalam carbon disul)ida CS :. Senyawa hydrocarbon

yang tidak larut dalam carbon disul)ide disebut non bitumina misal* batubara.

2.1 Kom"o#i#i Un#ur Kimia Minyak Bumi

Secara de)inisi minyak bumi merupakan campuran kompleks dari senyawa

hydrocarbon dan senyawa organik dari sulphur, nitrogen dan senyawa-senyawa yang

mengandung logam. +erbandingan unsur-unsur tersebut dalam minyak bumi sangat

berariasi.

Susunan kimia minyak bumi berdasarkan hasil analisa elementer pada umumnya

adalah sebagai berikut *

$eni# Atom % Berat

2arbon C


5/131

yang dibentuk oleh unsur C dan H ini dapat berupa molekul yang sangat besar dan

sangat kecil. Senyawa hydrocarbon yang terbentuk dengan berbagai struktur merupakan

penyusun utama minyak bumi. Secara umum komposisi minyak mentah terdiri dari ;

komponen, yaitu

a. 2omponen hydrocarbn

b. 2omponen non hydrocarbon

c. 2omponen metal organik.

2.2 Kom"onen Hy&rokarbon

2omponen Hydrocarbon dalam minyak bumi diklasi)ikasikan atas ; tiga

golongan, yaitu *(. 0olongan para)inik

:. 0olongan naphthenik

;. 0olongan aromatik

Sedangkan golongan #le)inik umumnya tidak diketemukan dalam Crude #il, demikian

juga hidrokarbon setilenik sangat jarang.

'o(on)an Para*inik Hy&ro+arbon

+ara)in adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rantai lurus atau rantai cabang,

tanpa struktur cincin. 3isebut juga alkana dengan rumus umum CnH :nD:. Hydrocarbon

+ara)in selain dalam bentuk rantai lurus disebut 'Normal +ara)in', juga terdapat dalam

bentuk rantai cabangdisebut'4so +ara)in'

Contoh* CH;CH: n CH; * +ara)in rantai lurus

CH;CH:CH:CH:n CH:CHCH; * +ara)in rantai cabang

Si)at +ara)in *

o Tingkat kestabilan yang tinggi.

o +ada tempratur kamar tidak dapat bereaksi dengan asam sulphat

o tom C semakin besar makin tingi titik didihnya.

7


6/131

o 3engan pengaruh sinar matahari atau katalisator, atom H dapat diganti

gugus halogen Cl, Br, &, !.

5eaksi penukaran atom H dari alkana dengan atom Halogen disebut reaksi

substitusi seperti misalnya contoh berikut*

CH? D Cl: CH;Cl

D

HCl

CH;Cl D Cl: CH:Cl:

D

HCl

CH:Cl: D Cl: CHCl;

D HCl

CHCl; D Cl: CCl? D HCl

'o(on)an Na"thenik Hy&ro+arbon

Napthenik adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang mempunyai satu cincin atau

lebih. Senyawa Napthen juga disebut * Hidrokarbon lisiklik, dengan rumus umum*

,nH2n

Contoh *

alkil siklopentana lkil sikloheksana

9

CH:

H:C CH

:

Siklopropana Siklobutana

CH:

CH:

CH:

CH:

CH:

CH:

CH:

CH:

H:C

Siklopentana


7/131

Siklopropan, siklobutan dan naphthen dengan cincin yang mempunyai atom C

lebih dari 9 tidak ditemukan dalam minyak bumi. Sikloheksan merupakan bentuk tipical

dari Naphthen. Hydrocarbon Naphthene tidak larut dalam asam sulphat dan dijumpai

dalam hampir disemua minyak mentah.

'o(on)an Aromatik Hy&ro+arbon

romatik adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai satu inti ben"ena atau lebih,

dengan rumus umum * ,nH2n-

Contoh *

Ben"ena Naphthalena +henanthrena

Hydrocarbon ini bersi)at akti) terutama dapat dioksidasi dan membentuk asam

organic. Hydrocarbon aromatic ditemukan pada beberapa minyak bumi seperti sebagian

minyak mentah Sumatera dan 2alimantan dan juga pada produk-produk minyak bumi

hasil proses cracking1re)orming.

Hydrocarbon aromatic seperti ben"en, toluene, dimethyl, tri ethyl ben"en

ditemukan dalam produk distilasi minyak bumi, terutama )raksi naphtha.

Bilangan oktan hydrocarbon aromatic lebih tinggi dibandingkan dengan

hydrocarbon normal para)inrantai lurus, iso para))inrantai cabang dan siklo para)in

dengan atom carbon yang sama.

2andungan para)in dalam tiap jenis crude oil sangat berbeda, menurun dengan

kenaikan berat molekul. 3alam gasoline tidak kurang dari


8/131

2./. Kom"onen Non Hy&ro+arbon.

$inyak mentah atau Crude #il mengandung sejumlah senyawa non hydrokarbon,

terutama adalah senyawa sul)ur, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, senyawa organo

metalik dalam jumlah kecil1trace sebagai larutan dan garam-garam organik sebagai

suspensi koloidal.

2./.1 Senya0a Su("hur

Senyawa sulphur merupakan senyawa komplek yang tidak stabil terhadap

tempratur dan dalam minyak bumi umumnya sangat korosi) dan berbau tidak sedap.

Senyawa sulphur yang korosi) antara lain *

- &ree Sulphur Sulphur Bebas

- Hydrogen Sul)ide H:S

- $erchaptan 5SH berat molekul rendah.

2eberadaan sul)ur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat,

misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi khususnya dalam keadaan dingin

atau berair, karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sul)ur sebagai hasil pembakaran gasoline dan air.

S#; D H:# H:S#?

H2S Hy&ro)en Su(*i&a

Titik didih F -9>,< @C terdapat dalam minyak dan gas bumi hasil pemboran dan

hasil proses pengolahan dan pemurnian BB$.

H:S dapat bereaksi dengan oksigen membentuk 'S3 bebas.


9/131

: H:S D #: : S D : H:#

Bahan Bakar 0as BB0 dan Bahan Bakar $inyak BB$ yang disimpan harus bebas

H:S untuk menghindari reaksi seperti diatas.

Terdapatnya mercapthan menyebabkan terjadinya korosi terhadap logam-logam

tembaga dan brass, juga berpengaruh terhadap pemakaian TG/Tetra Gthyl /ead dan

stabilitas warna. 3isamping itu Sul)ur bebas juga bersi)at korosi.

Mer+ha"tan 4 5SH 5umu# Umum

Beberapa deretan Homolog $ercapthan dalam minyak dan gas bumi.

CH; = SH $etyl mercapthan0as, Titik didih F 7,@C

C:H7 = SH Gthyl $aechaptan0as

C7H((- SH , +entyl1Ainyl $aechaptan dgn :; isomer, Titik didih F ;7 - (?@@C

Cairan mercapthan baunya tajam, bersi)at korosi) terhadap metal berwarna terang.

2adar @,9 I (@-9 E C:H7 = SH di udara cukup memberikan bau merchaptan, seperti pada

gas kota dan /+0 untuk tujuan sa)ety. $ercapthan bila dipanaskan akan melepaskan gas

H:S.

: C7H(( = SH C7H((- S- C7H(( D H:S.

C7H(( = SH C7H(@ D H:S.

+ada penyimpanan BB$ ringan

: C;H> = SH C;H> = # = S - C;H> D H:#

$erchaptan dengan B$ Berat $olekul tinggi mudah dihidrolisa dengan air, sehingga

pada proses pemurnian dengan soda, Na#H sukar dipisahkan.

C?H = SH D Na#H C?H = S = Na D H:#

;@@@C

#:

7@@@C

Jdara


10/131

+engaruh merchaptan terhadap hasil minyak dan gas bumi

o Bersi)at korosi)

o Stabilitas menurun

o $enimbulkan bau

o ngka octan menurun

Su(*i&a &an Di#u(*i&a

5 = S = 5 dan 5 = S = S = 5

$isal *

CH; = S = CH; 3imetil sul)ide Titik didih F ;>,;@C

C;H> = S = S - C;H> 3ipropil disul)ide Titik didih F (?:,<@C

Sul)ida, disul)ida dan thiophene dapat menyebabkan penurunan angka oktana.

3alam )a#o(ine yang mengandung total sul)ur @.: - @.7 E sangat banyak menimbulkan

akibat. 3alam &ie#e( *ue( bahan bakar diesel, adanya senyawaan sul)ur akan menaikan

si)at keausan logam dan dapat membentuk engine deposit. 3alam "e(uma# yang

mengandung sul)ur tinggi akan menurunkan si)at oksidasinya dan menaikkan

pembentukan kerak padatan.

Nomenklatur dan beberapa jenis +ersenyawaan Sul)ur *

(. Hidrogen Sul)ida, H:S.

:. $ercaptan, 5SH CH; = SH* metil merkaptan

C:H7 = SH * etil merkaptan

;. Sul)ida, 5S5 CH; = S = CH; * dimetil sul)ida

C?H = S = C?H * di butil sul)ida

?. 3isul)ida, 5SS5 CH; = S =S = CH; * dimetil disul)ida

7. Siklo sul)ida

* Thia siklo heksana

penta metilena sul)ida

(@


11/131

9. lkil sul)at

* 3imetil sul)at CH;:S#?.

>. sam sul)onat *

* $etil sul)onat asam


12/131

CnHmC##H D Na#H CnHmC##Na D H:#

sam naphtenik adalah cairan encer dengan bau khusus sangat merangsang. +ada

)raksi kerosin, gas oil dan pelumas terdapat asam naphtenik dalam jumlah yang merata.

Contoh senyawa oksigen yang dijumpai dalam minyak *

Cresol

2andungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari :E dan menaik

dengan naiknya titik didih )raksi. 2andungan oksigen bisa menaik apabila produk itu

lama berhubungan dengan udara.

#ksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam

karboksilat 5C##H, 2eton 5C#5 (, Gsters 5C##5 (, Gther 5#5 (, anhidrida,

senyawa monoksiklo, disiklo dan +henol, sebagai asam karboksilat berupa asam

naphthenat asam alisiklik dan asam ali)atik. Namun pada identi)ikasi kandungan

oksigen dalam Crude #il dilaporkan sebagai asam naphthenat.

Senyawa oksigen akan berpengaruh terhadap mutu produk minyak bumi, misalya

phenol yang terdapat dalam )raksi minyak yang digunakan sebagai pelarut cat, akan

menyebabkan cat lama kering dan dapat juga korosi).

Senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah yang serius seperti halnya

belerang1sulphur dan nitrogen pada proses yang menggunakan katalis. Beberapa jenis

senyawa oksigen yang terdapat dalam minyak bumi diantaranya adalah sebagai berikut *

,ontoh 6

(:

CH:

CH:

#

HC

HC

CH

CH

#

#

CH:

:

CH:


13/131

Penta meti(ena "yran 7uran Ben8o*uran

2././ Senya0a Nitro)en

Senyawa Nitrogen dalam jumlah kecil terdapat pada hampir seluruh jenis crude

oil dengan kandungan sekitar @.( E wt = @. E wt. Senyawa nitrogen relati) stabil

terhadap pengaruh panas sehingga sedikit sekali ditemukan pada produk minyak ringan

hasil distillasi, namun berpengaruh terhadap mutu produk seperti kestabilan warna

produk.

Senyawa hidrocarbon-nirtogen terdapat beberapa type utama dan mempunyai

struktur lebih kompleks dibandingkan dengan senyawa sulphur.

Senyawa nitrogen dalam minyak bumi dapat diklasi)ikasikan atas : klas, yaitu *

(. 2las dasar basic

:. 2las bukan dasar non basic

o Senyawa nitrogen klas dasar terutama berasal dari homolog turunan pyridine,

yang cenderung terdapat pada )raksi titik didih tinggi dan residu.

o Senyawa nitrogen klas non dasar, berupa pyrrole, indole dan carba"ole, yang juga

terdapat pada )raksi titik didih tinggi dan residu.

Jmumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi adalah sangat rendah,yaitu @.(-@. E.

2andungan tertinggi terdapat pada tipe A#"ha(tik .

(;

CH


14/131

Terdapat hubungan antara nitrogen content dan o+4 0raity pada Crude #il. !uga

ada hubungan antara nitrogen content dan carbon residu, dimana Carbon residu tinggi,

maka tinggi pula nitrogen contentnya.

Nitrogen mempunyai si)at racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum pada

produk )uel oil. 2andungan Nitrogen terbanyak terdapat pada )raksi titik didih tinggi.

Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relati) rendah dapat

diekstrak dengan asam mineral encer, sedang yang mempunyai berat molekul tinggi tidak

dapat diekstrak dengan asam mineral encer.

2lasi)ikasi Nitrogen klas dasar dan klas non dasar, tergantung pada dapat1

tidaknya dititrasi dengan asam perkhlorat HCl#? didalam campuran larutan asam asetat

glasial dan ben"ena 7@*7@. +erbandingan klas dasar dengan nitrogen total adalah

konstan, yaitu @.;@ - @.@7 tanpa memperdulikan sumber Crude. +erbandingan ini

diperoleh dengan melarutkan Crude itu dalam sam setat glasial D ben"ena 7@*7@ dan

kemudian dititrasi dengan asam perkholat HCl#?.

Senyawa-senyawa nitrogen dari )raksi minyak bumi yang dapat di ekstrak dengan

asam mineral encer adalah pyridine, Kuinoline dan 4soLuinoline. Sedang senyawa-

senyawa nitrogen yang tidak dapat di ekstrak berada dalam jumlah yang lebih banyak

adalah caba"ole, 4ndole, dan +yrrole.

pyridine Luinoline isoLuinoline

pyrrole indole carba"ole

+orphyrin komplek Nitrogen-metal juga merupakan konstituen minyak bumi

dan umumnya terdapat dalam kandungan nitrogen dalam konsentrasi yang tinggi pekat,

termasuk nitrogen klas non dasar.

(?


15/131

+yrrole merupakan konstituen utama. +orphyrin mempunyai si)at seperti senyawa

aromatik dengan stabilitas yang tinggi. +yrrole seakan-akan dapat dianggap sama dengan

amina sekunder.

+orphyrin yang paling sederhana adalah porphine yang terdiri dari ? molekul+yrrole yang dihubungkan dengan jembatan methene - CH F.

'ambar 6 Struktur Por"hine9 meru"akan unit

#truktur &a#ar &ari Por"hyrin

2omplek metal +orphyrin terbentuk dengan menggantikan atom nitrogen yang

berikatan dengan Hidrogen oleh 2ation.Terdapatnya Aanadium dan Nikel dalam Crude

#il berbentuk sebagai komplek metal +orphyrin.

Sekitar (@E dari total metal dalam Crude berbentuk sebagai komplek +orphyrin dan ?@E

Aanadium dan Nikel dalam bentuk komplek ini.

Senyawa nitrogen dalam minyak bumi dengan kadar sangat rendah @,(-@,;EMt.

senyawa nitrogen dapat meracuni katalis, ia tidak diinginkan dalam produk rendah

maupun tinggi karena dapat menurunkan stabilitas penyimpanan produk BB$ dan

membentuk gum.Contoh kadar nitrogen dalam )raksi rendah dan tinggi dari *

Minyak :i(min)ton USA N 4 ;97 @C @,@;<

Di#ti(a#i Ham"a =; mmH) N %

(7


16/131

:@@ = ::7 @C @,((?

::7 = :7@ @C @,:(;

:7@ = :>7 @C @,;:@

:>7 = ;@@@

C (,:@@

2adar nitrogen didalam minyak naik, jika )raksi ringan sedikit, Berat !enis minyak naik .

2./.= Kon#tituen Meta(ik

danya konstituen metalik dalam Crude #il memerlukan perhatian khusus

dalam industri minyak bumi, walaupun berada dalam jumlah yang sangat kecil. Beberapa

jenis logam-logam seperti besi, tembaga dan terutama Nikel dan Vanadium pada proses

katalitik kraking mempengaruhi akti)itas yaitu meracuni katalis, sehingga dapat

menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukan coke.

+ada power generator temperatur tinggi, misalnya oil )ired gas turbine, adanya

konstituen logam terutama Aanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine.

bu yang dihasilkan dari pembentukan )uel yang mengandung natrium danterutama Aanadium dapat bereaksi dengan re)ractory )urnace bata tahan api,

menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusak re)ractory itu.

Jmumnya, air yang terkandung dalam Crude #il sebagai emulsi mengandung

konstituen metalik berupa garam-garam nargonik yang terlarut, yaitu terdiri dari garam-

garam khlorida dan sul)at dari 22Cl, NaNaCl, $g$gCl:, dan CaCaCl:.

+engendapan garam-garam tersebut dapat menyebabkan tersumbatnya tube alat penukar

panas seperti HGHeat GIchanger, Cooler ataupun 2ondensor.

Selanjutnya /ogam-logam ini dapat dipisahkan dalam unit yang disebut 3esalter.

/ogam-logam yang lain berada dalam bentuk senyawa #rgano metalik yang

terlarut dalam minyak bumi sebagai senyawa komplek dari metalic Soap atau berbentuk

koloidal tersuspensi. Sabun logam$etalic Soap kalsium dan magnesium adalah "at akti)

(9


17/131

permukaan sur)ace aktie agent dan bertindak sebagai penstabil emulsion Gmulsion

Stabili"er

Seng1Oink On, TitaniumTi, CalsiumCa, $agnesium $g, dan logam-logam

ini terkandung dalam minyak bumi sebagai metalik soap atau koloidal tersuspensi dalam

jumlah yang sangat kecil trace element, umumnya mempunyai konsentrasi antara

@.@@(-(7@@ ppm

Tabe( 2.1 6 Tra+e E(ement &a(am Minyak Bumi

E(ement 5an)e in Petro(eum9 ""mCu

Ca

$g

Ba

Sr

On

Hg

Ce

B

l

0a

Ti

Or

Si

Sn

+b

A

&e

Co

Ni

@.: = (:.@

(.@ = :.7

(.@ = :.7

@.@@( = @.(

@.@@( = @.(

@.7 = (.@

@.@; = @.(

@.@@( = @.9

@.@@( = @.(

@.7 = (.@

@.@@( = @.(

@.@@( = @.?

@.@@( = @.?

@.( = 7.@

@.( = @.;

@.@@( = @.:

7.@ = (7@@

@.@? = (:@

@.@@( = (:

;.@ = (:@

(>


18/131

BAB /

KA5AKTE5STK > KLAS7KAS

MN!AK BUM

/.1. Karakteri#tik Minyak Bumi.

$inyak bumi terdiri dari campuran berbagai persenyawan kimia dari suatu golongan

yang disebut hidrocarbon dan persenyawaan lain yang mengandung unsur-unsur oksigen,

sulphur, nitrogen dan logam-logam dalam jumlah yang kecil.

+ersenyawaan hidrocarbon yang satu berbeda si)atnya dengan persenyawaan

hidrocarbon yang lain. Hal ini berhubungan dengan *

• +erbedaan dari perbandingan banyaknya unsur carbon C dan unsur

hydrogenH yang terdapat didalamnya.

• +erbedaan dari susunan unsur carbon dan hydrogen dalam molekul-molekul

persenyawaan tersebut.

Berdasarkan atas susunan sturktur molekulnya, persenyawaan hydrocarbon dapat

digolongkan atas ? jenis utama yaitu* Para*in = O(e*in dan golongan tak jenuh lainnya,

Na"hthen dan Aromat.

!enis-jenis hydrocarbon mempunyai si)at-si)at yang berbeda yang menyebabkan

pengaruh terhadap si)at dan kegunaannya, misalnya hydrocarbon jenis aromatik

mempunyai angka oktan tinggi untuk produk gasoline dan mempunyai daya larut yang

besar. Sedangkan si)at dari hydrocarbon jenis para)in mudah membeku dengan titik tuang

(


19/131

yang tinggi dan sebagainya. Si)at-si)at hydrocarbon inilah yang berpengaruh terhadap

mutu dari produk-produk minyak bumi yang berhubungan dengan pemakaiannya yang

berbeda-beda.

Suatu jenis produk minyak bumi harus mempunyai si)at-si)at tertentu dalam

memenuhi spesi)ikasi1mutunya dan sebagaian besar si)at-si)at tersebut ditentukan oleh

campuran kandungan hydrocarbon yang terdapat didalamnya.

Contoh dari pengaruh jenis hydrocarbon terhadap si)at karakteristik produk

minyak bumi terdapat dalam tabel berikut *

Tabe( /.1 6 ,iri-+iri Para**in Ba#e &an A#"ha( Ba#e ,ru&e Oi(

Karakteri#tik Minyak Bumi

Para**in

Minyak Bumi

A#"ha( Ba#e

Spec.0ra 9@19@o& Crude #il

o+4 0raity

ngka #ktan 0asoline

Titik sap 2erosine

ngka Cetan $inyak 3iesel

Titik Tuang $inyak 3iesel

4ndeks Aiskositas $.+elumas

5endah

Tinggi

5endah

Tinggi

Tinggi

Tinggi

Tinggi

Tinggi

5endah

Tinggi

5endah

5endah

5endah

5endah

Sedangkan untuk minyak bumi jenis Naphthenik pada umumnya mempunyai si)at

diantara jenis +ara)inik dan romatik.

/.2. K(a#i*ika#i Umum Minyak Bumi

Secara umum minyak bumi diklasi)ikasikan menjadi ; tiga macam yaitu *

1. Minyak bumi dasar paraffin (Paraffin base).

$inyak bumi ini penyusun utamanya para))in waI dan sedikit mengandung

asphaltic. Sebagian besar terdiri dari para))in hidrokarbon dan biasanya

memberikan hasil yang bagus untuk pembuatan waI dan destilat pelumas.

2. Minyak bumi dasar asphaltic (sphalt !ase)

(


20/131

$inyak bumi ini mengandung sejumlah besar asphaltic dan sedikit para))in waI.

Hidrokarbon ini sebagian besar dari naphtene dan sedikit mengandung para))in

hidrokarbon.

;. Minyak bumi dasar campuran ("ntermediate !ase#Mi$ !ase)

$inyak bumi ini disusun oleh para))in waI dan asphaltic dalam jumlah besar,

bersama-sama dengan senyawa aromatic, jadi penyusunannya campuran yang

seimbang jumlahnya.

Tabe( /.2 6 ,iri-+iri Para**in Ba#e &an A#"ha( Ba#e ,ru&e Oi(

Karakteri#tik Para**in Ba#e A#"ha( Ba#e

S0 Crude #il

Hasil 0asoline

ngka #ktan 0asoline

Bau 0asoline

2adar Sul)ur pada &raksi

Titik sap 2erosine

ngka Cetan Solar

Titik Tuang Solar

2uantitas +elumas

4ndeks Aiskositas +elumas

5endah

Tinggi

5endah

Sweet or sour

5endah

Tinggi

Tinggi

Tinggi

Tinggi

Tinggi

Tinggi

5endah

Tinggi

romatic sour

Tinggi

5endah

5endah

5endah

5endah

5endah

Sedangkan ciri-ciri intermediate base berada diantara ciri-ciri para))in dan asphalt base.

/./ K(a#i*ika#i minyak bumi

$etoda 2lasi)ikasi minyak bumi terdapat > macam yaitu *

a. 2lasi)ikasi berdasarkan Speci)ic 0raity

b. 2lasi)ikasi berdasarkan Si)at +enguapan Aolatility

c. 2lasi)ikasi berdasarkan 2adar Sulphur.

d. 2lasi)ikasi berdasarkan &aktor 2arakteristik J#+

e. 2lasi)ikasi berdasarkan 4ndek 2orelasi Corelation 4ndeIs-C4

). 2lasi)ikasi berdasarkan Aiscosity 0raity Conctant A0C

g. 2lasi)ikasi berdasarkan Bureu o) $ines.

:@


21/131

/./.1. K(a#i*ika#i ber&a#arkan S"e+i*i+ 'ra?ity

Den#ita#Den#ity @ Berat $eni# adalah berat benda dibagi dengan olumenya

dengan dimensi tertentu misalnya * kg1ltr, gr1cm;.

S"e+i*i+ 'ra?ity S' merupakan perbandingan antara berat suatu cairan dengan

berat air pada olume yang sama yang diukur pada tempratur yang sama. Speci)ic

0raity tidak mempunyai satuan.

S"e+i*i+ 'ra?ity ;@;o7S0 9@19@o& adalah perbandingan antara berat suatu

cairan dengan berat air pada olume yang sama yang diukur pada tempratur yang sama

yaitu 9@o&.

Speci)ic 0raity digunakan sebagai ukuran untu membedakan minyak mentah,

karena minyak mentah dengan densitas yang rendah cenderung bersi)at +ara)inik. $akin

kecil Spec.0ra minyak bumi akan menghasilkan produk-produk ringan yang makin

banyak dan sebaliknya semakin besar Spec.0ra minyak bumi tersebut akan

menghasilkan produk-produk ringan yang semakin sedikit dan produk residunya akan

semakin banyak.

0raity dari minyak bumi merupakan salah satu indikasi penting dalam

memperkirakan harga dan dalam transaksi dipakai untuk perhitungan setelah dikoreksi

pada suhu standar umumnya pada suhu 9@o& 1 (7oC.

3alam industri perminyakan klasi)ikasi dengan menggunakan S0 ini kadang-

kadang agak sulit untuk membedakan antara jenis minyak bumi crude yang mempunyai

density rendah sehingga klasi)ikasi berdasarkan Spec.0ra biasa ditunjukkan dengan

derajat +4 0raity oAP 'ra?ity dengan rumus sebagai berikut *

1=1.<o

AP 'ra?ity 4 ----------------------- - 1/1.


22/131

Berat 1 Heay

Sangat Berat 1 Aery Heay

@,


23/131

S0

Tb2

;

=

/./.= K(a#i*ika#i minyak bumi ber&a#arkan 7a+tor Karakteri#tik UOP

2.uop F 2. Jniersal #il +roduct

2lasi)ikasi ini cukup luas digunakan seperti yang dinyatakan oleh Matson,

Nelson, dan $urphy. Harga Characteri"ation &actor atau angka karakteristik dari minyak

bumi didapat dari rumusan sebagai berikut *

3imana * 2 F 2arakteristik )aktor

Tb F erage molal boiling point dalam @2

S0 F Spesi)ic graity pada 9@19@@ &

Harga 2 dipengaruhi oleh iskositas, aniline point, bobot molekul, temperature

kritis serta komposisi hydrocarbon.

Berdasarkan harga %2' jenis minyak bumi dapat diklasi)ikasikan sebagai berikut *

$eni# Minyak Bumi K uo"

+ara))in Base

4ntermediate Base

Napthenic Base

(:,(7 = (;

((,7@ = (:,(@

(@,7@ = ((,?7

$etoda klasi)ikasi ini lebih banyak digunakan untuk )raksi-)raksi minyak bumi

dan minyak bumi ringan.

/./.< K(a#i*ika#i minyak bumi ber&a#arkan n&ek# kore(a#i ,ore(ation n&e

Corelation 4ndeI F C4

2lasi)ikasi minyak bumi berdasarkan C4 dikembangkan oleh AS Bureou o)

$ines, ini ditentukan oleh hubungan antara S0 9@19@ @& dengan boiling point dalam @2

dan hydrocarbon murni.

:;


24/131

Harga C4 untuk seri normal para))in adalah @ dan untuk ben"ene1romat (@@.

5umus empiris yang didapat dari gra)ik tersebut adalah *

C4 F ?>;,> S0 = ?79.< D ?


25/131

Harga A0C tergantung dari iscosity dan speci)ic graity, dihitung dengan rumus

empiris sebagai berikut *

A0C F

( )

( );7@C

&raksi 44

:>7 = ;@@@C

Sg 9@ 1 9@@& @ +4 Sg 9@ 1 9@@& @ +4

(

:

;

?

7

9

>

<

+ara))in-para))in

+ara))in 4ntermediate

4ntermediate +ara))in

4ntermediate

4ntermediate Naphtenic

Naphtenic 4ntermediate

Napthenic-naphthenic

+ara))in-napthenic

Naphtenic para))in

P @.


26/131

Selain metoda klasi)ikasi seperti tersebut diatas masih ada beberapa jenis analisa

yang digunakan untuk klasi)ikasi 1 penggolongan terhadap minyak dan produk-produk

nya antara lain *

Kan&un)an Nitro)en.

2andungan Nitrogen yaitu sejumlah senyawa nitrogen dalam minyak bumi.

2andungan nitrogen dalam minyak bumi tidak dikehendaki karena nitrogen mengganggu

dalam proses 5e)orming dengan menggunakan katalis dan dapat menimbulkan masalah

kestabilan produk. 2andungan nitrogen diatas @.:7 E dikatakan tinggi.

Kan&un)an re#i&u karbon Carbon Residue Content .

2andungan residu karbon yaitu jumlah residu karbon yang terdapat dalam minyak

bumi yang tersisa dari hasil pembakaran. $inyak mentah dengan carbon residu yang

rendah biasa lebih berharga karena mengandung bahan yang lebih baik untuk minyak

pelumas. +ada umumnya kandungan carbon residu berkisar antara @,( E - 7.@E,

meskipun ada juga yang mencapai (7 E.

2lasi)ikasi ini penting untuk produk-produk minyak bumi seperti minyak solar 3iesel

&uel, minyak bakar &uel #il dan +elumas /ub #il.

Kan&un)an Abu Ash content

Pro&uk Para*inik nterme&iate Na"hthenik

Naphtha

?@@

@

& = G+

#N rendah *

;? = 77

#N tdk terlalu rendah

?: - 77

#N Sedang

77 = >@2erosine Titik asap tinggi Titik asap sedang Titik asap rendah

$inyak 3iesel 3iesel 4ndeI baik

7( = 9

3. 4ndeI rendah

7( = 9@

+elumas 4ndeks iskositas

tinggi @ = (@9

4ndek iskositas tidak

terlalu rendah ? - 97

4ndek iskositas

rendah

2adar /ilin Tinggi Sedang Sampai (@ E 5endah Sekali

:9


27/131

aitu jumlah ash 1 abu yang tertinggal setelah semua cairan dan material %olatile

dalam minyak bumi1 produk terbakar. sh abu tersebut biasanya terdiri dari garam-

garam metalik atau metal oksida.

Kan&un)an 'aram Salt Content .

&alt content dari minyak bumi berariasi tergantung dari dua )actor utama dari

proses produksi minyak bumi dari dalam bumi yaitu cara1 waktu pengambilan minyak

dari dalam bumi dan cara handling dalam tanki produksi. +engaruh salt content dalam

operasi kilang antara lain * Cenderung menimbulkam endapan garam dalam peralatan

kilang seperti pipa-pipa dapur, alat penukar panas bahkan dalam kolom-kolom distilasi.

0aram metalik tertentu dapat pecah1terurai dan menghasilkan ikata-ikatan garam lain

yang sangat korosi).

Cara untuk menurunkan salt content dalam minyak bumi antara lain dengan

pengendapan Settling, +emanasan, chemical treating atau dengan pencucian dengan

menggunakan air tawar1air bersih. Cara lainnya dengan pemasangan “Desalter” yang

mahal biaya nya berupa penggunaan “High Potential Electric Field” . 2andungan garam

dalam minyak bumi sampai berkisar @.9 lb1barel.

Kan&un)an Meta( Meta(i+ ,ontent.

2omponen metal yang kecil seperti Besi &e, Sodium Na, Nickel Ni,

Aanadium Aa, /ead dan rsenic mempunyai pengaruh yang sangat merugikan dalam

pengolahan minyak bumi antara lain dapat meracuni katalis, menurunkan kemampuan

alat penukar panas. 2husus untuk anadium mempunyai si)at %$erusak Turbine Blades

dan dinding dapur refractory furnace).

Kan&un)an air &an #e&imen Water & Sediment .2adar air dan sedimen yang tinggi dalam minyak bumi yang diolah akan

menimbulkan masalah dalam operasi kilang yaitu menaikkan tekanan dalam dapur dan

dalam kolom, pemanasan hydrocarbon tidak merata, penyumbatan dalam peralatan

kilang, korosi1erosi dan dapat mempengaruhi mutu )raksi hydrocarbon yang dihasilkan.

Sediment dalam minyak bumi berbentuk partikel-partikel yang sangat halus dan

merupakan dispersi padatan yang berasal dari pasir halus, clay shcale atau pertikel

batuan.

:>


28/131

Titik Tuan) (Pour Point!

Titik tuang yaitu tempratur terendah dimana minyak masih dapat mengalir pada

kondisi pengujian. Pour point digunakan untuk menunjukkan kecenderungan terdapatnya

kandungan 'a$es lilin dalam minyak bumi crude dan produk-produknya seperti )uel

dan pelumas, 2lasi)ikasi ini penting terutama untuk daerah beriklim dingin.

i#+o#ita#.

Aiskositas minyak mentah pada umumnya dalam selang ?@ sampai 9@ SSJ pada

(@@ o&. tetapi dapat juga berada dalam selang yang mencapai 9@@@ SSJ pada (@@o&.

%Aiskositas' dan %Aiskositas 4ndek' ariasi iskositas terhadap perubahan tempratur

merupakan masalah penting dalam penanganan minyak bumi dan dipakai sebagai salah

satu pedoman dalam merancang pengumpulan minyak di lapangan, pemompaan serta

penyalurannya baik ke kapal maupun ke kilang.

BAB =

P5ODUK MN!AK BUM

+roduk produk yang dihasilkan dari unit 3istilasi biasanya disebut produk

setengah jadi Stream +roduct yang meliputi

0as.

Straight 5un Top S5 Top.

Naphtha.

/23 /ight 2erosene 3istilate.

H23 Heay 2erosene 3istilate.

/CT/ihgt Cold Test.

HCT Heay Cold Test dan

/ong 5esidu.

3ari beberapa jenis produk setengah jadi tersebut diatas, ada beberapa yang

dengan proses pencampuran Blending didalam Tanki khusus dan dengan penambahan

additie langsung diperoleh +roduk !adi &inish +roduct misalnya * +remium, 2erosene,

tur, 3# utomoti%e iesel il , 43# "ndustrial iesel il , &uel #il dan Solent

missal* /MSF *o' romatic +hite &pirit , SB+- F &pecial !oiling Point- .

:


29/131

da beberapa jenis produk setengah jadi yang masih memerlukan pengolahan

lebih lanjut yaitu melalui Jnit +roses yang kedua Secondary +rocessing untuk

mendapatkan produk jadi, Secondary +rocessing tersebut antara lain 0as +lant misalnya*

Butane Butylene 3istillation1BB.3istilasi, +olimerisasi, lakylasi, &CCJ &luidi"ed

Catalytic Cracking Jnit, Thermal atau Catalytik 5e)orming dlsb. +roduk yang diperoleh

dari pengolahan secondary proses tersebut diantaranya * /+0 F *iuified Petroleum /as,

igas, +remiI, /SM5 *o' &ulphur +a$y 0esidue dan lain-lain

+ada proses pengolahan minyak bumi tidak pernah diperoleh pemisahan senyawa-

senyawa hidrokarbon murni, melainkan berupa campuran yang sangat komplek. +roduk-

produk yang dihasil, berupa )raksi-)raksi dengan trayek didih atau ring titik didih sebagai

tertera pada tabel ?.( berikut ini*

Tabe( =.16 7rak#i-*rak#i Minyak Bumi

&raksititik didih

2egunaanoC o&

(. &uel gas -(9@ = -(?@ -:9@ = -?@ Bahan bakar re)inery

:. +ropana -?@ -?@ /+0 propan

;. Butana -(: = -( (( = ;@ $enaikkan olatilitas

gasoline

?. /ight

NapthaTops

C7 = (@@ C7 = :@@ - komponen gasoline

7. 0asoline

1Naphtha

(@@ = (7@ :@@ = ;@@ Bahan bakar motor 1

2omponen mogas

9. Heay naphta

tur

(7@ = :@7

(7@ - :7@

;@@ = ?@@

;@@ - ?. 2erosene (7@ = ;@@ ;@@ = 7>7 Bahan bakar rmh tangga

7 = 997 - &uel oil )urnace

- 2omp bhn bakar diesel(@. Heay gas oil ;(7 = ?:7 9@@ = 7@ +elumas

(:. Aacuum gas oil ?:7 = 9@@


30/131

$inyak bumi dianalisis berdasarkan )raksionasi dengan cara melakukan penguapan serta

pengembunan kembali berbagai macam cairan yang mempunyai trayek didih tertentu

seperti table %Susunan senyawa hydrocarbon dalam )raksi minyak bumi' dengan trayek

titik didih yang berlainan sebagaimana tabel berikut ini*

Tabe( =.2 6 Su#unan #enya0a hy&ro+arbon &a(am *rak#i minyak bumi

7rak#iTrayek

Di&ih

$um(ah

Atom

% o(

n. P #o P N A

0as

Bensin

2erosene

Solar 1 0as #il

3ist. +elumas ringan3ist. +elumas Berat

5esidu

P :@ @C

?@ = :@7 @C

:@@ = ;@@

:7@ = ;7@

;@@ = ?@@;7@ = ?7@

Q 7@@ @C

C( = C?

C7 = C(@

C(( = C(;

C(? = C(>

C(

((

-

:@

(7

97

(

-

?;

?;

?<

7:7:

7(

-

(

:(

:?:9

:>

Kom"o#i#i 'a# Bumi

2omposisi gas bumi sebagian besar disusun senyawa carbon dan hydrogen

dengan C dari ( s1d ? serta sebagian kecil C9 dan C>D, selain itu ada beberapa gas ikutan.

Tabe( =./ 6 ,ontoh Kom"o#i#i 'a# Bumi &i n&one#ia

Kom"o#i#iArun Natura( 'a#

% Mo(

San))ata 7(are Line

% Mo(

H:S

C#:

N:

C(

C:

C;

N C?4so C?

N C7

4so C7

C9

C>

N4/

(?,9

@,;?

>(,7:

7,9(

:,7<

@,,;?

@,(:


31/131

H +

0

+

0

H

+ 0

H

0 +

H

Hy&rokarbon 7ormu(a

'a#

S"e+i*i+

)ra?ity

Air41

B"9 ;,

atm

Pre##ure

a"+ur

"re##ure

at 1;; ;7

"#i

'ro##

+a(. a(.

Btu@+u

*t at

;

;

,

,riti+a(

,on&ition#

Tem";,

Pre#

#ure

"#i$ethane

Gthylene

Gthane

+ropylene

+ropane

Butadiene- (,;

Butylene-(

Cis Butylene-:

4so Butylene

4so Butane

n-Butane

CH?

C:H?

C:H9

C;H9

C;H<

C?H9

C?H<

C?H<

C?H<

C?H(@

C?H(@

@.77?

@.9<

(.@;<

(.?7;

(.7::

(.

(.;>

(.;>

(.;>

:.@@9

:.@@9

-(9(.?

-(@;.

-.>

?:.(

-?.7

-9.;

-;.>

-9.

-((.>

[email protected]

-

-

-

::>

(;

7:

(@(:

(9(;

(>>(

:;>@

:7:@

:9<

;@


32/131

b. 2arena letak carbon ditengah-tengah pada system berkala secara terbatas dapat

mengikat logam dan non logam

c. Carbon dapat membentuk ikatan koalen

$inyak bumi dengan Berat $olekul B$ F :7@ = ;@@ dapat diidenti)ikasikan

berdasarkan bentuk senyawa-senyawa hidrokarbon seperti *

a. Hydrokarbon seri para))in

• Normal para))in

• 4so para))in

b. Hydrocarbon seri siklo para))in atau naphtenik

c. Hydrocarbon seri aromatic

d. Hydrocarbon seri ole)in

=.2.1. Ke(om"ok hy&ro+arbon Para**in atau A(kana

Ke(om"ok methane 4 'a# "ara**in hy&ro+arbon ,1 #.& ,=

tom C mempunyai alensi ?

( atom C mengikat ? atom H.

CH? adalah suku pertama alkana si)atnya paling stabil dan merupakan penyusun

utama gas bumi, selain itu terdapat gas hydrocarbon lainnya dalam jumlah kecil,

seperti *

;:


33/131

Para**in Hy&rokarbon ,air

ang termasuk para))in hidrokarbon cair adalah * C7H(: s1d C(7H;:

ang termasuk kelompok ini adalah bensin gasoline, naptha dengan batas didih ?@ =

:@7@C terdiri dari C7 = C(@ dengan (?7 isomer alkana.

Contoh *

Senya0a 5umu# Mo(eku( #omer

+entana

Heksana

Heptana

#ktana

Nonana

3ekana

C7H(:

C9H(?

C>H(9

C7

Contoh 4somer *

- C = C = C = C = C = C = C = C

Normal #ktan * C


34/131

Beberapa contoh hasil )raksinasi 1 distilasi minyak bumi Crude 3istillation Jnit untuk

)raksi dari C9D 3istilasi pada tekanan atmos)ir tmospheric 3istillation antara lain

sebagai berikut *

.

- Heksana C9H(? pada trayek didih 9@ = 7oC

- Normal heptana dan isomer oktana pada trayek didih 7 = (:7 oC

- Jndekana C((H:?, dodekana C(:H:9, tridekana C(;H:@C

Para**in Hy&rokarbon Berat

Hydrokarbon berbentuk padat merupakan )raksi normal C(9 ke atas sampai dengan

C>@H;? disebut hidrokarbon padat.

- Suku pertama ,1H/= * Heksadekana F Cetana

Titik didih F : @C

Titik beku F ( @C

- #o ,2;H=2 * : $etil Nonadekana

Titik beku F ( = C7 dengan titik beku F ?7 = 7? @C dan B$ F P 7@@.

;?


35/131

CH2H2C

C

H2

CH2H2C

CH2H2C

CH2H2C

CH2H2C

CH2

CH2H2C

H2C

CH2H2C

C

H2

Short residu goudron1ma"ud terdapat para))in padat F ceresin C;7 = C77 dengan

titik beku F 97 = @@

Senyawa penyusun ceresin adalah campuran hydrocarbon *

N. lkana F ;< E

Siklo D 4so +ara))in F ?< E

romat F (? E

=.2.2. Ke(om"ok Senya0a hy&ro+arbon ,y+(o A(kana Na"then@Na"thanik.

Si)at-si)at *

(. Titik didih (@ = :@ @C lebih tinggi dari pada alkana dengan jumlah atom C yang

sesuai

:. Harga density lebih besar daripada alkana dengan jumlah atom C yang sesuai.

Senyawa ini bersi)at asphaltic

Contoh *

Nama 5umu# Ban)un5umu#

Mo(eku(

(. Cyclo propana

:. Cyclo butane

;. Cyclo pentane

?. Cyclo heIane

atau

atau

atau

atau

C;H9

C?H<

C7H(@

C9H(:

;7


36/131

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2H2C

C = CH3H2C

H2C

CH – C2H5H2C

CH2H2C

CH – C2H5

+ada minyak bumi dan Bahan Bakar $inyak BB$ kandungannya dapat

mencapai :7 = >7 E sedangkan pada pelumas kandungannya menurun sesuai kenaikan

senyawa aromat.

Sampai C7 terdapat cabang-cabang radikal alkyl CnH:nD(

Contohnya * - CH; $ethyl- C:H7 Gthyl

- C;H> +rophyl

- C?H Buthyl

Secara indiidu dalam )raksi bensin1gasoline terdapat 7@ macam senyawa naphten

Contoh *

$ethyl Siklo +entana (.; 3imethyl Siklo +entana Siklo Heksana

Titik didih F >(,< @C Titik didih F @C

$akin tinggi jumlah atom C maka semakin tinggi titik didihnya. $isal titik didih siklo

heksana F ;@@C lebih besar dari titik didih siklo pentane dan isomernya.

+ada )raksi kerosene terdapat Bi#ik(ik Naphten

;9


37/131

=.2./. Ke(om"ok hy&ro+arbon #eri Aromati+

2elompok hydrocarbon ini adalah senyawa ben"ene dan deriate dari ben"ene dengan

5umus umum * CnH:nD9.

5umus molekul Ben"ene F C9H9, merupakan aromat yang paling sederhana dalam

minyak dan gas bumi.

+ada )raksi kerosene = gas oil :@@ = ;7@ @C terdapat bisiklik kondensasi senyawa

aromatik.

Hydrocarbon aromatic "o(i#ik(ik

5umus *

CnH:n = (:, -(?, -(<

+ada )raksi yang lebih berat kandungan aromatiknya makin meningkat. romatic dan poli

aromatic mempunyai berat jenis dan indeks bias yang besar serta temperature kristalisasi

yang tinggi.

Hy&rokarbon Tem"eratur Kri#ta(i#a#i

- Ben"ena 7,9 @C

- +araIylen (;,(;@

C- Napthen

HC

HC

HC

CH

C

C

HC

CH

HC

HC


38/131

H2C

H2C CH2

CH2

C

H2

HC

HC

CH

CH

CH

CH

=.2.=. Struktur 'rou" Ana(i#a Kom"o#i#i Hy&rokarbon Hy"ote#a

H H H H H H H

H;C = C = C = C = C = C = C = C = CH; C+ F

H H H H H H H

CN F 7 C F 9

$a&i 6

+rosentase karbon pada struktur para))in

?7E(@@EI:@

H=

+rosentase karbon pada struktur Napthenik

:7E(@@EI:@

7=

+rosentase karbon pada struktur romatik

;@E(@@EI:@

9=

Kom"onen Den)an Berat Mo(eku( Be#ar

Senyawa hydrocarbon dengan harga B$ besar atau tinggi yang dijumpai di dalam

minyak adalah * - 5esin = staltena = 2arbena - 2arboida

Senyawa resin berbentuk pasta yang dapat dipisahkan dengan metode adsorbsi dengan *

lumina, silikat atau actie clay sebagai adsorben.3alam minyak bumi sering dijumpai

senyawa resin sampai :@E. B$ resin F


39/131

=./. 7rak#i 'a# Hy&ro+arbon

+roduksi gas hydrocarbon dapat diperoleh langsung dari dalam perut bumi dan

dapat juga dihasilkan dari proses )raksionasi1proses pengolahan minyak bumi yang

dikenal dengan sebutan )raksi gas. 2arena )raksi ini banyak digunakan sebagai bahan

bakar re)inary1kilang minyak, maka sering disebut &uel 0as. Sedangkan )raksi gas

dengan jumlah atom C; U C? yang lebih dikenal dengan /+0 banyak digunakan untuk

bahan bakar rumah tangga dan industri petrokimia.

=./.1 Karakteri#tik 'a#

0as bumi adalah campuran dari senyawa hidrokarbon berbentuk gas dengan

bermacam-macam impurities. 0as-gas hidrokarbon yang biasanya ditemukan didalam

gas bumi ketika diproduksikan, biasanya disebut wet gas terdiri dari methane, ethane,

propane, butanes, pentanes dalam tingkat yang lebih kecil, heIanes, heptanes, octanes

dan komponen-komponen yang lebih berat.

&raksi berat ini dihilangkan kemudian gas kering dry gas disalurkan melalui

pipa terutama sebagai campuran dari methane dan ethane, dimana porsi yang paling besar

adalah methane.

=./.2 Kom"o#i#i 'a# Bumi.

3alam komposisi gas bumi, ada : dua klasi)ikasi umum *

(. Non-a##o+iate& )a# yang terjadi secara alamiah berupa phase gas dan tidak

berasosiasi dengan sumber minyak bumi.

:. A##o+iate&-&i##o(?e& gas dimana gas bisa berupa gas cap associated atau

sollution dissoled yaitu gas tersebut larut dalam minyak bumi pada

sumbernya.

+erbandingan penyusunan campuran hidrokarbon terjadi di dalam reseroir, tergantung

pada beberapa )aktor antara lain *

;


40/131

H C

H

Cyclopropane

C

H

H

C

H H

C3H6

Cyclohexane (C6H12)

H H

C

H H

C

C

H

H

C

H H

H H

C

C

H

H

C

C

C

C

H

C

C H

H

HH

H

Benzene (C6H6)

CH4 H C

H

H

H

Methane

H C

H

H

Ethane (C2H)

C

H

H

H

!ropane (C3H)

H

C C C

H H

H H H

H H

n " B#tane (C4H10)

H

C C C

H H

H H H

HC

H

H

H

$ " B#tane (C4H10)

H

C C C

H H

H H

H H

C

H

H H

2omposisi dari material asli

Tekanan dan suhu

2emungkinan bagian dari hidrokarbon itu telah melepaskan diri ke permukaan

dan menguap

+enyusun gas bumi pada umumnya campuran gas-gas hidrokarbon dengan

struktur molekul 'straight chain' atau 'para))in' juga ditemukan gas-gas hidrokarbon

dengan struktur molekul 'cyclic' atau 'cincin' di dalam campuran dan senyawa 'aromat'

yaitu ben"ene dan deriatnya.

=././ Struktur Mo(eku( 'a# Hi&rokarbon

?@


41/131

PARAFFIN COMPOUNDSCYKLIC COMPOUNDS &

(Saturated Straight Chain) AROMATIC

3ibawah ini komponen-komponen tipikal dari beberapa macam gas di dalam industri *

2#$+#NGN

C#: H:S N: C( C: C; iC? nC? iC7 nC7 C9 C>

4nert 0as - - - - - - - - - -

cid 0as - - - - - - - - - -

/N0 - - - - - -

Natural 0as

/+0 - - - - - - - -

Nat 0asoline - - - - -

N0/ - - - -

Condensate - - - - - -

=./.= Si*at 'a# Bumi

?(


42/131

Si)at kimia gas bumi akan menentukan si)at )isikanya. Sementara si)at )isik gas

bumi ditentukan oleh komposisi campuran penyusunnya. 3engan analisa gas bumi dapat

diketahui komponen murni penyusun gas bumi tersebut.

Berbagai si)at-si)at )isik dapat ditentukan dengan menggunakan si)at-si)at )isik

tiap komponen murni di dalam campuran.

Si)at-si)at )isik yang paling berguna dalam pemrosesan gas bumi adalah *

- $olecular Meight berat molekul

- &ree"ing +oint titik beku

- Boiling +oint titik didih

- 3ensity

- Critical Temperature temperatur kritis

- Critical +ressure tekanan kritis

- Heat o) Aapori"ation

- Speci)ic Heat

METHANA +ada ;@'Hg, 9@@ &

- Tekanan kritis * 9>; psi

- Temperatur kritis * ;?;,( @ 5

- 3ensity * @,?:: lb1cu )t

- 3erajat +4 liL * ;?@

- Berat molekul * (9,@;:

- $elting point * ?;@,@? @5

- Heat apouri"ation * :?7 Btu1lb

- Speci)ic Heat * @,@:7( Btu1cu )t F@,7:9 Btu1lb

- S0 * gas * @,77?? udara F (

cair * ;

ETHANA +ada ;@'Hg, 9@ o&

- S0 gas * (,@?; udara F (

- 0ross combustion heat * (>>( Btu1cu )t F ::;@? Btu1lb

- ( pound lb * (:,?7 cubic )eet

- ( cu )t * @,@


43/131

- Titik nyala maI * ;>(@ @&

- Berat molekul * ??,@9

- $elting point * (7;,> @5

- Speci)ic Heat * @,@799 Btu1cu )t F @,;@ Btu1lb

- S0 * (,7:: udara F (

P5OPANA - +ada ;@'Hg, 9@ o& +air

- 3erajat +4 liL * (?>

- Heat Aapouri"ation * (;@@ Btu1gallon

- ( liLuid gallon * ;9,7: cu )t

- S0 * @,7@<

BUTANA +ada ;@'Hg, 9@

o

&- S0 * :,@9> udara F (

- 0rass combustion heat * ;:9> Btu1cu )t

- ( cu )t * @,(7;7o&

Senyawa kimia yang tak dikehendaki disebut 4mpurities 2otoran sering

dijumpai dalam gas bumi dan harus dihilangkan sebab sering menyebabkan kesulitan-

kesulitan dalam proses dan penanganan dan pemakaian gas. 2omponen-komponen

impurities tersebut antara lain adalah *

- Hidrogen Sul)ida * H:S

- Carbon 3ioksida * C#:- $erchaptan * 5SH

- Jap air * H:#

- 0as yang tidak dapat terbakar * N: dan He

- +entanes * C7H(:- Hidrokarbon yang lebih berat * diatas C7

dapun kerugian yang dapat ditimbulkan oleh adanya 4mpurities tersebut adalah *

- 2orosi

- 2eracunan

- +olusi

- +embentukan hydrate pada sistem transmisi dan distribusi

- $enurunnya nilai kalor

- $engganggu proses pembakaran

=./.< Su#unan Senya0a-#enya0a Da(am 'a# Bumi

Tabe( =.< 6 Ana(i#i# 'a# Bumi Ti"ika(

KOMPONEN ASSO,ATED

'AS

LO:

P5ESSU5E

H'H

P5ESSU5E

?;


44/131

Mo( "er+entNON ASSO-'AS

Mo( "er+ent

NON ASSO-'AS

Mo( "er+ent

$GTHN

GTHN+5#+NG

i = BJTNG

n = BJTNG

i = +GNTNG

n = +GNTNG

HGNG

HG+TNG 3N D

C5B#N 34#2S43

H435#0GN SJ/&43

N4T5#0GN

:>.7:

(9.;?:.(<

7.;>

(>.(<

:.(<

(.>:

@.?>

@.@?

@.@@

@.@@

@.@@

>(.@(

(;.@>.(

(.9<

:.@

(.(>

(.::

(.@:

@.

@.;(

@.??

@.(9

@.(>

@.:>

:.?:

@.@@

@.@@

@.@@

TOTAL 1;;.;; 1;;.;; 1;;.;;

=.= 7rak#i LiFui& Pro&uk Minyak Bumi

3ari beberapa jenis produk yang dihasilkan, seperti tertera pada diatas, hanya beberapa

produk saja yg akan disampaikan dalam materi ini, antara lain sebagai berikut*

=.=.1 ELP$-LP' LiFui*ie& Petro(eum 'a#

/+0/iLui)ied +etroleum 0as umumnya dapat diperoleh dari peman)aatan gas

yang dihasilkan oleh Jnit +engolahan minyak bumi atau kilang BB$ atau 5e)inery, baik

+rimary +rocessing maupun Secoundary +rocessing. 3isamping itu /+0 juga dapat

diperoleh dari 0as lam melalui +roses +emurnian1+uri)ication di /N0 /iLui)ied

Natural 0as +lant, menghasilkan produk sampingan gas +ropane dan Butane Sebagai

/+0.

Seperti halnya produk minyak lainnya, /+0 merupakan senyawa hydrocarbon

dengan komposisi utama C;H


45/131

/iLui)ied +etroleum 0as sesungguhnya persenyawaan hydrocarbon yang tidak

berbau dan tidak berwarna. Namun untuk keamanan atau keselamatan kerja1sa)ety bagi

konsumen atau pemakainya, kedalam /+0 di injeksikan dalam jumlah kecil Gthyl atau

Buthyl $ercapthan C:H7 atau C?H-SH yang memiliki bau menyengat, sehingga

konsumen dapat mengetahui apabila terjadi kebocoran pada saat pemakaiannya dan

mengambil langkah-langkah pengamanan untuk mencegah terjadinya bahaya

kebakaran1peledakan, misalnya meniadakan sumber api, menutup kran /+0, membuka

pintu1jendela sehingga udara masuk bebas dan berlebihan ke dalam ruangan, dlsb.

Pen))unaan LP'

+ada dasarnya /+0/iLuigied +etroleum 0as dapat digunakan untuk berbagai

macam keperluan seperti halnya *

Bahan bakar kendaraan bermotor BB0

Bahan bakar industri kemasan 7@ kg atau lebih.

Bahan bakar rumah tangga saat ini beredar kemasan ; U (: kg

Bahan Bakar 0as BB0 sebenarnya telah dikenal lama Tahun (;@, namun

belum diproduksi secara besar-besaran dan kualitas U Spesi)ikasi belum seperti saat ini.

+ersatuan 0as tingkat dunia nternationa( 'a# Union, meng-in)ormasikan bahwa

saat ini terdapat sekitar ?@ Negara dan lebih dari setengah juta kendaraan telah

menggunakan BB0. 3ari sejumlah negara tersebut, 4tali adalah negara pertama yang

menggunakan BB0 lalu diikuti oleh negara-negara lain seperti * !apang-rgentina-5usia-

Selandia Baru-merika Serikat dll. Sementara penggunaan BB0 di n&one#ia #en&iri

baru re#mi &i"a#arkan "a&a tan))a( 1 A"ri( 1.

Bahan Bakar 0as memiliki berbagai keunggulan di sektor Transportasi. Selain relatip

lebuh murah juga aman, irit dan menjadikan mesin lebih awet serta ramah lingkungan.

2arenanya BB0 akan menjadi bahan bakar yang makin diminati di masa-masa

mendatang.

Glpiji-/iLui)ied +etroleum 0as /+0 dapat dibagi menjadi ; golongan *

a. Glpiji +ropana dominan C;

b. Glpiji Butana dominan C?

c. Glpiji Campuran, terdiri dari campuran propan dan butana dengan komposisi

minimum >.7 E olume.

Jmumnya di 4ndonesia yang diproduksi adalah Glpiji yang komposisinya terdiri dari *

?7


46/131

Gtana C:H9 iso butilena C?H<Gtilena C:H? trans :-butena C?H<+ropana C;H< cis :-butena C?H<+ropilena C;H9 (,; butadiena C?H94sobutana C?H(@ iso pentana C7H(:n-butana C?H(@ n-+entana C7H(:

Si)at-si)at spesi)ikasi dari ketiga jenis Glpiji diatas adalah sebagai berikut *

LP' MG

ANALSA

SATUAN LP' MG

BATASAN

Spec.0ra 9@19@o&Aapour +ressure at (@@o&Meathering Test at ;9o&

Copper Corrosion ( hrs,(@@o&Total Sulphur Mater content2omposisi * C: C; dan C? C7D C7 and HeaierGthyl or buthyl $ercaptan added

- +sig E ol

- ppm 0rains1(@@ cu)t

E ol E ol E ol ml1(@@ 0

To be reported $aI. (:@ $in 7

$aI. ST$ No.4 $aI. (7 N@ &ree water

$aI. @.:@ $in. >.7@ $aI. :.@ 7@

P5OPANA

ANALSA

SATUAN LP' P5OPANA

BATASANSpec.0ra 9@19@o&

Aapour +ressure at (@@o&

Meathering Test at ;9o&

Copper Corrosion ( hrs,(@@o&

Total Sulphur

Mater content

2omposisi *

C; Total

C? D C? and heaier

Gthyl or buthyl $ercaptan added

-

+sig

E ol

-

ppm

0rains1(@@ cu)t

E ol

E ol

ml1(@@ 0

To be reported

$aI. :(@

$in 7

$aI. ST$ No.4

$aI. (7

$in. 7.@

$in. :.7@

7@

LP' BUTANA

ANALSA

SATUAN LP' BUTANE

BATASAN

Spec.0ra 9@19@o&Aapour +ressure at (@@o&Meathering Test at ;9o&Copper Corrosion ( hrs,(@@o&

Total Sulphur

- +sig E ol -

ppm

To be reported $aI. >@ $in. 7 $aI. ST$ No.4

$aI. (7

?9


47/131

Mater content2omposisi * C; C?

C7 D C7 and heaier

Gthyl or buthyl $ercaptan added

0rains1(@@ cu)t

E ol E ol E ol

ml1(@@ 0

$aI. >.7@ $in. :.7@ Nil

7@

Spesi)ikasi secara umum dide)inisikan sebagai ketentuan dalam menetapkan

kualitas yang harus dipenuhi oleh suatu produk. 2ualitas yang dimaksudkan adalah

menyangkut aspek teknis yaitu penggunaan produk itu sendiri baik sebagai bahan bakar

yang ditentukan oleh nilai kalorinya maupun sebagai bahan bakar kendaraan bermotor

unjuk kerja mesin.

Spesi)ikasi produk /+0 di 4ndonesia yang dipasarkan oleh +ertamina ditentukan

oleh aspek teknis, ekonomi dan kebijakan pemerintah melalui +eraturan 3irjen $igas.!kt

+ada tabel pengujian karakteristik produk /+0 terlihat bahwa pengujian produk

/+0 menggunakan metode Jji ST$ merican Society )or Testing and $aterial

sebagai metode baku dalam pengujian produk $igas yang berlaku di hampir semua

negara di dunia.

3ari karakteristik yang terdapat dalam spesi)ikasi produk /+0 menetapkan aspek

teknis U sa)ety antara lain *

a. Harus cukup bersih dan tidak menimbulkan korosi) pada logam.

b. Tidak boleh mengandung produk terlalu berat1tidak mudah menguap1pembakar

tidak sempurna.

c. Tidak boleh mengandung komponen yang terlalu ringan1mudah menguap karena

hal ini akan mengakibatkan penymbatan uap atau terjadinya jebakan-jebakan uap1

Aapour /ock sehingga akan menghambat aliran bahan bakar itu sendiri.

d. Harus ada indikasi bila ada kebocoran, guna menghindari bahayakebakaran1peledakan1kecelakaanspek Sa)ety. Jntuk ini biasanya diinjeksikan

sejumlah Gthyl atau Buthyl $ercapthan dalam produk /+0.

3ari beberapa jenis produk yang dihasilkan, seperti tertera pada tabel ?.( tentang %&raksi-

)raksi produk minyak bumi' terdahulu, hanya beberapa produk saja yang akan

disampaikan dalam materi ini, antara lain sebagai berikut *

=.=.2 'a#o(ine

?>


48/131

0asoline adalah campuran komplek hydrocarbon yang mempunyai titik didih

dibawah (


49/131

Si*at Keber#ihan > Stabi(ity9 berhubungan dengan kebersihan U stability dalam

transportasi dan penimbunan. 0asoline harus tidak mengandung bahan-bahan yang tidak

dikehendaki seperti '0um' dan senyawa pengotor lainnya. 0asoline harus cukup stabil,

dalam arti kata tidak berubah selama penyimpanan, tidak terjadi degradasi kualitas, tidak

bereaksi dengan udaraoksidasi dan logam atau bahan lainnya.

4ndikasi si)at kebersihan U stabilitas produk gasoline tersebut dapat diketahui dari

analisa antara lain sebagai berikut*

GIistent 0um, mg1(@@ ml ST$ 3-;

Si*at Pen)ua"an atau si)at kemudahan menguap Aolatilitas merupakan salah satu

aspek penting untuk menjaga kelancaran kerja mesin ysng menggunakan bahan bakar

gasoline. Bila gasoline terlalu mudah menguap, maka uap tersebut akan mengisi saluran

bahan bakar atau pompa bahan bakar sehingga akan terjadi sumbatan uap apour lock

yang mengakibatkan kurang lancarnya aliran bahan bakar ke ruang pembakaran. 0una

menghindari terjadinya hal tersebut diperlukan analisa tekanan uap1 5eid Aapor +ressure,

metode ST$ 3-;:;.

Si*at-#i*at &an "en))unaan 'a#o(ine

+ada mulanya kriteria kualitas1mutu gasoline adalah Baume atau +4 garaity.

$isalnya >@@

+4 graity gasoline mengandung sedikit bila ada konstituen kerosene berat heay dari pada 9@ o+4 graity gasoline.

4ni berarti, bahwa gasoline >@ o+4 mempunyai mutu yang lebih bagus dan

penggunaannya lebih ekonomis. 2riteria mutu gasoline dengan menggunakan o+4

graity tidak lama dipertahankan. 2emudian, unjuk kerja per)ormance dan mutu

gasoline, ditetapkan dari ketahanannya terhadap knock ketukan, disebut 'detonasi' atau

'2etukan'atau 'bunyi mendesis'.

?


50/131

$utu anti knock bahan bakar, diberikan batasan 'sebagai power dan ekonomi

dimana )uel itu dapat dihasilkan'. 3ikatakan bahwa, mutu anti knock )uel menjadi lebih

tinggi, bila )uel itu mempunyai power dan e)isiensi engine yang lebih.

+ada perkembangan selanjutnya, mutu gasoline ditetapkan berdasarkan atas

kebutuhan power engine yang lebih, dan bukan dari knocking. 2nocking bukan

merupakan1menjadikan problem. 2ebutuhan power engine yang lebih, pertama

diketemukan dengan memperluas piston menjadi (9 silinder, yang ditandai oleh naiknya

ratio kompresi.

+ada tahun (::, diketemukannya TG/ yang sangat bagus sebagai bahan anti

knock, bila bahan ini ditambahkan kedalam gasoline. 3an gasoline yang mengandung

TG/ menjadi lebih luas penggunaannya.

+ada tahun (;@, timbul suatu problem, yaitu bagaimana kenaikan si)at anti

knock gasoline dari hasil krakingV $asalah itu terpecahkan pada tahun (;;, yaitu

dengan menggunakan Test Gngine silinder tunggal, dimana karakteristik anti knock suatu

gasoline dinyatakan dalam trem 'angka oktana' octane number. ngka oktana octane

number, dinyatakan dengan range skala dari @ sampai (@@. $akin tinggi angka oktana

suatu gasoline menunjukkan karakteristik anti knock yang lebih bagus.

3ibedakan atas dua pengujian anti knocking gasoline, yaitu *

a. $enurut ST$ 3-:>@@ dan ST$ 3-:>:;, disebut '$otor #ctane

Number' $#N

b. $enurut ST$ 3-:9 dan ST$ 3-:>::, disebut ' research octane

number' 5#N.

$etoda pengujian yang digunakan untuk penetapan anti knock suatu gasoline

adalah dengan memperbandingkan campuran yang dibuat dari dua senyawa hidrokarbon

murni yaitu ' normal-heptana,C>H(9 dan iso oktana :, :, ?-trimetil pentana'.

CH;-CH:-CH:-CH:-CH:-CH:-CH; * n-heptana

CH; CH;

CH;-CH-CH:-C-CH; 4so oktana * :.:.? Tri metal +entan

CH;

7@


51/131

4so oktana mempunyai angka oktan (@@ dan mempunyai ketahanan yang paling

tinggi terhadap knocking, tetapi n-heptana mempunyai angka oktana @ yang mempunyai

ketahanan yang paling rendah terhadap knocking.

Jntuk mempelajari angka oktana dari tiap jenis hidrokarbon dapat diberikan

beberapa ketentuan sebagai berikut *

a. n-para)in mempunyai si)at knocking yang kurang baik, dan angka oktana

menjadi lebih jelek dengan naiknya berat molekul.

b. 4so para)in mempunyai angka oktana yang lebih tinggi dari bentuk isomer

normalnya dan angka oktana menaik dengan bertambahnya rantai cabang.

c. #le)in mempunyai angka oktana yang lebih tinggi dari normal para)in dengan

jumlah atom C yang sama.

d. Naphthen umumnya lebih baik dari n-para)in, tetapi jarang mempunyai angka

oktana yang tinggi.

e. romatik umumnya mempunyai angka oktana yang tinggi.

+ersentase campuran antara n-heptana dan isi oktana, dijadikan sebagai re)erensi

ukuran besarnya angka oktana. Berapa persen jumlah iso oktana yang digunakan untuk

dicampur dengan normal heptana, menunjukkan besarnya angka oktana.

$isalnya, campuran dari @E ol iso oktana dan (@E ol. n-heptana, mempunyai angka

oktana F @.

Tabe( =. 6 An)ka Oktana &ari Senya0a-Senya0a Hi&rokarbon Murni.

ngka #ktana

Hidrokarbon

5esearch $otor

Norma( Para*in

+entana 9(,> 9(,

Heksana :?,< :9,@

Heptana @,@ @,@

#ktana -(,@ -(7,@

Nonana -(>,@ -:@,@

#o"ara*in

:-$ethylbutana isopentana :,; @,;

:-$ethylheksana isoheptana ?:,? ?9,?

:-$ethylheptana isooktana :(,> :;,<

7(


52/131

:,?-3imethylheksena 97,: 9,

:,:,?-Trimethylpentana 'iso-oktana (@@,@ (@@,@

O(e*in

+entana-( @, >>,(

#ktena-( : ;?,>

#ktena-; >:,7 9


53/131

@, (@,7

(,7 (((,@ ?,7 (( (((,> 7,7 ((,>

(,< ((:,( 9,@ (:@,;

(, ((:,7

:,@ ((:,<

W Tetra Gthyl /ead ml per JS gal.

=.=./ A?iation )a#o(ine A?i)a#

Trayek didih ;< = (>@oC (@@ = ;?@o&. gas tidak mengandung gas hidrokarbon

butana. Terdiri dari beberapa jenis komposisi.

2omposisinya * +ara)in dan isopara)in * 7@-9@ E

Naphten * :@ -;@ E

romatik * (@ E

Tidak mengandung ole)in.

Sedang pada motor gasoline mengandung sampai ;@ E ole)in dan ?@ E aromatik.

Si*at-#i*at ma#in) Jma#in) kom"onen

- +ara)in * $empunyai nilai tinggi, dan senyawa kimia yang stabil

pentana U heksana

- 4sopara)in * $empunyai angka oktana yang tinggi, baik dalam kondisi

campuran gemuk rich miIture maupun campuran kurus

poor1lean miIture bahan bakar.

- #le)in * $empunyai si)at-si)at antiknock yang relati) jelek,

pembentuk gum dan penyebab terjadinya penyalaan awal.

- Naphthen * $empunyai trayek didih yang baik.

- romatik * $empunyai si)at antiknock yang bagus eIcellent antiknock

characteristic.

7;


54/131

=.=.= Na"htha Petro(eum So(?ent

Terdapat : macam naphtha ali)atik dan naphtha aromatik. li)atik solent terdiri

dari hidrokarbon para)inik dan siklo para)inik naphthenik, yang lansung dapat

dihasilkan dari distilasi Crude. Sedang aromatik solent terdiri dari hidrokarbon

aromatik, umumnya adalah alkil ben"ena yang tersubtitusi, dihasilkan dari petroleum

sebagai straight run material. Naphtha dapat dibuat dengan cara sebagai berikut *

&raksionasi dari straight-run, kraking dan re)orming distilat atau )raksionasi

Crude +etroleum.

Solent ekstrasi.

Hidrogenasi kraking distilat.

+olimerisasi senyawa-senyawa ole)inik.

+roses alkilasi.

+ada kenyataannya Naphtha dibuat lebih dari satu proses diatas. Secara umum

Naphtha dibuat secara distilasi dan bergantung pada unit distilasi. Hasilnya adalah satu

atau dua Naphtha, yaitu *

- Single Naphtha dengan end point :@7o C ?@@o &

- Straight-run gasoline

a. /ight Naphtha, end point (:@oC :7@o &

b. Heay Naphtha

Sebelum Naphtha dilakukan redistilasi menjadi sejumlah )raksi dengan trayek didih

untuk solent ali)atik, dilakukan treating guna menghilangkan senyawa sul)ur, dan juga

hidrokarbon aromatik penyebab adanya bau. Naphtha yang tidak mengandung

hidrokarbon aromatik disebut Heay alkylate yang hendak digunakan sebagai solent

ali)atik dan juga sebagai aiation alkylate.- Jntuk menghilangkan sul)ur dilakukan treating kimia dengan larutan alkali,

larutan doctor, larutan CuCl: atau treating agent lainnya.

- Jntuk menghilangkan hidrokarbon aromatik, dilakukan dengan cara solent

ekstrasi Gdeleanu process, JndeI-process, hidrogenesi dan adsorbsi dengan

silika gel.

Ke)unaan Na"htha

7?


55/131

3igunakan sebagai * (. Solent diluents cat, :. Sebagai dry-cleaning solents, ;.

Solent untuk cutback asphalt, ?. Solent dalam industri karet, dan 7. Solent untuk

proses industri ekstraksi.

So(?ent ,at

3ikenal : macam solent cat, yaitu *

- Solent ringan, trayek didih ;


56/131


57/131

=.=. A?tur

tur iation Turbine &uel merupakan bahan bakar yang digunakan untuk pesawat

terbang !et atau pesawat yang bermesin turbine. +esawat bermesin turbine mempunyai

kemampuan terbang lebih cepat, jarak jelajah1jarak tempuh lebih jauh. 2ondisi ini yang

menyebabkan pesawat bermesin turbine1jet cocok untuk penerbangan sipil antar benua

maupun keperluan militer.

#leh karena pesawat terbang bermesin turbine dipergunakan untuk keperluan

yang lebih berat, maka bahan bakar atur yang digunakan harus memenuhi beberapa

persyaratan pokok yaitu * $ampu menghasilkan per)ormance1unjuk kerja yang optimum

pada mesin baik system bahan bakarnya maupun kondisi operasi mesin yang berariasi

pada ketinggian tertentu suhu udara antara ;@ s1d = ?@oC dan tekanan udara lebih rendah

dari ( atm.

$ekanisme kerja mesin turbine*

&ystem pembakaran dalam ruang bakar mesin tuebine, udara pembakaran

ditekan melalui kompresor ke combustion chamber bersama bahan bakar (a%tur)

disemprotkan dan terbakar sehingga menghasilkan panas dan teradi pengembangan

gas. 3enaga yang timbul sebagian digunakan untuk menggerakkan kompresor dan

mengalirkan gas dengan kecepatan amat tinggi keluar mesin. liran amat tinggi inilah

yang merupakan momentum menggerakkan pesa'at ke dapan.4

Berbeda dengan mesin pesawat yang berbaling-baling piston engine dimana

bahan bakar mengalami tekanan cukup tinggi >@ atm, pesawat jet tidak mengalami

tekanan setinggi piston engine. #leh karena itu dalam pesawat jet, syarat oktan number

tidak begitu penting.

+ersyaratan penting yang harus dipenuhi oleh bahan bakar atur adalah syarat

pembakaran, syarat penguapan dan syarat kebersihan yang sama dengan $otor 0asoline

termasuk aigas.

Syarat Pembakaran > Pen)ua"an

Bahan bakar atur dalam mesin turbine disemprotkan sehingga berbentuk kabut

atau uap atur,yang dikontrol dengan analisa distilasi. Sementara dalam pembentukan

sebagian kabut diperlukan persyaratan analisa iscosity.

7>


58/131

Syarat Keber#ihan

2arena dalam system pembakaran bahan bakar disemprotkan, maka cenderung

akan terjadinya endapan carbon1carbon deposite dalam ruang bakar. +embentukan carbon

deposite ini dapat dikontrol dengan analisa kandungan aromaticnya.

Selain itu kadar belerang1sulphur harus dibatasi untuk menghindarkan terjadinya

korosi). Selanjutnya penggunaan atur pada ketinggian tertentu yang suhunya rendah

harus bebas dari kandungan air1bintik-bintik air sebagai impurities karena akan terjadi

pembekuan 1 pembuntuan pada system aliran bahan bakar.

Kom"o#i#i Hy&ro+arbon

2omposisi senyawa hydrocarbon sebagai bahan bakar atur terdiri dari jenis hydrocarbon

yang memiliki atm carbon berkisar antara C(@ s1d C(> dengan rincian secara umum *

• +ara)ine * 7> E

• Naphthene * :9 E

• romatic * (9 E

• #le)ine * ( E

+ersentase +ara)ine lebih tinggi karena hydrocarbon para)ine sangat baik untuk

bahan bakar atur* Stabil dalam penyimpanan, Nilai kalori yang cukup tinggi dan

menghasilkan pembakaran yang bersih. Tidak seperti halnya romatic, disamping nilai

kalorinya yang rendah, juga cenderung membentuk asap1jelaga1carbon deposite.

Sementara #le)in juga kurang dikehendaki karena mudah bereaksi1mudah teroksidasi

yang dapat membentuk getah0um

=.=.C 7UEL OL

&uel oil diklasi)ikasi atas beberapa type, namun umumnya terbagi atas : dua

type utama, yaitu *

a. Di#ti(ate *ue( oi(. b. 5e#i&ua( *ue( oi( istilate fuel oil * dihasilkan dari proses penguapan dan kondensi selama distilasi dan

mempunyai trayek didih tertentu serta tidak mengandung komponen minyak bumi yang

mempunyai titik didih tinggi komponen asphaltik.

0esidual fuel oil * mengandung sejumlah residu dari Crude oil distilasi atau thermal

cracking. 4stilah distilat )uel oil dan residual )uel oil telah kehilangan makna, karena

sekarang )uel oil dibuat untuk tujuan khusus, yang mungkin distilat, residual atau

7


59/131

campuran dari keduanya. 4stilah-istilah itu misalnya domestic )uel oil, diesel )uel oil dan

heay )uel oil, yang menunjukkan sesuai dengan penggunaan dari )uel oil itu.

Dome#ti+ 7ue( Oi(

3omestic )uel oil digunakan terutama untuk keperluan bahan bakar rumah tangga.

Termasuk domestic )uel oil disini adalah *

2erosine

Stoe oil

&urnace )uel oil.

Dome#ti+ *ue( oi( adalah termasuk tipe distilat )uel oil. Stoe oil, seperti halnya juga kerosine, merupakan straight run )raksi dari Crude. Sedang &uel oil yang lain,biasa

nya berasal dari blending dari dua )raksi atau lebih, dimana salah satunya yang digunakan

sebagai blending adalah cracked gas oil. Sedang )raksi yang lain adalah heay naptha,

light dan heay gas oil.

S"e+i*ika#i.

2walitas bahan bakar berupa kerosine sangat ditentukan oleh beberapa parameter berikut

ini *

(. Spesi)ic 0raity

:. 3istillation

;. &lash +oint bel

?. Smoke +oint

7. Colour /oibond

9. Chart Aalue

Hea?y 7ue( Oi(

Heay )uel oil terdiri dari bermacam-macam oil yang mempunyai titik didih

diawali dari distilat sampai residual oil, pemanasan sampai :9@oC 7@@o& atau lebih.

Heay )uel oil merupakan hasil blending dari residual oil dengan distilat, sesuai dengan

tujuan kegunaan khusus.

7


60/131


61/131

antara cracked gas oil dan residu dari )raksionasi )ractionator bottom yang

mengandung sul)ur rendah.

7ue( Sy#tem

2arakteristik1si)at physis dari )uel oil sangat menentukan kwalitas dari pada )uel

oil tersebut, antara lain *

1. &pecifik /ra%ity.

dapun nilai spesi)ik graity ini mempengaruhi terhadap si)at-si)at antara lain*

+anas pembakaran heating alue

E wt hydrogen dan carbon.

C-H ratio.

2arakteristik )actor 2.

Biasanya ada hubungan dalam bentuk gra)ik antara si)at-si)at tersebut .

2. 5lash Point (3itik Nyala).

&lash point1titik nyala suatu )uel oil tidak ada e)ect terhadap pemakaiannya. kan

tetapi sangat penting untuk handling U storage yang ada hubungannya dengan masaalah

sa)ety1keselamatan kerja.

6. Viscosity (7ekentalan)

Si)at physis1karakteristik ini sangat penting dalam handling transportasi,

perpompaan dan proses otomisasi1pengabutan. Aiscosity merupakan )ungsi dari pada

perubahan tempratur1suhu, sehingga dalam )uel system, iscosity dapat diatur dengan

preheater. Jntuk penggunaan jenis burner'/$+ combuster' harga iscosity )uel oil

sekitar :@ cSt agar proses otomisasi pengabutan berjalan sempurna.

8. &ulphur content (7andungan sulphur)

+ada umumnya kandungan sulphur dalam crude oil ber ariasi dari @.( s1d

[email protected] E wt. +ada proses )raksionasi, sulphur ini akan terdistribusi pada tiap-tiap )raksi dan

kadarnya meningkat dengan beratnya )raksi. Sehingga )raksi berat berupa residue

9(


62/131


63/131

a. 3apat menyumbat no""le burner.

b. brasi pada burner tube.

;. Panas Pembakaran (@ SYX(- D D OY D ?@7@ O BTJ1lb

dimana * S F Speci)ik 0raity

F Mater Content

F sh Content

O F Sulphur Content.

=.=. LUB5,ATN'T Oi( @ Minyak Pe(uma#

+ada awal pengilangan, lubricating oil pelumas termasuk produk ke dua setelah

kerosene. +elumas merupakan hasil sampingan dari pabrik para)in waI.

Tahun (


64/131

digunakan minyak binatang dan minyak tumbuh-tumbuhan animal U egetable oil

seperti )atty oil, castrol oil, palm oil dan sebagainya.

3engan berkembangnya indusrti, maka kebutuhan akan minyak pelumas menjadi

bertambah, sehingga dibuat pelumas sintesis synthetic oil yaitu polyglycol, silicones,

polyphenyl ether, dan sebagainya. Bersamaan dengan itu, tahun (


65/131


66/131

- $empunyai iskositas yang paling tinggi diantara ketiganya, tetapi

mempunyai iskositas indek sangat rendah, terutama untuk aromat rantai alkyl

pendek poli aromatik

- romatic rantai alkyl pendek mempunyai pour point yang sangat berariasi,

bergantung pada struktur. Sedang aromat rantai alkyl panjang mempunyai

pour point rendah

romat rantai romat rantai

alkil pendek alkil panjang

- Senyawa aromat rantai panjang mempunyai daya tahan oksidasi baik, tetapi

aromatic rantai alkyl pendek sangat mudah teroksidasi. $empunyai termal

stabilitas ketahanan terhadap panas yang baik.

,iri-+iri Minyak Pe(uma#

Jntuk memperoleh minyak pelumas siap pakai, dilakukan pencampuran

blending antara minyak pelumas dasar base stock dan beberapa aditi). &ungsi

aditi) adalah untuk memperbaiki mutu minyak pelumas, sehingga aman di dalam

pemakaian.

Ciri"ciri min#a$ %elumas #ang bai$ adalah *

- Aiskositas tinggi

2arena dengan iskositas tinggi,berarti pelumas itu tetap membentuk lapisan )ilm

pada bagian yang dilumasi, lebih-lebih apabila pelumas itu digunakan untuk mesin-

mesin yang bekerja pada kondisi operasi yang berat.

- 4ndek iskositas tinggi

99


67/131

2arena dengan indek iskositas tinggi, berarti pelumas itu tidak dipengaruhi oleh

adanya perubahan1perbedaan temperatur, sehingga pelumasan tetap baik daerah yang

berbeda temperaturnya.

- +our point rendah

2arena dengan pour point rendah, berarti pelumas tetap ber)ungsi apabila keadaan

dingin, khususnya saat mesin hendak dihidupkan start.

- Aolatilitas rendah

2arena dengan olatilitas kemudahan menguap rendah, berarti pelumasan yang

hilang selama pemakaian dapat dicegah.

- 3aya tahan terhdap panas thermal stability dan oksidasi baik.

4ni berarti bahwa pelumas itu tetap stabil, tidak mudah terurai oleh panas dan tak

teroksidasi selama pemakaian.

Jntuk mendapatkan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan diatas,perlu

diperhatikan si)at-si)at dari minyak pelumas dasar base stock terlebih dahulu, sebelum

dilakukan penambahan additi). Si)at-si)at minyak pelumas dasar, sangat ditentukan oleh

proses pengolahannya, sedangkan si)at-si)at lainnya yang berhubungan dengan

pemakaian lebih banyak dipengaruhi oleh additi).

Hubun)an Struktur Hi&rokarbon &an Si*at-Si*atnya

Tabel dibawah ini memberikan hubungan antara si)at-si)at properties dan type

utama struktur hidrokarbon yang harus terdapat dalam minyak pelumas.

TPE HD5OKA5BON S7AT UTAMA

+ara)in rantai lurus

- Aiskositas tinggi

- iskositas indek sangat tinggi

- 3aya tahan terhadap oksidasi baik

- +our point tinggi

4sopara)in sedikit cabang - Aiskositas tinggi

- Aiskositas indek tinggi


- +our point medium

9>


68/131

4sopara)in banyak cabang - Aiskositas tinggi



- +our point rendah Naphthen rantai alkyl pendek - Aiskositas sangat tinggi

- Aiskositas indek rendah atau medium


- +our point rendah

Naphthen rantai alkyl panjang - Aiskositas sangat tinggi



- +our point rendah

romatik rantai alkyl pendek - Aiskositas sangat tinggi


- 3aya tahan terhadap oksidasi jelek

mudah teroksidasi

- Thermal stabilitas baik

- +our point berariasi, bergantung pada

struktur

romatik rantai alkyl panjang - Aiskositas sangat tinggi



- +our point rendah

Bahan dasar minyak pelumas adalah )raksi berat minyak bumi yang mempunyai

titik didih diatas ;7@o C, yang didapatkan dengan distilasi akum.

3iantara ketiga jenis hidrokarbon yang diklasi)ikasikan atas > tujuh tipe, yaitu* (

para)in rantai lurus, : 4sopara)in sedikit cabang, ; 4sopara)in banyak cabang, ?

Naphthen rantai pendek, 7 Naphthen rantai panjang 9 romatic rantai alkyl pendek

dan > romatic rantai alkyl panjang, bahwa tidak seluruhnya di ingini berada dalam

minyak pelumas, karena ada hidrokarbon yang mempunyai si)at-si)at kurang baik sebagai

minyak pelumas, sehingga hidrokarbon-hidrokarbon itu harus dihilangkan.

S4&T-S4&T JT$ 3N 4NTG5GSTN SGB04 2#$+#NGN $4N2

+G/J$S 3S5

+ # J 5

+ # 4 N T

4 N T G 5 G

S T

9


69/131

A 4 S C # S 4 T 4 N 3 G 2

3 . . T . H . N T G 5 H . 3 . + # 2 S 4 3 . S 4

T!PE HD5OKA5BON

+ara)in rantai lurusSangat

tinggi

D D

Tinggi

=

Baik

DD D

4sopara)in sedikit

cabang

Tinggi

D

$edium

D

Baik

DD D

4sopara)in banyak

cabang

Tinggi

D

5endah

D

Baik

DD D D

Naphthen rantai

alkyl pendek

5endah

atau

$edium =

5endah

D

Baik

DD

Naphthen rantai

alkyl panjang

Tinggi

D

5endah

D

Baik

DD D D

romatik rantai

alkyl pendek

5endah

atau

$edium

=

Aariabel

)ungsi

struktur

Kimia Migas I (Rev.1) TPM

Documents

Transcript of Kimia Migas I (Rev.1) TPM