DISTILASI MINYAK MENTAH

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan mampu :

1. Mengetahui fraksi-fraksi minyak bumi yang dihasilkan sebagai distilat

dan residu

2. Menjelaskan mengenai titik didih fraksi-fraksi tersebut

II. ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat yang Digunakan :

1. Heating mantel, 1000 ml : 1 buah

2. Double necked round bottom flask : 1 buah

3. Bubble cap column with 2 tray : 1 buah

4. Distillation bridge, 2ST 29/32, GI 18 : 1 buah

5. Counterflow cooler after dimroth : 1 buah

6. Distillation adapter, straight : 1 buah

7. Round bottom flask, 500 ml : 1 buah

8. Beaker, 100 ml : 2 buah

9. Thermometer, (-100C) – (2500C) : 2 buah

10. Water batch : 1 buah

11. Thermometer, (-10℃) – (350℃) : 2 buah

2.2 Bahan yang Digunakan :

1. Minyak bumi (crude oil) : 1000 ml

2. Batu didih : 5 buah

3. Aquadest : secukupnya

4. Silicone grease : secukupnya

III. DASAR TEORI

3.1 Struktur dan Komposisi Minyak Mentah

Kebanyakan senyawa-senyawa yang terkandung di dalam minyak dan gas

bumi terdiri dari hidrogen dan karbon sebagai unsur-unsur utamanya. Senyawa-

senyawa tersebut disebut sebagai senyawa hidrokarbon. Selain daripada senyawa-

senyawa tersebut terdapat pula senyawa-senyawa lain dalam jumlah yang sedikit

mengandung unsur-unsur belerang atau sulfur, oksigen dan nitrogen.

Komposisi minyak mentah dan gas bumi berdasarkan unsur-unsur

penyusunnya adalah sebagai berikut :

Karbon : 83,5 – 87, 5% (berat)

Hidrogen : 11,5 – 14,0%

Sulfur : 0,1 – 3,0%

Oksigen : 0,1 – 1,0%

Nitrogen : 0,01 – 0,3%

Selain unsur-unsur di atas terdapat juga unsur-unsur logam seperti

vanadium, besi, nikel, khrom, posfor dan logam-logam lain yang jumlahnya

kurang dari 0,03% berat.

3.2 Klasifikasi Minyak dan Gas Bumi

Sekitar 85% dari minyak mentah (crude oil) di dunia diklasifikasikan

menjadi 3 golongan, yaitu :

1. Minyak dasar aspal (asphaltic base)

2. Minyak dasar parafin ( paraffinic base)

3. Minyak dasar campurab ( mixed base)

Minyak dasar aspal mengandung sedikit lilin parafin dengan aspal sebagai

residu utama. Minyak dasar aspal sangat dominan mengandung aromatik.

Kandungan sulfur, oksigen dan nitrogen relatif lebih tingggi dibandingkan dengan

minyak-minyak dasar lainnya. Minyak mentah dengan dasar aspal sangat cocok

untuk memproduksi gasolin yang berkualitas tinggi, minyak pelumas mesin dan

aspal. Fraksi-fraksi ringan dan menengah mengandung presentase naftalen yang

tinggi.

Minyak dasar paraffin mengandung sangat sedikit aspal, sehingga sangat

baik sebagai sumber untuk memproduksi lilin paraffin, minyak pelumas motor

dan kerosin dengan kualitas tinggi. Minyak dasar campuran mengandung

sejumlah lilin dan aspalsecara bersamaan. Produk yang dihasilkan minyak dasar

ini lebih rendah kualitasnya dibandingkan dengan dua tipe minyak di atas.

Berdasarkan jarak titik didih tiap fraksi yang dihasilkan, maka susunan

molekul menurut jumlah atom karbon dari fraksi dan produk akhir kilang dapat

dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Susunan Hidrokarbon Fraksi/Produk Minyak dan Gas Bumi

Fraksi / Produk Jarak Didih, 0CJumlah Atom Karbon dalam

Molekul Minyak

Gas-gas <30 C1 – C4

Gasolin 30 – 210 C5 – C12

Nafta 100 – 200 C8 – C12

Kerosin dan avtur 150 – 250 C11 – C13

Diesel dan fuel oil 160 – 400 C13 – C17

Gas oil 220 – 345 C17 – C20

Fuel oil berat 315 – 540 C20 – C45

Atm residu >450 >C30

Vac residu >650 >C60

3.3 Proses Pengolahan Dasar

Proses epngolahan dasar sebagai proses utama untuk mengolah minyak

mentah menjadi produk dan fraksi-fraksinya terdiri dari :

1. Pengolahan secara fisik , yaitu distilasi terdiri dari :

- Distilasi Atmosfir

- Distilasi Hampa

- Distilasi Bertekanan

2. Pengolahan secara kimia , disebut juga sebagai proses konversi atau

reforming terdiri dari :

a. Proses perengkahan (cracking) terdiri dari :

- Perengkahan Termis ( Thermal Cracking )

- Perengkahan Katalis (Catalytic Cracking )

- Perengkahan Hidro ( Hydrocracking )

b. Proses Pembentukan Kembali (reforming ) terdiri dari :

- Reformasi Termis ( Thermal Reforming )

- Reformasi Katalis ( Catalytic Reforming )

c. Proses Penggabungan Molekul , terdiri dari :

- Polimerisasi Katalis , yakni : Polimerisasi Selektif dan Polimerisasi

tidak selektif

- Alkilasi Katalis , yang terdiri dari : Alkilasi H2SO4 dan alkilasi HF

Pengolahan secara fisik

Proses distilasi dalam kilang minyak merupakan proses pengolahan secara

fisik yang primer mengawali semua proses-proses yang diperlukan untuk

memproduksi BBM dan non BBM. Proses distilasi/fraksionasi adalah proses

untuk memisahkan campuran yang terdapat dalam minyak mentah ( crude oil )

menjadi komponen-komponen nya atas dasar fraksi atau pemotongan (cut) yang

dibatasi oleh jarak titik didih tertentu , bukan atas dasar titik didih masing-masing

komponen. Proses distilasi ini dapat menggunakan satu kolom atau lebih menara

fraksionasi, misalnya residu dari menara distilasi atmosfir dialirkan ke menara

distilasi hampa , atau salah satu fraksi dari menara distilasi atmosfir dialirkan ke

menara distilasi bertekanan. Fraksi-fraksi yang dapat ditarik dari kolom

distilasi/menara fraksionasi antara lain adalah sebagai berikut:

Fraksi Jarak didih , °F

Gas < 80

Nafta ringan 80 – 220

Nafta berat 180 – 520

Gas oil ringan 420 – 650

Gas oil berat 610 – 800

Residu > 800

Contoh proses distilasi /fraksionasi di PERTAMINA RU III

- Distilasi Atmosfir :

1) Crude Batterry (CB)

2) Crude Distiller (CD)

- Distilasi Hampa :

1) High Vacuum Unit ( HVU)

2) Vacuum Distillation Unit (VDU)

- Distilasi Bertekanan : Stabilizer

Sifat Fisika dan Sifat Kimia Minyak Bumi

1. Sifat Fisika Minyak Bumia.

1. Berat Jenis

Berat Jenis atau Specific Gravity (SG) atau 0API Gravity sering

menunjukkan secara kasar kualitas minyak bumi tersebut. Makin kecil SG minyak

bumi tersebut, makin besar 0API nya, makinbagus kualitasnya, makin tinggi

harganya atau makin ringan minyak tersebut.

2. Titik Tuang

Titik Tuang (Pour Point) adalah suhu terendah dimana minyak masih bisa

dituangkan atau suhu terendah dimana minyak bumi masih bisa mengalir oleh

beratnya sendiri.

3. Viskositas

Viskositas adalah daya hambatan yang dilakukan oleh cairanuntuk mengalir

pada suhu tertentu. Yaitu berupa bilangan yangmenunjukkan mudah tidaknya

suatu fluida mengalir pada suhutertentu.

Bila viskositas rendah → Mudah mengalir

Bila viskositas tinggi → Sukar mengalir

Pada umumnya dapat dikatakan bahwa makin tinggi °API atau makin

ringan minyak tersebut makin kecil viskositasnya atau makin encer minyak

tersebut, demikian sebaliknya. Yang banyak dipakai dan palingteliti adalah alat

pengukur viskositas kinematik (kinematicviscometer). Dalam Pengukuran dengan

alat ukur yang berbeda jenis dapat menghasilkan satuan yang berbeda pula,

diantaranya:

4. Titik Nyala (Flash Point)

Titik Nyala adalah suhu terendah dimana minyak bumi apabila

dipanaskan, sudah memberikan uapnya yang cukup campurannya dengan udara

sehingga akan menyala sekejap apabila diberi sumber nyala api.

Fire Point → Suhu terendah dimana minyak bumi apabila dipanaskan sudah

memberikan uapnya yang cukup campurannya dengan udara sehingga akan

terbakarterus apabila diberi sumber api kecil.

Autoignition Point → Suhu terendah dimana minyak bumi apabila dipanaskan

akan menyala atau terbakar atau meledak tanpa adanya sumber api.

Smoke Point →Tinggi nyala maksimum dalam milimeter dimana kerosen

terbakar tanpa timbul asap apabila ditentukan dalam alat standar pada kondisi

tertentu.

5. Warna

Minyak Bumi tidak selalu berwarna hitam, adakalanya malah tidak

berwarna sama sekali. Pada umumnya warna itu berhubungan dengan berat

jenisnya. Kalau berat jenisnya tinggi, warna menjadi hijau kehitam-hitaman atau

hitam pekat, sedangkan kalau berat jenis rendah warna cokelat kehitam-hitaman.

Warna ini disebabkan karena berbagai pengotoran, misalnya oksidasi senyawa

hidrokarbon, karena senyawa hidrokarbon sendiri tidak memperlihatkan warna

tertentu.

6. Fluoresensi

Minyak Bumi mempunyai suatu sifat Fluoresensi, yaitu jika terkena sinar

ultra-violet akan memperlihatkan warna yang lain dari warna biasa. Warna

Fluoresensi minyak bumi ialah kuning sampai kuning keemas-emasan dan

kelihatan sangat hidup. Lampu Ultra-Violet→Memudahkan kita untuk

mengetahui adanyaminyak bumi yang terdapat pada kepingbatuan dan lumpur

pemboran.

7. Indeks Refraksi

Merupakan Indeks pembiasan sinar tertentu. Minyak Bumi

memperlihatkan berbagai macam indeks fraksi dari 1,3 sampai 1,4. Perbedaan

indeks refraksi tergantung dari °APInya atau berat jenis. Makin tinggi berat jenis

atau makin rendah °APInya akan semakin tinggi pula indeks refraksinya,

sedangkan makin rendah berat jenis atau makin tinggi °API nya akan semakin

rendah indeks refraksinya.

8. Bau

Minyak Bumi ada yang berbau sedap dan ada pula yang tidak, yang

biasanya disebabkan karena pengaruh molekul aromat. Minyak Bumi yang berbau

tidak sedap biasanya terutama disebabkan karenamengandung senyawa nitrogen

(N) ataupun belerang (S). Adanya H2S juga memberikan bau yang tidak sedap.

Golongan parafin dan naften biasanya memberikan bau yang sedap.

9. Nilai Kalori

Nilai Kalori Minyak Bumi adalah jumlah panas yang ditimbulkan oleh 1

gr minyak bumi, yaitu dengan meningkatkan temperatur 1 gr air dari 3,5°C

sampai 4,5°C, dan satuannya adalah kalori atau Btu atau MJ (Mega Joule). Pada

umumnya minyak bumi mempunyai nilai kalori 10000 sampai 10800 kal/gr.

10. Kadar Sulfur

Kadar sulfur minyak bumi biasanya dinyatakan dengan %berat.

Berdasarkan kadar sulfur, minyak bumi dibagi 3 macam, yaitu :

Minyak bumi dengan kadar sulfur tinggi disebut Sour Crude, sedangkan

minyak bumi dengan kadar sulfur rendah disebut Sweet Crude. Sulfur dapat

menimbulkan problem korosi dan pencemaran lingkungan

11. Kadar Garam

Kadar garam minyak mentah dinyatakan dengan banyaknya garam dapur

(NaCl) yang terkandung di dalamnya. Garam ini bisa menimbulkan persoalan

korosi berat pada proses di kilang. Bila kandungan garam suatu minyak melebihi

dari 10 lb NaCl/1000 bbl maka diperlukan proses penghilangan garam (Desalting

Process) sebelum minyak tersebut diproses lebih lanjut dikilang. Proses

penghilangan garam biasanya dilaksanakan pada peralatan Desalter yang prinsip

kerjanya berdasarkan atas Elektrolisis dengan memanfaatkan tenaga listrik.

12. Kadar Karbon

Karbon sisa setelah minyak mentah, biasanya ditentukan dengan metode

Ramsbottom (RCR) ataupun Conradson (CCR). RCR/CCR ini hubungannya

dengan kandungan bahan Asphaltis (Asphaltene Content) dan Lube Oil Recovery.

Semakin rendah harganya, biasanya semakin bagus lube oil recoverynya.

13. Kadar Nitrogen

Nitrogen biasanya tidak dikehendaki didalam minyak mentah, karena

senyawa nitrogen bisa meracuni beberapa jenis katalis. Biasanya kalau kadar

nitrogen lebih dari 0,25% akan diperlukan proses untuk penghilangannya.

14. Panas Jenis

Cp = panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur satu satuan berat

bahan sebesar satu derajat, dengan satuan: kalori/gram °C dan BTU/lb °F

15. Temperatur Kritis

Temperatur tertinggi dimana gas masih dapat dicairkan dengan

menggunakan tekanan. Tekanan minimum yang diperlukan untuk mencairkan gas

pada temperatur kritis disebut tekanan kritis. Volume gas pada pada temperatur

kritis dan tekanan kritis disebut volume kritis.

2. Sifat Kimia Minyak Bumi

Susunan komposisi Kimia Minyak Bumi berdasarkan Hasil Analisa

Elementer pada umumnya adalah sebagai berikut :

Minyak bumi sebagian besar terdiri dari dua unsur yaitu Karbon dan

hidrogen namun kedua unsur ini telah dapat membentuk berbagai macam senyawa

molekuler dengan rantai yang terdiri dariatom C dan H tersebut dapat bercabang–

cabang ke berbagai arah dandapat membentuk berbagai macam struktur 3 dimensi

dengan kata lain C dan H ini dapat membentuk molekul yang sangat besar dan

jumlah karbon dalam setiap molekul dapat berjumlah sampai puluhan bahkan

secara teoritis dapat ratusan atau ribuan. Berikut merupakan karakteristik umum

minyak bumi.

SIFAT PRODUK HASIL PENGOLAHAN MINYAK BUMI

1. Elpiji/LPG liquified petroleum gas, "gas minyak bumi yang dicairkan")

Komponennya didominasi propana (C3H8) dan butana (C4H10). Elpiji

juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya etana

(C2H6) dan pentana (C5H12).

Sifat elpiji terutama adalah sebagai berikut:

- Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar.

- Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat.

- Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangk iatau

silinder.

- Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.

- Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati

daerah yang rendah

2. Motor Gasoline (Mogas)

Motor Gasoline atau lebih dikenal dengan sebutan bensin atu premium

adalah produksi minyak bumi yang terdiri dari campuran kompleks senyawa

hidrokarbon yang mempunyai trayek titik didih antara 40-200°C dan

dipergunakan sebagai bahan bakar motor-motor yang menggunakan busi.

Sifat sifat Motor Gasoline:

a. Sifat anti ketukan (Anti Knocking)

Kualitas bensin ditunjukan oleh sifat anti ketuk dari bahan bakar bensin

yang ditunjukkan oleh Oktan Number dari bahan bakar bensin tersebut. Bila

bahan bakar memenuhi kebutuhan angka oktan dari motor bensin tersebut, maka

tidak ada lagi ketukan pada mesin. Biasa angka oktan tergantung pada komposisi

hidrokarbonnya dan angka oktan bisa ditambah dengan menambahkan aditif anti

ketuk.

b. Sifat Penguapan (Volatility)

Sifat penguapan biasa diukur dari pemeriksaan destilasi danpemeriksaan

tekanan uap (Reid Vapor Test), sifat penguapan ini mengontrol sifat bensin dalam

pemakaian seperti :

- Mudah menyala pada waktu dingin (Cold Starting).

- Mudah mencapi panas operasi (Warm Up).

- Penghalang uap (Vapor Lock).

- Pembentukan es dalam carburator (Carburator Icing).

- Distributor campuran dalam silinder.

Jika penguapan bensin terlalu rendah, maka bensin sulit menguap sehingga

sulit sekali dinyalakan disaat waktu dingin dan sukar mencapai panas. Jika

penguapan terlalu tinggi juag tidak baik, maka terlalu banyak bensin yang

teruapkan sehingga boros dalam pemakaian.

c. Engine Deposit

Deposit yang terbentuk dalam ruang pembakaran dipengaruhi oleh angka

oktan gasoline, sehingga tendensi pembentukan deposit merupakan faktor yang

paling penting. Penambahan aditif deposit modify agent diperlukan untuk

mengubah deposit menjadi kurang merusak.

d. Sifat Anti Karat

Bensin bersifat tidak korosis terhadap bahan konstruksi mesin dan

peralatannya diuji dengan Corrosion Copper Strip Test pada 122° F selama 3 jam

dengan hasil maksimum 1, tidak mengandung air dan kadar belerangnya harus

sekecil mungkin maksimum 0,20% berat, doctor test negative serta apabila pun

positif sebagai alternatif diperiksa kandungan mercaptan sulfurnya maksimum

0,002% berat.

e. Sifat Kestabilan

Bensin harus memiliki sifat kestabilan yang tinggi, tidak mengandung

olefin yang potensial dapat mengandung gum selama panyimpanan, yang dapat

menimbulkan deposit pada ruang bakar dan menyumbat carburator serta saluran

bahan bakar. Untuk itu maka persyaratan Existen Gum max 4 mg/100 ml serta

induction period minimum 240 menit

f. Bau (odor)

Bau dapat dijadikan petunjuk kualitatif adanya senyawa H2S dan

merkaptan sulfur.

g. Warna

Pemberian warna terutama bertujuan untuk menandakan suatu gasoline,

sehingga konsumen akan dengan mudah mengenalinya dan pula menunjukkan

bahwa bahan bakar minyak tersebut mengandung TEL, tetapi pemberian bahan

pewarna tersebut di batasi untuk menghindari terjadinya deposit di dalam tanki

dan pipa saluran.

3. Avtur Turbin Fuel

Avtur adalah fraksi distilat minyak bumi yang memiliki rentang didih

antara 150-270°C. Digunakan untuk bahan bakar pesawat bermesin turbin jet.

Karena mesin jet ini bekerja pada temperatur kamar sampai sekiar 95°F, maka

fraksi kerosine merupakan bahan bakar yang paling sesuai untuk mesin jet dengan

spesifikasi yang lebih ketat.

Sifat-sifat Avtur:

a. Sifat kemudahan menguap (volatility)

Sifat volatility adalah sifat kecenderungan bahan bakar untuk berubah dari

fase cair ke uap.

b. Sifat operasi pada suhu rendah

Sifat operasi pada suhu rendah dari avtur dinyatakn dengan titik beku

(frezzing point) dan kekentalan (viscosity).

c. Sifat pembakaran

Sifat pembakaran avtur dalam spesifikasi dinyatakan dengan :

- Hydrogen Content, Specific Energy atau AGP.

- Smoke Point atau Luminosity.

- Napthalenes serta Aromatic Contents.

d. Densitas

Untuk avtur, spesifikasi untuk density adalah pada 15ºC minimum 0,75

dan maksimum 0,830 kg/L atau 775-830 kg/m³. untuk  jet A,A -1 dan JP-8

batasan density adalah 15ºC minimum 0,775 danmaksimum 0,840 kg/L atau 775-

840 kg/m³.untuk jet B dan JP-4sebesar 751-802 kg/m³. dan untuk JP-5 batsanya

sebesar 788-845kg/m³.

e. Nilai Kalori

Nilai kalori atau specific energy untuk avtur, jet A-1 ,jetA dan JP-4 serta

JP-8 batasan spesifikasi minimum 42,8MJ/Kg (18600 Btu/lb) untuk JP-5

minimum 42,6 MJ/kg (18500Btu/lb)

4. Kerosine

Kerosine yang biasa kita sebut dengan minyak tanah adalah fraksi

minyak bumi yang lebih berat dari bensin serta merupakan campuran senyawa

kompleks hidrokarbon yang mempunyai trayek titik didih antara 120 - 380 ºC,

komponen-komponennya yaitu C11 –C13.

Sifatnya antara lain adalah intensitas terang nyala yang tinggi, sedikit

mungkin memberikan asap

5. Zat Pelarut

Contohnya Parafinik, naftenik dan aromatik. Umumnya tidak bereaksi

dengan bahan-bahan lain dan tidak terurai pada temperatur sedang.

Sifat-sifat:

a. Kemudahan menguap: ditunjukkan oleh kecepatan penguapan solven

b. Daya melarut: kemampuan pelarut untuk melarutkan berbagai macam

zat

c. Flash point: keamanan dalam pengerjaan terhadap bahaya kebakaran

6. Solar

Solar merupakan campuran kompleks senyawa hidrokarbon yang

mempunyai trayek didih antara 300 –370 ºC. komponen- komponenyayaitu C14-

C17. Solar merupakan bahan bakar minyak untuk mesin pembakaran dalam

(Internal Combustion Engine) jenis piston yangdinyalakan dengan sistem

kompresi.

  Sifat-sifat solar :

a. Cetan Number

Tolak ukur terhadap sifat ini adalah bilangan cetan, suatu solar dinyatakan

memiliki bilangan cetan S(0<S<100) jika unjuk kerja minyak tersebut setara

dengan unjuk kerja campuran S%-v n-Cetan (n-heksadeksana/ nC16H34) dengan

(100-S)%-v metal naftalena. N-Cetan berunjuk kerja sangat baik dalam mesin

disel, karena langsung terbakar segera setelah disemprotkan ke silinder dengan

nosel.Sedangkan metal naftalena berunjuk kerja sangat buruk dalam mesin diesel.

Solar memiliki bilangan cetan minimum 50.

b. Aniline Point dan Mid- Boiling Point.

Temperature terendah dimana bahan bakar dan aniline dengan volume

sama dapat bercampur sempurna. Sedangkan Mid Boiling Point adalah

temperature pada 50 5-v bahan bakar terdistilasi pada distilasi ASTM. Kedua sifat

ini dapat ditestsecara tepat dan biaya yang relatif murah dibanding menentukan

angka cetan, dimana kualitas penyalaan pada solar dapat didekati dengan rumus-

rumus yang melibatkan dua sifat tersebut. Pendekatan tersebut adalah diesel index

dan cetane index yang diperoleh dari persamaan berikut: 

Diesel Index = Aniline Point (ºF) xºAPI x 0,01

Cetan Index = 175,5 log (mid-boiling pointºF) +1,98 (ºAPI)-496

Table hubungan antara diesel index dan cetane index

c. Berat Jenis

Berat jenis, Density 15ºC atau Specific Grafity 60/60 º F (ASTM D 1298).

Bahan bakar solar pada umumnya mempunyai berat jenis 0,840-0,920.

d. Kadar Air dan Sedimen

Kadar air dalam solar dapat diperiksa dengan metode ASTMD473 dengan

metode Ekstraksi.

e. Kadar Abu = Ash Content ASTM D 48-63

Kadar abu dalam solar kemungkinan berasal dari produk-produk mineral

yang secara tak sengaja tercampur dalam bahan bakar, dapat juga berasal dari

minyak bumi serta cara pengolahannya. Jika kadar abu tinggi akan menyebabkan

keausan pada bagian-bagian pompa injeksi bahan bakar. Spesifikasi untuk Ash

Content di Indonesia di batasi sebear 0,01% berat dalam minyak solar

f. Stabilitas

Stabilitas solar harus selalu di awasi, antara lain dapat ditentukan dengan

cara pengukuran sifat keasaman. Keasaman dapat menimbulkan korosi pada

mesin. Acid Number seharusnya serendah mungkin. Spesifikasi berlaku di

Indonesia Total Acid Number Max.(0,6 mg KOH/g).

g. Sifat Distilasi

Sifat distilasi memberikan gambaran kecepatan penguapan (volatility)

suatu bahan bakar minyak..

 

7. Fuel Oil

Fuel oil adalah bahan bakar minyak bumi untuk memanaskan feed di

furnace guna keperluan proses di unit refinery. Komponen pembuat Fuel Oil

adalah :

- Fraksi residu hasil dari bottom destilasi Atmospheric

- Fraksi residu hasil dari bottom distilasi Vacum

- Fraksi industrial Diesel oil

Sifat-sifat Fuel Oil:

a. Berat JenisBerat jenis, Density 15ºC atau Specific Grafity 60/60 º

Fmaksimum 0,990 (ASTM D 1298).

b. Kekentalan atau Viskositas

Kekentalanya bekisar 450-500 cst pada 50ºC (225-250 ssf pada122ºF).

Kekentalan Fuel oil dapat ditetapkan dengan viskositasRedwood, Say Bolt atau

viskositas kinematis dalam cst pada 40,50 atau 100ºC menurut metode ASTM D

445. Karena harga kekentalan dipengaruhi oleh perubahan suhu maka dianjurkan

sebelum atomisasi, fuel oil dapat dipanaskan sampai 60-100ºC sesuai kebutuhan

(sprayingin burner or injection From Nozzle).

c. Angka netralisasi

Karena Fuel Oil yang dipanaskan atau digunakan tidak bolehbersifat

korosif terhadap logam dalam system transportasi atau pipasaluran dan tanki =

timbunan maka angka netralisai ditetapkan denganmemeriksa Strong Acid

Number dalam mg KOH/gr maksimum NIL.

d. Flash Point

Karena pemakaian Fuel Oil kadang-kadang harus dipanaskanbaik dalam

penimbunan dan pemakian maka suhu pemanasan harusdibatasi dan ditetapkan 5-

10 C dibawah flash pointnya untuk keperluan pengamanan terhadap bahaya api.

Flash Point ditentukandengan ASTM D 93 cara Pensky Martens Closed Up,

IndonesiaMinimumnya 150ºF.

e. Titik Tuang (Pour Point)

Agar tidak mengalami kesulitan dalam pengaliran selama transportasi dan

pemakaian karena penurunan suhu dan udara luar, maka penurunan suhu fuel oil

harus dijaga sampai 5-10ºC diatas pourpointnya. Untuk mengetahui sampai suhu

berapa fuel oil masih bisa mengalir ditentukan dengan ASTM D 97 dengan

persyaratan maksimum 80ºC.

f. Kadar belerang

Sulfur content dapat ditentukan dengan ASTM D 1551/1552persyaratan

max 3,5% wt.

g. Kadar air (Water Content)

Dapat ditetapkan dengan pemerikaan water content ATSTM D95

maksimum 0,75% vol. air juga dapat diperiksa dengan metode ASTM D 1796.

h. Residu Karbon

Residu karbon dari Fuel Oil dapat ditentukan dengan cara menetapkan

jumlah karbon yang tersisa setelah pembakaran fuel oil serta pirolisa menurut

metode :

ASTM D 524 Rasnbottom carbon Residu of PetroleumProduct (RCR).

ASTM D 189 conradson Carbon Residu of Petroleum Product(CCR).

ASTM D 4530 Micro Carbon Residu Of Petroleum Product(MCR).

Spesifikasi RCR, CCR dan MCR untuk Fuel Oil diharapkan sekecil

mungkin. Spesifikasi di Indonesia menetapkan CCR maksimum 14% berat.

i. Kandungan Asphalt

Menetapkan kandungan asphalt secara total yang ada dalamFuel Oil dapat

dilakukan dengan metode ASTM D 3279 atau IP 173

IV. LANGKAH KERJA

1. Memberikan silicon grease pada setiap sambungan alat.

2. Menimbang bottom flask kosong dan mencatat beratnya.

3. Mengisi bottom flask dengan 400 ml crude oil , kemudian menambahkan 5

buah batu didih.

4. Menghidupkan air pendingin , dan pemanas (temperatur set II , setelah 15

menit menghidupkan set III )

Perhatikan :

Setelah mendekati 8 menit crude oil mulai mendidih , temperatur crude oil

65°C, setelah 10 menit uap akan naik pada tray pertama dan terkondensasi.

Setelah 20 menit, distilat terkondensasi pada semua tray dan mengalami refluk.

Komponen yang mempunyai titik didih rendah akan mencapai thermometer

paling atas dan terkondensasi pada dimroth condenser. Setelah 25 menit hasil

sulingan akan berkurang.

5. Mencatat temperatur sebelum menghentikan hasil sulingan.

6. Setelah 50 menit pemanas dimatikan, mencatat temperatur, temperatur

dasar tidak melebihi 240°C. Temperatur pada tray pertama 155°C , tray

kedua 105 °C , tray atas 40°C.

V. DATA PENGAMATAN

a) Indeks Bias

- Indeks bias B11 = 1.3323

- Indeks bias A12 = 1,417

b) Karakteristik fisik

- Destilat B11, yaitu larutan berwarna bening kekeruhan dan baunya seperti

solar.

- Destilat A12, yaitu larutan berwarna bening dan baunya seperti kerosine.

c) Titik Didih

- Titik didih A12 = 30,4℃

d) Data pengamatan temperatur masing – masing destilat setiap waktunya :

Waktu

(menit)

Destilat A11

(celcius)

Destilat B11

(celcius)

Destilat A12

(celcius)

Destilat B12

(celcius)

11.22 29.9 30.1 30.1 31.1

13.22 29.9 30.3 30.5 30.9

15.22 40.2 30.2 30.2 31

17.22 61.6 30.2 30.4 31.2

19.22 88.1 30.1 30.2 31.1

21.22 115.4 30.1 30.4 31.2

23.22 134.5 30.3 30.4 31

25.22 145.2 30.4 31 31.2

27.22 152.1 30.6 31.2 31.1

29.22 156 31.1 31.2 31.6

31.22 159 31.9 45 32.1

33.22 163.2 33.2 69.7 32.3

35.22 167 34.6 75.3 32.4

VI. ANALISA PERCOBAAN

Setelah melakukan praktikum ini dapat dianalisa bahwa percobaan distilasi

minyak mentah adalah percobaan dengan cara melakukan distilasi pada crude

oil dengan menggunakan seperangkat alat distillation bridge yang

dihubungkan ke perangkat komputer, sehingga secara otomatis suhu proses

dapat terdeteksi dan dapat dilihat dilayar komputer. Tujuan dari percobaan ini

sendiri adalah untuk mengetahui fraksi – fraksi minyak bumi sebagai destilat

dan residu. Distilasi minyak mentah merupakan suatu proses pemisahan fraksi

– fraksi minyak bumi berdasarkan titik didihnya. Jenis distilasi yang dilakukan

adalah distilasi atmosfer, dimana tekanan yang digunakan sama dengan

tekanan di udara (1 atm).

Pada percobaan ini, ada 4 titik/tray pada alat distilasi yang diukur suhunya,

yaitu A11, B12, A12, dan B11. Suhu awal masing – masing tray adalah pada

A11 sebesar 79,9 0C, B11 sebesar 30,1 0C, A12 sebesar 30,1 0C dan B12

sebesar 31,1 0C. Untuk praktikum kali ini distilat yang akan diteliti adalah

pada A12 dan B11. Namun, pengukuran untuk B12 tidak dilakukan

dikarenakan di saat suhu pada residu telah mencapai 160 0C, belum

menunjukkan tanda – tanda akan munculnya destilat. Jadi, pengukuran hanya

dilakukan pada destilat A12.

Tetesan pertama terjadi pada menit ke 17 dengan suhu yang ditunjukkan

sebesar 30,4 0C. Berdasarkan referen titik didih standar dari fraksi - fraksi

minyak ialah sebagai berikut :

FRAKSI TITIK DIDIH (0C)

Gas 0 – 50

Gasoline 50 – 85

Kerosin 85 – 105

Solar 105 – 135

Residu >135

Hasil pengujian indeks bias didapatkan, yaitu pada B11 sebesar 1, 3323

dan A12 sebesar 1,417. Maka dari itu, diketahui bahwa A12 adalah kerosin

dan B11 adalah solar dengan bau masing – masing yang khas.

VII. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

- Distilasi minyak mentah merupakan proses pemisahan fraksi – fraksi

minyak bumi berdasarkan titik didihnya.

- Distilasi atmosfir adalah pemisahan dua atau lebih campuran dengan

menggunakan tekanan atmosfir.

- Indeks bias pada A12 adalah 1,417.

- Indeks bias pada B11 adalah 1,3323.

- A12 ialah kerosin sedangkan B12 adalah solar.

- Selain proses distilasi dan indeks bias penentuan fraksi minyak bumi dapat

diketahui dari fisik destilat yang dihasilkan, yaitu warna dan bau.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium Hidrokarbon. 2015. Penuntun Praktikum Hidrokarbon.

Palembang : POLSRI.

-

PERTANYAAN RESPONSI

1. Tuliskan komposisi minyak bumi !

Unsur % WT

Karbon 83 – 87

Hidrogen 10 – 14

Nitrogen 0,1 – 2

Oksigen 0,05 – 1,5

Sulfur 0,05 - 6

Metal 0,5 - 5

Selain unsur-unsurr diatas, terdapat juga unsur logam seperti vanadium,

besi, nikel, khrom, posfor, dan logam-logam lain < 0,03%.

2. Mengapa komposisi minyak bumi berbeda pada setiap daerah ?

Karena kandungan dan proses pembentukan minyak bumi pada masing-

masing daerah berbeda-beda.

3. Unsur apa yang paling banyak dalam minyak bumi?

- Karbon

4. Tuliskan senyawa yang terkandung dalam minyak bumi!

- Senyawa Hidrokarbon : parafin, olefin, Naften, dan aromatik.

- Senyawa Non Hidrokarbon : belerang, hidrogen, oksigen

- Senyawa Logam : Na, Nikel, Vanadium.

5. Berilah contoh senyawa parafin, olefin, naften dan aromatik!

- Senyawa parafin : CH4, C2H6, C4H10, C8H18

- Senyawa olefin : Etilen (C2H4), propena (C3H8)

- Senyawa naften : Sikloheksana (C6H12)

- Senyawa aromatik : Benzene (C6H6)

TUGAS

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan destilasi !

Jawab :

Destilasi adalah proses untuk memisahkan campuran yang terdapat dalam

larutan menjadi komponennya atas dasar fraksi yang dibatasi titik didihnya.

2. Apa perbedaan distilasi atsmosfer dengan distilasi vakum !

Jawab :

- Distilasi atsmosfer adalah pemisahan campuran larutan dengan

menggunakan tekanan atsmosfer.

- Distilasi vakum adalah distilasi yang dilakukan pada keadaan vakum.

3. Bagaimana mengetahui produk hasil distilasi !

Jawab :

Produk dapat diketahui dengan cara menyesuaikan titik didih dan indeks

bias destilat dengan karakteristik dari produk.