LAPORAN TETAP PRAKTIKUM

HIDROKARBON

DISTILASI MINYAK MENTAH-2

Oleh:

Kelompok 1

Nama : 1. Anggik Pratama (061330400289)

2. Astri Handayani (061330400290)

3. Bella Anggraini (061330400291)

4 Deka Pitaloka (061330400293)

5. Diah Lestari (061330400294)

6. Dorie Kartika (061330400295)

Kelas : 5.KA

Jurusan : Teknik Kimia (DIII)

Dosen Pembimbing : Dr. Martha Aznury, M.Si.

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AKADEMIK

2015

DISTILASI MINYAK MENTAH-2

I. TUJUAN

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

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 campuran ( 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, 0C Jumlah 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

1. 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

a. Fraksi Gas

Gas alam dapat diperoleh secara terpisah maupun bersama-sama dengan minyak

bumi. Gas alam dapat dipergunakan sebagai:

1. Bahan bakar rumah tangga atau pabrik

Gas alam merupakan bahan bakar yang paling rendah, sifatnya tidak berbau

sehingga diberi bau. Propana yang merupakan salah satu fraksi gas pada

perusahaan biasanya digunakan sebagai:

- Mengelas padu-paduan tembaga alumunium dan magnesium

- Mengelas besi tuang

- Menyolder dan mengelas solder

- Menyemprot logam

2. Karbon hitam (carbon black)

Arang halus yang diibuat oleh pembakaran yang tidak sempurna.

Penggunaannya antara lain sebagai:

- Bahan dalam pembuatan cat, tinta cetak dan tinta

- Zat pengisi pada karet terutama dalam pembuatan ban-ban mobil dan

sepeda

3. Tujuan-tujuan sintesis

Hasil sintesis dengan oksidasi zat-zat hidrokarbon dari gas alam proses

pembuatan lainnya, yaitu:

- Pembuatan zat cair dan metana

- Pembuatan bensin untuk kapal terbang yang benilai tinggi denan cara

mengandung (alkylering) iso-butana dengan butena-butena

b. Bensin

Bahan dapat dibuat dengan cara lain yaitu:

1. Penyulungan langsung dari minyak bumi (bensin-straight run), dimana

kualitasnya tergantung pada susunan kimia dan bahan- bahan dasar. Bila

mengandung banyak aromatik dan naptha akan menghasilkan bensin yang

tidak mengetok (anti knocking)

2. Cracking dan hasil-hasil minyak bumi berat misalnya minyak gas dan residu

3. Merengkah (reforming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik

4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah

Bensin biasanya digunakan sebagai:

1. Bahan bakar motor

Sebagai bahan bakar motor ada beberapa sifat yang diperhatikan untuk

menentukan baik atau tidak nya bahan tersebut:

- Keadaan terbang (titik embun)

Gangguan yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas di

dalam karbulator dari sebuah motor yang disebabkan oleh adanya kadar

yang berlaku tinggi dari fraksi

- Kecenderungan mengetok (knocking)

ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi, pembakaran bisa

menyebabkan peletusan (peledakan) di dalam silinder, sebagai:

Timbulnya kebisingan knock

Kekuatan berkurang

Menyebabkan kerusakan mesin

- Titik beku

Jika dalam bensin terdapat presentase yang tinggi dari aromatik-

aromatik tertentu makan pada waktu pendinginan, aromatik itu akan

mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya lubng-lubang penyemprotan

dalam kalbulator. Titik beku ini terutama dipengaruhi oleh benzen.

- Kadar belerang

Kerugian yang disebabkan bila kadar terlalu tinggi, adalah:

Memberikan bau yang tidak enak dari gas-gas yang dihasilkan

Mempunyai pengaruh yang tidak baik terhadap bilanan oktan

c. Kerosin

Pemakaian terpenting dari kerosin, antara lain :

1. Minyak lampu

Kerosin sebagai minyak lampu dihasilkan dengan jalan penyulingan langsung.

Sifat-sifat yang harus diperhatikan bila kerosin digunakan sebagai minyak

lampu:

Warna: kerosin dibagi dalam beberapa kwlas warna: water sprint (tidak

berwarna) prime sprint-standar sprint

Sifat bakar: nyala kerosin bergantung pada susunan kimia dari minyak

tanah, jika mengandung banyak aromatik maka tidak dapat dibesarkan

karena mulai bearang

Viskositas: minyak dalam lampu kerosin mengautr ke sumbu karena

adanya gaya kapiler dalam saluran-saluran sempit antara serat-serat

sumbu

Kadar belerang: sama seperti kadar belerang pada kerosin

2. Bahan bakar untuk pemanasan (memasak)

Macam- macam alat pembakar kerosin:

- Alat pembakar dengan sumbu gepeng: baunya tidak enak

- Alat pembakar dengan sumbu bulat: mempunyai pengisian hawa

terpusat

- Alat pembakar dengan pengabutan tekan: merk dagang “primas”

3. Bahan bakar motor

Motor yang menggunakan kerosin sebagai bahan bakar adalah:

- Alat-ala perttanian (traktor)

- Kapal perikanan

d. Minyak gas

Minyak gas awalnya banyak digunakan sebagai penerangan dalam gerbong

kereta api, namun sekarang sebagian telah diganti oleh listrik karena lebih

mudah dipakai dan sedikit bahaya kebakaran jika terjadi kecelakaan.

Minyak gas yang digunakan sebagai:

1. Bahan bakar untuk motor diesel

2. Pesawat-pesawat pemanasan pusat otomatis dengan nama minyak bakar

untuk keperluan rumah tangga.

e. Minyak bakar

Digunakan untuk bahan bakar residual dan untuk bahan bakar sulingan. Bahan

bakar mineral biasanya diperoleh dengan cara mengentalkan minyak bumi atau

merengkah minyak gas dan residu minyak tanah. Bahan bakar digunakan

sebagai:

- Motor diesel tipe besar

- Minyak yang dinyalakan dengan pembakar dalam tungku

- Pengerjaan panas dan logam

- Mencairkan hasil perindustrian

Sifat-sifat yang harus ada pada minyak bakar adalah:

- Memiliki batas viskositas tertentu

- Banyaknya panas yang diberikan

- Kadar belerang

- Titik beku

IV. LANGKAH KERJA

1. Setiap sambungan pada alat diberikan silicon grease

2. Mengisi bottom flask dengan 400 ml crude oil

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

menghidupkan set III )

4. Mencatat temperatur sebelum menghentikan hasil sulingan

5. Setelah 50 menit pemanas dimatikan , mencatat temperatur

V. DATA PENGAMATAN

t/min A11/oC B11/oC A12/oC B12/oC

0 26 27 28 29

1 27 28 28 28

2 28 28 28 28

3 31 28 28 28

4 37 28 28 28

5 45 28 27 28

6 63 28 28 29

7 83 28 28 28

8 110 27 28 28

9 122 28 28 29

10 124 28 28 29

11 125 27 49 29

12 125 30 90 29

13 126 78 98 30

14 126 91 98 34

15 128 93 98 46

16 130 93 99 51

17 132 89 99 53

18 135 84 98 53

19 136 81 98 52

20 141 79 97 52

21 143 76 97 51

22 146 73 94 49

23 151 69 88 48

24 154 66 84 46

25 158 65 81 44

26 160 63 83 43

27 163 60 80 42

28 163 59 86 41

29 167 56 82 41

30 172 55 78 39

31 173 52 77 38

Data Pengamatan Terhadap Distilat

Fraksi Nilai Indeks Bias Bau Warna

A12 1,431 Menyengat Bening

B11 1,421 Menyengat Bening

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA WAKTU DAN TEMPERATUR

PADA DESTILASI MINYAK MENTAH

GRAFIK PADA PROGRAM CASSY LAB

VI. TUGAS

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan distilasi!

Jawab:

Distilasi merupakan suatu teknim pemisahan campuran fasa cair yang homogen

dengan cara penguapan dan pengembunan. Sehingga diperoleh distilat yang

lebih banyak mengandung volatil dibandingkan larutan sebelumnya yang lebih

sukar menguap . Distilasi didasarkan pada percobaan titik didih antara senyawa-

senyawa yang terdapat dalam campuran

2. Apa perbedaan distilasi atmosfer dan distilasi vakum?

Jawab:

Jika distilasi atmosfer merupakan proses pemisahan dalam fasa cair berdasarkan

titik didihnya pada tekanan atomosfer dan temperatur maksimum 350 oC,

sedangkan distilasi vakum merupakan proses pemisahan campuran dalam fasa

cair berdasarkan titik didih dengan tekanan dibawah atmosfer berkisar 0,4atm

3. Bagaimana mengetahui produk akhir hasil distilasi?

Jawab:

Produk hasil distilasi dapat diketahui dengan menganalisa sifat fisik produk

tersebut, misalnya indeks bias, densitas, titik didih dan lain-lain. Setelah itu

dibandingkan dengan hasil studi literatur

VII. ANALISA PERCOBAAN

Distilasi merupakan suatu teknis pemisahan campuran dalam fasa cair yang

homogen dengan cara penguapan dan pengembunan, sehingga diperoleh distilat yang

lebih banyak mengandung volatil dibandingkan larutan sebelumnya yang lebih sukar

menguap. Distilasi ini berdasarkan pada perbedaan titik didih antara senyawa-senyawa

yang terdapat dalam campuran tersebut. Metode ini sering digunakan dalam proses

pemisahan fraksi-fraksi yang terdapat di dalam minyak mentah atau crude oil. Proses

distilasi dalam pengolahan crude oil dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu distilasi

atmosfer, distilasi hampa, dan distilasi bertekanan.

Pada percobaan ini, distilasi dilakukan secara atmosfir yaitu proses pemisahan

campuran dalam fasa cair berdasarkan titik didih pada tekanan atmosfer dan temperatur

maksimal 350oC. Berdasarkan literatur, fraksi-fraksi yang dapat dipisahkan berupa

fraksi gas, bensin, minyak tanah, minyak gas, dsb sehingga dapat dikatakan bahwa

produk ini diharapkan dapat terpisah pada percobaan ini. Percobaan ini menggunakan

alat Distillation Bridge dan program Cassy La. Program Cassy Lab digunakan sebagai

penunjang dalam pengaturan waktu dan suhu operasi yang diperlukan, yaitu selama 1

jam operasi dengan waktu pengamatan setiap 1 menit. Termokopel juga diperlukan

dalam percobaan ini sebagai temperatur transmitternya yang terpasang pada masing-

masing bagian, yaitu A11 yang terdapat pada labu godok, A12 yang terpasang pada

labu distilat fraksi berat, B11 yang terdapat pada labu distilat fraksi ringan, dan B12

pada puncak refluxs untuk mengukur temperatur fraksi ringan.

Hasil pengamatan menunjukkan terdapat dua fraksi yang terpisah yaitu distilat

A12 dan B11. Produk distilat A12 diidentifikasikan sebagai kerosin. Identifikasi

kerosin tersebut berdasarkan indeks bias serta sifat fisik yang dihasilkan yaitu warna

dan bau. Indeks biaskerosin secara teori yaitu 1,4303 dan indeks bias yang didapat pada

distilat yaitu 1,431 serta bau yang dihasilkan menyengat mendekati bau kerosin serta

warna yang dihasilkan bening menyerupai kerosin. Produk distilat B11

diidentifikasikan sebagai bensin. Indeks bias yang didapatkan pada distilat B11 adalah

1,421, indeks bias tersebut mendekati indeks bias bensin secara teori yaitu 1,422 dan

bau yang dihasilkan menyengat mendekati bau bensin serta warna yang dihasilkan

bening. Fraksi-fraksi yang didapatkan sesuai dengan tingkatan traynya yaitu B11

diidentifikasikan sebagai bensin merupakan fraksi yang paling ringan dibandingkan

dengan kerosin. Bensin memiliki atom karbon sebanyak 5-10 sedangkan kerosin

memiliki atom karbon sebanyak 11-12. Oleh karena itu, bensin akan menguap terlebih

dahlu karena memiliki atom karbon yang lebih sedikit dan kedua fraksi ini mengalami

pemisahan dikarenakan terdapat perbedaan titik didih. Semakin kecil titik didih maka

fraksi tersebut akan lebih cepat menguap. Fraksi-fraksi memiliki titik didih yeng

berbeda kerena memiliki tingkat kepolaran yang berbeda pula. Semaikn polar suatu zat

maka akan semakin cepat menguap. Selain itu, terdapat pengaruh perbedaan gaya antar

molekul pula hingga mengakibatkan permisahan fraksi. Satu molekul dapat melepaskan

diri jika memiliki energi yang dapat mengalahkan gaya tarik molekul itu. Makin besar

titik didih maka makin kuat ikatan antar molekulnya sehingga makin besar pula energi

yang dibutuhkan untuk mengalahkan gaya antar molekul itu. Oleh karena itu, titik didih

yang lebih rendah dapat menguap atau terpisah lebih dulu karena kebutuhan energi

untuk mengalahkan ikatan antar molekulnya lebih kecil.

Kemudian dari suhu yang dicatat oleh program Cassy Lab dapat dibuat sebagai

kurva temperatur terhadap waktu, hal ini digunakan untuk melihat perbandingan

temperatur atau titik didihnya tiap waktu tertentu.

VIII. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Distilasi minyak mentah merupakan pemisahan fraksi-fraksi berdasarkan

titik didih.

2. Jenis distilasi yang digunakan merupakan distilasi atmosfer dimana tekanan

yang digunakan sama dengan tekanan udara / diluar (1 atm)

3. Dari percobaan didapat 2 fraksi yaitu bensindan kerosin

4. Faktor yang menyebabkan fraksi-fraksi dapat terpisah yaitu perbedaan titik

didih, kepolaran serta gaya tarik antar molekul.

IX. DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium Hidrokarbon. 2015. Penuntun Praktikum Hidrokarbon. Palembang:

Politeknik Negeri Sriwijaya

Gelas Kimia Refraktometer Pipet Tetes