i

PROPOSAL PENELITIAN

PEMANFAATAN MINYAK BIJI JARAK (JATHROPA CURCAS OIL) SEBAGAI

BAHAN DASAR PEMBUATAN METIL ESTER SULFONAT UNTUK CHEMICAL

FLOODING PROSES ENHANCED OIL RECOVERY (EOR)

DISUSUN OLEH :

DANUGRA MARTANTYO (21030112140054)

EGANANTA SANTOSO (21030112130046)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014

ii

LEMBAR PENGESAHAN

PROPOSAL PENELITIAN

Nama / NIM : Danugra Martantyo NIM. 21030112140054

Nama / NIM : Egananta Santoso NIM. 21030112130046

Judul : Pemanfaatan Minyak Biji Jarak (Jathropa Curcas Oil) Sebagai Bahan

Dasar Pembuatan Metil Ester Sulfonat Untuk Chemical Flooding Proses

Enhanced Oil Recovery (EOR)

Menyetujui,

Dosen Pembimbing

Luqman Buchori, ST., MT.

NIP. 197105011997021001

Ketua Tim Penguji

( )

NIP.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik UNDIP

Dr. Ir. Budiyono, MSi

NIP. 196602201991021001

iii

PRAKATA

Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karuniaNya, sehingga proposal penelitian berjudul Pemanfaatan Minyak Biji

Jarak (Jathropa Curcas Oil) Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Metil Ester Sulfonat

Untuk Chemical Flooding Proses Enhanced Oil Recovery (EOR) dapat diselesaikan.

Dalam penyusunan proposal penelitian ini, diperoleh bantuan baik secara langsung

maupun tidak langsung, sehingga pada kesempatan ini rasa terima kasih disampaikan secara

langsung kepada Luqman Buchori, ST., MT. selaku dosen pembimbing penelitian yang telah

memberikan bimbingan dalam penulisan proposal penelitian ini, dan seluruh pihak yang tidak

dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu dalam penyusunan proposal penelitian

ini.

Disadari bahwa proposal penelitian ini masih terdapat kekurangan. Segala yang

terbaik telah dilakukan dalam proses penyelesaiannya, maka kritik dan saran yang bersifat

membangun sangat diharapkan.

Semoga proposal penelitian ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan,

khususnya mahasiswa Teknik Kimia UNDIP yang sedang melakukan penelitian.

Semarang, Januari 2015

Penyusun

iv

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................................. Error! Bookmark not defined.

DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................. v

DAFTAR TABEL ................................................................................................................................. vi

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................................... 1

I.1. Latar Belakang ....................................................................................................................... 1

I.2. Rumusan Masalah .................................................................................................................. 1

I.3. Tujuan Penelitian .................................................................................................................... 5

I.4. Manfaat Penelitian .................................................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................................ 6

II.1. Enhanced Oil Recovery (EOR) .............................................................................................. 6

II.2. Surfaktan .............................................................................................................................. 11

II.2.1. Surfaktan Anionik ........................................................................................................ 13

II.2.2. Surfaktan Kationik ........................................................................................................ 14

II.2.3. Surfaktan Non Ionik ..................................................................................................... 14

II.2.4. Surfaktan Amfoter ........................................................................................................ 15

II.3. Metil Ester dari Crude Jatropha curcas Oil (CJCO) .............................................................. 15

II.4. Surfaktan Metil Ester Sulfonat (MES) .................................................................................. 17

II.5. Proses Sulfonasi ................................................................................................................... 18

II.6. Proses Sulfonasi Terhadap ME ............................................................................................. 19

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................................................... 22

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................... 24

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Gugus hidroflik dan hidrofobik suatu surfaktan ................................................................. 12

Gambar 2. 2 Struktur misel, (a) Sterik (b) Lamelar ................................................................................ 13

Gambar 2. 3 Reaksi esterifikasi asam lemak menjadi metil ester ............................................................ 16

Gambar 2. 4 Reaksi transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester ..................................................... 17

Gambar 2. 5 Struktur kimia metil ester sulfonat .................................................................................... 18

Gambar 2. 6 H2SO4 sebagai agen pensulfonasi ..................................................................................... 18

Gambar 2. 7 Reaksi sulfonasi H2SO4 terhadap benzena ........................................................................ 18

Gambar 2. 8 Kemungkinan masuknya gugus sulfonat pada suatu metil ester tidak jenuh ........................ 19

Gambar 2. 9 Kemungkinan masuknya gugus sulfonat pada suatu metil ester jenuh ................................. 19

Gambar 2. 10 Reaksi sulfonasi metil ester tidak jenuh dengan NaHSO3 sebagai agen pensulfonasi ....... 19

Gambar 2. 11 Reaksi pembuatan MES dengan gas SO3 sebagai agen pensulfonasi terhadap metil ester . 20

Gambar 2. 12 Reaksi hidrolisis MES (1) dan reaksi pembentukan kembali MES dari asam karboksilat

sulfonat (2) ..................................................................................................................... 20

Gambar 2. 13 Reaksi pembentukan di-salt ............................................................................................ 21

Gambar 2. 14 Reaksi pembentukan sodium -sulfonilmetilester................................................................ 21

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Metode peningkatan pengurasan minyak tahap lanjut (EOR) ................................................... 7

Tabel 2. 2 Klasifikasi metode peningkatan pengurasan minyak tahap lanjut berdasarkan mekanisme

pendesakan .............................................................................................................................. 8

Tabel 2. 3 Kriteria screening pengurasan tahap lanjut (EOR) ................................................................. 10

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beberapa tahun ini produksi minyak bumi selalu mengalami penurunan, sedangkan

konsumsi minyak selalu mengalami penaikan. Menurut Pusat Data Energi dan Sumber Daya

Mineral Republik Indonesia, sejak tahun 2010 sampai tahun 2014, produksi minyak bumi di

Indonesia mengalami penurunan, yaitu 517.415.696 barrel pada tahun 2000 menjadi

283.315.682 barrel pada tahun 2009 atau sekitar 1,4 juta barrel/hari menjadi 1 juta barrel/hari

(Pusdatin Energi dan Sumber Daya Mineral, 2014).

Turunnya produksi minyak bumi di Indonesia disebabkan oleh penurunan jumlah

cadangan minyak yang ditemukan, kekurang-mampuan pemerintah secara finansial untuk

mengembangkan lapangan baru, kurang tersedianya teknologi yang diperlukan untuk

mengembangkan lapangan, serta umur sumur minyak di Indonesia yang sudah tua. Tercatat

bahwa total sumur minyak tua di Indonesia sebanyak 13.824 buah sumur. Lokasi sumur ini

berada di Kalimantan Timur dengan jumlah 3.143 unit, Sumatera bagian selatan 3.623 unit,

Sumatera bagian utara 2.392 unit, Jawa Tengah dan Jawa Timur 2.496 unit, Sumatera bagian

tengh 1.633 unit, Seram 229 unit, Papua 208 unit dan Kalimantan bagian selatan 100 unit

(Cohlar, 2014)

Untuk menganggulangi masalah tersebut, khususnya untuk meningkatkan produksi

sumur minyak yang sudah tua dilakukan oil recovery. Oil recovery dapat dilakukan melalui

tiga metode, yaitu : primer, sekunder, dan tersier. Metode primer adalah produksi dengan

menggunakan bantuan energi alami, seperti : solution-gas drive, gas-cap drive, water drive,

ekspansi fluida dan batuan, dan gravity drainage. Dengan metode ini hanya dapat

memproduksi 5-10% dari total minyak yang dapat diproduksi oleh reservoir. Metode

sekunder adalah injeksi air atau gas ke aquifer atau gas-cap untuk memberikan tekanan.

Metode ini mencapai batasnya ketika fluida yang diinjeksikan hanya memproduksi sedikit

minyak sehingga tidak ekonomis. Metode tersier atau yang dikenal dengan Enhanced Oil

Recovery (EOR) adalah metode yang sering kali dilakukan untuk meningkatkan produksi

minyak dari reservoir setelah dilakukan metode primer dan sekunder dengan menginjeksikan

suatu cairan kimia (surfaktan), gas (nitrogen atau karbondioksida), atau dengan energi panas

(Green, Willhite, & Distinguished, 1998). Sejak tahun 1980, teknik EOR dengan

2

menggunakan surfaktan sebagai penginjeksi (surfactant flooding) adalah salah satu teknik

yang paling berhasil untuk meningkatkan produksi minyak. Teknik ini sangat berpotensi

untuk meningkatkan produksi minyak secara signifikan dibanding dengan menggunakan

teknik EOR lainnya. Tujuan dari teknik surfactant flooding adalah menurunkan tegangan

antarmuka (IFT) antara minyak yang terjebak dalam batuan dan air, sehingga gaya

kapilaritasnya meningkatkan dan minyak yang terangkat ke permukaan lebih banyak

(Hirasaki, Miller, & Puerto, 2013).

Surfaktan yang umum dipakai adalah surfaktan yang disintesis dari petroleum seperti

petroleum sulfonat (Sheats & Macarthur, 2002). Akan tetapi, kelemahan dari penggunaan

sirfaktan ini adalah harganya yang mahal sehingga minyak bumi yang dihasilkan harus dijual

dengan harga yang lebih mahal, selain itu surfaktan ini tidak ramah lingkungan karena adanya

kandungan petrochemical pada surfaktan tersebut (Majidaie, Muhammad, Tan, & Demiral,

2011) dan juga di Indonesia sendiri kebutuhan surfaktan untuk EOR tersebut masih

mengandalkan impor dari luar negeri (Badan Pusat Statistik, 2014). Untuk mengatasi masalah

tersebut, belakangan ini dikembangkan produksi surfaktan dengan bahan dasar dari minyak

alami yang lebih murah dan ramah lingkungan (Elraies, Tan, Awang, & Saaid, 2014). Minyak

alami dapat berupa minyak nabati atau hewani dimana dalam minyak tersebut terkandung

asam lemak (fatty acid) yang menjadi bahan dasar dalam pembuatan surkatan (surfactant

based on fatty acid). Minyak yang biasanya digunakan adalah seperti lemak hewan, minyak

kedelai, minyak biji matahari, minyak sawit, dan sebagainya yang sebenarnya digunakan

sebagai bahan makanan. Hal ini menjadi pertimbangan para peneliti untuk menggunakan

minyak yang tidak dapat dikonsumsi (non-food), salah satunya adalah minyak biji jarak

(Crude Jatropha Curcas Oil) (Johansson & Svensson, 2001). Minyak biji jarak memiliki

kandungan asam lemak bebas (free fatty acid/FFA) sebesar 14,9%, lebih besar dari minyak

kelapa sawit (crude palm oil/CPO) sebesar 6,1% dan minyak kelapa (net coconut oil/NPO)

sebesar 1,2% (Berchmans & Hirata, 2008).

Majidaie dkk. (2011) melakukan pembuatan surfaktan metil ester sulfonat (MES) dari

minyak biji jarak yang diawali dengan proses transesterifikasi minyak jarak dengan metanol

untuk mendapatkan metil ester (ME) dan dilanjutkan dengan proses sulfonasi dengan agen

pensulfonasi, chlorosulfonic acid, dan didapatkan surfaktan yang mampu menurunkan

tegangan antarmuka mencapai 0,078 mN/m pada konsentrasi surfaktan 0,25wt%. Sedangkan

Elraies dkk. (2014) menggunakan minyak biji jarak untuk memproduksi surfaktan sodium

methyl ester sulfonates (SMES) yang diawali dengan proses transesterifikasi dengan

menggunakan katalis KOH dan proses sulfonasi dengan agen pensulfonasi chlorosulfonic

3

acid yang dilanjutkan dengan penambahan larutan natrium karbonat, sehingga menghasilkan

surfaktan yang mampu menurunkan tegangan antarmuka mencapai 3,92 mN/m pada

konsentrasi surfaktan 0,2wt%.

Di Indonesia tanaman jarak sudah mulai dibudidayakan sejak tahun 2005 karena

tanaman ini memiliki banyak manfaat, salah satunya memiliki potensi yang besar untuk

dikembangkan menjadi bahan bakar nabati (Cholid, Hariyadi, Susanto, Djumali, & Purwoko,

2014). Oleh karena itu melimpahnya produksi tanaman jarak di Indonesia memiliki potensi

untuk dimanfaatkan minyaknya sebagai bahan baku pembuatan MES, mengingat minyak biji

jarak yang beracun dan harganya yang relatif murah.

Proses pembuatan MES diawali dengan proses esterifikasi asam lemak karena minyak

biji jarak memiliki kadar FFA yang tinggi yaitu 14,9%. Menurut penelitian yang dilakukan

Berchmans dan Hirata (2008), proses esterifikasi minyak jarak yang optimal berlangsung

pada suhu 50oC selama 1 jam dengan perbandingan berat metanol dan minyak 60%w/w.

Kemudian dilanjutkan dengan proses transesterifikasi dimana dibutuhkan katalis untuk

mempercepat terjadinya reaksi dan menghasilkan fatty acid methyl ester (FAME). Katalis

yang biasanya digunakan adalah katalis homogen seperti NaOH, KOH, HCl, dan H2SO4

(Martnez, Orozco, Rincn, & Gil, 2010). Masalah yang timbul dengan menggunakan katalis

homogen adalah pemisahan katalis dengan produknya yang membutuhkan proses pemisahan

dengan biaya yang mencapai setengah dari biaya produksi. Oleh karena itu saat ini para

peneliti mengembangkan penggunaan katalis heterogen yang pemisahan, pemurnian, dan

tahap pencuciannya lebih mudah, sehingga metil ester yang dihasilkan tidak mengandung

katalis yang digunakan dalam proses (Islam, Taufiq-Yap, Chu, Chan, & Ravindra, 2012).

Salah satu katalis yang sering digunakan adalah dari batuan dolomite. Dolomit merupakan

batuan yang dapat ditemukan di berbagai belahan dunia dan tidak beracun dengan harga yang

sangat murah. Dolomit mengandung kalsium karbonat (CaCO3), magnesium karbonat

(MgCO3), dan sangat sedikit kandungan senyawa lainnya, sehingga tepat untuk dijadikan

katalis basa (Leonardos, Fyfe, & Kronberg, 1987).

Menurut penelitian yang dilakukan oleh Jaiyen, Naree, dan Ngamcharussrivichai

(2015), proses pembuatan katalis dari batuan dolomit diawali dengan mengayak batuan

dolomite mencapai ukuran kurang dari 10m, kemudian dikalsinasi dalam furnace pada suhu

800oC selama 2 jam. Proses transesterifikasi minyak biji jarak jarak yang optimal berdasarkan

pada penelitian Lee, Juan, Binti Abdullah, Nizah Mf, dan Taufiq-Yap (2014) terjadi pada

suhu 65oC selama 4 jam dengan menggunakan katalis dari batuan dolomit sebanyak 4wt%

dan perbandingan metanol:air adalah 15:1.

4

Setelah didapatkan metil ester berupa FAME dilakukan proses sulfonasi untuk

mendapatkan MES. Tahapan pembuatan surfaktan MES adalah sulfonasi metil ester untuk

menghasilkan MES, pemurnian dengan methanol, dan penetralan dengan NaOH. Dari tahapan

tersebut, faktor yang menentukan kualitas MES, diantaranya adakah rasio mol, suhu reaksi,

konsentrasi gugus sulfonat yang ditambahkan (NaHSO3, H2SO4, oleum, gas SO3), waktu

netralisasi, jenis dan konsentrasi katalis, pH, dan suhu netralisasi (Foster, MacArthur, Sheats,

Shea, & Trivedi, 2009).

Proses sulfonasi yang umum dilakukan menggunakan agen pensulfonasi berupa gas

SO3 seperti yang dilakukan oleh Martnez dkk. (2010) dalam penelitiannya. Proses sulfonasi

dengan gas SO3 membutuhkan suatu reaktor yang dilengkapi oleh untuk pengering udara,

memproduksi SO3, sulfonasi, netralisasi, pengering MES, methanol recovery, dan pengolahan

gas sisa yang jelas membutuhkan biaya yang sangat besar.

Agen pensulfonasi lainnya yang banyak digunakan adalah chlorosulfonic acid seperti

yang dilakukan oleh Majidaie dkk. (2011), hasil dari proses sulfonasi ini perlu dialiri udara

untuk menghilangkan gas HCl yang terbentuk dan didapatkan surfaktan yang mampu

menurunkan tegangan antarmuka mencapai 0,0778 mN/m. Akan tetapi chlorosulfonic acid

merupakan senyawa kimia dengan harga yang mahal dibanding sumber SO3 lainnya, selain itu

bersifat korosif dan beracun. Sumber SO3 yang paling murah adalah H2SO4 dan juga

pengolahan limbahnya yang lebih murah dibanding dengan agen pensulfonasi lainnya, serta

produk sampingnya hanya berupa H2O dan sisa asam yang dapat dinetralkan dengan alkohol

(Foster, 1997). Sehingga pemakaian H2SO4 sebagai agen pensulfonasi dapat menekan biaya

produksi MES.

1.2. Rumusan Masalah

Proses pembuatan surfaktan sebagai chemical flooding untuk proses EOR telah banyak

dilakukan (Elraies dkk., 2014; Majidaie dkk., 2011; Martnez dkk., 2010; Supriningsih, 2010;

Tulathammakit & Kitiyanan, 2014). Akan tetapi masalah yang timbul adalah biaya produksi

yang besar. Penggunaan minyak jarak sebagai bahan baku pembuatan surfaktan MES dapat

menekan biaya produksi, mengingat ketersedian minyak jarak di Indonesia sangat melimpah

(Cholid dkk., 2014).

Proses pembuatan MES yang diawali dengan esterifikasi dan transesterifikasi minyak

biji jarak. Proses esterfikasi berlangsung pada kondisi optimum berdasarkan pada percobaan

(Berchmans & Hirata, 2008). Dilanjutkan dengan proses transesterifikasi dengan katalis dari

batuan dolomite ada kondisi optimum berdasarkan pada percobaan (Lee dkk., 2014).

5

Kemudian, proses sulfonasi metil ester selama ini menggunakan gas SO3 dan

chlorosulfonic acid dengan harga yang sangat mahal. Agen pensulfonasi lainnya yaitu H2SO4

memiliki keunggulan yaitu memiliki harga yang lebih murah dengan proses netralisasi yang

lebih mudah dan produk samping yang terbentuk hanya H2O yang akan teruapkan selama

proses sulfonasi berlangsung (Foster, 1997). Oleh karena itu, pada penelitian ini akan

menggunakan agen pensulfonasi yaitu H2SO4 untuk mengetahui yield yang didapat serta

kualitasnya.

Hal yang paling penting dalam penggunaan surfaktan untuk mendapatkan perolehan

minyak yang tinggi adalah kemampuan surfaktan tersebut menurunkan IFT hingga 10-3

dyne/cm (Eni & Syahrial, 2010). MES yang baik akan memiliki kemampuan di atas sehingga

penggunaanya dalam EOR dapat memudahkan proses pelepasan minyak bumi dari reservoir

untuk diproduksi. Dalam penelitian ini akan dianalisis nilai IFT dari MES yang dihasilkan

dengan menggunakan alat spinning drop tensiometer, untuk mengatahui kualitas MES yang

dihasilkan memenuhi syarat untuk proses EOR atau tidak.

1.3. Tujuan Penelitian

1.3.1. Tujuan Instruksional Umum

a. Melakukan reaksi transesterifikasi minyak biji jarak menjadi metil ester

dilanjutkan dengan reaksi sulfonasi untuk menghasilkan metil ester sulfonat.

b. Membuat surfaktan yang murah dan berkualitas untuk proses EOR.

1.3.2. Tujuan Instruksional Khusus

a. Dapat mengkaji pengaruh waktu rekasi terhadap metil ester sulfonat yang

dihasilkan dalam operasi sulfonasi.

b. Dapat mengkaji pengaruh penambahan metanol terhadap metil ester sulfonat yang

dihasilkan dalam operasi sulfonasi.

c. Dapat mengkaji nilai IFT dari metil ester sulfonat yang dihasilkan.

I.4. Manfaat Penelitian

a. Hasil penelitian ini dapat dipergunakan sebagai salah satu alternatife untuk

pengembangan industri surfaktan di Indonesia, sehingga kebutuhan surfaktan

untuk proses EOR tidak perlu lagi harus diimpor dari luar negeri dan dapat

meningkatkan produksi minyak mentah di Indonesia.

b. Dengan penelitian ini dapat meningkatkan nilai guna minyak jarak.

c. Dapat dijadikan referensi mengenai penelitian mengenai surfaktan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Enhanced Oil Recovery (EOR)

Kondisi reservoir sangat berpengaruh terhadap efisiensi peningkatan perolehan

minyak terutama dengan metoda injeksi kimia, seperti: heterogenitas batuan reservoir,

kadar garam air formasi, kadar lempung dan mineral lain yang terdapat dalam batuan

reservoir, terutama kandungan kation divalen yang terdapat pada permukaan batuan

reservoir. Selain itu, karakteristik aliran fluida seperti: mobilisasi saturasi minyak yang

rendah, penggunaan bahan kimia sebagai fluida pendesak yang kurang mencukupi, tidak

terkontrolnya bottom water atau channeling perlu diantisipasi, agar tidak mengalami

kegagalan bila akan diterapkan pendesakan kimia di lapangan.

Pada proses peningkatan perolehan minyak dengan fluida injeksi bahan kimia,

fluida yang diinjeksikan terlebih dahulu pada umumnya adalah preflush alkali. Preflush

ini bertujuan untuk menghilangkan sebagian ion divalen kalsium dan magnesium) yang

terdapat pada air formasi dan permukaan batuan. Sebagaimana diketahui ion divalen Ca2+

dan Mg2+ kehadirannya bisa mengurangi efisiensi pendesakan surfaktan / polimer.

Volume preflush alkali yang diinjeksikan tergantung dari keadaan reservoarnya, dan

biasanya berkisar antara 0,05 Pore Volume (PV) sampai dengan 1 PV. Setelah

diinjeksikan preflush alkali, kemudian diikuti dengan injeksi surfaktan yang bertujuan

untuk mengurangi tegangan antar muka minyak-air. Selanjutnya adalah injeksi polimer

yang bertujuan untuk mengontrol mobilitas air injeksi dengan cara meningkatkan

viskositasnya. Terakhir adalah injeksi air yang bertujuan untuk mendorong sisa minyak

yang masih tersisa di dalam reservoar.

Rangkaian pendesakan tersebut bertujuan untuk meningkatkan efektifitas suatu

sistem pendesakan. Kemampuan surfaktan menurunkan tegangan antar muka minyak-air

dapat memperbaiki efisiensi pendesakan secara mikro, sedangkan polimer sebagai

pengontrol mobilitas air injeksi dapat memperbaiki efisiensi pendesakan secara makro.

Lebih dari 20 metoda EOR yang dikenal telah berhasil dilakukan pada skala

laboratorium dan beberapa teknik telah sukses pada uji lapangan. Metoda EOR dapat

menggunakan sekitar 15 jenis fluida / material yang diinjeksikan ke dalam reservoir.

Apabila harga minyak cukup tinggi, metoda EOR dapat diaplikasikan untuk menaikkan

produksi minyak suatu lapangan. Ada 8 metoda EOR yang termasuk umum dipakai di

lapangan minyak, yaitu 3 jenis injeksi gas (nitrogen, hidrokarbon, karbon dioksida), 3

7

jenis injeksi fluida (miselar, polimer, dan alkali/surfaktan/polimer-ASP), 2 metoda injeksi

panas (combustion, dan steam). Jenis metoda EOR dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Metode peningkatan pengurasan minyak tahap lanjut (EOR)

CURRRENT AND PAST EOR METHODS

Method

Gas and Hydrocarbon Solvent Methods

"Inert" gas injection

Nitrogen injection Flue-gas injection

Hydrocarbon-gas (and liquid) injection

High-pressure gas drive

Enriched-gas drive

Miscible solvent (LPG or propane) flooding

CO2 flooding

Improved WaterfloodingMethods

Alcohol-miscible solvent flooding

Micellar /polymer (surfactant) flooding

Alkaline flooding

ASP flooding

Polymer flooding

Gels for water shutoff

Microbial injection

Thermal Methods

In-situ combustion

Standard forward combustion

Wet combustion

O2-enriched combustion

Reverse combustion

Steam and hot-water injection

Hot-water flooding Steam stimulation

Steam flooding

Surface mining and extraction

(Taber, Martin, & Seright, 1997)

Mekanisme utama pada pengurasan EOR, adalah: (1) ekstraksi pelarut (solvent

extraction) yang mendorong terjadinya pembauran (miscibility), (2) penurunan tegangan

antar-muka, (3) perubahan viskositas baik minyak maupun air, dan juga dapat karena

adanya kenaikan tekanan karena injeksi fluida. Hal ini ditampilkan pada Tabel 2.2.

8

Tabel 2. 2 Klasifikasi metode peningkatan pengurasan minyak tahap lanjut berdasarkan

mekanisme pendesakan

(Taber et al., 1997)

Penambahan perolehan minyak dari aplikasi teknologi EOR terbesar berasal dari

injeksi steam diikuti oleh injeksi gas termasuk injeksi gas hidrokarbon. Proyek injeksi gas

di dunia terus menunjukkan peningkatan. Injeksi nitrogen dan flue gas membutuhkan

tekanan terbaur minimal (TTM) yang sangat tinggi, sehingga hanya cocok untuk

reservoir yang sangat dalam. Pada kondisi terbaur recovery minyak sangat baik. Biayanya

relatif sangat rendah, hanya saja injeksi ini dapat menyebabkan korosi, sehingga injeksi

nitrogen atau flue gas sangat sedikit diaplikasikan. Injeksi CO2 lebih optimistik terutama

di Amerika, karena dapat diaplikasikan pada cakupan gravity minyak dan kedalaman

reservoir yang luas.

Injeksi kimia meliputi miselar / polimer, ASP (Alkali/surfaktan/polimer), injeksi

alkali, dan polimer. Injeksi kimia hanya sedikit dilakukan karena biayanya mahal. Injeksi

miselar/polimer, ASP, dan alkali bertujuan untuk menurunkan tegangan antar-muka,

CLASSIFICATION OF CURRENT ENHANCED

RECOVERY METHODS

Solvent extraction and/or "miscible-type" processes

Nitrogen and flue gas

Hydrocarbon-miscible methods

CO2 flooding

"Solvent" extraction of mined, oil bearing ore

IFT reduction processes

Micellar/polymer flooding (sometimes included in miscible

type flooding above)

ASP flooding

Viscosity reduction (of oil) or viscosity increase (of driving fluid)

processes

pressure

Steam flooding

Fire flooding

Polymer flooding

Enhanced gravity drainage by gas or steam injection

9

dimana untuk mendorong fasa discontinuous (trapped oil) diperlukan tenaga 10 kali lipat

dibandingkan dengan fasa continuous. Surfaktan sangat efektif untuk mengatasi masalah

tersebut. Biaya untuk injeksi miselar/polimer sangat tinggi, maka untuk mengatasi hal

tersebut pada saat ini ASP lebih banyak digunakan. Alkali biasanya diinjeksikan untuk

mengurangi adsorbsi surfaktan pada batuan dan juga untuk membantu menurunkan

tegangan antarmuka. Dengan ASP biaya dapat ditekan, karena alkali lebih murah

daripada surfaktan. Sedangkan injeksi polimer berguna untuk kontrol mobilitas dan

menaikkan sweep efficiency. Selama 35 tahun terakhir telah banyak proyek injeksi

polimer diterapkan pada beberapa reservoar yang berbeda. Namun demikian, dengan biaya

yang sangat tinggi proyek polimer semakin berkurang. Pemakain polimer dengan berat

molekul besar, akan menurunkan permeabilitas batuan reservoir dengan cepat, sehingga

hanya dapat diaplikasikan pada reservoir dengan permeabilitas di atas 100 mili Darcy

(mD). Untuk berat molekul yang rendah dan viskositas yang tinggi, hanya dapat dicapai

dengan konsentrasi yang tinggi, sehingga biaya untuk injeksi akan bertambah pada

penggunaan polimer dengan berat molekul yang ringan.

Injeksi panas pada umumnya digunakan pada minyak dengan gravity tinggi.

Metode injeksi panas terutama injeksi steam mempunyai kontribusi terbesar terhadap

produksi minyak dengan metoda EOR. Injeksi panas telah sukses lebih dari 30 tahun.

Injeksi steam baik dilakukan pada reservoir dangkal, lapisan tebal, permeabilitas tinggi,

dan saturasi minyak besar. Saat ini injeksi panas sudah mulai diaplikasikan pada minyak

dengan densitas rendah (LOSF/Light oil steam flooding). Percobaan di laboratorium

menunjukkan bahwa injeksi steam mempunyai mekanisme pengurasan yang sangat

efisien. Sedangkan In-situ Combustion kelihatannya merupakan metoda EOR yang ideal.

10 % minyak dibakar insitu dan memperbaiki sifat minyak tersisa, udara yang

diinjeksikan harganya sangat murah, dan dapat diaplikasikan pada kondisi lapangan yang

sangat luas terutama untuk reservoir sangat dalam dibandingkan dengan injeksi steam.

Pendoronganya dapat berlangsung terbaur maupun tidak terbaur. Metoda ini sangat

menjanjikan untuk dilaksanakan pada lapisan yang dalam baik untuk minyak berat

maupun ringan.

Karakteristik reservoir dan fluida injeksi harus dipilih agar sesuai dan diperoleh

beberapa mekanisme sekaligus yang saling menunjang untuk dapat menaikkan produksi

minyak. Injeksi steam pada umumnya dipakai untuk minyak berat pada reservoir dengan

kedalaman rendah, sedangkan minyak ringan pada reservoir yang sangat dalam dapat

diinjeksikan CO2 yang terbaur (miscible), dengan cakupan gravity minyak yang luas dari

10

30 sampai 45 oAPI. Injeksi CO2 terbaur pada umumnya diterapkan pada kedalaman lebih

dari 2000 ft. Sedangkan metoda EOR dengan water-based dapat diaplikasikan pada

minyak dengan densitas menengah. Karakteristik minyak dan reservoir yang baik untuk

masing- masing metoda EOR ditunjukkan pada Tabel 2.3. Pada tabel tersebut diberikan

besaran karakter batuan dan sifat minyak untuk masing-masing metoda EOR.

Tabel 2. 3 Kriteria screening pengurasan tahap lanjut (EOR)

(Taber et al., 1997)

Kriteria tersebut tidak berlaku mutlak, namun sebagai petunjuk dari beberapa

proyek di dunia dan sukses yang dapat digunakan sebagai pendekatan yang memadai.

Batasan-batasan yang dibuat tidak spesifik dan kaku, namun lebih bersifat rekomendasi.

Sebagai contoh, untuk gravity minyak pada injeksi nitrogen terbaur ,>3548 ini berarti

bahwa prosesnya akan bekerja dengan baik pada minyak dengan gravity lebih besar 35

oAPI, dan pada gravity yang lebih besar akan lebih baik lagi, sedangkan proyek nitrogen

yang dikerjakan di dunia rata-rata mempunyai gravity 48 oAPI. Ada 7 macam metoda

EOR dan ditambah satu metoda surface mining yang secara teknologi dapat dipakai untuk

menaikkan produksi minyak.

11

2.2. Surfaktan

Surfaktan atau Surface Active Agent dapat didefinisikan sebagai sebuah molekul

yang bekerja pada sebuah bidang permukaan / antar muka dan mempunyai kemampuan

untuk merubah kondisi yang sebenarnya. Surfaktan dapat menurunkan tegangan antar

muka dua cairan yang tidak bercampur dengan penyerapan molekul surfaktan pada antar

muka cairan dan padatan.

Surfaktan adalah zat yang bersifat aktif permukaan, apabila dilarutkan dalam air

dan kontak dengan minyak cenderung akan terkonsentrasi pada antar muka minyak air.

Pada umumnya molekul surfaktan mempunyai dua gugus yang terdiri dari bagian kepala

dalam jumlah yang sedikit yang terpisah pada kedua ujung rantai molekul, yaitu gugus

hidrofil (menyukai air atau larut dalam air) atau lipofob (menolak minyak) dan bagian

ekor dalam jumlah yang cukup besar yang disebut sebagai gugus hidrofob (tidak

menyukai air tetapi larut dalam minyak) atau lipofil (menolak air), kedua gugus tersebut

ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Di dalam air, gugus hidrofil pada molekul surfaktan akan menarik molekul air

dalam larutan, sedangkan gugus hidrofob cenderung menolak molekul air tersebut. Jika

terdapat keseimbangan antara dua tenaga gugus tersebut, maka zat terlarut dan pelarutnya

akan terkonsentrasi pada bidang antar muka, dimana gugus hidrofob akan terorientasi

pada media yang relatif bersifat non polar. Sedangkan pada gugus hidrofil akan

terorientasi pada media yang bersifat polar. Bahan utama surfaktan ialah petroleum

sulfonat yang mempunyai rumus kimia R-SO3H, dimana "R" adalah gugusan atom-atom

karbon aromatik. Gugus hidrofil biasanya berupa senyawa hidrokabon atom C8 sampai

dengan C22, sedangkan hidrofob umumnya berupa karboksilat, sulfonat, fosfat dan sisa

asam lainnya. Pemilihan surfaktan yang akan digunakan dalam EOR mencakup empat

kriteria utama yaitu:

1. Tegangan antar muka minyak air yang rendah

2. Adsorpsi rendah

3. Kesesuaian dengan fluida reservoir

4. Biaya rendah

12

Gambar 2. 1 Gugus hidroflik dan hidrofobik suatu surfaktan

Surfaktan yang umum digunakan dalam proyek EOR adalah surfaktan anionik.

Bila surfaktan anionik dilarutkan kedalam larutan encer, maka surfaktan akan berdisosiasi

(terpisah) menjadi kation dan monomer. Kenaikan konsentrasi surfaktan menyebabkan

gugus hidrofob (gugus yang suka minyak) akan saling berkumpul membentuk kumpulan

yang disebut misel, di mana tiap-tiap misel terdiri dari beberapa monomer. Misel-misel

yang terbentuk di dalam campuran senyawa tersebut tersusun secara sterik atau lamelar.

Struktur misel tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Pada konsentrasi surfaktan masih rendah, misel belum terbentuk. Bila konsentrasi

kritik misel sudah tercapai, maka terbentuklah misel, dengan kata lain Critical Micellar

Concentration (CMC) adalah konsentrasi dimana molekul surfaktan mulai membentuk

misel. Karena harga CMC ini sangat kecil yaitu 10-5 sampai 10-4 kg mol/m-3 maka praktis

larutan surfaktan selalu terdapat dalam bentuk misel. Struktur misel ini tidak tetap dan

dapat berubah dalam berbagai bentuk. Bila larutan surfaktan kontak dengan fasa

berminyak (oleic phase), surfaktan cenderung berakumulasi pada permukaan (permukaan

antara fasa minyak dan fasa cair). Gugus yang suka minyak larut dalam fasa berminyak

sedangkan gugus yang suka air larut dalam fasa air. Karena sifat tersebut maka surfaktan

akan menyebabkan tegangan permukaan antara dua fasa yang tidak campur tersebut

menurun. Berdasarkan sifat kelistrikannya, surfaktan dapat digolongkan menjadi:

1. Surfaktan anionik yang bermuatan negatif

2. Surfaktan kationik yang bermuatan positif

3. Surfaktan non ionik tidak terionisasi dalam larutan

4. Surfaktan amphoter yang bermuatan positif dan negative tergantung dari harga pH

larutan

13

Gambar 2. 2 Struktur misel, (a) Sterik (b) Lamelar

2.2.1. Surfaktan Anionik

Gugus hidrofob dari surfaktan anionik merupakan suatu gugus polar dan

bermuatan negatif dalam air. Ionisasi molekul membebaskan kation dan ionik

monomer, anion surfaktan ini umumnya terdapat dalam pendesakan micellar

polymer karena merupakan surfaktan yang baik, tahan dalam penyimpanan,

stabil dan dapat dibuat dengan harga murah. Secara komersial, group anionik

diproduksi dalam bentuk karboksilat, sulfat, sulfonat, fosfat, atau fosfonat.

Contoh surfaktan anionik adalah:

Garam Asam karboksilat

Garam sodium dan potasium dari asam lemak rantai lurus (sabun)

Garam sodium dan potasium dari asam lemak minyak kelapa

Garam sodium dan potasium dari asam minyak tall

Garam amina Acylated Polypeptides

Garam Asam Sulfonat

Linear Alkyl Benzene Sulfonate (LAS)

Higher Alkyl Benzene Sulfonate

Benzene, Toluene, Xylene dan Cumenesulfonate

Ligninsulfonate

Petroleum Sulfonate

N-Acyl-n-alkyltaurates

Parafin Sulfonate (SAS),

(a) (b)

14

Secondary n- alkyltaurates

Alfa Olefin Sulfonate (AOS)

Ester Sulfonate

Methyl Ester Sulfonate

Isethionates

Sodium Ester dari phosporic dan polyphosporic

Perfluorinated Anion

2.2.2. Surfaktan Kationik

Gugus hidrofil dari surfaktan kationik membentuk ion positif dalam

air.Senyawa polar jika berkutub positif, surfaktan sebagai kation. Pada keadaan

ini molekul surfaktan mengandung anion senyawa anorganik untuk menetralkan

kutub. Surfaktan kation digunakan sedikit dalam pendesakan micellar-polymer.

Hal ini dikarenakan surfaktan tersebut mempunyai daya adsorpsi yang

tinggi oleh permukaan anionik dari permukaan clay. Surfaktan kationik pada

umumnya memiliki kelarutan yang lebih tinggi dalam kondisi asam,

dibandingkan pada kondisi netral atau larutan alkali. Contoh surfaktan kationik

adalah:

Amina rantai panjang dan garam-garamnya

Garam quartenary ammonium

Diamine dan polyamines dan garam-garamnya

Polyaxyethlenated amine rantai panjang

Quarternized polyoxyethlenated rantai panjang

Amine oxides

2.2.3. Surfaktan Non Ionik

Surfaktan non ionik adalah surfaktan yang tidak terionisasi atau tidak

terurai jika dilarutkan dalam air, maka dari itu tidak bermuatan. Surfaktan non

ionik merupakan golongan surfaktan yang mempunyai manfaat yang meluas

dalam micellar polymer yaitu terutama sebagai kosurfaktan, tetapi pada

dasarnya sebagai non ionik surfaktan primer. Surfaktan ini tidak berbentuk

ikatan ionik, tetapi ketika terlarut dalam larutan air sifat elektronegatif

surfaktan menunjukkan perbedaan antara unsur-unsur utamanya. Non ionik

sangat toleransi terhadap salinitas tinggi daripada anionik dan mempunyai

surfaktan lebih sedikit. Umumnya surfaktan non ionik adalah larut dalam air

15

seperti polimer ethylene oxide atau propylene oxide. Surfaktan non ionik

merupakan sintesa yang dihasilkan melalui kondensasi fatty alcohol, fatty acids

atau fatty amides dengan etilen oksida. Contoh surfaktan non ionik adalah:

Polyoxyethlenated Alkylphenols

Alkylphenol Ethoxylates

Polyoxyethlenated rantai lurus

alkohol, alcohol ethoxylates

Polyoxyethlenated Mercaptans

Alkanolamina kondensat

Alkanolamida

Tertiart Acetylenic Glycol

2.2.4. Surfaktan Amfoter

Surfaktan amfoter adalah surfaktan yang termasuk dalam gugus

hidrofil, bisa bermuatan positif atau tidak bermuatan. Muatan ion pada

surfaktan amphoter tergantung dari pada pH sistem. Surfaktan jenis ini

mengandung dua atau lebih aspek jenis lain. Contoh amfoterik mungkin

mengandung grup anion dan polar grup non. Ada empat (4) jenis surfaktan

amfoter yang umum dipakai pada EOR, yaitu:

Sulfobetains

Betain

Alkymidazolimiumbetains

Amidoalkybetains

2.3. Metil Ester dari Crude Jatropha curcas Oil (CJCO)

Metil ester dihasilkan melalui reaksi kimia esterifikasi dan transesterifikasi.

2.3.1. Esterifikasi

Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester.

Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan alkohol. Katalis-katalis yang

ocok adalah zat berkarakter asam kuat dalam hal ini asam sulfat, asam sulfonat

organik atau resin penukar kation asam kuat merupakan katalis-katalis yang

biasa terpilih dalam praktek industrial.

16

Gambar 2. 3 Reaksi esterifikasi asam lemak menjadi metil ester

Untuk mendorong agar reaksi bisa berlangsung ke konversi yang

sempurna pada suhu rendah (misalnya paling tinggi 120 C), reaktan metanol

harus ditambahkan dalam jumlah yang sangat berlebih (biasanya lebih besar

dari 10 kali nisbah stoikiometrik) dan air produk ikutan reaksi harus

disingkirkan dari campuran reaksi, yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-

kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisi reaksi dan metode penyingkiran air,

konversi sempurna asam-asam lemak ke ester metilnya dapat dituntaskan

dalam waktu 1 sampai beberapa jam. Reaksi esterifikasi dapat dilihat pada

Gambar 2.3.

Reaksi esterifikasi dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak

berkadar asam lemak bebas tinggi (berangka-asam 5 mg-KOH/g). Pada tahap ini,

asam lemak bebas akan dikonversikan menjadi metil ester. Tahap esterifikasi

biasanya diikuti dengan tahap transesterfikasi. Namun sebelum produk

esterifikasi diumpankan ke tahap transesterifikasi, air dan bagian terbesar

katalis asam yang dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu.

2.3.2. Transesterifikasi

Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi

dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkil ester, melalui reaksi dengan

alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol-

alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil,

metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan

reaktifitasnya paling tinggi (sehingga reaksi disebut metanolisis). Dengan

demikian biodiesel praktis identik dengan metil ester asam-asam lemak (Fatty

Acids Metil Ester, FAME). Reaksi transesterifikasi trigliserida menjadi metil

ester dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Reaksi transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya.

Tanpa adanya katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi

berjalan dengan lambat. Katalis yang biasa digunakan pada reaksi

transesterifikasi adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat

reaksi.

17

Gambar 2. 4 Reaksi transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester

2.4. Surfaktan Metil Ester Sulfonat (MES)

Surfaktan merupakan senyawa kimia yang memiliki aktivitas pada permukaan

yang tinggi. Sifat-sifat surfaktan dipengaruhi oleh adanya bagian hidrofilik dan

hidrofobik pada molekul surfaktan. Kehadiran gugus hidrofobik dan hidrofilik yang

berada dalam satu molekul, menyebabkan pembagian surfaktan cenderung berada pada

antar muka antara fasa yang berbeda derajat polaritas dan ikatan hidrogen seperti

minyak/air atau udara/air. Pembentukan film pada antar muka ini mampu menurunkan

energi antar muka dan menyebabkan sifat-sifat khas pada molekul surfaktan.

Surfaktan MES yang merupakan golongan baru dalam kelompok surfaktan

anionik telah mulai dimanfaatkan sebagai bahan aktif pada produk-produk pencuci dan

pembersih (washing and cleaning products). Pemanfaatan surfaktan MES sebagai

bahan aktif pada deterjen telah banyak dikembangkan karena prosedur produksinya

mudah, memperlihatkan karakteristik dispersi yang baik, sifat deterjensinya tinggi,

walaupun pada air dengan tingkat kesadahan yang tinggi (hard water) dan tidak

adanya fosfat, mempunyai asam lemak C16 dan C18 yang mampu memberikan tingkat

deterjensi yang terbaik, memiliki sifat toleransi terhadap ion Ca2+ yang lebih baik,

memiliki tingkat pembusaan yang lebih rendah dan memiliki stabilitas yang baik

terhadap pH. Bahkan MES C16-C18 memperlihatkan aktivitas permukaan yang baik,

yaitu sekitar 90 % dibandingkan linier alkil benzen sulfonat (LABS).

MES memperlihatkan karakteristik dispersi yang baik, sifat deterjensi yang baik

terutama pada air dengan tingkat kesadahan yang tinggi (hard water) dan tidak adanya

fosfat, ester asam lemak C14, C16 dan C18 memberikan tingkat deterjensi terbaik, serta

bersifat mudah didegradasi (good biodegradability). Dibandingkan petroleum sulfonat,

18

surfaktan MES menunjukkan beberapa kelebihan di antaranya yaitu pada konsentrasi

MES yang lebih rendah daya deterjensinya sama dengan petroleum sulfonat, dapat

mempertahankan aktivitas enzim yang lebih baik, toleransi yang lebih baik terhadap

keberadaan kalsium, dan kandungan garam (disalt) lebih rendah. Struktur kimia MES

disajikan pada Gambar 2.5.

Proses produksi surfaktan MES dilakukan dengan mereaksikan metil ester

engan agen sulfonasi. Pereaksi yang dapat dipakai pada proses sulfonasi antara lain

asam sulfat (H2SO4), oleum (larutan SO3 di dalam H2SO4), sulfur trioksida (SO3),

NH2SO3H, dan ClSO3H. Untuk menghasilkan kualitas produk MES terbaik, beberapa

perlakuan penting yang harus dipertimbangkan adalah rasio mol, suhu reaksi,

konsentrasi grup sulfonat yang ditambahkan, waktu netralisasi, jenis dan konsentrasi

katalis, pH dan suhu netralisasi (Foster, 1996).

Gambar 2. 5 Struktur kimia metil ester sulfonat

II.5. Proses Sulfonasi

Reaksi sulfonasi merupakan suatu reaksi substitusi elektrofilik dengan

menggunakan agen pensulfonasi yang bertujuan untuk mensubstitusi atom H dengan

gugus -SO3H pada molekul organik melalui ikatan kimia pada atom karbonnya. H2SO4

dapat bertindak sebagai agen pensulfonasi, dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2. 6 H2SO4 sebagai agen pensulfonasi

Contoh reaksi H2SO4 dapat bertindak sebagai agen pensulfonasi ditunjukkan pada

Gambar 2.7 yaitu reaksi sulfonasi H2SO4 terhadap benzena.

Gambar 2. 7 Reaksi sulfonasi H2SO4 terhadap benzena

19

II.6. Proses Sulfonasi Terhadap ME

Metil ester sebagai bahan untuk pembuatan MES terdiri dari dua jenis yaitu

metil ester jenuh (tidak mengandung ikatan rangkap) dan metil ester tidak jenuh

(mengandung ikatan rangkap). Suatu metil ester tidak jenuh dapat mengalami reaksi

sulfonasi pada dua bagian, yaitu pada C dan ikatan rangkap. Gambar 2.8 menunjukkan bagian

metil ester tidak jenuh yang dapat mengalami reaksi sulfonasi, sedangkan Gambar 2.9

menunjukkan bagian metil ester jenuh yang dapat mengalami reaksi sulfonasi.

Gambar 2. 8 Kemungkinan masuknya gugus sulfonat pada suatu metil ester tidak jenuh

Gambar 2. 9 Kemungkinan masuknya gugus sulfonat pada suatu metil ester jenuh

Reaksi sulfonasi metil ester tidak jenuh dengan NaHSO3 sebagai agen

pensulfonasi ditunjukkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2. 10 Reaksi sulfonasi metil ester tidak jenuh dengan NaHSO3 sebagai agen

pensulfonasi

Reaksi pembuatan MES dengan gas SO3 sebagai agen pensulfonasi terhadap

metil ester RCH2COOCH3, (R adalah C4-C22 lebih utama pada C8-C18). Reaksi

pembuatan MES dengan gas SO3 sebagai agen pensulfonasi terhadap metil ester tersebut

ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Keberadaan air pasti ada selama proses pembuatan MES dapat menghidrolisis

20

metil ester sulfonat menghasilkan asam karboksilat sulfonat. Penambahan metanol pada

proses pembuatan MES tersebut dapat mengubah asam karboksilat sulfonat menjadi

MES kembali, sebagai produk yang diharapkan. Reaksi hidrolisis MES (1) dan reaksi

pembentukan kembali MES dari asam karboksilat sulfonat (2) dapat ditunjukkan pada

Gambar 2.12. Penambahan metanol berlebih dilakukan supaya produk yang diharapkan,

metil ester sulfonat, yang terbentuk.

Gambar 2. 11 Reaksi pembuatan MES dengan gas SO3 sebagai agen pensulfonasi

terhadap metil ester

Gambar 2. 12 Reaksi hidrolisis MES (1) dan reaksi pembentukan kembali MES dari

asam karboksilat sulfonat (2)

21

Proses penetralan dengan menggunakan NaOH dilakukan pada kisaran pH 4-9

(lebih utama pH 5,5). pH proses penetralan tidak boleh melebihi pH 9, hal ini dapat

menyebabkan proses terbentuknya di-salt, merupakan produk yang tidak diharapkan.

Reaksi pembentukan di-salt dapat ditunjukkan pada Gambar 2.13.

Gambar 2. 13 Reaksi pembentukan di-salt

Proses netralisasi juga dapat dilakukan dengan Na2CO3. Pada proses netralisasi

tersebut dapat diperoleh produk sodium -sulfonilmetillester, MES yang mengandung

Na+ yang terikat pada grup sulfonat. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2.14.

Gambar 2. 14 Reaksi pembentukan sodium -sulfonilmetilester.

22

BAB III

METODE PENELITIAN

23

24

DAFTAR PUSTAKA

Badan Pusat Statistik. (2014). Statistik Perdagangan Luar Negeri: Impor. Badan Pusat

Statistik (p. 41). Badan Pusat Statistik. Retrieved from

http://www.bps.go.id/hasil_publikasi/bul_impor_agustus2014/index3.php?pub=Buletin

Statistik Perdagangan Luar Negeri Impor Agustus 2014

Berchmans, H. J., & Hirata, S. (2008). Biodiesel production from crude Jatropha curcas L.

seed oil with a high content of free fatty acids. Bioresource Technology, 99, 171621.

doi:10.1016/j.biortech.2007.03.051

Cholid, M., Hariyadi, Susanto, S., Djumali, & Purwoko, B. S. (2014). Pemilihan Batang

Bawah Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn.) Toleran terhadap Cekaman Kekeringan.

Jurnal Littri, (ISSN 0853-8212), 4556.

Cohlar, M. A. (2014). Nyaring Bicara Sumur Tua. blokBojonegoro.

Elraies, K. A., Tan, I. M., Awang, M., & Saaid, I. (2014). The Synthesis and Performance of

Sodium Methyl Ester Sulfonate for Enhanced Oil Recovery. Petroleum Science and

Technology, 3741. doi:10.1080/10916460903226072

Eni, O. H., & Syahrial, E. (2010). Screening Test dan Karakterisasi Surfaktan yang Efektif

untuk Injeksi Kimia. Lembaran Publikasi LEMIGAS, 44(2), 108116.

Foster, N. C. (1997). Sulfonation and Sulfation Processes. Seattle.

Foster, N. C., MacArthur, B. W., Sheats, W. B., Shea, M. C., & Trivedi, S. N. (2009).

Production of Methyl Ester Sulfonates. In U. Zoller (Ed.), Handbook of Detergent (Part

F: P., pp. 201219). CRC Press Taylor & Francis Group.

Green, D. W., Willhite, G. P., & Distinguished, R. H. F. (1998). Enhanced Oil Recovery

Society of Petroleum Engineers.

Hirasaki, G., Miller, C. a., & Puerto, M. (2013). Recent Advances in Surfactant EOR. SPE

Journal, 16(04), 889907. doi:10.2118/115386-PA

Islam, A., Taufiq-Yap, Y. H., Chu, C.-M., Chan, E.-S., & Ravindra, P. (2012). Studies on

design of heterogeneous catalysts for biodiesel production. Process Safety and

Environmental Protection, (January), 114. doi:10.1016/j.psep.2012.01.002

Jaiyen, S., Naree, T., & Ngamcharussrivichai, C. (2015). Comparative study of natural

dolomitic rock and waste mixed seashells as heterogeneous catalysts for the

methanolysis of palm oil to biodiesel. Renewable Energy, 74, 433440.

doi:10.1016/j.renene.2014.08.050

25

Johansson, I., & Svensson, M. (2001). Surfactants based on fatty acids and other natural

hydrophobes. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 6(2), 178188.

doi:10.1016/S1359-0294(01)00076-0

Lee, H. V., Juan, J. C., Binti Abdullah, N. F., Nizah Mf, R., & Taufiq-Yap, Y. H. (2014).

Heterogeneous base catalysts for edible palm and non-edible Jatropha-based biodiesel

production. Chemistry Central Journal, 8, 30. doi:10.1186/1752-153X-8-30

Leonardos, O. H., Fyfe, W. S., & Kronberg, B. I. (1987). The use of ground rocks in laterite

systems: An improvement to the use of conventional soluble fertilizers? Chemical

Geology, 60, 361370. doi:10.1016/0009-2541(87)90143-4

Majidaie, S., Muhammad, M., Tan, I. M., & Demiral, B. (2011). Green surfactant for

enhanced oil recovery. 2011 National Postgraduate Conference, 15.

doi:10.1109/NatPC.2011.6136533

Martnez, D., Orozco, G., Rincn, S., & Gil, I. (2010). Simulation and pre-feasibility analysis

of the production process of alpha-methyl ester sulfonates (alpha-MES). Bioresource

Technology, 101, 87628771. doi:10.1016/j.biortech.2010.06.059

Pusdatin Energi dan Sumber Daya Mineral. (2014). Produksi Minyak Bumi dan Kondensat

2010 - 2014 (September 2014). Retrieved January 25, 2015, from

http://www.migas.esdm.go.id/data-kemigasan/36/Produksi-Minyak-Bumi

Sheats, W. B., & Macarthur, B. W. (2002). METHYL ESTER SULFONATE PRODUCTS.

Supriningsih, D. (2010). PEMBUATAN METIL ESTER SULFONAT (MES) SEBAGAI

SURFAKTAN UNTUK ENHANCED OIL RECOVERY (EOR). Universitas Indonesia.

Taber, J. J., Martin, F. D., & Seright, R. S. (1997). EOR Screening Criteria Revisited - Part 1:

Introduction to Screening Criteria and Enhanced Recovery Field Projects. SPE Reservoir

Engineering, 12(3), 189198.

Tulathammakit, H., & Kitiyanan, B. (2014). Synthesis of methyl ester sulfonate surfactant

from palm oil methyl ester by using UV or ozone as an initiator. Journal of

Biotechnology, 185, S120S121. doi:10.1016/j.jbiotec.2014.07.412

26