Modul 2_Jumat 2_10510071.docx

MODUL 1

EMULSI

LAPORAN PRAKTIKUM

Nama : Ansori Muchtar

NIM

Kelompok

:

:

10510071

Jumat Shift 2

Tanggal Praktikum : 11 Oktober 2013

Tanggal Penyerahan : 18 Oktober 2013

Dosen : Dr. Ir. Taufan Marhaendrajana

Asisten Modul : Jhon Victor Siahaan (12210078)

Muizzuddin Shidqi (12210008)

LABORATORIUM ANALISA FLUIDA RESERVOIR

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

I. JUDUL PERCOBAAN

EMULSI

II. TUJUAN PERCOBAAN1. Memahami bagaimana dan mengapa emulsi terbentuk2. Memahamai proses pemecahan emulsi

III. DATA PERCOBAAN1. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 260 RPM

Pada percobaan ini gelembung emulsi/flokulasi mulai muncul pada menit ke 10 dengan volume flokulasi sekitar 1-1,5 mL

2. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 500 RPMPada percobaan ini gelembung emulsi/flokulasi mulai muncul pada menit ke 15 dengan volume flokulasi sekitar 1 mL

3. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 800 RPMPada percobaan ini gelembung emulsi/flokulasi mulai muncul pada menit ke 22 dengan volume flokulasi sekitar 0,5-1 mL

4. Pemecahan Emulsi dengan cara kimia

No Waktu (menit) Volume air kumulatif (mL)1 2 102 2,5 153 3 194 3,5 225 4 256 4,5 267 5 27,58 5,5 28,59 6 2910 6,5 29,511 7 3012 7,5 3013 8 30,514 8,5 3115 9 3116 9,5 31,517 10 31,518 10,5 31,519 11 31,520 11,5 3221 12 3222 12,5 3223 13 3224 13,5 3225 14 3226 14,5 3227 15 32

28 15,5 3229 16 3230 16,5 3231 17 3232 17,5 32,533 18 32,534 18,5 32,535 19 32,536 19,5 32,537 20 32,538 20,5 32,539 21 3340 21,5 3341 22 3342 22,5 3343 23 3344 23,5 3345 24 3346 24,5 3347 25 3348 25,5 3349 26 3350 26,5 3351 27 3352 27,5 3353 28 3354 28,5 3355 29 3356 29,5 3357 30 3358 30,5 3359 31 3360 31,5 3361 32 3362 32,5 3363 33 3364 33,5 3365 34 3366 34,5 3367 35 3368 35,5 3369 36 3370 36,5 3371 37 3372 37,5 3373 38 3374 38,5 3375 39 33

76 39,5 33

5. Pemecahan emulsi dengan cara pemanasan

No Waktu (menit) Volume air kumulatif (mL)1 3 202 6 40-43*3 9 40-43*4 12 40-43*

Ket: *volume air yang memisah 40 mL dan 3 mL adalah flokulasinya.6. Pemecahan emulsi crude oil Indramayu Light (data dari kelompok

sebelumnya)a. Pemecahan emulsi hasil agitasi 260 rpm dengan gravity settling.

No Waktu (menit) Volume akumulasi air (mL)1 2 322 4 32,53 6 32,54 8 32,55 10 336 12 337 14-40 33

b. Pemecahan emulsi hasil agitasi 500 rpm dengan gravity settling.

No Waktu (menit) Volume akumulasi air (mL)1 2 212 4 363 6 364 8-26 365 28-40 37

c. Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dan demulsifier.

No Waktu (detik) Volume air akumulasi (mL)1 30 262 60 333 90 384 120 405 150 406 180 407 210 40

7. Pemecahan emulsi crude oil Duri Light (data dari kelompok sebelumnya)a. Pemecahan emulsi hasil agitasi 260 rpm dengan gravity settling

No Waktu (menit) Volume akumulasi air (mL)1 2 202 4 25

3 6 284 8 315 10 326 12 337 14 348 16 359 18 3610 20 3611 22-30 3712 34-40 38

b. Pemecahan emulsi hasil agitasi 500 rpm dengan gravity settling

No Waktu (menit) Volume akumulasi air (mL)1 2 212 4 263 6 324 8 375 10 396 12 397 14 398 16 409 18 4010 20-40 40

c. Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dengan gravity settling

No Waktu (menit) Volume akumulasi air (mL)1 2 12 4 23 6 2,84 8 35 10 46 12 4,57 14 58 16 5,59 18 610 20 6,511 22 712 24 7,513 26 814 28 8,515 30 916 32 9,217 34 9,518 36 1019 38 10,520 40 11

d. Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dangan pemanasan

No Waktu (menit) Volume air akumulasi (mL)1 3 342 6 393 9 394 12 395 15-24 39

IV. PENGOLAHAN DATA1. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 260 RPM

Pada pemecahan emulsi ini tidak adanya volume dari air yang memisah sehingga tidak dapat dilakukan pengolahan data.

2. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 500 RPMPada pemecahan emulsi ini tidak adanya volume dari air yang memisah sehingga tidak dapat dilakukan pengolahan data.

3. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 800 RPMPada pemecahan emulsi ini tidak adanya volume dari air yang memisah sehingga tidak dapat dilakukan pengolahan data.

4. Pemecahan Emulsi dengan cara kimia

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

10

20

30

40

"kurva waktu vs volume air akumulasi pada penamba-

han demulsifier""kurva waktu vs volume air akumu-lasi pada penamba-han demulsifier"

5. Pemecahan emulsi dengan cara pemanasan

2 4 6 8 10 12 140

10

20

30

40

50

Kurva waktu vs volume air kumulatif pemanasan

Kurva waktu vs volume air kumu-latif pemanasan

6. Pemecahan emulsi crude oil Indramayu Light (data dari kelompok sebelumnya)a. Pemecahan emulsi hasil agitasi 260 rpm dengan gravity settling.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 4531.5

32

32.5

33

33.5

Pemecahan emulsi hasil agitasi 260 rpm dengan gravity settling


b. Pemecahan emulsi hasil agitasi 500 rpm dengan gravity settling.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 4505

10152025303540



c. Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dengan demulsifier.

20 60100

140180

2200

10

20

30

40

50

Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dan demulsifier

Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dan demulsifier

7. Pemecahan emulsi crude oil Duri Light (data dari kelompok sebelumnya)a. Pemecahan emulsi hasil agitasi 260 rpm dengan gravity settling

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

10

20

30

40


Pemecahan emulsi hasil agitasi 260 rpm dengan gravity set-tling

b. Pemecahan emulsi hasil agitasi 500 rpm dengan gravity settling

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

10

20

30

40

50



c. Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dengan gravity settling

0 5 10 15 20 25 30 35 40 4502468

1012



d. Pemecahan emulsi hasil agitasi 800 rpm dangan pemanasan

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

2

4

6

8

10

12



Keterangan untuk semua grafik:1. Sumbu X adalah Waktu (menit), kecuali grafik Pemecahan

emulsi hasil agitasi 800 rpm dan demulsifier (detik)2. Sumbu Y adalah Volume air akumulasi (mL)

V. ANALISISPada praktikum emulsi ini dilakukan pemisahan terhadap emulsi yang terbentuk dengan perlakuan tertentu dalam waktu tertentu pula. Pembentukan emulsi dari praktikum ini adalah dengan melakukan agitasi/pengadukan selama 3 menit. Emulsi yang dibentuk dibuat dari crude oil Jatibarang Heavy dengan volume 60 mL dan volume air 40 mL. Pada proses penambahan air kedalam crude oil dilakukan secara perlahan selama 3 menit. Hal ini dimaksudkan agar campuran tidak tumpah keluar gelas kimia pada proses pencampuran. Alat yang digunakan adalah mixer dengan putaran tertentu. Pada petunjuk di modul putaran yang dilakukan adalah 250 rpm, 500 rpm, dan 750 rpm. Akan tetapi untuk skala 250 dan 750 tidak ada pada mixer, maka dilakukan agitasi pada putaran 260, 500, dan 800 rpm. Jenis emulsi yang terbentuk adalah water in oil (o/w). Prinsip dasar dari pembentukan emulsi ini adalah jika dua fluida yang tidak saling campur dilakukan agitasi maka akan terbentuk droplet-droplet. Tegangan antarmuka dari droplet dipertahankan sehingga tidak terjadinya pencampuran antar kedua fluida. Oleh karena itu terbentuk emulsi. Sedangkan untuk pemisahan dari emulsi sendiri menggunakan prinsip pembentukan dari koelesensi. Pembentukan koelesensi ini dapat dimudahkan dengan kenaikan tegangan antarmuka menggunakan demulsifier dan kenaikan energi kinetik droplet menggunakan pemanasan. Secara detail analisis untuk percobaan modul ini adalah sebagai berikut:1. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 260 RPM

Pada percobaan ini pembentukan emulsi dilakukan pada kecepatan putar 260 rpm. Emulsi yang terbentuk kemudian diamati pemisahannya dengan cara gravity settling. Berdasarkan pengamatan pemisahan emulsi tidak terjadi secara signifikan, dalam artian air dan minyak tidak memisah secara nyata yang dapat diukur volumenya melainkan terbentuk gelembung-gelembung/flokulasi dari air pada dasar gelas ukur. Waktu terbentuknya flokulasi tersebut pada menit ke 10. Ukuran flokulasi yang terbentuk cukup besar. Pada proses settling

gravity ini proses pemisahan emulsi sangat lambat. Hal ini karena proses pemisahan hanya tergantung pada gravitasi saja. Droplet yang dihasilkan emulsi sangat kecil sehingga massanya kecil juga. Oleh karena itu waktu yang dibutuhkan droplet untuk drop menjadi lama. Tidak memisahnya kedua fluida ini disebabkan oleh tegangan antarmuka dari droplet cukup kecil sehingga masih adanya interaksi antara kedua fasa dan interaksi sesama droplet sendiri kurang baik sehingga tidak timbulnya koelesensi dari kedua fluida.

2. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 500 RPMUntuk pemisahan pada 500 rpm ini menggunakan prinsip yang sama dengan sebelumnya. Yang membedakan adalah perlakuan pembentukan emulsinya yanitu menggunakan agitasi 500 rpm. Dari pengamatan diperoleh bahwa mulai terbentuknya gelembung/flokulasi pad amenit ke 15 dan gelembung emulsi/droplet yang dihasilkan ukurannya lebih kecil dari emulsi yang diagitasi pada 260 rpm. Untuk ukuran dari gelembung emulsi/ flokulasi dipengaruhi oleh proses agitasi. Semakin besar dari putaran pada proses agitasi maka ukuran droplet yang dihasilkan menjadi semakin kecil. Proses pengadukan secara mekanik pada mixer, semakin cepat putaran maka fluida akan semakin menyampur sehingga dihasilkan droplet-droplet yang lebih kecil. Ukuran dari droplet ini mempengaruhi waktu dari pembentukan gelembung emulsi/flokulasi droplet. Berdasarkan hukum stokes tentang settling droplet, kecepatan settling droplet berbanding lurus dengan kuadrat diameter dari droplet yang dihasilkan. Artinya semakin besar droplet yang droplet yang dihasilkan maka kecepatan settling droplet akan semakin cepat sehingga pemisahan emulsi akan semakin cepat juga. Oleh karena itu waktu yang digunakan untuk gravity settling pada emulsi 500 rpm lebih lama daripada emulsi 260 rpm. Selain itu waktu untuk gravity settling juga dipengaruhi oleh luas permukaan dari droplet. Droplet dengan ukuran yang kecil dengan perbandingan volume fluida yang sama akan mempunyai luas permukaan total yang lebih besar. Dengan permukaan yang luas maka memperbanyak interaksi antar kedua fluida sehingga pembentukan koelesensi dari droplet akan semakin sulit. Hal ini mepersulit proses pemecahan emulsi.

3. Pengaruh kestabilan emulsi terhadap putaran 800 RPMBerdasarkan pengamatan untuk putaran 800 rpm didapatkan bahwa ukuran dari gelembung emulsi/flokulasi sangat kecil. Ukuran ini paling kecil dari emulsi pada 260 dan 500 rpm. Sedangkan waktu yang digunakan untuk pembentukan gelembung emulsi/ flokulasi adalah 22 menit. Perlakuan agitasi 800 rpm pada fluida menyebabkan ukuran droplet yang sangat kecil dan waktu pembentukan gelembung emulsi/flokulasi menjadi paling lama dengan alasan sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

4. Pemecahan Emulsi dengan cara kimiaPada percobaan pemecahan emulsi ini emulsi yang telah terbentuk dengan agitasi 800 rpm, di campurkan dengan demulsifier dan di agitasi kembali pada putaran 800 rpm. Hal ini bertujuan untuk menghomogenasikan campuran fluida agar demulsifier terdistribusikan merata pada emulsi dan memberikan keefektifitasan yang tinggi untuk

kerja demulsifier. Dari pengolahan data yang diperoleh volume air komulatif mengalami perubahan yang signifikan pada 10 menit pertama yaitu memisahkan sebanyak 31,5 mL dari 40 mL air formasi. Hal ini menunjukkan bahwa kerja efektif dari demulsifier adalah 10 menit. Setelah itu tidak terjadi perubahan yang signifikan lagi dan pada menit ke 21 volume eir formasi konstan. Ini menunjukkan batas kerja dari 30 tetes demulsifier pada emulsi tersebut. Cara kerja dari demulsifier adalah berlawanan dari kerja emulsifier yaitu dengan cara menikkan tegangan antar muka dari droplet. Akibat dari naiknya tegangan antarmuka droplet adalah interaksi droplet air dan minyak menjadi berkurang dan interaksi sesama droplet semakin meningkat sehingga memudahkan terbentuknya koelesensi. Selain itu melemahkan lapisan film antarmuka droplet. Akibatnya adalah terpecahnya emulsi dan terjadi pemisahan air dan minyak. Jika dibandingkan dari gravity settling cara menggunakan demulsifier lebih efektif. Hal ini dikarenakan pemecahan emulsi difasilitasi oleh suatu chemical.

5. Pemecahan emulsi dengan cara pemanasanPada metode pemecahan emulsi ini dilakukan dengan cara memanaskan fluida pada air mendidih. Berdasarkan data yang diperoleh pemisahan secara keseluruhan membutuhkan waktu 6 menit. Pada waktu ini semua volume air formasi dan crude oil telah memisah. Pemisahan yang sangat cepat ini disebabkan oleh temperatur yang tinggi dari emulsi. Pemanasan menyebabkan meningkatnya energi kinetik dari droplet-droplet emulsi sehingga menyebabkan probabilitas dari benturan antar droplet meningkat. Benturan antar droplet menyebabkan bergabungnya antar droplet atau proses koelesensi semakin cepat. Sehingga proses pemecahan emulsi berlangsung sangat cepat. Dari grafik yang diperoleh kenaikan volume air formasi terjadi secara signifikan selama 6 menit, setelah itu volume air konstan. Kerugian dari metode pemanasan ini adalah menguapnya minyak yang mempunyai titik didih rendah oleh karena itu panas yang dibutuhkan seharusnya disesuaikan dengan properties dari minyak.

Berdasarkan semua metode pemecahan emulsi yang telah dilakukan maka hasil yang menunjukkan pemecahan paling baik adalah dengan urutan sebagai berikut: Pemanasan>Demulsifier>Gravity settling

6. Pemecahan emulsi dari crude oil Indramayu LightBerdasarkan data yang diperoleh dari kelompok praktikum sebelumnya yang menggunakan crude oil Indramayu Light diperoleh bahwa pemecahan emulsi dengan gravity settling menghasilkan pemecahan emulsi yang lebih baik dari pada crude oil Jatibarang Heavy. Perbedaan ini cukup nyata dengan pemisahan emulsi yang agitasi 260 32 mL air dari 40 mL pada menit ke 2 dibandingkan dengan Jatibarang Heavy yang baru membentuk gelembung pada menit ke 10. Perbedaan ini dapat dijelaskan oleh hukum stokes dengan parameter fisik dari nilai spesifik gravity dan viskositas crude oil. Jatibarang heavy mempunyai lebih banyak komponen yang berat (massa molekul relatif besar) dibandingkan dengan Indramayu light. Sehingga massa jenisnya lebih besar dari pada Indramayu light. Nilai SG crude oil sebanding dengan massa jenis dari Crude oil itu sendiri. Sehingga nilai SG dari Jatibarang Heavy lebih besar dari pada

nilai SG Indramayu Light. Berdasarkan hukum stokes nilai SG crude oil berlawanan dengan kecepata dari settling droplet emulsi. Oleh karena itu nilai SG besar maka kecepatan pemecahan emulsi menjadi lambat dan nilai SG kecil memiliki kecepatan nilai emulsi menjadi cepat. Selain nilai SG, yang mempengaruhi kecepatan pemecahan emulsi dari dua jenis fluida yang berbeda berdasarkan hukum stokes adalah nilai viskositas. Crude oil jatibarang Heavy mempunyai viskositas yang lebih besar (terdapat lebih banyak komponen beratnya) dari pada crude oil Indramayu Light. Berdasarkan hukum stokes, kecepatan pemecahan emulsi berbanding terbalik dengan viskositas fasa kontinu. Sehingga kecepatan pemecahan emulsi dari jatibarang heavy lebih kecil dari pada indramayu light. Hal ini juga menunjukkan bahwa emulsi lebih stabil pada fluida yang viskositasnya tinggi. Berdasarkan dua parameter dari persamaan stokes yang saling tersebut dapat menjelaskan mengapa terdapat perbedaan yang sangat signifikan pada kecepatan pemecahan emulsi dari kedua fluida dengan perlakuan yang sama.Untuk data percobaan Indramayu Light dengan agitasi 260 dan 500 rpm terdapat anomali. Berdasarkan hukum stokes diameter dari droplet sebanding dengan kecepatan settling dari droplet. Secara teori seharusnya waktu settling droplet dari agitasi 500 rpm lebih lama dari pada 260 rpm. Akan tetapi data yang diperoleh justru sebaliknya. Pada menit ke empat justru volume akumulasi air yang dihasilkan oleh emulsi agitasi 500 lebih banyak dari pada agitasi 260 rpm. Hal ini dimungkinkan adanya kesalahan perlakuan teknis pada percobaan, baik itu kebersihan alat, kondisi lingkungan, maupun teknis pelaksanaan.Pada pemecahan emulsi menggunak demulsifier untuk Indramayu light lebih cepat dari pada Jatibarang heavy. Hal ini disebabkan oleh komponen dari crude oil itu sendiri. Cara kerja demulsifier merupakan kerja interaksi secara moekular. Sehingga komponen dari crude oil sangat mampengaruhi kerja demulsifier. Semakin ringan komponen dari crude oil maka akan semakin memudahkan kerja dari demulsifier sehingga komponen ringan akan semakin mudah dipisahkan emulsinya.

7. Pemecahan emulsi dari crude oil Duri LightUntuk crude oil Duri light terjadi juga anomali pada agitasi 260 dan 500 rpm. Untuk penjelasan anomali tersebut sama seperti penjelasan pada anomali Indramayu Light. Selain anomali diatas terdapat juga perbedaan yang sangat signifikan dari agitasi 800 rpm. Perbedaan yang sangat jauh ini kemungkinan disebabkan kasalahan dari pelaksanaan metode percobaannya. Pada pemisahan emulsi menggunakan pemanasan, data yang diperoleh menunjukkan bahwa Duri Light lebih mudah dipisahkan dari pada Jatibarang Heavy. Hal ini disebabkan oleh komponen dari crude oil itu sendiri. Berdasarkan prinsip pemanasan untuk meningkatkan energi kinetik dari droplet sehingga droplet mudah bertumbukan dan memudahkan terjadinya koelesensi. Duri Light dengan komponen yang lebih ringan maka droplet dari emulsi crude oil akan lebih mudah bergerak/bertumbukan antar dropletnya (massa molekulnya lebih kecil) dibandingkan dengan jatibarang heavy yang lebih sukar bergerak dropletnya (komponen dengan banyak massa molekul yang lebih besar).

Akibatnya duri light akan lebih mudah mengalam I pemecahan emulsi dibandingkan dengan jatibarang heavy.Berdasarkan dari analisa yang telah dilakukan dari ketiga jenis crude oil tersebut maka urutan kemudahan pemecahan emulsinya (dari yang paling mudah pemecahan emulsinya) adalah Indramayu Light > Duri Light > Jatibarang Heavy.

VI. KESAN DAN PESANUntuk praktikum modul ini sangat luar biasa sekali atmosfernya. Karena dari kami semuanya di kick satu kelompok tidak ada yang lolos. Akan tetapi karena kebaikan dari para asisten maka kami dapat melakukan praktikum dengan konsekuensi tertentu. Hal ini sebenarnya diakibatkan oleh tes awal yang sulit dan waktunya yang sebentar sehingga diluar perkiraan. Dalam perjalanan praktu praktikum tidak banyak mengalami masalah. Akan tetapi konsekuensi yang diberikan cukup melelahkan. Banyaknya yang harus diketik hingga laporan mencapi 25 halaman. Ini merupakan laporan yang paling banyak selama menempuh praktikum di ITB. Akan tetapi dengan banyaknya tugas ini saya menjadi lebih banyak mengenal tentang emulsi dalam dunia perminyakan. Saran untuk modul ini adalah tes awalnya tensinya sedikit diturunkan. Terima kasih.

VII. KESIMPULAN1. Emulsi dapat dibentuk dengan cara agitasi dan menggunakan

emulsifier2. Proses pemecahan emulsi dapat dilakukan dengan cara gravity settling,

menggunakan demulsifier, dan dengan cara pemanasan.

VIII. DAFTAR PUSTAKA1. William D. McCain Jr., “The Properties of Petroleum fluid”. Second

Edition, Tulsa Oklahoma, 19902. Mucharam, Leksone,. “ Emulsi New.pdf”3. Diktat perkuliahan “ Kimia Permukaan”, Program Studi Kimia

Pascasarjana Institut Teknologi Bandung

IX. JAWABAN PERTANYAAN1. Gambar diagram fasa 5 fluida reservoir adalah sebagai berikut:

Pada kurve tersebut terdapat perbedaan dari tiap grafikigrafik fluida reservoir. Hal ini disebabkan oleh sifat fisik dari komposisi fluida reservoir.

Resume bab 5 Mc Cain.

5 FLUIDA RESERVOIR

Fluida reservoir terdiri dari 5 jenis diantaranya adalah black oil, volatile oil,

retrograde gas, wet gas, dan dry gas. Jenis dari fluida reservoir dapat dengan

melakukan observasi di laboratorium, tetapi sebelum melakukan observasi kita dapat

menentukan jenis fuida reservoir berdasarkan data initial producing gas-oil ratio,

gravity of stock tank liquid dan color of stock tank liquid. Initial producing gas-oil

ratio adalah data paling penting untuk menentukan jenis fluida dalam reservoir. Color

of stock tank liquid bukan factor utama dalam penentuan jenis fluida. Sedangkan

gravity of stock tank liquid digunakan untuk mengkonfirmasi jenis dari fluida

reservoir yang diketahui dari initial producing gas-oil ratio. Jika ketiga indicator

tersebut tidak sesui dengan range yang diketahui dari kajian pustaka maka kita harus

melakukan observasi di laboratorium. Suatu reservoir mengandung gas jika

temperaturnya lebih tinggi dari temperature kritis dari fluida tersebut, selain itu

kandungannya berupa minyak. Jika temperature dari berada diantara titik kritis dan

titik cricondentherm akan terbentuk candangan berupa kondensat retrograde.

Sedangkan jika temperature berada di atas cricondentherm maka tidak akan ada liquid

yang terbentuk. Minyak pada reservoir dengan temperature mendekati titik kritis lebih

bersifat volatile dari minyak yang memiliki temperature lebih rendah. Penurunan

sedikit saja tekanan dibawah tekanan bubble pointnya dan temperaturnya berada di

bawah titik kritis maka akan terjadi penguapan sebagian dari volume minyak. Itu

semua merupakan bukti, untuk memperkuat itu semua, posisi dari temperature

reservoir pada diagram merupakan salah satu cara identifikasi jenis dari fluida dalam

reservoir tersebut.

Petroleum fluid dapat ditentukan dengan criteria yang berbeda beda. Tetapi

identifikasi fluida tersebut kedalam bentuk gas atau minyak lebih banyak

menggunakan pendekatan melalui phase behavior. Fluida reservoir dapat juga

ditentukan pada saat sudah ada di permukaan dengan keadaan di stock tank dan gas

dalam keadaan standar.

A. BLACK OILS

Black oil terdiri dari variasi rantai hidrokarbon termasuk molekul-molekul yang

besar, berat dan tidak mudah menguap (nonvolatile). Diagram fasa-nya mencakup

rentang temperature yang luas. Diagram fasa dari black oil secara umum ditujukkan

oleh gambar di bawah. Garis pada envelope fasa mewakili volume fluida yang

konstan, di ukur sebagai persentase volume total. Garis ini disebut iso-vol. Jika dilihat

jarak antara garis hampir sama. Garis 1-2-3 menandakan penurunan tekanan pada

temperature konstan yang terjadi di reservoir selama produksi. Tekanan dan

temperature separator juga di tandai dalam diagram. Ketika tekanan reservoir berada

pada garis 1-2, minyak dikatakan dalam keadaan tak jenuh (undersaturated) karena

minyak dapat melarutkan banyak gas pada kondisi ini. Juka tekanan reservoir berada

pada titik 2 maka minyak berada pada bubble point dan dikatakan dalam keadaan

jenuh (saturated). Minyak mengandung gas sebanyak mungkin yang dapat

dikandungnya. Penurunan tekanan mengakibatkan gas yang terkandung tersebut akan

terbebas dan membentuk fasa gas. Saat tekanan reservoir menurun mengikuti gari 2-3,

gas tambahan mengebang di dalam reservoir. Sebenarnya minyak dalam keadaan

jenuh di sepanjang garis 2- 3. Titik gelembung merupakan kasus istimewa dari

saturasi dimana muncul gelembung gas untuk pertama kali.

Berikut diagram fasa dari black oil :

Nama dari black oil didapat dari misnomer karena kebanyakan dari fluida

jenis ini bewarna hitam, tetapi warnanya tidak selalu hitam. Tipe ini sering juga

disebut sebagai low shringkage crude oil atau ordinary oil. Identifikasi di lapangan

dari ordinary oil adalah black oil mempunyai Initial producing gas-oil ratio sekitar

2000 scf/STB atau kurang dari nilai tersebut. Pada saat dilakukan produksi maka nilai

dari producing gas- oil ratio akan meningkat karena tekanan dari reservoir akan jatuh

dibawah bubble point preasure dari minyak.

Minyak di stock tank akan mempunyai specific gravity dibawah 45 API.

Stock tank oil gravity akan menurun seiring waktu sampai umur reservoir. Stock tank

oil bewarna gelap yang mengindikasikan banyaknya kandungan hidrokarbon,

warnanya kadang gelap tapi ada juga yang bewarna coklat atau greenish cast. Analisis

laboratorium akan mengindikasikan intial oil formation volume factor 2 res bbl/STB

atau kurang. Formasi volume factor dari minyak (intial oil formation volume factor)

merupakan jumlah fluida reservoir yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu stock

tank barrel. Hasil pengujian di laboratorium menyatakan bahwa komposisi dari

heptana lebih dari 30 % mol, yang mengindikasikan jumlah yang sangat besar dari

hidrokarbon dalam black oil.

B. VOLATILE OILS

Volatile oil mempunyai kandungan molecul berat lebih sedikit dan lebih banyak

kandungan dari intermediate ( etana sampai heksana) dari gas dan minyak. Diagram

fasa dari volatile oil cukup jauh berbeda dari black oil. Range temperature dari

diagram fasa volatile oil lebih kecil, tetapi posisi dari titik kritis jauh lebih rendah dari

black oil dan faktanya bahwa titik kritis sangat dekat dengan suhu dari reservoir itu

sendiri. Berikut diagram fasa dari volatile oil :

Garis vertical yang menunjukkan temperature konstan pada tekanan yang

berbeda. Dapat dilihat bahwa sedikit perubahan pada tekanan di bawah bubble point

dapat menyebabkan pelepasan gas dalam jumlah banyak dalam reservoir. Volatile gas

dapat berupa 50% gas dalam reservoir dengan keadaan beberapa psi saja di bawah

tekanan bubble point. Keadaan ini memberikan nama lain yaitu high shrinkage crude

oils. Identifikasi dari volatile oil yaitu memiliki initial production gas-oil ratio

diantara 2000 dan 3300 scf/STB. production gas-oil ratio akan meningkat seiring

dengan proses produksi dan tekanan reservoir akan jatuh dibawah tekanan bubblenya.

Specific gravity dari volatile oil adalah sekitar 40 API atau lebih dan meningkat

seiring produksi. Warnanya biasanya coklat, orange, atau kadang-kadang hijau.

Analisis di laboratorium akan memperlihat kan formasi volume factor

sekitar 2 res bbl/STB. Dan volatile oil mempunyai kandungan heptana sekitar 12,5 %

sampai 30%. Untuk memproduksi fluida jenis ini dibutuhkan 3 stage surface

separation agar shringkage dari minyak minimal.

C. RETROGRADE GASES

Diagram fasa dari retrograde gas lebih kecil dari diagram fasa minyak, dan

titik kritis jauh dibawah dan lebih kekiri dari envelope. Perubahan ini terjadi karena

kandungan heavy molekul lebih sedikit dibandingkan dengan molekul ringan. Berikut

diagram fasa retogade gas :

Seperti terlihat pada gambar awalnya retrograde merupakan fasa gas di

reservoir, titik 1. Bersamaan dengan menurunnya tekanan di reservoir, retrograde

memberikan titik embun, titik 2 . Bersamaan dengan menurunnya tekanan, cairan

mengembun dari gas untuk membentuk cairan bebas di reservoir. Fluida ini sebagian

tidak mengalir dan tidak dapat diproduksi. Jalur tekanan reservoir pada diagram fasa

menunjukan bahwa pada beberapa tekanan yang rendah fluida mulai mengembun. Hal

ini terjadi di laboratorium, walaupun demikian , ada kemungkinan hal ini tidak terjadi

secara luas di reservoir karena selam produksi keseluruhan komposisi dari fluida

reservoir berubah.

Identifikasi di lapangan menyebutkan bahwa retrograde gas memiliki initial

producing gas-oil ratio medekati 3300 scf/STB. Batas atas dari nilai tersebut tidak

didefinisikan karena hasil observasi pernah menemukan nilai 150000 scf/STB. Nilai

ini mengindikasikan diagram fasa yang dimilikiny akan lebih kecil dari diagram fasa

pada umumnya. Gas dengan gas-oil rati tinggi menyebabkan cricondetherm-nya

mendekati temperature reservoir.

Dalam prakteknya untk memproduksi fluida dengan gas-oil ratio di atas

50000 scf/STB, jumlah dari retrograde cair sangat sedikit, terkadang lebih sering

disebut wetgas. Retrograde memilki specific gravity berkisar antara 40-60 API.

Warna dari cairannya biasanya coklat, orange, greenish atau water-white.hasil analisis

di laboratorium menunjukan bahwa dew point ketika tekanan berkurang pada

emperatur reservoir. Kondisi ini akan terjadi ketika kandungan dari heptana kurang

dari 1%. Fluida yang di hasilkan pada saat produksi retrograde gas disebut dengan

kondensat. Harga jual dari kondesat sangat tinggi namun untuk menemukan reservoir

retrograde juga sangat sulit.

D. WET GAS

Keseluruhan dari diagram fasa dari campuran hidrokarbon dengan

didominasi oleh molekul berukuran kecil akan berada di bawah suhu dari reservoir.

Berikut diagram fasa dari wet gas :

Dalam reservoir wet gas tetap berada dalam bentuk gas meskipun terjadi

penurunan dari tekanan reservoir. Garis tekanan yang ditunjukan pada gambar di atas

tidak menyentuh phase envelope. Jadi tidak ada liquid yang terbentuk dalam

reservoir. Tetapi kondisi separator berada dalam envelope, sehingga menyebabkan

adanya liquid yang terbentuk pada keadaan di permukaan. Cairan yang terbentuk di

permukaan disebut dengan kondesat, dan gasnya disebut kondesat-gas. Inilah yang

menyebabkan kebingungan dalam membedakan antara retrograde dan wet gas.

Identifikasi dilapangan wet gas memproduksi stock-tank liquids dengan rentang yang

sama dengan cairan hasil dari retrograde gas, tetapi gravity dari wet gas tidak berubah

sepanjang umur reservoir.

Wet gas mempunyai producing gas-oil ratio yang sangat tinggi. Nilai dari

producing gas-oil ratio cenderung konstan seiring umur dari reservoir tersebut. Untuk

wet gas, producing gas oil ratio berkisar lebih dari 50000 scf/STB.

E. DRY GAS

Dry gas kandungan utamanya adalah metana dengan beberapa kandungan

intermediate. Pada keadaan reservoir wujudnya tetap dalam bentuk gas dan pada

kondisi permukaan wujudnya tetap dalam bentuk gas. Hal ini disebabkan karena

kondisi separator berada diluar phase envelope dari dry gas. Berikut diagram fasa dari

dry gas :

Dry gas tidak mengandung liquid karena gas ini tidak mengandung

komponen berat yang cukup untuk membentuk liquid baik pada kondisi reservoir

maupun kondisi permukaan. Dry gas reservoir biasanya disebut reservoir gas.

2. Penurunan persamaan stokes

Persamaan stokes diturunkan dari prinsip pengukuran viskositas dari bola yang

dijatuhkan kedalam fluida pada gelas ukur.

Persamaan stokes yang berlaku untuk sistem tersebut adalah Fd=6 pmVd , dimana

Fd adalah gaya keatas oleh fluida terhadap bola, m adalah

viskositas dari fluida, V adalah kecepatan jatuhnya bola dan d

adalah diameter bola. Penurunan hukum stokes diasumsikan bahwa

droplet seperti bola. Jadi kecepatan jatuhnya bola dalam fluida

sama dengan settling droplet dari emulsi.

Hukum archimedes menyatakan gaya keatas sama dengan gaya ke bawah maka,Fb+Fd=mg……(1)

Fd=6 pmVd , jika V bola=

43

pr3

dan m=ρV maka diperoleh Fb=mg=4

3pr3 ρ fluid g

. Jika disubstitusi ke persamaan 1 maka

diperoleh 4

3pr 3 ρfluid g+6 pmVd=mg

, sehingga ekspresi untuk

V=2 r2( ρbola−ρ fluid) g

9 m . Dalam emulsi diasumsikan bahwa ρbola=ρair dan ρ fluid=ρmin yak sehingga diperoleh ekspresi untuk

V=2 r2( ρair−ρmin yak )g

9 m=

ρair gD2 ( ρair− ρmin yak )18 m . Jika nilai

g=9,8m

s2=32 , 1522

fts2 dan

ρair=103 kgm3

=10−3kgms , maka substitusi

ke V akan diperoleh nlai V=

32,1511.103kgm3

( ρair−ρmin yak )

18 mD2

=1 ,786235 .103 kgm3

( ρair−ρmin yak )m

D2

. Konversi satuan persamaan

tersebut menghasilkan

V=1 , 786235. 103 kg

m3. 10−12m2

10−3kgms

( ρair− ρmin yak )m

D2

.

Sehingga diperoleh persamaan penurunan hukum stokesnya adalah

V=1 , 786235 .10−6 ( ρair−ρmin yak )m

D2

.

Rangkuman emulsi-new.pdfJudul : Emulsion

Surface Facilities and Transportation By Leksono Mucharam

Secara umum proses produksi minyak dilapangan, minyak mentah yang diproduksi dari sumur akan dipisahkan melalui separator menjadi gas, minyak, air, dan pasir. Masing-masing dari hasil pemisahan tersebut kemudian dilakukan treatmen lebih lanjut. Untuk pemisahan emulsi air dan minyak digunakan Parallel Plate Interceptor (PPI). Alat ini digunakan untuk meningkatkan kinerja dari pemisahan. Emulsi yang dihasilkan dari sumur dikarenakan fasa air yang ikut terproduksi bersama minyak. Salah satu parameter yang penting dari emulsi dalam produksi minyak adalah BS & W. BS & W menyatakan kandungan air dan padatan dalam minyak. Padatan yang terproduksi dapat berupa: pasir, silt, lumpur, scale, dan endapan padatan lain yang tidak dapat larut pada kondisi tersebut. BS & W memilikai batasan-batasan nilai tertentu tergantung dengan kondisi lokal, kerja, dan persetujuan kontrak. Pembatasan ini bertujuan untuk: menghindari biaya transport yang tinggi, menurunkan biaya treatment dan pembuangan, mengurangi kerusakan peralatan, dan kandungan panas. Selain BS & W, persyaratan yang lain adalah salt content dalam minyak. Salt Content dapat diturunkan dengan menghilangkan air dari minyak. Emulsi yang dihasilkan harus ditangani agar dapat memenuhi spesifikasi yang ditentukan. Berdasarkan pengertiannya emulsi adalah suatu sistem yang heterogen terdiri dari dua cairan yang immiscible dengan salah satunya tersebar dalam bentuk droplet yang terapung dalam fluida/cairan kedua. Tipe emulsi yang dihasilkan dapat berupa o/w (Inverse atau reverse emulsion), w/o (regular), o/w/o, w/o/w, dan lain sebagainya, akan tetapi emulsi yang banyak ditemukan dalam dunia perminyakan adalah w/o. Emusi ini dapat dimudahkan dengan penambahan emulsifier untuk mencegah terjadinya koelesensi. Selain itu pembentukan emulsi dapat dilakukan juga dengan agitasi. Emulsifier dapat menebabkan polar molekul sehingga terjadinya muatan listrik sejenis yang dapat mengakibatkan tolakan antar droplet. Selain itu emulsifier juga menstabilkan emulsi dengan cara pembentukan lapisan film antarmuka pada droplet sehingga mencegah terjadinya koelesensi. Koelesensi terjadi jika droplet-droplet air saling bersentuhan

dan bergabung menjadi butiran ang lebih besar. Jika sudah mencapai ukuran tertentu maka droplet akan mengendap. Kestabilan emulsi dipengaruhi oleh nilai API dari minyak, API ynag rendah emulsinya akan lebih stabil, menggunakan Asphaltic based oil sebagai emulsifier, dan viskositas yang tinggi agan mambentuk emulsi yang lebih stabil. Oleh karena itu viskositas emulsi lebih besar dari pada viskositas minyak murninya. Pada proses pemecahan emulsi, kecepatan dari settling droplet dapat dihitung melalui persamaan stokes. Contoh demulsifier adalah paraffin, resin, asam organik, garam, tanah liat, dan lumpur pengeboran. Dalam dunia perminyakan agitasi minyak dan air terjadi pada: pompa didasar sumur, aliran dalam tubing, pompa permukaan, dan aliran melalui choke dan valve. Jika agitasi yang diberikan semakin besar maka droplet yang dihasilkan semakin kecil. Jumlah volume emulsi air dalam minyak sekitar 1-60 %. Untuk oil dengan API > 20 maka volume emulsi sekitar 5-20 % sedangkan minyak dengan API <20 maka volume emulsi sekitar 10-35 %. Dalam industri pemisahan emulsi dilakukan menggunakan separator Bucket and Wier Design dan Vertical Three-Phase Separator. Metode yang digunakan untuk menangani emulsi dapat berupa: menggunakan bahan kimia, pemanasan, gravity settling, sentrifugasi, dan pembantukan koelesensi. Untuk hal emulsi yang tidak diinginkan maka pencegahan emulsi dapat dilakukan dengan cara: mengeluarkan air dari produksi, menerapkan desain dan teknis produksi dengan baik, mencegah kebocoran semen pada formasi, mencegah aliran turbulen, dan menambahkan demulsifier pada fluida.

3. Dalam dunia migas terdapat banyak kasus emulsi karena minyak yang diproduksi

dari sumur selalu mengandung air. Akibatnya minyak yang tercampur dalam air akan

membentuk emulsi yang harus dipelajari perilakunya guna melakukan treatmen lebih

lanjut. Keuntungan emulsi dalam industri migas: dapat meningkatkan aliran fluida

minyak reservoir, untuk mengontrol mobilitas fluida selama proses steamflooding,

dan untuk memudahkan transport crude oil yang kental pada pipa. Selain itu pada

industri migas juga emulsi dapat menyebabkan kerugian diantaranya: dapat

menurunkan kerja inhibitor korosi pada pengaliran minyak dalam pipa, kerusakan

formasi selama proses pengeboran yang menggunakan emulsified drilling fluid, dan

meningkatkan biaya produksi karena harus memisahkan emulsi.

Screenshoot sebagai bukti telah bergabung ke www.onepetro.org

http://www.onepetro.org/

Rangkuman paper emulsi

Nama paper : 04365Inhibitor korosi merupakan suatu chemical yang diinjekkan ke crude oil untuk mengurangan laju korosi dari logam. Suatu emulsi yang ditimbulkan oleh air dan minyak dapat mengurangi kerja dari inhibitor korosi. Hal ini mengakibatkan tes dilapangan selalu membutuhkan konsentrasi dari inhibitor korosi yang lebih besar dari pada tes di laboratorium. Hal ini dikarenakan inhibitor korosi dapat bertindak sebagai surfaktan atau emulsifier yang dapat menyebabkan emulsi dan menstabilkan emulsi. Sehingga adsorpsi inhibitor ke baja karbon menjadi terganggu karena inhibitor larut dalam emulsi. Tes dilakukan menggunakan teknik reverse osmosis. Kondisi dari linkungannya adalah pada pH 5, 1 bar CO2, water cut sebesar 100-90 %, dan 0.1-1% NaCl. Dari tes yang dilakukan maka diperoleh bahwa inhibitor korosi menumpuk di lapisan antar muka dari droplet sehingga mengurangi daya inhibisinya. Hal ini beresiko meningkatnya laju korosi pada baja karbon. Akan tetapi dalam kondisi tertentu inhibitor korosi dapat mengakibatkan penyebaran minyak pada logam sehingga mengurangi laju korosi.

4. Emulsion blocking adalah emulsi yang digunakan untuk menyumbat kebocoran

yang diakibatkan oleh media berpori.

Aplikasinya dalam dinia migas adalah untuk menyumbat kebocoran formasi pada

sumur bor gas.

Resume tentang emulsion blockingEmulsion blocking merupakan emulsi yang digunakan untuk menyumbat kebocoran pada formasi sumur bor. Kebocoran diakibatkan oleh adanya pori-pori pada formasi yang dapat dilewati oleh gas. Emulsi digunakan untuk menyumbat pori-pori tersebut. eksperimen dilakukan untuk mengamati mekanisme penangkapan droplet pada media

berpori, mengontrol laju propagasi frontal emulsi, pengaruh peningkatan tekanan dan penurunan permeabilitas selama proses injeksi. Emulsi yang di buat bertipe o/w yang dibuat dari surfaktan dengan HLB 13,6 dan cmc 130 ppm menggunakan Brinkmann Homogenizer. Distribusi dari ukuran droplet diukur menggunakan alat master sizer. Distribusi pada media berpori digunakan alat 2 pelat paralel, manik-manik kaca dan pasir badger. Hasil dari eksperiment adalah emulsi evektif digunakan untuk menyumbat kebocoran di pori pada injeksi 10 PV dengan konsentrai emulsi yang rendah. Ukuran emulsi lebih baik digunakan yang kecil. emulsi dengan viskositas yang tinggi akan dapat menahan tekanan yang lebih tinggi sehingga efektifitas dari penyumbatannya lebih baik.

5. Viskositas dari emulsi dapat dicari dengan persamaan me=mo(1+2 .5 F+4 .1 F2 ) ,

dimana me adalah viskositas emulsi, mo adalah viskositas minyak murni, dan F adalah

fraksi dari fasa terdispersi dalam hal ini adalah fasa air.

F=V air

V total

=40100

=0 . 4

me=mo(1+2 .5 F+4 . 1 F2 ) , makame= 40 cp (1 + 2,5 . 0,4 + 4,1 . 0,42)me= 106,24 cp.

Jadi viskositas emulsinya adalah 106,24 cp

6. Grafik viskositas vs shear rate pada berbagai % volume liquid pada emulsi.

viskositas vs shear rate o/w 50:50 viskositas vs shear rate o/w 20:80

Modul 2_Jumat 2_10510071.docx

Documents

Transcript of Modul 2_Jumat 2_10510071.docx