Kurangnya Pengetahuan Masyarakat Terhadap Minyak “jarak Pagar”
Pengetahuan dasar minyak pelumas
-
Upload
eko-kiswanto -
Category
Business
-
view
4.844 -
download
21
Transcript of Pengetahuan dasar minyak pelumas
TEKNOLOGI PENGOLAHAN MINYAK LUMAS
Oleh
Ir. EKO KISWANTO SE
APA MINYAK LUMAS ?
Minyak dasar (base oil) + Additif
Minyak dasar mineral
Hasil fraksionasi minyak bumi campuran parafinik, naftenik, aromatik(C20-C45), mengandung sedikit N, S, O
Minyak dasar Sintetis
- PAO
Viscosity modifiers
Dispersants
Detergents
Antirust additives
Bearing corrosion inhibitors
Viscosity modifiers
Pour point depresants
Antifoam agents
Friction modifiers
Antiwear
Antioxidants
Memperbaiki kinerja minyak dasar
Diagram Alir Disederhanakan Proses Pengolahan Minyak Dasar Mineral
Minyak mentah
Distilasiatmosfer
Distilasi vakum
AlkilasiReforming
Desulfursisasi
Perengkahankatalitik
Ekstraksi Dewaxing Hidrotreating
Aromat Lilin
Deasphating
GAS
BENSINBB PESAWAT JET
MINYAK TANAH
MINYAK SOLARGAS OIL
PELUMAS SINTETIKIsomerisasi
PELUMAS MINERAL
ASPAL
FUEL OIL
CRUDE OIL COMPONENT
Typical Hydrocarbon Configurations
H | H- C- H | HMethane
H H H H | | | |
H- C- C-C- C-H I I I I H H H H
N-Butane(a normal paraffin)
TAHAP-TAHAP PENGOLAHAN BASE OIL(KONVENSIONAL)
ATMOSPHERE
Vacuum
• Pemisahan komponen titik didih
rendah seperti : gasoline, jet fuel,
diesel
• Mendapatkan komponen minyak
lumas (base oil viscosity grades)
• Menghilangkan senyawa aromatik
dan polar
• Memperbaiki fluiditas suhu rendah
• Memperbaiki warna stabilitas
oksidasi dan stabilitas panas
DISTILLATION
DISTILLATION
DISTILLATION
DISTILLATION
HYDROFINISHINGTAHAPAN TERAKHIR PROSES PENGOLAHAN
REAKSI KIMIA MENGGUNAKAN H2SUHU : 250-350 C
TEKANAN : 20-60 BarKATALIS : Co, Mo, Alumina
Menghilangkan
ORGANONITROGEN
Mempertahankan
ORGANOSULFUR
• YANG DIPERBAIKI
• WARNA
• KESTABILAN OKSIDASI
• DEMULSIFIKASI
• SIFAT INSULASI LISTRIK
KARAKTERISTIK BEBERAPA HIDROKARBON(KOMOPEN MINYAK DASAR MINERAL)
Hidrokarbon Viscositas Index ViscositasStabilitasi Oksidasi Titik Tuang
N-parafin Tinggi sangat tinggi baik tinggi I-parafin sedikit cabang Tinggi tinggi baik sedangI-parafin banyak cabang Tinggi tinggi baik rendah
Naften alkil pendek Sangat tinggi Rendah-sedang baik rendahNaftena alkil panjang Sangat tinggi tinggi baik rendahAromat alkil pendek Sangat tinggi Rendah-sedang jelek variasiAromat alkil panjang Sangat tinggi tinggi baik rendah
CATALYTIC HYDROCRACKING
Severe conditionHIDROGENASI, aromatik dan unsaturated
RING-OPENING, terutama multi ringCRACKING, molekul besar dipecah ke kecil
ISOMERISASI, alkana lurus kealkana cabangDESULFURISASI, kurang belerang
DENITROGENASI, hilangkan organonitrogenREORGANISASI INTERMEDIATE
Proses diletakkan pada tahapan sebelumPROSES EKTRAKSI
CATALYTIC HYDROCRAKING
Severe condition processSUHU : 350-420 C
TEKANAN : 100-180 BarKATALIS : Co, Mo, W, Ni, Alumina, silica-alumina
Base oil yang dihasilkan melalui proses PERENGKAHAN Katalitik Proses mutunya lebih baik
INDEX VISCOSITAS TINGGIVOLATILITAS RENDAH
Proses ektraksi hanya untukmenghilangkan sedikit poly
CATALYTIC HYDROCRACKING
HYDRO-CRACKER
DISTILASI
EK
ST
RA
KS
I
DE
WA
XIN
G FIN
ISH
ING
H2
Vaccum gas oil
Lub oil
Wax Isomerization
Severe condition processSUHU : 350-420 C
TEKANAN : 100-180 BarKATALIS : Co, Mo, W, Ni, Alumina, silica-alumina
REAKTOR ISOMERISASI DISTILASI
DEWAXING Lub Oil
H2
Wax feedstok
CATALYTIC DE-WAXING
Severe condition processSUHU : 350-420°C
TEKANAN : 100-180 BarKATALIS : Pd, Pt.(zeolite, silicalite)
Pori : 5-7 Angstrom
CATALYTICDEWAXINGMOLECULARSIEVE
H2
LUB OIL
Hanya alkana rantai lurus yang bisa lewat
PERBANDINGAN BASE OIL
Solvent refined
Hydro craked
Wax isomerized
PAO
Viscosity @100 (cSt)
5.2 5.6 5.0 5.8
Viscosity index 98 125 146 137
Pour point (C) -15 -15 -18 -60
REAKSI2 PADA TEKNOLOGI PROSES PELUMAS SINTETIK
OLIGOMERSASI
POLIMERISASI
ESTERIFIKASI
MONOMER
Radikal Kation
OLIGOMER
POLIMER
ALKOHOL+ASAM
AsamBasa
ESTER
PROSES OLIGOMERISASIPADA PEMBUATAN PAO
RADIKAL
TERMAL
INISIATOR RADIKAL
Benzoil peroxide
Di-tertiary butyl
peroxide
KATIONIK
ZIEGLER :
Triethyl aluminium/titanium tetrachloride
Alkyl aluminium halide/alkoxidde zirconium halide
Complex diisobuthyl aluminium
chloride/dietoxychloro vanadate
FRIEDEL CRAFT
A1C13, BF3
(ETHYLACETATE, POLYHIDRIC ALCOHOL AS CO CATALYST)
MINYAK DASAR SINTETIKPAO(Polyalphaolefins)
Produk reaksi polimerisasi dari monomer menjadi polimer tinggi Yang memenuhi sifat yang direncanakan, yaitu
RCH=CH2
1-Decene
CatalystMixture of (C
10H
20)
x isomers
Where x is 2,3,4,5, etc.
KarakteristikPAO
• Tetap perform pada daerah suhu yang lebar.
• Cairan murni
• Fluiditas suhu lebih baik dibandingkan dengan MO yang sama viscosity.
• VI tinggi dan tahan terhadap gesekan (shearing).
• Ketahanan oksidasi tinggi
• Sedikit deposit
• Tahan terhadap reaksi dengan air dibandingkan dengan MO dan minyak sintetik.
• Kompatibel dengan minyak mineral.
• Kelemahan : Kurang melarutkan aditif, cenderung mengkerutkan seal, dapat diatasi dengan
menambahkan sedikit ester-based fluid..
PERBANDINGAN PAO DAN MO
PAO4 100N Oil* PAO6 200N Oil*
Viscosity, cSt @100°C 3.9 4.1 5.9 6.3
Viscosity, cSt @40°C 16.9 20.2 30.5 40.8
Viscosity, cSt@-40°C 2420 solid
Viscosity Index
Pour Point, °C
Noack Volatility, Wt.%
*Solvent refined mineral base oil
MINERAL OIL
• Campuran molekul berbeda ukuran, bentuk, performa/kualitas pelumasn.
• Berbeda stabilitas, laju dekomposisi.
SYNTHETIC OIL (PAO)
• Seragam, sesuai struktur rancangan
• Karakteristik performa spesifik meningkatkan
kualitas pelumasan.
SYNTHETIC OIL
MAYOR MARKETS
• Polyalphaolefins,
• Dibasic acid asters,
• Neopolyol esters,
• Polyalkylene glycols,
• Phosphate esters,
• Dialkylbenzenes,
• polybutenes
MINOR MARKETS,
• Silicones and
• Silicate esters,
• Fluorosilicones,
• Polyphenyl ethers,
• Chlorotrifluoroethylene (CTFE)
• Perfluoropolyphenyl ethers (PEPE).
ALKYLATED AROMATICS
• Sifat dari alkilbenzena sangat bervariasi, tergantung dari struktur kimianya, namun sifatnya yang menonjol adalah memiliki titik tuang sangat rendah (-40).
• Sifat lain adalah Viscositas index tinggi (100), bebas lilin, dan adanya cincin aromat memberikan sifat cukup polar dan daya larut (solvent power) baik.
ALKYLATED AROMATICS
• Sintesa : reaksi FRIEDEL CRAFT
• Katalis : A1C13 anhydrous
BENZENE + ALKIL ALKYLBENZENE
Panjangn 10 sampai 14 karbon
PIB (POLYISOBUTYLENE)
• Sintesa : reaksi POLIMERISASI isobutylene.
• Katalis : AICI3/HCL atau BF
3/Methanol.
IsobutylenePOLYISOBUTYLENE
Sifat baik : LOW DEPOSIT
PAG (POLYGLYCOL)
• Sintesa : reaksi POLIMERISASI alkylene oxide atau oxirane atau epoxide
• Katalis : Nahidroksida, tertier amine
Alkilen oksidaPolyalkylene glykolAtau polieter
PAG (POLYGLYCOL)
• Sifat : terdekomposisi sempurna menjadi gas pada oksidasi tinggi, (sedikit sludge dan deposit diruang bakar).
• Water solubility, stabilitas kurang baik, konduktivitas termal bagus, tidak kompatibel dengan minyak mineral, bereaksi terhadap cat, seal swelling rendah.
• Aplikasi : Brake fluid, fire resistant fluid.
POLYOL ESTER
RCH=CH2+H2+CO1-Hexene
CatalystRCH2CH2CHOHeptaldehyde
OxRCH2CH2COOHHeptanoic Acid
CH2OH I
4 RCH2CH2COOH+HOCH2-C-CH2OHHeptanoic Acid I
CH2OH
OII
C[CH2OCR]
4-4H
2O
Pentaerythritol Pentaerythritol Tetraester
POLYOL ESTERS AND AVAILABLE ACIDS
Common Alcohols # of Ester GroupsFamily Available AcidsValeric (nC5)
Neopentyl Glycol 2 NPG Isopentanoic (iC5)Hexanoic (nC6)
Trimethylolpropane 3 TMP Heptanoic (nC7)Octanoic (nC8)Isooctanoic (iC8)
Pentaerythritol 4 PE 2-Ethilhexanioc (2EH)Pelargonic (nC9)
DiPentaerythritol 6 DiPE Isononanoic (iC9)Decanoic (nC10)
DIESTER OIL
DIESTER TYPES AND AVAILABLE ALCOHOLS
Common Acids Ester Family Available AlcoholsAdipic 6 Adipates N-octylAzaleic 9 Azelates isooctylSebacic 10 Sebacates 2-EthylhexylDodecanedioic 12 Dodecanedioates isononylPhthalic 8 Phthalates isodecylDimer 36 Dimerates tridecyl
No. of Carbons
EFFECT GUGUS ESTER
1. Volatility :Polaritas gugus ester menyebabkan tarik menarik antar molekul, lebih banyak energi untuk
berubah dari cair ke gas2. Lubricity :
Polaritas gugus ester menyebabkan molekul ester tertarik kepermukaan metal, membentuk lapisan tipis.
3. Detergency/Dispersency :Polaritas gugus ester menjadikan molekul ester baik sebagai solvents dan dispersants, dan
mendispersikan minyak yang terdegradasi.4. Biodegradability :
Gugus ester stanil terhadap oxidative dan thermal breakdown, namun mudah diserang oleh microba.
ESTER FOSFAT
• Sintesa : ESTERIFIKASI fosfor oksiklorida dan alkohol atau fenol.
3ROH+POC13 OP(OR)3+HC1
ESTER FOSFAT
• Sifat menonjol : tahan-api (fire rersistant) dibandingkan mineral oil.
• Viscositas indexnya rendah, walaupun memiliki titik tuang rendah (-25°C sampai 5°C) dan volatilitas rendah.
• Ester fosfat bereaksi terhadap cat dan menyebabkan swelling pada beberapa seal.
Pour point
Mineral oil 90-120 0 to -60Synthetic hydrocarbonsPoly (alphaolefins) 170-230 -20 to -60
Alkylated AromaticsPolybutenes
Polyesters Carboxylic acid ester 170-180 -50 to -80Neopentylpolyol esterPhosphate esters 150-170 -10 to -60
Polyether Aliphatic polyether (PAG) 160-170 -30 to -60Polyphenyl ether 310-370 +20 to -20Perfluoroalkylpolyethers 280-340 -20 to -75
Halogen hydrocarbonChlorotrifluoroethyleneContaining siliconeSilicones
Silahydrocarbons 170-230 -5 to -45Other Dialkylcarbonates
Max Service T°C.
Di-Esters
Silicones
Mineral oil
Polyphenyl Eters
Polyglicols (PAG)
Polyalphaolefins (PAO)
Phosphate Ester
Perfluorinated Aliphatic Ethers (PFAE)
Polyol Esters
°C -75 -50 -25 0 100 150 200 250 300 350°F -103 -58 -13 32 212 302 392 482 572 662
Continuous Use
Intermitten Use, or range dependent onspecific chemistry
APPLICATION
• SYNTHESIZED HYDROCARBON
Polyalphaolefins dialkylated benzenes
• ORGANIC ESTERS
Diabasic acid and polyol esters
• PHOSPHATE ESTERS.
• POLYGLYCOLS.
• SILICONES
Engine andTurbine oils, hydraulic fluids,Gear and bearing oils andCompressor oils
Crankcase oils and compressor
Fire-resistance applications
Gears, bearings, and compressors
Chemically inert, nontoxic,Fire-resistant, andWater repellant. At high
ADITIF & FUNGSINYA
Viscosity Index ImproversMempengaruhi hubungan viscositas-suhu
Pour Point Depressants (ppd)Menghindari terbentuknya kristal lilin
Detergents/DispersantsMenjaga senyawa yang tidak larut (insolubles, sludge), tetap dalam suspensi,
menghindarkan aglomerasi dan presipitasiAntiwear-EP
Bereaksi dengan permukaan logam membentuk lapisan yang memiliki friction coeffifient rendah
AntioxidantsMemperlambat reaksi oksidasi antara molekul hidrokarbon dalam pelumas dan oksigen
dari udaraCorrosion inhibitors-Antirust
Berfungsi terutama menciptakan barier fisik pada permukaan logamAntifoamants
Bekerja memodifikasi permukaan pelumas pada antar-muka air-lubricant
ADITIF
• Viscosity Index Improvers
• Pour point Depressants
• Antifoamants
• antiwear/EP agents (mechanical wear)
• Detergents (corrosive wear,deposits)
• Dispersants (deposits, sludge)
• Antirust
• antioxidant
MEMPERBAIKI MINYAK DASAR
MEMBERIKAN SIFAT BARU
MEMPERPANJANG UMUR
SKEMA TAHAP PEMBUATAN MINYAK LUMAS
CRUDE OIL
ADDITIVE PACKAGE
BASEOIL
HYDROCARBONS
(OLEFINS)
FINISHED LUBRICANT
AUTOMOTIVE OIL INDUSTRIAL OILGREASES
SOLVENT REFINING
HYDRO TREATING
POLYMERIZATION
PAKET ADITIF
Campuran komplek aditif untuk meningkatkan kinerja minyak lumas
Pengetahuan tentang interaksi (sinergis ataupun antagonis) antar aditif merupakan kekayaan intelektual (proprietary know how)
• Dispersant 35-60%
• Detergent 25-35%
• Antiwear 15-20%
• Others 5-15%
Typical Additives PackageFor Engine Oil
JUMLAH ADITIF DALAM PELUMAS : 2% SAMPAI 20%
ENGINE OIL FORMULATION
TARGET• Light running
• Fuel economy
• Coking, thermal stability
• VII breakdown due to high shear
• Black sludge
• Poisoning to catalytic converter
• Another problenm (anticipated)
Base oil+Vis. Index Improver+ aditives package
Target OK?
Aditives Formula Development
Screening TestEngine Test
Target OK?
BlendingStudy
Properties analysis
Properties analysis