1. PENDAHULUAN

Minyak bumi merupakan senyawa kimia yang terdiri dari unsur- unsur karbon, hidrogen, sulfur, oksigen, nitrogen, halogenida dan logam. Senyawaan yang hanya terdiri dari unsur karbon dan hidrogen dikelompokan sebagai senyawa hidrokarbon, senyawaan hidrokarbon diklasifikasikan atas parafin, naften dan aromatik dengan rumus molekul. Sedangkan senyawaan campuran antara unsur karbon, hidrogen dan salah satu unsur atau lebih dari sulfur, oksigen, nitrogen, halogenida dan logam dikelompokan sebagai senyawaan nonhidrokarbon. Kedua senyawaan ini, keberadaannya dalam minyak bumi ada yang melarut dan ada yang tidak melarut. 1.1 Komposisi Minyak Bumi Minyak bumi, minyak mentah atau crude oil adalah bahan yang terdapat didalam bumi, berupa senyawaan kimia terdiri dari komponen hidrokarbon dan non hidrokarbon. Minyak bumi berwarna hitam sampai coklat kehitam- hitaman, dalam bentuk cair dan terdapat gas- gas yang melarut di dalamnya, dengan berat jenis berkisar antara 0,8000 1,0000 dalam minyak bumi disamping terdapat gas-gas yang melarut sebagai gas ikutan, disebut gas alam ikutan (associated natural gas ), terdapat pula air dan garam- garam anorganik. Unsur- unsur mayor penyusun minyak bumi adalah unsur karbon dan hidrogen, dan unsur- unsur minor adalah sulfur, nitrogen, oksigen, halogen dan logam sebagai unsur minor. Besarnya kandungan unsur- unsur tersebut dalam berbagai macam minyak bumi, seperti ditujukan pada Tabel 1-1. Sifat-sifat minyak bumi antara satu dengan lainnya berbeda- beda, dari yang ringan, encer sampai pada yang kental. Hal ini sangat bergantung pada jenis dan besarnya kandungan komponen di dalam minyak bumi itu. Unsur-unsur tersebut, keberadaannya didalam minyak bumi dalam bentuk senyawaan hidrokarbon dan senyawaan nonhidrokarbon.

1

Tabel 1-1 : kisaran kandungan unsur- unsur dalam minyak bumi Karbon Hidrogen Sulfur Oksigen Nitrogen Logam : : : : : 83,00 87,00 % wt : 10,00 14,00 % wt 0,05 0,05 0,10 10-5 6,00 % wt 1,50 % wt 2,00 % wt 10-2 % wt

Sebagai senyawaan hidrokarbon berupa senyawaan organik, yaitu senyawaan parafin, naften dan aromatik dan sebagai senyawaan nonhidrokarbon dapat berupa senyawaan organik maupun anorganik. Untuk senyawaan organik, misalnya merkaptan ( RSH ), disulfida ( RSSR ), fenol ( C6H5OH ), asam- asam organik ( RCOOH), piridina (C5H5N), pirol ( C4H4NH), benzil klorida ( CI- ), sulfida (S=), nitrat (NO3- ), sulfat (SO4 = ), dan lain- lain. Yang diharapkan bahwa, minyak bumi mengandung unsur- unsur non hidrokarbon dalam kandungan yang sekecil mungkin. Makin kecil kandungannya mempunyai nilai ekonomi yang makin tinggi dalam proses pengolahannya ataupun dalam pemenuhan spesifikasi produk yang dihasilkan. 1.2. Komponen Hidrokarbon Minyak bumi merupakan campuran dari beratus- ratus senyawaan hidrokarbon, yang dikelompokan atas hidrokarbon parafin, naften dan aromat. Jumlah atom karbon dalam minyak bumi mulai dari metana ( satu atom karbon dalam molekulnya ) sampai 60 atau lebih, dengan berat molekul 16 sampai 850 atau lebih. Hidrokarbon parafin, mulai dari metana yaitu senyawaan hidrokarbon yang paling kecil dengan 1 atom karbon sampai senyawaan hidrokarbon besar dengan 42 atom karbon ( berat molekul 590 ) atau lebih, dapat dipisahkan dari proses pengolahannya. Sebagai hidrikarbon naften terdiri dari mono sampai polisiklo, demikian pula sebagai hidrokarbon aromat terdiri dari mono inti benzena sampai poli inti benzena. Disamping hidrokarbon parafin, naften dan aromat, terdapat pula hidrokarbon campuran yaitu naftenoaromatik.

2

1.2.1

Hidrokarbon Parafin, terdiri dari normal parafin dan isoparafin

Hidrokarbon parafin adalah hidrokarbon jenuh dengan ikatan (baca Sigma) antara C-C dan C-H dengan struktur rantai atom C terbuka. Karena ikatannya (baca Sigma), dimana ikatan ini mempunyai tingkat energi yang paling rendah diantara ikatan hidrokarbon yang lain., yaitu ikatan (baca Pi) dan non ikatan n, maka hidrokarbon ini mempunyai sifat kestabilan yang tinggi, dan sukar untuk mengadakan reaksi. Itulah sebabnya, mengapa hidrokarbon parafin tidak dapat bereaksi dengan gas H2 (hidrogenasi) dan juga dengan gas O2 (oksidasi) serta mempunyai titik didih lebih rendah, dibanding dengan hidrokarbon naften dan aromat. Oleh karena itu banyak terdapat pada fraksi ringan. Sifat- sifat hidrokarbon parafin adalah nilai kalor tinggi (btu / lb), SG rendah, API gravity tinggi dan tahan terdapat oksidasi, mudah untuk dipecah (cracking) dalam proses perengkahan panas (thermal cracking) maupun proses perengkahan katalis, naften dan aromat. Hidrokarbon parafin, baik normal parafin maupun parafin cabang (isoparafin) ruumusnya adalah CnH2n+2. suatu senyawaan parafin dengan rumus sama akan tetapi berbeda strukturnya disebut isomer. Unsur- unsur sulfur, oksigen, nitrogen atau halogen dapat menggantikan satu atom H atau lebih, struktur yang terbentuk disebut struktur homolog, derivatif, atau turunan. Sedangkan reaksi pembentukannya disebut reaksi subsitusi atau adisi. Contoh :CH3 CH2 CH2 CH2 CH3

(catalytic cracking ) artinya proses

cracking itu. Berjalan pada suhu yang relatif rendah dibanding dengan senyawaan hidrokarbon

normal butana disingkat n-butana, C4H10 iso butana disingkat iC4H10 (diberi notasi

(diberi notasi sebagai

sebagai nC4)CH3 CH CH2 CH 2 CH 3

iC4)

CH3

3

1.2.2

Hidrokarbon Naften, terdiri dari mononaften dan polinaften. Hidrokarbon naften adalah hidrokarbon jenuh dengan ikatan (baca Sigma) antara C C dan C

H dengan struktur rantai atom C tertutup. Struktur molekulnya terdiri dari mononaften dan polinaften. Hidrokarbon naften mempunyai sifat-sifat diantara hidrokarbon parafin dan hidrokarbon aromat. Hidrokarbon parafin, walaupun sama-sama mempunyai ikatan (baca Sigma), hidrokarbon ini lebih stabil karena mempunyai rantai atom C tertutup sedang hidrokarbon parafin rantai atom C nya terbuka. Pada proses cracking menghasilkan normal parafin dan isoparafin. Hidrokarbon naften, rumusnya adalah CnH2n + 2 2RN, dimana RN adalah cincin naften dalam molekul. Contoh :H2 C H2 C H2 C C H2 C H2 C H2

H2 C H2 C H2 C C H2 C H2 C H2

H2 C C H2 C H2 C H2

Sikloheksana, C6H12 (monosiklo) 1.2.2

disiklo heksana, C10H18 (polisiklo)

Hidrokarbon Aromatik, terdiri dari monoaromat dan poliaromat

Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon jenuh dengan ikatan (baca Sigma) dan ikatan (baca Pi). Ikatan (baca Sigma) terdapat pada C-C dan C-H sedang Ikatan (baca Pi) terdapat pada C = C. Dikatakan hidrokarbon jenuh karena senyawa aromatik tidak dapat bereaksi dengan larutan KMnO4 alkalis. Hidrokarbon aromat ini mempunyai struktur rantai atom C tertutup berikatan rangkap dua dan tunggal yang saling bergantian (selang-seling-selang atau selingselang-seling) diantara kedua atom C yang berdekatan. Dibandingkan dengan hidrokarbon parafin dan hidrokarbon naften. Hidrokarbon aromat kurang stabil dan dapat bereaksi terutama dengan gas H2 menghasilkan naften. Dikatakan kurang stabil, karena dalam molekulnya terdapat ikatan ( baca Pi). Struktur molekulnya terdiri dari monoaromat atau poliaromat.

4

Hidrokarbon aromat rumusnya adalah CnH2n+2- 6RA-2RAS, dimana RA= jumlah cincin aromatik dan RAS = jumlah cincin aromatik substansial. Sedang hidrokarbon campuran naften aromatik mempunyai rumus CnH2n +2RN- 6RA-2RAS Contoh :H C C C C H CH CH

H C HC HC C H C C

H C CH CH C H

benzena, C6H6 (monoaromat)

naftalena, C10H8 (poliaromat)

Dapat bereaksi dengan gas H2 menghasilkan naften. Mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan dengan hidrokarbon parafin dan naften. Oleh karena itu banyak terdapat pada fraksi berat. Nilai kalor rendah (btu/lb). SG tinggi API gravity rendah dan namun tahan terhadap oksidasi. Memerlukan panas tinggi untuk dapat melakukan thermal cracking ataupun catalytic cracking menghasilkan naften dan parafin dengan jumlah atom C = 6 atau lebih kecil. Atas dasar pembagian senyawaan hidrokarbon tersebut atas parafin, naften dan aromatik, dan campuran naften- aromatik, maka minyak bumi dapat diklasifikasikan atas minyak bumi parafinik, naftenik, aromatik dan naftenik- naftenik. Sedang senyawaan hidrokarbon olefin dalam minyak bumi itu sendiri oleh gas H2 yang melarut didalamnya. Hubungan antara ketiga macam hidrokarbon dalam minyak bumi tersebut diatas dapat diturunkan dengan penambahan atau pengurangan molekul H2, seperti ditujukan dalam Tabel 1-2.

5

Tabel 1-2 : hubungan antara parafin, naften dan aromat. parafin

+ H2 parafin + H2 - H2 - H2 parafin + H2 - H2 - H2 Poli aromat aromat

1.3 Komponen Nonhidrokarbon Komponen nonhidrokarbon, didalam molekulnya disamping unsur karbon dan hidrogen terdapat pula unsur- unsur sulfur, oksigen, nitrogen, halogen atau logam. Senyawaan yang demikian disebut senyawaan hidrokarbon heteroatom. Keberadaan unsur- unsur itu sebagian dalam bentuk senyawa organik, yaitu organik sulfur, organik nitrogen, organik oksigen, organik halogen dan organik logam dan sebagian lagi dalam bentuk senyawa anorganik. Sebagian senyawa anorganik tidak melarut dalam minyak bumi melainkan larut dalam air sebagai emulsi yang didalamnya terdapat garam- garam anorganik. 1.3.1 Senyawaan Organik Sulfur Senyawaan organik sulfur adalah senyawaan organik heteroatom terdiri dari atom karbon, atom hidrogen dan atom sulfur. Dalam molekulnya, sulfur berada dalam ikatannya dengan atom karbon dan atom hidrogen dan mungkin dengan atom yang lain. Atom sulfur dengan nomor atom 16, adalah atom yang mempunyai pasangan elektron tak terbagi (lone pair electron) dalam satu molekul ikatannya yang tidak digunakan untuk ikatan. Itulah sebabnya mengapa atom sulfur lebih reaktif dibanding dengan atom karbon dan atom hidrogen dimana kedua atom ini tidak mempunyai elektron tak terbagi. Oleh karena itu, dalam proses pemurnian (treating), atom sulfur ini yang bereaksi, sedang atom karbon dan atom hidrogen tidak bereaksi. 6

Terdapatnya senyawaan sulfur dalam minyak bumi sangat berpengaruh terhadap proses pengolahannya dan produk-produk yang dihasilkan. Pengaruh tersebut adalah penyebab korosif, berbau dan sedikit eksplosif. Tabel 1 3 : Senyawaan Sulfur Organik dalam Minyak Bumi Senyawaan Sulfur Hidrogen sulfida Merkaptan Sulfida Disulfida Siklo sulfidaH2 C H2 C S H2 C

Contoh Nama hidrogen sulfida metil merkaptan fenil merkaptan dimetil sulfida di n butil sulfida dimetil disulfida tiasikloheksana (pentametilena sulfida) Rumus Molekul HSH CH3 SH C6H5 SH CH3 S CH3 C4H9 S C4H9 CH3 S S CH3

C H2 C H2

Alkil sulfatS H3 C - O

H3 C - O

O

dimetil sulfat

O

O H C-O Asam sulfonat3

asam metil sulfonat

S H- O O

O H3 C - S - CH3

SulfoksidaO

dimetil sulfoksida

H C Sulfona- S - CH3

3

dimetil sulfona

O

7

Tiofena

tiofena

S

benzotiofena

Bila kerapatan (density) suatu minyak bumi tinggi (berat jenis API rendah), menunjukan bahwa minyak itu kandungan sulfurnya tinggi, seperti ditujukkan gambar 1-2 yaitu pengaruh kandungan sulfur pada berat jenis API minyak bumi. Pada karakteristik umpan, dari berbagai macam senyawaan sulfur dan minyak bumi diatas dinyatakan sebagai sulfur jumlah (total sulfur). Sulfur jumlah dalam minyak bumi sangat bervariasi, untuk minyak bumi jenis parafin ringan 0,04 % dan untuk minyak bumi berat sampai kira- kira 5,00 %. Hal ini sangat bergantung dari asal minyak bumi (lapangan) dan terutama perbedaan geologi. Dalam produk minyak bumi kandungan senyawaan sulfur dapat mendatangkan beberapa kerugian, misalnya : Dalam gasoline, senyawaan sulfur dapat mempercepat terjadinya korosi dibagian mesin ( engine parts), khusunya dalam musim dingin. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya sulfur dioksida (SO2) yang bereaksi dengan air yang berakibat pembakaran gasoline, yang terakumulasi didalam crankcase. Merkaptan (RSH) yang melarut dalam gasoline ( atau produk lain) dan karena berhubungan dengan udara menyebabkan kporosi terdapat logam tembaga (Cu) dan brass. Dalam gasoline, terdapatnya sulfur bebas, tiofena dan sulfida. Juga bersifat korosif dan berpengaruh pula terhadap stabilitas warna. Terdapatnya sulfur bebas, sulfida, disulfida dan tiofena sangat berpengaruh terhadap kebutuhan timbal (Pb) sebagai bahan aditif anti ketukan (anti knocking) yang ditambahkan kedalam komponen gasoline. Apabila kandungan sulfur jumlah dalam gasoline berkisar antara 0,2 - 0,5 % wt, menunjukan bahwa gasoline itu akan terbebas dari pengaruh yangAPI Gravity

disebutkan diatas.

Sulfur Content , Wt. %

8

Gambar 1-2 : pengaruh kandungan sulfur pada berat jenis API dalam minyak bumi. Dalam minyak diesel, senyawaan sulfur akan menaikan sifat keausan logam dapat membentuk kerak mesin (engine deposit). Dalam minyak bakar untuk industri, kandungan sulfur jumlah tinggi kadang masih dapat ditolerir. Dalam minyak lumas, kandungan sulfur jumlah tinggi akan menurunkan sifat ketahanan terdapat oksidasi dan menaikan endapan padatan. Keberadaan sulfur dalam berbagai macam fraksi minyak bumi telah dipelajari sejak tahun 1891 dan menunjukan bahwa menaik dengan kenaikan titik didih selama proses distilasi. Kemungkinan pada distilat tengah (middle distillate), kandungan sulfur menjadi lebih besar dari distilat berat. Hal ini disebabkan bahwa pada distilasi tinggi senyawaan sulfur akan mengurai selama distilasi menghasilkan gas H2S (terjadi pada suhu mulai dari 150 oC ( 300 oF ) sampai 220o

kadang

C ( 430 oF ), dan SO2.

1.3.2 Senyawaan Organik Oksigen 9

Oksigen sebagai senyawaan organik dalam minyak bumi terdiri dari berbagai macam senyawaan (Tabel 1-4), dan tidak jelas bagaimana senyawaan oksigen itu dapat terbentuk didalam minyak bumi. Otom oksigen dengan nomor atom 8, adalah atom yang mempunyai pasangan elektron tak terbagi (lone pair electron) dalam satu molekul ikatannya, yang tidak digunakan untuk ikatan. Itulah sebabnya mengapa otaom oksigen lebih reaktif dibanding dengan atom karbon dan atom hidrogen dimana kedua atom ini tidak mempunyai elektron tak terbagi. Oleh karena itu, dalam proses pemurnian (treating), atom oksigen ini yang bereaksi, sedang atom karbon dan otom hidrogen tidak bereaksi. Kandungan oksigen jumlah (total oxgen) dalam minyak bumi umumnya kurang dari 2 % wt. kandungan oksigen dalam minyak bumi tidak menaik dengan kenaikan titik didih fraksi. Dalam residu non volatile kandungan oksigen dapat mencapai 8 % wt, ini menunjukan bahwa senyawa oksigen organok mempunyai berat molekul tinggi. Senyawaan oksigen yang mempunyai berat molekul kecil dalam asam karboksilat, oleh sebab itu dinyatakan sebagai asam karboksilat, yaitu sebagai asam naftenat. Asam naftenat ini terdiri dari delapan atom karbon dengan mengikat gugus karboksilat, dengan rumus mlekul C8H17COOH. Sedang jumlah atom karbon sebagai asam karbolsilat dalam minyak bumi adalah mulai dari C6 dan yang sangat dominan diatas C14. disamping asam karboksilat dan fenol, senyawa oksigen organik yang lain adalah alkohol, keton, ester,ether, dan anhidrida asam karboksilat. Walau kandungan sulfur maupun kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat berpengaruh pada jenis API (API gravity ) seperti yang ditujukan dalam gambar 11 dan gambar 12, namun tidak demikian halnya bahwa kandungan oksigen dalam minyak bumi dimungkinkan berhubungan dengan udara sehingga terdapat oksigen yang bereaksi dengan unsur- unsur yang terkandung dalam minyak bumi untuk menghasilkan senyawaan oksigen.

Tabel 1-4 : Nomenkltur dan tipe senyawaan Oksigen Organik. 10

Senyawaan Oksigen Alkohol Ether Siklo etherH2 C H2 C O C H2 C H2 H2 C

Contoh Metil merkaptan Dimetil ether Tetrahidropiran (pentametilena oksida)

Rumus Molekul CH3 O H CH3 O CH3

O

Asam -karboksilat CH3 C - OHO CH3 - C O Anhidrida asam

Asam asetat

Anhidrida asam asetat

Karboksilat

CH3 - C

O

O C H 3 - C - O C2 H5

Ester asam

Etil asetat

Karboksilat

O

C H3 Keton- C - C H3HC Furan HC O CH CH

Dimetil keton (aseton) Furan

Benzofuran

O

11

1.3.3 Senyawaan Nitrogen Organik Senyawaan nitrogen dalam minyak bumi dapat diklasifikasikan atas dua senyawaan, yaitu senyawaan nitrogen basa dan non basa. Senyawaan nitrogen basa (Tabel1-4) adalah senyawaan nitogen yang berupa homolog dari piridina (C5H5N) dan terjadi karena proses distilasi, cenderung terdapat pada fraksi titik didih tinggi dan residu. Sedang senyawaan nitrogen non basa berupa pirol (C4H4NH), indol (C8H6NH), dan karbozol (C12H8NH), juga terdapat pada fraksi titik didih tinggi dan residu. Atom nitrogen dengan nomor atom 7, adalah atom yang mempunyai pasangan elektron tak terbagi (lone pair elektron) dalam satu molekul ikatannya, yang tidak digunakan untuk ikatan. Itulah sebabnya mengapa atom nitrogen dimana kedua atom ini tidak mempunyai elektron tak terbagi. Pada umumnya, kandungan nitrogen dalam minyak bumi adalah renadah, berada dalam kisaran konsentrasi 0,1 sampai 0,9 % wt walau beberapa minyak bumi mempunyai kandungan nitrogen sampai 2 % wt. bagaimana untuk beberapa minyak bumi dengan kandungan nitrogen yang tidak terdeteksi (non detectable) atau dalam konsentrasi yang sangat kecil (trance) adalah tidak umum, bahkan minyak bumi jenis aspaltik mengandung nitrogen dalam jumlah yang sangat tinggi. Seperti halnya sulfur dalam minyak bumi (gambar 1), terdapat pula hubungan antara kandungan nitrogen dan berat jenis API (gambar 1- 2), yaitu makin besar kandungan nitrogen, maka berat jenis API menurun. Dan juga hubungannya dengan residu karbon (carbon residue). Bila residu karbon tinggi, maka tinggi pula kandungan nitrogen. Senyawaan nitrogen sangat berpengaruh dalam proses pengolahannya, karena senyawaan nitrogen bersifat racun terhadap katalis dalam proses perengkahan katalitik (catalytic craxking) dan juga penyebab terbentuknya getah (gum) dalam produk misalnya dalam bahan bakar domestik. Senyawaan nitrogen basa yaitu senyawaan nitrogen dengan berat molekul rendah dapat diekstrak dengan larutan encer asam mineral, sedang senyawaan nitrogen non basa dengan berat molekul tinggi tidak dapat diekstrak. Oleh sebab itu, metode ini digunakan untuk mengklasifikasikan senyawaan nitrogen atas nitrogen basa dan nitrogen non basa, tergantung dari dapattidaknya dititrasi dengan asam perklorat dalam 5050 asam asetat glasial dan benzena. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa perbandingan antara nitrogen basa dan nitrogen jumlah mendekati konstan yaitu 0,30 0.05 yang tidak tergantung dari sumber minyak bumi. Juga perbandingan itu ditemukan dalam fraksi dan residu minyak bumi. 12

Senyawaan nitrogen dalam fraksi minyak bumi yang dapat diekstrak dengan asam mineral encer berupa senyawa- senyawa piridina (C5H5N), quinolina (n-C9H7N), dan isoquinolina (i-C9H7N) yang tersubstitusi alkil misalnya pirinida dengan substituen gugus siklofenil atau sikloheksil50

O

API

Wt. % Nitrogen

1.0

Gambar 1 2

:

Hubungan kandungan nitrogen dan berat jenis API dalam Minyak Bumi

Senyawa- senyawa nitrogen yang tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer merupakan senyawa nitrogen dalam jumlah yang besar dalam minyak bumi, terdiri dari karbazol (C 12H8NH), indol (C8H6NH), dan pirol (C4H4NH). Terdapat perbedaan dalam struktur molekul antara senyawa nitrogen basa dan nitrogen nono basa. Perbedaan tersebut,. Dalam nitrogen basa atom N tidak mengikat H, sedang dalam molekul nitogen non basa atom N masih mengikat H. Phorpyrin yaitu senyawaan kompleks nitrogen- logam juga sebagai konstituen minyak bumi dan umumnya terdapat dalam nitogen non basakonsentrasi pekat. Pirol (C4H4NH), sebagai konstituen pokok molekul phorpyrin, merupakan senyawa nitrogen yang sangat stabil yang mempunyai struktur aromatik. Sebagai hasil aromatisasi dari sistem ikatan terkonjunggasi, pirol bukan basa kuat akan tetapi sifat kebasaannya sama dengan amina sekunder. Pirol, sebagai senyawaan aromatik molekul hererosiklis, yang sifat-sifatnya berbeda dengan senyawaan aromatik homosiklis, sangat reaktif bila nitrogen mempunyai kedudukan , dan cenderung membentuk dimer, trimer dalam produkproduk yang terkondensasi tinggi. 13

Senyawaan porphyrin yang sederhana adalah porpina (porphine), terdiri dari empat molekul pirol yang dihubungkan dengan jembatan metina (methine,-CH =). Jembatan metina menghubungkan inti pirol yang satu dengan lainya, disusun dengan sisitem terkonjungasi, dengan ikatan rangkap dan tunggal beresonansi, sehingga menurunkan sifat kebasaan inti pirol, akibatnya menaikan sifat- sifat aromatiknya. Senyawaan porphyrin diklasifikasikan atas dua klas, yaitu dihidroporphyrin dan tetrahidrophopyrin. Dihidroporphyrin, umumnya diketahui terdiri dari dua atom klorin dan dua atom hirogen yang masing- masing terikat pada atom nitrogen dari inti pirol. Sedang tetrahidroporphyrin teerdiri dari empat atom hidrogen yang masing - masing terikat pada atom nitrogen dari inti pirol Tabel 1 4 : Senyawaan Nitrogen Organik dalam Minyak Bumi

Senyawaan NitrogenH C HC Piridina HC N CH CH

Rumus Molekul

Struktru Molekul

C5H5N

H C

H C C C CH CH N

Quinolina (n- quinolina)

HC HC

C9H7NC H

H C HC C C C9H7N C HHC

H C CH N C HCH CH N H

Isoquinolina (i quinolina)

HC

Pirol

C4H4NH HC

14

H C HC C C N H CH CH

Indol

C8H6NH

HC

C H

H C HC HC C C C H H C12H8NNH N C C

H C CH CH C H

Karbazol

Hampir semua senyawaan kompleks logam porphyrin dapat terbentuk dengan mengganti dua atom hidrogen yang terikat nitrogen dengan kation dan tersebar luas dalam minyak bumi. Konsentrasi kompleks logam sangat kecil (Tabel5) dan bahkan beberapa porphyrin minyak bumi tidak terdeteksi kandungannya. Keberadaan vanadium dan nikel dalam minyak bumi sebagai kompleks logam porphyrin (Gambar3) mendapat perhatian khusus dalam industri pengolahan minyak bumi terutama keberadaannya dalam umpan. Dalam penelitian menunjukkan bahwa 10 % logam dan minyak bumi berupa senyawaan komleks phorpyrin, meskipun sekitar 40 % logam vanadium dan nikel dalam minyak bumi berada sebagai kompleks porphyrin.

15

HC HC HC HC C NH C HC C HC N C N

CH C CH C HN C C CH CH CH CH

Gambar 1-3 : Struktur porpina, sebagai satuan struktur dasar dari porphyrin \ 1.3.4 Konstituen Logam

Keberadaan konstituen logam dalam minyak bumi sangat menarik perhatian didalam proses pengolahan walaupun kandungannya sangat kecil. Meskipun dalam jumlah yang kecil, unsurunsur besi, tembaga dan terutama vanadium dan nikel, yang terdapat dalam umpan perengkahan katalitik mempunyai pengaruh terhadap aktifitaskatalis dapat menghasilkan kenaikan pembentuka gas dan kokas (coke) dan menurunkan produk gasoline. Dalam pembangkit tenaga pada suhu tinggi, misalnya turbin gas, teerdapatnya konstituen logam terutama vanadium dalam bahan bakar, dapat mengasilkan kerak abu dalam rotor turbin, akan mengurangi kebersihan dan menggangu kesetimbangan energi (energy balance). Disamping itu terdapatnya vanadium juga menyebabkan korosi. Abu yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat dapat bereaksi dengan bata tahan api dapur sehingga menurunkan titik leburnya dan menyebabkan deteriorasi. Residu abu yang tertinggal setelah pembakaran minyak bumi berupa konstituen logam ini, sebagian berasal dari senyawaan anorganik yang larut dalam air sebagai garam- garam klorida, kalium, magnesium dan kalsium, yang terdapat dalam fasa air yaitu dalam bentuk emulsi minyak bumi. Garam- garam ini dipisahkan dalam proses pengambilan garam (desalting operations), dapat juga dengan cara penguapan air yang kemudian dicuci dengan air yang bebas garam, atau dengan cara memecah emulsi. Dengan cara ini, kandungan garam dalam minyak bumi dapat berkurang. Disamping senyawaan logam anorganik, sebagian lagi berasal dari senyawaan yang larut dalam minyak bumi, yaitu senyawaan komleks logam organik, disebut sabun arganometalik, atau dalam 16

bentuk koloidal tersuspensi. Kandungan abu jumlah (total ash), merupakan penjumlahan dari anorganometalik dan organoetalik dari minyak bumi yang telah diambil garamnya (desalted crudes), berkisar dari 0,1 sampai 100 mg/ liter. Logamlogam seperti seng, titanium, kalsium dan magnesium berada dalam bentuk senyawaan sabun organometalik dengan sifat permukaan aktif yang teradsorp dalam permukaan air- minyak dan cenderung stabil dalam emulsi. Sebaliknya loga- logam seperti vanadium, tembanga, nikel dan sebagian besi ditemukan dalam minyak bumi sebagai senyawaan logam yang melarut dalam minyak bumi (oil- soluble compounds). Tabel. 1-5 kisaran unsur- unsur trace logam dalam minyak bumi Unsur Cu Ca Mg Ba Sr Zn Hg Ce B Al Ga Ti Zr Si Sn Pb V Fe Co Ni Kisaran dalam minyak bumi, ppm 0,2 12,0 1,0 1,0 0,001 0,001 0,5 0,03 0,001 0,001 0,05 0,001 0,001 0,001 0,1 0,1 0,001 5,0 0,04 0,001 3,0 2,5 2,5 0,1 0,1 1,0 0,1 0,6 0,1 1,0 0,1 0,4 0,4 5,0 0,3 0,2 1500 120 12 120

17

Logam- logam ini berupa senyawaan komleks pirol, yaitu derivatif dari klorofil a C55H72MgN4O5.

(seperti

1 1 H2O) dan klorofil b ( seperti C55H70MgN4O6. H2O) dan hemoglobin 2 2

(C738H1166FeN203O208S2)4, karena minyak bumi berasal dari tanaman dan binatang. Penelitian menunjukan bahwa logam- logam ini dapat diidentifikasi dari kandungan abu (ash content) suatu minyak bumi. Abu diperoleh dari minyak bumi dibakar dalam nyala, kemudian dilarutkan dalam asam dan diencerkan dengan air menghasilkan larutan akuatik. Larutan akuatik ini dilakukan analisis unsur- unsur logamnya secara kualitatif dan kuantitatif. Contoh soal 1 Senyawa hidrokarbon parafin, iso parafin dan anften adalah hidrokarbon dengan struktur molakul berikatan antara C-C dan C-H. Suatu hidrokarbon yang berikatan adalah mempunyai sifat kestabialn tinggi. Berikan urutan-urutan sifat kestabialn dari ketiga senyawasenyawa tersebut ! Penyelesaian Dengan jumlah atom C yang sama, walaupun sama- sama mempunyai ikatan akan tetapi mempunyai titik didih yang berbeda. Perbedaan titik didih ini yang menyebabkan perbedaan kestabilannya, sehingga urutan urutan kestabilannya adalah isoparafin < parafin < naften. Contoh soal 2 Suatu senyawa hidrokarbon mempunyai rumus molekul CnH2n+2 2RN, bila hidrokarbon itu mempunyai n=13, RN=2, sebutkan nama dari senyawa hidrokarbon yang dimaksud !

Penyelesaian Masukan harga n = 13, RN= 2 ke dalam rumus CnH2n+2 2RN, diperoleh senyawa naften dengan rumus molekul C13H24 yang terdiri dari 2 cincin naften terkondens disebut 1 metil 2 etil dekalin.

18

Contoh soal 3 Suatu senyawa hidrokarbon mempunyai rumus molekul CnH2n+26RA-2RAS, bila hidrokarbon itu mempunyai n=13, RA=2, dan RAS=0, sebutkan nama dari senyawa hidrokarbon yang dimaksud ! Penyelesaian Untuk harga n=13, RA=2, dan RAS=0, masukkan angka- angka tersebut ke dalam rumus CnH2n+2 6RA 2RAS

, maka diperoleh senywa poli aromatik dengan rumus molekul C13H16 yang 2etil naftalena.

terdiri dari 2 cincin aromat terkondens disebut 1metil 2etil naftalena atau

19

2. KARAKTERISTIK MINYAK BUMI

Karakteristik minyak bumi sangat ditentukan oleh susunan molekul senyawaan hidrokarbon dan nonhidrokarbon. Karakteristik minyak bumi menyangkut sifat kimia dan sifat fisika. Minyak bumi diklasifikasikan menurut karakterisasi fungsi, indeks korelasi, kandungan sulfur, VGC dan Bireau of Mines dan lain- lain. Berdasarkan atas susunan hidrokarbonnya, minyak bumi dikasifikasikan atas minyak bumi jenis parafinik, naftenik, aromatik dan naftenik- aromatik atau campuran. Klasifikasi minyak bumi ini sangat penting artinya untuk mengetahui sifat- sifat minyak bumi, sehingga berguna untuk memprediksi jenis fraksi dan jumlahnya serta sifat- sifat produk yang dihasilkan. Misalnya minyak bumi yang mempunyai SG rendah, banyak mengandung fraksi ringan, sedang SG tinggi banyak mengandung Fraksi berat. 2.1 Karakteristik Minyak Bumi Sebagaimana diketahui bahwa minyak bumi adalah campuran kompleks dari senyawaan hidrokarbon dan senyawaan non hidrokarbon yang mengandung unsur- unsur sulfur, nitrogen, oksigen, halogenida dan logam sebagai senyawaan minor. Besarnya kandungan masing- masing unsur tersebut di dalam minyak bumi akan berpengaruh terhadap sifat fisika dan sifat kimia suatu minyak bumi, dinyatakan sebagai karakteristik minyak bumi dan sifat- sifat produk yang dihasilkan. Interpretasi data atas minyak bumi yang dilaporkan dari suatu analisis, digunakan untuk menentukan karakteristik minyak bumi yang berguna dalam memprediksi jumlah (volume) serta sifat- sifat fisika dari produk. Karakteristik minyak bumi mencangkup sifat- sifat fisika, sifat optokil, sifat termal, sifat kelistrikan, dan sifat- sifat yang lain.

2.2 Sifat Fisika Minyak Bumi Sifat fisika minyak bumi ini digunakan untuk mendapatkan informasi dalam menangani pengangkutan, penyimpanan, penimbunan, pengolahan, pemasaran, sehingga tidak terjadi gangguan, kecelakan dan kerugian. Sifat fisika minyak bumi yang disignifikan dalam proses

20

pengolahan mencangkup kerapatan (density) dan berat jenis (specific gravity), viskositas, tekanan uap, titik nyala, titik tuang, tegangan permukaan dan tegangan interfasial. 2.2.1 Density dan Specific Gravity

Density (kerapatan) adalah massa zat cair persatuan volume pada 15oC dan 101,325 kPa dengan satuan standar pengukuran dalam kilogram per meter kubik. Specific Gravity (berat jenis) adalah perbandingan massa sejumlah volume zat pada temperatur tertentu terhadap masa air murni dengan volume yang sama pada temperatur yang sama atau temperatur yang berbeda. Kedua temperatur acuan harus dinyatakan secara eksplesit. Umumnya temperatur acuan meliputi 60/60oF, 20/20oC, 20/4oC. Dalam industri perminyakan, density merupakan spesifikasi penting untuk minyak solar dalam minyak bumi. Hubungan antara density minyak bumi dan komposisi fraksinasi hanya valid (dapat dibenarkan) apabial digunakan untuk jenis minyak tertentu sedang untuk jenis minyak yang berbeda hubungan tersebut tidak berlaku. Namun demikian sampai saat sekarang masih digunakan untuk estimasi sifat- sifat minyak bumi dan produk minyak bumi secara kasar. Density suatu minyak bumi dipengaruhi oleh komposisinya, tetapi hubungan secara kuantitatif sulif untuk memperolehnya. Umumnya density rendah menunjukkan bahwa kandungan parafin besar, sebaliknmya density besar maka kandungan aromatnya tinggi. Disamping itu terdapat hubungan antara density dan kadar sulfur, conradson carbon residue, viskositas, aspaltin dan resin. Terdapat hubungan antara specific gravity (SG) dan API gravity ( o API), dirumuskan sebagai berikut :141 ,5 141 ,5 - 131,5 atau SG 60/60 = API +131 ,5 SG 60 / 60

produk-

produk kilang karena dapat digunakan untuk prediksi kandungan gasoline, dan kerosene dan

Derajad API =

21

Gambar 2-1 Hubungan antara API gravity dengan Carbon Residue ( Conradson).

Gambar 2-2 Hubungan antara API gravity dengan Viskositas. 22

2.2.2

Viskositas

Viskositas dinamik (dynamic viscosity ) adalah perbandingan antara tegangan geser yang diberikan dan kecepatan geser suatu cairan. Viskositas dinamik kadang- kadang disebut koefisien dinamik atau lebih sederhana disebut viskositas. Jadi viskositas dinamik adalah ukuran tahanan untuk mengalir atau perubahan bentuk dari suatu cairan. Istilah viskositas dinamik juga digunakan dalam suatu konteks yang berbeda untuk menunjukan suatu kuantitas yang tergantung frekuansi dimana tegangan geser dan kecepatan geser mempunyai ketergantungan terhadap waktu sinusoidal. Viskositas kinematik adalah tahanan cairan untuk mengalir karena gaya berat. Untuk aliran gaya berat pada suatu ketinggian hidrostatik tertentu, ketinggian tekanan suatu cairan proporsional dengan specific gravitynya. Viskositas minyak bumi dan produknya menunjukan sifat volatilitas (kemudahan menguap). Suatu minyak bumi dan produknya mempunyai viskositas tinggi berarti kandungan ini mengandung hidrokarbon berat (berat molekul besar), sebaliknya viskositas rendah maka minyak bumi itu banyak mengandung fraksi ringan. Kebanyakan produk- produk minyak bumi dan beberapa material bukan minyak bumi, digunakan sebagai minyak bakar untuk keperluan estimasi kondisi optimal penyimpanan, penanganna dan oprasional. 2.2.3 Tegangan Permukaan dan Tegangan Antarmuka

Tegangan permukaan adalah ukuran gaya pada sebuah batas antara dua fasa, yaitu antara cairan dan cairan, cairan dan padatan atau antara cairan dan gas (udara). Apabila ukuran gaya pada sebuah batas antara dua cairan yang saling melarut disebut tegangan antarmuka (interfacial tension). Tegangan permukaan sangat dipengaruhi oleh temperatur dan berat molekul. Misalnya seri normal hidrokarbon menaik dengan menurunnya temperatur, demikian sebaliknya. Tetapi tegangan permukaan akan menaik dengan kenaikan berat molekul. Uji standar tegangan permukaan adalah ASTMD 971 Makin besar berat molekulnya makin besar pula tegangan permukana, dan makn tinggi temperaturnya makin menurun tegangan permukaannya. 23

Tegangan permukaan minyak bumi dan produknya akan menunjukkan bahwa fraksi makin berat makin besar pula tegangan permukaannya. Pada satuan cgs, tegangan permukaan dinyatakan dalam erg cm-1, sedang dalam satuan SI, dinyatakan dalam Nm-1. kedua besaran itu saling berhubungan berdasarkan hubungan 1 dyne cm1

= 10 -3 Nm-1. (baca N = Newton).

Nilai dari kisaran sempit (narrow range) adalah 2428 dyne cm-1 terdiri dari fraksi gasoline 26 dyne cm -1, fraksi kerosene 30 dyne cm -1, dan fraksi minyak lumas 30 dyne cm-1. Umumnya bahan non hidrokarbon dan senyawaan polar yang melarut dalam minyak akan menurunkan nilai tegangan permukaan. Telah dikatakan bahwa, tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik menjadi lebih kecil beberapa derajat dibawah temperatur kritik. Pada temperatur kritik tegangan permukaan adalah nol. Minyak lumas yang terkontaminasi oleh air dan ausan logam atau korosi logam selama pemakaian akan menunjukan tegangan antarmuka akan turun. Oleh karena itu menurunnya nilai teganngan antarmuka memberikan isyarat bahwa minyak lumas itu tekontaminasi oleh air, asuan logam atau korosi logam sehingga sifat oksidasinya juga menurun. Untuk itu nilai tegangan antarmuka dapat digunakan untuk menentukan kapan minyak lumas akan diganti. 2.2.4 Refractive Index

Refractive index adalah perbandingan antara kecepatan cahaya dalam vakum dan kecepatan cahaya dalam bahan. Uji standar refractive index adalah ASTMD 1218. pengukuran refractive index sebagai karakterisasi hidrokarbon minyak bumi dan produknya, makin besar berat molekul nilai refractive index menaik, dimulai dari parafin, naften kemudian aromat. Polisilklo naften dan polisiklo aromat lebih besar dari masing- masing monosiklonya. Dalam satu seri hidrokarbon, makin besar berat molekulnya makin besar nilai refractive index-nya khususnya untuk parafin (Tabel di bawah ). Jadi refractive index dapat memberikan informasi tentang komposisi campuran hidrokarbon (minyak bumi dan produknya) seperti halnya density, yaitu nilai terndah menunjukan parafinik dan yang paling tinggi adalah aromat.

24

Dengan pengujian refractive index ASTMD- 2159, bahwa disamping refractive index terdapat refreactive dispersion dan specific dispersion. Refractive dispersion adalah perbedaan antara refractive index pada dua panjang gelombang yang khusus. Dua garis dari spektrum hidrogen yang digunakan untuk menghitung refractive dispersion yaitu C (6563Ao,merah) dan F (4861Ao,biru). Specific dispersion adalah selisih dua refractive dispersion pada masing- masing dua garis spektrum itu dibagi density pada temperatur yang sama. nF nC d

Specific dispersion =

Persamaan diatas sangat signifikan untuk industri petrokimia, karena semua senyawa aromatik, naften dan parafin, mempunyai nilai berat molekul yang hampir sama, dimana aromatik tertinggi dan senyawa alifatik tidak jenuh mempunyai nilai intermedia. Specific refraction dinyatakan dalam persamaan :n 1 =C ( n + 2) d2

Dimana :

n = refractive index d = density C = konstanta bebas temperatur

( dapat dilihat pada metode Uji ASTMD 1218 ) Sedang istilah molecular refractive adalah specific refraction dikali dengan berat molekul. 2.2.5 Optis Aktif

Optis aktif untuk minyak bumi dan produknya adalah suatu jenis minyak bumi misalnya minyak bumi parafinick atau naftenik yang dapat memutar bidang cahayapolarisasi kekiri atau kekanan. Senyawa hidrokarbon (berupa molekul) yang dapat memutar biadang cahaya polarisasi adalah senyawa- senyawa yang mempunyai struktur trans isomer, parafin dan naften. Jadi hanya minyak bumi jenis parafin dan naften saja yang dapat memutar bidang cahaya polarisasi. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan polarisator.

25

Baik minyak bumi atau fraksi minyak bumi menunjukan bahwa semakin besar berat molekulnya, nilai optis aktif menaik, berkisar antara 350-400 arc cm-1 gauss- 1/ menit. Dirumuskan dengan persamaan : = pth dimana : p t h = besar sudut putar, arc cm -1 gauss -1/ menit = tetapan intrinsik bahan = tebal bahan yang dilewati cahaya, cm = tetapan planck = 6,62 x 10- 34 joule detik

2.2.6

Liquefaction dan Solidification

Pada temperatur udara, minyak bumi dan kebanyakan produknya berupa cairan. Permasalahan yang mungkin timbul adalah terjadinya solidifikasi selama pemakaian dalam keadaan normal adalah tidak umum. Pengujian titik lebur (ASTMD-87,ASTMD-127) secara luas diperuntukan bagi pembuatan lilin dalam pengguanan ( konsumen) lilin. Metode pengujian tersebut untuk sampel- sampel yang mengandung parafin suku tinggi atau kristal lilin. Prediksi titik lebur untuk senyawa hidrokarbon murni sangatlah sulit, akan tetapi mempunyai kecendrungan bahwa menaik dengan membesarnya berat moleku dan bentuk simetri dalam struktur molekulnya. Bentuk simetri mempunyai pengaruh yang lebih besar dari pada berat molekul, sedang untuk hidrokarbon cabang mempunyai titik lebur lebih tinggi dari normal parafin. n- heksana 2- metil pentana n- pentana 2,3- dimetil propana n- oktana 2,2,3,3- tetrametil butana m.p.- 95oC m.p.- 154oC m.p.- 130oC m.p.- 20oC (bentuk simetri) m.p.- 57oC m.p.- 104oc ( bentuk simetri)

26

Untuk senyawa siklo :

Senyawa siklo yang tidak tersubsitusi melebur pada temperatur relatif tinggi dari pada senyawasenyawa parafin. Bentuk simetrik (isomer simetrik) melebur pada temperatur lebih rendah dari alifatik dengan berat molekul yang sama. Etna Etilena Siklo heksana Silko heksena m.p. 172oC m.p. 169,5oC m.p. 6,2oC m.p. 104oC

Anata keduanya mempunyai sedikit perbedaan

Antra keduanya mempunyai perbedaan yang benar Untuk senyawa- senyawa hidrokarbon tidak simetris suku tinggi sulit untuk dikristalkan, sedang senyawa- senyawa hidro karbon cabang tidak simetris terendah adalah oktana dan hampir semua senyawa siklo tersubstitusi sampai fraksi paling tinggi yaitu fraksi minyak lumas akan mengkristal pelan- pelan dan dalam keadaan dinggin berbentuk padatan seperti gelas. Meskipun karakteristik titik lebur minyak bumi dan produk- produk minyak bumi penggunaannya sangat terbatas, namun dapat digunakan untuk estimasi kemurnian atau bahkan estimasi komposisi dari lilin dan proses pendinginan misalnya solidifikasi (pembekuan) serta proses- proses pendinginan pada industri petrokimia. Solidifikasi dalam minyak bumi dan produk minyak bumi dibedakan atas empat kategori, yaitu freezing point, congealing point, cloud point dan pour point. Titik dingin (frezing point) adalah temperatur pada saat senyawa hidrokarbon berubah bentuk dari cairan menjadi padatan dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Metide uji standar freezing point, adalah ASTMD - 1015,D 1016. Titik beku (congealing point) adalah temperatur pada saat petrolatum berubah bentuk dari cair yang berhenti mengalir bila dibiarkan mendingin dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Metode uji standar congealing, adalah AstMD938. petrolatum adalah produk semipadat hasil proses pemurnian residu, bersifat lekat dan berwarna putih sampai kuning. 27

Titik keruh (cloud point) adalah temperatur pada saat lilin parafin atau senyawaan lain yang dapat diubah menjadi padatan yang terkandung dalam minyak bumi memperlihatkan kekeruhan bila minyak didinginkan dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Metode uji standar cloud point, adalah ASTMD- 2500, D3117. pada pendinginan berlanjut, semua minyak bumi menjadi lebih dan lebih viskus dan mengalir perlahan- lahan dan lebih perlahan- lahan.

Titik tuang (pour point) adalah temperatur terndah pada saat minyak bumi dapat dituang atau mengalir dalam kondisi seperti disyaratkan bial minyak bumi didinginkan tanpa gangguan dalam metode uji tertentu. Metode uji standar pour point, adalah ASTMD- 97.

Disamping keempat kategori tersebut terdapat pula istilah seperti dropping point dan melting point. Titik tetes (dropping point) adalah temperatur pada saat gemuk berubah bentuk dari semipadat menjadi cair dan mulai mengalir dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Metode uji standar dropping point, adalah 566,D-2265. Titik leleh (melting point) adalah temperatur pada saat lilin berubah bentuk dari semi padat menjadi cair dan mulai menetes dari termometer dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Hubungan antara cloud point, pour point dan freezing point untuk produk minyak bumi yang satu dengan lainya sangat bervariasi, sehingga arti dan kegunaan untuk jenis produk yang berbedajuga bervariasi serta bergantung dari penggunaan produk. Cloud point dan pour point digunakan untuk prediksi penyimpangan temperatur dari observed viscosity (viskositas pengamatan pada pengujian dengan peralatan) suatu minyak dari viscosity yang sebenarnya (Newtonian) pada kisaran temperatur yang rendah. Cloud point dan pour point juga dapat digunakan untuk identifikasi untuk penyimpanan minyka atau digunakan untuk perencanaan penyimpanan minyak pada temperatur rendah. 28 ASTMD-

2.2.7

Volailitas

Volatilitas atau kemudahan menguap suatu cairan atau gas yang dicairkan dapat didefiniskan sebagai kencendrungan untuk menguap dari bentuk cairan menjadi uap atau gas. Karana, satu dari tiga sifat pembakaran fuel dalam nyala bahwa fuel harus diubah menjadi bentuk gas, maka volatilitas (kemudahan menguap) dari fuel cair merupakan sifat yang utama. Jadi, kecendrungan kemudahan menguap merupakan salah satu sifat pokok fuel cair, misalnya LPG, natural gasoline, motor gasoline, aviation gasoline, naphtha, kerosene, gas oil, dan diesel fuel dlam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Berhubungan dengan volatolitty adalah flash point, fire point, vapor penssure, evaporasi dan distilasi. Apabial sifat volatility dari fuel cair cendrung rendah (ada sebagian tidak menguap), ini menunjukan bahwa dalam fuel itu terdapat komponen titik didih tinggi. Indikasi ini dapat dilihat dalam data distilasi ASTM. Titik nyala (flash point) adalah temperatur pada saat produk minyak bumi saat dipanaskan berubah bentuk dari cair menjadi uap untuk membentuk sebuah campuran uap dengan udara yang dapat menyala oleh api khusus dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Metode uji standar flash point, adalah ASTMD-56, D-92, ASTMD-93. Titik api (fire point) adalah temperatur pada saat produk minyakbumi saat dipanaskan berubah bentuk dari cair menjadi uap untuk membentuk sebuah campuran uap dengan udara yang dapat terbakar terus menerus ( berlanjut) oleh api khusus dalam kondisi seperti disyaratkan dalam metode uji tertentu. Metode uji standar fire point, adalah ASTMD-92. Dari aspek keselamatan, flash point sangat signifikan pada atau sedikit diatas temperatur maksimum (berkisar dari 30 sampai 60oC) dalam kegiatan penyimpanan, transportasi, dan dalam penggunana prosuk minyak cair baik dalam wadah terbuka ataupun wadah tertutup. Dalam kisaran temperatur dari 30 sampai 60oC dapat menyebabkan relatif terjadinya bahaya api dan bahaya ledakan. Untuk produk dengan flash point dibawah 40oC (104oF), bahaya keselamatan agak berkuarang sehingga flash point kurang signifikan. 29

Flash point produk minyak bumi digunakan juga oleh pabrik dan oleh pemasaran untuk mendeteksi terjadinya kontaminasi. Bila flash point rendah dari batasan spesifikasi menunjukan bahwa produk terkontaminasi oleh produk minyak lainya yang lebih besar volatilitasnya. Pada minyak bumi dan produknya, volatilitas dapat dikategorikan atas aspek vapor pressure ( tekanan uap) dan titik diidh konstituen fraksi. Tekanan uap (vapor pressure) adalah tekanan yang dilakukan oleh uap dari cairan dari dinding wadah yang tertutup dalam kondisi yang disyaratkan oleh metode uji tertentu. Metode uji standar untuk vapor pressure adalah lain. Titik didih (boiling point cairan) adalah temperatur dimana takanan uap cairan dari baik senyawa murni maupun campuran banyak senyawa sama dengan 1 atmosfer (14,7 psia). Dalam tiap seri homolog hidrokarbon, titik didih menaik dengan menaiknya berat molekul dan juga struktur molekul hidrokarbonnya. Dengan jumlah atom karbon yang sama, parafin cabang mempunyai titik didih lebih rendah dari normal parafin. Pada pengujian distilasi minyak bumi dan produknya dinyatakan sebagai temperatur distilasi untuk sejumlah volume tertentu yang tertampung dalam gelas ukur dari 100 mL sampel. Atau dapat pula dinyatakan sebagai persen volume sampel dari jumlah 100%. Antara temperatur yang satu dan lainnya yang berdekatan disebut kisaran distilasi (distilation range). Metode uji standar distilasi adalah distilasi ASTM, meliputi 1160 ( distilasi pada pengurangan tekanan). Data dilaporkan dalam istilah-istilah : initial boiling point (IBP), distillation temperature (temperatur distilasi), end point (titik akhir), dry point (titik kering), (pemulihan), residu (sisa), total recovery (total pemulhan), distillation loss distilasi), dan percent evaporated ( persen yang teruapkan). Titik didih awal ( initial boiling point) adalah pembacaan termometer yang posisi ujungnya tepat pada leher labu distilasi saat tetesan pertama distilat meninggalkan ujung tabung kondenser. Pembacaan dilakukan pada sejumlah kondisi pengujian yaitu temperatur kamar, kecepatan pemanasan, temperatur kondeser dan beberapa yang lain. recovery ( susut ASTMD-86, D-216, D-285, D-447, D-2892 dan DASTMD-323. Vapor pressure menaik dengan menaiknya temperatur, misalnya gasoline, LPG atau jenis produk yang

30

2.3 Jenis Minyak Bumi Minyak bumi diketemukan jenisnya sangat bervariasi. Walaupun komposisinya sama, hal ini sangat ditentukan oleh porsi komponen hidrokarbon yang ada didalamnya. Perbedaannya terlihat pada perbedaan specific gravity (SG) dari sejumlah minyak bumi yang ada. Sebuah minyak bumi mempunyai api gravity 39,0 dan minyak bumi yang lain 16,0. Minyak bumi kaya akan senyawaan parafin yaitu dari kelompok minyak bumi middle east dan minyak bumi banyak mengandung sikloparafin dan aromatik yaitu dari kelompok Nigeria dan America West Coast. Bila minyak bumi yang diolah hendak digunakan sebagai umpan reformer, maka dipilih minyak bumi yang diperkirakan banyak mengandung aromat sebagai produknya, dimana minyak bumi dari Nigeria lebih baik dari minyak bumi Kuawit. Untuk tujuan suatu proses engan diperkirakan jenis produk tertentu, diusahakan blending antara minyak bumi yang satu dengan yang lainya. 2.4. Klasifikasi Minyak Bumi Minyak bumi dikalsifikasikan atas beberapa jenis. Klasifikasi minyak bumi ini sangat penting artinya untuk mengetahui sifat- sifat minyak bumi, sehingga berguna untuk memprediksi produkproduk yang dihasilkan. Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi dibedakan atas struktur hidrokarbon dan non hidrokarbonya. Perbedaan komposisi ini akan menyebabkan perbedaan sifat- sifat minyak bumi, yaitu perbedaan susunan hidrokarbon, SG, API gravity, volatilitas, flash point, distilasi, dan sebagainya. Oleh karena itu klasifikasi minyak bumi didasarkan pada perbedaan sifat- sifat tersebut. Klasifikasi minyak bumi : 1. Klasifikasi berdasarkan specific gravity 60/60o F ( SG 60/60oF ). 2. Klasifikasi berdasarkan sifat penguapan ( volatility). 3. Klasifikasi berdasarkan kadar belerang 4. Klasifikasi berdasarkan menurut US Bureau of Mines ( Lane & Garton ) 5. Klasifikasi berdasarkan Faktor karakteristik ( Nelson, Watson dan Murphy) 6. Klasifikasi berdasarkan Indeks Korelasi ( CI ) 7. Klasifikasi berdasarkan Viscosity Gravity Constanta ( VGC) 31

2.4.1 Klasifikasi berdasarkan Specific Gravity At 60/60 oF Specific garvity (SG) minyak bumi berkisar antara 0,8000 1,0000. bearnya SG untuk tiap minyak bumi sangat erat hubungannya dengan struktur molekul hidrokarbon, dan pula kandungan sulfur dan Nitrogen. Makin kecil SG minyak bumi itu akan menghasilkan produkproduk ringannya makin besar dan sebaliknya. Tabel 2-1 : klasifikasi MINyak Bumi menurut Specific Gravity Minyak bumi SG60/60oF (ASTMD- 1298)

Ringan Medium ringan Medium berat Berat Sangat berat 0,850 0,865 -

< 0,830 0,830 0,850 0,865 0,905 > 0,905

2.4.2 Klasifikasi berdasarkan Sifat Penguapan ( Volatility) Sifat pengaupan minyak bumi dijadikan ukuran klasifikasi ini. Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah banyaknya farksi ringan dinyatakan dalam % volume yang terkandung dalam minyak bumi itu yang diperoleh dari hasil distilasi sampai suhu 300oC.V olum e fraksi , m L x100 V olum sam e pel

Fraksi ringan, % vol =

32

Tabel 2-2 : Klasifikasi Minyak Bumi menurut Sifat Penguapan ( Volatility) Minyak bumi Ringan Sedang Berat Fraksi Ringan ( % volume) > 50 20 50 < 20

2.4.3 Klasifikasi berdasarkan Kadar Belerang ( % wt) Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah kadar sulfur dalam minyak bumi, dinyatakan dalam % wt yang terkandung dalam minyak bumi itu yang diperoleh dari hasil penetapan dilaboratorium dengan mengunakan metode standar ASTMD 1552 (atau dengan metode standar yang lain). Tabel 2-3 : Klasifikasi Minyak Bumi menurut Kadar Sulfur Minyak bumi Kadar Sulfur tinggi Kadar Sulfur sedang Kadar Sulfur rendah Kadar Sulfur (% wt) >2,0 0,1 2,0 < 0,1

2.4.4

Klasifikasi menurut Bureau Of Mines ( Lane & Garton)

Pada tahun 1937 Lane & Garton dari US Bureau of Mines mengemukakan pendapatnya secara sederhana tentang skema untuk klasifikasi minyak bumi. Walaupun klasifikasinya kurang lengkap, namun sekarang dapat digunakan secara umum. Keuntungan utama adalah mempunyai jangkauan sangat luas, karena dapat mencangkup semua minyak bumi, sehingga secara praktis dapat digunakan untuk klasifikasi. 33

Metode yang digunakan untuk klasifikasi ini dilakukan dengan cara fraksionasi minyak bumi pada tekanan atmosfer dengan pengumpulan fraksi pada titik didih fraksi antara 250 dan 275 oC. Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah SG 60/60 oF dari dua fraksi yang dihasilkan dari distilasi minyak bumi itu yang dilakukan mula- mula pada tekanan atmosfer dan kemudian pada tekanan absolut 40 mm Hg, yang terkandung dalam minyak bumi itu yang diperolah dari hasil penetapan dilaboratorium dengan menggunakan metode standar ASTMD 285 . Dua fraksi yang dimaksud sebagai hasil distilasi yaitu fraksi kerosene dan fraksi pelumas, masing-masing diukur SG- nya. Dua fraksi ini disebut Key fraction, yaitu Fraction I ( kunci fraksi I ) dan Key fraction II ( kunci fraksi II ). Kunci fraksi I, yaitu fraksi kerosene, dari 250 275 oC pada tekanan atmosfer. Kunci fraksi II, yaitu fraksi minyak pelumas, dari 275 300 oC pada tekanan 40 mm Hg. SG 60/60 oF dari fraksi 250- 275 oC menunjukan sifat- sifat kimia fraksi ringan, sedang pada SG 60/60 oF dari fraksi 275 300oC menunjukan sifat- sifat kimia fraksi berat. Sifat- sifat tersebut tergambarkan sebagai komponen hidrokarbon, yaitu parafinik, naftenik, aromatik atau bahkan kebanyakan adalah campuran diantara kompnen- komponen tersebut. 2.4.5 Klasifikasi berdasarkan Faktor Karakteristik ( Nelson, Watson dan Murphy) Key

Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah akar pangkat tiga dari pengukuran titik didih rata- rata suatu minyak bumi dibagi dengan SG 60/ 60 oF. Dirumuskan : Faktor karakteristik =T Specific Gravity 60 / 60 o F3

Dimana : T = titik didih rata-rata fraksi, o Rankine Faktor karakteristik (Nelson, Watson, dan Murphy) dapat digunakan sebagai prediksi sifat hidrokarbon dalam minyak bumi dan fraksi- fraksi minyak bumi.

34

Berdasarkan klasifikasi menurut faktor karakteristik (Nelson, Watson dan Murphy), minyak bumi dibedakan atas 5 jenis, seperti yang ditujukan tabel berikut. Tabel 2-5 : Klasifikasi Minyak Bumi menurut Faktor Karakteristik Faktor Karakteristik K = 10,1 10,5 K = 10,5 11,5 K = 11,5 12,1 K = 12,1 12,9 Aromatik Naftenik Campuran Parafinik Klasifikasi

Terdapatnya hubungan antara faktor karakteristik, specific Gravity, titik didih rata- rata, volume rata- rata dan berat molekul rata- rata. Untuk menghitung titik didih rata- rata harus diketahui dari harga slope terlebih dahulu. 2.4.5 Klasifikasi berdasrkan Indeks Korelasi ( Correlation Index)

Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah dengan mengukur Sg 60/60 oF minyak bumi itu dan menghitung titik didih rata- rata. Oleh Nelson dan Watson dari Berueau of Mines, klasifikasi minyak bumi berdasarkan Indeks korelasi dirumuskan :48 ,640 T

CI = 473,7 SG 456,8 +

Dimana : T

= titik didih rata- rata, oKelvin

SG = specific Gravity 60/60 oF Berdasarkan klasifikasi menurut indeks korelasi ( Nelson, dan Watson ), minyak bumi mempunyai bilangan CI antara 0 100 Dimana : 0 = untuk hidrokarbon Parafinik

100 = untuk hidrokarbon Aromatik 35

2. 4.6 Klasifikasi berdasarkan Viscosity Gravity Contant ( VGC) Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah menukur SG 60/60 oF minyak bumi itu dang mengukur viscosity minyak bumi. VGC digunakan fraksi minyak pelumas, dengan rumusan :10 G 1,0752 log( V 38 ) 1 log( V 38 )

VGC = Dimana : G V = specific Gravity pada 60/60 oF = viscosity dalam SSU 100oF

Berdasarkan klasifikasi menurut VCG, minyak bumi mempunyai bilangan 0.8- 1,0 Dimana : 0,8 1.0 = untuk hidrokarbon Parafinik = untuk hidroharbon Aromatik

2.5 Karakteristik Minyak Bumi Yang dimaksud dengan karakteristik minyak bumi adalah batasan maksimum atau minimum suatu parameter minyak bumi yang dikehendaki sebagai umpan proses pengoalhan. Parameter itu meliputi sifat fisika dan sifat kimia dengan terpenuhnya batasan- batasan yang dimaksud, aman pada proses pengolahannya, aman pada peralatannya serta menghasilkan produk- produk sesuai dengan tujuan proses. Dan juga untuk perhitungan teknologi ekonomi.

36

Parameter karakteristik minyak bumi : Spescific gravity Water and sendimentso

API gravity

Gross thermal value Viscosity at three temperature Aromatic content Pour point Mercaptan Sulphur Reid vapour pressure Metal content (Fe,V,Pb,Ni,Cu, Na,etc) Flash point Nitrogen content Total Sulphur Chloride content Total salt content Hydrogen sulfide Characterization factor KUOP Total acid number Wax content Strong acid number Asphaslthenes content Water content Conradson carbon residu Lght component (C1,C2,C3,C4,C5) Ash content Centane index (calculation)

37

2.6 Produk produk dari Minyak bumi Produk- produk minyak bumi adalah : 1. Produk Volatil, disebut produk sebagai hidrokarbon ringan. LPG Propana ( Liquefied Petroleum Gas ) LPG Butana Naphtha ringan ( C5 dan C6 ) Gasoline Heavy Naphtha ( Bahan dasar Petrokimia dan bahan dasar cat) Kerosene dan Jet fuels ( bahan bakar pesawat jet) Minyak Diesel ( Automotive Diesel ) Heating Oils Gas Oils Marine diesel Bunker Fuels ( untuk kapal laut) Motor Spindle Machine oils Food and paper coating grade Pharmaceutical grade Asphalt Coke

2. Distilat Ringan ( Light Distillate)

3. Distilat Tengah ( Middle Distillate)

4. Fuels Oils

5. Minyak Pelumas ( Lubricating Oils)

6. Waxes

7. Bitumen

38

BAB. III. MOTOR GASOLINE (MOGAS) Motor Gasoline ( mogas) atau yang lazim disebut dengan Bahan Bakar Bensin diramu dari berbagai komponen bensin darri hasil pengolahan minyak bumi agar dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar motor bensin yang meliputi ; angka oktan riset, kandungan TEL, distilasi, tekanan uap reid )RVP), getah purwa, periode induksi, kandungan belerang, korosi bilah tembaga, uji Doctor, belerang merchaptan, warna dan bau. 3.1. UMUM Motor gasoline (mogas) terutama digunakan sebagai motor-motor pengerak kendaraan ringan sampai sedang, untuk kendaraan yang berat biasanya digunakan motor diesel. Bahan bakar motor gasoline biasa disebut dengan Bensin atau Benzine (Belanda) atau Gasoline (Amerika) atau Petrol (Inggis) dan didalam dunia perminyakan disebut dengan Mogas, singkatan dari Motor Gasoline. Mogas merupakan campuran senyawa hidrokarbon hasil pengolahan (Refinery) dengan titik didih antara 30-150oC, disamping itu kedalamnya dimasukan pula beberapa jenis additives untk mempertinggi kualitasnya, serta zat warna tertentu untuk mempermudah pengenalannya. Komponen utama penyusun mogas adalah hasil distilasi amospherik minyak mentah yang mempunyai titik didih antara 30-150oC. Fraksi ini biasa disebut dengan straight run naptha dengan angka oktan (ON) yang sangat tergantung pada jenis minyak mentah (crude oil) yang diolah. ON straight run ini biasanya berkisar antara 65-80. untuk menaikan ON dilakukan penambahan komponen lain yang beroktan tinggi yang berasal dari, antara lain proses Alkilasi, Isomerisasi, Cracking (Fliud Caralytic Cracking Unit-FCCU, Hydrocracking, Visbreaking dll) dan Reforming (Thermal refforming dan Catalytic Reforming-Platforming dll), bahkan kalau perlu ditambahkan pula additive kedalamnya melalui proses blending. Pada beberapa negara termasuk indonesia pengklasifian Bahan Bakar Motor Bensin didasarkan pada angka oktan (ON), biasanya terdapat dua angka oktan yaitu angka oktan sedang

39

dan tinggi. Di indonesia saat ini terdapat mogas premium dengan ON 88 dan mogas super premium dengan ON 98 (dulu), sekarang mogas premix dengan ON 94.

3.2 KHARAKTERISTIK BAHAN BAKAR GASOLINE (BENSIN) Syarat utama yang diinginkan dari bahan bakar minyak motor gasoline atau bensin adalah sifat pembakaran atau penyalaan yang tepat, yaitu jika pembakaran dinyalakan oleh busi merambat lancar keseluruh ruang pembakaran untuk menghasilkan tenaga yang dibutuhkan. Bahan bakar ini secara kimiawi, komposisinya harus terdiri dari bahan yang tidak mudah menimbulkan ketukan (kocking) didalam mesin. Mogas yang banyak mengandung parafin rantai lurus maka angka oktannya rendah, jika banyak mengandung senyawa isoparafin rantai bercabang, maka angka oktanya akan tinggi, dengan demikian masing- masing senyawa organik yang terkandung didalam bahan bakar akan berperpengaruh terhadap sifat bahan bakar tersebut. Sifat-sifat lain yang diperlukan pada mogas antara lain adalah kemudahan menguap yang baik, tidak bersifat korosif terhadap logam konstruksi mesin, stabil dalam penyimpanan dan pemakaian, tidak berbau yang tidak sedap serta warna yang mudah dikenali. 3.2.1. ANGKA OKTANA RISET (RESEARCH OCTANE NUMBER) Angka oktan riset motor gasoline atau bahan bakar bensin menunjukkan kwalitas anti ketuk yang dimiliki oleh bahan bakar tersebut. Terjadinya ketukan pada motor bensin tergantung pada angka oktana dari bahan bakar yang digunakan. Ketukan dalam mesin timbul karena terjadi pembakaran abnormal. Angak oktana menunjukan mutu mogas atau bakar bensin yaitu angka oktana yang lebih tinggi menunjukan mutu yang lebih baik. Angka oktana riset dari motor gasoline diuji dengan mesin CFR F-1 dengan methode dan peralatan standar ASTM D-2699, yaitu dengan memakai bahan bakar pembanding sebagai standar anti ketukan, bahan bakar tersebut adalah campuran iso oktana dengan normal hephtan. Untuk menaikan angka oktan dari motor bensin selain bisa diatur dengan mengatur komposisi kimia dari komponen blendingnya juga bisa diatur dengan penambahan additives. Jenis additive yang banyak digunakan adalah TEL dan MTBE dan masih banyak additive lagi yang bisa digunakan sebagai additive antara lain TML, methanol, ether dan berbagai exygenate 40

lainya. Penambahan TEL selain berfungsi untuk menaikan angka oktana juga berfungsi untuk pelumasan didalam ruang bakar. Penambahan additive TEL yang terlalu berlebihan akan berakibat negatif antara lain, bisa mengakibatkan umur pemakaian busi lebih pendek, mengahsilakn deposit yang berlebihan sehingga merugikan dalam ruang pembakaran. Selain itu TEL dan sisa hasil pembakarannya juga bersifat racun logam berat yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia dan bisa mengakibatkan pencemaran udara lingkungan sekitarnya. Oleh karena itu kandungan TEL yang ada dalam gasoline dibatasi jumlahnya, yaitu 1,5 mL/US Gallon dan mungkin dapat diperkecil lagi. 3.2.2 SIFAT KEMUDAHAN MENGUAP Sifat penguapan motor gasoline akan mempengaruhi prestasi kerja dari mesin, antara lain terhadap kemudahan start, pemanasan pendahuluan, terjadinya vapour lock dan icing carburator, losses yang berlebihan, akselerasi mesin dan terjadinya ketidak sempurnaan pembakaran yang bisa mengotori dan mencemarkan minyak pelumas mesin. Bensin harus mudah menguap agar motor bensin mudah distart serta memerlukan waktu yang pendek untuk pemanasan pendahuluan dan menghasilkan pembakaran yang sempurna dan akselerasi mesin yang bagus. Bensin juga tidak boleh terlalu mudah menguap, karena selain akan menimbulkan losses yang berlebihan juga bisa mengakibatkan vapour lock dan icing pada carburator. Bensin yang terlalu sukar menguap ( karena mengandung fraksi yang sukar menguap), maka akan mengakibatkan pembakaran tidak sempurna sehingga bisa berakibat pembentukan kerak berlebihan pada busi dan silinder mesin, penyalaan yang tidak tepat karena busi selalu benbara oleh kerak karbon yang terbakar sehingga menimbulkan knocking dan juga bisa mngori minyak pelumas mesin sehingga mempermudah terjadinya pengausan ruang bakar. Sifat penguapan bahan bakar bensin diuji dengan menggunakan sifat distilasi standar ASTM D-86 dan test tekanan uap Reid (Reid Vapour Pressure-RVP). 10% volume penguapan (10% evaporation to). Distilasi pada 10% volume penguapan memegang peranan penting dalam kemudahan menghidupkan mesin pada kondisi dinggin (cold starting), oleh sebab itu spesifikasi bensin membatasi suhu ini maksimum 74oC. Makin rendah temperatur 10% volume

41

penguapan pada uji distilasi, makin mudah motor dinyalakan pada kondisi dingin dan sebaliknya.

50% volume penguapan (50% evaporation to) Temperatur 50% volume penguapan bahan bakar bensin dimaksudkan untuk kecenderungan pemanasan motor (warm up). Makin rendah temperatur pada uji distilasi 50% volume penguapan, makin mudah mesin mengubah kecepatannya sehingga makin pendek waktu pemanasan yang diperlukan, oleh sebab itu spesifikasi bensin membatasi suhu 50% volume penguapan pada uji distilasi antara 88-125oC. 90% volume penguapan (90% evaporation to) Temperatur yang didapat pada uji distilasi 90% volume penguapan dari bensin diatur untuk memeratakan distribusi bahan bakar tersebut ke setiap silinder motor. Makin tinggi temperatur 90% volume penguapan pada uji distilasi, makin tidak merata distribusi bahan bakar disetiap silinder motor, oleh sebab itu temperatur 90% volume distribusi dibatasi maksimum 180oC. Titik Didih Akhir (end point) Spesifikasi bensin membatasi temperatur titik didih maksimum 205oC. Pengujian titik didih akhir bahan bakar bensin dimaksudkan untuk mengetahui adanya fraksi berat yang tercampur dengan bahan bakar ini, oleh sebab itu semua bahan bakar diruang bakar diharapkan dapat terbakar habis. Bila titik didih akhir melewati batas tersebut, maka fraksi beart bahan bakar ini akan jatuh kedalam karter, sehingga merusak pelumas. Kandungan Residu (Residue) Kandungan residu dalam bahan bakar bensin dibatasi maksimum 2% volume agar pada aplikasinya tidak terjadi pengotoran yang berlebihan pada ruang bakar motor. Distilasi bahan bakar bensin diukur dengan mengunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM-D 86 yang sebelum pengujian distilasi dilakukan standarisasi terhadap alat uji ASTM-86 sesuai dengan prosedurnya. Tekanan Uap Reid (Reid Vapour Pressure) Tekanan uap Reid (RVP) mogas atau yang lazim disebut bahan bakar bensin dimaksudkan agar tidak terjadi pembentukan es pada karburator (carburator). 42

Kristal- kristal es dapat tebentuk pada tekana uap reid lebih dari 9,0 psi. kristal es dapat mengakibatkan tersumbatnya sistem saluran bahan bakar (vapour lock). Makin rendah tekanan uap Reid dan makin rendah temperatur distilasi pada uji 10% volume penguapan, makin mudah mesin dinyalakan pada kondisi dingin. Tekanan uap Reid bahan bakar bensin diukur dengan mengunakan uji baku yaitu metode uji ASTM D-323, sebelum dilakukan pengujian tekanan uap Reid, maka perlu dilakukan standarisasi terhadap uji ASTM D-323 sesuai dengan prosedurnya. Vapour lock adalah keadaan pada saluran bahan bakar terjadi gelembung- gelembung yang merupakan uap dari bahan bakar tersebut. Pembentukan uap didalam saluran bahan bakar akan bisa mengakibatkan penyumbatan dan menghentikan aliaran bahan bakar tersebut. Akibat lain adalah putaran mesin yang tidak teratur, karena tidak keteraturan suplai bahan bakar sehingga berpengaruh terhadap akselerasi mesin. 3.2.3 SIFAT ANTI KARAT Sifat anti karat ini diuji dengan metode korosi bilah tembaga (corpperstrip corrosio), kandungan belerang (sulphur content), uji Doctor (Doctor test) dan belerang merchaptan (mercapthane sulphure). Pengujian korosi bilah tembaga dari bahan bakar bensin adalah mengidentifikasi kemampuan terjadinya korosi pada bagian dari system penyaluran bahan bakar yang terbuat dari tembaga, kuningan dan perunggu. Korosi bilah tembaga dilakukan pada 3 jam/50oC terhadap bahan bakar bensin dengan hasil maksimal 1, dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-130. Pengujian kadar belerang (sulphure content) dari bahan bakar bensin adalah untuk mengetahui jumlah kandungan belerang dalam bahan bakar bensin. Batas maksimum kandungan belerang didalam bensin yaitu maksimum 0,20% berat diperlukan untuk mengurangi keausan mesin, terbentuknya deposit, pencemaran lingkungan dan biaya pemeliharaan motor. Kandungan belerang di dalam bahan bakar bensin diukur dengan menggunakanalat uji baku yaitu metode uji ASTM D-1266, yang sebelum dilakukan pengujian telah dilakukan tsandarisasi terhadap alat uji ASTM D-1266 sesuai dengan prosedurnya. Uji Doctor (Doctor test) dari bahan bakar bensin adalah mengidentifikasi tingkat korosi bahan bakar yang diuji. Uji Doctor bahan bakar bensin diukur dengan alat uji baku yaitu metode uji IP-30 yang telah distandarisasi sesuai dengan prosedurnya. 43

Pengujian belerang mercaptan (mercapthane sulphure), batas maksimum belerang mercaptan didalam bensin diperlukan untuk mengurangi keausan komponen motor yang bergerak, terbentuknya deposit, pencemaran lingkungan dan biaya pemeliharaan motor. Belerang marcaptan di dalam bahan bakar bensin diukur dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-1219, yang telah ditsandarisasi sesuai dengan prosedurnya. 3.2.4 SIFAT KESTABILAN Bensin harus memiliki sifat kestabilan yang tinggi, tidak mengandung olefin yang potensial dapat membentuk polimer atau gum selama penyimpanan, yang dapat menimbulkan deposit pada ruang bakar dan penyumbatan karburator serta saluran bahan bakar. Pengujian Getah purwa (existent gum), sifat kebersihan bahan bakar bensin dapaqt diketahui dari kandungan getah purwa. Getah purwa didalam bensin dapat menimbulkan pengotoran dalam sisitem saluran bahan bakar dan didalam ruang bakar motor. Spesifikasi bensin menetapkan kandungan getah purwa maksimum max 4 mg/100 ml. getah purwa didalam bahan bakar bensin diukur dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-381, yang telah distandarisasi sesuai dengan prosedurnya. Pengujian periode induksi (induction period), sifat kebersihan bahan bakar bensin sangat penting agar tidak mengalami perubahan komposisi kimia, karena perubahan komposisi kimia dapat menurunkan mutunya. Sifat stabilitas bensin dapat diketahui dengan pengujian periode induksi bahan bakar bensin diukur dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-525, yang telah distandarisasi sesuai prosedurnya. 3.2.5 BAU (ODOR). Bau tidak sedap yang tidak disukai biasanya timbul oleh adanya senyawa H2S dan mercaptan sulfur, karena itu bau juga dapat merupakan petunjuk kualitatif adanya senyawa H2S dan mercaptan sulfur. Bau dari bahan bakar bensin harus memenuhi persyaratan spesifikasinya yaitu dapat dipasarkan (markettable). 3.2.6 WARNA (Colour) Pemberian warna terutama ditujukan untuk menandakan jenis gasoline, sehingga konsumen akan dengan mudah mengenali dan pula menunjukan bahwa bahan bakar minyak tersebut mengandung TEL, yaitu suatu bahan beracun, tetapi pemberian bahan pewarna ini juga dibatasi untuk menghindari terjadinya deposit didalam tangki dan pipa saluran. 44

Zat warna yang ditambahkan kedalam bahan bakar bensin dimaksudkan untuk meningkatkan daya tarik dalam penjualan, mengidentifikasian berbagai jenis (grade) bensin dan untuk memberi petunjuk adanya aditif anti ketuk. Jadi warna bensin tidak menentukan mutunya. Masalah yang mungkin timbul selama motor gasoline atau bahan bakar bensin ditangani dalam penyimpangan adalah penguapan, yaitu hilangnya beberapa bagian yang mudah dari mogas selama penyimpanan, transportasi yang bisa mengakibatkan berubahan sifat dan mutu bensin, selain itu penguapan ini juga mengalibatkan resiko timbulnya kebakaran. Dari permasalahan tersebut maka dalam transportasi dan penyimpanan bensin harus memperhatikan faktor resiko seperti diatas, kemungkinan penguapan harus dikurangi dengan pemasangan peralatan pernafasan pada tangki timbul yang sesuai. 3.3 AVGAS. Aviation gasoline disingkat dengan avgas (avigas) atau bensin penerbangan atau bensin udara adalah bahan bakar minyak pesawat udara jenis torak yang dinyalakan dengan busi.bahan bakar ini adalah terbuat dari hasil minyak bumi fraksi gasoline. Seperti juga bensin motor darat (motor gasoline), antara bensin untuk keperluan automotive atau motor darat dengan pesawat udara mempunyai beberapa persamaan dan perbedaan, persamaannya adalah keduanya termasuk jenis fraksi bensin dan gasoline. Perbedaannya terlatak pada mutunya. Avgas mempunyai beberapa persyaratan untuk pesawat udara yang tidak dipunyai oleh mogas, sehingga mutu avgas sudah barang tentu akan lebih baik dari mogas. Bahan bakar selalu berhubungan dengan mesin, untuk mengatasi/mencegah terjadinya kegagalan mesinini, maka bahan bakar/avgas harus mempunyai/ memenuhi 5 sifat penting sebagai berikut : 1. Kwalitas penyalaan Ignition Quality ini meliputi: Angka oktan, octan number Nilai kalori, calorific value 2. Sifat mudah mengaup volatility ini meliputi: PenyulianganDestillation Tekanan uapVapour pressure 3. Sifat kemudahan berkaratCorrosivity 45

4. Sifat kestabilan Stability 5. Sifat- sifat lain misalnya : Kemudahan membeku dinyatakan dengan sifat Titik beku (Frezing point) Kemudahan melarutkan?bereaksi dengan air (Water reaction) Kenampakan, Appearance, Specific Gravity dan lain- lain. Semua sifat- sifat harus dipenuhi pada batasan- batasan yang ditetapkan oleh spesifikasi. 3.3.1. KOMPOSISI AVIATION GASOLINES. Aviation gasoline adalah persenyawaan hidrokarbon dengan trayek didih antara 100oF325oF. Hasil analisis Aviation gasoline menunjukan bahwa komposisi hidrokarbon dari avigas tersusun atas hidrokarbon sebagai berikut: % kandungan hidrokarbon Jenis Hidrokarbon Min Parafin Naphthene Aromat Olefin 70 12 1 0,5 Max 83 20 20 3,5 Avgas 100/130

Avgas merupakan fraksi minyak bumi yang lebih ringan dari mogas. Adapun jenis- jenis hidrokarbon yang tersusun didalam avigas akan mempengaruhi sifat- sifat dari avigas tersebut.Jenis Hidrokarbon Parafin Iso parafin Naphtane Aromat Nilai Kalori %berat Sangatbaik Sangat baik Baik Jelek %Vol Cukup Cukup Baik Sangat Baik Knock rating Miskin Jelek Sangat baik Cukup Baik Kaya Jelek Baik Baik Sangat baik Sangat baik Sangat baik Baik Baik tapi berpengaruh terhadap sealing materials. Tinggi Bagus Berubah ubah Stability Volatility

46

Berubahubah Olefin Baik Jelek Jelek

Jelek

Berubah-ubah

Selain hidrokarbon, didalam Aviation Gasoline terdapat pula additives. Contoh additive yang ada dalam aviation gasoline adalah additive TEL (Tetra Ethyl Lead) yang berfungsi untuk memperbaiki sifat anti knock dari gasoline (menaikan angka oktan). Juga additive anti oxidant seperti 2,6-di-tetra-butyl phenol dan lain- lain serta zat warna. 3.3.2. SIFAT-SIFAT PENTING AVIATION GASOLINES Sifat-sifat pentig avgas seperti yang ada dibawah ini yang sesuai dengan spesifikasi dan kaitanya dengan pemakaian bahan bakar tersebut agar dapat memberikan kinerja pada mesin sesempurna mungkin untuk menghindari terjadinya kegagalan mesin (Engine failure) 3.3.2.1 SIFAT ANTI KETUKAN ATAU ANGKA OKTAN Pemerikasaan sifat anti ketukan atau angka oktan ada hubungannya dengan sifat penyalaan (Ignition Quality) dari Avgas. Semua motor bakar yang memakai bensin, apabila bekerja dengan bensin yang tidak cocok angka oktanya akan menimbulkan bunyi ketukan yang terkenal dengan nama knocking. Nada bunyi ketukan knocking atau detonasi. Ketukan atau knocking dalam suatu mesin adalah suatu bentuk dari proses pembakaran dalam mesin yang tidak normal, dimana campuran bahan bakar/udara yang diumpankan pada mesin akan terbakar secara spontan ditempat tertentu saja. Angka oktan avgas adalah hasil pemeriksaan kinerja avgas dalam mesin standar yang menunjukan kinerja yang sesuai dengan bahan bakar pembanding yang terdiri atas prosentasi volume iso oktan yang terdapat didalam campurannya dengan normal heptan. (100% iso oktan diberi angka oktan 100, 100% n heptan diberi angka oktan 0). Angka oktan suatu bahan bakar bensin adalah suatu bilangan yang menunjukan prosentase iso oktan dalam campurannya dengan normal heptan, dimana dalam mesin penguji itu akan memberikan perlakuan pembakaran/sifat-sifat dengan sifat pembakaran contoh bensin. Bensin mempunyai angka oktan 73 artinya mempunyai sifat-sifat kinerja pembakaran yang sama/ sesuai dengan bahan bakar pembanding yang terdiri atas campuran 73% iso oktan dan 47 pembakaran/kinerja mesin yang sesuai

27% normal heptan, dan tidak berarti bensin tersebut mengandung 73% iso oktan. Angka oktan digunakan untuk menyatakan harga antiknick 100 kebawah, sedangkan untuk angka oktan yang lebih besar/diatas 100 disebut dengan Performance number (PN).

3.3.2.2. SIFAT NILAI KALORI DAN SPECIFIC GARVITY. Jumlah tenaga yang dihasilkan oleh suatu mesin pesawat udara, tergantung pada berat (jumlah) bahan bakar yang dibakar dan panas pembakaran netto per pound (nilai kalori) dari bahan bakar tersebut. Hal ini kranya mudah dipahami, oleh karena itu suatu pesawat agar supaya dapat mencapai jarak penerbangan yang maksimal untuk suatu beban yang tertentu haruslah bahan bakar yang dipakai nya mempunyai calorific value setinggi mungkin. Tetapi hal ini adalah tidak mungkin karena makin tinggi nilai kalori bahan bakar, Sg nya akan semakin rendah, karena pada umumnya minyak yang sg nya lebih rendah empunyai calorific value yang lebih tinggi. Syarat nilai kalori untuk avgas adalah ditetapkan minimum 18700 BTU/lb (lihat spesifikasi) sedangkan syarat untuk Sg adalah tidak ditetapkan, cukup To be reported, hal ini dimaksudkan adalah secara otomatis persyaratan Sg sudah dicakup dalam persyaratan nilai kalori bahan bakar. Namun demikian dilapangan, sifat yang paling mudah diamati untuk suatubahan bakar adalah Sg nya. Sg bahan bakar sangat berpengaruh terhadap performance bahan bakar, misalnya terhadap konsumsi bahan bakar yang merupakan pertimbangan ekonomis dan terhadap distribusi campuran yang dapat berakibat pada kegagalan mesin. 3.3.2.3. SIFAT KEMUDAHAN MENGUAP Semua bahan bakar untuk mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) harus mudah diubah bentuknya dari fase cair dalam tangki penimbun kedalam fase uap didalam mesin untuk dibakar bersama udara. Oleh karena itu bahan bakar avgas harus mempunyai sifat kemudahan menguap yang baik. Jika Avgas sifat kemudahan menguapnya terlalu rendah (sukar menguap) maka yang akan masuk kedalam ruang pembakaran mesin adalah avgas yang masih berbentuk cairan. Bahan bakar cair ini tidak akan terbakar bahkan akan mencuci lapisan karter sehingga dapat mengakibatkan kegagalan fungsi pelumasan. Begitu juga kalau sifat kemudahan menguapnya terlalu tinggi (terlalu mudah menguap), akan menimbulkan terjadinya vapour lock dan kehilangan penguapan yang tinggi serta 48

pembentukan es dalam karburator yang diakibatkan oleh penguapan yang berlebihan tadi. Sifat kemudahan menguap avgas ditentukan oleh sifat distilasi ASTM dan RVP.

Menurut spesifikasi DERD 2485 issue 7 syarat batas untuk sifat distilasi adalah: Initial boiling point Fuel evaporated to 75oC Fuel evaporated to 105oC Fuel evaporated at 135oC End Point Sum of 10% +50% Fuel Evaporated Residu Loss Report minimum 10% vol maksimum 40%vol minimum 50% vol minimum 90% vol maksimum 170oC minimum 135oC maksimum 1,5 % vol maksimum 1,5% vol

Sedangkan syarat batas untuk RVP adalah : Reid vapor pressure at 100oF (37,8oC) minimum 5,5 psi. maksimum,0 psi. Sifat mudah menguapanya bahan bakar ini penting karena sifat ini akan mempengaruhi sifat bahan bakar avgas terhadap terjadi atau tidaknya hal-hal sebagai berikut: 1. Pengaruh volatility terhapap fungsi mesin dalam keadaan berjalan (running condition), hal ini meliputi: 2. Distribusi campuran (mixture distribution) vapour lock in complete combustion icing carburator Pengaruh volatility terhadap fungsi mesin dalam keadaan dingin, hal ini meliputi: start ability, mudah tidaknya distart. warming up period

49

3. Pengaruh terhadap segi-segi ekonomi dalam hal storage & handling terutama stability (loss) dalam penyimpanan dan transport sehingga tidak ada perubahan dalam volatilitynya.

BAB IV KEROSINE 4.1 Umum Farksi Kerosene (English) atau Kerosine (Belanda) didifinisikan sebagai destilat minyak bumi yang lebih berat dan lebih sukar menguap dari pada fraksi bensin/gasoline, mempunyai specific gravity pada 60/60oF sebesar antara 0,79 s/d 0,83 , termasuk bahan bakar klas B dengan titik nyala lebih besar dari 22,5oC (73oF) dan kurang dari 65,6oC (150oF). Di Indonesia kadang- kadang kerosene disebut dengan minyak lampu/minyak tanah. Titik didih kerosene adalah diantara 350oF (177oC) sampai 550o (288oC) dengan daerah susunan atom carbon berkisar antara C10 sampai C14. Ada 5 jenis bahan bakar fraksi kerosene yaitu: 1. Kerosene untuk bahan bakar rumah tangga/lampu penerangan, di Indonesia dikenal dengan nama Minyak Lampu/Minyak Tanah. 2. Kerosene untuk bahan bakar dan bahan baku industri (manufacturing) seperti burning oil untuk pemanas, pembersih mesin, bahan pelarut (solvent). 3. Kerosene untuk bahan bakar pesawat turbine/jet dikenal dengan nama Avtur (Aviation Turbine Fuel) dan JP 8. 4. Kerosene sebagai bahan bakar transportasi seperti untuk alat berat di bandara atau untuk bahan bakar buldoser. 5. Kerosene murni sebagai bahan bakar rocket dll. Kerosine yang ada di Indonesia lebih dikenal dengan sebutan minyak tanah yang sebetulnya tidak hanya terbatas digunakan sebagai bahan bakar kompor dan lampu penerangan rumah tangga saja, namun juga digunakan oleh industri pertanian. Kemudahan menyalakan kerosine sangat tergantung dari susunan kimia dari kerosine tersebut, jika kerosine tersebut tersusun dari aromat, maka api dari kerosine tidak dapat 50

dibesarkan, karena apinya mulai berarang, nyala api yang paling baik jika kerosine tersusun dari parafin (alkana) sedangkan napthena mempunyai sifat penyalaan diantara aromat dan parafin (alkana).

4.2 Karakteristik kerosine untuk minyak tanah atau bahan bakar rumah tangga. 1. Harus aman dipakai, tidak memberikan bau merangsang dan tidak bersifat racun serta memiliki titik nyala yang cukup tinggi. Untuk sifat ini yang diperlukan adalah flash point Abel (IP.170) minimum 100oF (38oC) dan atau TAG minimum 105oF (40oC). 2. Harus dapat terbakar sempurna dan menyala dengan baik serta sedikit mungkin mengandung fraksi berat. Untuk ini sifat distilasi ASTM pada 200oC recovery yang diperlukan adalah minimum 18% vol dan end pointnya maks 310oC. 3. 4. Memiliki nilai pembakaran atau kalori yang tinggi sehingga specific gravity 60/60oF nya maks 0,835. Memiliki sifat kebersihan nyala dan kelangsungan nyala, serta sesedikit mungkin membentuk jelaga, deposit karbon, sekaligus mengonmtrol kebersihan dari adanya fraksi berat sebagai kontaminan dan akibat lamanya. 5. Tidak menimbulkan asap pada saat pembakaran, titik asap dibatasi sebagai titik nyala api maksimum bahan bakar kerosine menyala tanpa menimbulkan asap, untuk ini sifat titik asap (smoke point) dibatasi 16 mm. 6. tidak bersifat korosif karena adanya air dan kandungan sulfur didalam kerosine, dibatasi dengan pemeriksaan sulfur content maksimum 0,20% wt dan Copper strip Corrosion (3hr/50oC) maks No.1. 7. Viskositas Kerosine pada lampu (tradisional) mengalir ke sumbu karena adanya gaya kapiler dalam saluran- saluran yang sempit antara serat- serat sumbu. Mengalirnya kerosine melalui serat tersebut adalah sangat tergantung dari viskositas. Jika minyak (kerosine) tersebut cair-kental dan lampu mempunyai sumbu yang tinggi, maka nyala api akan rendah dan sumbu akan cepat menjadi arang karena kekurangan minyak. Jadi viskositas pada kerosine yang akan digunakan sebagai lampu penerangan (tradisional) merupakan suatu konstanta yang cukup penting. Vislositas mempunyai 51

hubungan yang erat dengan susunan kimia dari suatu minyak, pada trayek titik didih, jika minyak tersusun dari npthen akan, viskositas akan lebih tinggi.

4.3 Kerosine sebagai bahan bakar mesin pertanian Bila kerosine dipakai sebagai bahan bakar mesin-mesin pertanian maka persyaratan yang diperlukan adalah mempunyai sifat kemudahan menguap yang cukup dan tidak banyak mengandung faksi berat, tidak menimbulkan akibat pencemaran pada pelumas mesinnya dan tidak menimbulkan korosif dan mengandung kotoran yang merugikan. 4.4 AVIATION TURBINE FUEL (AVTUR) Antur adalah bahan bakar minyak penerbangan jenis kerosene untuk pesawat udara bermesin turbin sipil komersial maupun militer yang tersedia di indonesia, dan disediakan di lokasi penyaluran yang ada di Indonesia oleh PERTAMINA. 4.4.1. Komposisi Avtur Untuk menjamin agar supaya mesin pesawat dapat beroprasi dengan efisien dan memberikan performance mesin yang optimum sepanjang umur mesin yang diharapkan, maka sifat-sifat fisika dan kimia hidrokarbon yang ada dalam bahan bakar pesawat jet memegang peranan sangat penting dan harus selalu dengan cermat diuji dan diawasi mutunya. Mutu BMP penerbangan sangat erat kaitannya dengan performance mesin & keselamatan penerbangan, secara kimiawi, avtur tersusun atas hydrokarbon- hydrokarbon antara C10-C14 berupa senyawa parafin (terbanyak), naften dan sedikit aromat, ada juga didalamnya senyawasenyawa impurities dalam jumlah kecil serta additive. Adapun pengaruh senyawaan kimia terhadap sifat-sifat avtur dapat dilihat sebagai berikut : Paling tinggi Sifat Avtur Paling bagus Paling rendah Paling jelek

52

Hydrogen content Sifat Pembakaran Frezing Point Density Nilai panas/berat Niali panas/vol

P P N A P A

N N A N N N

A A P P A P

Keterangan : P = Parafin,N = Naften dan A= Aromat Sifat-sifat kimia bahan bakar minyak dalam hal ini kandungan hydrokarbon didalamnya dibatasi harganya dalam spesifikasi untuk tujuan diatas, karena dengan adanya batasan-batasan tersebut. Komposisi hydrokarbon yang ada dalam bahan bakar minyak akan sesuai dan memberi mutu yang diinginkan. Dibandingkan dengan aviation gasoline maka avtur serta wide cut gasolie mempunyai lebih banyak kandungan hydrokarbon dengan berat molekul lebih tinggi. Komposisi kandungan hydrokarbon dalam aviation turbine fuel dijelaskan sebagai berikut : Jenis senyawa hydrokarbon Parafin Naphthenes Aromat Olefin 4.4.1.1 Senyawa Prafin Senyawa parafin sangat baik dan banyak sekali terdapat pada avtur (dominan) karena senyawa parafin normal dan iso sangat stabil dalam penyimpanan, sangat stabil terhadap perubahan suhu dan pengaru- pengaruh ketinggian serta mempunyai nilai kalori yang tinggi persatuan berat karena rasio perbandingan antara atom hydrogen dan atom karbon yang tinggi, disamping itu parafin juga memberi pembakaran yang bersih. Senyawa cycloparafin mempunyai struktur cincin jenuh sehingga sedikit menurunkan perbandingan antara atom hydrogen dan atom karbonnya yang berakibat mempunyai nilai kalori 53 Avtur % berat 57 26 17 189-65 Conradson Carbon Residu of Petroleum Product test Method. Spesifikasi minyak solar menetapkan batasan residu karbon Conradson maksimum 0,1% massa. Residu karbon Conradson pada 100% sisa distilasi bahan bakar minyak solar diukur dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-189, yang telah distandarisasi sesuai dengan prosedurnya. 5.2.9 KADAR BELERANG (SULPHURE CONTENT) Kadar belerang dalam minyak solar (Straight-Run) pada umumnya tergantung dari kadar belerang minyak mentah yang diolah. Kadar belerang pada bahan bakar solar tersebut dapat mencapai 50% dari kandungan belerang yang terdapat dalam minyak mentahnya. Bahan bakar motor diesel yang diolah secara langsung dari minyak mentah berkadar tinggi, tentu tidak akan dapat memenuhi spesifikasi, untuk itu perlu diadakan cara pengurangan kadar belerang dengan proses Hidrodesulfurisasi. Sebelum proses Hidrodesulfurasi dikembangkan, maksimum kadar belerang dalam minyak solar dibeberapa negara mendekati (1,3-1,5)%wt. namun kemudian diketahui bahwa terjadi keausan yang berlebih pada bagian bagian mesin, tidak hanya pembakaran oleh partikelpartikel padat yang mungkin terbentuk selama terjadi pembakaran tetapi juga disebabkan oleh sifat korosi dari oksida belerang SO2 dan SO3.

65

Pada suhu tinggi oksida belerang dalam benuk uap, namun pada waktu mesin berhenti dan suhu dibawah 140oC akan terjadi kondensi oksida belerang bersama air yang juga merupakan hasil pembakaran. Larutan yang terjadi adalah asam sulfat yang dapat meubah dinding logam pada silinder dan sisitem gas buang pada kendaraan bermotor. Menurut hasil penelitian bial kadar belerang melebihi 0,5% wt, keausan yang timbul pada bagian-bagian mesin akan bertambah lebih besar. Batasan maksimum kandungan belerang didalam minyak solar diperlukan untuk mengurangi kaausan komponen ruang bakar., terbentuknya deposit, pencemaran lingkungan dan biaya pemeliharaan motor. Spesifikasi minyak solar menetapkan batas kandungan belerang maksimum 0,50% massa. Kandungan belerang dalam minyak solar diukur dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-1522, yang telah distandarisasi sesuai dengan prosedurnya.

5.2.10 STABILITAS Minyak solar yang telah diperoleh dari Unit Pengolahan selanjutnya akan didistribusikan dan disimpan dalam suatu tangki timbun yang kadang-kadang memerlukan waktu yang cukup lama. Selama pendistribusian dan penyimpanan tidak dapat dihindarkan bahwa bahan solar tersebut akan bersentuhan dengan udara, air atau akan berada dalam lingkungan udara lembab. Apabila terdapat senyawa kimia yang tidak stabil dalam bahan bakar maka selama penyimpanan akan terbentuk Gum dan sedimen, oleh sebab itu stabilitas bahan bakar minyak Solar harus selalu diawasi, yang dapat ditentukan dengan cara pengukuran sifat keasaman. Keasaman ini disebut dengan angka Asam (Acid Number), yang merupakan ukuran angka asam kuat dan angka asam total. Angka tersebut menunjukkan tingkat kemampuan korosi yang disebabkan kandungan asam dalam minyak solar. Angka asam total harus serendah mungkin untuk memperkecil korosi logam/bagian-bagian motor yang berhubungan dengan bahan bakar, sehingga Acid Number harus serendah mungkin. Spesifikasi minyak solar menetapkan batasan angka asam dan angka asam total masingmasing maksimum Nol mg KOH/g dan 0,6 mg KOH/g. 66

Bila dalam minyak solar tersebut terdapat senyawa organik yang tidak stabil, maka selama penyimpanan akan mengalami perubahan warna., apalagi bila bahan bakar tersebut dibiarkan kena cahaya matahari yang juga kadang- kadang bersamaan dengan terbentuknya deposit warna akan dapat berubah dari coklat kekuning-kuningan yang jernih menjadi berubah warna hijau atau agak merah atau sampai kadang-kadang merah tua. Perubahan warna ini juga mungkin disebabkan adanya senyawa phenol atau asam yang mengandung unsur Nitrogen. Proses konvensional seperti Hidrodensulfurisasi dapat menghilangkan adanya senyawa-senyawa tersebut sehingga perubahan warna dapat dihindarkan. Kandungan aor dan sediment (water and sediment Content), kadang- kadang air dan sedimen didalam minyak solar dapat mengganggu operasi motor dan menimbulkan korosi. Penetuan kandungan air dan sedimen dapat digunakan untuk ketepatan perhitungan volume dalam penyaluran minyak solar. Spesifikasi minyak solar menetapkan batasan kandungan air dan sedimen maksimum 0, 05% volume. Kandungan air dan sedimen bahan bakar minyak solar diukur dengan menggunakan alat uji baku yaitu metode uji ASTM D-95, yang telah distandarisasi sesuai dengan prosedurnya.

5.2.11 DISTILASI (DISTILLATION) Sifat distilasi memberikan gambaran tentang kecepatan penguapan (volatility) suatu bahan bakar minyak. Persyaratan volatilitas tergantung pada disain dan motor, variasi kecepatan dan beban yang diperlukan, penyalaan awal dan kondisi atmosfer. Untuk motor yang pemakaiannyamengalami fluktuasi beban dan kecepatan, diperlukan bahan bakar yang lebih volatile untuk m