Upload
imanuel-febrianto-p-s
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
1/131
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Teori terbentuknya minyak bumi.
Hingga saat ini sesungguhnya asal mula minyak bumi masih dapat dikatakan
misterius dalam ilmu pengetahuan. Namun teori yang popular berkembang menyatakan
bahwa minyak bumi adalah organic source materials.Teori ini menyatakan bahwa
binatang dan tumbuh-tumbuhan berakumulasi dalam tempat yang sesuai pada jutaan
tahun yang lalu. Selanjutnya bahwa organic ini secara parsial ter-dekomposisi oleh aksi
bakteri, karbohidrat dan protein dipecah menjadi gas-gas atau komponen yang larut
dalam air. Bahan atau material yang terlarut dalam air tanah terbawa pergi, sementara
lemak-lemak dan bahan-bahan yang terlarut dalam lemak tertinggal dan diubah secara
perlahan-lahan menjadi minyak bumi. Cairan minyak bumi yang dihasilkan kemudian
dapat berpindah ke pasir alam atau reseroir batu kapur.
!elasnya minyak bumi merupakan produk perubahan secara alami dari "at organik
selama ribuan tahun yang tersimpan dilapisan bumi dalam jumlah yang sangat besar.
#leh pengaruh lingkungan seperti tempratur, tekanan, kehadiran senyawa logam dan
mineral, serta letak geologis selama proses tersebut, maka minyak bumi akan mempunyai
komposisi yang berbeda dari satu tempat dengan tempat lain.
1.2. Minyak mentah
$inyak mentah atau Crude #il adalah cairan coklat kehijau-hijauan sampai hitam,terutama terdiri dari carbon dan hydrogen. $inyak mentah atau crude oil merupakan
campuran yang sangat komplek, mengandung ribuan senyawa tunggal yang berselang
dari gas ringan seperti gas methan sampai dengan bahan asphal yang berat dan padat.
$inyak mentah ringan sangat %&luid' dan sebahagian minyak mentah berat
sangat pekat sehingga memerlukan pemanasan terlebih dahulu sebelum pemompaan.
(
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
2/131
$eskipun minyak mentah itu komposisinya berbeda dari satu tempat dengan tempat lain,
namun pada dasarnya senyawa hydrocarbon yang dikandungnya adalah sama, sehingga
minyak mentah dapat di klasi)ikasikan sebagai *
- $inyak mentah +ara)inik +ara)inic base crude oil.
- $inyak mentah Naphthenik Naphthenic base crude oil.
- $inyak mentah romatik romatic base crude oil.
$inyak mentah tersebut terutama digunakan untuk menghasilkan berbagai
macam bahan bakar diantaranya /+0, $otor 0asoline, igas, iation Turbine
tur1!et &uel, 2erosene, Solar13iesel oil, 4ndustrial 3iesel #il 43# serta bahan
bahan lainnya seperti sphal, +elumas, Bahan pelarut, /ilin dan Bahan baku +etrokimia.
Senyawa kimia minyak dan gas bumi yang sering disebut sebagai senyawa Hydro
Carbon HC disusun oleh unsur Carbon C dan Hydrogen H dengan susunan yang
tertata mengikuti aturan-aturan yang baku dan teratur. !umlah unsur carbon dalam rantai
akan menentukan jumlah unsur hydrogen yang diikat. 4katan dalam senyawa hydrocarbon
merupakan ikatan koalen yang membentuk senyawa yang mantap dengan delapan
elektron dikulit terluar.
5antai carbon berbentuk rantai terbuka jelas ujung pangkalnya maupun rantai
yang tertutup cyclis, baik yang jenuh maupun yang tidak jenuh. Besarnya atom-atom
carbon dalam rantai senyawa, maupun bentuk rumus bangun senyawa akan memberikan
si)at yang berbeda dari senyawa minyak dan gas bumi, baik si)at )isika maupun si)at
kimianya. Si)at )isika dan kimia minyak dan gas bumi akan menentukan cara pengolahan,
penanganan dan penggunaannya. +engaruh yang paling menonjol adalah wujud yang
merupakan salah satu si)at )isika yang dipengaruhi oleh jumlah atom carbon senyawa
dengan jumlah carbon yang rendah 6 7 berbentuk gas, senyawa dengan jumlah C 8 9
berbentuk cair, sedangkan senyawa dengan jumlah C 8 (9 berbentuk padat.
Senyawa minyak dan gas bumi yang berbentuk crude mentah, selain disusun
oleh senyawa hydrocarbon, juga diikuti oleh senyawa ikatan non hydrocarbon seperti
nitrogen, oksigen, sul)ur, logam-logam dan lain-lain. Senyawa non hydrocarbon
umumnya merupakan impurities yang mengganggu sehingga harus dihilangkan dengan
:
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
3/131
+roses treating +encucian. +roses treating dapat dilakukan secara )isika maupun secara
reaksi-reaksi kimia dengan penambahan additie tertentu.
+roses awal untuk menghasilkan minyak dan gas bumi adalah destilasi terhadap
crude oil minyak mentah, yaitu proses pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih atau
si)at terbang relati). Sedangkan proses selanjutnya untuk mendapatkan hasil dengan nilai
lebih tinggi adalah proses konersi dengan reaksi-reaksi kimia tertentu.
+roses lanjutan tersebut diatas merupakan proses konersi pada pengolahan
minyak dan gas bumi yang umum dilakukan di dunia industri perminyakan antara lain
misalnya dengan +roses-proses * Cracking, 5e)orming, lkylasi, 4somerisasi, Siklisasi,
Hydrogenasi, 3ehydrogenasi dan proses-proses kimia tambahan yang lain baik
menggunakan energi panas maupun dengan bantuan catalyst.
+roses konersi yang dipilih tentunya disesuaikan dengan bahan baku yang
diolah dan hasil yang dikehendaki, misal konersi dari gasoline dengan angka oktan
rendah menjadi gasoline dengan angka oktan yang lebih tinggi.
;
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
4/131
BAB 2
KOMPOSS MN!AK BUM
$inyak bumi bukan merupakan bahan yang uni)orm, melainkan berkomposisi
yang sangat berariasi, bergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan kedalaman
sumur.
$inyak dan gas bumi merupakan campuran senyawa komplek hydrocarbon
karena senyawa ini sebagian besar disusun oleh unsur carbon C dan hydrogen H plus
sebagian kecil unsur lain seperti oksigen #, nitrogen N, sul)ur S dan senyawa-
senyawa yang mengandung konstituen logam1 beberapa metal terutama Nikel, besi dan
Tembaga.
$enurut braham, minyak bumi yang disebut bitumina atau petroleum adalah
senyawa hidrocarbon yang larut dalam carbon disul)ida CS :. Senyawa hydrocarbon
yang tidak larut dalam carbon disul)ide disebut non bitumina misal* batubara.
2.1 Kom"o#i#i Un#ur Kimia Minyak Bumi
Secara de)inisi minyak bumi merupakan campuran kompleks dari senyawa
hydrocarbon dan senyawa organik dari sulphur, nitrogen dan senyawa-senyawa yang
mengandung logam. +erbandingan unsur-unsur tersebut dalam minyak bumi sangat
berariasi.
Susunan kimia minyak bumi berdasarkan hasil analisa elementer pada umumnya
adalah sebagai berikut *
$eni# Atom % Berat
2arbon C
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
5/131
yang dibentuk oleh unsur C dan H ini dapat berupa molekul yang sangat besar dan
sangat kecil. Senyawa hydrocarbon yang terbentuk dengan berbagai struktur merupakan
penyusun utama minyak bumi. Secara umum komposisi minyak mentah terdiri dari ;
komponen, yaitu
a. 2omponen hydrocarbn
b. 2omponen non hydrocarbon
c. 2omponen metal organik.
2.2 Kom"onen Hy&rokarbon
2omponen Hydrocarbon dalam minyak bumi diklasi)ikasikan atas ; tiga
golongan, yaitu *(. 0olongan para)inik
:. 0olongan naphthenik
;. 0olongan aromatik
Sedangkan golongan #le)inik umumnya tidak diketemukan dalam Crude #il, demikian
juga hidrokarbon setilenik sangat jarang.
'o(on)an Para*inik Hy&ro+arbon
+ara)in adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rantai lurus atau rantai cabang,
tanpa struktur cincin. 3isebut juga alkana dengan rumus umum CnH :nD:. Hydrocarbon
+ara)in selain dalam bentuk rantai lurus disebut 'Normal +ara)in', juga terdapat dalam
bentuk rantai cabangdisebut'4so +ara)in'
Contoh* CH;CH: n CH; * +ara)in rantai lurus
CH;CH:CH:CH:n CH:CHCH; * +ara)in rantai cabang
Si)at +ara)in *
o Tingkat kestabilan yang tinggi.
o +ada tempratur kamar tidak dapat bereaksi dengan asam sulphat
o tom C semakin besar makin tingi titik didihnya.
7
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
6/131
o 3engan pengaruh sinar matahari atau katalisator, atom H dapat diganti
gugus halogen Cl, Br, &, !.
5eaksi penukaran atom H dari alkana dengan atom Halogen disebut reaksi
substitusi seperti misalnya contoh berikut*
CH? D Cl: CH;Cl
D
HCl
CH;Cl D Cl: CH:Cl:
D
HCl
CH:Cl: D Cl: CHCl;
D HCl
CHCl; D Cl: CCl? D HCl
'o(on)an Na"thenik Hy&ro+arbon
Napthenik adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang mempunyai satu cincin atau
lebih. Senyawa Napthen juga disebut * Hidrokarbon lisiklik, dengan rumus umum*
,nH2n
Contoh *
alkil siklopentana lkil sikloheksana
9
CH:
H:C CH
:
Siklopropana Siklobutana
CH:
CH:
CH:
CH:
CH:
CH:
CH:
CH:
H:C
Siklopentana
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
7/131
Siklopropan, siklobutan dan naphthen dengan cincin yang mempunyai atom C
lebih dari 9 tidak ditemukan dalam minyak bumi. Sikloheksan merupakan bentuk tipical
dari Naphthen. Hydrocarbon Naphthene tidak larut dalam asam sulphat dan dijumpai
dalam hampir disemua minyak mentah.
'o(on)an Aromatik Hy&ro+arbon
romatik adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai satu inti ben"ena atau lebih,
dengan rumus umum * ,nH2n-
Contoh *
Ben"ena Naphthalena +henanthrena
Hydrocarbon ini bersi)at akti) terutama dapat dioksidasi dan membentuk asam
organic. Hydrocarbon aromatic ditemukan pada beberapa minyak bumi seperti sebagian
minyak mentah Sumatera dan 2alimantan dan juga pada produk-produk minyak bumi
hasil proses cracking1re)orming.
Hydrocarbon aromatic seperti ben"en, toluene, dimethyl, tri ethyl ben"en
ditemukan dalam produk distilasi minyak bumi, terutama )raksi naphtha.
Bilangan oktan hydrocarbon aromatic lebih tinggi dibandingkan dengan
hydrocarbon normal para)inrantai lurus, iso para))inrantai cabang dan siklo para)in
dengan atom carbon yang sama.
2andungan para)in dalam tiap jenis crude oil sangat berbeda, menurun dengan
kenaikan berat molekul. 3alam gasoline tidak kurang dari
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
8/131
2./. Kom"onen Non Hy&ro+arbon.
$inyak mentah atau Crude #il mengandung sejumlah senyawa non hydrokarbon,
terutama adalah senyawa sul)ur, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, senyawa organo
metalik dalam jumlah kecil1trace sebagai larutan dan garam-garam organik sebagai
suspensi koloidal.
2./.1 Senya0a Su("hur
Senyawa sulphur merupakan senyawa komplek yang tidak stabil terhadap
tempratur dan dalam minyak bumi umumnya sangat korosi) dan berbau tidak sedap.
Senyawa sulphur yang korosi) antara lain *
- &ree Sulphur Sulphur Bebas
- Hydrogen Sul)ide H:S
- $erchaptan 5SH berat molekul rendah.
2eberadaan sul)ur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat,
misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi khususnya dalam keadaan dingin
atau berair, karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sul)ur sebagai hasil pembakaran gasoline dan air.
S#; D H:# H:S#?
H2S Hy&ro)en Su(*i&a
Titik didih F -9>,< @C terdapat dalam minyak dan gas bumi hasil pemboran dan
hasil proses pengolahan dan pemurnian BB$.
H:S dapat bereaksi dengan oksigen membentuk 'S3 bebas.
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
9/131
: H:S D #: : S D : H:#
Bahan Bakar 0as BB0 dan Bahan Bakar $inyak BB$ yang disimpan harus bebas
H:S untuk menghindari reaksi seperti diatas.
Terdapatnya mercapthan menyebabkan terjadinya korosi terhadap logam-logam
tembaga dan brass, juga berpengaruh terhadap pemakaian TG/Tetra Gthyl /ead dan
stabilitas warna. 3isamping itu Sul)ur bebas juga bersi)at korosi.
Mer+ha"tan 4 5SH 5umu# Umum
Beberapa deretan Homolog $ercapthan dalam minyak dan gas bumi.
CH; = SH $etyl mercapthan0as, Titik didih F 7,@C
C:H7 = SH Gthyl $aechaptan0as
C7H((- SH , +entyl1Ainyl $aechaptan dgn :; isomer, Titik didih F ;7 - (?@@C
Cairan mercapthan baunya tajam, bersi)at korosi) terhadap metal berwarna terang.
2adar @,9 I (@-9 E C:H7 = SH di udara cukup memberikan bau merchaptan, seperti pada
gas kota dan /+0 untuk tujuan sa)ety. $ercapthan bila dipanaskan akan melepaskan gas
H:S.
: C7H(( = SH C7H((- S- C7H(( D H:S.
C7H(( = SH C7H(@ D H:S.
+ada penyimpanan BB$ ringan
: C;H> = SH C;H> = # = S - C;H> D H:#
$erchaptan dengan B$ Berat $olekul tinggi mudah dihidrolisa dengan air, sehingga
pada proses pemurnian dengan soda, Na#H sukar dipisahkan.
C?H = SH D Na#H C?H = S = Na D H:#
;@@@C
#:
7@@@C
Jdara
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
10/131
+engaruh merchaptan terhadap hasil minyak dan gas bumi
o Bersi)at korosi)
o Stabilitas menurun
o $enimbulkan bau
o ngka octan menurun
Su(*i&a &an Di#u(*i&a
5 = S = 5 dan 5 = S = S = 5
$isal *
CH; = S = CH; 3imetil sul)ide Titik didih F ;>,;@C
C;H> = S = S - C;H> 3ipropil disul)ide Titik didih F (?:,<@C
Sul)ida, disul)ida dan thiophene dapat menyebabkan penurunan angka oktana.
3alam )a#o(ine yang mengandung total sul)ur @.: - @.7 E sangat banyak menimbulkan
akibat. 3alam &ie#e( *ue( bahan bakar diesel, adanya senyawaan sul)ur akan menaikan
si)at keausan logam dan dapat membentuk engine deposit. 3alam "e(uma# yang
mengandung sul)ur tinggi akan menurunkan si)at oksidasinya dan menaikkan
pembentukan kerak padatan.
Nomenklatur dan beberapa jenis +ersenyawaan Sul)ur *
(. Hidrogen Sul)ida, H:S.
:. $ercaptan, 5SH CH; = SH* metil merkaptan
C:H7 = SH * etil merkaptan
;. Sul)ida, 5S5 CH; = S = CH; * dimetil sul)ida
C?H = S = C?H * di butil sul)ida
?. 3isul)ida, 5SS5 CH; = S =S = CH; * dimetil disul)ida
7. Siklo sul)ida
* Thia siklo heksana
penta metilena sul)ida
(@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
11/131
9. lkil sul)at
* 3imetil sul)at CH;:S#?.
>. sam sul)onat *
* $etil sul)onat asam
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
12/131
CnHmC##H D Na#H CnHmC##Na D H:#
sam naphtenik adalah cairan encer dengan bau khusus sangat merangsang. +ada
)raksi kerosin, gas oil dan pelumas terdapat asam naphtenik dalam jumlah yang merata.
Contoh senyawa oksigen yang dijumpai dalam minyak *
Cresol
2andungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari :E dan menaik
dengan naiknya titik didih )raksi. 2andungan oksigen bisa menaik apabila produk itu
lama berhubungan dengan udara.
#ksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam
karboksilat 5C##H, 2eton 5C#5 (, Gsters 5C##5 (, Gther 5#5 (, anhidrida,
senyawa monoksiklo, disiklo dan +henol, sebagai asam karboksilat berupa asam
naphthenat asam alisiklik dan asam ali)atik. Namun pada identi)ikasi kandungan
oksigen dalam Crude #il dilaporkan sebagai asam naphthenat.
Senyawa oksigen akan berpengaruh terhadap mutu produk minyak bumi, misalya
phenol yang terdapat dalam )raksi minyak yang digunakan sebagai pelarut cat, akan
menyebabkan cat lama kering dan dapat juga korosi).
Senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah yang serius seperti halnya
belerang1sulphur dan nitrogen pada proses yang menggunakan katalis. Beberapa jenis
senyawa oksigen yang terdapat dalam minyak bumi diantaranya adalah sebagai berikut *
,ontoh 6
(:
CH:
CH:
#
HC
HC
CH
CH
#
#
CH:
:
CH:
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
13/131
Penta meti(ena "yran 7uran Ben8o*uran
2././ Senya0a Nitro)en
Senyawa Nitrogen dalam jumlah kecil terdapat pada hampir seluruh jenis crude
oil dengan kandungan sekitar @.( E wt = @. E wt. Senyawa nitrogen relati) stabil
terhadap pengaruh panas sehingga sedikit sekali ditemukan pada produk minyak ringan
hasil distillasi, namun berpengaruh terhadap mutu produk seperti kestabilan warna
produk.
Senyawa hidrocarbon-nirtogen terdapat beberapa type utama dan mempunyai
struktur lebih kompleks dibandingkan dengan senyawa sulphur.
Senyawa nitrogen dalam minyak bumi dapat diklasi)ikasikan atas : klas, yaitu *
(. 2las dasar basic
:. 2las bukan dasar non basic
o Senyawa nitrogen klas dasar terutama berasal dari homolog turunan pyridine,
yang cenderung terdapat pada )raksi titik didih tinggi dan residu.
o Senyawa nitrogen klas non dasar, berupa pyrrole, indole dan carba"ole, yang juga
terdapat pada )raksi titik didih tinggi dan residu.
Jmumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi adalah sangat rendah,yaitu @.(-@. E.
2andungan tertinggi terdapat pada tipe A#"ha(tik .
(;
CH
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
14/131
Terdapat hubungan antara nitrogen content dan o+4 0raity pada Crude #il. !uga
ada hubungan antara nitrogen content dan carbon residu, dimana Carbon residu tinggi,
maka tinggi pula nitrogen contentnya.
Nitrogen mempunyai si)at racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum pada
produk )uel oil. 2andungan Nitrogen terbanyak terdapat pada )raksi titik didih tinggi.
Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relati) rendah dapat
diekstrak dengan asam mineral encer, sedang yang mempunyai berat molekul tinggi tidak
dapat diekstrak dengan asam mineral encer.
2lasi)ikasi Nitrogen klas dasar dan klas non dasar, tergantung pada dapat1
tidaknya dititrasi dengan asam perkhlorat HCl#? didalam campuran larutan asam asetat
glasial dan ben"ena 7@*7@. +erbandingan klas dasar dengan nitrogen total adalah
konstan, yaitu @.;@ - @.@7 tanpa memperdulikan sumber Crude. +erbandingan ini
diperoleh dengan melarutkan Crude itu dalam sam setat glasial D ben"ena 7@*7@ dan
kemudian dititrasi dengan asam perkholat HCl#?.
Senyawa-senyawa nitrogen dari )raksi minyak bumi yang dapat di ekstrak dengan
asam mineral encer adalah pyridine, Kuinoline dan 4soLuinoline. Sedang senyawa-
senyawa nitrogen yang tidak dapat di ekstrak berada dalam jumlah yang lebih banyak
adalah caba"ole, 4ndole, dan +yrrole.
pyridine Luinoline isoLuinoline
pyrrole indole carba"ole
+orphyrin komplek Nitrogen-metal juga merupakan konstituen minyak bumi
dan umumnya terdapat dalam kandungan nitrogen dalam konsentrasi yang tinggi pekat,
termasuk nitrogen klas non dasar.
(?
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
15/131
+yrrole merupakan konstituen utama. +orphyrin mempunyai si)at seperti senyawa
aromatik dengan stabilitas yang tinggi. +yrrole seakan-akan dapat dianggap sama dengan
amina sekunder.
+orphyrin yang paling sederhana adalah porphine yang terdiri dari ? molekul+yrrole yang dihubungkan dengan jembatan methene - CH F.
'ambar 6 Struktur Por"hine9 meru"akan unit
#truktur &a#ar &ari Por"hyrin
2omplek metal +orphyrin terbentuk dengan menggantikan atom nitrogen yang
berikatan dengan Hidrogen oleh 2ation.Terdapatnya Aanadium dan Nikel dalam Crude
#il berbentuk sebagai komplek metal +orphyrin.
Sekitar (@E dari total metal dalam Crude berbentuk sebagai komplek +orphyrin dan ?@E
Aanadium dan Nikel dalam bentuk komplek ini.
Senyawa nitrogen dalam minyak bumi dengan kadar sangat rendah @,(-@,;EMt.
senyawa nitrogen dapat meracuni katalis, ia tidak diinginkan dalam produk rendah
maupun tinggi karena dapat menurunkan stabilitas penyimpanan produk BB$ dan
membentuk gum.Contoh kadar nitrogen dalam )raksi rendah dan tinggi dari *
Minyak :i(min)ton USA N 4 ;97 @C @,@;<
Di#ti(a#i Ham"a =; mmH) N %
(7
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
16/131
:@@ = ::7 @C @,((?
::7 = :7@ @C @,:(;
:7@ = :>7 @C @,;:@
:>7 = ;@@@
C (,:@@
2adar nitrogen didalam minyak naik, jika )raksi ringan sedikit, Berat !enis minyak naik .
2./.= Kon#tituen Meta(ik
danya konstituen metalik dalam Crude #il memerlukan perhatian khusus
dalam industri minyak bumi, walaupun berada dalam jumlah yang sangat kecil. Beberapa
jenis logam-logam seperti besi, tembaga dan terutama Nikel dan Vanadium pada proses
katalitik kraking mempengaruhi akti)itas yaitu meracuni katalis, sehingga dapat
menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukan coke.
+ada power generator temperatur tinggi, misalnya oil )ired gas turbine, adanya
konstituen logam terutama Aanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine.
bu yang dihasilkan dari pembentukan )uel yang mengandung natrium danterutama Aanadium dapat bereaksi dengan re)ractory )urnace bata tahan api,
menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusak re)ractory itu.
Jmumnya, air yang terkandung dalam Crude #il sebagai emulsi mengandung
konstituen metalik berupa garam-garam nargonik yang terlarut, yaitu terdiri dari garam-
garam khlorida dan sul)at dari 22Cl, NaNaCl, $g$gCl:, dan CaCaCl:.
+engendapan garam-garam tersebut dapat menyebabkan tersumbatnya tube alat penukar
panas seperti HGHeat GIchanger, Cooler ataupun 2ondensor.
Selanjutnya /ogam-logam ini dapat dipisahkan dalam unit yang disebut 3esalter.
/ogam-logam yang lain berada dalam bentuk senyawa #rgano metalik yang
terlarut dalam minyak bumi sebagai senyawa komplek dari metalic Soap atau berbentuk
koloidal tersuspensi. Sabun logam$etalic Soap kalsium dan magnesium adalah "at akti)
(9
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
17/131
permukaan sur)ace aktie agent dan bertindak sebagai penstabil emulsion Gmulsion
Stabili"er
Seng1Oink On, TitaniumTi, CalsiumCa, $agnesium $g, dan logam-logam
ini terkandung dalam minyak bumi sebagai metalik soap atau koloidal tersuspensi dalam
jumlah yang sangat kecil trace element, umumnya mempunyai konsentrasi antara
@.@@(-(7@@ ppm
Tabe( 2.1 6 Tra+e E(ement &a(am Minyak Bumi
E(ement 5an)e in Petro(eum9 ""mCu
Ca
$g
Ba
Sr
On
Hg
Ce
B
l
0a
Ti
Or
Si
Sn
+b
A
&e
Co
Ni
@.: = (:.@
(.@ = :.7
(.@ = :.7
@.@@( = @.(
@.@@( = @.(
@.7 = (.@
@.@; = @.(
@.@@( = @.9
@.@@( = @.(
@.7 = (.@
@.@@( = @.(
@.@@( = @.?
@.@@( = @.?
@.( = 7.@
@.( = @.;
@.@@( = @.:
7.@ = (7@@
@.@? = (:@
@.@@( = (:
;.@ = (:@
(>
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
18/131
BAB /
KA5AKTE5STK > KLAS7KAS
MN!AK BUM
/.1. Karakteri#tik Minyak Bumi.
$inyak bumi terdiri dari campuran berbagai persenyawan kimia dari suatu golongan
yang disebut hidrocarbon dan persenyawaan lain yang mengandung unsur-unsur oksigen,
sulphur, nitrogen dan logam-logam dalam jumlah yang kecil.
+ersenyawaan hidrocarbon yang satu berbeda si)atnya dengan persenyawaan
hidrocarbon yang lain. Hal ini berhubungan dengan *
• +erbedaan dari perbandingan banyaknya unsur carbon C dan unsur
hydrogenH yang terdapat didalamnya.
• +erbedaan dari susunan unsur carbon dan hydrogen dalam molekul-molekul
persenyawaan tersebut.
Berdasarkan atas susunan sturktur molekulnya, persenyawaan hydrocarbon dapat
digolongkan atas ? jenis utama yaitu* Para*in = O(e*in dan golongan tak jenuh lainnya,
Na"hthen dan Aromat.
!enis-jenis hydrocarbon mempunyai si)at-si)at yang berbeda yang menyebabkan
pengaruh terhadap si)at dan kegunaannya, misalnya hydrocarbon jenis aromatik
mempunyai angka oktan tinggi untuk produk gasoline dan mempunyai daya larut yang
besar. Sedangkan si)at dari hydrocarbon jenis para)in mudah membeku dengan titik tuang
(
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
19/131
yang tinggi dan sebagainya. Si)at-si)at hydrocarbon inilah yang berpengaruh terhadap
mutu dari produk-produk minyak bumi yang berhubungan dengan pemakaiannya yang
berbeda-beda.
Suatu jenis produk minyak bumi harus mempunyai si)at-si)at tertentu dalam
memenuhi spesi)ikasi1mutunya dan sebagaian besar si)at-si)at tersebut ditentukan oleh
campuran kandungan hydrocarbon yang terdapat didalamnya.
Contoh dari pengaruh jenis hydrocarbon terhadap si)at karakteristik produk
minyak bumi terdapat dalam tabel berikut *
Tabe( /.1 6 ,iri-+iri Para**in Ba#e &an A#"ha( Ba#e ,ru&e Oi(
Karakteri#tik Minyak Bumi
Para**in
Minyak Bumi
A#"ha( Ba#e
Spec.0ra 9@19@o& Crude #il
o+4 0raity
ngka #ktan 0asoline
Titik sap 2erosine
ngka Cetan $inyak 3iesel
Titik Tuang $inyak 3iesel
4ndeks Aiskositas $.+elumas
5endah
Tinggi
5endah
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
5endah
Tinggi
5endah
5endah
5endah
5endah
Sedangkan untuk minyak bumi jenis Naphthenik pada umumnya mempunyai si)at
diantara jenis +ara)inik dan romatik.
/.2. K(a#i*ika#i Umum Minyak Bumi
Secara umum minyak bumi diklasi)ikasikan menjadi ; tiga macam yaitu *
1. Minyak bumi dasar paraffin (Paraffin base).
$inyak bumi ini penyusun utamanya para))in waI dan sedikit mengandung
asphaltic. Sebagian besar terdiri dari para))in hidrokarbon dan biasanya
memberikan hasil yang bagus untuk pembuatan waI dan destilat pelumas.
2. Minyak bumi dasar asphaltic (sphalt !ase)
(
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
20/131
$inyak bumi ini mengandung sejumlah besar asphaltic dan sedikit para))in waI.
Hidrokarbon ini sebagian besar dari naphtene dan sedikit mengandung para))in
hidrokarbon.
;. Minyak bumi dasar campuran ("ntermediate !ase#Mi$ !ase)
$inyak bumi ini disusun oleh para))in waI dan asphaltic dalam jumlah besar,
bersama-sama dengan senyawa aromatic, jadi penyusunannya campuran yang
seimbang jumlahnya.
Tabe( /.2 6 ,iri-+iri Para**in Ba#e &an A#"ha( Ba#e ,ru&e Oi(
Karakteri#tik Para**in Ba#e A#"ha( Ba#e
S0 Crude #il
Hasil 0asoline
ngka #ktan 0asoline
Bau 0asoline
2adar Sul)ur pada &raksi
Titik sap 2erosine
ngka Cetan Solar
Titik Tuang Solar
2uantitas +elumas
4ndeks Aiskositas +elumas
5endah
Tinggi
5endah
Sweet or sour
5endah
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
5endah
Tinggi
romatic sour
Tinggi
5endah
5endah
5endah
5endah
5endah
Sedangkan ciri-ciri intermediate base berada diantara ciri-ciri para))in dan asphalt base.
/./ K(a#i*ika#i minyak bumi
$etoda 2lasi)ikasi minyak bumi terdapat > macam yaitu *
a. 2lasi)ikasi berdasarkan Speci)ic 0raity
b. 2lasi)ikasi berdasarkan Si)at +enguapan Aolatility
c. 2lasi)ikasi berdasarkan 2adar Sulphur.
d. 2lasi)ikasi berdasarkan &aktor 2arakteristik J#+
e. 2lasi)ikasi berdasarkan 4ndek 2orelasi Corelation 4ndeIs-C4
). 2lasi)ikasi berdasarkan Aiscosity 0raity Conctant A0C
g. 2lasi)ikasi berdasarkan Bureu o) $ines.
:@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
21/131
/./.1. K(a#i*ika#i ber&a#arkan S"e+i*i+ 'ra?ity
Den#ita#Den#ity @ Berat $eni# adalah berat benda dibagi dengan olumenya
dengan dimensi tertentu misalnya * kg1ltr, gr1cm;.
S"e+i*i+ 'ra?ity S' merupakan perbandingan antara berat suatu cairan dengan
berat air pada olume yang sama yang diukur pada tempratur yang sama. Speci)ic
0raity tidak mempunyai satuan.
S"e+i*i+ 'ra?ity ;@;o7S0 9@19@o& adalah perbandingan antara berat suatu
cairan dengan berat air pada olume yang sama yang diukur pada tempratur yang sama
yaitu 9@o&.
Speci)ic 0raity digunakan sebagai ukuran untu membedakan minyak mentah,
karena minyak mentah dengan densitas yang rendah cenderung bersi)at +ara)inik. $akin
kecil Spec.0ra minyak bumi akan menghasilkan produk-produk ringan yang makin
banyak dan sebaliknya semakin besar Spec.0ra minyak bumi tersebut akan
menghasilkan produk-produk ringan yang semakin sedikit dan produk residunya akan
semakin banyak.
0raity dari minyak bumi merupakan salah satu indikasi penting dalam
memperkirakan harga dan dalam transaksi dipakai untuk perhitungan setelah dikoreksi
pada suhu standar umumnya pada suhu 9@o& 1 (7oC.
3alam industri perminyakan klasi)ikasi dengan menggunakan S0 ini kadang-
kadang agak sulit untuk membedakan antara jenis minyak bumi crude yang mempunyai
density rendah sehingga klasi)ikasi berdasarkan Spec.0ra biasa ditunjukkan dengan
derajat +4 0raity oAP 'ra?ity dengan rumus sebagai berikut *
1=1.<o
AP 'ra?ity 4 ----------------------- - 1/1.
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
22/131
Berat 1 Heay
Sangat Berat 1 Aery Heay
@,
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
23/131
S0
Tb2
;
=
/./.= K(a#i*ika#i minyak bumi ber&a#arkan 7a+tor Karakteri#tik UOP
2.uop F 2. Jniersal #il +roduct
2lasi)ikasi ini cukup luas digunakan seperti yang dinyatakan oleh Matson,
Nelson, dan $urphy. Harga Characteri"ation &actor atau angka karakteristik dari minyak
bumi didapat dari rumusan sebagai berikut *
3imana * 2 F 2arakteristik )aktor
Tb F erage molal boiling point dalam @2
S0 F Spesi)ic graity pada 9@19@@ &
Harga 2 dipengaruhi oleh iskositas, aniline point, bobot molekul, temperature
kritis serta komposisi hydrocarbon.
Berdasarkan harga %2' jenis minyak bumi dapat diklasi)ikasikan sebagai berikut *
$eni# Minyak Bumi K uo"
+ara))in Base
4ntermediate Base
Napthenic Base
(:,(7 = (;
((,7@ = (:,(@
(@,7@ = ((,?7
$etoda klasi)ikasi ini lebih banyak digunakan untuk )raksi-)raksi minyak bumi
dan minyak bumi ringan.
/./.< K(a#i*ika#i minyak bumi ber&a#arkan n&ek# kore(a#i ,ore(ation n&e
Corelation 4ndeI F C4
2lasi)ikasi minyak bumi berdasarkan C4 dikembangkan oleh AS Bureou o)
$ines, ini ditentukan oleh hubungan antara S0 9@19@ @& dengan boiling point dalam @2
dan hydrocarbon murni.
:;
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
24/131
Harga C4 untuk seri normal para))in adalah @ dan untuk ben"ene1romat (@@.
5umus empiris yang didapat dari gra)ik tersebut adalah *
C4 F ?>;,> S0 = ?79.< D ?
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
25/131
Harga A0C tergantung dari iscosity dan speci)ic graity, dihitung dengan rumus
empiris sebagai berikut *
A0C F
( )
( );7@C
&raksi 44
:>7 = ;@@@C
Sg 9@ 1 9@@& @ +4 Sg 9@ 1 9@@& @ +4
(
:
;
?
7
9
>
<
+ara))in-para))in
+ara))in 4ntermediate
4ntermediate +ara))in
4ntermediate
4ntermediate Naphtenic
Naphtenic 4ntermediate
Napthenic-naphthenic
+ara))in-napthenic
Naphtenic para))in
P @.
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
26/131
Selain metoda klasi)ikasi seperti tersebut diatas masih ada beberapa jenis analisa
yang digunakan untuk klasi)ikasi 1 penggolongan terhadap minyak dan produk-produk
nya antara lain *
Kan&un)an Nitro)en.
2andungan Nitrogen yaitu sejumlah senyawa nitrogen dalam minyak bumi.
2andungan nitrogen dalam minyak bumi tidak dikehendaki karena nitrogen mengganggu
dalam proses 5e)orming dengan menggunakan katalis dan dapat menimbulkan masalah
kestabilan produk. 2andungan nitrogen diatas @.:7 E dikatakan tinggi.
Kan&un)an re#i&u karbon Carbon Residue Content .
2andungan residu karbon yaitu jumlah residu karbon yang terdapat dalam minyak
bumi yang tersisa dari hasil pembakaran. $inyak mentah dengan carbon residu yang
rendah biasa lebih berharga karena mengandung bahan yang lebih baik untuk minyak
pelumas. +ada umumnya kandungan carbon residu berkisar antara @,( E - 7.@E,
meskipun ada juga yang mencapai (7 E.
2lasi)ikasi ini penting untuk produk-produk minyak bumi seperti minyak solar 3iesel
&uel, minyak bakar &uel #il dan +elumas /ub #il.
Kan&un)an Abu Ash content
Pro&uk Para*inik nterme&iate Na"hthenik
Naphtha
?@@
@
& = G+
#N rendah *
;? = 77
#N tdk terlalu rendah
?: - 77
#N Sedang
77 = >@2erosine Titik asap tinggi Titik asap sedang Titik asap rendah
$inyak 3iesel 3iesel 4ndeI baik
7( = 9
3. 4ndeI rendah
7( = 9@
+elumas 4ndeks iskositas
tinggi @ = (@9
4ndek iskositas tidak
terlalu rendah ? - 97
4ndek iskositas
rendah
2adar /ilin Tinggi Sedang Sampai (@ E 5endah Sekali
:9
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
27/131
aitu jumlah ash 1 abu yang tertinggal setelah semua cairan dan material %olatile
dalam minyak bumi1 produk terbakar. sh abu tersebut biasanya terdiri dari garam-
garam metalik atau metal oksida.
Kan&un)an 'aram Salt Content .
&alt content dari minyak bumi berariasi tergantung dari dua )actor utama dari
proses produksi minyak bumi dari dalam bumi yaitu cara1 waktu pengambilan minyak
dari dalam bumi dan cara handling dalam tanki produksi. +engaruh salt content dalam
operasi kilang antara lain * Cenderung menimbulkam endapan garam dalam peralatan
kilang seperti pipa-pipa dapur, alat penukar panas bahkan dalam kolom-kolom distilasi.
0aram metalik tertentu dapat pecah1terurai dan menghasilkan ikata-ikatan garam lain
yang sangat korosi).
Cara untuk menurunkan salt content dalam minyak bumi antara lain dengan
pengendapan Settling, +emanasan, chemical treating atau dengan pencucian dengan
menggunakan air tawar1air bersih. Cara lainnya dengan pemasangan “Desalter” yang
mahal biaya nya berupa penggunaan “High Potential Electric Field” . 2andungan garam
dalam minyak bumi sampai berkisar @.9 lb1barel.
Kan&un)an Meta( Meta(i+ ,ontent.
2omponen metal yang kecil seperti Besi &e, Sodium Na, Nickel Ni,
Aanadium Aa, /ead dan rsenic mempunyai pengaruh yang sangat merugikan dalam
pengolahan minyak bumi antara lain dapat meracuni katalis, menurunkan kemampuan
alat penukar panas. 2husus untuk anadium mempunyai si)at %$erusak Turbine Blades
dan dinding dapur refractory furnace).
Kan&un)an air &an #e&imen Water & Sediment .2adar air dan sedimen yang tinggi dalam minyak bumi yang diolah akan
menimbulkan masalah dalam operasi kilang yaitu menaikkan tekanan dalam dapur dan
dalam kolom, pemanasan hydrocarbon tidak merata, penyumbatan dalam peralatan
kilang, korosi1erosi dan dapat mempengaruhi mutu )raksi hydrocarbon yang dihasilkan.
Sediment dalam minyak bumi berbentuk partikel-partikel yang sangat halus dan
merupakan dispersi padatan yang berasal dari pasir halus, clay shcale atau pertikel
batuan.
:>
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
28/131
Titik Tuan) (Pour Point!
Titik tuang yaitu tempratur terendah dimana minyak masih dapat mengalir pada
kondisi pengujian. Pour point digunakan untuk menunjukkan kecenderungan terdapatnya
kandungan 'a$es lilin dalam minyak bumi crude dan produk-produknya seperti )uel
dan pelumas, 2lasi)ikasi ini penting terutama untuk daerah beriklim dingin.
i#+o#ita#.
Aiskositas minyak mentah pada umumnya dalam selang ?@ sampai 9@ SSJ pada
(@@ o&. tetapi dapat juga berada dalam selang yang mencapai 9@@@ SSJ pada (@@o&.
%Aiskositas' dan %Aiskositas 4ndek' ariasi iskositas terhadap perubahan tempratur
merupakan masalah penting dalam penanganan minyak bumi dan dipakai sebagai salah
satu pedoman dalam merancang pengumpulan minyak di lapangan, pemompaan serta
penyalurannya baik ke kapal maupun ke kilang.
BAB =
P5ODUK MN!AK BUM
+roduk produk yang dihasilkan dari unit 3istilasi biasanya disebut produk
setengah jadi Stream +roduct yang meliputi
0as.
Straight 5un Top S5 Top.
Naphtha.
/23 /ight 2erosene 3istilate.
H23 Heay 2erosene 3istilate.
/CT/ihgt Cold Test.
HCT Heay Cold Test dan
/ong 5esidu.
3ari beberapa jenis produk setengah jadi tersebut diatas, ada beberapa yang
dengan proses pencampuran Blending didalam Tanki khusus dan dengan penambahan
additie langsung diperoleh +roduk !adi &inish +roduct misalnya * +remium, 2erosene,
tur, 3# utomoti%e iesel il , 43# "ndustrial iesel il , &uel #il dan Solent
missal* /MSF *o' romatic +hite &pirit , SB+- F &pecial !oiling Point- .
:
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
29/131
da beberapa jenis produk setengah jadi yang masih memerlukan pengolahan
lebih lanjut yaitu melalui Jnit +roses yang kedua Secondary +rocessing untuk
mendapatkan produk jadi, Secondary +rocessing tersebut antara lain 0as +lant misalnya*
Butane Butylene 3istillation1BB.3istilasi, +olimerisasi, lakylasi, &CCJ &luidi"ed
Catalytic Cracking Jnit, Thermal atau Catalytik 5e)orming dlsb. +roduk yang diperoleh
dari pengolahan secondary proses tersebut diantaranya * /+0 F *iuified Petroleum /as,
igas, +remiI, /SM5 *o' &ulphur +a$y 0esidue dan lain-lain
+ada proses pengolahan minyak bumi tidak pernah diperoleh pemisahan senyawa-
senyawa hidrokarbon murni, melainkan berupa campuran yang sangat komplek. +roduk-
produk yang dihasil, berupa )raksi-)raksi dengan trayek didih atau ring titik didih sebagai
tertera pada tabel ?.( berikut ini*
Tabe( =.16 7rak#i-*rak#i Minyak Bumi
&raksititik didih
2egunaanoC o&
(. &uel gas -(9@ = -(?@ -:9@ = -?@ Bahan bakar re)inery
:. +ropana -?@ -?@ /+0 propan
;. Butana -(: = -( (( = ;@ $enaikkan olatilitas
gasoline
?. /ight
NapthaTops
C7 = (@@ C7 = :@@ - komponen gasoline
7. 0asoline
1Naphtha
(@@ = (7@ :@@ = ;@@ Bahan bakar motor 1
2omponen mogas
9. Heay naphta
tur
(7@ = :@7
(7@ - :7@
;@@ = ?@@
;@@ - ?. 2erosene (7@ = ;@@ ;@@ = 7>7 Bahan bakar rmh tangga
7 = 997 - &uel oil )urnace
- 2omp bhn bakar diesel(@. Heay gas oil ;(7 = ?:7 9@@ = 7@ +elumas
(:. Aacuum gas oil ?:7 = 9@@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
30/131
$inyak bumi dianalisis berdasarkan )raksionasi dengan cara melakukan penguapan serta
pengembunan kembali berbagai macam cairan yang mempunyai trayek didih tertentu
seperti table %Susunan senyawa hydrocarbon dalam )raksi minyak bumi' dengan trayek
titik didih yang berlainan sebagaimana tabel berikut ini*
Tabe( =.2 6 Su#unan #enya0a hy&ro+arbon &a(am *rak#i minyak bumi
7rak#iTrayek
Di&ih
$um(ah
Atom
% o(
n. P #o P N A
0as
Bensin
2erosene
Solar 1 0as #il
3ist. +elumas ringan3ist. +elumas Berat
5esidu
P :@ @C
?@ = :@7 @C
:@@ = ;@@
:7@ = ;7@
;@@ = ?@@;7@ = ?7@
Q 7@@ @C
C( = C?
C7 = C(@
C(( = C(;
C(? = C(>
C(
((
-
:@
(7
97
(
-
?;
?;
?<
7:7:
7(
-
(
:(
:?:9
:>
Kom"o#i#i 'a# Bumi
2omposisi gas bumi sebagian besar disusun senyawa carbon dan hydrogen
dengan C dari ( s1d ? serta sebagian kecil C9 dan C>D, selain itu ada beberapa gas ikutan.
Tabe( =./ 6 ,ontoh Kom"o#i#i 'a# Bumi &i n&one#ia
Kom"o#i#iArun Natura( 'a#
% Mo(
San))ata 7(are Line
% Mo(
H:S
C#:
N:
C(
C:
C;
N C?4so C?
N C7
4so C7
C9
C>
N4/
(?,9
@,;?
>(,7:
7,9(
:,7<
@,,;?
@,(:
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
31/131
H +
0
+
0
H
+ 0
H
0 +
H
Hy&rokarbon 7ormu(a
'a#
S"e+i*i+
)ra?ity
Air41
B"9 ;,
atm
Pre##ure
a"+ur
"re##ure
at 1;; ;7
"#i
'ro##
+a(. a(.
Btu@+u
*t at
;
;
,
,riti+a(
,on&ition#
Tem";,
Pre#
#ure
"#i$ethane
Gthylene
Gthane
+ropylene
+ropane
Butadiene- (,;
Butylene-(
Cis Butylene-:
4so Butylene
4so Butane
n-Butane
CH?
C:H?
C:H9
C;H9
C;H<
C?H9
C?H<
C?H<
C?H<
C?H(@
C?H(@
@.77?
@.9<
(.@;<
(.?7;
(.7::
(.
(.;>
(.;>
(.;>
:.@@9
:.@@9
-(9(.?
-(@;.
-.>
?:.(
-?.7
-9.;
-;.>
-9.
-((.>
-
-
-
::>
(;
7:
(@(:
(9(;
(>>(
:;>@
:7:@
:9<
;@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
32/131
b. 2arena letak carbon ditengah-tengah pada system berkala secara terbatas dapat
mengikat logam dan non logam
c. Carbon dapat membentuk ikatan koalen
$inyak bumi dengan Berat $olekul B$ F :7@ = ;@@ dapat diidenti)ikasikan
berdasarkan bentuk senyawa-senyawa hidrokarbon seperti *
a. Hydrokarbon seri para))in
• Normal para))in
• 4so para))in
b. Hydrocarbon seri siklo para))in atau naphtenik
c. Hydrocarbon seri aromatic
d. Hydrocarbon seri ole)in
=.2.1. Ke(om"ok hy&ro+arbon Para**in atau A(kana
Ke(om"ok methane 4 'a# "ara**in hy&ro+arbon ,1 #.& ,=
tom C mempunyai alensi ?
( atom C mengikat ? atom H.
CH? adalah suku pertama alkana si)atnya paling stabil dan merupakan penyusun
utama gas bumi, selain itu terdapat gas hydrocarbon lainnya dalam jumlah kecil,
seperti *
;:
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
33/131
Para**in Hy&rokarbon ,air
ang termasuk para))in hidrokarbon cair adalah * C7H(: s1d C(7H;:
ang termasuk kelompok ini adalah bensin gasoline, naptha dengan batas didih ?@ =
:@7@C terdiri dari C7 = C(@ dengan (?7 isomer alkana.
Contoh *
Senya0a 5umu# Mo(eku( #omer
+entana
Heksana
Heptana
#ktana
Nonana
3ekana
C7H(:
C9H(?
C>H(9
C7
Contoh 4somer *
- C = C = C = C = C = C = C = C
Normal #ktan * C
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
34/131
Beberapa contoh hasil )raksinasi 1 distilasi minyak bumi Crude 3istillation Jnit untuk
)raksi dari C9D 3istilasi pada tekanan atmos)ir tmospheric 3istillation antara lain
sebagai berikut *
.
- Heksana C9H(? pada trayek didih 9@ = 7oC
- Normal heptana dan isomer oktana pada trayek didih 7 = (:7 oC
- Jndekana C((H:?, dodekana C(:H:9, tridekana C(;H:@C
Para**in Hy&rokarbon Berat
Hydrokarbon berbentuk padat merupakan )raksi normal C(9 ke atas sampai dengan
C>@H;? disebut hidrokarbon padat.
- Suku pertama ,1H/= * Heksadekana F Cetana
Titik didih F : @C
Titik beku F ( @C
- #o ,2;H=2 * : $etil Nonadekana
Titik beku F ( = C7 dengan titik beku F ?7 = 7? @C dan B$ F P 7@@.
;?
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
35/131
CH2H2C
C
H2
CH2H2C
CH2H2C
CH2H2C
CH2H2C
CH2
CH2H2C
H2C
CH2H2C
C
H2
Short residu goudron1ma"ud terdapat para))in padat F ceresin C;7 = C77 dengan
titik beku F 97 = @@
Senyawa penyusun ceresin adalah campuran hydrocarbon *
N. lkana F ;< E
Siklo D 4so +ara))in F ?< E
romat F (? E
=.2.2. Ke(om"ok Senya0a hy&ro+arbon ,y+(o A(kana Na"then@Na"thanik.
Si)at-si)at *
(. Titik didih (@ = :@ @C lebih tinggi dari pada alkana dengan jumlah atom C yang
sesuai
:. Harga density lebih besar daripada alkana dengan jumlah atom C yang sesuai.
Senyawa ini bersi)at asphaltic
Contoh *
Nama 5umu# Ban)un5umu#
Mo(eku(
(. Cyclo propana
:. Cyclo butane
;. Cyclo pentane
?. Cyclo heIane
atau
atau
atau
atau
C;H9
C?H<
C7H(@
C9H(:
;7
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
36/131
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2H2C
C = CH3H2C
H2C
CH – C2H5H2C
CH2H2C
CH – C2H5
+ada minyak bumi dan Bahan Bakar $inyak BB$ kandungannya dapat
mencapai :7 = >7 E sedangkan pada pelumas kandungannya menurun sesuai kenaikan
senyawa aromat.
Sampai C7 terdapat cabang-cabang radikal alkyl CnH:nD(
Contohnya * - CH; $ethyl- C:H7 Gthyl
- C;H> +rophyl
- C?H Buthyl
Secara indiidu dalam )raksi bensin1gasoline terdapat 7@ macam senyawa naphten
Contoh *
$ethyl Siklo +entana (.; 3imethyl Siklo +entana Siklo Heksana
Titik didih F >(,< @C Titik didih F @C
$akin tinggi jumlah atom C maka semakin tinggi titik didihnya. $isal titik didih siklo
heksana F ;@@C lebih besar dari titik didih siklo pentane dan isomernya.
+ada )raksi kerosene terdapat Bi#ik(ik Naphten
;9
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
37/131
=.2./. Ke(om"ok hy&ro+arbon #eri Aromati+
2elompok hydrocarbon ini adalah senyawa ben"ene dan deriate dari ben"ene dengan
5umus umum * CnH:nD9.
5umus molekul Ben"ene F C9H9, merupakan aromat yang paling sederhana dalam
minyak dan gas bumi.
+ada )raksi kerosene = gas oil :@@ = ;7@ @C terdapat bisiklik kondensasi senyawa
aromatik.
Hydrocarbon aromatic "o(i#ik(ik
5umus *
CnH:n = (:, -(?, -(<
+ada )raksi yang lebih berat kandungan aromatiknya makin meningkat. romatic dan poli
aromatic mempunyai berat jenis dan indeks bias yang besar serta temperature kristalisasi
yang tinggi.
Hy&rokarbon Tem"eratur Kri#ta(i#a#i
- Ben"ena 7,9 @C
- +araIylen (;,(;@
C- Napthen
HC
HC
HC
CH
C
C
HC
CH
HC
HC
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
38/131
H2C
H2C CH2
CH2
C
H2
HC
HC
CH
CH
CH
CH
=.2.=. Struktur 'rou" Ana(i#a Kom"o#i#i Hy&rokarbon Hy"ote#a
H H H H H H H
H;C = C = C = C = C = C = C = C = CH; C+ F
H H H H H H H
CN F 7 C F 9
$a&i 6
+rosentase karbon pada struktur para))in
?7E(@@EI:@
H=
+rosentase karbon pada struktur Napthenik
:7E(@@EI:@
7=
+rosentase karbon pada struktur romatik
;@E(@@EI:@
9=
Kom"onen Den)an Berat Mo(eku( Be#ar
Senyawa hydrocarbon dengan harga B$ besar atau tinggi yang dijumpai di dalam
minyak adalah * - 5esin = staltena = 2arbena - 2arboida
Senyawa resin berbentuk pasta yang dapat dipisahkan dengan metode adsorbsi dengan *
lumina, silikat atau actie clay sebagai adsorben.3alam minyak bumi sering dijumpai
senyawa resin sampai :@E. B$ resin F
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
39/131
=./. 7rak#i 'a# Hy&ro+arbon
+roduksi gas hydrocarbon dapat diperoleh langsung dari dalam perut bumi dan
dapat juga dihasilkan dari proses )raksionasi1proses pengolahan minyak bumi yang
dikenal dengan sebutan )raksi gas. 2arena )raksi ini banyak digunakan sebagai bahan
bakar re)inary1kilang minyak, maka sering disebut &uel 0as. Sedangkan )raksi gas
dengan jumlah atom C; U C? yang lebih dikenal dengan /+0 banyak digunakan untuk
bahan bakar rumah tangga dan industri petrokimia.
=./.1 Karakteri#tik 'a#
0as bumi adalah campuran dari senyawa hidrokarbon berbentuk gas dengan
bermacam-macam impurities. 0as-gas hidrokarbon yang biasanya ditemukan didalam
gas bumi ketika diproduksikan, biasanya disebut wet gas terdiri dari methane, ethane,
propane, butanes, pentanes dalam tingkat yang lebih kecil, heIanes, heptanes, octanes
dan komponen-komponen yang lebih berat.
&raksi berat ini dihilangkan kemudian gas kering dry gas disalurkan melalui
pipa terutama sebagai campuran dari methane dan ethane, dimana porsi yang paling besar
adalah methane.
=./.2 Kom"o#i#i 'a# Bumi.
3alam komposisi gas bumi, ada : dua klasi)ikasi umum *
(. Non-a##o+iate& )a# yang terjadi secara alamiah berupa phase gas dan tidak
berasosiasi dengan sumber minyak bumi.
:. A##o+iate&-&i##o(?e& gas dimana gas bisa berupa gas cap associated atau
sollution dissoled yaitu gas tersebut larut dalam minyak bumi pada
sumbernya.
+erbandingan penyusunan campuran hidrokarbon terjadi di dalam reseroir, tergantung
pada beberapa )aktor antara lain *
;
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
40/131
H C
H
Cyclopropane
C
H
H
C
H H
C3H6
Cyclohexane (C6H12)
H H
C
H H
C
C
H
H
C
H H
H H
C
C
H
H
C
C
C
C
H
C
C H
H
HH
H
Benzene (C6H6)
CH4 H C
H
H
H
Methane
H C
H
H
Ethane (C2H)
C
H
H
H
!ropane (C3H)
H
C C C
H H
H H H
H H
n " B#tane (C4H10)
H
C C C
H H
H H H
HC
H
H
H
$ " B#tane (C4H10)
H
C C C
H H
H H
H H
C
H
H H
2omposisi dari material asli
Tekanan dan suhu
2emungkinan bagian dari hidrokarbon itu telah melepaskan diri ke permukaan
dan menguap
+enyusun gas bumi pada umumnya campuran gas-gas hidrokarbon dengan
struktur molekul 'straight chain' atau 'para))in' juga ditemukan gas-gas hidrokarbon
dengan struktur molekul 'cyclic' atau 'cincin' di dalam campuran dan senyawa 'aromat'
yaitu ben"ene dan deriatnya.
=././ Struktur Mo(eku( 'a# Hi&rokarbon
?@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
41/131
PARAFFIN COMPOUNDSCYKLIC COMPOUNDS &
(Saturated Straight Chain) AROMATIC
3ibawah ini komponen-komponen tipikal dari beberapa macam gas di dalam industri *
2#$+#NGN
C#: H:S N: C( C: C; iC? nC? iC7 nC7 C9 C>
4nert 0as - - - - - - - - - -
cid 0as - - - - - - - - - -
/N0 - - - - - -
Natural 0as
/+0 - - - - - - - -
Nat 0asoline - - - - -
N0/ - - - -
Condensate - - - - - -
=./.= Si*at 'a# Bumi
?(
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
42/131
Si)at kimia gas bumi akan menentukan si)at )isikanya. Sementara si)at )isik gas
bumi ditentukan oleh komposisi campuran penyusunnya. 3engan analisa gas bumi dapat
diketahui komponen murni penyusun gas bumi tersebut.
Berbagai si)at-si)at )isik dapat ditentukan dengan menggunakan si)at-si)at )isik
tiap komponen murni di dalam campuran.
Si)at-si)at )isik yang paling berguna dalam pemrosesan gas bumi adalah *
- $olecular Meight berat molekul
- &ree"ing +oint titik beku
- Boiling +oint titik didih
- 3ensity
- Critical Temperature temperatur kritis
- Critical +ressure tekanan kritis
- Heat o) Aapori"ation
- Speci)ic Heat
METHANA +ada ;@'Hg, 9@@ &
- Tekanan kritis * 9>; psi
- Temperatur kritis * ;?;,( @ 5
- 3ensity * @,?:: lb1cu )t
- 3erajat +4 liL * ;?@
- Berat molekul * (9,@;:
- $elting point * ?;@,@? @5
- Heat apouri"ation * :?7 Btu1lb
- Speci)ic Heat * @,@:7( Btu1cu )t F@,7:9 Btu1lb
- S0 * gas * @,77?? udara F (
cair * ;
ETHANA +ada ;@'Hg, 9@ o&
- S0 gas * (,@?; udara F (
- 0ross combustion heat * (>>( Btu1cu )t F ::;@? Btu1lb
- ( pound lb * (:,?7 cubic )eet
- ( cu )t * @,@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
43/131
- Titik nyala maI * ;>(@ @&
- Berat molekul * ??,@9
- $elting point * (7;,> @5
- Speci)ic Heat * @,@799 Btu1cu )t F @,;@ Btu1lb
- S0 * (,7:: udara F (
P5OPANA - +ada ;@'Hg, 9@ o& +air
- 3erajat +4 liL * (?>
- Heat Aapouri"ation * (;@@ Btu1gallon
- ( liLuid gallon * ;9,7: cu )t
- S0 * @,7@<
BUTANA +ada ;@'Hg, 9@
o
&- S0 * :,@9> udara F (
- 0rass combustion heat * ;:9> Btu1cu )t
- ( cu )t * @,(7;7o&
Senyawa kimia yang tak dikehendaki disebut 4mpurities 2otoran sering
dijumpai dalam gas bumi dan harus dihilangkan sebab sering menyebabkan kesulitan-
kesulitan dalam proses dan penanganan dan pemakaian gas. 2omponen-komponen
impurities tersebut antara lain adalah *
- Hidrogen Sul)ida * H:S
- Carbon 3ioksida * C#:- $erchaptan * 5SH
- Jap air * H:#
- 0as yang tidak dapat terbakar * N: dan He
- +entanes * C7H(:- Hidrokarbon yang lebih berat * diatas C7
dapun kerugian yang dapat ditimbulkan oleh adanya 4mpurities tersebut adalah *
- 2orosi
- 2eracunan
- +olusi
- +embentukan hydrate pada sistem transmisi dan distribusi
- $enurunnya nilai kalor
- $engganggu proses pembakaran
=./.< Su#unan Senya0a-#enya0a Da(am 'a# Bumi
Tabe( =.< 6 Ana(i#i# 'a# Bumi Ti"ika(
KOMPONEN ASSO,ATED
'AS
LO:
P5ESSU5E
H'H
P5ESSU5E
?;
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
44/131
Mo( "er+entNON ASSO-'AS
Mo( "er+ent
NON ASSO-'AS
Mo( "er+ent
$GTHN
GTHN+5#+NG
i = BJTNG
n = BJTNG
i = +GNTNG
n = +GNTNG
HGNG
HG+TNG 3N D
C5B#N 34#2S43
H435#0GN SJ/&43
N4T5#0GN
:>.7:
(9.;?:.(<
7.;>
(>.(<
:.(<
(.>:
@.?>
@.@?
@.@@
@.@@
@.@@
>(.@(
(;.@>.(
(.9<
:.@
(.(>
(.::
(.@:
@.
@.;(
@.??
@.(9
@.(>
@.:>
:.?:
@.@@
@.@@
@.@@
TOTAL 1;;.;; 1;;.;; 1;;.;;
=.= 7rak#i LiFui& Pro&uk Minyak Bumi
3ari beberapa jenis produk yang dihasilkan, seperti tertera pada diatas, hanya beberapa
produk saja yg akan disampaikan dalam materi ini, antara lain sebagai berikut*
=.=.1 ELP$-LP' LiFui*ie& Petro(eum 'a#
/+0/iLui)ied +etroleum 0as umumnya dapat diperoleh dari peman)aatan gas
yang dihasilkan oleh Jnit +engolahan minyak bumi atau kilang BB$ atau 5e)inery, baik
+rimary +rocessing maupun Secoundary +rocessing. 3isamping itu /+0 juga dapat
diperoleh dari 0as lam melalui +roses +emurnian1+uri)ication di /N0 /iLui)ied
Natural 0as +lant, menghasilkan produk sampingan gas +ropane dan Butane Sebagai
/+0.
Seperti halnya produk minyak lainnya, /+0 merupakan senyawa hydrocarbon
dengan komposisi utama C;H
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
45/131
/iLui)ied +etroleum 0as sesungguhnya persenyawaan hydrocarbon yang tidak
berbau dan tidak berwarna. Namun untuk keamanan atau keselamatan kerja1sa)ety bagi
konsumen atau pemakainya, kedalam /+0 di injeksikan dalam jumlah kecil Gthyl atau
Buthyl $ercapthan C:H7 atau C?H-SH yang memiliki bau menyengat, sehingga
konsumen dapat mengetahui apabila terjadi kebocoran pada saat pemakaiannya dan
mengambil langkah-langkah pengamanan untuk mencegah terjadinya bahaya
kebakaran1peledakan, misalnya meniadakan sumber api, menutup kran /+0, membuka
pintu1jendela sehingga udara masuk bebas dan berlebihan ke dalam ruangan, dlsb.
Pen))unaan LP'
+ada dasarnya /+0/iLuigied +etroleum 0as dapat digunakan untuk berbagai
macam keperluan seperti halnya *
Bahan bakar kendaraan bermotor BB0
Bahan bakar industri kemasan 7@ kg atau lebih.
Bahan bakar rumah tangga saat ini beredar kemasan ; U (: kg
Bahan Bakar 0as BB0 sebenarnya telah dikenal lama Tahun (;@, namun
belum diproduksi secara besar-besaran dan kualitas U Spesi)ikasi belum seperti saat ini.
+ersatuan 0as tingkat dunia nternationa( 'a# Union, meng-in)ormasikan bahwa
saat ini terdapat sekitar ?@ Negara dan lebih dari setengah juta kendaraan telah
menggunakan BB0. 3ari sejumlah negara tersebut, 4tali adalah negara pertama yang
menggunakan BB0 lalu diikuti oleh negara-negara lain seperti * !apang-rgentina-5usia-
Selandia Baru-merika Serikat dll. Sementara penggunaan BB0 di n&one#ia #en&iri
baru re#mi &i"a#arkan "a&a tan))a( 1 A"ri( 1.
Bahan Bakar 0as memiliki berbagai keunggulan di sektor Transportasi. Selain relatip
lebuh murah juga aman, irit dan menjadikan mesin lebih awet serta ramah lingkungan.
2arenanya BB0 akan menjadi bahan bakar yang makin diminati di masa-masa
mendatang.
Glpiji-/iLui)ied +etroleum 0as /+0 dapat dibagi menjadi ; golongan *
a. Glpiji +ropana dominan C;
b. Glpiji Butana dominan C?
c. Glpiji Campuran, terdiri dari campuran propan dan butana dengan komposisi
minimum >.7 E olume.
Jmumnya di 4ndonesia yang diproduksi adalah Glpiji yang komposisinya terdiri dari *
?7
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
46/131
Gtana C:H9 iso butilena C?H<Gtilena C:H? trans :-butena C?H<+ropana C;H< cis :-butena C?H<+ropilena C;H9 (,; butadiena C?H94sobutana C?H(@ iso pentana C7H(:n-butana C?H(@ n-+entana C7H(:
Si)at-si)at spesi)ikasi dari ketiga jenis Glpiji diatas adalah sebagai berikut *
LP' MG
ANALSA
SATUAN LP' MG
BATASAN
Spec.0ra 9@19@o&Aapour +ressure at (@@o&Meathering Test at ;9o&
Copper Corrosion ( hrs,(@@o&Total Sulphur Mater content2omposisi * C: C; dan C? C7D C7 and HeaierGthyl or buthyl $ercaptan added
- +sig E ol
- ppm 0rains1(@@ cu)t
E ol E ol E ol ml1(@@ 0
To be reported $aI. (:@ $in 7
$aI. ST$ No.4 $aI. (7 N@ &ree water
$aI. @.:@ $in. >.7@ $aI. :.@ 7@
P5OPANA
ANALSA
SATUAN LP' P5OPANA
BATASANSpec.0ra 9@19@o&
Aapour +ressure at (@@o&
Meathering Test at ;9o&
Copper Corrosion ( hrs,(@@o&
Total Sulphur
Mater content
2omposisi *
C; Total
C? D C? and heaier
Gthyl or buthyl $ercaptan added
-
+sig
E ol
-
ppm
0rains1(@@ cu)t
E ol
E ol
ml1(@@ 0
To be reported
$aI. :(@
$in 7
$aI. ST$ No.4
$aI. (7
$in. 7.@
$in. :.7@
7@
LP' BUTANA
ANALSA
SATUAN LP' BUTANE
BATASAN
Spec.0ra 9@19@o&Aapour +ressure at (@@o&Meathering Test at ;9o&Copper Corrosion ( hrs,(@@o&
Total Sulphur
- +sig E ol -
ppm
To be reported $aI. >@ $in. 7 $aI. ST$ No.4
$aI. (7
?9
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
47/131
Mater content2omposisi * C; C?
C7 D C7 and heaier
Gthyl or buthyl $ercaptan added
0rains1(@@ cu)t
E ol E ol E ol
ml1(@@ 0
$aI. >.7@ $in. :.7@ Nil
7@
Spesi)ikasi secara umum dide)inisikan sebagai ketentuan dalam menetapkan
kualitas yang harus dipenuhi oleh suatu produk. 2ualitas yang dimaksudkan adalah
menyangkut aspek teknis yaitu penggunaan produk itu sendiri baik sebagai bahan bakar
yang ditentukan oleh nilai kalorinya maupun sebagai bahan bakar kendaraan bermotor
unjuk kerja mesin.
Spesi)ikasi produk /+0 di 4ndonesia yang dipasarkan oleh +ertamina ditentukan
oleh aspek teknis, ekonomi dan kebijakan pemerintah melalui +eraturan 3irjen $igas.!kt
+ada tabel pengujian karakteristik produk /+0 terlihat bahwa pengujian produk
/+0 menggunakan metode Jji ST$ merican Society )or Testing and $aterial
sebagai metode baku dalam pengujian produk $igas yang berlaku di hampir semua
negara di dunia.
3ari karakteristik yang terdapat dalam spesi)ikasi produk /+0 menetapkan aspek
teknis U sa)ety antara lain *
a. Harus cukup bersih dan tidak menimbulkan korosi) pada logam.
b. Tidak boleh mengandung produk terlalu berat1tidak mudah menguap1pembakar
tidak sempurna.
c. Tidak boleh mengandung komponen yang terlalu ringan1mudah menguap karena
hal ini akan mengakibatkan penymbatan uap atau terjadinya jebakan-jebakan uap1
Aapour /ock sehingga akan menghambat aliran bahan bakar itu sendiri.
d. Harus ada indikasi bila ada kebocoran, guna menghindari bahayakebakaran1peledakan1kecelakaanspek Sa)ety. Jntuk ini biasanya diinjeksikan
sejumlah Gthyl atau Buthyl $ercapthan dalam produk /+0.
3ari beberapa jenis produk yang dihasilkan, seperti tertera pada tabel ?.( tentang %&raksi-
)raksi produk minyak bumi' terdahulu, hanya beberapa produk saja yang akan
disampaikan dalam materi ini, antara lain sebagai berikut *
=.=.2 'a#o(ine
?>
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
48/131
0asoline adalah campuran komplek hydrocarbon yang mempunyai titik didih
dibawah (
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
49/131
Si*at Keber#ihan > Stabi(ity9 berhubungan dengan kebersihan U stability dalam
transportasi dan penimbunan. 0asoline harus tidak mengandung bahan-bahan yang tidak
dikehendaki seperti '0um' dan senyawa pengotor lainnya. 0asoline harus cukup stabil,
dalam arti kata tidak berubah selama penyimpanan, tidak terjadi degradasi kualitas, tidak
bereaksi dengan udaraoksidasi dan logam atau bahan lainnya.
4ndikasi si)at kebersihan U stabilitas produk gasoline tersebut dapat diketahui dari
analisa antara lain sebagai berikut*
GIistent 0um, mg1(@@ ml ST$ 3-;
Si*at Pen)ua"an atau si)at kemudahan menguap Aolatilitas merupakan salah satu
aspek penting untuk menjaga kelancaran kerja mesin ysng menggunakan bahan bakar
gasoline. Bila gasoline terlalu mudah menguap, maka uap tersebut akan mengisi saluran
bahan bakar atau pompa bahan bakar sehingga akan terjadi sumbatan uap apour lock
yang mengakibatkan kurang lancarnya aliran bahan bakar ke ruang pembakaran. 0una
menghindari terjadinya hal tersebut diperlukan analisa tekanan uap1 5eid Aapor +ressure,
metode ST$ 3-;:;.
Si*at-#i*at &an "en))unaan 'a#o(ine
+ada mulanya kriteria kualitas1mutu gasoline adalah Baume atau +4 garaity.
$isalnya >@@
+4 graity gasoline mengandung sedikit bila ada konstituen kerosene berat heay dari pada 9@ o+4 graity gasoline.
4ni berarti, bahwa gasoline >@ o+4 mempunyai mutu yang lebih bagus dan
penggunaannya lebih ekonomis. 2riteria mutu gasoline dengan menggunakan o+4
graity tidak lama dipertahankan. 2emudian, unjuk kerja per)ormance dan mutu
gasoline, ditetapkan dari ketahanannya terhadap knock ketukan, disebut 'detonasi' atau
'2etukan'atau 'bunyi mendesis'.
?
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
50/131
$utu anti knock bahan bakar, diberikan batasan 'sebagai power dan ekonomi
dimana )uel itu dapat dihasilkan'. 3ikatakan bahwa, mutu anti knock )uel menjadi lebih
tinggi, bila )uel itu mempunyai power dan e)isiensi engine yang lebih.
+ada perkembangan selanjutnya, mutu gasoline ditetapkan berdasarkan atas
kebutuhan power engine yang lebih, dan bukan dari knocking. 2nocking bukan
merupakan1menjadikan problem. 2ebutuhan power engine yang lebih, pertama
diketemukan dengan memperluas piston menjadi (9 silinder, yang ditandai oleh naiknya
ratio kompresi.
+ada tahun (::, diketemukannya TG/ yang sangat bagus sebagai bahan anti
knock, bila bahan ini ditambahkan kedalam gasoline. 3an gasoline yang mengandung
TG/ menjadi lebih luas penggunaannya.
+ada tahun (;@, timbul suatu problem, yaitu bagaimana kenaikan si)at anti
knock gasoline dari hasil krakingV $asalah itu terpecahkan pada tahun (;;, yaitu
dengan menggunakan Test Gngine silinder tunggal, dimana karakteristik anti knock suatu
gasoline dinyatakan dalam trem 'angka oktana' octane number. ngka oktana octane
number, dinyatakan dengan range skala dari @ sampai (@@. $akin tinggi angka oktana
suatu gasoline menunjukkan karakteristik anti knock yang lebih bagus.
3ibedakan atas dua pengujian anti knocking gasoline, yaitu *
a. $enurut ST$ 3-:>@@ dan ST$ 3-:>:;, disebut '$otor #ctane
Number' $#N
b. $enurut ST$ 3-:9 dan ST$ 3-:>::, disebut ' research octane
number' 5#N.
$etoda pengujian yang digunakan untuk penetapan anti knock suatu gasoline
adalah dengan memperbandingkan campuran yang dibuat dari dua senyawa hidrokarbon
murni yaitu ' normal-heptana,C>H(9 dan iso oktana :, :, ?-trimetil pentana'.
CH;-CH:-CH:-CH:-CH:-CH:-CH; * n-heptana
CH; CH;
CH;-CH-CH:-C-CH; 4so oktana * :.:.? Tri metal +entan
CH;
7@
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
51/131
4so oktana mempunyai angka oktan (@@ dan mempunyai ketahanan yang paling
tinggi terhadap knocking, tetapi n-heptana mempunyai angka oktana @ yang mempunyai
ketahanan yang paling rendah terhadap knocking.
Jntuk mempelajari angka oktana dari tiap jenis hidrokarbon dapat diberikan
beberapa ketentuan sebagai berikut *
a. n-para)in mempunyai si)at knocking yang kurang baik, dan angka oktana
menjadi lebih jelek dengan naiknya berat molekul.
b. 4so para)in mempunyai angka oktana yang lebih tinggi dari bentuk isomer
normalnya dan angka oktana menaik dengan bertambahnya rantai cabang.
c. #le)in mempunyai angka oktana yang lebih tinggi dari normal para)in dengan
jumlah atom C yang sama.
d. Naphthen umumnya lebih baik dari n-para)in, tetapi jarang mempunyai angka
oktana yang tinggi.
e. romatik umumnya mempunyai angka oktana yang tinggi.
+ersentase campuran antara n-heptana dan isi oktana, dijadikan sebagai re)erensi
ukuran besarnya angka oktana. Berapa persen jumlah iso oktana yang digunakan untuk
dicampur dengan normal heptana, menunjukkan besarnya angka oktana.
$isalnya, campuran dari @E ol iso oktana dan (@E ol. n-heptana, mempunyai angka
oktana F @.
Tabe( =. 6 An)ka Oktana &ari Senya0a-Senya0a Hi&rokarbon Murni.
ngka #ktana
Hidrokarbon
5esearch $otor
Norma( Para*in
+entana 9(,> 9(,
Heksana :?,< :9,@
Heptana @,@ @,@
#ktana -(,@ -(7,@
Nonana -(>,@ -:@,@
#o"ara*in
:-$ethylbutana isopentana :,; @,;
:-$ethylheksana isoheptana ?:,? ?9,?
:-$ethylheptana isooktana :(,> :;,<
7(
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
52/131
:,?-3imethylheksena 97,: 9,
:,:,?-Trimethylpentana 'iso-oktana (@@,@ (@@,@
O(e*in
+entana-( @, >>,(
#ktena-( : ;?,>
#ktena-; >:,7 9
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
53/131
@, (@,7
(,7 (((,@ ?,7 (( (((,> 7,7 ((,>
(,< ((:,( 9,@ (:@,;
(, ((:,7
:,@ ((:,<
W Tetra Gthyl /ead ml per JS gal.
=.=./ A?iation )a#o(ine A?i)a#
Trayek didih ;< = (>@oC (@@ = ;?@o&. gas tidak mengandung gas hidrokarbon
butana. Terdiri dari beberapa jenis komposisi.
2omposisinya * +ara)in dan isopara)in * 7@-9@ E
Naphten * :@ -;@ E
romatik * (@ E
Tidak mengandung ole)in.
Sedang pada motor gasoline mengandung sampai ;@ E ole)in dan ?@ E aromatik.
Si*at-#i*at ma#in) Jma#in) kom"onen
- +ara)in * $empunyai nilai tinggi, dan senyawa kimia yang stabil
pentana U heksana
- 4sopara)in * $empunyai angka oktana yang tinggi, baik dalam kondisi
campuran gemuk rich miIture maupun campuran kurus
poor1lean miIture bahan bakar.
- #le)in * $empunyai si)at-si)at antiknock yang relati) jelek,
pembentuk gum dan penyebab terjadinya penyalaan awal.
- Naphthen * $empunyai trayek didih yang baik.
- romatik * $empunyai si)at antiknock yang bagus eIcellent antiknock
characteristic.
7;
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
54/131
=.=.= Na"htha Petro(eum So(?ent
Terdapat : macam naphtha ali)atik dan naphtha aromatik. li)atik solent terdiri
dari hidrokarbon para)inik dan siklo para)inik naphthenik, yang lansung dapat
dihasilkan dari distilasi Crude. Sedang aromatik solent terdiri dari hidrokarbon
aromatik, umumnya adalah alkil ben"ena yang tersubtitusi, dihasilkan dari petroleum
sebagai straight run material. Naphtha dapat dibuat dengan cara sebagai berikut *
&raksionasi dari straight-run, kraking dan re)orming distilat atau )raksionasi
Crude +etroleum.
Solent ekstrasi.
Hidrogenasi kraking distilat.
+olimerisasi senyawa-senyawa ole)inik.
+roses alkilasi.
+ada kenyataannya Naphtha dibuat lebih dari satu proses diatas. Secara umum
Naphtha dibuat secara distilasi dan bergantung pada unit distilasi. Hasilnya adalah satu
atau dua Naphtha, yaitu *
- Single Naphtha dengan end point :@7o C ?@@o &
- Straight-run gasoline
a. /ight Naphtha, end point (:@oC :7@o &
b. Heay Naphtha
Sebelum Naphtha dilakukan redistilasi menjadi sejumlah )raksi dengan trayek didih
untuk solent ali)atik, dilakukan treating guna menghilangkan senyawa sul)ur, dan juga
hidrokarbon aromatik penyebab adanya bau. Naphtha yang tidak mengandung
hidrokarbon aromatik disebut Heay alkylate yang hendak digunakan sebagai solent
ali)atik dan juga sebagai aiation alkylate.- Jntuk menghilangkan sul)ur dilakukan treating kimia dengan larutan alkali,
larutan doctor, larutan CuCl: atau treating agent lainnya.
- Jntuk menghilangkan hidrokarbon aromatik, dilakukan dengan cara solent
ekstrasi Gdeleanu process, JndeI-process, hidrogenesi dan adsorbsi dengan
silika gel.
Ke)unaan Na"htha
7?
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
55/131
3igunakan sebagai * (. Solent diluents cat, :. Sebagai dry-cleaning solents, ;.
Solent untuk cutback asphalt, ?. Solent dalam industri karet, dan 7. Solent untuk
proses industri ekstraksi.
So(?ent ,at
3ikenal : macam solent cat, yaitu *
- Solent ringan, trayek didih ;
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
56/131
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
57/131
=.=. A?tur
tur iation Turbine &uel merupakan bahan bakar yang digunakan untuk pesawat
terbang !et atau pesawat yang bermesin turbine. +esawat bermesin turbine mempunyai
kemampuan terbang lebih cepat, jarak jelajah1jarak tempuh lebih jauh. 2ondisi ini yang
menyebabkan pesawat bermesin turbine1jet cocok untuk penerbangan sipil antar benua
maupun keperluan militer.
#leh karena pesawat terbang bermesin turbine dipergunakan untuk keperluan
yang lebih berat, maka bahan bakar atur yang digunakan harus memenuhi beberapa
persyaratan pokok yaitu * $ampu menghasilkan per)ormance1unjuk kerja yang optimum
pada mesin baik system bahan bakarnya maupun kondisi operasi mesin yang berariasi
pada ketinggian tertentu suhu udara antara ;@ s1d = ?@oC dan tekanan udara lebih rendah
dari ( atm.
$ekanisme kerja mesin turbine*
&ystem pembakaran dalam ruang bakar mesin tuebine, udara pembakaran
ditekan melalui kompresor ke combustion chamber bersama bahan bakar (a%tur)
disemprotkan dan terbakar sehingga menghasilkan panas dan teradi pengembangan
gas. 3enaga yang timbul sebagian digunakan untuk menggerakkan kompresor dan
mengalirkan gas dengan kecepatan amat tinggi keluar mesin. liran amat tinggi inilah
yang merupakan momentum menggerakkan pesa'at ke dapan.4
Berbeda dengan mesin pesawat yang berbaling-baling piston engine dimana
bahan bakar mengalami tekanan cukup tinggi >@ atm, pesawat jet tidak mengalami
tekanan setinggi piston engine. #leh karena itu dalam pesawat jet, syarat oktan number
tidak begitu penting.
+ersyaratan penting yang harus dipenuhi oleh bahan bakar atur adalah syarat
pembakaran, syarat penguapan dan syarat kebersihan yang sama dengan $otor 0asoline
termasuk aigas.
Syarat Pembakaran > Pen)ua"an
Bahan bakar atur dalam mesin turbine disemprotkan sehingga berbentuk kabut
atau uap atur,yang dikontrol dengan analisa distilasi. Sementara dalam pembentukan
sebagian kabut diperlukan persyaratan analisa iscosity.
7>
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
58/131
Syarat Keber#ihan
2arena dalam system pembakaran bahan bakar disemprotkan, maka cenderung
akan terjadinya endapan carbon1carbon deposite dalam ruang bakar. +embentukan carbon
deposite ini dapat dikontrol dengan analisa kandungan aromaticnya.
Selain itu kadar belerang1sulphur harus dibatasi untuk menghindarkan terjadinya
korosi). Selanjutnya penggunaan atur pada ketinggian tertentu yang suhunya rendah
harus bebas dari kandungan air1bintik-bintik air sebagai impurities karena akan terjadi
pembekuan 1 pembuntuan pada system aliran bahan bakar.
Kom"o#i#i Hy&ro+arbon
2omposisi senyawa hydrocarbon sebagai bahan bakar atur terdiri dari jenis hydrocarbon
yang memiliki atm carbon berkisar antara C(@ s1d C(> dengan rincian secara umum *
• +ara)ine * 7> E
• Naphthene * :9 E
• romatic * (9 E
• #le)ine * ( E
+ersentase +ara)ine lebih tinggi karena hydrocarbon para)ine sangat baik untuk
bahan bakar atur* Stabil dalam penyimpanan, Nilai kalori yang cukup tinggi dan
menghasilkan pembakaran yang bersih. Tidak seperti halnya romatic, disamping nilai
kalorinya yang rendah, juga cenderung membentuk asap1jelaga1carbon deposite.
Sementara #le)in juga kurang dikehendaki karena mudah bereaksi1mudah teroksidasi
yang dapat membentuk getah0um
=.=.C 7UEL OL
&uel oil diklasi)ikasi atas beberapa type, namun umumnya terbagi atas : dua
type utama, yaitu *
a. Di#ti(ate *ue( oi(. b. 5e#i&ua( *ue( oi( istilate fuel oil * dihasilkan dari proses penguapan dan kondensi selama distilasi dan
mempunyai trayek didih tertentu serta tidak mengandung komponen minyak bumi yang
mempunyai titik didih tinggi komponen asphaltik.
0esidual fuel oil * mengandung sejumlah residu dari Crude oil distilasi atau thermal
cracking. 4stilah distilat )uel oil dan residual )uel oil telah kehilangan makna, karena
sekarang )uel oil dibuat untuk tujuan khusus, yang mungkin distilat, residual atau
7
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
59/131
campuran dari keduanya. 4stilah-istilah itu misalnya domestic )uel oil, diesel )uel oil dan
heay )uel oil, yang menunjukkan sesuai dengan penggunaan dari )uel oil itu.
Dome#ti+ 7ue( Oi(
3omestic )uel oil digunakan terutama untuk keperluan bahan bakar rumah tangga.
Termasuk domestic )uel oil disini adalah *
2erosine
Stoe oil
&urnace )uel oil.
Dome#ti+ *ue( oi( adalah termasuk tipe distilat )uel oil. Stoe oil, seperti halnya juga kerosine, merupakan straight run )raksi dari Crude. Sedang &uel oil yang lain,biasa
nya berasal dari blending dari dua )raksi atau lebih, dimana salah satunya yang digunakan
sebagai blending adalah cracked gas oil. Sedang )raksi yang lain adalah heay naptha,
light dan heay gas oil.
S"e+i*ika#i.
2walitas bahan bakar berupa kerosine sangat ditentukan oleh beberapa parameter berikut
ini *
(. Spesi)ic 0raity
:. 3istillation
;. &lash +oint bel
?. Smoke +oint
7. Colour /oibond
9. Chart Aalue
Hea?y 7ue( Oi(
Heay )uel oil terdiri dari bermacam-macam oil yang mempunyai titik didih
diawali dari distilat sampai residual oil, pemanasan sampai :9@oC 7@@o& atau lebih.
Heay )uel oil merupakan hasil blending dari residual oil dengan distilat, sesuai dengan
tujuan kegunaan khusus.
7
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
60/131
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
61/131
antara cracked gas oil dan residu dari )raksionasi )ractionator bottom yang
mengandung sul)ur rendah.
7ue( Sy#tem
2arakteristik1si)at physis dari )uel oil sangat menentukan kwalitas dari pada )uel
oil tersebut, antara lain *
1. &pecifik /ra%ity.
dapun nilai spesi)ik graity ini mempengaruhi terhadap si)at-si)at antara lain*
+anas pembakaran heating alue
E wt hydrogen dan carbon.
C-H ratio.
2arakteristik )actor 2.
Biasanya ada hubungan dalam bentuk gra)ik antara si)at-si)at tersebut .
2. 5lash Point (3itik Nyala).
&lash point1titik nyala suatu )uel oil tidak ada e)ect terhadap pemakaiannya. kan
tetapi sangat penting untuk handling U storage yang ada hubungannya dengan masaalah
sa)ety1keselamatan kerja.
6. Viscosity (7ekentalan)
Si)at physis1karakteristik ini sangat penting dalam handling transportasi,
perpompaan dan proses otomisasi1pengabutan. Aiscosity merupakan )ungsi dari pada
perubahan tempratur1suhu, sehingga dalam )uel system, iscosity dapat diatur dengan
preheater. Jntuk penggunaan jenis burner'/$+ combuster' harga iscosity )uel oil
sekitar :@ cSt agar proses otomisasi pengabutan berjalan sempurna.
8. &ulphur content (7andungan sulphur)
+ada umumnya kandungan sulphur dalam crude oil ber ariasi dari @.( s1d
[email protected] E wt. +ada proses )raksionasi, sulphur ini akan terdistribusi pada tiap-tiap )raksi dan
kadarnya meningkat dengan beratnya )raksi. Sehingga )raksi berat berupa residue
9(
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
62/131
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
63/131
a. 3apat menyumbat no""le burner.
b. brasi pada burner tube.
;. Panas Pembakaran (@ SYX(- D D OY D ?@7@ O BTJ1lb
dimana * S F Speci)ik 0raity
F Mater Content
F sh Content
O F Sulphur Content.
=.=. LUB5,ATN'T Oi( @ Minyak Pe(uma#
+ada awal pengilangan, lubricating oil pelumas termasuk produk ke dua setelah
kerosene. +elumas merupakan hasil sampingan dari pabrik para)in waI.
Tahun (
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
64/131
digunakan minyak binatang dan minyak tumbuh-tumbuhan animal U egetable oil
seperti )atty oil, castrol oil, palm oil dan sebagainya.
3engan berkembangnya indusrti, maka kebutuhan akan minyak pelumas menjadi
bertambah, sehingga dibuat pelumas sintesis synthetic oil yaitu polyglycol, silicones,
polyphenyl ether, dan sebagainya. Bersamaan dengan itu, tahun (
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
65/131
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
66/131
- $empunyai iskositas yang paling tinggi diantara ketiganya, tetapi
mempunyai iskositas indek sangat rendah, terutama untuk aromat rantai alkyl
pendek poli aromatik
- romatic rantai alkyl pendek mempunyai pour point yang sangat berariasi,
bergantung pada struktur. Sedang aromat rantai alkyl panjang mempunyai
pour point rendah
romat rantai romat rantai
alkil pendek alkil panjang
- Senyawa aromat rantai panjang mempunyai daya tahan oksidasi baik, tetapi
aromatic rantai alkyl pendek sangat mudah teroksidasi. $empunyai termal
stabilitas ketahanan terhadap panas yang baik.
,iri-+iri Minyak Pe(uma#
Jntuk memperoleh minyak pelumas siap pakai, dilakukan pencampuran
blending antara minyak pelumas dasar base stock dan beberapa aditi). &ungsi
aditi) adalah untuk memperbaiki mutu minyak pelumas, sehingga aman di dalam
pemakaian.
Ciri"ciri min#a$ %elumas #ang bai$ adalah *
- Aiskositas tinggi
2arena dengan iskositas tinggi,berarti pelumas itu tetap membentuk lapisan )ilm
pada bagian yang dilumasi, lebih-lebih apabila pelumas itu digunakan untuk mesin-
mesin yang bekerja pada kondisi operasi yang berat.
- 4ndek iskositas tinggi
99
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
67/131
2arena dengan indek iskositas tinggi, berarti pelumas itu tidak dipengaruhi oleh
adanya perubahan1perbedaan temperatur, sehingga pelumasan tetap baik daerah yang
berbeda temperaturnya.
- +our point rendah
2arena dengan pour point rendah, berarti pelumas tetap ber)ungsi apabila keadaan
dingin, khususnya saat mesin hendak dihidupkan start.
- Aolatilitas rendah
2arena dengan olatilitas kemudahan menguap rendah, berarti pelumasan yang
hilang selama pemakaian dapat dicegah.
- 3aya tahan terhdap panas thermal stability dan oksidasi baik.
4ni berarti bahwa pelumas itu tetap stabil, tidak mudah terurai oleh panas dan tak
teroksidasi selama pemakaian.
Jntuk mendapatkan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan diatas,perlu
diperhatikan si)at-si)at dari minyak pelumas dasar base stock terlebih dahulu, sebelum
dilakukan penambahan additi). Si)at-si)at minyak pelumas dasar, sangat ditentukan oleh
proses pengolahannya, sedangkan si)at-si)at lainnya yang berhubungan dengan
pemakaian lebih banyak dipengaruhi oleh additi).
Hubun)an Struktur Hi&rokarbon &an Si*at-Si*atnya
Tabel dibawah ini memberikan hubungan antara si)at-si)at properties dan type
utama struktur hidrokarbon yang harus terdapat dalam minyak pelumas.
TPE HD5OKA5BON S7AT UTAMA
+ara)in rantai lurus
- Aiskositas tinggi
- iskositas indek sangat tinggi
- 3aya tahan terhadap oksidasi baik
- +our point tinggi
4sopara)in sedikit cabang - Aiskositas tinggi
- Aiskositas indek tinggi
- 3aya tahan terhadap oksidasi baik
- +our point medium
9>
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
68/131
4sopara)in banyak cabang - Aiskositas tinggi
- Aiskositas indek tinggi
- 3aya tahan terhadap oksidasi baik
- +our point rendah Naphthen rantai alkyl pendek - Aiskositas sangat tinggi
- Aiskositas indek rendah atau medium
- 3aya tahan terhadap oksidasi baik
- +our point rendah
Naphthen rantai alkyl panjang - Aiskositas sangat tinggi
- Aiskositas indek rendah atau medium
- 3aya tahan terhadap oksidasi baik
- +our point rendah
romatik rantai alkyl pendek - Aiskositas sangat tinggi
- Aiskositas indek rendah atau medium
- 3aya tahan terhadap oksidasi jelek
mudah teroksidasi
- Thermal stabilitas baik
- +our point berariasi, bergantung pada
struktur
romatik rantai alkyl panjang - Aiskositas sangat tinggi
- Aiskositas indek tinggi
- 3aya tahan terhadap oksidasi baik
- +our point rendah
Bahan dasar minyak pelumas adalah )raksi berat minyak bumi yang mempunyai
titik didih diatas ;7@o C, yang didapatkan dengan distilasi akum.
3iantara ketiga jenis hidrokarbon yang diklasi)ikasikan atas > tujuh tipe, yaitu* (
para)in rantai lurus, : 4sopara)in sedikit cabang, ; 4sopara)in banyak cabang, ?
Naphthen rantai pendek, 7 Naphthen rantai panjang 9 romatic rantai alkyl pendek
dan > romatic rantai alkyl panjang, bahwa tidak seluruhnya di ingini berada dalam
minyak pelumas, karena ada hidrokarbon yang mempunyai si)at-si)at kurang baik sebagai
minyak pelumas, sehingga hidrokarbon-hidrokarbon itu harus dihilangkan.
S4&T-S4&T JT$ 3N 4NTG5GSTN SGB04 2#$+#NGN $4N2
+G/J$S 3S5
+ # J 5
+ # 4 N T
4 N T G 5 G
S T
9
8/19/2019 Kimia Migas I (Rev.1) TPM
69/131
A 4 S C # S 4 T 4 N 3 G 2
3 . . T . H . N T G 5 H . 3 . + # 2 S 4 3 . S 4
T!PE HD5OKA5BON
+ara)in rantai lurusSangat
tinggi
D D
Tinggi
=
Baik
DD D
4sopara)in sedikit
cabang
Tinggi
D
$edium
D
Baik
DD D
4sopara)in banyak
cabang
Tinggi
D
5endah
D
Baik
DD D D
Naphthen rantai
alkyl pendek
5endah
atau
$edium =
5endah
D
Baik
DD
Naphthen rantai
alkyl panjang
Tinggi
D
5endah
D
Baik
DD D D
romatik rantai
alkyl pendek
5endah
atau
$edium
=
Aariabel
)ungsi
struktur