Upload
astri-handayani
View
133
Download
23
Embed Size (px)
DESCRIPTION
jhg
Citation preview
LAPORAN TETAP PRAKTIKUM
HIDROKARBON
DISTILASI MINYAK MENTAH-2
Oleh:
Kelompok 1
Nama : 1. Anggik Pratama (061330400289)
2. Astri Handayani (061330400290)
3. Bella Anggraini (061330400291)
4 Deka Pitaloka (061330400293)
5. Diah Lestari (061330400294)
6. Dorie Kartika (061330400295)
Kelas : 5.KA
Jurusan : Teknik Kimia (DIII)
Dosen Pembimbing : Dr. Martha Aznury, M.Si.
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
TAHUN AKADEMIK
2015
DISTILASI MINYAK MENTAH-2
I. TUJUAN
Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan mampu :
1. Mengetahui fraksi-fraksi minyak bumi yang dihasilkan sebagai distilat dan
residu
2. Menjelaskan mengenai titik didih fraksi-fraksi tersebut
II. ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat yang Digunakan :
1. Heating mantel, 1000 ml : 1 buah
2. Double necked round bottom flask : 1 buah
3. Bubble cap column with 2 tray : 1 buah
4. Distillation bridge, 2ST 29/32, GI 18 : 1 buah
5. Counterflow cooler after dimroth : 1 buah
6. Distillation adapter, straight : 1 buah
7. Round bottom flask, 500 ml : 1 buah
8. Beaker, 100 ml : 2 buah
9. Thermometer, (-100C) – (2500C) : 2 buah
10. Water batch : 1 buah
2.2 Bahan yang Digunakan :
1. Minyak bumi (crude oil) : 1000 ml
2. Batu didih : 5 buah
3. Aquadest : secukupnya
4. Silicone grease : secukupnya
III. DASAR TEORI
3.1 Struktur dan Komposisi Minyak Mentah
Kebanyakan senyawa-senyawa yang terkandung di dalam minyak dan gas bumi
terdiri dari hidrogen dan karbon sebagai unsur-unsur utamanya. Senyawa-senyawa
tersebut disebut sebagai senyawa hidrokarbon. Selain daripada senyawa-senyawa
tersebut terdapat pula senyawa-senyawa lain dalam jumlah yang sedikit mengandung
unsur-unsur belerang atau sulfur, oksigen dan nitrogen.
Komposisi minyak mentah dan gas bumi berdasarkan unsur-unsur penyusunnya
adalah sebagai berikut :
Karbon : 83,5 – 87, 5% (berat)
Hidrogen : 11,5 – 14,0%
Sulfur : 0,1 – 3,0%
Oksigen : 0,1 – 1,0%
Nitrogen : 0,01 – 0,3%
Selain unsur-unsur di atas terdapat juga unsur-unsur logam seperti vanadium, besi,
nikel, khrom, posfor dan logam-logam lain yang jumlahnya kurang dari 0,03% berat.
3.2 Klasifikasi Minyak dan Gas Bumi
Sekitar 85% dari minyak mentah (crude oil) di dunia diklasifikasikan menjadi 3
golongan, yaitu :
1. Minyak dasar aspal (asphaltic base)
2. Minyak dasar parafin ( paraffinic base)
3. Minyak dasar campuran ( mixed base)
Minyak dasar aspal mengandung sedikit lilin parafin dengan aspal sebagai
residu utama. Minyak dasar aspal sangat dominan mengandung aromatik. Kandungan
sulfur, oksigen dan nitrogen relatif lebih tingggi dibandingkan dengan minyak-minyak
dasar lainnya. Minyak mentah dengan dasar aspal sangat cocok untuk memproduksi
gasolin yang berkualitas tinggi, minyak pelumas mesin dan aspal. Fraksi-fraksi ringan
dan menengah mengandung presentase naftalen yang tinggi.
Minyak dasar paraffin mengandung sangat sedikit aspal, sehingga sangat baik
sebagai sumber untuk memproduksi lilin paraffin, minyak pelumas motor dan kerosin
dengan kualitas tinggi.
Minyak dasar campuran mengandung sejumlah lilin dan aspalsecara bersamaan.
Produk yang dihasilkan minyak dasar ini lebih rendah kualitasnya dibandingkan dengan
dua tipe minyak di atas.
Berdasarkan jarak titik didih tiap fraksi yang dihasilkan, maka susunan molekul
menurut jumlah atom karbon dari fraksi dan produk akhir kilang dapat dilihat pada
tabel 1.
Tabel 1. Susunan Hidrokarbon Fraksi/Produk Minyak dan Gas Bumi
Fraksi / Produk Jarak Didih, 0C Jumlah Atom Karbon
dalam Molekul Minyak
Gas-gas <30 C1 – C4
Gasolin 30 – 210 C5 – C12
Nafta 100 – 200 C8 – C12
Kerosin dan avtur 150 – 250 C11 – C13
Diesel dan fuel oil 160 – 400 C13 – C17
Gas oil 220 – 345 C17 – C20
Fuel oil berat 315 – 540 C20 – C45
Atm residu >450 >C30
Vac residu >650 >C60
3.3 Proses Pengolahan Dasar
Proses epngolahan dasar sebagai proses utama untuk mengolah minyak mentah
menjadi produk dan fraksi-fraksinya terdiri dari :
1. Pengolahan secara fisik , yaitu distilasi terdiri dari :
- Distilasi Atmosfir
- Distilasi Hampa
- Distilasi Bertekanan
2. Pengolahan secara kimia , disebut juga sebagai proses konversi atau reforming
terdiri dari :
a. Proses perengkahan (cracking) terdiri dari :
- Perengkahan Termis ( Thermal Cracking )
- Perengkahan Katalis (Catalytic Cracking )
- Perengkahan Hidro ( Hydrocracking )
b. Proses Pembentukan Kembali (reforming ) terdiri dari :
- Reformasi Termis ( Thermal Reforming )
- Reformasi Katalis ( Catalytic Reforming )
c. Proses Penggabungan Molekul , terdiri dari :
- Polimerisasi Katalis , yakni : Polimerisasi Selektif dan Polimerisasi tidak selektif
- Alkilasi Katalis , yang terdiri dari : Alkilasi H2SO4 dan alkilasi HF
1. Pengolahan secara fisik
Proses distilasi dalam kilang minyak merupakan proses pengolahan secara fisik
yang primer mengawali semua proses-proses yang diperlukan untuk memproduksi
BBM dan non BBM.
Proses distilasi/fraksionasi adalah proses untuk memisahkan campuran yang
terdapat dalam minyak mentah ( crude oil ) menjadi komponen-komponen nya atas
dasar fraksi atau pemotongan (cut) yang dibatasi oleh jarak titik didih tertentu , bukan
atas dasar titik didih masing-masing komponen. Proses distilasi ini dapat menggunakan
satu kolom atau lebih menara fraksionasi, misalnya residu dari menara distilasi atmosfir
dialirkan ke menara distilasi hampa , atau salah satu fraksi dari menara distilasi
atmosfir dialirkan ke menara distilasi bertekanan. Fraksi-fraksi yang dapat ditarik dari
kolom distilasi/menara fraksionasi antara lain adalah sebagai berikut:
Fraksi Jarak didih , °F
Gas < 80
Nafta ringan 80 – 220
Nafta berat 180 – 520
Gas oil ringan 420 – 650
Gas oil berat 610 – 800
Residu > 800
Contoh proses distilasi /fraksionasi di PERTAMINA RU III
- Distilasi Atmosfir :
1) Crude Batterry (CB)
2) Crude Distiller (CD)
- Distilasi Hampa :
1) High Vacuum Unit ( HVU)
2) Vacuum Distillation Unit (VDU)
- Distilasi Bertekanan : Stabilizer
a. Fraksi Gas
Gas alam dapat diperoleh secara terpisah maupun bersama-sama dengan minyak
bumi. Gas alam dapat dipergunakan sebagai:
1. Bahan bakar rumah tangga atau pabrik
Gas alam merupakan bahan bakar yang paling rendah, sifatnya tidak berbau
sehingga diberi bau. Propana yang merupakan salah satu fraksi gas pada
perusahaan biasanya digunakan sebagai:
- Mengelas padu-paduan tembaga alumunium dan magnesium
- Mengelas besi tuang
- Menyolder dan mengelas solder
- Menyemprot logam
2. Karbon hitam (carbon black)
Arang halus yang diibuat oleh pembakaran yang tidak sempurna.
Penggunaannya antara lain sebagai:
- Bahan dalam pembuatan cat, tinta cetak dan tinta
- Zat pengisi pada karet terutama dalam pembuatan ban-ban mobil dan
sepeda
3. Tujuan-tujuan sintesis
Hasil sintesis dengan oksidasi zat-zat hidrokarbon dari gas alam proses
pembuatan lainnya, yaitu:
- Pembuatan zat cair dan metana
- Pembuatan bensin untuk kapal terbang yang benilai tinggi denan cara
mengandung (alkylering) iso-butana dengan butena-butena
b. Bensin
Bahan dapat dibuat dengan cara lain yaitu:
1. Penyulungan langsung dari minyak bumi (bensin-straight run), dimana
kualitasnya tergantung pada susunan kimia dan bahan- bahan dasar. Bila
mengandung banyak aromatik dan naptha akan menghasilkan bensin yang
tidak mengetok (anti knocking)
2. Cracking dan hasil-hasil minyak bumi berat misalnya minyak gas dan residu
3. Merengkah (reforming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik
4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah
Bensin biasanya digunakan sebagai:
1. Bahan bakar motor
Sebagai bahan bakar motor ada beberapa sifat yang diperhatikan untuk
menentukan baik atau tidak nya bahan tersebut:
- Keadaan terbang (titik embun)
Gangguan yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas di
dalam karbulator dari sebuah motor yang disebabkan oleh adanya kadar
yang berlaku tinggi dari fraksi
- Kecenderungan mengetok (knocking)
ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi, pembakaran bisa
menyebabkan peletusan (peledakan) di dalam silinder, sebagai:
Timbulnya kebisingan knock
Kekuatan berkurang
Menyebabkan kerusakan mesin
- Titik beku
Jika dalam bensin terdapat presentase yang tinggi dari aromatik-
aromatik tertentu makan pada waktu pendinginan, aromatik itu akan
mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya lubng-lubang penyemprotan
dalam kalbulator. Titik beku ini terutama dipengaruhi oleh benzen.
- Kadar belerang
Kerugian yang disebabkan bila kadar terlalu tinggi, adalah:
Memberikan bau yang tidak enak dari gas-gas yang dihasilkan
Mempunyai pengaruh yang tidak baik terhadap bilanan oktan
c. Kerosin
Pemakaian terpenting dari kerosin, antara lain :
1. Minyak lampu
Kerosin sebagai minyak lampu dihasilkan dengan jalan penyulingan langsung.
Sifat-sifat yang harus diperhatikan bila kerosin digunakan sebagai minyak
lampu:
Warna: kerosin dibagi dalam beberapa kwlas warna: water sprint (tidak
berwarna) prime sprint-standar sprint
Sifat bakar: nyala kerosin bergantung pada susunan kimia dari minyak
tanah, jika mengandung banyak aromatik maka tidak dapat dibesarkan
karena mulai bearang
Viskositas: minyak dalam lampu kerosin mengautr ke sumbu karena
adanya gaya kapiler dalam saluran-saluran sempit antara serat-serat
sumbu
Kadar belerang: sama seperti kadar belerang pada kerosin
2. Bahan bakar untuk pemanasan (memasak)
Macam- macam alat pembakar kerosin:
- Alat pembakar dengan sumbu gepeng: baunya tidak enak
- Alat pembakar dengan sumbu bulat: mempunyai pengisian hawa
terpusat
- Alat pembakar dengan pengabutan tekan: merk dagang “primas”
3. Bahan bakar motor
Motor yang menggunakan kerosin sebagai bahan bakar adalah:
- Alat-ala perttanian (traktor)
- Kapal perikanan
d. Minyak gas
Minyak gas awalnya banyak digunakan sebagai penerangan dalam gerbong
kereta api, namun sekarang sebagian telah diganti oleh listrik karena lebih
mudah dipakai dan sedikit bahaya kebakaran jika terjadi kecelakaan.
Minyak gas yang digunakan sebagai:
1. Bahan bakar untuk motor diesel
2. Pesawat-pesawat pemanasan pusat otomatis dengan nama minyak bakar
untuk keperluan rumah tangga.
e. Minyak bakar
Digunakan untuk bahan bakar residual dan untuk bahan bakar sulingan. Bahan
bakar mineral biasanya diperoleh dengan cara mengentalkan minyak bumi atau
merengkah minyak gas dan residu minyak tanah. Bahan bakar digunakan
sebagai:
- Motor diesel tipe besar
- Minyak yang dinyalakan dengan pembakar dalam tungku
- Pengerjaan panas dan logam
- Mencairkan hasil perindustrian
Sifat-sifat yang harus ada pada minyak bakar adalah:
- Memiliki batas viskositas tertentu
- Banyaknya panas yang diberikan
- Kadar belerang
- Titik beku
IV. LANGKAH KERJA
1. Setiap sambungan pada alat diberikan silicon grease
2. Mengisi bottom flask dengan 400 ml crude oil
3. Menghidupkan air pendingin , dan pemanas (temperatur set II , setelah 15 menit
menghidupkan set III )
4. Mencatat temperatur sebelum menghentikan hasil sulingan
5. Setelah 50 menit pemanas dimatikan , mencatat temperatur
V. DATA PENGAMATAN
t/min A11/oC B11/oC A12/oC B12/oC
0 26 27 28 29
1 27 28 28 28
2 28 28 28 28
3 31 28 28 28
4 37 28 28 28
5 45 28 27 28
6 63 28 28 29
7 83 28 28 28
8 110 27 28 28
9 122 28 28 29
10 124 28 28 29
11 125 27 49 29
12 125 30 90 29
13 126 78 98 30
14 126 91 98 34
15 128 93 98 46
16 130 93 99 51
17 132 89 99 53
18 135 84 98 53
19 136 81 98 52
20 141 79 97 52
21 143 76 97 51
22 146 73 94 49
23 151 69 88 48
24 154 66 84 46
25 158 65 81 44
26 160 63 83 43
27 163 60 80 42
28 163 59 86 41
29 167 56 82 41
30 172 55 78 39
31 173 52 77 38
Data Pengamatan Terhadap Distilat
Fraksi Nilai Indeks Bias Bau Warna
A12 1,431 Menyengat Bening
B11 1,421 Menyengat Bening
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA WAKTU DAN TEMPERATUR
PADA DESTILASI MINYAK MENTAH
GRAFIK PADA PROGRAM CASSY LAB
VI. TUGAS
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan distilasi!
Jawab:
Distilasi merupakan suatu teknim pemisahan campuran fasa cair yang homogen
dengan cara penguapan dan pengembunan. Sehingga diperoleh distilat yang
lebih banyak mengandung volatil dibandingkan larutan sebelumnya yang lebih
sukar menguap . Distilasi didasarkan pada percobaan titik didih antara senyawa-
senyawa yang terdapat dalam campuran
2. Apa perbedaan distilasi atmosfer dan distilasi vakum?
Jawab:
Jika distilasi atmosfer merupakan proses pemisahan dalam fasa cair berdasarkan
titik didihnya pada tekanan atomosfer dan temperatur maksimum 350 oC,
sedangkan distilasi vakum merupakan proses pemisahan campuran dalam fasa
cair berdasarkan titik didih dengan tekanan dibawah atmosfer berkisar 0,4atm
3. Bagaimana mengetahui produk akhir hasil distilasi?
Jawab:
Produk hasil distilasi dapat diketahui dengan menganalisa sifat fisik produk
tersebut, misalnya indeks bias, densitas, titik didih dan lain-lain. Setelah itu
dibandingkan dengan hasil studi literatur
VII. ANALISA PERCOBAAN
Distilasi merupakan suatu teknis pemisahan campuran dalam fasa cair yang
homogen dengan cara penguapan dan pengembunan, sehingga diperoleh distilat yang
lebih banyak mengandung volatil dibandingkan larutan sebelumnya yang lebih sukar
menguap. Distilasi ini berdasarkan pada perbedaan titik didih antara senyawa-senyawa
yang terdapat dalam campuran tersebut. Metode ini sering digunakan dalam proses
pemisahan fraksi-fraksi yang terdapat di dalam minyak mentah atau crude oil. Proses
distilasi dalam pengolahan crude oil dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu distilasi
atmosfer, distilasi hampa, dan distilasi bertekanan.
Pada percobaan ini, distilasi dilakukan secara atmosfir yaitu proses pemisahan
campuran dalam fasa cair berdasarkan titik didih pada tekanan atmosfer dan temperatur
maksimal 350oC. Berdasarkan literatur, fraksi-fraksi yang dapat dipisahkan berupa
fraksi gas, bensin, minyak tanah, minyak gas, dsb sehingga dapat dikatakan bahwa
produk ini diharapkan dapat terpisah pada percobaan ini. Percobaan ini menggunakan
alat Distillation Bridge dan program Cassy La. Program Cassy Lab digunakan sebagai
penunjang dalam pengaturan waktu dan suhu operasi yang diperlukan, yaitu selama 1
jam operasi dengan waktu pengamatan setiap 1 menit. Termokopel juga diperlukan
dalam percobaan ini sebagai temperatur transmitternya yang terpasang pada masing-
masing bagian, yaitu A11 yang terdapat pada labu godok, A12 yang terpasang pada
labu distilat fraksi berat, B11 yang terdapat pada labu distilat fraksi ringan, dan B12
pada puncak refluxs untuk mengukur temperatur fraksi ringan.
Hasil pengamatan menunjukkan terdapat dua fraksi yang terpisah yaitu distilat
A12 dan B11. Produk distilat A12 diidentifikasikan sebagai kerosin. Identifikasi
kerosin tersebut berdasarkan indeks bias serta sifat fisik yang dihasilkan yaitu warna
dan bau. Indeks biaskerosin secara teori yaitu 1,4303 dan indeks bias yang didapat pada
distilat yaitu 1,431 serta bau yang dihasilkan menyengat mendekati bau kerosin serta
warna yang dihasilkan bening menyerupai kerosin. Produk distilat B11
diidentifikasikan sebagai bensin. Indeks bias yang didapatkan pada distilat B11 adalah
1,421, indeks bias tersebut mendekati indeks bias bensin secara teori yaitu 1,422 dan
bau yang dihasilkan menyengat mendekati bau bensin serta warna yang dihasilkan
bening. Fraksi-fraksi yang didapatkan sesuai dengan tingkatan traynya yaitu B11
diidentifikasikan sebagai bensin merupakan fraksi yang paling ringan dibandingkan
dengan kerosin. Bensin memiliki atom karbon sebanyak 5-10 sedangkan kerosin
memiliki atom karbon sebanyak 11-12. Oleh karena itu, bensin akan menguap terlebih
dahlu karena memiliki atom karbon yang lebih sedikit dan kedua fraksi ini mengalami
pemisahan dikarenakan terdapat perbedaan titik didih. Semakin kecil titik didih maka
fraksi tersebut akan lebih cepat menguap. Fraksi-fraksi memiliki titik didih yeng
berbeda kerena memiliki tingkat kepolaran yang berbeda pula. Semaikn polar suatu zat
maka akan semakin cepat menguap. Selain itu, terdapat pengaruh perbedaan gaya antar
molekul pula hingga mengakibatkan permisahan fraksi. Satu molekul dapat melepaskan
diri jika memiliki energi yang dapat mengalahkan gaya tarik molekul itu. Makin besar
titik didih maka makin kuat ikatan antar molekulnya sehingga makin besar pula energi
yang dibutuhkan untuk mengalahkan gaya antar molekul itu. Oleh karena itu, titik didih
yang lebih rendah dapat menguap atau terpisah lebih dulu karena kebutuhan energi
untuk mengalahkan ikatan antar molekulnya lebih kecil.
Kemudian dari suhu yang dicatat oleh program Cassy Lab dapat dibuat sebagai
kurva temperatur terhadap waktu, hal ini digunakan untuk melihat perbandingan
temperatur atau titik didihnya tiap waktu tertentu.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Distilasi minyak mentah merupakan pemisahan fraksi-fraksi berdasarkan
titik didih.
2. Jenis distilasi yang digunakan merupakan distilasi atmosfer dimana tekanan
yang digunakan sama dengan tekanan udara / diluar (1 atm)
3. Dari percobaan didapat 2 fraksi yaitu bensindan kerosin
4. Faktor yang menyebabkan fraksi-fraksi dapat terpisah yaitu perbedaan titik
didih, kepolaran serta gaya tarik antar molekul.
IX. DAFTAR PUSTAKA
Tim Laboratorium Hidrokarbon. 2015. Penuntun Praktikum Hidrokarbon. Palembang:
Politeknik Negeri Sriwijaya
Gelas Kimia Refraktometer Pipet Tetes