SKRIPSI OPTIMASI DOSIS INJEKSI REVERSE DEMULSIFIER

SKRIPSI

OPTIMASI DOSIS INJEKSI REVERSE DEMULSIFIER

DALAM MENGATASI MASALAH EMULSI PADA

PENGOLAHAN AIR TERPRODUKSI PT PERTAMINA HULU

MAHAKAM

OLEH

YANDRI SASMITA

33112041

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI PELITA BANGSA

BEKASI

2018

iv

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

menganugerahkan rahmat, hidayah dan petunjuk-Nya, sehingga skripsi ini berhasil

diselesaikan dengan judul “Optimasi Dosis Injeksi Reverse Demulsifier Dalam

Mengatasi Masalah Emulsi Pada Pengolahan Air Terproduksi PT Pertamina Hulu

Mahakam”

Tersusunnya Skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh

karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

• Bapak Dr.Ir. Supriyanto, M.P selaku ketua Sekolah Tinggi Teknologi (STT)

Pelita Bangsa

• Bapak Dodit Ardiatma S.T., M.Sc. selaku Kaprodi Teknik Lingkungan dan

Dosen Pembimbing 1 yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran dalam

membantu, mengarahkan persiapan dan penyusunan skripsi.

• Ibu Putri Anggun Sari S.Pt., M.Si. selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah

menyediakan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu, mengarahkan

persiapan dan penyusunan skripsi.

• Bapak Hamzah M. Mardi Putra S.K.M., M.M. selaku tim penguji 1 yang telah

memberikan koreksi dan saran yang terbaik terkait skripsi yang diajukan.

• Ibu Tyas Ismi Trialfhianty S.Pi., M.Sc. selaku tim penguji 2 yang telah

memberikan koreksi dan saran yang terbaik terkait skripsi yang diajukan.

• Bapak Windi S.P.D., M.M. selaku dosen pembimbing akademik yang selalu

memberikan motivasi dan arahannya.

v

• Seluruh dosen STT Pelita Bangsa, khususnya dosen prodi Teknik Lingkungan

yang telah memberikan ilmunya.

• Bapak Syaifunnur S.E. selaku Plant Manager PT Hydrocarbon Enhancement

Chemistry yang telah memberikan ijin dan dukungannya dalam pelaksanaan

penelitian ini yang dilakukan di Laboratorium Research & Development PT

Hydrocarbon Enhancement Chemistry.

• Ibu Yunita Kusumaningrum S.T. selaku Supervisor Laboratorium PT

Hydrocarbon Enhancement Chemistry yang telah menyediakan waktu, tenaga

dan pikiran dalam membantu mengarahkan pelaksanaan penelitian.

• Keluarga, sahabat dan teman-teman Teknik Lingkungan STT Pelita Bangsa

angkatan 2014 yang senantiasa telah membantu dan memberikan semangat

serta arahannya dalam penyusunan laporan ini.

Demikian laporan skripsi ini penulis susun, semoga dapat bermanfaat bagi

semua pihak, khususnya bagi penulis serta perkembangan ilmu pengetahuan

Jurusan Teknik Lingkungan Sekolah Tinggi Teknologi Pelita Bangsa pada

umumnya.

Cikarang, 10 November 2018

Penulis

vi

OPTIMASI DOSIS INJEKSI REVERSE DEMULSIFIER DALAM

MENGATASI MASALAH EMULSI PADA PENGOLAHAN AIR

TERPRODUKSI PT PERTAMINA HULU MAHAKAM

YANDRI SASMITA

Program Studi Teknik Lingkungan

Sekolah Tinggi Teknologi Pelita Bangsa, Jl. Inspeksi Kali Malang No.9 Bekasi

Email:[email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui proses pengolahan air terproduksi,

karakteristik dan kualitas air terproduksi dan optimasi dosis injeksi dari produk

reverse demulsifier beserta efektifitasnya, yang digunakan dalam memecah emulsi

pada pengolahan air terproduksi PT Pertamina Hulu Mahakam agar didapatkan

kualitas air buangan sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan yaitu maksimal 25

mg/l. Optimasi dosis injeksi reverse demulsifier dilakukan dengan metode bottle

test dan mini wemco/jar test pada skala laboratorium dengan menggunakan kit

reverse demulsifier PT Hydrocarbon Enhancement Chemistry dan reverse

demulsifier yang saat ini diaplikasikan dilapangan (Incumbent) dengan variasi dosis

yaitu 15, 30 dan 50 ppm. Penelitian ini menggunakan sampel air terproduksi dari

lapangan migas PT Pertamina Hulu Mahakam. Proses pengolahan air terproduksi

menggunakan floatation unit (MFU) dengan bantuan bahan kimia reverse

demulsfier. Produk yang didapatkan dalam penelitian ini adalah RD-1 pada dosis

optimum 30 ppm dengan efektifitas 98,86% sangat efektif menurunkan oil content

menjadi 6 mg/l sehingga sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan yaitu maksimum

25 mg/l.

Kata Kunci : emulsion, reverse demulsifier, flocculant, bottle test, mini wemco/jar

test

vii

INJECTION DOSAGE OPTIMIZATION OF REVERSE DEMULSIFIER IN

EMULSION PROBLEM SOLVING IN WATER TREATING PLANT PT

PERTAMINA HULU MAHAKAM

YANDRI SASMITA

Program Studi Teknik Lingkungan

Sekolah Tinggi Teknologi Pelita Bangsa, Jl. Inspeksi Kali Malang No.9 Bekasi

Email:[email protected]

ABSTRACT

This study aims to determine how the water treating plant process, the

characteristics and quality of produced water and the optimization of reverse

demulsifier injection dosage and their effectiveness, which break the emulsion in

produce water of PT Pertamina Hulu Mahakam in order to obtain appropriate

produce water quality with the quality standards set at a maximum of 25 mg /l.

Optimization of reverse demulsifier injection dosage was carried out by bottle test

and mini wemco / jar test methods on a laboratory scale using a reverse demulsifier

kit of PT Hydrocarbon Enhancement Chemistry and reverse demulsifier which is

currently applied in the field (Incumbent) with dose variations of 15, 30 and 50

ppm. This study uses produced water samples from the oil and gas field of PT

Pertamina Hulu Mahakam, The process of water treating plant was use flotation

units (MFU) with in injection of reverse demulsifier. The product obtained in this

study was RD-1 with the optimal dose of 30 ppm with the effectiveness of 98.86%

so that very effective in reducing oil content to 6 mg /l so that it is acccordance

specified quality standard of 25 mg/l.

Key Word : emulsion, reverse demulsifier, flocculant, bottle test, mini wemco/jar

test

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. i

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN ........................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................................................ iii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv

ABSTRAK ............................................................................................................ vi

ABSTRACT .......................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... .viii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... .xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ .xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... .xiv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar belakang ........................................................................................ 1

1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah..................................................................................... 3

1.4 Rumusan masalah................................................................................... 4

1.5 Tujuan Penelitian .................................................................................. 4

1.6 Manfaat Penelitian ................................................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 6

2.1 Minyak Bumi ........................................................................................ 6

2.2 Permasalahan di Pertambangan Minyak dan Gas . ................................ 7

ix

2.3 Emulsi Pada Industri Minyak dan Gas .................................................. 8

2.4 Destabilisasi Emulsi ............................................................................ 14

2.5 Baku Mutu Air Buangan ..................................................................... 18

2.6 Sistem Pengolahan Air Terproduksi Minyak dan Gas Bumi .............. 20

2.7 Koagulasi dan Flokulasi ...................................................................... 27

2.8 Bahan Kimia Reverse Demulsifier ...................................................... 28

2.9 Bottle test ............................................................................................. 32

2.10 Jar Test ............................................................................................... 34

2.11 Spectrophotometer ............................................................................. 36

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 38

3.1 Jenis Penelitian ............................................................................................ 38

3.2 Waktu dan Tempat ............................................................................... 38

3.3 Variabel Penelitian ............................................................................... 38

3.4 Metode Pengumpulan Data .................................................................. 39

3.5 Metode Analisis Data ........................................................................... 40

3.6 Alat dan Bahan ..................................................................................... 45

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 47

4.1 Proses Pengolahan Air Terproduksi di Lapangan MIGAS .................. 47

4.2 Karakteristik dan Kualitas Air Terproduksi ............................................ 50

4.3 Metode Optimasi Dosis Injeksi Reverse Demulsifier ............................ 53

4.4 Efektifitas Reverse Demulsifier Dalam Mengatasi Masalah Emulsi ... 58

x

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 63

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 63

5.2 Saran ............................................................................................................. 63

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 65

LAMPIRAN .......................................................................................................... 67

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis-Jenis Emulsi ................................................................................ 9

Gambar 2.2 Tahapan Demulsifikasi Crude Oil ..................................................... 17

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Terproduksi dengan

Tujuan Di Injeksikan Kembali Ke Perut Bumi ................................. 21

Gambar 2.4 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Terproduksi dengan

Tujuan Di Buang Langsung Ke Lingkungan ..................................... 22

Gambar 2.5 Mekanisme Kerja Coagulant ............................................................. 31

Gambar 2.6 Mekanisme Kerja Flocculant ............................................................. 31

Gambar 2.7 Prosedur Umum Bottle Test ............................................................... 33

Gambar 2.8 Jar Test Apparatus/Flokulator ........................................................... 35

Gambar 2.9 Spectrophotometer ............................................................................. 37

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ........................................................ 41

Gambar 4.1 Proses Pengolahan Air Terproduksi ................................................... 48

Gambar 4.2 Flotation Unit ..................................................................................... 49

Gambar 4.3 Simplified Flow Diagram ................................................................... 50

Gambar 4.4 Titik Pengambilan Sampel ................................................................. 51

Gambar 4.5 Sampel Air Terproduksi ..................................................................... 52

Gambar 4.6 Pengamatan Sampel Bottle Test ......................................................... 57

Gambar 4.7 Pengamatan Sampel Mini Wemco Test .............................................. 58

Gambar 4.8 Dosis Optimum Bottle Test ................................................................ 59

xii

Gambar 4.9 Dosis Optimum Mini Wemco/Jar Test ............................................... 60

Gambar 4.10 Mekanisme Kerja Flocculant ........................................................... 61

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah dari Fasilitas Eksplorasi dan Produksi

Migas di Lepas Pantai (Off Shore) ......................................................... 18

Tabel 2.2 Baku Mutu Air Limbah dari Kegiatan Eksplorasi dan Produksi

Migas dari Fasilitas Darat (On Shore) Lama ......................................... 18

Tabel 2.3 Baku Mutu Air Limbah dari Kegiatan Eksplorasi dan Produksi

Migas dari Fasilitas Darat (On Shore) Baru ........................................... 19

Tabel 2.4 Tipe Reverse Demulsifier Coagulant ..................................................... 30

Tabel 2.5 Tipe Reverse Demulsifier Flocculant .................................................... 30

Tabel 3.1 Reverse Demulsifier Bottle Test Record ................................................ 43

Tabel 3.2 Reverse Demulsifier Mini Wemco/Jar Test Record .............................. 44

Tabel 3.3 Produk Bahan Kimia Flocculant Reverse Demulsifier .......................... 46

Tabel 4.1 Hasil Uji Oil Content Sampel Air Terproduksi ..................................... 52

Tabel 4.2 Hasil Uji Oil Content Sampel Air Terproduksi Hasil Bottle Test .......... 54

Tabel 4.3 Reverse Demulsifier Bottle Test Record ................................................ 55

Tabel 4.4 Hasil Uji Oil Content Sampel Air Terproduksi Hasil Mini Wemco/

Jar test .................................................................................................... 57

Tabel 4.5 Reverse Demulsifier Mini Wemco /Jar Test Record .............................. 57

Tabel 4.6 Simpulan Produk Hasil Uji ................................................................... 62

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 7.1 Daftar Peralatan dan Bahan ............................................................ 69

Lampiran 7.2 Langkah-Langkah Bottle Test .......................................................... 73

Lampiran 7.3 Langkah-Langkah Mini Wemco/Jar Test ........................................ 76

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Minyak bumi terdapat dalam pori-pori yang berada di antara batuan-batuan

sandstone dan limestone. Pori-pori ini memiliki ukuran yang beragam serta selain

terdapat minyak, juga terdapat gas dan air yang ditemukan dalam suatu reservoir.

Oleh karena itu, dalam produksi minyak bumi dari suatu sumur minyak, gas dan air

juga turut terproduksi. Apabila air terproduksi tersebut akan dibuang atau dialirkan

ke suatu badan air penerima, tentunya kualitas air tersebut harus dapat memenuhi

baku mutu yang telah ditentukan. Karakteristik air terproduksi berbeda-beda

sehingga setiap area dapat berbeda pula unit pengolahannya. Volume air

terproduksi akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya umur sumur

(Andarani et al.,2015).

Pada suatu industri perminyakan yang bergerak dalam eksplorasi umumnya

terdapat proses pemisahan antara air dan minyak yang terproduksi. Dalam proses

pemisahan ini pada umumnya terbentuk emulsi. Emulsi merupakan suatu cairan

baru yang terbentuk dari dua fasa cairan yang tidak saling larut (immiscible) yang

bercampur sehingga membutuhkan suatu metode dan waktu yang lama untuk

memisahkannya. Emulsi ini biasa terjadi pada proses pemurnian air terhadap

minyak di Water Treating Plant (WTP) industri eksplorasi minyak bumi. Emulsi

yang terbentuk pada proses tersebut adalah emulsi minyak di dalam air, dimana

2

butiran minyak terjebak atau terperangkap didalam butiran air sehingga

mempengaruhi kualitas air dimurnikan dari minyak.

Salah satu metode yang digunakan untuk menanggulangi emulsi yang

terbentuk dari butiran minyak didalam air adalah dengan injeksi bahan kimia yang

disebut reverse demulsifier. Reverse demulsifier terdiri dari dua jenis yaitu

Coagulant dan Flocculant. Bahan kimia yang disebut reverse demulsifier ini

bekerja dengan menurunkan tegangan permukaan antara butiran air dengan butiran

minyak sehingga butiran minyak bisa bergabung dengan butiran minyak lainnya

dan menghasilkan butiran yang lebih besar. Setelah terbentuk butiran-butiran air

maupun minyak yang besar selanjutnya akan terpisah secara gravitasi (Arnold dan

Steward, 1998).

Kondisi yang sering terjadi pada proses pemurniaan air di Water Treating

Plant (WTP) adalah ketidakstabilan pencapaian kualitas air yang terkontaminasi

minyak dari proses produksi karena terbentuknya emulsi dan kurang optimalnya

injeksi bahan kimia reverse demulsifier pada kondisi lapangan yang sangat dinamis.

Masalah yang terjadi ini perlu dicari solusinya, karena telah menjadi masalah di

Water Treating Plant (WTP) yang berujung pada produktivitas industri hulu

minyak dan gas bumi. Oleh karena itu masalah ini menjadikan dasar dilakukannya

penelitian yaitu optimasi dosis injeksi reverse demulsifier dalam mengatasi masalah

emulsi supaya didapatkan kestabilan pencapaian kualitas air sesuai baku mutu yang

ditetapkan.

3

Penelitian ini mencoba untuk memecahkan permasalahan emulsi yang

menyebabkan ketidakstabilan pencapaian kualitas air buagan yang terjadi pada air

terproduksi PT Pertamina Hulu Mahakam dilapangan Delta Mahakam Kalimantan

Timur dengan melakukan pengujian reverse demulsifier pada skala laboratorium

yang lebih fokus pada optimasi dosis injeksi reverse demulsifier pada pengolahan

air terproduksi.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka masalah yang

dapat diidentifikasi sebagai berikut:

1. Aktifitas industri minyak dan gas menghasilkan limbah cair yang dapat

menyebabkan penurunan kualitas lingkungan yang berakibat negatif.

2. Proses pengolahan air terproduksi pada lapangan produksi minyak dan

gas membutuhkan pengolahan yang tepat sesuai dengan karakteristik air

terproduksi.

3. Ketidakstabilan kualitas air yang terkontaminasi minyak karena

terbentuknya emulsi dan kondisi di lapangan yang sangat dinamis.

4. Ketidakstabilan kualitas air terproduksi karena kurang optimalnya dosis

injeksi reverse demulsifier dalam mengatasi masalah emulsi pada

pengolahan air terproduksi.

1.3 Batasan Masalah

Agar penelitian ini dapat dilakukan lebih fokus dan mendalam maka

penelitian ini berkaitan dengan “Optimasi dosis injeksi reverse demulsifier dalam

4

mengatasi masalah emulsi pada pengolahan air terproduksi”, dimana variabelnya

dibatasi pada metode optimasi dosis injeksi reverse demulsifier berupa penentuan

dosis optimum dan efektifitasnya.

1.4 Rumusan Masalah

Berdasarkan batasan masalah yang dipilih maka dapat dirumuskan

permasalahan dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. Metode apa yang digunakan dalam optimasi dosis injeksi reverse

demulsifier untuk mendapatkan dosis optimum pada pengolahan air

terproduksi?

2. Bagaimana efektifitas reverse demulsifier dalam mengatasi masalah

emulsi?

1.5 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Dapat menentukan metode yang tepat dalam optimasi dosis injeksi

reverse demulsifier pada skala laboratorium dalam mengatasi masalah

emulsi pada pengolahan air terproduksi sehingga didapatkan kestabilan

pencapaian kualitas air buangan sesuai dengan baku mutu.

2. Mendapatkan produk reverse demulsifier dengan efektifitas yang tinggi

dalam mengatasi masalah emulsi.

5

1.6 Manfaat Penelitian

1.6.1 Bagi Mahasiswa

1. Menambah pengetahuan dan wawasan dalam menentukan metode yang

digunakan dalam optimasi dosis injeksi bahan kimia reverse demulsifier

dalam pengolahan air terproduksi minyak dan gas.

2. Merupakan kesempatan bagi mahasiswa untuk mengembangkan

kemampuan dan keahlian yang telah dipelajari.

1.6.2 Bagi Program Studi Teknik Lingkungan

1. Hasil penelitian mahasiswa diharapkan dapat dijadikan umpan balik

bagi Program Studi Teknik Lingkungan, khususnya yang berkaitan

dengan peningkatan wawasan pengetahuan praktis tenaga pengajar,

muatan kurikulum lokal, serta variasi dan kedalaman materi perkuliahan

secara keseluruhan.

1.6.3 Bagi Perusahaan

1. Hasil penelitian mahasiswa dapat dijadikan rujukan dan pertimbangan

dalam optimasi dosis injeksi bahan kimia reverse demulsifier yang akan

diaplikasikan dilapangan minyak dan gas, yang sesuai dengan

karakteristik air terproduksi sehingga didapatkan kestabilan pencapaian

kualitas air terproduksi yang dibuang ke lingkungan sesuai dengan baku

mutu yang ditetapkan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak Bumi

Minyak bumi adalah suatu senyawa hidrokarbon yang tersusun dari unsur

utama Karbon (83-87%), Hidrogen (11-14%), Oksigen (0-3,5%), dan unsur lain

seperti Nitrogen (0,2-0,5%), dan Sulfur (0-6%). Minyak bumi ini terbentuk dari

penguraian senyawa organik dari hewan, tumbuhan, maupun jasad renik yang mati

pada jutaan tahun yang lalu. Proses penguraian ini berlangsung oleh proses

kimiawi, fisika, maupun penguraian oleh jasad renik melalui proses yang sangat

lama dan panjang. Proses ini terjadi pada suhu dan tekanan yang tinggi menjadikan

suatu perubahan reaksi hidrokarbon yang kompleks (Fernando, 2012).

Pada proses Drilling (pengeboran) senyawa hidrokarbon alam dapat

diklasifikasikan dalam tiga fasa, yaitu:

1. Gas, yang sering disebut dengan nafta.

2. Cairan, yang disebut dengan minyak bumi.

3. Padatan, contohnya aspal dan senyawa lilin (paraffin).

Minyak bumi yang telah dipisahkan disebut dengan minyak bumi mentah

(crude oil). Minyak mentah dilakukan pengeboran dalam suhu yang tinggi hingga

mencapai 200OC, karena apabila dilakukan pengeboran pada suhu rendah viskositas

minyak akan tinggi dan membeku sehingga mempersulit proses pengeboran.

Minyak mentah terbagi menjadi dua yaitu minyak mentah ringan dan minyak

mentah berat. Minyak mentah ringan memiliki kandungan logam dan sulfur yang

7

rendah, sehingga warnanya lebih terang dan viskositas yang rendah. Sedangkan,

minyak mentah berat memiliki kandungan logam dan kadar sulfur yang mencapai

hingga 20%, warnanya hitam gelap dan viskositasnya tinggi karena memiliki titik

didih yang tinggi, sehingga untuk proses pengeboran harus dilakukan dengan

pemanasan agar meleleh ( CTI Technology Center, 1999 dalam Cahyani, 2017).

2.2 Permasalahan di Pertambangan Minyak dan Gas

Pada bagian fasilitas produksi sering dijumpai adanya masalah-

masalah yang dapat mengganggu pendistribusian minyak mentah. Proses

produksi minyak dari formasi tersebut mempunyai kandungan air yang sangat

besar, bahkan bisa mencapai kadar lebih dari 90%. Selain air, juga terdapat

komponen-komponen lain berupa pasir, garam-garam mineral, aspal, gas CO2 dan

H2S (Cahyani, 2017).

Air yang terdapat dalam jumlah besar sebagian dapat menimbulkan emulsi

dengan minyak akibat adanya zat pembuat emulsi dan pengadukan. Selain itu hal

yang tak kalah penting ialah adanya gas CO2 dan H2S yang dapat menyebabkan

korosi dan dapat mengakibatkan kerusakan pada casing, tubing, sistem perpipaan

dan fasilitas permukaan. Sedangkan, ion-ion yang larut dalam air seperti kalsium,

karbonat, dan sulfat dapat membentuk kerak. Kerak dapat menyebabkan pressure

drop karena terjadinya penyempitan pada sistem perpipaan, tubing, dan casing

sehingga dapat menurunkan produksi. (Cahyani, 2017).

Air yang terdapat dalam jumlah besar selain menimbulkan masalah dalam

proses produksi juga dapat menimbulkan masalah terhadap lingkungan. Jumlah air

yang banyak mengharuskan perusahaan pertambangan untuk membuang air

8

terproduksi langsung ke badan air atau di injeksikan kembali kedalam tanah.

Kualitas air buangan yang yang berada diatas baku mutu akan mempengaruhi

kualitas lingkungan karena banyak nya polutan yang terkandung didalamnya,

terutama (oil content) kandungan minyak dan lemak (Cahyani, 2017).

2.3 Emulsi Pada Industri Minyak dan Gas

Emulsi didefinisikan sebagai suatu sistem yang terdiri dari dua fasa cairan

yang tidak saling melarutkan, dimana salah satu fasa cairan terdispersi dalam cairan

lainnya. Cairan yang terpecah menjadi butir-butir dinamakan fasa terdispersi,

sedangkan cairan yang mengelilingi butiran-butiran itu disebut fasa continue atau

medium dispersi ( Nor Ilia Anisa Binti Aris, 2010).

2.3.1 Jenis-jenis Emulsi

2.3.1.1 Berdasarkan Ukuran Partikel Fasa Terdispersi

Ada 2 (dua) jenis emulsi yaitu:

1. Mikro emulsi dengan ukuran partikel (0,0001-0,1) µm.

2. Makro emulsi dengan ukuran partikel (0,1-50) µm.

Secara fisik bila emulsi tersebut kelihatan buram (tidak jernih) berarti

ukuran partikel dari fasa terdispersi kira-kira 7 µm, dan bila emulsi

kelihatan jernih dan tembus pandang berarti ukuran partikel fasa terdispersi

kurang dari 0.1 µm (Nor Ilia Anisa Binti Aris, 2010).

2.3.1.2 Berdasarkan Kondisi dari Fasa Terdispersi

Ada 2(dua) jenis emulsi yaitu:

9

1. Oil-in-water emulsion (o/w).

2. Water-in-oil emulsion (w/o).

Secara alamiah emulsi minyak mentah biasanya merupakan jenis

emulsi water-in-oil (air sebagai fasa terdispersi dan minyak sebagai fasa

continue). Dan emulsi ini bersifat stabil karena adanya kandungan aspal dan

resin dalam minyak mentah yang dapat membentuk film yang menyelimuti

butir air (aspal atau resin bertindak sebagai penstabil emulsi). Jenis emulsi

dapat tunjukkan seperti Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Jenis-Jenis Emulsi

Sumber: Nor Ilia Anisa Binti Aris, 2010.

2.3.2 Pembentukan Emulsi

2.3.2.1 Cairan yang Tidak Saling Melarutkan

Dalam operasi produksi minyak bumi umumnya diperoleh minyak dan air

secara bersamaan, antara minyak dan air bersifat tidak saling melarutkan, kondisi

ini akan cenderung membentuk air dalam minyak (w/o emulsion). Bila terjadi

kenaikan water cut atau terjadi proses water treatment akan memungkinkan terjadi

10

perubahan jenis emulsi minyak dalam air (o/w emulsion), dimana minyak menjadi

fasa terdispersi dan air menjadi fasa continue (Fernando, 2012 ).

2.3.2.2 Terjadinya Proses Pengadukan (Agitasi)

Untuk dapat terbentuknya emulsi pada minyak harus terjadi proses

pengadukan, misalnya gelembung gas bergerak melewati campuran minyak-air

atau akibat campuran air-minyak melewati celah kecil dengan kecepatan relatif

tinggi. Pembentukan emulsi pada umumnya terjadi dari beberapa tingkat pada

waktu produksi. Sumber proses agitasi yang cukup untuk dapat membentuk emulsi,

diantaranya terjadi pada waktu:

1. Minyak atau air masuk kedalam sumur (minyak dan air mengalir dari

formasi melewati lubang perforasi).

2. Pengangkatan buatan yaitu dengan pompa maupun gaslift.

3. Aliran fliuda pada tubing, flowline, valve, dan jepitan yang dapat

menimbulkan turbulensi aliran yang akan memecahkan partikel minyak

sehingga potensial untuk terbentuk emulsi.

4. Penurunan tekanan dan temperatur fluida produksi.

Tinggi rendahnya agitasi pada aliran fluida ditentukan oleh tingkat

turbulensi alirannya. Semakin tinggi turbulensi aliran yang terjadi, maka akan

semakin tinggi pula tingkat agitasinya. Karakteristik dari aliran dapat dibagi

menjadi 3 (tiga) yaitu:

1. Aliran laminer: NRe < 2000

2. Aliran transisi: 2000 < NRe <3000

3. Aliran turbulen: NRe> 3000 ( Fernando, 2012 ).

11

2.3.2.3. Keberadaan Emulsifying Agent

Pembentukan emulsi minyak juga tergantung pada keberadaan dari

emulsifying agent (zat pengemulsi) yang dapat bersifat terlarut, tersebar atau

terbasahi secara lebih mudah di dalam minyak dari pada air, maka minyak akan

bertindak sebagai fasa kontinyu dan air sebagai fasa yang terdispersi. Emulsifying

agent (emulsifier) merupakan zat aktif permukaan (surfactant) yang memperkecil

tegangan antar muka air dan minyak. Emulsifying agent tersusun atas kelompok

polar disebut hydrophilic (suka air) dan kelompok non polar disebut hydrophobic

(takut air). Emulsifying agent yang umum ditemukan dalam emulsi minyak bumi

adalah asphalt, material resin, naphtenik dan asam-asam organic yang terlarut dan

tersebar di dalam minyak (Fernando, 2012 ).

3 (tiga) proses yang berlangsung dari proses emulsifying agent adalah:

1. Memperkecil tegangan antar muka partikel

2. Membentuk lapisan penghalang (film), yang mencegah penggabungan antar

butiran air

3. Mensuspensi butiran air

Pada emulsi air dalam minyak, zat pengemulsi ini hadir dari fasa minyak

dan bergerak ke bidang antar muka, sehingga terakumulasi disekitar permukaan

minyak air. Emulsifying agent ini selanjutnya akan berperan sebagai penghalang

(buffer) yang menurunkan gaya tarik menarik antara partikel air dan minyak

sehingga menurunkan luas permukaan antar butiran dan akibatnya akan mampu

menurunkan tegangan permukaan. Tidak semua jenis emulsifying agent

mempunyai kemampuan untuk menurunkan tegangan antar permukaan antar

12

partikel, membentuk lapisan penghalang serta mensuspensi butiran air dalam

pembentukan emulsi. Kadang-kadang emulsifying agent ini hanya mampu bekerja

dengan salah satu dari ketiga prinsip diatas, sehingga jenis demulsifier menjadi

penentuan terhadap kestabilan emulsi (Fernando, 2012 ).

2.3.3 Kestabilan Emulsi

Studi mikroskopis menunjukan bahwa diameter butir fasa terdispersi pada

lapangan minyak (w/o) dapat berukuran 0,00001 mm hingga beberapa mm. Emulsi

yang memiliki ukuran butiran semakin kecil akan stabil dan lebih sulit dilakukan

pemisahan dibanding dengan yang berukuran butiran lebih besar. Minyak memiliki

kecenderungan membentuk emulsi. Pada beberapa jenis minyak dapat membentuk

emulsi yang sangat stabil sehingga sulit dipisahkan, sementara lainnya mungkin

tidak membentuk emulsi sehingga dapat dipisahkan secara cepat. Kehadiran,

jumlah dan sifat emulsifying agent menentukan apakah emulsi akan terbentuk dan

tingkat kestabilan emulsinya (Fernando, 2012).

Kestabilan atau ketahanan emulsi untuk pecah tergantung pada 4 (empat)

faktor, yaitu:

2.3.3.1. Viskositas

Viskositas dari cairan berhubungan dengan ketahanan untuk mengalir. Bila

minyak mempunyai viskositas yang tinggi, maka butir-butir akan memerlukan

waktu yang lebih lama untuk bergabung dan mengendap dibandingkan pada

minyak dengan viskositas yang rendah (butiran air relatif sulit bergerak dengan

cepat dalam minyak yang relatif kental (Fernando, 2012).

13

Kecepatan jatuh dari butiran air dalam minyak dapat dihitung dengan persamaan

Stoke´s:

Keterangan:

Vs = kecepatan jatuh butiran (cm/detik)

Ds= diameter butiran (cm)

ρ = spesifik gravitasi minyak

ρs= spesifik gravitasi air

g= konstanta gravitasi (981 cm/detik)

µ= viskositas dinamik dari fasa kontinyu

2.3.3.2 Spesifik Gravity

Dalam industri migas, spesifik gravity minyak dinyatakan dalam API

gravity. Minyak berat mempunyai ºAPI yang rendah, minyak jenis ini cenderung

untuk menahan butiran air berada dalam suspensi untuk waktu yang relatif lama

dibandingkan dengan minyak yang memiliki ºAPI yang tinggi. Perbedaan spesifik

gravitasi yang besar antara minyak dan air menyebabkan pengendapan yang relatif

cepat dan emulsi mudah dipecahkan (Fernando, 2012).

2.3.3.3 Kandungan Air

Bila dalam emulsi water-in-oil kandungan air bertambah, maka diperlukan

agitasi yang lebih intensif supaya pengemulsian air dapat terjadi dengan sempurna.

Emulsi dengan kandungan air yang tinggi tentunya mempunyai jumlah butir-butir

14

air per unit volume yang tinggi pula, sehingga cenderung untuk lebih mudah

membentuk butir-butir air yang lebih besar dan emulsi akan pecah. Emulsi jenis

water-in-oil dengan kandungan air yang besar cenderung untuk menjadi tidak stabil

(Fernando, 2012).

2.3.3.4 Umur Emulsi

Emulsi pada dasarnya berada pada kondisi yang tidak stabil, bila emulsi

water-in oil dimasukan dalam tangki dan tidak dilakukan treatment, maka sejumlah

butiran air akan bergabung dan memisahkan diri akibat gaya gravitasi. Bila

dilakukan treatment terhadap emulsi tersebut, maka proses pemecahan emulsi akan

lebih sempurna dan tinggal sedikit kandungan air yang tertinggal dalam minyak

(Fernando, 2012 ).

2.4 Destabilisasi Emulsi

2.4.1 Demulsifikasi

Terbentuknya emulsi dalam crude oil menimbulkan banyak kerugian dalam

industry migas. Proses destabilisasi emulsi atau demulsifikasi ini bertujuan untuk

memecahkan emulsi pada crude oil sehingga fasa air dan minyaknya terpisah.

Untuk memisahkan air dan minyak pada emulsi ini, lapisan film antar fasa ini harus

dirusak dan dihancurkan. Dalam skala indusri ada beberapa faktor yang dapat

mempengaruhi kecepatan proses demulsifikasi yaitu: (Sunil L. Kokal.,2000)

1. Temperatur

Meningkatnya temperature akan:

15

▪ Menurunkan viskositas air, minyak, dan lapisan film tipis pada

antarmuka air-oil

▪ Meningkatkan collison atau tumbukan antar tetesan

▪ Meningkatkan laju koalesen

▪ Merusak lapisan film pada antarfasa

▪ Meningkatkan perbedaan densitas minyak dan air sehingga

memudahkan pemisahan

2. Agitasi atau Shear, tahanan terhadap tumbukan dan gesekan tetesan emulsi

3. Waktu pemansan

4. Solid Removal (Penghilangan padatan)

Padatan yang terkandung dalam crude oil cendrung meningkatkan

kestabilan emulsi sehingga sulit untuk dipisahkan.

5. Pengontrolan Emulsfying agent (emulsifier)

Emulsifier merupakan molekul yang berperan dalam stabilisasi emulsi,

semakin meningkatkan konsentrasinya akan meningkatkan kestabilan

emulsinya.

2.4.2 Mekanisme Demulsifikasi

Menurut Trond Erik Havre (2002) proses demulsifikasi memiliki beberapa

tahapan, yaitu flokulasi, sedimentasi, dan koalesen (Gambar 2.2). Flokulasi adalah

proses mendekatnya dua atau lebih tetesan emulsi tanpa ada gaya interaksi diantara

keduanya. Flokulasi merupakan tahap awal dalam demulsifikasi, selama

demulsifikasi tetesan-tetesan menggumpal membentuk agregasi. Laju flokulasi

bergantung pada faktor berikut (Bobra M 1990, L.L Schramm 1992) :

16

▪ Air yang terkandung dalam emulsi, laju flokulasi akan meningkat

ketika pemisahan air meningkat.

▪ Temperatur, meningkatnya temperatur akan menigkatkan collision

probability, gerakan molekul yang juga mengarah pada peningkatan

flokulasi

▪ Viskositas minyak yang endah akan menurunkan waktu settling,

menigkatkan laju flokulasi.

▪ Perbedaan densitas, semakin tinggi perbedaan densitas minyak dan

air semkin menigkatkan laju sedimentasi tetapi didahului dengan

laju flokulasi.

▪ Adanya medan elektrostatik, menigkatkan medan elektrostatik akan

meningkatkan gerekan tetesan tetesan menuju elektroda dimana

tetesan tetsan ini beragregasi.

Creaming adalah proses pengambangan, sedangkan sedimentasi merupakan proses

pengendapan. Creaming dan sedimentasi dihasilkan dari perbedaan densitas antara

dua fasa cairan dimana sedimentasi terjadi jika Δρ > 0 sedangkan creaming terjadi

saat Δρ < 0.

Koalesen adalah proses penggabungan tetesan emulsi menjadi tetesan yang

lebih besar akibat tumbukan antara tetesan-tetesan emulsi tersebut. Adanya

koaleesn akan mereduksi luas permukaan total tetesan, sehingga koalesen

bertendensi pada terpisahnya fasa air dan minyak (Fernando, 2012).

17

Gambar 2.2 Tahapan Demulsifikasi Crude Oil

Sumber: Trond Erik Havre, 2002.

2.4.3 Metode Demulsifikasi

Dalam industri minyak telah dikembangkan beberapa metode

mendestabilkan emulsi untuk memisahkan air dan minyak pada crude oil, yaitu

metode thermal, mekanika, listrik dan kimia. Pertama adalah metode thermal,

contohnya metode Freeze thaw, yaitu proses demulsifikasi dengan menurunkan

suhu hingga air menjadi es dan minyak menjadi kristal, lalu dipanaskan pada suhu

tinggi, proses demulsifikasi terjadi hingga pemisahan air mencapai 90 % (Chang

Lin., et al.,2008).

Kedua adalah metode mekanika denggan menggunakan peralatan mekanik

untuk memecah emulsi, seperti knockout drums, two and three-phase separator,

desalter, settling tank, dan lain-lain.

Metode ketiga adalah metode elektrik dengan memberikan listrik dengan

voltage yang tinggi, tetesan akan bergerak dengan cepat saling berlawanan menuju

kutub elektrodanya. Medan listrik juga mengganggu kestabilan film antarfasa

dengan mengatur kembali molekul-molekul berdasarkan kepolarannya hingga

menigkatkan proses koalesen.

18

Metode keempat adalah metode kimia dengan menggunakan surfaktan.

Sarat demulsifier harus mempunyai sifat terlarut dalam fasa organic, mempunyai

konsentrasi tinggi yang terdifusi antarfsa, partisi molekul ada didalam fasa air dan

fasa minyak, laju adsorpsinya tinggi ke antarfasa dan menurunkan tegangan

antarmuka.

2.5 Baku Mutu Air Buangan

Baku mutu air buangan mengacu pada Peraturan Menteri Lingkungan

Hidup Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2010 tentang “Baku Mutu Air Limbah

Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Minyak dan Gas serta Panas Bumi”.

Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah dari Fasilitas Eksplorasi dan Produksi Migas di

Lepas Pantai (Off Shore) NO JENIS LIMBAH PARAMETER KADAR METODE

PENGUKURAN

1. Air Terproduksi Minyak dan Lemak 50 mg/L SNI 06-6989.10-2004

2. Air limbah

drainase dek

Minyak Bebas Nihil Visual

3. Air limbah

domestik

Benda terapung dan

buih busa

Nihil Visual

4. Air limbah saniter Residu Chlorine 2 mg/L Standard Method

4500-Cl

Sumber : Permen LH Nomor 19 Tahun 2010.

Tabel 2.2 Baku Mutu Air Limbah dari Kegiatan Eksplorasi dan Produksi Migas

dari Fasilitas Darat (On- Shore) Lama. No JENIS AIR

LIMBAH

PARAMETER KADAR

MAKSIMUM

METODE

PENGUKURAN

1. Air Terproduksi COD 300 mg/L SNI 06-6989.2-

2004 atau SNI 06-

6989.15-2004

atau APHA 5220

Minyak dan Lemak 25 mg/L SNI 06-6989.10-

2004

19

Sulfida Terlarut

(sebagai H2S)

1 mg/L SNI 06-2470-

1991 atau APHA

4500-S2

Amonia (sebagai

NH3,N)

10 mg/L SNI 06-6989.30-

2005 atau APHA

4500-NH3

Phenol Total 2 mg/L SNI 06-6989.21-

2005

Temperatur 45oC SNI 06-6989.23-

2005

pH 6-9 SNI 06-6989.11-

2004

TDS 4000 mg/L SNI 06-6989.27-

2005

2 Air Limbah

Drainase

Minyak dan Lemak 15 mg/L SNI 06-6989.10-

2004

Karbon Organik

Total

110 mg/L SNI 06-6989.28-

2005 atau APHA

5310


Tabel 2.3 Baku Mutu Air Limbah dari Kegiatan Eksplorasi dan Produksi Migas

dari Fasilitas Darat (On- Shore) Baru. No JENIS AIR

LIMBAH

PARAMETER KADAR

MAKSIMUM

METODE

PENGUKURAN

1. Air Terproduksi COD 200 mg/L SNI 06-6989.2-

2004 atau SNI 06-

6989.15-2004

atau APHA 5220

Minyak dan

Lemak

25 mg/L SNI 06-6989.10-

2004

Sulfida Terlarut

(sebagai H2S)

0,5 mg/L SNI 06-2470-

1991 atau APHA

4500-S2

Amonia (sebagai

NH3,N)

5 mg/L SNI 06-6989.30-

2005 atau APHA

4500-NH3

Phenol Total 2 mg/L SNI 06-6989.21-

2005

Temperatur 40oC SNI 06-6989.23-

2005

pH 6-9 SNI 06-6989.11-

2004

TDS 4000 mg/L SNI 06-6989.27-

2005

20

2 Air Limbah Drainase Minyak dan

Lemak

15 mg/L SNI 06-6989.10-

2004

Karbon Organik

Total

110 mg/L SNI 06-6989.28-

2005 atau APHA

5310


2.6 Sistem Pengolahan Air Terproduksi Minyak dan Gas Bumi

Proses pengolahan air terproduksi harus disesuaikan dengan karakteristik

air terproduksi, lokasi pengolahan dan tujuan pengolahan. Tujuan pengolahan dapat

berupa penginjeksian kembali air terproduksi ke dalam perut bumi dengan metode

injeksi melalui Disposal Well dan berupa pembuangan langsung air terproduksi ke

lingkungan Water Dumping (Andarani et al.,2015).

Fungsi utama dari sistem pengolahan air terproduksi (WTP/Water Treating

Plant) adalah menyisihkan air yang terproduksi yang datang dari sistem pengolahan

utama yang menyisihkan gas dan minyak. Air yang telah disisihkan dari sistem

pengolahan minyak tersebut akan dialirkan ke WTP untuk dapat dimurnikan

kembali dengan menghilangkan materi tersuspensi, seperti minyak, lemak, gemuk

dan padatan. Untuk lebih jelasnya, diagram alir proses pengolahan air terproduksi

dengan tujuan untuk dinjeksikan kembali ke dalam perut bumi dapat dilihat pada

Gambar 2.3 dan proses pengolahan air terproduksi dengan tujuan untuk dibuang

langsung ke lingkungan dapat dilihat pada Gambar 2.4 (Andarani., et al.,2015)

21

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Terproduksi dengan Tujuan Di

Injeksikan Kembali Ke Perut Bumi

Sumber : Andarani et al., 2015.

22

Gambar 2.4 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Terproduksi dengan Tujuan Di

Buang Langsung Ke Lingkungan

Sumber : (OWT Flatform PT PHM), 2018.

23

Water Treating Plant (WTP) terdiri dari 2 proses utama yaitu:

1. Tahap Pembersihan Minyak (Deoiling)

Tahap deoiling sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti waktu,

guncangan, dan bahan kimia yang digunakan, sehingga dapat dikatakan

bahwa tahap deoiling merupakan fungsi dari faktor-faktor tersebut. Waktu

yang cukup memungkinkan minyak untuk terpisah dari campuran dan

mengapung pada permukaan. Prinsip utama yang digunakan adalah

menggunakan gravitasi. Melalui prinsip ini sekitar 75-80% minyak dapat

dipisahkan. Oleh sebab itu konstruksi dari separator API (API Separator)

dan pit sebagai media pertama yang menerima bahan baku air dirancang

sedemikian rupa sehingga dapat memanfaatkan prinsip gravitasi untuk

memisahkan minyak. Setelah itu, air mengalir dari pit tersebut menuju ke

Mechanical Floatation Unit (MFU) lalu Oil Removal Filter (ORF)

(Andarani., et al.,2015).

2. Tahap Pelunakan / penurunan kesadahan (Softening)

Pada tahap ini air akan mengalami proses pelunakkan sehingga mencapai

tingkat kesadahan kurang dari 1 ppm agar dapat digunakan sebagai air

umpan pada steam generator yang akan ditampung dalam tangka Generated

Feed Water (GWF) (Andarani., et al.,2015).

2.6.1 API Separator dan Pompa

Air yang berasal dari water leg akan dialirkan ke API Separator Pit/

floatation pit. Pit adalah kolam yang didesain khusus untuk menampung air minyak

24

dan solid atau padatan yang datang dari drain, Free Water Knocked Out (FWKO)

tank, dan wash tank, limbah proses di WTP (back wash water ORF dan water

softener, skimming MFU), limbah proses di Slope Oil Treating Plant atau dari

sumber-sumber lainnya (Andarani., et al.,2015).

Limbah-limbah tersebut ditampung dalam waste pit lalu dialirkan ke API

Separator pit. Fluida yang mengalir ke dalam pit akan menjalani proses settling

atau pengendapan secara gravitasi, sehingga dapat terpisah berdasarkan berat

jenisnya. Padatan padatan akan mengendap di dasar pit, air akan berada di tengah

dan minyak mengapung di bagian atas. Secara berkala padatan akan diambil

menggunakan excavator lalu diangkut dengan tailgate truck menuju ke Slurry

Fracture Injection (SFI), air akan diproses lebih lanjut di WTP, dan minyak akan

dipompakan ke Slope Oil Treating Plant. Pit dapat beroperasi secara tunggal

ataupun gabungan antara beberapa sel. Pada sekat antara sel satu dengan yang

lainnya, baffle atau siphon dirancang khusus sehingga memungkinkan hanya air

yang dapat mengalir melalui baffle atau siphon menuju sel berikutnya, sedangkan

sebagian besar padatan dan minyak akan tinggal di sel tersebut (Andarani., et

al.,2015).

2.6.2 Mechanical Floatation Unit (MFU)

MFU adalah unit mekanis yang digunakan untuk memisahkan minyak dan

padatan dari air kotor dengan cara agitasi, penginjeksian bahan kimia, dan udara

sehingga minyak dan kotoran dapat terapung ke permukaan untuk di skim,

ditampung, dan dialirkan ke pembuangan, sedangkan air yang keluar dari MFU

25

dengan spesifikasi tertentu akan diolah ke proses berikutnya. Terdapat 4 buah sel

pada MFU dan setiap sel diharapkan mampu menyisihkan 25% oil content (OC)


Pada MFU ini dilakukan penambahan bahan kimia di bagian hulu

(upstream) agar terbentuk floc. Air akan bergerak dari satu sel menuju ke sel lain

melalui lubang yang terdapat di bawah baffle. Setiap sel dilengkapi dengan sebuah

agitator yang digerakkan dengan motor listrik, agitator tersebut berfungsi untuk

mengaduk air dan bahan kimia agar bercampur sempurna. Selanjutnya skimmer

yang digerakkan oleh motor listrik akan membawa floc yang terapung di permukaan

ke dalam oil box yang terdapat di sebelah kiri dan kanan sel MFU, kemudian

dialirkan melalui pipa menuju waste pit. Air dari sel yang terakhir akan dialirkan

ke surge tank melalui pipa keluar dari MFU. Pada pipa ini dipasang sebuah sample

cock yang berfungsi untuk mengambil dan menguji sampel. Tujuan utama dari

pengujian adalah untuk mengetahui kualitas air (terutama kandungan minyak) yang

keluar dari masing-masing unit. Di samping itu, pengujian air juga berguna untuk

menentukan jumlah bahan kimia yang diinjeksikan (Andarani., et al.,2015).

2.6.3 Oil Removal Filter (ORF)

ORF berfungsi sebagai media penyaringan terakhir dari air yang masih

mengandung minyak dan kotoran dari MFU sebelum air tersebut dialirkan menuju

proses softening di water softener. Hal ini disebabkan resin yang terdapat dalam

water softener memiliki daya tarik yang tinggi dengan minyak sehingga kandungan

26

minyak yang terdapat dalam air dapat menurunkan efisiensi dari softener tersebut


Faktor lain yang dapat menurunkan efisiensi dari softener adalah

peningkatan penggunaan banyaknya garam, pengurangan kapasitas softener, dan

memperpendek waktu pelayanan (service time) dari softener. Filter yang digunakan

terdiri dari 2 jenis filter yaitu Horizontal dan Vertikal Multimedia. Media yang

digunakan pada ORF Horizontal adalah pasir, yaitu garnet dan antrasit; sedangkan

media yang digunakan pada ORF Vertikal adalah kacang-kacangan, yaitu pecan

shell dan walnut (Andarani., et al.,2015).

2.6.4 Water Softener

Air terproduksi memiliki tingkat kesadahan yang tinggi. Kesadahan ini

dapat mengganggu proses selanjutnya karena kesadahan dapat menyebabkan

terbentuknya scale/kerak dalam pipa dan alat pemanas. Kesadahan paling banyak

disebabkan oleh adanya ion Ca2+ dan Mg2+. Water Softener ini berfungsi untuk

menurunkan kesadahan tersebut dengan cara penukaran ion. Media yang digunakan

adalah Na-Zeolit. Penukar ion akan menyisihkan ion kalsium dan ion magnesium

dari air dengan cara menggantikan mereka dengan ion sodium. Kalsium dan

magnesium tersebut (dan sedikit ion Fe) membuat air menjadi sadah. Softener akan

meningkatkan TDS (Total Dissolved Solid) dari air yang telah lunak (Andarani., et

al.,2015).

27

2.7 Koagulasi dan Flokulasi

Salah satu proses kimiawi untuk meningkatkan efisiensi unit Water

Treating Plant dalam pengolahan air terproduksi adalah koagulasi dan flokulasi.

Koagulasi adalah proses mendestabilisasi partikel-partikel koloid sehingga

tubrukan partikel dapat menyebabkan pertumbuhan partikel. Koagulasi merupakan

proses menurunkan atau menetralkan muatan listrik pada partikel-partikel

tersuspensi atau zeta-potential-nya. Muatan-muatan listrik yang sama pada partikel-

partikel kecil dalam air menyebabkan partikel-partikel tersebut saling menolak

sehingga membuat partikel-partikel koloid kecil terpisah satu sama lain dan

menjaganya tetap berada dalam suspense (Kristijarti., et al., 2015).

Proses koagulasi berfungsi untuk menetralkan atau mengurangi muatan

negatif pada partikel sehingga mengijinkan gaya tarik van der waals untuk

mendorong terjadinya agregasi koloid dan zat-zat tersuspensi halus untuk

membentuk microfloc. Reaksi-reaksi koagulasi biasanya tidak tuntas dan berbagai

reaksi-reaksi samping lainnya dengan zat-zat yang ada dalam air terproduksi dapat

terjadi bergantung pada karakteristik air terproduksi tersebut dan akan terus

berubah seiring berjalannya waktu. Semua reaksi dan mekanisme yang terlibat

dalam pendestabilisasian partikel dan pembentukan partikel yang lebih besar

melalui flokulasi perikinetik termasuk sebagai koagulasi. Koagulan adalah bahan

kimia yang ditambahkan untuk mendestabilisasi partikel koloid dalam air limbah

agar flok dapat terbentuk (Kristijarti., et al., 2015).

Flokulasi adalah proses berkumpulnya partikel-partikel flok mikro

membentuk aglomerasi besar melalui pengadukan fisis atau melalui aksi pengikatan

28

oleh flokulan. Flokulan adalah bahan kimiawi, biasanya organik, yang ditambahkan

untuk meningkatkan proses flokulasi. Istilah flokulasi digunakan untuk

menggambarkan proses ketika ukuran partikel meningkat sebagai akibat tubrukan

antar partikel. Flokulasi dibedakan menjadi:

1. Mikroflokulasi (flokulasi perikinetik) terjadi ketika partikel teragregasi

karena gerakan termal acak dari molekul-molekul cairan yang disebut

Brownian Motion.

2. Makroflokulasi (flokulasi ortokinetik) terjadi ketika partikel teragregasi

karena adanya peningkatan gradien-gradien kecepatan dan pencampuran

dalam media. Bentuk lain dari makroflokulasi disebabkan oleh

pengendapan diferensial, yaitu ketika partikel-partikel besar menarik

partikel-partikel kecil membentuk partikel-partikel yang lebih besar.

Makroflokulasi belum efektif sampai partikel-partikel koloid mencapai

ukuran 1-10 µm melalui kontak yang didorong oleh Brownian Motion dan

sedikit pencampuran (Kristijarti., et al., 2015).

2.8 Bahan Kimia Reverse Demulsifier

Reverse demulsifier adalah jenis bahan kimia yang diformulasikan khusus

untuk kebutuhan lapangan produksi minyak dan gas. Reverse demulsifier didapat

dari hasil pemilihan dengan menggunakan sampel air lapangan dan kondisi

lapangan tertentu. Kriteria bahan kimia reverse demulsifier yang baik yaitu:

1. Mengikat partikel minyak dalam air, minyak yang terikat akan naik ke

permukaan dan air menjadi bersih.

29

2. Menghasilkan pemisahan optimum antara minyak dan air pada kondisi

lapangan tertentu.

3. Air yang diproduksi akan mempunyai kadar minyak dan turbidity yang

rendah.

4. Kompatibel dengan demulsifier atau bahan kimia lain yang digunakan di

lapangan.

Cara pemakaian reverse demulsifier umumnya adalah di injeksikan secara

terus menerus ke dalam air terproduksi. Tempat injeksi yang dapat digunakan: pipa

buangan air pada separator dan wash tank. Jika water cut melebihi 70%, dapat juga

diinjeksikan pada manifold (sebelum separator) atau pada sumur yang

memproduksi banyak air. Dosis yang digunakan berdasarkan jumlah air yang

diolah, untuk mengetahui dosis yang dibutuhkan perlu optimasi di lapangan

(Kurniawan., et al., 2011).

Reverse demulsifier terdiri dari 2 jenis yaitu, Coagulant dan Flocculant.

Jenis coagulant digunakan pada tahap awal proses pengolahan air terproduksi yaitu

pada saat proses destabilisasi sehingga emulsi yang terbentuk dan stabil dapat

terpecah dengan menetralkan atau mengurangi muatan negatif pada partikel

sehingga menurunkan tegangan partikel antara butiran air dan butiran minyak dan

terbentuknya gaya tarik van der waals untuk mendorong terjadinya agregasi

droplet-droplet dan zat-zat tersuspensi halus untuk membentuk microfloc. Jenis

flocculant digunakan pada tahap coalescene sehingga mempercepat proses

penggabungan microfloc menjadi floc yang lebih besar (macrofloc) hingga

30

terbentuk butiran minyak lebih besar dan terjadi pemisahan antara air dan minyak

karena adanya perbedaan densitas antara air dan minyak (Kurniawan., et al., 2011).

Tipe reverse demulsifier Coagulant dan Flocculant dapat dilihat pada Tabel

berikut (Nindy Wulandari., et al,.2016)

Tabel 2.4 Tipe Reverse Demulsifier Coagulant

No Tipe Coagulant Rumus Kimia

1 Alumunium Sulfat Al2(SO4)3, 18H2O

2 Ferri Sulfat Fe(SO4), 7H2O

3 Kapur/Kalsium Hidroksida Ca(OH)2

4 Ferri Klorida FeCl3

5 Ferri Sulfat Fe2(SO4)3

6 Poly Alumunium Chloride (PAC) Al12Cl12(OH)24

Sumber: Nindy Wulandari., et al,.2016.

Tabel 2.5 Tipe Reverse Demulsifier Flocculant

No Tipe Flocculant Rumus Kimia

1 Poly Ethylene emines (cationic) H2N-CH2CH2N-CH2CH2NH

2 Komponen karboksil dan Sulfonate

(anionic)

R-COOH & R-SO2-OH

3 Polyacrilamide (nonionic) CH2CHCONH2


31

Mekanisme kerja reverse demulsifier dapat dilihat pada Gambar 2.5 dan 2.6.

berikut:

Gambar 2.5 Mekanisme Kerja Coagulant


Gambar 2.6 Mekanisme Kerja Flocculant


32

Kinerja bahan kimia reverse demulsifier dapat diukur dari nilai oil content

sample yang diuji. Semakin kecil nilai oil content yang dihasilkan semakin baik

kinerja dari reverse demulsifier tersebut (Kurniawan., et al., 2011).

Efektifitas Reverse Demulsifier dapat di hitung dengan persamaan:

Pada beberapa konsentrasi reverse demulsifier memberikan indikasi emulsi

yang semakin stabil yang disebabkan oleh dosis injeksi dan konsentrasi tidak sesuai

dengan cairan emulsi. Hal ini mengakibatkan molekul reverse demulsifier terlalu

banyak berada disekeliling butiran air dan menjadi pelapis yang tebal di sekeliling

butiran air maupun butiran minyak. Selanjutnya molekul-molekul yang terlalu tebal

ini akan menghalangi penggabungan antar butiran air maupun antar butiran minyak.

Fenomena dosis reverse demulsifier yang tidak tepat sehingga membuat emulsi

stabil ini disebut sebagi efek overtreat (Kokal, 2000).

2.9 Bottle Test

Bottle test adalah suatu metode dalam skala laboratorium untuk

mendapatkan bahan kimia demulsifier/reverse demulsifier yang seusai untuk

lapangan dan jenis emulsi tertentu. Prosedur ini memberikan panduan bagaimana

cara bekerja dengan baik untuk mendapatkan demulsifier/reverse demulsifier

tersebut. Pada bottle test bahan kimia yang berbeda ditambahkan ke tiap sampel

botol emulsi untuk menentukan bahan kimia mana yang paling efektif untuk

memecahkan, atau memisahkan, emulsi menjadi minyak dan air. Setelah bahan

kimia yang efektif ditentukan (bisa lebih dari 1 bahan kimia), jumlah injeksi/dosis

Oil Content Before Treatment Effectivenes of Reverse Demulsifier (%) : X 100 %

Oil Content Before Treatment - Oil Content After Treatment

33

yang bervariasi ditambahkan ke sampel botol emulsi untuk mendapatkan dosis

optimum yang diperlukan untuk memecah emulsi secara efektif, dan selanjutnya

dapat dilakukan pengujian lanjutan sesuai dengan proses pengolahan air terproduksi

yang diterapkan (Mahdi Rana Manggala., et al, 2017)

Pengujian bottle test dilakukan dengan menggunakan botol sampel kaca

bening 140 ml dengan tanda volumetrik yang jelas pada botol. Setiap botol diisi

dengan 100 ml sampel air /minyak mentah dan diikuti dengan injeksi bahan kimia

sesuai variasi dosis yang ditentukan. Air sampel yang terpisah diambil dari bagian

bawah botol menggunakan syringe, dan konsentrasi minyak dalam air diukur

dengan ekstraksi kemudian dibaca menggunakan spectrophotometer (George J.

Hirasaki., et al, 2010)

Prosedur bottle test dapat dilihat pada Gambar 2.7 berikut:

Gambar 2.7 Prosedur Umum Bottle Test

Sumber: George J. Hirasaki., et al,. 2010.

34

2.10 Jar Test

Jar test adalah suatu percobaan skala laboratorium untuk menentukan

kondisi operasi optimum pada proses pengolahan air dan air limbah. Tujuan jar test

adalah untuk memilih dan menghitung metode treatment untuk menghilangkan

padatan tersuspensi atau minyak yang terkandung dalam air limbah/air terproduksi.

Penentuan jenis reverse demulsifier dan dosis optimum yang dibutuhkan dalam

proses pengolahan air terproduksi yang efektif dilakukan dengan melakukan

percobaan Jar-Test (Ebeling., et al.,2005).

Jar test mensimulasikan beberapa tipe pengadukan, tipe bahan kimia, dan

dosis bahan kimia pada water treating plant pada skala laboratorium. Dalam skala

laboratorium, memungkinkan untuk dilakukannya 6 tes individual yang dijalankan

secara bersamaan. Jar test memiliki variabel kecepatan putar pengaduk yang dapat

mengontrol energi yang diperlukan untuk proses (Ebeling., et al.,2005).

Jar test dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut dengan

Flokulator umumnya menggunakan 4 sampai 6 jar yang dilengkapi dengan

pengaduk yang dapat digunakan sebagai simulasi pengadukan dan settling time

yang dapat mewakili kondisi sebenarnya dilapangan seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.8.

35

Gambar 2.8 Jar Test Apparatus/Flokulator

Sumber : Ebeling et al., 2005.

Flokulator adalah alat yang digunakan untuk flokulasi. Saat ini banyak kita

menjumpai berbagai macam flokulator, tetapi berdasarkan cara kerjanya flokulator

dibedakan menjadi 3 macam: yaitu pneumatic, mekanik, dan baffle (Ebeling., et

al.,2005).

Flokulator secara pneumatic, dirancang dengan cara mensuplai udara ke

dalam bak flokulasi, cara kerjanya sama seperti yang dilakukan pada aerasi,

bedanya suplai udara yang diberikan ke bak flokulasi tidak sebesar pada bak aerasi.

Jenis flokulator ini jarang sekali kita temukan saat ini, tetapi yang paling sering

adalah flokulator secara mekanis. Flokulator secara mekanis paling banyak kita

jumpai saat ini, bentuk serta desainnyapun bermacam-macam. Prinsip kerja jenis

flokulator ini adalah dengan cara pengadukan (mixing), karena bentuknya yang

bermacam-macam inilah maka bentuk ini sangat familiar. Bentuk yang terakhir

adalah dengan Baffle, jika dibandingkan dengan 2 jenis flokulator di atas, maka

36

jenis flokulator ini jarang atau bahkan tidak pernah kita jumpai sekarang ini,

pasalnya sistem Baffle mempunyai tingkat velositas G dan GT sangat terbatas

(Ebeling., et al.,2005).

2.11 Spectrophotometer

Spectrophotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spectrometer dan photometer. Spectrometer menghasilkan sinar dari spektrum

dengan panjang gelombang tertentu dan photometer adalah alat pengukur intensitas

cahaya yang di transmisikan atau diadsorbsi. Jadi spectrophotometer digunakan

untuk mengukur energi secara relative jika energi tersebut ditransmisikan,

direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan

spectrometer dengan photometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat

lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating

ataupun celah optis. Suatu spectorphotometer tersusun dari sumber sumber

spektrum tampak kontinyu, monokromator, sel pangabsorpsi untuk larutan sampel

atau bangko dan suatu alat untuk mengukur absorpsi antara sampel dan blangko

(Kasmari.,2016)

Spectrophotometer ini merupakan gabungan antara spectrophotometer UV

dan Visible. Menggunakan dua buah cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan

sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah

menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu

photodiodide yang dilengkapi dengan monokromator. Untuk sistem

spectrophotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan.

37

Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sampel berwarna juga

untuk sampel tak berwarna (Kasmari.,2016).

Prinsip kerja spectrophotometer adalah bila cahaya (monokromatik,

maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk

akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Nilai

yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena

memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Spectrophotometer dapat dilihat

pada Gambar 2.9 berikut: (Kasmari.,2016).

Gambar 2.9 Spectrophotometer

Sumber : Laboratorium Equipment PT. Hydrocarbon Enhancement

Chemistry, 2018.

38

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Penelitian ini merupakan jenis penelitian deskriptif dengan pendekatan

kuantitatif agar dapat menjelaskan dan menggambarkan masalah yang diteliti

dengan beberapa instrument penelitian, sehingga menghasilkan dan mengolah data

yang sifatnya desktriptif, seperti hasil uji laboratorium, catatan lapangan, gambar

foto, kemudian bisa diolah dalam bentuk presentasi angka untuk menjawab

rumusan masalah yang diagkat. Dalam penelitian ini dinyatakan dalam angka

berupa nilai dosis dan efektifitas dari setiap bahan kimia reverse demulsifier yang

didapatkan dari metode bottle test dan mini wemco/jar test terhadap sampel air

terproduksi dari PT Pertamina Hulu Mahakam.

3.2. Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan di Laboratorium Research and Development milik PT

Hydrocarbon Enhancement Chemistry di Kawasan Industri Delta Silicon 3 Lippo

Cikarang Bekasi.Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan terhitung sejak bulan

Agustus 2018 sampai bulan Oktober 2018.

3.3 Variabel Penelitian

Sugiyono (1997) meyatakan bahwa variabel di dalam penelitian merupakan

suatu atribut dari sekelompok objek yang diteliti yang mempunyai variasi antara

39

satu dengan yang lain dalam kelompok tersebut. Variabel adalah objek penelitian,

atau apa yang menjadi titik perhatian suatu penelitian. Dalam penelitian ini terdapat

dua variabel yaitu: variabel bebas (independent variable) dan variabel terikat

(dependent variable):

1. Variabel bebas (independent variable) adalah variabel yang menjadi sebab

timbulnya atau berubahnya variabel terikat (dependent variable). Yang

menjadi variabel bebas dalam penelitian ini adalah dosis injeksi bahan kimia

reverse demulsifier.

2. Variabel terikat (dependent variable) merupakan variabel yang dipengaruhi

atau yang menjadi akibat, karena adanya variabel bebas. Yang menjadi

variabel terikat dalam penelitian ini adalah efektifitas bahan kimia reverse

demulsifier.

3.4 Metode Pengumpulan Data

3.4.1 Pengumpulan Data Sekunder

Data sekunder dikumpulkan dari dokumen-dokumen dan referensi-

referensi yang ada. Pengumpulan data sekunder yang dibutuhkan dalam penelitian

ini adalah:

1. Data literatur, jurnal, makalah dan laporan penelitian terdahulu.

2. Data berupa bagan alir proses produksi minyak dan gas serta unit

pengolahan air terproduksi.

3. Data karakteristik dan kualitas air terproduksi.

40

4. Data tipe bahan bahan kimia reverse demulsifier yang sesuai dalam

pengolahan air terproduksi

5. Data hasil uji oil content air terproduksi.

3.4.2 Pengumpulan Data Primer

Pengumpulan data primer berdasarkan hasil penelitan langsung terhadap

objek penelitian penentuan dosis optimum bahan kimia reverse demulsifier. Data

primer yang dikumpulkan diantaranya:

1. Data metode penentuan dosis optimum bahan kimia reverse demulsifier

berupa metode bottle test dan mini wemco/jar test.

2. Data bahan kimia reverse demulsifier yang digunakan.

3. Data dosis bahan kimia reverse demulsifier yang digunakan.

4. Data efektifitas bahan kimia reverse demulsifier terhadap sampel air

terproduksi yang di uji

3.5 Metode Analisis Data

Metode analisis data merupakan suatu langkah yang paling menentukan dari

suatu penelitian, karena analisa data berfungsi untuk menyimpulkan hasil

penelitian. Analisis data pada penelitian ini dilakukan secara deskriptif dengan cara

membandingkan hasil dari masing-masing perlakuan dengan standar baku mutu air

limbah berdasarkan Permen LH Nomor 19 Tahun 2010. Analisa data pada

penelitian ini berupa:

41

3.5.1 Analisa Proses Pengolahan Air Terproduksi

Proses pengolahan air terproduksi mengacu pada data PFD (Process Flow

Diagram) perusahan eksploitasi minyak dan gas PT. Pertamina Hulu Mahakam

yang berlokasi di Delta Mahakam Kalimantan Timur.

3.5.2 Analisa Karakteristik dan Kualitas Air Terproduksi

3.5.2.1 Karakteristik Air Terproduksi

Karakter air terproduksi ditentukan dari jenis produksi utama (minyak/gas)

pada suatu lapangan minyak dan gas. Pada produksi minyak karakter air terproduksi

mengandung hydrocarbon fraksi berat, sedangkan pada produksi gas air terproduksi

mengandung fraksi ringan.

3.5.2.2 Kualitas Air Terproduksi

Penentuan kualitas air terproduksi dilakukan dengan penentuan oil content

menggunakan spectrophotometer Hach DR-3900. Penentuan oil content dengan

metode spektrophotometry dilakukan dengan mengekstrak sampel yang di uji

dengan menambahkan 10% toluene, larutan toluene yang sudah diekstraksikan

diambil sebanyak 10 ml kedalam cuvet untuk dibaca nilai oil content nya dan dicatat

dalam formulir hasil uji oil content.

3.5.3 Metode Optimasi Dosis Injeksi Reverse Demulsifier

Metode penelitian optimasi dosis injeksi reverse demulsifier:

42

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian

Sumber : Peneliti, 2018

3.5.3.1 Metode Bottle Test

Pada tahap awal optimasi dosis injeksi bahan kimia reverse demulsifier

dilakukan dengan menggunakan bottle test. Botol sani glass diisi dengan 100 ml

sampel air terproduksi yang sudah dipanaskan sesuai temperatur lapangan yaitu

300C dan dikocok agar homogen, lalu di injeksikan reverse demulsifier dengan

variasi dosis yang sudah di tentukan (15,30,50 ppm) berdasarkan data tender produk

reverse demulsifier yang pernah di ikuti. Sisakan satu botol untuk blank, kocok

Masalah Emulsi Air Terproduksi

PT. Pertamina Hulu Mahakam

Sampel Air Terproduksi

(Untreated)

Temperatur, Agitasi, Oil Content,

Setling Time, Dosis Chemical

(15,30,50ppm)

Bottle Test (Laboratory Test)

Mini Wemco/Jar Test

(Laboratory Test)

Final Product Reverse

Demulsifier (Dosis Optimum)

Pengajuan Field Test

Reverse Demulsifier

Water Quality,

Oil Content &

Effectivenes

Water Quality,

Oil Content &

Effectivenes

43

botol dengan kencang secara manual (tangan) sebanyak 100 kali atau selama 1-2

menit dengan menggunakan shaking machine (kecepatan disesuaikan). Lakukan

pengamatan sesaat (tidak lebih dari 5 menit) setelah pengocokan (interface,

kejernihan air), ambil foto jika diperlukan. Lakukan pengukuran oil content dengan

mengambil air yang sudah terpisahkan (bagian bawah botol) dengan menggunakan

thief syringe, kemudian di ukur dengan spectrophotometer. Catat semua hasil

pengamatan (interface, kejernihan air, oil content, % efisiensi), kedalam formulir

reverse demulsifier test. Berdasarkan hasil bottle test tentukan 3 (tiga) produk

terbaik untuk selanjutnya dilakukan mini wemco test/jar test.

Hasil pengujian bottle test didokumentasikan dalam suatu formulir bottle

test record seperti pada Tabel berikut.

Tabel 3.1 Reverse Demulsifier Bottle Test Record

Sumber: Formulir Bottle Test Hydrocarbon E Chemistry, 2018.

3.5.3.2 Metode Mini Wemco/Jar test

Pada penentuan dosis optimum reverse demulsifier untuk mengkonfirmasi

hasil bottle test dilakukan dengan mini wemco/jar test. Mini wemco/jar test

44

mensimulasikan beberapa tipe pengadukan, tipe bahan kimia, dan dosis bahan

kimia yang terjadi pada water treating plant pada skala laboratorium. Pada tahap

ini selain menggunakan 3 produk terbaik yang didapatkan pada bottle test,

dilakukan juga pengujian dengan menggunakan bahan kimia reverse demulsifier

yang diaplikasikan dilapangan migas Delta Mahakam Kalimantan Timur

(Incumbent). Penggunaan produk incumbent bertujuan untuk dapat

membandingkan hasil pengujian reverse demulsifier. Tuang sampel air terproduksi

yang sudah dipanaskan sesuai temperatur lapangan yaitu 300C dan sudah dikocok

agar homogen ke dalam mini wemco/flokulator sebanyak 2 liter. Injeksikan produk

reverse demulsifier dengan variasi dosis yang sudah ditentukan (RD-1 30ppm, RD-

2 50ppm, RD-4 50ppm dan Incumbent 50ppm). Nyalakan agitator dengan menutup

ventilasi udara selama 30 detik (kecepatan putaran disesuaikan). Buka ventilasi

udara dan biarkan bahan kimia bereaksi selama 2,5 menit, amati floc dan busa yang

terbentuk. Matikan agitator dan diamkan selama 10 detik. Buka valve mini

wemco/flokulator, biarkan mengalir sesaat kemudian tampung kedalam botol

sebanyak 100 ml untuk pengukuran oil content dengan menggunakan

spectrophotometer. Untuk blanko, ikuti langkah yang sama (tanpa penambahan

bahan kimia reverse demulsifier). Catat semua hasil pengamatan (interface,

kejernihan air, oil content, % efisiensi), kedalam formulir reverse demulsifier test.

Berdasarkan hasil mini wemco/jar test tentukan 1 produk terbaik untuk diajukan uji

coba dilapangan migas.

Hasil pengujian jar test didokumentasikan dalam suatu formulir mini wemco/jar

test record seperti pada Tabel berikut (Ebeling et al.,).

45

Tabel 3.2 Reverse Demulsifier Mini Wemco/Jar Test Record

Sumber: Formulir Mini Wemco/Jar Test PT Hydrocarbon E Chemistry, 2018.

3.5.4 Efektifitas Reverse Demulsifier Dalam Mengatasi Masalah Emulsi

Efektifitas reverse demulsifier dalam mengatasi emulsi minyak dalam air

ditentukan dengan membandingkan oil content sampel yang diijeksi reverse

demulsifier dengan sampel yang tidak diinjeksi reverse demulsifier.

Penentuan efektifitas dapat dihitung dengan persamaan:

3.6 Alat dan Bahan

3.6.1 Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Microsyringe

(Microman), Waterbath (Memmert), Lab glass ware (beaker glass, gelas ukur),

Botol sani glass 150 ml untuk uji Bottle Test, Shaking Machine, Pipet ukur, Mini

wemco/jar test apparatus, stop watch dan Spectrophotometer (Hach-DR 3900)

untuk pengukuran oil content

Oil Content Before Treatment Effectivenes of Reverse Demulsifier (%) : X 100 %

Oil Content Before Treatment - Oil Content After Treatment

46

3.6.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan kimia reverse

demulsifier dengan jenis flocculant yang merupakan reverse demulsifier test kit

milik PT Hydrocarbon Enhancement Chemistry dengan kode produk (RD-1, RD-

2, RD-3, RD-4, RD-5, RD-6) dan bahan kimia reverse demulsifier yang saat ini

diaplikasikan di lapangan (Incumbent).

Tabel 3.3 Produk Bahan Kimia Flocculant Reverse Demulsifier

No Nama Produk Kandungan

1 RD-1 Polyacrylamide: > 40%, Poly(diallydimethylammonium

chloride): <25%

2 RD-2 Hydrocarbons, C-12-C15, n-alkanes, isoalkanes, cylics,

<2% aromatics: 20-45%, Isotridecanol ethoxylated: <3%

3 RD-3 Hydrocarbons, C-12-C15, n-alkanes, isoalkanes, cylics,

<2% aromatics: 20-30%, Isotridecanol ethoxylated: <5%

4 RD-4 Ethanaminium, N ,N , N-trimethyl-2[(1-oxo-2-

propenyl)]-,chloride, polymer with 2-propenamide: 25-

60%, Distillates (petroleum),hydrotreated light 20-30%,

Poly(oxy-1,2-ethanediyl),a-tridecyl-whydroxy-,branched:

<5%

5 RD-5 Dimethylamine,epichlorohydrin,ethylenediamine

polymer: 25-75%

6 RD-6 Poly(oxy-1,2-ethanediyl),a-tridecyl-whydroxy-,branched:

<5%

Sumber : Data Sekunder (TDS Reverse Demulsifier Kit PT Hydrocarbon E

Chemistry), 2018

Sampel yang di uji adalah sampel air terproduksi dari lapangan migas PT

Pertamina Hulu Mahakam di Delta Mahakam, Kalimantan Timur. Sampel air

terproduksi di ambil dari inlet OWTU (oily water treatment unit) sebelum titik

injeksi bahan kimia reverse demulsifier yang di pakai saat ini.

47

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Proses Pengolahan Air Terproduksi di Lapangan MIGAS

Pada penelitian ini sampel air terproduksi diperoleh dari lapangan produksi

minyak dan gas PT. Pertamina Hulu Mahakam (PHM) yang berlokasi di Kawasan

Sungai Mahakam Kalimantan Timur. Produksi utama dari lapangan tersebut adalah

gas alam, dimana pada proses nya air juga ikut terproduksi. Pada tahap awal fluida

dari dalam sumur yang berupa gas, minyak dan air dipisahkan di vessel slugcatcher

yang berfugsi memisahkan antara gas, minyak dan air untuk diolah pada tahap

selanjutnya.

Proses pengolahan air terproduksi pada lapangan minyak dan gas di PT.

Pertamina Hulu Mahakam sangat menjadi prioritas karena air terproduksi yang

diolah langsung dibuang ke Sungai Mahakam sehingga kualitas air buangan harus

susuai dengan baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah yaitu mengacu pada

Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2010

tentang “Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau Kegiatan Minyak dan Gas

serta Panas Bumi”.

Alur pengolahan air terproduksi pada lapangan minyak dan gas di PT.

Pertamina Hulu Mahakam dapat dilihat pada Gambar 4.1.

48

Gambar 4.1 Proses Pengolahan Air Terproduksi

Sumber: Data Sekunder (PFD OWT Flatform PT PHM), 2018.

49

Berdasarkan Gambar 4.1 dapat disimpulkan proses utama pengolahan air

terproduksi yaitu:

1. Air dari proses pemisahan di vessel slugcatcher di alirkan ke vessel

degassing dengan pengaturan level dan waktu tinggal diharapkan terjadi

pemisahan antara air dan minyak. Air dibagian bawah yang terpisahkan

pada vessel degassing akan diolah ketahap selanjutnya.

2. Air yang terpisahkan di vessel degassing akan dialirkan ke flotation unit

(MFU) dengan dikontakkan terlebih dahulu dengan reverse demulsifier agar

pemisahan antara air dan minyak dapat berlangsung dengan cepat.

3. Air yang berada di flotation unit (MFU) yang terbagi menjadi 5

kompartemen dipisahkan antara air dengan minyak yang masih terlarut

dengan menggunakan agitasi. Minyak yang terlarut terangkat ke bagian atas

dan dialirkan untuk proses selanjutnya. Air yang terpisahkan di flotation

unit dibuang langsung ke sungai dengan memastikan terlebih dahulu oil

content nya sesuai baku mutu.

Gambar 4.2 Flotation Unit

Sumber: Data Sekunder (OWT Display Process PT PHM), 2018.

50

Simplified flow diagram ditunjukan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Simplified Flow Diagram

Sumber : Data Sekunder (Simplified Process PT PHM), 2018.

4.2 Karakteristik dan Kualitas Air Terproduksi

4.2.1 Karakteristik Air Terproduksi

Sampel air terproduksi di lapangan minyak dan gas PT. Pertamina Hulu

Mahakam di Delta Mahakam, Kalimantan Timur memiliki karakteristik sebagai

oily water dimana hydrocarobon yang terkandung merupakan hydrocarbon fraksi

ringan (C1-C4) karena sebagian besar produksi adalah gas alam dan kondensat.

4.2.2 Kualitas Air Terproduksi

Lapangan minyak dan gas PT. Pertamina Hulu Mahakam di Delta Mahakam

Kalimantan Timur yang sebagian besar memproduksi gas dan kondensat membuat

kualitas air terproduksi masih banyak mengandung hydrocarbon fraksi ringan (oily

water). Sampel air terproduksi yang diambil berasal dari titik pengambilan sampel

yang berada di inlet pengolahan air pada lapangan tersebut. Diharapkan

pengambilan pada titik inlet tersebut belum terkena injeksi bahan kimia reverse

51

demulsifier yang dipakai saat ini. Titik pengambilan sample air terproduksi dapat

dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Titik Pengambilan Sampel

Sumber : Data Sekunder (OWT Flatform PT PHM), 2018.

Sampel air terproduksi yang diambil dari titik tersebut ditampung kedalam

wadah jerrycan untuk selanjutnya dapat dilakukan pengujian bahan kimia reverse

demulsifier. Wadah sampel air terproduksi diberikan informasi berupa jenis sampel,

titik pengambilan sampel, temperatur, tanggal pengambilan sampel dan personil

yang mengambil sampel, karena informasi tersebut sangat dibutuhkan saat

melakukan pengujian behan kimia reverse demulsifier. Informasi yang terdapat

pada wadah sampel air terproduksi ditunjukan pada Gambar 4.5.

52

Gambar 4.5 Sampel Air Terproduksi

Sumber: Dokumentasi Peneliti, 2018.

Kualitas air terproduksi dapat dilihat pada Tabel Berikut:

Tabel 4.1 Hasil Uji Oil Content Sampel Air Terproduksi

Jenis Sampel : Sampel Air Terproduksi

Titik Sampling : Inlet Degassing A/B

Tanggal Analisa : 6 September 2018

No Parameter Unit Hasil Test Metode*

1 Oil Content mg/l 560,00 Spectrophotometry

Sumber: Data Sekunder , 2018.

Berdasarkan laporan hasil uji sampel air terproduksi tersebut, minyak yang

terkandung didalam air terproduksi masih cukup tinggi sehingga dibutuhkan proses

pengolahan air lanjutan dengan bantuan bahan kimia reverse demulsifier.

53

4.3 Metode Optimasi Dosis Injeksi Reverse Demulsifier

Metode yang digunakan dalam optimasi dosis injeksi reverse demulsifier

adalah metode bottle test dan metode mini wemco/jar test. Berdasarkan literatur dari

beberapa penelitian yang pernah dilakukan sebelumya, kedua metode tersebut

dianggap paling tepat dalam optimasi dosis injeksi reverse demulsifier karena dapat

mensimulasikan kondisi aktual di lapangan migas, sehingga dapat disimulasikan

beberapa parameter seperti temperatur, settling time, tipe pengadukan pada skala

laboratorium.

4.3.1 Metode Bottle Test

Bottle test merupakan suatu tahapan pengujian bahan kimia reverse

demulsifier pada skala laboratorium dengan menggunakan botol uji dimana pada

tahap ini didapatkan beberapa dosis optimum dari beberapa kit reverse demulsifier

yang mempunyai efektifitas yang tinggi. Pada tahap bottle test ditentukan tiga

produk terbaik dari variasi dosis yang sudah ditentukan. Pada penelitian ini

ditentukan 3 dosis pengujian yaitu 15, 30 dan 50 ppm.

4.3.1.1 Hasil Bottle Test

Paramater utama yang dilihat dari bottle test adalah kemampuan suatu

produk dalam memecah emulsi minyak dalam air yaitu seberapa besar suatu produk

dapat menghilangkan nilai oil content air terproduksi. Hasil oil content pada bottle

test dapat dilihat pada Tabel berikut:

54

Tabel 4.2 Hasil Uji Oil Content Sampel Air Terproduksi Hasil Bottle Test

Jenis Sampel : Sampel Air Terproduksi Hasil Bottle Test



No Komponen Parameter Unit Hasil Test Metode*

1 Blank Oil Content mg/l 560,00 Spectrophotometry

2 RD1-15 Oil Content mg/l 25,00 Spectrophotometry


















Sumber: Data Sekunder, 2018.

55

Hasil bottle test dapat dilihat pada Tabel berikut:

Tabel 4.3. Reverse Demulsifier Bottle Test Record

Sumber : Data Primer, 2018

Pengamatan sampel bottle test dapat dilihat pada Gambar 4.6 berikut

Gambar 4.6. Pengamatan Sampel Bottle Test

Sumber : Dokumentasi Peneliti, 2018

Treatment Test Date

Test Temp Test By

Agitation

1 Blank 0 100 5 H 560 0

2 RD1-15 15 100 5 C 25 95,54

3 RD2-15 15 100 5 FC 40 92,86

4 RD3-15 15 100 5 H 320 42,86

5 RD4-15 15 100 5 C 28 95

6 RD5-15 15 100 5 FC 56 90

7 RD6-15 15 100 5 FC 44 92,14

8 RD1-30 30 100 5 VC 13 97,68 u

9 RD2-30 30 100 5 C 24 95,71

10 RD3-30 30 100 5 FC 75 86,61

11 RD4-30 30 100 5 C 19 96,61

12 RD5-30 30 100 5 C 35 93,75

13 RD6-30 30 100 5 C 27 95,18

14 RD1-50 50 100 5 VC 18 96,79

15 RD2-50 50 100 5 C 17 96,96 w

16 RD3-50 50 100 5 FC 58 89,64

17 RD4-50 50 100 5 VC 15 97,32 v

18 RD5-50 50 100 5 C 25 95,54

19 RD6-50 50 100 5 C 21 96,25

Oil ContentEffectivenes

of RD (% )Rank Comment

Sample Date : 25 Aug 2018 : 100 times

No CompoundDosage

(ppm)

Sample

(ml)

Settling

(mins)Clarity

Sample Point : Inlet Degassing A/B : Reverse Demulsifier : 8 Sep 2018

Type of Sample : Oily Water : 300 C : YS

56

4.3.2 Metode Mini Wemco Test / Jar Test

Mini wemco test/jar test merupakan tahapan optimasi dosis injeksi bahan

kimia reverse demulsifier pada skala laboratorium yang menggunakan alat mini

wemco/flokulator yang mensimulasikan beberapa tipe pengadukan, tipe bahan

kimia, dan dosis bahan kimia yang terjadi pada proses pengolahan air terproduksi

di lapangan migas. Pengujian utama yang dilakukan pada mini wemco test/jar test

adalah untuk mengkonfirmasi produk yang didapatkan dari proses bottle test.

Sebagai tahapan lanjutan setelah melakukan bottle test maka pada mini

wemco test bahan kimia yang digunakan adalah tiga produk terbaik dari tahapan

bottle test. Selain tiga produk hasil bottle test, pada pengujian ini digunakan juga

reverse demulsifier yang saat ini diaplikasikan di lapangan (Incumbnet).

Penggunaan produk incumbent bertujuan untuk dapat membandingkan hasil

pengujian reverse demulsifier. Produk dan dosis yang di gunakan pada mini

wemco/jar test adalah RD-1 30 ppm, RD-2 50 ppm, RD-4 50 ppm dan Incumbent

50 ppm. Pada penelitian ini digunakan jenis mini wemco/flokulator tipe mekanis

yaitu dengan menggunakan tipe mixing.

Paramater utama yang dilihat dari mini wemco test sama dengan parameter

utama pada bottle test yaitu kemampuan suatu produk dalam memecah emulsi

minyak dalam air yaitu seberapa besar suatu produk dapat menghilangkan nilai oil

content air terproduksi. Hasil oil content pada dapat dilihat pada Tabel berikut.

57

Tabel 4.4 Hasil Uji Oil Content Sampel Air Terproduksi Mini Wemco/Jar Test

Jenis Sampel : Sampel Air Terproduksi Hasil Bottle Test



No Komponen Parameter Unit Hasil Test Metode*

1 Blank1 Oil Content mg/l 525,00 Spectrophotometer

2 RD1-30 Oil Content mg/l 6,00 Spectrophotometer






8 Incumbent-50 Oil Content mg/l 14,00 Spectrophotometer


4.3.2.1 Hasil Mini Wemco / Jar Test

Hasil mini wemco/ jar test dapat dilihat pada Tabel berikut:

Tabel 4.5. Reverse Demulsifier Mini Wemco/Jar Test Record


Treatment Test Date

Test Temp Test By

Agitation

1 Blank 0 2000 10 H 525 0

2 RD1-30 30 2000 10 VC 6 98,86 u

3 Blank 0 2000 10 H 550 0

4 RD2-50 50 2000 10 VC 11 98 w

5 Blank 0 2000 10 H 540 0

6 RD4-50 50 2000 10 VC 7 98,7 v

7 Blank 0 2000 10 H 545 0

8 Incumbent 50 2000 10 VC 14 97,43

CommentOil ContentEffectivenes

of RD (% )Rank

Sample Date : 25 Aug 2018 : 100 times

No CompoundDosage

(ppm)

Sample

(ml)

Settling

(mins)Clarity

Sample Point : Inlet Degassing A/B : Reverse Demulsifier : 8 Sep 2018

Type of Sample : Oily Water : 300 C : YS

58

Pengamatan sampel mini wemco/jar test dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Pengamatan Sampel Mini Wemco/Jar Test

Sumber : Dokumentasi Peneliti, 2018

4.4. Efektifitas Reverse Demulsifier Dalam Mengatasi Masalah Emulsi

4.4.1 Efektifitas Bottle Test

Penentuan efektifitas pada bottle test reverse demulsifier dilakukan dengan

membandingkan nilai oil content sampel yang diinjeksikan reverse demulsifier

dengan sampel yang tidak diinjeksikan reverse demulsifier. Variasi dosis yang

digunakan yaitu adalah adalah 15 ppm, 30 ppm, dan 50 ppm. Adapun hasil %

efektifitas yang diperoleh, dapat diamati melalui Gambar 4.8.

Treated Sample Blank Sample

59

Gambar 4.8. Dosis Optimum Bottle Test


Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa terdapat tiga produk

reverse demulsifier terbaik yaitu produk RD-1, RD-2 dan produk RD-4. Dari hasil

tersebut pada produk RD-1 menunjukkan bahwa pada dosis 30 ppm merupakan

dosis optimum karena saat dosis dinaikkan menjadi 50 ppm kecendrungan terjadi

kelebihan dosis (overtreat) sehingga efektifitasnya menurun. Sedangkan pada

15 30 50

RD1 95,54 97,68 96,79

RD2 92,86 95,71 96,96

RD3 42,86 86,61 89,64

RD4 95 96,61 97,32

RD5 90 93,75 95,54

RD6 92,14 95,18 96,25

0

20

40

60

80

100

120

EFEK

TIFI

TAS

(%)

DOSIS (PPM)

Reverse Demulsifier Bottle Test

60

produk RD-2 dan produk RD-4 dosis 50 ppm merupakan dosis optimum karena

memiliki efektifitas yang tinggi dibanding dengan dua varian dosis lainnya.

Berdasarkan dosis optimum dari hasil bottle test maka dapat dipilih 3 (tiga)

jenis bahan kimia reverse demulsifier terbaik yaitu produk RD-1 dangan dosis 30

ppm, produk RD-2 dengan dosis 50 ppm dan produk RD-4 dengan dosis 50 ppm

yang dapat di aplikasikan pada sampel air terproduksi tersebut. Hal ini dapat

diartikan bahwa kandungan bahan kimia pada produk RD-1, RD-2, RD-4 pada

dosis tersebut dapat bekerja dengan baik dalam proses pembentukan flok sehingga

minyak terlarut dapat terangkat dan terpisah dari air.

4.4.2 Efektifitas Mini Wemco /Jar Test

Penentuan efektifitas pada mini wemco/jar test dilakukan dengan

membandingkan nilai oil content sampel yang diinjeksikan reverse demulsifier

dengan sampel yang tidak diinjeksikan reverse demulsifier. Dosis yang digunakan

pada pengujian ini yaitu produk RD-1 30 ppm, RD-2 50 ppm, produk RD-4 50 ppm

dan produk Incumbent 50 ppm. Adapun hasil % efektifitas yang diperoleh, dapat

dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9. Dosis Optimum Mini Wemco Test/Jar Test


98,86

98

98,7

97,43

96,5

97

97,5

98

98,5

99

R D 1 - 3 0 R D 2 - 5 0 R D 4 - 5 0 I N C U M B E N T - 5 0

% E

FEK

TIFI

TAS

DOSIS (PPM)

REVERSE DEMULSIFER MINI WEMCO/JAR TEST

61

Berdasarkan grafik diatas dapat dikonfirmasi bahwa tiga produk reverse

demulsifier terbaik yaitu produk RD-1, RD-2, RD-4 dan produk Incumbent dapat

bekerja dengan baik pada tahap mini wemco test.

Berdasarkan hasil pengujian dapat ditentukan tipe produk RD-1 dengan

kandungan Polyacrylamide: >40%, Poly (diallydimethylammonium chloride):

<25% bekerja sangat baik mengikat partikel minyak untuk membentuk flok. Hal

ini dapat diartikan RD-1 dengan kandungan tersebut pada dosis 30 ppm sangat

sesuai dengan air terproduksi yang memiliki karakteristik oily water yang

mengandung hydrocarbon fraksi ringan. Kandungan produk RD-1 bekerja sangat

baik sesuai dengan mekanisme kerja reverse demulsifier jenis flocculant seperti

ditunjukan gambar beikut.

Gambar 4.10. Mekanisme Kerja Flocculant


62

Dari hasil tersebut, optimasi dosis injeksi reverse demulsifier pada

pengolahan air terproduksi PT Pertamina Hulu Mahakam dapat dinyatakan berhasil

efektif pada skala laboratorium karena jika dibandingkan dengan produk

Incumbent, produk RD-1 dengan dosis yang lebih rendah sekitar 66,7% memiliki

efektifitas yang lebih tinggi dengan selisih 1,43%.

Nilai efektifitas produk RD-1 dengan dosis 30 ppm pada mini wemco/jar

test sangat efektif menurunkan oil content dari 525 mg/l menjadi 6 mg/l sehingga

sesuai dengan baku mutu yaitu maksimum 25 mg/l yang ditetapkan oleh Pemerintah

yaitu mengacu pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia

Nomor 19 Tahun 2010 tentang “Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha dan/atau

Kegiatan Minyak dan Gas serta Panas Bumi”.

Dosis optimum berdasarkan nilai efektifitas yang dicapai ditunjukan table berikut:

Tabel 4.6. Simpulan Produk Hasil Uji

No Produk Metode Uji Dosis

(ppm)

Efektifitas (%)

1 RD-1 Bottle Test 30 97,68

2 RD-1 Mini wemco/Jar Test 30 98,86





7 Incumbent Mini wemco/Jar Test 50 97,43

Sumber: Data Primer, 2018.

63

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dengan judul Optimasi Dosis Injeksi Reverse

Demulsifier dalam Mengatasi Masalah Emulsi pada Pengolahan Air Terproduksi,

dapat diambil beberapa kesimpulan berdasarkan tujuan penelitian, yaitu:

1. Optimasi dosis injeksi reverse demulsifier pada skala laboratorium dilakukan

dengan metode bottle test dan metode mini wemco/jar test.

2. Pada penelitian ini didapatkan produk reverse demulsifier RD-1 dengan

efektifitas yang tinggi yaitu pada metode bottle test produk RD-1 pada dosis

30 ppm menghasilkan efektifitas sebesar 97,68% dan pada metode mini

wemco/jar test produk RD-1 pada dosis 30 ppm menghasilkan efektifitas

sebesar 98,86%, jika dibandingkan dengan produk incumbent, produk RD-

1 dengan dosis yang lebih rendah sekitar 66,7% memiliki efektifitas yang

lebih tinggi dengan selisih 1,43%.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan masih diperlukan beberapa

perbaikan-perbaikan untuk mengetahui keefektifan dari produk reverse demulsifier

tersebut. Beberapa saran yang sebaiknya dilakukan yaitu:

64

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh

temperature, pH terhadap efektifitas produk reverse demulsifier dalam

proses pemisahan minyak yang terlarut didalam air terproduksi migas.

2. Perlu dilakukan pertimbangan terkait pemilihan produk yang diajukan

untuk diaplikasikan di lapangan tidak hanya mengacu pada efektifitas tetapi

juga mengacu kepada efisiensi biaya yang timbul dari konsekwensi atas

pemilihan produk tersebut. Sehingga produk yang diajukan untuk di

aplikasikan dilapangan migas merupakan produk yang paling efektif dan

paling efisien.

65

DAFTAR PUSTAKA

Andarani Pertiwi, Arya Rezagama, 2015, “Jurnal Presipitasi: Analisis Pengolahan

Air Terproduksi Di Water Treating Plant Perusahaan Eksploitasi Minyak

Bumi (Studi Kasus: PT XYZ). Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas

Teknik UNDIP

A Prima Kristijarti, S.Si., MT Prof. Dr. Ign Suharto, APU Marieanna, ST,

“LAPORAN PENELITIAN: Penentuan Jenis Koagulan dan Dosis

Optimum untuk Meningkatkan Efisiensi Sedimentasi dalam Instalasi

Pengolahan Air Limbah Pabrik Jamu X”. Lembaga Penelitian dan

Pengabdian kepada Masyarakat, Universitas Katolik Parahyangan

Arnold, K. & Steward, M., 1998, “Surface Production Operation, Design of Oil

Handling System and Facilities”, Second Edition, Vol. 1, Gulf Publishing

Company, Houston, Texas

George J. Hirasaki, Clarence A. Miller, Olina G. Raney, Michael K. Poindexter,

Duy T. Nguyen, and John Hera, 2010 “ Separation of Produced Emulsions

from Surfactant Enhanced Oil Recovery Processes” Department of

Chemical and Biomolecular Engineering, MS-362, Rice University

Isaacs, EE.& Chow, R.S. (1992), “Practical Aspects of Emulsion Stability” in. :

Schramm, LL. “Emulsion Fundamentals & Applications” in the Petroleum

Industry (51-77). Washington DC: American Chemical Society

James M. Ebeling, Kata L. Rishel, Philip L. Sibrell, 2005, “Screening and

Evaluation of Polymers as Focculation Aids for the Treatment of

Aquacultural Effluents”. Aquacultural Engineering 33 (2005) 235–249

Kasmari., 2016, “ Skripsi : Penurunan Kadar COD (Chemical Oxygen Demand)

Limbah Skin Menggunkan PAC (Poly Alumunium Chloride) (Studi Kasus:

PT Unilever Skin, Kawasan Industri Jababeka). Program Studi Teknik

Lingkungan, Sekolah Tinggi Teknologi, Pelita Bangsa

Kokal, S.L., 2000 “Crude Oil Emulsions”, Petroleum Engineering Handbook, Vol.

I, Chapter 12, SPE Richardson, Texas

Mahdi Rana Manggala, Sugiatmo Kasmungin, Kartika Fajarwati., 2017 “ Studi

Pengembangan Demulsifier Pada Skala Laboratorium Untuk Mengatasi

Masalah Emulsi Minyak Di Lapangan "Z", Sumatera Selatan” Program

Studi Magister Teknik Perminyakan, Fakultas Teknologi Kebumian dan

Energi, Universitas Trisaki, Jakarta

Nindy Wulandari Igirisa, Jamal Rauf Husain, Hasbi Bakri, 2016, “Jurnal Geomine:

Pengolahan Limbah Cair Minyak Bumi pada JOB Pertamina -MEDCO

E&P Tomori Sulawesi Kabupaten Morowali Utara Provinsi Sulawesi

66

Tengah”. Jurusan Teknik Pertambangan, Universitas Muslim Indonesia.,

Program Studi Teknik Geologi, Universitas Hasanuddin

Nor Ilia Anisa Binti Aris, 2010, “Thesis of Master Engineering of Chemical:

Demulsification of Weter-In-Oil (W/O) Emulsion By Microwave Heating

Technology”. Faculty of Chemical and Natural Resource Engineering,

UNIVERSITI MALAYSIA PAHANG

PERMEN LH NOMOR 19 TAHUN 2010 “Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha

dan/atau Kegiatan Minyak dan Gas Serta Panas Bumi “

Puput Fefbi Cahyani, 2017, “Laporan Praktik Kerja: Pengujian Inhibisi Kerak Pada

Sampel Air Formasi Lapangan Minyak Bumi PHE ONWJ”. Di PT

Champion Kurnia Djaja Technologies

Shie, Je-Lueng., Lin, Jyh-Ping., Chang, Ching-Yuan., Wu, Chao-Hsiung Wu., Lee,

Duu-Jong., Chang, Chiung-Fen. Dan Yi-Hung Chen. (2004). “Oxidative

Thermal Treatment of Oil Sludge at Low Heating Rates” Energy & Fuels,

18, 1272-1281

Warih Kurniawan, Padil, M. Iwan Fermi, “Pengaruh Konsentrasi dan Jumlah

Injeksi Chemical Reverse Demulsifier Pada Proses Pemecahan Emulsi”.

Jurusan S1 Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Riau

Yomi Fernando, 2012, “Skripsi: Formulasi Demulsifikasi untuk Mengoptimalkan

Proses Demulsifikasi Heavy Crude Oil Jati Barang”. FMIPA, UI, Depok

67

LAMPIRAN

68

7.1 Daftar Peralatan dan Bahan

1. Micro Syringe

Berfungsi sebagai alat untuk menginjeksikan bahan kimia reverse

demulsifier kedalam sampel air yang di uji dengan skala micro liter

Gambar 7.1

2. pH Meter

Berfungsi sebagai pengukur pH sampel air terproduksi yang di uji

Gambar 7.2

69

3. Lab Glass

Berfungsi sebagai wadah /tempat untuk meyimpan sampel atau

bahan yang akan di uji

Gambar 7.3

4. Sany Glass Bottle

Berfungsi sebagai wadah untuk mereaksikan sampel air terproduksi

dan bahan kimia reverse demulsifier

Gambar 7.4

70

5. Shaking Machine

Berfungsi sebagai alat untuk mengaduk/agitasi sampel air

terproduksi dan bahan kimia reverse demulsifier

Gambar 7.5

6. Water Bath

Berfungsi sebagai tempat merendam sampel air terproduksi dengan

pengaturan temperatur yang bervariasi

Gambar 7.6

71

7. Spectrophotometer

Berfungsi sebagai alat untuk membaca oil content sampel yang

sudah direaksikan dengan bahan kimia reverse demulsifier

Gambar 7.7

8. Mini Wemco/Jar Test Apparatus

Berfungsi sebagai wadah untuk mereaksikan sampel air terproduksi

dan bahan kimia reverse demulsifier yang dilengkapi dengan

agitator dengan pengaturan putaran yang bervariasi

Gambar 7.8

72

9. Bahan Kimia Reverse Demulsifier

Gambar 7.9

7.2 Langkah-Langkah Bottle Test

1. Panaskan sampel air terproduksi ke dalam waterbath sesuai

temperatur aktual dilapangan produksi selama 10 - 30 menit.

2. Kocok sampel air terproduksi agar homogen lalu tuangkan sampel

ke dalam botol sani glass.

3. Injeksikan produk reverse demulsifier sesuai dosis (variasi dosis)

yang diinginkan kedalam setiap botol sani glass.

4. Kocok botol dengan kencang secara manual (tangan) sebanyak 100

kali atau selama 1-2 menit dengan menggunakan shaking machine

(kecepatan disesuaikan).

5. Lakukan pengamatan sesaat (tidak lebih dari 5 menit) setelah

pengocokan terhadap sampel yang sudah di reaksikan dengan bahan

kimia reverse demulsifier (interface, kejernihan air), ambil foto jika

diperlukan.

73

6. Lakukan pengukuran oil content/turbidity dengan mengambil air

yang sudah terpisahkan (bagian bawah botol) dengan menggunakan

thief syringe, kemudian di ukur dengan spectrophotometer.

7. Catat semua hasil pengamatan ( interface, kejernihan air, oil content,

% efisiensi), kedalam formulir reverse demulsifier test.

8. Berdasarkan hasil bottle test tentukan 3 (tiga) produk terbaik untuk

selanjutnya dilakukan mini wemco test/jar test.

Langkah-langkah bottle test dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 7.10. Pemanasan Sampel Gambar 7.11. Pengocokan Sampel

74

Gambar 7.12. Injeksi Bahan Kimia Gambar 7.13. Pengocokan Botol

Gambar 7.14. Pengamatan Sampel

75

7.3 Langkah-Langkah Mini Wemco Test/Jar Test

1. Panaskan sampel air terproduksi ke dalam waterbath sesuai

temperatur aktual dilapangan produksi selama 10 - 30 menit.

2. Kocok sampel air terproduksi agar homogen lalu tuangkan sampel

ke dalam mini wemco/flokulator.

3. Injeksikan produk reverse demulsifier sesuai dosis (variasi dosis)

yang diinginkan kedalam mini wemco/flokulator.

4. Nyalakan agitator dengan menutup ventilasi udara selama 30 detik

(kecepatan putaran disesuaikan).

5. Buka ventilasi udara dan biarkan bahan kimia bereaksi selama 2,5

menit, amati floc dan busa yang terbentuk.

Gambar 7.15. Pengukuran Oil Content

76

6. Matikan agitator dan diamkan selama 10 detik.

7. Buka valve mini wemco/flokulator, biarkan mengalir sesaat

kemudian tampung kedalam botol sebanyak 100 ml.

8. Lakukan pengukuran oil content/turbidity dengan menggunakan

spectrophotometer.

9. Untuk blanko, ikuti langkah 1 – 8 (tanpa penambahan bahan kimia

reverse demulsifier)

10. Catat semua hasil pengamatan ( interface, kejernihan air, oil content,

% efisiensi), kedalam formulir reverse demulsifier test.

11. Berdasarkan hasil mini wemco/jar test tentukan 1 (satu) produk

terbaik untuk selanjutnya dilakukan uji coba dilapangan migas.

Langkah-langkah mini wemco test dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 7.16. Pemanasan Sampel Gambar 7.17. Pengocokan Sampel

77

Gambar 7.19. Pengadukan Sampel

(close air vent)

Gambar 7.20. Pengadukan Sampel

(open vent air)

Gambar 7.21. Flushing Sampel

Gambar 7.18. Injeksi Bahan Kimia

78

Sumber: Dokumentasi Peneliti, 2018.

Gambar 7.22. Blank Sampel Gambar 7.23. Treated Sampel

Blank Sample Treated Sample

Gambar 7.25. Pengamatan Sampel

Documents

SKRIPSI OPTIMASI DOSIS INJEKSI REVERSE DEMULSIFIER