PENENTUAN % VOLUME KOMPOSISI GAS ALAM DENGAN
MENGGUNAKAN METODE KROMATOGRAFI GAS
( GC )
KARYA ILMIAH
JEFRI TAMPUBOLON
062409019
PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
PENENTUAN % VOLUME KOMPOSISI GAS ALAM DENGAN
MENGGUNAKAN METODE KROMATOGRAFI GAS
( GC )
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
JEFRI TAMPUBOLON
062409019
PROGRAM STUDI DIPLOMA - 3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
PERSETUJUAN
Judul : PENENTUAN % VOLUME KOMPOSISI GAS
ALAM DENGAN MENGGUNAKAN METODE
KROMATOGRAFI GAS ( GC )
Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : JEFRI TAMPUBOLON
Nomor Induk Mahasiswa : 062409019
Program Studi : D - 3 KIMIA INDUSTRI
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Disetujui di
Medan, Juli 2009
Diketahui :
Departemen Kimia FMIPA USU Pembimbing
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP 131 459 466 NIP 131 459 466
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
PERNYATAAN
PENENTUAN % KOMPOSISI GAS ALAM DENGAN MENGGUNAKAN
METODE KROMATOGRAFI GAS ( GC )
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerha saya sendiri. kecuali
beberapa kutipan dari ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2009
JEFRI TAMPUBOLON
062409023
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kepada Tuhan yang maha Esa karena atas rahmat dan
karunianya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah
ini.Karya ilmiah ini merupakan hasil kerja praktek lapangan di PT PERTAMINA EP
REGION SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU dan disusun sebagai salah satu
persyaratan akademik untuk memperoleh gelar Ahli Madya D -3 untuk program studi
Kimia Industri di Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universits
Sumatera Utara.
Karya ilmiah ini dapat disusun dan diselesaikan berkat bantuan dan doa dari
berbagai pihak.Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Keluarga tercinta, Ibu, ayah kakak dan adikku yang telah membantu dalam doa,
dukungan dan materi.
2. Kepada kekasih saya tercinta Vera Indah Rahayu yang selalu memberikan
semangat dan motivasi penuh kepada saya, sehingga saya lebih bergiat untuk
menyelesaikan karya ilmiah saya ini.
3. Ibu Dr. Rumondng Bulan, M.S selaku dosen pembimbing saya dan juga sebagai
ketua Departemen F – MIPA Universitas Sumatera Utara yang selalu
memberikan bimbingan dan arahan kepada saya untuk menyelesaikan karya
ilmiah saya ini.
4. Bapak Happy Marbun, selaku pembimbing laboratorium yang dengan tulus
membimbing dan mengarahkan saya pada saat PKL.
5. Bapak Drs.Eddy Marlianto M.Sc selaku Dekan F – MIPA Universitas Sumatera
Utara.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
6. Seluruh staff dan Karyawan laboratorium PT.PERTAMINA EP REGION
SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU.
7. Staff dan Karyawan Program Studi Kimia Industri F – MIPA Unversitas
Sumatera Utara.
8. Teman – teman separtner PKL, yaitu Dewi Sartika, Widya dan Susi
9. Teman – teman KIN 06 yang telah membantu dalam doa dan dukungan.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan karya ilmiah ini masih banyak
kekurangan dan ketidaksempurnaan.Dengan segala kerendahan hati, penulis
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun yang dapat digunakan untuk
menambah pengetahuan penulis dalam memperbaiki kekurangan dan kesalahan
penulisan karya ilmiah ini.
Medan, Juni 2009
Penulis
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
PENENTUAN % VOLUME KOMPOSISI GAS ALAM DENGAN
MENGGUNAKAN METODE KROMATOGRAFI GAS ( GC )
ABSTRAK
Komposisi sampel gas alam yang dihasilkan dari sumur pengeboran gas
terdiri dari senyawa hidrokarbon dan senyawa – senyawa kimia lainnya seperti
senyawa – senyawa inert. Besarnya % volume komposisi gas alam tersebut juga
mempengaruhi kualitas dari bahan bakar gas yang diolah dari sampel gas alam.
Semakin besar nilai hidrokarbon ringan dalam gas alam dan semakin kecil
senyawa inert yang terkandung dalam gas alam, maka kualitas dari gas alam
tersebut juga akan semakin baik. Oleh karena itu,sebelum diolah menjadi bahan
bakar gas sangat penting untuk mengetahui besarnya % volume dari masing –
masing komponen penyusun gas alam tersebut. Dengan metode kromarografi gas
dapat ditentukan besarnya kandungan senyawa inert dan senyawa hidrokarbon
yang terdapat dalam sampel gas alam tersebut.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
THE APPOINMENT % VOLUME OF NATURAL GAS COMPOSITION USE
THE GAS CHROMATOGRAPHY METHOD
ABSTRACT
The composition of natural gas sample that produced from gas fields consist
of hidrocarbon compound and the other chemical compound like chemical inert
compound. % volume of natural gas composition amount also influence the quality
of fuel gas that manufactured from the natural gas sample. The increase value of
heavy hidrocarbon and decrease of chemical inert compound, the quality of the
fuel gas also increase. There for, before manufactured become fuels gas, it is
important to know % volume from each compound as the drafter of natural gas.
With the gas chromatography method it is can to determine amount of
hidrocarbon and chemical inert compound in the natural gas sample.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Bab I Pendahuluan
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Permasalahan 3
1.3. Tujuan 3
1.4. Manfaat 4
Bab 2 Tinjauan Pustaka 5
Bab 3 Bahan dan Metode
3.1. Alat dan Bahan 23
3.1.1. Alat – alat 23
3.1.2. Bahan – bahan 23
3.2. Prosedur Kerja 23
3.3. Perhitungan 24
Bab 4 Pembahasan
4.1. Pembahasan 29
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan 31
5.2. Saran 32
Daftar Pustaka 33
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kromatografi gas ( Gas Chromatography ) merupakan metode yang dinamis
untuk pengesahan dan deteksi senyawa – senyawa yang mudah menguap dalam suatu
campuran. Salah satu contoh adalah gas alam. Dimana kromatografi gas ( Gas
Chromatography ) merupakan tehnik instrumental yang dikenalkan pertama kali pada
tahun 1950. Saat ini kromatografi gas ( Gas Chromatography ) merupakan alat utama
yang digunakan dalam laboratorium untuk melakukan analisis terutama untuk sampel
gas. Kegunaan umum kromatografi gas ( Gas Chromatograpgy ) adalah untuk
melakukan pemisahan dan identifikasi semua jenis senyawa organik yang mudah
menguap dan untuk melakukan analisis kualitatif dan kuantitatif senyawa dalam suatu
campuran. Kromatografi gas ( Gas Chromatography ) dapat bersifat destruktif dan non
destruktif tergantung pada detektor yang di gunakan.
Penentuan % komposisi dari komponen yang terdapat dalam gas alam
sebagian besar bergantung pada letak sumur pengeboran. Banyak senyawa – senyawa
kimia lain yang terdapat dalam sampel gas alam selain hidrokarbon sebagai penyusun
utamanya misalnya komponen inert seperti hidrogen sulfida dan karbondioksida. Hal ini
dipengaruhi oleh letak sumur pengeboaran dan kondisi cuaca pada saat pengambilan
sampel gas alam di sumur pengeboran gas alam. Kondisi cuaca yang mendung atau
hujan dapat menyebabkan bertambahnya % volume dari komponen inert yang terdapat
dalam sampel gas alam, dengan demikian akan mengurangi % volume dari senyawa
hidrokarbon sebagai penyusun utamanya. Selain itu, komponen yang sangat besar
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
pengaruhnya terhadap % volume dari sampel gas alam adalah hidrogen sulfida. Hal ini
disebabkan karena komponen inert ini memiliki pengaruh yang sangat besar baik
terhadap % volume dari gas dan juga terhadap peralatan yang digunakan dalam sampel
pengambilan gas alam. Komponen inert ini dapat merusak peralatan karena dapat
menyebabkan perkaratan terhadap peralatan yang digunakan dalam pengambilan sampel
gas alam.
Secara umum urutan besarnya % volume dari komponen penyusun gas alam
adalah senyawa hidrokarbon sebagai penyusun terbesar yang diikuti oleh komponen
atau senyawa lainnya seperti komponen inert. Senyawa hidrokarbon sebagai penyusun
utama dari gas alam adalah metana, etana, propana, butana, pentana, dan diikuti
senyawa – senyawa hidrokarbon diatas pentana. Sedangkan komposisi senyawa atau
komponen inert yang ada dalam sampel gas alam hanya terdapat dalam jumlah yang
kecil. Hidrokarbon dari metana sampai butana berada dalam fase gas, sementara sisanya
berubah menjadi gasoline alami. % komposisi dari sampel gas alam juga dipengaruhi
oleh suhu dan tekanan, serta besarnya densitas dari masing – masing komponen
penyusun gas alam tersebut. Gas alam yang mengandung lebih besar hidrokarbon yang
ringan juga memiliki densitas yang besar berarti memiliki kualitas gas alam yang lebih
baik.
Penentuan % volume dari komposisi gas alam di PT PERTAMINA EP REGION
SUMATERA FIELD PANGKALAN SUSU dilakukan dengan menggunakan metode
kromatografi gas ( Gas Chromatography ) dengan cara kerja yang singkat, cepat, dan
telah sesuai denga standart ASTM ( American Society For Testing Materials ). Sampel
yang diambil dari lapangan pengeboran gas alam langsung diinjeksikan ke dalam
kromatografi gas ( Gas Chromatography ) dan hasilnya berupa % volume dari
komposisi senyawa penyusun gas alam.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
1.2. Permasalahan
Adapun permasalahan yang di bahas dalam karya ilmiah ini adalah : Bagaimana
menentukan besarnya % komposisi dari komponen yang terdapat dalam gas alam
dengan menggunakan analisa kromatografi gas ( Gas Chromatography )?. Dengan
mengetahui % komposisi komponen yang terdapat dalam gas alam maka dapat di
tentukan kualitas dari gas alam tersebut. Selain itu, kita juga dapat mengetahui
komponen inert yang terdapat dalam sampel gas alam sehingga kita dapat mengurangi
atau bahkan menghilangkannya dari sampel gas alam untuk mendapatkan gas alam yang
memiliki kualitas yang lebih baik. Selain itu, letak dari sumur pengeboran gas alam juga
sangat mempengaruhi % komposisi dari komponen yang terdapat dalam sampel gas
alam.
1.3. Tujuan Percobaan
- Untuk mengetahui besarnya % volume komposisi dari komponen yang terdapat
dalam sampel gas alam
- Untuk mengetahui komponen - komponen yang terdapat dalam gas alam
- Untuk mengetahui pengaruh % komposisi dari komponen penyusun gas alam
terhadap kualitas gas alam
- Untuk mengetahui komponen inert yang terdapat dalam sampel gas alam
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
1.4.Manfaat
Karya ilmiah ini disusun sebagai salah satu sumber untuk mengetahui %
komposisi dari senyawa hidrokarbon dan kandungan senyawa inert yang terdapat dalam
sampel gas alam. Karya ilmiah ini juga bermanfaat untuk mengetahui urutan senyawa
hidrokarbon sebagai penyusun gas alam.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Komposisi gas alam
Komponen terbesar di dalam gas dan minyak mengandung senyawa hidrokarbon
seperti metana ( CH4 ) dengan rumus homolognya ( CnH2n + 2 ), etana ( C 2H6 ), propana
( C3H8 ), butana ( C4H8 ), pentana ( C5H12 ) dan senyawa – senyawa hidrokarbon diatas
pentana. Gas juga sering mengandung sejumlah kecil karbondioksida ( CO2 ), hidrogen
sulfida ( H2S ) dan nitrogen ( N2 ) pada suhu dan temperatur normal ( 76 mmHg dan 0 ).
Hidrokarbon dari metana sampai butana berada dalam fase gas. Sisa dari cairan
hidrokarbon yang berubah menjadi gasolin alami. Komposisi gas kemungkinan dapat
dinyatakan dengan persentasi dari berat per volume atau sebagai fraksi mol.
Densitas dari gas menunjukkan sejumlah dimana diindikasikan seberapa lama
dari massa yang diberikan kandungan gas dalam volume yang diberikan pada suhu dan
tekanan yang lebih besar, atau lebih kecil daripada massa udara kering yang di kandung
dalam volume yang sama dalam keadaan suhu dan tekanan yang normal. Gas yang kaya
( yang mengandung sebagian besar hidrokarbon yang ringan ) juga memiliki densitas
yang lebih besar.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Tabel densitas relatif dari gas yang sesungguhnya pada suhu dan tekanan yang
normal adalah sebagai berikut :
Gas Densitas relative ( )
Nitrogen ( N2 ) 0,9673
Karbondioksida ( CO2 ) 1,5291
Hidrogen sulfida ( H2S ) 1,1906
Metana ( CH4 ) 0,553
Etana ( C2H6 ) 1,038
Propana ( C3H8 ) 1,523
Butana ( C4H10 ) 2,007
Gas alam yang utama digunakan sebagai bahan bakar industri dan domestik.
Sebelum digunakan, gas tersebut harus dibersihkan lebih dahulu dari pengotor pengotor
padat dan cairan. Kotoran dan air digunakan untuk tekanan pengujian yang biasa
dilakukan di dalam sebuah pipa gas yang baru. Permukaan inert dari pipa akan dimakan
karat dan menghasilkan produk korosi padatan, seperti karat besi ditemukan sejak
operasi dari pipa – pipa gas dalam cara asing dimasukkan dan dijalankan dengan gas
yang rendah pada kecepatan yang tinggi. Kerusakan yang total adalah terjadinya
pembengkokan. Memasukkan pipa piston kompressor silinder, tongkatnya lebih dahulu
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
dilumuri permukaannya. Hal ini untuk mengurangi kerusakan. Kumpulan debu kering
dari gas ( fraksi gasoline ) juga digunakan sebagai penyerap dari kumpulan debu.
Kumpulan debu diisikan dengan solar atau minyak untuk keperluan industri. Gas dapat
juga dibersihkan di dalam tangki operasi dengan gaya berat.
Minyak dan gas dari beberapa sumber juga mengandung sejumlah kecil senyawa
belerang. Belerang terdapat dalam gas alam dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S ) yaitu
gas dengan berat lebih ringan dari udara ( dimana spesifik gravity relatif dari udara
adalah 1,176 ) dan memiliki bau yang khas. Bau ini dapat diidentifikasi ketika konsentra
si dengan volume dari hidrogen sulfida ( H2S ) dalam udara adalah 0,002 %. Dalam
standard kesehatan konsentrasi maksimum yang diijinkan dari hidrogen sulfida di
atmosfer adalah 0,01 mg/L. Produk pembakaran dari hidrogen sulfida sebagian besar
yang sangat berbahaya adalah belerang dioksida ( SO3 ), dengan konsentrasi yang
diijinkan dalam udara adalah 0,02 mg/L. Hidrogen sulfida di dapat dalam gas dan dapat
menyebabkan korosi pada peralatan, terutama jika gas tersebut juga mengandung
oksigen, karbondioksida atau campuran. Panas besi belerang juga dihasilkan dari proses
ini. Jika dalam gas pembawa banyak hidrogen sulfida, itu dapat ditoleransi untuk
menutupinya untuk menghasilkan produk belerang komersil dan asam sulfur. Oleh
karena itu, pengolahan hidrogen sulfida dari gas sangat penting untuk mencegah
pengotoran, perkaratan peralatan, kelayakan dari hasil akhir dan juga untuk menutupi
sulfur yang terdapat pada material yang berharga. Gas domestik seharusnya tidak
mengandung lebih dari 2 gram hidrogen sulfida per 100 m3 gas pada suhu dan tekanan
normal. Gas yang digunakan sebagai bahan baku kimia seharusnya mengandung tidak
lebih dari 0,06 mg/m3 hidrogen sulfida pada keadaan suhu dan temperatur yang
normal.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Biasanya gas dibersihkan lebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam
kompressor, sebelum dialirkan ke dalam pipa gas dan sebelum digunakan. Tujuan
utama adalah untuk melindungi terhadap perkaratan. Efisiensi dari proses desulfurisasi
diteliti dengan menganalisa gas sampel sebelum dan sesudah pemurnian. Komponen
uap air dalam gas alam dikarakterisasikan dengan kelembaban absolut dan relatif.
Kelembaban relatif adalah perbandingan dari jumlah sesungguhnya dari uap air
di dalam gas terhadap jumlah kemungkinan maksimumnya dalam kondisi rendah yang
diberikan. Kelembaban absolut dapat diartikan dari kondisi dimana tekanan parsial dari
uap air di dalam gas dan secara rata – rata, persamaan itu diberikan pada temperatur
yang diberikan. Dehidrasi dari gas sangat penting sekali untuk mencegah pengendapan
kondensat, formasi dari es dan penyumbatan dari hidrat di dalam jalur gas dan juga
korosi pada peralatan. Pemompaan gas kering biasanya dengan menggunakan tenaga
yang rendah meningkat seiring dengan kapasitasnya, dan pembuangan diperlukan untuk
menjerat air, dan diijinkan pada pipa gas dengan kedalaman yang rendah. Keuntungan
kalori dari gas kering adalah lebih tinggi, dan hal itu akan membuatnya lebih baik
digunakan sebagai bahan bakar. Proses dehidrasi pada gas dengan adsorpsi ( gas
kering ) dan absorpsi ( gas basah ). Metode ini dilakukan dengan menggunakan
pendingin. Adsorben padat yang biasa digunakan adalah campuran dari kalsium klorida
( CaCl2 ), sodium hidroksida, silika gel, dan aluminium oksida aktif.
Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas, dan zat terlarut terpisah
sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase
diam berupa cairan dengan titik didih yang tinggi ( tidak mudah menguap ) yang terikat
pada zat padat penunjangnya. Sedangkan dalam kromatografi padat – gas, digunakan
suatu zat penyerap.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Ide untuk memfraksionasikan gas - gas dengan menginteraksikannya terhadap su
atu zat padat atau cairan tidak bergerak melalui suatu aksi selektif terhadap suatu
komponen tertentu. Pertama kali disarankan pada tahun1941. Metode ini menjadi
populer setelah tahun 1955. Pemakaian zat cair sebagai fase diam ternyata lebih dahulu
dibandingkan zap padat, sehingga teknik ini kadangkala dikenal sebagai kromatografi
gas – cair.
Volume pembawa yang diperlukan untuk menggerakkan pita zat terlarut pada
keseluruhan panjang suatu kolom adalah volume retensi yaitu besaran fundamental yang
diukur dengan kromatografi gas. Untuk suatu kolom tertentu yang dioperasikan pada
suatu temperatur tertentu dan pada laju aliran gas pembawa, maka waktu yang
diperlukan untuk masing – masing komponen untuk tinggal di dalam suatu kolom
dikenal dengan waktu retensi. Jarak pada sumbu waktu dari titik injeksi sampel sampai
puncak suatu komponen yang terelusi dikenal sebagai waktu retensi tanpa koreksi.
Karena gas bergerak lebih lambat dekat wilayah inletnya dibandingkan pada saat
keluarnya, maka suatu koreksi gradien tekanan harus dilakukan pada volume retensi
yaitu berupa faktor kompresibilitas. Jika zat terlarut masuk ke dalam kolom, zat tersebut
akan menyeimbangkan dirinya antara fase diam dengan fase geraknya. Zat terlarut akan
tinggal selama separuh dari waktunya dalam cairan, separuh waktunya lagi digunakan
untuk tinggal dalam fase cairnya. Jika isoterm partisinya linear, maka partisinya tidak
tergantung pada konsentrasi zat terlarutnya. Bila pengaruh temperatur diperhatikan,
maka jelas waktu elusi untuk masing – masing komponen dapat dipengaruhi dengan
mengatur temperatur kolom. Menurunkan temperatur operasi menyebabkan
bertambahnya waktu retensi. Pada anggota – anggota suatu deret homolog, maka
volume retensi spesifik suatu zat terlarut merupakan fungsi dari temperatur kolom dan
dapat dihubungkan dengan titik didihnya.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Sifat retensi biasanya dinyatakan sebagai retensi relatif, yaitu waktu retensi
dibandingkan dengan suatu zat referans yang kedua – duanya dianalisis pada kondisi
yang identik. Retensi relatif tidak bergantung pada panjang kolom, laju aliran gas
pembawa, faktor kompresibilitas dan perbandingan banyaknya cairan fase diam
terhadap zat padat penunjang, tetapi bergantung pada temperatur. Suatu kolom yang
efisien adalah bila puncak elusinya terpelihara dalam bentuk tajam serta resolusinya
terjaga dengan baik.
Sampel yang ideal dalam kromatografi gas adalah sampel yang hanya
mengandung senyawa yang akan dipisahkan dalam kolom, dan dalam banyak hal juga
pelarut yang mudah menguap yang melarutkan sampel tersebut. Walaupun cairan yang
mudah menguap ( tidak dalam larutan ) serta zat padat yang mudah menguap dapat
langsung disuntikkan, tetapi kebanyakan dilarutkan dahulu dalam pelarut organik baru
kemudian disuntikkan. Konsentrasi sampel biasa berkisar antara 1 – 10 %. Komponen
yang tidak mudah menguap atau tingkat menguapnya rendah tidak boleh ada dalam
sampel, karena komponen ini akan tinggal dalam ruang suntik yang pada akhirnya akan
mengurangi kinerja kolom.
Pelarut sampel yang paling banyak digunakan adalah hidrokarbon bertitik didh
rendah, etil eter, alkohol, dan keton. Pelarut yang dipilih harus mempunyai sifat yang
berbeda secara nyata dengan sampel yang dianalisis. Penyuntikan dalam kromatografi
gas dapat dilakukan dengan memakai alat suntik kedap gas atau sistem penyuntikan
yang telah dirancang secara khusus. Kebanyakan penyuntikan dilakukan dengan
menggunakan alat penyuntik mikro. Dalam kasus tertentu, dalam dilakukan penyuntik -
an langsung ke dalam kolom ( on coloum injection ) tanpa melalui lubang penyuntikan.
Teknik ini digunakan untuk senyawa – senyawa yang mudah menguap sehingga kalau
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung, dikhawatirkan dapat terjadi
peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi ( pirolisis ).
Setelah kolom dipakai dalam jangka waktu sekian lama, kemungkinan yang
paling sering terjadi adalah penyumbatan kolom. Hal ini sering terjadi pada kolom
kapiler. Akibat dari hal tersebut maka kinerja kolom akan menurun, khususnyan untuk
kolom yang fase diamnya adalah fase terikat. Apabila terjadi penyumbatan pada kolom
kapiler atau menurunnya kinerja kolom, maka perlu dilakukan regenerasi untuk
meremajakan atau mengembalikan kinerja kolom pada kondisi semula. Ada tiga cara
regenerasi kolom yaitu :
a. Pemotongan kolom
Pemotongan kolom biasanya dilakukan jika terjadi penyumbatan pada ujung
depan kolom (terutama kolom kapiler). Komponen-komponen sampel yang tidak dapat
diatsirikan (diuapkan) sering menyumbat kolom pada ujung depannya. Salah satu tanda
adanya penyumbatan pada kolom adalah adanya puncak komatrogram yang melebar
atau berekor. Pengatasan masalah ini yang umum dilakukan adalah dengan cara
memotong kolom kapiler tersebut sepanjang 50 cm dari ujung depannya. Biasanya
pemotongan dilakukan dengan kinerja dengan memakai pemotong intan yang ujungnya
sangat tajam (pensil intan).
b. Pengkondisian (Conditioning)
Pengkondisian ini bersifat untuk memelihara kolom agar waktu hidup (life time)-
nya cukup lama. Pengkondisian ini dilakukan kurang dari 30 menit sebelum dan
sesudah analisis, tergantung pada kontaminasinya. Suhu yang dipakai pada saat
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
pengkondisian sebaiknya terprogram dengan kenaikan 5 oC/menit sampai suhu
opeerasional.
c. Pencucian kolom
Untuk kolom fase terikat sebaiknya dilakukan pencucian dengan memakai
tangkai (tabung) pencuci yang dilakukan diluar oven. Yang terbaik yang dipakai sebagai
larutan pencuci adalah pentana yang dapat dipakai sebagai larutan pencuci semua janis
kolom. Untuk mencuci material pengotor yang lebih polar dapat juga dipakai metilen
klorida atau metanol. Setelah proses pencucian maka diusahakan semua cairan pencuci
keluar dari kolom. Pada saat instalasi kembali, kolom yang telah dicuci jangan
dihubungkan langsung dengan detektor.
Detektor pada Kromatografi Gas
Komponen selanjutnya adalah kromatografi gas adalah detektor. Detektor
merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak (gas
pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi
adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan
komponrn-komponen didalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor
akan sangat berguna untuk analisai kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-
komponen ynag terpisah diantara fase diam dan fase gerak.
Pada garis besarnya detektor pada kromatografi gas termasuk detektor
diferensial, dalam arti respons yang keluar dari detektor memberikan relasi yang liniar
dengan kadar atau lajur aliran massa komponen yang teresolusi. Kromatogram yang
merupakan hasil pemisahan fisik komponen-komponen oleh kromatografi gas disajikan
oleh detektor sebagai deretan luas puncak terhadap waktu. Waktu tambat tertentu dalam
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
kromatogram dapat digunakan sebagai dat kualitatif, sedangkan luas puncak dalam
kromatogram dapat dipakai sebagai data kuantitatif yang keduanya telah dikonfirmasik -
an dengan senyawa baku. Akan tetapi, apabila kromatografi gas digabung dengan
instrumen yang multipleks misalnya GC/FT-IR/MS, kromatogram akan disajikan dalam
bentuk lain.
Sampling Untuk Analisa Gas Bumi
- Komposisi hidrokarbon
- Impuritis (zat pengotor)
- Kandungan air
Persyaratan Personil (Petugas Sampling)
- Harus mempunyaki kemampuan dalam pengambilan keputusan, keahlian dan
pengalaman
- Memahami tentang keselamatan kerja yang di perlukan
- Menggunakam ADP lengkap
Hal-hal yang harus di perhatikan dalam pengambilan sampling gas bumi
- Uap hidrokarbon bersifat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan maka harus
jauh dari alat yang dapat memicu percikan api / sumber api
- Uap hidrokarbon selama sampling harus di kontrol karena pada kondisi tertentu
dapat menggantikan udara
- Sampel gas alam kemungkinan mengandung gas berbahaya seperti H2S sehingga
di perlukan cara untuk mengetahui keberadaaan dan penanggulangannya
- Lakukan uji kebocoran botol percontoh untuk meyakinkan bahwa percontoh
aman dalam botol
- Wadah sampel yang baik adalah kontainer yang dapat menjaga kondisi sampel
sesuai dengan kondisi yang sebenarnya
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
- Sampel yang akan di uji korosivitasnya seperti kandungan sulfur harus
ditempatkan dalam tabung siliko steel
- Ketelitian dan kecermatan penentuan titik sampling
- Lakukan uji kebocoran botol sample
Syarat sampling gas bumi
- Untuk mendapatkan sampel yang mewakili beberapa kontaminan seperti
kodensat cair harus dipisahkan terlebih dahulu dari sistem sampling dan
biasanya memakai separator
- Material sampel probe harus di buat dari material yang tidak bereaksi dengan
aliran gas, probe harus di kontruksi baik sehingga tidak mudah membengkok
atau rusak bila dilewati lairan gas
- Sample probe harus diletakkan pada aliran laminar untuk menjaga homogenitas
sampel. Jangan meletakkan sample probe pada lokasi meter monifolds, tee,
belokan, downstream of turbulance generators
- Untuk gas yang tidak diketahui sama sekali sifat-sifatnya, sebaiknya di
kategorikan sebagai gas bumi basah
Dimana pada GPA 2166 gas bumi dibedakan menjadi :
- Gas bumi kering
Gas bumi kering didefenisikan sebagai gas yang tidak mengalami kondensasi
akibat pendinginan oleh ekspansi yang cepat dari tekanan pada sumber ke
tekanan atmosfer atau tekanan intermediet lainnya.
- Gas bumi basah
Gas bumi basah didefenisikan sebagai gas yang terkondensasi sebagian karena
pendinginan atau adanya perubahan tekanan pada tekanan sumber. Adanya
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
sedikit perubahan suhu atau perubahan pada tekanan sumber yang dapat
menyebabkan kondensasi sebagian.
Pemilihan prosedur sampling
- Metode purge-fill & empty
- Metode purge-controlled rate
- Metode water displacement
- Metode glycol displacement
- Metode reduced pressure
- Metode helium pop
- Metode evacuated containe
Tahapan kerja metode purge-fill & empty
Peralatan yang di gunakan :
- Silinder / wadah sample dengan 2 valve
- Tubing
- Separator
- Penunjuk tekanan
- Valve
- Konektor dan
- Peralatan kunci
NB : Sebelum digunakan, bersihkan silinder / botol percontoh dengan deterjen panas
atau pelarut
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Tahapan kerja
- Rangkaian probe, valve, separator, penunjuk tekanan, silinder / wadah sampel
seperti pada gambar dengan semua valve pada posisi tertutup. Pasang pipa
tambahan clan valve pada outlet silinder / botol untuk menghindari kondensasi
hidrokarbon
- Buka penuh valve pada titik pengambilan sampel
- Buka penuh valve 1, 2, dan 3, biarkan tekanan pada wadah sampel naik sampai
sama dengan tekanan aliran dengan melihat penunujuk tekanan
- Tutup valve 2 dan buka valve 4 secara perlahan – lahan hingga tekanan
mendekati atmosfer
Tabel jumlah purging ( ) :
Tekanan gas maksimum
( Psig )
Jumlah pengulangan
Purging
15 – 30 13
30 – 60 8
60 – 90 6
90 – 150 5
150 – 500 4
Lebih dari 500 3
Metode Glycol / water displacement
- Tabung sampel di isi dengan glycol atau air dari suatu vessel
- Air harus mempunyai pH 5 – 7, air yang mempunyai pH lebih dari 7 harus di
asamkan agar pH berada pada kisaran yang diinginkan ( 0,1 N H2SO4 )
- Glyco yang digunakan yaitu etylen glycol
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Metode helium POP
- Vakumkan wadah sampel hingga mendekati 1 mmHg
- Alirkan / isikan tabung dengan helium, hingga tekanan cukup besar mendekati 5
psig, tutup valve tabung
- Sambungkan wadah sampel dengan sumber gas yang akan disampling hingga
tekanan tabung mendekari tekanan sumber
Metode floating piston cylinder
- Rangkai peralatan sampling
- Buka sampling valve pada sampling point dan aliran gas untuk mendorong udara
dan material lainnya pada sistem sampling kemudian tutup valve sampling
Penangan tabung percontoh di laboratorium
- Wadah sample harus di simpan dalam rak
- Jika tabung bocor, amankan percontoh
- Jika harus di bawa dengan mengguanakan alat transportasi maka harus
dilaporkan pada pihak yang berwewenang
- Wadah sample sebaiknya di panaskan sampai mendekati temperatur sumber
untuk analisis komposisi
Manfaat pengawasan mutu gas bumi dan LPG pada sistem suplai dan distribusi
- Menjamin spesifikasi gas bumi dan atau LPG, sesuai dengan spesifikasi produk
dari sumbernya dan kesepakatan B to B produsen dengan transporter dan
konsumen
- Untuk menjamin terhindarnya kerusakan pada peralatan yang menggunakan gas
bumi dan atau LPG pada konsumen
- Menjamin produk yang di salurkan sesuai dengan spesifikasi peralatan
konsumen
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Teori Kromatografi Gas
Volume pembawa yang diperlukan untuk menggerakkan pita zat terlarut pada
keseluruhan panjang suatu kolom adalah volume retensi (VB), yaitu besaran
fundamental yang diukur dalam kromatografi gas. Untuk suatu kolom tertentu yang
dioperasikan dalam temperatur (tc) dan laju aliran gas pembawa (Rc), maka yang
diperlukan masing - masing komponen untuk tinggal dalam kolom dikenal sebagai
waktu retensinya (tg). Jarak pada sumbu waktu, dari titik injeksi sampel sampai puncak
suatu komponen yang terelusi dikenal sebagai waktu retensi tanpa koreksi (tg), dan
hubungannya dengan volume retensi adalah :
VR = tR . R
Suatu kromatograf yang baik terdiri dari komponen - komponen penting berikut,
yaitu : regulator tekanan, sistem injeksi sampel, kolom penunjang fase diam, fase diam,
detektor, pencatat signal ( rekorder ).
Tinjaun masing – masing alat :
1. Regulator tekanan
Tekanan diatur pada sekitar 1-4 atmosfer, sedangkan aliran diatur 1-1000 liter
gas permenit. Katub pengatur aliran diatur oleh pengatup berbentuk jarum terletak pada
bagian bawah penunjuk aliran. Sebelum kolom, gas pengemban dialirkan dulu pada
silinder berisi molekuler sieve untuk menyaring adanya kontaminasi pengotor. Gas
pembawa He, N2, H2, Ar, umumnya digunakan, tetapi untuk detektor konduktivitas
termalnya yang tinggi.
2. Sistem injeksi sampel
Sampel diinjeksikan dengan suatu macro syringe melalui suatu septum karte
silikon ke dalam kotak logam yang panas. Kotak logam tersebut dipanaskan dengan
pemanas listrik. Banyaknya sampel berkisar anatara 0,5 – 10µl.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
3. Kolom kromatografi
Terbuat dari tabung yang dibuat berbentuk spiral terbuka. Baja tahan karat
digunakan untuk tabung kolom kromatografi bila bekerja pada temperatur tinggi.
Diameter kolom bervariasi dari 1/16 sampai 3/16. Panjang umunya adalah 2 meter.
4. Penunjang stasioner
Struktur dan sifat permukaan memegang peranan penting. Struktur berperanan
pada efisiensi kolom, sedangakan sifat permukaan menentukan tingkat pemisahan.
Permukaan penunjang akan terselimuti oleh fase cair stasioner berupa lapisan film tipis.
Penunjang yang sering digunakan adalah tanah diatomeaus dan kieselguhr.
5. Fase stasioner
Salah satu keunggulan kromatografi gas cair terletak pada variasi fase cair untuk
partisi yang dapat tersedia dalam jumlah tidak terbatas. Pembatasannya adalah
penguapan, kestabilan termal dan kemampuannya membasahi penunjang fase cair dapat
dikelompokkan pada cairan nonpolar, cairan dengan kepolaran menengah. Karbowax
yang bersifat polar dan senyawa-senyawa yang berikatan hidreogen seperti glikol.
Temperatur maksimum yang dapat diperlakukan terhadap suatu kolom ditentukan oleh
penguapan fase stasioner. Banyaknya fase stasioner suatu kolom dinyatakan dengan
persen berat. Suatu kolom dengan fase stasioner 15% berarti tiap 100 g kolom
mengandung 15 g fase stasioner. Bergantung pada cara fase stasioner dilekatkan pada
kolom, maka dikenal kolom WCOT ( wall coater open tubular ), yaitu fase stasioner
langsung dilekatkan pada dinding pipa kapiler, dan kolom SCOT ( support coated open
tubular ), yaitu fase stasioner dilapiskan pada penunjang.
6. Detektor
Peka terhadap komponen - komponen yang terpisahkan di dalam kolom serta
mengubah kepekaannya menjadi sinyal listrik. Kuat lemahnya sinyal bergantung pada
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
laju aliran massa sampel dan bukan pada konsentrasi sampel gas penunjang. Range
suatu detektor dinyatakan sebagai sinyal terbesar yang diamati dibagi sinyal terlemah
yang masih terdeteksi dan masih memberikan respon yang linear. Detektor harus
terletak dekat kolom baik untuk menghindarkan kondensasi cairan maupun dekomposisi
sampel sebelum mencapai detektor. Untuk kolom berpenunjang ( packed column )
detektor TCD ( thermal conductivity detector ) paling cocok tetapi untuk kolom terbuka
( tanpa penunjang ), FID merupakan detektor yang tepat. FID pada kolom berpenunjang
bisa digunakan bila efluent diperkuat oleh suatu splitter aliran. TCD, FID dan ECD
( electron capture detector ) merupakan detektor-detektor yang umum digunakan ,
tetapi TCD-lah yang paling populer. Alat ini terdiri atas empat komponen thermal
sensing yang terbuat dari thermistor atau kawat tahanan yang dapat dibuat tetap
kencang selama pemanasan. Thermistor adalah semi konduktor elektronik yang terbuat
dari lelehan oksida suatu logam yang tahanan listiknya bervariasi terhadap temperatur.
Detektor ini bermanfaat terutama pada volume sel yang kecil dan tidak ada kontak
langsung dengan aliran gas. Perbedaan konduktivitas termal antara gas penunjang dan
campuran sampel dengan gas penunjanglah biasanya diukur. Dengan TCD, maka
konduktivitas termal komponen sampel. Gas H2, He cocok untuk hal ini.
7. Pencatat sinyal
Akurasi suatu kromatogram pada suatu daerah pembacaan ditentukan oleh
pemilihan pencatat sinyalnya. Kadangkala sinyal perlu diperkuat. Respon melewati
skala penuh haruslah 1 detik. Kepekaan perekam adalah 10 mV dan berjangkauan dari
1-10 mV. Kadangkala mutlak diperlukan penguatan sinyal. Dalam operasi saluran
langsung dua elektrometer dibangun menjadi satuan sinyal.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Cara kerja kromatografi
Sampel diinjeksikan melalui suatu sampel injection port yang temperaturnya
dapat diatur, senyawa-senyawa dalam sample akan menguap dan akan dibawa oleh gas
pengemban menuju kolom. Zat terlarut akan teradsorbsi pada bagian atas kolom oleh
fase diam, kemudian akan merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen
yang sesuai dengan nilai Kd masing-masing komponen tersebut.
Gas
Komponen - komponen tersebut terelusi sesuai dengan urut - urutan makin
membesarnya nilai koefisien partisi (Kd ) menuju detektor. Detektor mencatat sederetan
sinyal yang timbul akibat perubahan konsentrasi dan perbedaan laju elusi. Pada alat
pencatat sinyal ini akan tampak sebagai kurva antara waktu terhadap komposisi aliran
gas pembawa.
Ada beberopa kelebihan kromatografi gas, diantaranya kita dapat menggunakan
kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi. Gas dan uap
mempunyai viskositas yang rendah, demukian juga kesetimbangan partisi antara gas
dan cairan berlangsung cepat, sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi.
Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam
dan zat-zat terlarut. Kelemahannya adalah teknik ini adalah terbatas untuk zat yang
mudah menguap.
Pemakaian Gas Kromatografi
Dalam kromatografi gas untuk mengikuti reaksi, senyawa dilewatkan melalui
zona reaksi dalam sistem tertutup antara tempat injeksi sampel dan detektor. Reaksi
berlangsung setelah melalui tempat injeksi sampel. Reaksi seharusnya berlangsung
seketika dan hasil reaksi mempunyai waktu retensi normal, yaitu 8-10 detik.
Pengambilan suatu komponen senyawa dengan gugusan tertentu juga dapat
dilakukan dengan membubuhkan dalam kolom kromatografi, suatu reagen yang relatif
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
untuk menahan komponen tersebut. Untuk perbandingan dua kolom dengan instrumen
pencatat dapat dimanfaatkan . senyawaan dapat diubah menjadi bentuk lain dengan beda
waktu retensi, misal dengan melewatkan H2O pada CaC2 dapat terbentuk CH=CH
asetilena.
Hasil pirolisis materi yang sukar menguap juga dapat dianalisis dengan
menggunakan kromatografi gas. Cracking materi tersebut dilakukan dalam gas
pengemban, sehingga hasil - hasil degradasinya yang mudah menguap dapat terbawa
langsung menuju kromatografi gas. Teknik pirolisis ini juga bermanfaat untuk
identifikasi polimer dan analisis struktur polimer.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1. ALAT DAN BAHAN
3.1.1. Alat
- Gas Chromatography Hewlwtt Packard ( HP 6890 Series )
- Detector TCD dan FID
- Syringe 0,5 ml
- Absorben Sampel Gas
- Tabung Carrier Gas N2 dan He
3.1.2. Bahan
- Sampel Gas 0,2 ml = 200 milimikron
- Gas Carrier N2 dan He
- Gas Standard
3.2. Prosedur kerja
- Gas Chromatography dikalibrasi terlebih dengan menggunakan sebuah tabung
kalibrasi
- Setelah dikalibrasi, Gas Chromatography dirangkai dan diperiksa kembali
rangkaiannya
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
- Gas Chromatography dihubungkan dengan gas pembawa dan dihubungkan ke
arus listrik
- Diatur kecepatan dan tekanan gas pembawa, temperatur kolom dan oven
- Recorder dihidupkan dan ditunggu sampai alat stabil yang ditandai dengan
adanya garis lurus pada monitor.
- Disuntikkan gas standard dengan menggunakan syringe, ditunggu beberapa
saat hingga semua gas yang disuntikkan keluar.
- Disuntikkan gas yang akan dianalisa sebanyak 0,2 ml atau sekitar 200
milimikron dengan menggunakan syringe pada injection port, lalu data
komposisi berbentuk kromatogram dan hasil perhitungan keluar.
3.3. Perhitungan
Dari hasil data analisa yang telah dilakukan, maka dapat diperoleh data
perhitungan sebagai berikut:
a. Zi
Rumus : Zi = % Volume gas x Vbi / 100
Maka nilai Zi untuk :
N2 = 0,1701 x 0,0044 / 100 = 0,000
CH4 = 74,0571 x 0,0116 / 100 = 0,008
C02 = 1,8733 x 0,0197 / 100 = 0,000
C2H6 = 12,2755 x 0,0239 / 100 = 0,002
C3H8 = 6,7944 x 0,0344 / 100 = 0,002
i-C4H10 = 1,602 x 0,0458 / 100 = 0,000
n- C4H10 = 1,8424 x 0,0478 / 100 = 0,000
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
i-C5H12 = 0,7406 x 0,0581 / 100 = 0,000
n- C5H12 = 0,4489 x 0,0631 / 100 = 0,000
C6+ = 0,1958 x 0,0802 / 100 =
0,000 +
Sehingga total Zi untuk semua komposisi gas alam = 0,012
Zb = 1 – ( jumlah2 Zi x 14,7 )
= 1 – [ (0,0122 x 14,7 ) ]
= 1 – 0,002
= 0,998
b. SGi
Rumus : SGi = % Volume Gas x SG.kompressor / 100
Maka nilai SGi untuk :
N2 = 0,1701 x 0,96723 / 100 = 0,001
CH4 = 74,0571 x 0,55392 / 100 = 0,410
C02 = 1,8733 x 1,51955 / 100 = 0,028
C2H6 = 12,2755 x 1,03824 / 100 = 0,127
C3H8 = 6,7944 x 1,52256 / 100 = 0,103
i-C4H10 = 1,602 x 2,00684 / 100 = 0,032
n- C4H10 = 1,8424 x 2,00684 / 100 = 0,036
i-C5H12 = 0,7406 x 2,49115 / 100 = 0,018
n- C5H12 = 0,4489 x 2,49115 / 100 = 0,011
C6+ = 0,1958 x 3,17652 / 100
= 0,006 +
Sehingga total SGi untuk semua komposisi gas alam = 0,772
SGr = jumlah SGi x ( 14,7 / 14,73 ) x ( 0,99949 / Zb )
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
= 0,772 x ( 0,99796 ) x ( 0,99949 / 0,998 )
= 0,772 x ( 0,99796 ) x ( 1,00169 )
= 0,7761 x 0,99964
= 0,775766
= 0,7758
c. GHVi
Rumus : GHVi = % volume gas x GHV kompressor / 100
Maka nilai GHVi untuk :
N2 = 0,1701 x 0,00 / 100 = 0,001
CH4 = 74,0571 x 1010,00 / 100 = 0,410
C02 = 1,8733 x 0,00 / 100 = 0,028
C2H6 = 12,2755 x 1769,80 / 100 = 0,127
C3H8 = 6,7944 x 2516,20 / 100 = 0,103
i-C4H10 = 1,602 x 3252,10 / 100 = 0,032
n- C4H10 = 1,8424 x 3262,40 / 100 = 0,036
i-C5H12 = 0,7406 x 4000,90 / 100 = 0,018
n- C5H12 = 0,4489 x 4008,80 / 100 = 0,011
C6+ = 0,1958 x 5065,83 / 100 =
0,006 +
Sehingga total GHVi semua komposisi gas alam adalah = 1305,93
GHV = jumlahGHVi x ( 14,7 / 14,696 ) / Zb
= 1305,93 x 0,95264 / 0,9978
= 1305,93 x 1,002
= 1308,5
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
a. % volume gas alam yang dihasilkan dari Gas Chromatography adalah sebagai
berikut:
N2 = 0,1701 %
CH4 = 74,0571 %
C02 = 1,8733 %
C2H6 = 12,2755 %
C3H8 = 6,7944 %
i-C4H10 = 1,602 %
n- C4H10 = 1,8424 %
i-C5H12 = 0,7406 %
n- C5H12 = 0,4489 %
C6+ = 0,1958 %
b. Vbi atau Factor Summary Kompressor untuk komposisi gas tersebut adalah sebagai
berikut ;
N2 = 0,0044
CH4 = 0,0116
C02 = 0,0197
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
C2H6 = 0,0239
C3H8 = 0,0344
i-C4H10 = 0,0458
n- C4H10 = 0,0478
i-C5H12 = 0,0581
n- C5H12 = 0,0631
C6+ = 0,0802
c. Nilai Spesifik Gravity ( SG ) Kompressor untuk masing masing komposisi gas adalah
sebagai berikut :
N2 = 0,96723
CH4 = 0,55392
C02 = 1,51955
C2H6 = 1,03824
C3H8 = 1,52256
i-C4H10 = 2,00684
n- C4H10 = 2,00684
i-C5H12 = 2,49115
n- C5H12 = 2,49115
C6+ = 3,17652
d. Nilai Gross Heating Value ( GHV ) kompressor untuk masing – masing komposisi
gas adalah sebagai berikut :
N2 = 0,00
CH4 = 1010,00
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
C02 = 0,00
C2H6 = 1769,80
C3H8 = 2516,20
i-C4H10 = 3252,10
n- C4H10 = 3262,40
i-C5H12 = 4000,90
n- C5H12 = 4008,80
C6+ = 5065,83
4.2. Pembahasan
Secara umum gas alam yang diperoleh dari hasil pengeboran sumur gas alam
mengandung senyawa hidrokarbon dan senyawa kimia lainnya sperti komponen inert.
Senyawa hidrokarbon mendominasi komponen yang terdapat dalam gas alam.
Sedangkan komponen kimia lainnya hanya terdapat dalam jumlah yang kecil saja
misalnya nilai komponen tersebut dalam gas alam dipengaruhi oleh letak sumur
pengeboran gas alam, kondisis cuaca pada saat pengambillan gas alam. Besarnya %
volume dari komponen – komponen tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan
analisa kromatografi gas ( Gas Chromatography ). Analisa ini digunakan secara umum
karena metode kromatografi gas dapat mendeteksi senyawa – senayawa yang mudah
menguap seperti gas alam. Sampel gas alam yang diambil dari sumur pengeboran
dimasukkan ke dalam tabung gas yang terbuat dari baja. Kemudian, sampel tersebut di
injeksikan ke dalam kromatografi gas sampai dihasilkan out put ( kromatogram ) yang
berisi % volume dari tiap – tiap komponen yang terdapat dalam sampel gas alam.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Penentuan % volume dari komponen yang terdapat dalam gas alam sangat
penting untuk pemilihan gas alam yang akan diolah kembali menajadi bahan bakar gas
yang digunakan untuk berbagai keperluan seperti bahan bakar kendaraan, industri, dan
rumah tangga. Berbagai faktor lain yang mempengaruhi kemurnian dan kualitas dari
bahan bakar yang dihasikan sangar perlu di pertimbangkan, karena bahan bakar gas
yang memiliki kualitas yang baik akan memiliki harga jual yang lebih tinggi.
Komponen – komponen penggangugu yang dapat mengurangi efektifitas dari bahan
bakar gas yang dihasilkan antara lain seperti gas karbondioksida, nitrogen, dan hidrogen
sulfida. Semakin banyak kandungan gas – gas ini yang terdapat dalam gas alam maka
efektivitas senyawa dari bahan bakar gas alam yang dihasilkan semakin kecil sehingga
pada proses pegolahan bahan bakar gas perlu di lenyapkan terlebih dahulu sampai
mencapai konsentrasi yang sekecil – sekecilnya.
Selain mengurangi efektivitas nyala yang dari bahan bakar gas yang dihasilkan
komponen seperti karbondioksida, nitrogen, dan hidrogen sulfida mengurangi %
volume dari senyawa hidrokarbon sebagai penyusun utama dari gas alam. Hidrogen
sulfida sendiri memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap % volume dari komponen
gas alam yang dihasilkan terrhadap mutu bahan bakar gas yang dihasilkan, terhadap
peralatan – peralatan yang digunakan dalam pengambilan sampel gas alam dan
pengolahannya. Hal ini disebabkan karena hidrogen sulfida dapat menyebabkan
perkaratan ( korosif ) terhadap peralatan yang dipakai.
Komponen yang utama penyusun gas alam adalah senyawa hidrokarbon dimulai
dari metana, etana, propana, butana, pentana, dan C 6+ atau komponen hidrokarbon
diatas pentana. Komponen hidrokarbon inilah yang mempengaruhi kualitas dan
efektivitas nyala dari bahan bakar gas yang dihasilkan. Berbagai cara yang dilakukan
oleh orang untuk meningkatkan kualitas dari bahan bakar gas yang diolah karena
konsumen tentu saja menginginkan bahan bakar gas yang berkualitas tinggi,
mempunyai kemurnian yang tinggi dan daya nyala yang besar. Oleh sebab itu, perlu
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
dilakukan pemilihan sumur pengeboran gas alam penghilangan komponen inert yang
terdapat dalam sampel gas alam dan pemilihan waktu atau kondisi cuaca pada saat
penmgambilan sampel gas alam. Sehingga diperoleh sampel gas alan yang berkualitas
baik dan setelah diolah menjadi bahan bakar gas dihasilkan bahan bakar gas dengan
mutu dan kualitas yang tinggi.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
- Besarnya % volume komposisi dari komponen yang terdapat dalam sampel gas
alam adalah sebagai berikut :
N2 = 0,1701 %
CH4 = 74,0571 %
C02 = 1,8733 %
C2H6 = 12,2755 %
C3H8 = 6,7944 %
i-C4H10 = 1,602 %
n- C4H10 = 1,8424 %
i-C5H12 = 0,7406 %
n- C5H12 = 0,4489 %
C6+ = 0,1958 %
- Komponen yang terdapat dalam sampel gas alam adalah komponen hidrokarbon
yang terdiri dari metana, etana, propana, butana, pentana dan senyawa
hidrokarbon diatas pentana dan komponen inert yang terdiri dari karbondioksida,
nitrogen dan hidrogen sulfida.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
- Pengaruh besarnya % volume dari komponen penyusun gas alam terhadap kualit
as gas alam yang diperoleh adalah semakin besar hidrokarbon yang ringan atau
memiliki densitas yang besar, maka kualitas gas alam yang diperoleh juga akan
- Semakin besar dan semakin semakin kecil harga komponen inert yang terdapat
dalam sampel gas alam, maka akan meningkatkan kualitas dari gas alam tersebut
- Komponen inert yang terdapat dalam sampel gas alam adalah karbondioksida,
nitrogen dan hidrogen sulfida.
5.2. Saran
- Sebelum pengambilan sampel gas alam di lapangan, baiknya gas yang pertama
kali keluar dibiarkan.Hal ini untuk menghindari sampel yang diperoleh
mengandung lebih banyak komponen inert.Dan tabung yang digunakan sebagai
tempat sampel gas alam tersebut juga harus dibersihkan juga dengan
melewatkan sampel gas alam tersebut selama 30 detik.
- Dengan mengetahui besarnya % volume dari komponen yang terdapat dalam
sampel gas alam, maka kita dapat mengetahui sampel gas alam mana yang
paling yang bagus diolah menjadi bahan bakar gas yang berkualitas tinggi.
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
DAFTAR PUSTAKA
Gritter, Robbit. 1991. PENGANTAR KROMATOGRAFI. Edisi Kedua. ITB.
Bandung. Halaman 38 - 80
J.E., Wilet. 1938. GAS CHROMATOGRAPHY. Published on Rehalf of
ACOL.
London. Pages 10 – 24
Khopkar, S. M. 2003. KONSEP KIMIA DASAR ANALITIK. UI – PRESS.
Jakarta. Halaman 161 – 170
Sudjadi. 2007. KIMIA FARMASI ANALISIS. Pustaka Pelajar. Celaban
Timur.
Yogyakarta. Halaman 419 – 450
Underwood. A. L. 1981. ANALISIS KIMIA KUANTITATIF. Edisi Keempat.
Erlangga. Jakarta. Halaman 479 – 533
Walter, Jenning. 1987. ANALITYCAL GAS CHROMATOGRAPHY.
Academic Press Inc. London. Pages 40 - 57
Yazid, Estien. 2005. KIMIA FISIKA UNTUK PARAMEDIS. Penerbit andi
Yogyakarta. Yogyakarta. Halaman 210 -214
Jefri Tampubolon : Penentuan % Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas (GC), 2009.
Recommended