Download pdf - 09E02859 (unlock)

Transcript
Page 1: 09E02859 (unlock)

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.

Page 2: 09E02859 (unlock)

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.

Page 3: 09E02859 (unlock)

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.

Page 4: 09E02859 (unlock)

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.

Page 5: 09E02859 (unlock)

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.

Page 6: 09E02859 (unlock)

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.

Page 7: 09E02859 (unlock)

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.

Page 8: 09E02859 (unlock)

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.

Page 9: 09E02859 (unlock)

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.

Page 10: 09E02859 (unlock)

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.

Page 11: 09E02859 (unlock)

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.

Page 12: 09E02859 (unlock)

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.

Page 13: 09E02859 (unlock)

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.

Page 14: 09E02859 (unlock)

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.

Page 15: 09E02859 (unlock)

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.

Page 16: 09E02859 (unlock)

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.

Page 17: 09E02859 (unlock)

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.

Page 18: 09E02859 (unlock)

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.

Page 19: 09E02859 (unlock)

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.

Page 20: 09E02859 (unlock)

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.

Page 21: 09E02859 (unlock)

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.

Page 22: 09E02859 (unlock)

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.

Page 23: 09E02859 (unlock)

- 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.

Page 24: 09E02859 (unlock)

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.

Page 25: 09E02859 (unlock)

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.

Page 26: 09E02859 (unlock)

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.

Page 27: 09E02859 (unlock)

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.

Page 28: 09E02859 (unlock)

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.

Page 29: 09E02859 (unlock)

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.

Page 30: 09E02859 (unlock)

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.

Page 31: 09E02859 (unlock)

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.

Page 32: 09E02859 (unlock)

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.

Page 33: 09E02859 (unlock)

- 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.

Page 34: 09E02859 (unlock)

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.

Page 35: 09E02859 (unlock)

= 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.

Page 36: 09E02859 (unlock)

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.

Page 37: 09E02859 (unlock)

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.

Page 38: 09E02859 (unlock)

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.

Page 39: 09E02859 (unlock)

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.

Page 40: 09E02859 (unlock)

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.

Page 41: 09E02859 (unlock)

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.

Page 42: 09E02859 (unlock)

- 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.

Page 43: 09E02859 (unlock)

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.