BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tu Tujuan juan Percobaa Percobaan n 1. Untuk Untuk melakuk melakukan an destilasi destilasi fraksinasi fraksinasi dari dari minyak minyak mentah mentah 2. Untuk Untuk mempel mempelajar ajarii peng penggun gunaan aan bubble tray column 3. Untuk Untuk mempelajar mempelajarii fenomena fenomena yang yang terjadi terjadi pada pada kilang kilang minyak minyak 4. Untuk Untuk menghubu menghubungkan ngkan antara antara struktur struktur senyawa senyawa kimia kimia terhadap terhadap sifatny sifatnyaa 1.2 Dasar Dasar Teori Teori 1.2.1 Crude oil Minyak Minyak mentah mentah atau crude oil adalah adalah cairan coklat kehijauan sampai hitam
yang terutama terdiri dari karbon dan hidrogen. Teori Teori yang paling umum digunakan untuk untuk menjela menjelaska skan n asalusu asalusull minya minyak k bumi bumi adalah adalah “organic “organic source source materials” materials”.. Teori ini menyatakan bahwa minyak bumi merupakan produk perubahan secara alami dari !at!at organik yang berasal dari sisasisa tumbuhan dan hewan yang mengen mengendap dap selama selama ribuan ribuan sampai sampai jutaan jutaan tahun. tahun. "kiba "kibatt dari dari pengar pengaruh uh tekana tekanan# n# temper temperatur atur## kehadi kehadiran ran senyawa senyawa logam logam dan mineral mineral serta serta letak letak geolog geologis is selama selama proses perubahan tersebut# maka minyak bumi akan mempunyai komposisi yang berbeda di tempat yang berbeda. Minyak bumi ditemukan bersamasama dengan gas alam. Minyak bumi yang telah dipisahkan dari gas alam disebut juga minyak mentah $crude $crude oil %. %. Minyak bumi dalam bahasa inggris & petroleum'# petroleum'# dari bahasa (atin petrus (atin petrus ) karang karang dan dan oleum )minyak%# atau disebut juga sebagai emas hitam , adalah cairan kental# coklat gelap# atau kehijauan yang mudah terbakar yang berada di lapisan atas dari beberapa beberapa area kerak bumi. Minyak Minyak bumi terdiri dari campuran campuran kompleks kompleks dari dari berbag berbagai ai hidrok hidrokarb arbon# on# sebagi sebagian an besar besar meruap meruapaka akan n deret deret senya senyawa wa alkana alkana## ber*ariasi dalam komposisi dan kemurniannya. kemurniannya. Minyak Minyak bumi bumi erat kaitanny kaitannyaa dengan dengan produkpro produkproduk duk petrokimia. petrokimia. +al ini diseba disebabka bkan n dalam dalam miny minyak ak bumi bumi terkan terkandun dung g bahan bahanbah bahan an selain selain karbo karbon# n# yaitu yaitu hidrogen sulfur# nitrogen# oksigen# dan lainlain. Minyak mentah dapat dibedakan menjadi, •
Miny Minyak ak ment mentah ah ring ringan an (light (light crude crude oil % yang ang meng mengan andu dung ng kada kadarr loga logam m dan dan belerang rendah# berwarna terang dan bersifat encer $*iskositas rendah%.
•
Minya Minyak k mentah mentah berat berat $heavy heavy crude crude oil % yang yang mengan mengandun dung g kadar kadar logam logam dan belerang tinggi# memiliki *iskositas tinggi sehingga harus dipanaskan agar meleleh. meleleh.
-truktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah, 1.
"lkana $p $parafin% n+2n / 2 "lka "lkana na ini ini memi memili liki ki rantai rantai luru luruss dan dan berc bercab aban ang# g# frak fraksi si ini ini meru merupa paka kan n yangterbesar di dalam minyak mentah.
2.
-iklo alkana $napten% n+2n -ikloa -ikloalka lkana na ada yang yang memilik memilikii cincin cincin 0 $lima% $lima% yaitu yaitu siklop siklopent entana ana ataupu ataupun n cincin $enam% yaitu sikloheksana.
3.
"romatik n+2n "romatik memiliki cincin $enam%."romatik hanya terdapat dalam jumlah kecil# tetapi sangat diperlukan dalam bensin karena , Memiliki harga anti knock yang tinggi -tabilitas penyimpanan yang baik an kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuel)
Tabel 1. Fraksi – fraksi an fraksionasi !in"ak !en#a$ Te!%era#ur 30 30 ) 166 166 ) 176 176 ) 206 206 ) 466 466 ) 006 006 :066
&o!%onen 5as )gas seperti metana# etana# propana# dan butana Petroleum eter 8ensin (heavy gasoline) Minyak tanah $kerosin% Heating oil 9raksi 9raksi berat berat sepe seperti rti lilin# lilin# spindel spindel oil# oil# dan dan miny minyak ak pelu pelumas mas ;esid sidu un untuk asp aspaal $b $bitumen% da dan ar arang ang mi minyak bu bumi.
1.2.2 1.2.2 Des#il Des#ilasi asi
estilasi estilasi merupakan merupakan suatu teknik teknik pemisahan campuran dalam fase cair yang homogen homogen dengan dengan cara penguapan penguapan dan pengembun pengembunan# an# sehingga sehingga diperoleh diperoleh destilat destilat $produ $produk k destil destilasi% asi% yang yang relatif relatif lebih lebih banya banyak k mengan mengandun dung g kompon komponen en yang yang lebih lebih *olati *olatill $mudah $mudah mengua menguap% p% diband dibanding ing laruta larutan n semula semula yang yang lebih lebih sukar sukar mengua menguap. p. amp ampur uran an dari dari masin masingm gmasi asing ng komp kompon onen en dapa dapatt terp terpis isah ahka kan n karen karenaa adan adanya ya perbedaan titik didih diantara !at!atnya.
air yang mengalir dari bawah ke atas sehingga dapat mendinginkan uap.ika suhu dinaikkan# tekanan uap cairan akan naik sampai tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap atmosfer.
>ika dilakukan satu kali proses# yakni bahan dimasukkan dalam peralatan# diproses kemudian diambil hasilnya $distilat dan residu%. 2. Des#ilasi &on#in"u estilasi kontinyu terjadi jika prosesnya berlangsung terusmenerus. "da aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan keluar. ;angkaian alat distilasi yang banyak digunakan di industri adalah jenis tray tower dan packed tower . 8erdasarkan jenisnya destilasi dibagi dalam beberapa jenis yaitu, 1. estilasi -ederhana
jauh atau dengan salah satu komponen bersifat *olatil. 2. estilasi Uap Tipe khusus atau spesial dari sebuah distilasi untuk suatu bahan yang sensitif terhadap suhu seperti senyawa aromatik yang biasanya terdapat didalam minyak atsiri. 3. estilasi 9raksionasi 9ungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponenkomponen cair# dua atau
lebih# dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya.istilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 26 dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. 4. estilasi =ering
1.2.' Bubble Tray Column
=olom destilasi memiliki panjang 3?6 mm yang terbuat dari gelas kaca dengan dua tray didalamnya. =olom ini terpisah dengan bagian bawahnya yang merupakan labu leher dua berkapasitas 2 liter. (abu leher dua ini merupakan tempat umpan minyak mentah untuk dipanaskan pada proses destilasi. (eher kedua dari labu ini akan menjadi tempat untuk meletakkan termokopel debagai alat ukur temperatur.
Uap dari bagian puncak kolom destilasi selanjutnya akan melewati kondensor yang berbentuk coil in shell sepanjang 3?6 mm. "ir pendingin akan mengisi bagian dalam koil# sedangkan uap produk akan melewati bagian shell nya. (aju alir pendingin harus disesuaikan dengan kapasitas panas yang akan dipindahkan.
5ambar 1. =ondensor
1.2.'.2 Distillation Bridge
Distillation ridge memiliki ukuran diameter sebesar 20 mm dengan dua sambungan yakni dengan kolom destilasi dan kondensor. "lat ini juga memiliki koneksi untuk dipasangkan termokopel atau termometer dibagian atasnya. Distillation ridge berfungsi sebagai penghubung antara kolom fraksinasi dengan kondensor sekaligus memperbesar waktu tinggal uap sebelum masuk kedalam kondensor.
5ambar 2. Distillation ridge
1.2.'.' Pe!anas
5ambar 3.
1.2.'.( Distillation Adapter an Receiver
-etelah kondensor# unit destilasi akan terhubung dengan Distillation !dapter dan "eceiver yang dilengkapi dengan koneksi jalur *akum $pompa *akum%. 9raksi ringan yang terkondensasi pada kondensor akan keluar melalui Distillation !dapter dan ditampung ke tempat penampungan sampel "eceiver $bisa berupa labu erlenmeyer%. =oneksi ini terbuat
dari kaca gelas pyreB dengan panjang 146 mm dan berdiameter 20 mm# serta jalur koneksi *akum berdiameter 7 mm.
5ambar 4. Distillation !dapter
1.2.'.) Uni# *aku!
1.2.'.+ Uni# ,irkulasi Air Penin-in
Unit sirkulasi air pendingin merupakan satu kesatuan dengan dengan unit *akum diamana air yang dipompakan dari bak penampungan akan dialirkan juga menuju kondensor. +al yang perlu diperhatikan adalah kestabilan dan laju alir air pendinginan ini agar tidak mempengaruhi proses destilasi saat berjalan.
1.2.'. Ter!oko%el
Termokopel digunakan untuk mengukur temperatur dalam unit destilasi ini. Termokopel yang digunakan pada unit destilasi ini adalah termokopel tipe = tanpa probe dan dapat mengukur temperatur dengan rentang 266 hingga 1266 . Unit destilasi ini menggunakn 4 buah termokopel $T 1# T2# T3# dan T4% dan akan terhubung dengan digital display dan akan terekam secara otomatis pada <(. Termokopel ini tentunya menjadi pengendali temperatur saat percobaan destilasi minyak mentah yang mencapai temperatur yang diinginkan.
5ambar 0. Termokopel
1.2.( Specific Gravity
%pecific &ravity $-5% merupakan perbandingan densitas suatu fluida terhadap fluida standar $reference). i dalam proses pengolahan migas# istilah ini banyak dijumpai terutama berkaitan dengan analisis karakteristik atau spesifikasi feed dan produk. 9luida standar untuk !at cair adalah air dengan densitas 1
atau 1666
$densitas terbesar pada suhu 3#@7 %. -edangkan untuk gas# fluida standarnya adalah
udara dengan berat molekul 27#@4
. -5 !at cair diukur dengan hydrometer .
pengukurannya# selain menggunakan hydrometer, digunakan juga termometer untuk mengetahui temperatur fluida saat diukur.+al ini sangat penting karena -5 berubah seiring perubahan temperatur. -5 merupakan perbandingan densitas !at terhadap densitas !at standar. ensitas merupakan perbandingan masa !at dengan *olume !at. Aolume !at sangat dipengaruhi oleh suhu. =enaikan suhu akan mengakibatkan pemuaian !at sehingga
*olumenya bertambah. engan demikian densitas !at yang sama pada temperatur yang lebih tinggi akan lebih rendah. Cleh karenanya besarnya -5 !at tersebut pun berubah.
1.2.)
Bensin
8ensin adalah salah satu jenis bahan bakar minyak yang dimaksudkan untuk kendaraan bermotor roda dua# tiga# dan empat.-ecara sederhana# bensin tersusun dari hidrokarbon rantai lurus# mulai dari sampai dengan 11. engan kata lain# bensin terbuat dari molekul yang hanya terdiri dari hidrogen dan karbon yang terikat antara satu dengan yang lainnya sehingga membentuk rantai. 8ensin memiliki titik didih antara 166 sampai dengan 176. =omponen utama penyusun bensin adalah nheptana dan isooktana.=ualitas bensin dapat ditentukan berdasarkan bilangan oktan# yaitu angka yang menunjukkan presentase isooktana dalam bensin.8ilangan oktan ?0 menandakan bensin terdiri dari ?0D isooktana dan 20D heptana. $Eis*a# 2614% 8erdasarkan (ampiran =eputusan irektur >enderal Minyak dan 5as 8umi Eo. @33.=F16F>M.-F2613 dapat diketahui melalui pengolahan data bahwa angka specific grafity standar untuk bensin dengan angka oktan 77 yaitu minimal 6#?10 dan maksimal 6#??6?.
1.2.+
&erosin
Minyak tanah atau kerosin merupakan fraksi dari minyak bumi pada tingkat titik didih diantara 176 o sampai dengan 206 o. kerosin memiliki rentang rantai karbon 12 sampai dengan 14. 8ahan bakar ini merupakan fraksi diantara fraksi bensin dan fraksi minyak solar.Minyak tanah yang digunakan sebagai bahan bakar memiliki komposisi yang sebagian besar mengandung hidrokarbon alkana. >ika bahan bakar ini dibakar akan memberikan nyala yang terang# dengan api berwarna putih. =omponen utama kerosin adalah parafin# cycloalkanes $naphtha% serta senyawa aromatik# dimana parafin adalah komposisi terbesar# seperti yang ditunjukkan Tabel 2 =erosin tersusun sekurangkurangnya atas 12 karbon tiap molekul. Tabel 2. =omposisi minyak tanah Ti%e Hirokarbon /0olu!e Parafin – %arafin Eormal 23
8ercabang 1 Monosiklik 31 isiklik 11 Trisiklik 6 Aro!a#ik – aro!a#ik Mononuklear 10 inuklear 3 Minyak tanah atau kerosin adalah bahan bakar minyak jenis distilat tidak berwarna dan jernih. =erosin merupakan produk minyak bumi dengan berat jenis antara 6#?@6#73 grFcm3 pada 6 9.
1.2.
,olar
Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar memiliki titik didih antara 250 C sampai dengan 400 C dan memiliki rantai karbon C15 sampai dengan C17. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. Umumnya solar mengandung belerang dengan kadar yang !ukup tinggi. "ualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. #ngka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan
bakar
di
dalam
mesin
diesel.Saat
ini
$ertamina
telah
memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang $ertamina %&'( )Diesel
Environment Extra*.
#ngka setana %&'
diran!ang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 4+. ,ahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sul-ur maksimum 300 ppm atau auh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sul-ur maksimumnya men!apai 5.000 ppm. )Sasrawan 2013* 8erdasarkan (ampiran =eputusan irektur >enderal Minyak dan 5as 8umi Eo. 662F
1.2. Hiro!e#er
+idrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis $atau kepadatan relatif%
dari
cairan#
yaitu
rasio
kepadatan
cairan
dengan
densitas
air.
5ambar .
BAB II ET3D3L34I
2.1 Ala# an Ba$an 2.1.1 Ala# "an- i-unakan 1. -atu set alat destilasi fraksinasi 2. 5elas kimia 206 ml 3. 5elas ukur 166 ml dan 206 ml 4. Grlenmeyer 206 ml 0. 'hermometer . 8atang pengaduk ?. !luminium oil 7. Hydrometer %pecific &ravity dengan skala 6#? sampai 1 2.1.2
Ba$an "an- i-unakan 1. rude *il 2. -olar 3. Minyak Tanah 4. 8ensin 0. "Huadest . Gs 8atu ?. %ilicon grease
2.2 Proseur &erja 1.2.1 Persia%an Ba$an Baku anUni# ,irkulasi Air Penin-in 1. Membersihkan heater dengan lap basah 2. Melepasakan labu destilasi yang berisi crude oil pada unit destilasi 3. Mencampurkan bahan seperti solar# minyak tanah# dan bensin masingmasing
sebanyak 206 ml kedalam labu destilasi yang telah berisi crude oil. 4. Membuang air dalam reservoir tank dan menggantinyaFmengisi dengan air yang baru dan bersih. 0. Memasukkan 4 buah es batu kedalamnya# dan menjaga le*el ketinggian air pada reservoir tank agar air tidak tumpah. 1.2.2
Pen-o%erasian Ala# Des#ilasi Fraksinasi 1. Mengoleskan setiap sambungan pada unit destilasi menggunakan silicon
grease 2. Memasang kembali labu destilasi yang sudah berisi campuran pada unit 3. 4.
destilasi Memasang erlenmeyer sebagai penampung top product yaitu bensin Mengatur proses pem*akuman dengan memutar valve pada kondensor
0.
sebanyak I bukaan dan untuk *al*e *acum I bukaan Menghubungkan alat dengan sumber arus listrik
. ?.
Memutar tombol power pada posisi *+ Memutar tombol Heater pada posisi *+ dan mengatur temperatur pada 466 secara manual dengan menekan tombol JKL sampai display akan berubah naik
7. @.
sesuai dengan temperatur yang diinginkan. Memutar tombol *acuum pada posisi *+ Mencatat temperatur pada bagian bottom $T1%# 'ray 1 $T2%# 'ray 2 $T3%# top $T4%# dan heater $T0% setiap 16 menit.
menekan tombol select untuk melihat temperatur tiap bagian. 16. Mengambil produk pada tray 1 dan tray 2 kemudian menampungnya kedalam gelas kimia 206 ml dan ditutup alumunium foil sampai diperoleh *olume pada setiap fraksi hasil destilasi mencapai *olume 126 ml. 11. Menurunkan temperatur pemanas pada temperatur ruang sekitar 2@ apabila proses destilasi selesai. -etelah temperatur control menunjukkan temperatur di bawah 166 # mematikan pemanas dengan memutar tombol heater dan vacum ke posisi * dan display akan mati 12. Memutar tombol power pada posisi * 13. Melepaskan alat dari sumber listrik 14. Melakukan uji specific gravity masingmasing produk destilat dengan metode "-TM .12@7@@ 1.2.'
Analisa ,%esific 4ra0i#" 5A,T D.1267668 1. Memasukkan produk solar kedalam gelas ukur 166 ml sebanyak 126 ml 2. Memasukkan batang pengaduk# kemudian mengaduknya hingga rata 3. Mengangkat batang pengaduk dan memasukkan termometer# kemudian
mencatat temperaturnya. 4. Memasukkan +idrometer %pecific &ravity skala 6#? ) 1 ke dalam gelas ukur secara perlahan. 0. Membaca skala pada hidrometer apabila sudah terapung bebas dan stabil . Mengoreksi nilai -g yang diperoleh dari praktikum dengan menggunakan orrection 'able for %pecific &ravity Hydrometer 69F6 9 ?. Mengulangi langkah nomor 1 sampai untuk menguji nilai -g pada produk minyak tanah dan bensin.
LAPI9AN
BAB III
HA,IL DAN PEBAHA,AN
'.1 Da#a Pen-a!a#an Tabel 1. Da#a Te!%era#ure #ia% ) !eni# No
# 5!eni#8
T1 5Bo##o!8 o
:
T2 5Tra" 18 o
:
T' 5Tra" 18 o
:
T( 5To%8 o
T) o:
:
1
0
121
32
1??#7
31
2?1
2
16
106
?
1?7
32
2@0
3
10
1?@
16?
16
30
367
4
26
264
12?
1?7#1
37
317
0
20
220
143
1?7#2
43
324
36
236
100
116
70
32@
?
30
23?
10
11@
70
334
7
46
24?
1?0
147
76
33@
@
40
24
17
103
3
343
16
06
2?7
261
101
00
34@
11
00
274
231
104
02
302
12
6
2@6
23
107
06
300
13
0
2@6
217
16
4@
30?
14
?6
2@2
223
107
47
33
10
?0
2@0
217
13
47
34
1
76
2@0
21?
12
47
3
1?
70
366
234
14
47
3?
17
@6
2@@
227
1@
47
3?6
1@
@0
2@@
23
?3
47
3?6
26
166
366
236
2
47
3?1
21
160
361
227
0@
4@
3?2
22
116
361
222
07
47
3?2
23
110
361
217
0?
4@
3?2
No
# 5!eni#8
T1 5Bo##o!8 o
T2 5Tra" 18
T' 5Tra" 18
o
:
o
:
:
T) o:
T( 5To%8 o
:
24
126
361
227
0@
06
3?3
20
120
363
222
0
4@
3?3
Tabel 2. ;arna Hasil Des#ilasi Lokasi
;arna
8ottom
+itam
rude *il
Tray 1
okelat 8ening
Tray 2
Tidak 8erwarna
=erosin
Top
Tidak 8erwarna
8ensin
-olar
Tabel '. Bera#
*olu!e 5!L8
Tra" 1
1?
7#016
6#7011
Tra" 2
1?
7#1002
6#7100
To%
1?
?#1601
6#?160
'.2 Pe!ba$asan
assa 5-8
Bera# !L8
