MAKALAH

INDUSTRI SOLAR HASIL PENYULINGAN MINYAK BUMI

Disusun untuk melengkapi tugas mata kuliah Analisa Bahan Industri

Disusun oleh :

Anita Verawati P J2C008007

Muhammad Titis BM J2C008041

Rismita Wulansari J2C008057

Teguh Iman P J2C008071

Agus Ria Murdianto J2C008080

Wawan Prasetyo J2C008098

Kunthi Nadyatan J2C007027

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Minyak Bumi merupakan sumber energi utama sampai saat ini yang

digunakan oleh manusia, eksplorasi dan penyulingan minyak bumi dilakukan besar-

besaran guna mencukupi kebutuhan energi yang semakin meningkat. Dalam

mengolah atau memproduksi minyak mentah menjadi minyak yang siap pakai

sebagai bahan bakar seperti minyak tanah, solar, bensin maupun jenis bahan bakar

lain segala aspek baik itu bahan baku (crude oil), hasil penyulingan maupun limbah

hasil penyulingan perlu dilakukan analisa untuk mengetahui apakah produk yang

dihasilkan sesuai spesifikasi atau tidak serta limbah yang di hasilkan apakah aman

untuk di buang atau ada treatment yang harus dilakukan terlebih dahulu.

Dalam makalah ini akan membahas mengenai minyak solar khususnya angka

asam yang terkandung dalam solar serta metode-metode penentuan kualitas dari

minyak mentah (crude oil) serta limbah cair hasil pengolahan minyak mentah.angka

asam dalam solar merupakan salah satu syarat dalam spesifikasi solar dalam industri

perminyakan. Karena parameter ini sangat menentukan kualitas dari solar hail

produksi.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah yang dapat

diajukan dalam makalah ini adalah bagaimanakah cara analisis angka asam dalam

solar, serta metode-metode penentuan kualitas minyak mentah.

1.3. Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk menentukan angka asam

total dan angka asam kuat dari solar.

BAB II

ISI

2.1 Minyak Mentah (Crude Oil)

Teori yang menyatakan asal usul minyak bumi adalah Organic Source

Material. Teori ini mengatakan binatang dan tumbuh-tumbuhan yang telah mati

(jasad renik) berakumulasi dalam suatu tempat selama berjuta-juta tahun. Contohnya

dalam swaps, delta terkomposisi oleh reaksi bakteri, karbohidrat, dan protein dipecah

melalui gas atau komponen yang larut dalam air dan dalam tanah. Bahan yang larut

dalam lemak diubah menjadi minyak bumi melalui suatu reaksi pada suhu rendah.

Cairan minyak bumi ini kemudian berpindah ke pasir alam atau reservoir batu kapur.

Senyawa minyak bumi tersusun dari hydrogen dan karbon menjadi

hidrokarbon, juga terdapat senyawa lain yang mengandung sejumlah kecil belerang,

nitrogen, dan logam. Komposisi kimia dan fisika minyak bumi mentah sangat

bervariasi tetapi konsentrasi elementer pada umumnya terdiri dari karbon (C) 83-

87%, oksigen(O) 0,1-2%, hydrogen (H) 11-17%, dan logam 0-0.1%.

(Gruce & Stevens, 1958)

2.2 Bahan Utama

Bahan baku yang digunakan berupa crude oil yang merupakan campuran

berbagai persenyawaan kimia dari suatu golongan hidrokarbon serta senyawa-

senyawa lain yang mengandung O2, N2, S, logam-logam dan air dalam jumlah yang

sedikit. Bahan baku untuk proses penyulingan dapat diperoleh dari :

1. Crude Oil Kawengan

Jenis ini mengandung hidrokarbon jenis parafin dan sedikit mengandung

naphtan. Minyak mentah dari kilang Kawengan mempunyai sifat :

- Dominan senyawa parafin (alkana rantai lurus), dengan rumus umum

CnH2n+2.

- Fraksi berat berupa wax atau parafin wax (lilin batik).

Karakteristik crude oil Kawengan:

Spesific Gravity 60/60oF : 0,8530

API gravity : 34,4

Viskositas kinematik (100oF), Cs : 5,71

Viskositas kinematik (120oF), Cs : 3,64

Pour point, oF : 80

Flash Point, oF : 35

Kadar air, % volume : 0,18

Kadar belerang : 0,231

Kadar malam, % berat : 14,4

Kadar aspal, % berat : 0,08

Angka asam total, % KOH/gram : 0,084

(Laboratorium Pusdiklat Migas Cepu)

2. Crude Oil Ledok

Jenis ini banyak mengandung hidrokarbon naphtan dan sedikit mengandung

hidrokarbon parafin.Disebut juga jenis naphtan yang mempunyai sifat-sifat

identik dengan senyawa-senyawa parafin. Sifat minyak mentah dari tipe Ledok

adalah sebagai berikut :

- Dominan senyawa naphtene (siklo alkana), dengan rumus umum CnH2n.

- Di dalam produksi ini fraksi yang terbesar adalah aspal.

Karakteristik Crude Oil Ledok

Spesifik Gravity 60/60oF : 0,8305

API gravity : 39,59

Viskositas kinematis (100oF), Cs : 3,46

Viskositas kinematis (120oF), Cs : 2,23

Pour point, oF : 20

Flash Point, oF : 35

Kadar air, % volume : 0,15

Kadar belerang : 0,099

Kadar malam, % berat : 0.66

Kadar aspal, % berat : 0,346

Kadar abu, % berat : 0,026

Angka asam total, % KOH/gram : 0,084

(Laboratorium Pusdiklat Migas Cepu)

Oleh sebab itu dalam pengolahannya dilakukan pencampuran antara

keduanya yaitu 2/3 bagian minyak mentah dari lapangan Kawengan dan 1/3 bagian

minyak mentah dari lapangan Ledok.

Metode penentuan karakterisasi atau sifat umum meliputi:

(Annual Book of ASTM Standards. Section Five)

2.3 Proses Pengolahan Minyak Bumi

Proses pengolahan minyak bumi untuk menghasilkan produk-produk yang

diinginkan antara lain: distillation, solvent extraction, absorption, cracking,

reforming, alkylation, isomerasi, dan polimerasi.

a) Distillation

Destilasi merupakan teknik pemisahan dengan memanfaatkan titik didih

masing-masing komponen dalam campuran dalam suatu kolom yang memiliki

beberapa tray didalamnya. Tujuan destilasi ini adalah memisahkan komponen

volatile sebagai gas dari bagian atas kolom dan mengambil fraksi-fraksi lain

berdasarkan titik didihnya serta mengambil fraksi terberatnya sebagai produk

bawah. Untuk pemisahan yang kompleks dan sulit digunakan beberapa kolom.

Untuk mencapai kemurnian yang tinggi biasanya dipakai overheat vapour

yang dikondensasikan untuk dikembalikan sebagai refluks. Operasi ini biasanya

disebut sebagai destilasi fraksinasi.

b) Solvent Extraction

Solvent Extraction merupakan pemisahan komponen-komponen dari

campuran dengan menggunakan cairan yang memiliki karakeristik tertentu.

Operasi ini biasa dipakai untuk pemisahan senyawa aromatic dan paraffin.

c) Absorption

Komponen gas atau cairan yang teruapkan dipisahkan melalui absorpsi

selektif, biasanya dalam pelarut cairan. Dalam industry minyak bumi, operasi ini

berlangsung dalam packed tower.

d) Cracking

Cracking adalah pemecahan molekul hidrokarbon besar menjadi lebih kecil.

Salah satu cara yang digunakan adalah dengan temperatur tinggi atau kombinasi

antara temperatur tinggi dengan pemakaian katalis.

e) Reforming

Reforming bertujuan untuk meningkatkan kualitas gasoline. Dengan

menggunakan suhu tinggi atau pemakaian katalis, straight run gasoline

dimodifikasi struktur molekulnya sehingga mempunyai bilangan oktan lebih

tinggi.

f) Alkylation

Alkilasi merupakan reaksi penggabungan hidrokarbon rantai lurus dan

bercabang dengan molekul kompleks yang baru. Dalam industry minyak bumi,

proses serupa dipakai untuk memproduksi gasoline dengan nilai oktan lebih

tinggi. Contoh produk alkylasi adalah iso-oktan.

g) Isomerisation

Isomerasi adalah proses pengaturan kembali atom dalam molekul, misalnya

konversi dari n-parafin menjadi iso-parafin. Isomerasi meta-siklopentana

menjadi sikloheksana adalah salah satu contoh yang menggunakan teknik

katalitik reforming menjadi produk aromatic.

h) Polimerisasi

Polimerisasi merupakan reaksi kimia yang menggabungkan molekul-molekul

tunggal menjadi molekul yang lebih besar. Produk awal disebut monomer dan

produk akhir disebut polimer. Bila dua atau lebih monomer ikut terlibat dalam

proses dinamakan kopolimerisasi. Kombinasi dua molekul monomer disebut

dimer, dan seterusnya.

(Mudjirahardjo,K, 2003)

2.4 Minyak Solar

Minyak solar adalah jenis destilat yang dihasilkan dari proses pengolahan

minyak bumi, berwarna coklat jernih dengan trayek titik didih 260o-315oC, dengan

kandungan senyawa hidrokarbon C15-C20. Komponen fraksinya terdiri dari

komponen destilat ringan dan destilat berat sehingga perlu adanya pencampuran

untuk mendapatkan produk solar yang berkualitas. Minyak solar banyak digunakan

sebagai bahan bakar mesin diesel dan dalam pemakaiannya di Indonesia

diklasifikasikan dalam tiga grade yang didasarkan pada putaran mesin:

a) High Speed Diesel Oil (HSD)

Klasifikasi : putaran tinggi diatas 1000rpm

Kondisi : putaran mesin berkurang

Aplikasi : kendaraan angkut mesin diesel

b) Industrial Diesel Oil (IDO)

Klasifikasi : putaran sedang (300-1000 rpm)

Kondisi : putaran mesin konstan

Aplikasi : generator, unit pompa

c) Marine Diesel Oil

Klasifikasi : putaran rendah (kurang dari 300 rpm)

Kondisi : beban berat dan putaran mesin tetap

Aplikasi : pembangkittenaga listrik, mesin kapal

2.5 Proses Pengolahan Minyak Solar

Minyak mentah agar dapat menjadi minyak solar terlebih dahulu diproses

dengan beberapa cara yaitu:

a. Distilasi Atmosferik

Distilasi atmosferik adalah proses pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi

berdasarkan perbedaan titik didihya pada tekanan 1 atm dan temperature

maksimum 350oC. Variabel yang lebih dominan dalam proses ini adalah suh,

tekana dan aliran. Proses distilasi berlangsung secara fisika, yaitu terjadi

perubahan fas yang berupa penguapan dan pengembunan. Produk yang

dihasilkan dari distilasi atmosferik adalah: gas, naphta, kerosene, solar, residu.

b. Distilasi Hampa

Pada dasarnya distilasi hampa hampirsama dengan distilasi atmosferik, yang

membedakannya yaitu pada distilasi hampa tekanan didalam kolom fraksinasi

diturunkan sampai dibawah 1 atm (10-40 mmHg). Distilasi hampa dilakukan

untuk memproses lebih lanjut residu (long residu) yang merupakan sisa dari

proses distilasi atmosfer. Hal ini disebabkan jika suhu pada distilasi atmosfer

dinaikkan lebih dari suhu maksimumnya maka akan terjadi perengkahan dan

akan merusak mutu produk. Hasil dari proses distilasi hampa antara lain: vakum

gasoil, paraffinic oil distillate (POD), short residu.

c. Proses Perengkahan

Secara sederhana dikatakan bahwa proses perengkahan adalah suatu proses

pemisahan hidrokarbon dengan berat molekul yang berat menjadi komponen

dengan berat komponen molekul yanglebih ringan. Macam-macam proses

perengkahan: Thermal Cracking, Catalytic Cracking, Hydro Cracking.

d. Proses Pengampuran

Proses pencampuran (blending) dilakukan jika minyak solar hasil proses tidak

memenuhi spesifikasi, sehingga diharapkan dapat memperbaiki mutu minyak

solar tersebut.

Proses pengampuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:

Batch Blending System, komponen minyak solar yang akan dicampur

dimasukkan dalam suatu tanki dengan perbandingan tertentukemudian diaduk

hingga merata.

In Line Blending System, komponen minyak solar yang akan dicampur dialirkan

melalui pipa khusus secara bersama dengan perbandingan tertentu, sehingga

diharapkan sesampainya di tempat penampungan (tank) campuran tersebut

sudah merata (homogen).

(Syaiful Anam,Ir, 2003)

Dalam spesifikasi minyak solar yang di keluarkan atau yang di terbitkan oleh

pertamina dan kementerian ESDM, penentuan angka asam merupakan salah satu

parameter yang penting karena angka asam dapat mengindikasikan tingkat

korosifitas minyak solar terhadap mesin sehingga dapat mempengaruhi performa

mesin.

2.6 Metode Penentuan Angka Asam

Angka asam dalam solar terdiri dari Angka Asam Total ( Total Acid Number)

dan Angka Asam Kuat ( Strong Acid Number) yang merupakan salah satu parameter

yang harus ada dalam produk minyak solar, karena dari parameter ini nanti dapat

pula menentukan sifat pengkaratan. Metode yang digunakan adalah titrasi indikator

warna ASTM D

2.6.1 Garis Besar Pengujian TAN, ASTM D 974

Sejumlah berat contoh dilarutkan dalam solvent titrasi (campuran Toluene,

IPA, dan air)dan indikator p-Naphtol Benzein, dikocok sampai melarut. Kemudian

titrasi segera pada temperature kamar dengan menggunakan larutan KOH alkoholat.

Titik ekivalen ditunjukkan oleh tepat terjadinya perubahan warna menjadi hijau

kecoklatan yang tetap selama 15 detik. Batasan TAN untuk minyak solar diperoleh

maksimum 0,6 mg KOH/g.

2.6.2 Garis Besar Pengujian SAN, ASTM D 974

Sejumlah berat contoh dimasukkan dalam separating funnel (corong pisah),

tambahkan aquades mendidih, dan kocok dengan kuat. Kemudian keluarkan lapisan

airnya yang sudah terpisah dan tampung dalam Erlenmeyer. Tambahkan indikator

Methyl Orange (MO) beberapa tetes kedalam ekstrak. Bila ditambahkan MO warna

larutan berubah menjadi pink atau merah, titrasi dengan larutan KOH alkoholat

sampai terbentuk warna kuning emas. Bila ditambah MO warna larutan tidak

berubah maka laporan SAN sebagai NIL (0)

Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:

1) Buret kapasitas 20 ml, skala 0,05 ml

2) Erlenmeyer 250 ml

3) Pipet ukur 5 ml, 10ml

4) Pipet gondok

5) Gelas beker 50 ml,100 ml, 250 ml

6) Corong pemisah 250 ml

7) Pengaduk

8) Neraca analitik

9) Hot plate

10) Stirrer

11) statif

Bahan yang digunakan antara lain:

1) toluene

2) isoprophyl alcohol anhydrous (IPA)

3) KOH

4) Ba(OH)2

5) Indikator Methyl Orange

6) Indikator PP

7) Indikator p-Naphtol benzein

8) Sampel Solar

Prosedur pengujian

Preparasi reagen

a. Pembuatan solvent titrasi dengan toluene, isopropyl alcohol dan air dicampurkan

dengan perbandingan 100: 99: 1

b. Pembuatan Larutan indikator methyl orange dengan 0,025g methyl orange

dilarutkan dalam 25 ml aquades

c. Pembuatan larutan indikator p-Naptholbenzein dengan 0.5149g p-

naptholbenzein dilarutkan dalam 50ml solvent titrasi.

d. Pembuatan larutan indicator phenolphthalein (PP) dengan 0,0247 g

phenolphthalein dilarutkan dalam 10ml air suling dan 10 ml etanol.

e. Pembuatan larutan KOH alkoholat dengan 6.13 g KOH dilarutkan dalam 1L

isopropyl alcohol ( IPA ) dan dipanaskan pada hotplate dengan stirrer selama 15

menit untuk menghindari timbulnya gumpalan pada dasar beaker, setelah larut

ditambahkan 2 g Ba(OH)2 dan dididihkan lagi selama 5-10 menit. Dinginkan

sampai temperatur kamar, biarkan selama beberapa jam dan saring dengan

saringan “sintered-glass”. Simpan larutan dalam botol plastik. Kemudian

distandarisasi.

Standarisasi larutan KOH alkoholat 0,1 N;

Timbang Pottasium acid phthalate ( KHC8H4O4) yang sudah dikeringkan selama

satu jam pada temperatur 110±1 ̊̊̊̊ C , larutkan pada 40 ±1 ml air suling bebas CO2

( aquades)

Tambahkan 6 tetes indikator phenolphthalein. Titrasi dengan larutan KOH

alkoholat sampai tepat timbul warna pink.

Untuk blanko gunakan air suling bebas CO2 dengan volume yang sama dengan

yang digunakan untuk melarutkan potassium acid phthalate (40 ml)

Hitung normalitas KOH alkoholat dengan rumus

Keterangan :

Wp = Berat potassium acis phthalate ( g )

204,23 = Berat molekul potassium acid phthalate

V = Volume larutan KOH alkoholat untuk titrasi contoh ( ml )

Vb= Volume larutan KOH alkoholat untuk titrasi blanko ( ml )

Penentuan Angka Asam Total (Total Acid Number)

a. Penimbang sejumlah contoh (lihat Tabel 1) dalam erlenmeyer 250 ml.

Penambahan 100 ml solvent titrasi dan 0,5 ml indikator P – Naphtholbenzein,

pengocokan sampai contoh melarut. Bila larutan berwarna kuning orange

teruskan dengan angka asam langkah selanjutnya Bila larutan berwarna

hijau – coklat, lanjutkan dengan cara kerja untuk angka basa.

b. Penitrasian segera pada temperature dibawah 30 0C dengan larutan KOH

alkoholat sampai terbentuk warna hijau-coklat yang tetap selama 15 detik.

c. Penitrasan Blanko : Pipet 100 ml solven titrasi, masukkan ke dalam erlenmeyer

dan tambahkan 0,5 ml indicator P-Naphtholbenzein. Titrasi dengan larutan KOH

alkoholat sampai terbentuk warna hijau-coklat.

Perhitungan untuk angka asam :

Keterangan :

A = larutan KOH alkoholat untuk titrasi coontoh (ml)

B = larutan KOH alkoholat untuk titrasi blanko (ml)

M = Molaritas KOH alkoholat

W = Berat contoh ( g )

Penentuan Angka Asam Kuat

a. Pemindahan 25 ± 0,1 g contoh ke dalam corong pemisah 250 ml, tambahkan 100

ml akuades mendidih. Kocok dengan kuat, kemudian keluarkan lapisan airnya

dan tampung dalam erlenmeyer 500 ml. Ulangi ekstraksi 2 kali. Jadikan satu

ekstraknya. Kedalam ekstrak tambahkan 0,1 ml indicator MO. Bila larutan

menjadi berwarna pink atau merah, titrasi dengan larutan KOH 0,1 M sampai

tepat terbentuk warna kuning mas. Bila setelah ditambahkan MO warna larutan

tidak pink atau merah, laporkan strog acid number sebagai nol.

b. Penitrasian Blanko : Kedalam erlenmeyer masukkan 200 ml akuades mendidih

yang sama yang digunakan untuk ekstraksi contoh. Tambahkan 0,1 ml MO. Bila

warna larutan menjadi kuning-orange, titrasi dengan HCl 0,1 M sampai

terbentuk warna kuning emas. Bila warna larutan saat ditambah MO menjadi

pink atau merah, titrasi dengan KOH 0,1 M sampai terbentuk warna kuning

emas.

Perhitungan untuk angka asam kuat :

Keterangan :

C = Larutan KOH untuk titrasi air (ml)

D = Larutan KOH untuk titrasi blanko (ml)

M = Molaritas larutan KOH

W = Berat contoh ( gram )

Dari pengujian ini diperoleh hasil untuk angka asam total solar volume titrat

KOH Alkoholat untuk solar1 dengan berat 20.0362 g yaitu VKOH Alk = 0,50 ml dan

solar2 dengan berat 20.2372 g yaitu VKOH Alk = 0,70 ml. Hasil penetapan angka asam

pada sampel solar1 adalah 0.09856 mg KOH / g, dan pada sampel solar2

adalah0.14637 mg KOH / g jadi angka asam total dari sampel solar yang di gunakan

sebesar 0.122465 mg KOH/g, selisih angka asam kedua sampel adalah 0.04781, hal

ini menunjukan bahwa kedua data titrasi yang diperoleh adalah dapat diterima atau

valid karena berdasarkan metode ASTM D 974 repeatibility untuk light oil seperti

solar dengan berat sampel 20 g adalah 0.05 pada percobaan angka repeatability

0.04781, berarti kurang dari repeatability yang disyaratkan sehingga data tersebut

dapat dipercaya yaitu memilki angka asam total 0.122465 mg KOH/g.

Untuk angka asam kuat Setelah diperoleh ekstrak kemudian tambahkan

indikator MO, dari warna awal ekstrak berwarna putih keruh kemudian berubah

menjadi orange kekuningan, hal ini menunjukkan bahwa sampel solar tersebut tidak

mengandung asam kuat atau dapat disimpulkan bahwa angka asam kuat solar

tersebut nol.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Angka asam Total atau TAN (Total Acid Number) dalam solar adalah 0.122465

mg KOH/g.

2. Angka Asam kuat atau SAN (Strong Acid Number) dalam solar dengan berat

25,0020 g adalah Nol.

3. Sampel Solar memenuhi spesifikasi dari Kementerian ESDM maupun Standart

Amerika.

DAFTAR PUSTAKA

Annual Book of ASTM Standards. Section Five. Petroleum Product, Lubricant, and

Fossil Fuels. (2000)

Achmad Zuhdan F, 1998, Minyak Bumi dan Hasil-hasilnya, Kursus Kejuruan

Laboratorium Kilang, PPT Migas Cepu.

Djoko Suprapto Ir, 1999, Metode Pengujian Sifat Fisik Minyak Bumi, Pusdiklat

Migas, Akamigas.

Mudjiraharjo, K., 2003, Karakteristik BBM dan Non BBM, Pusat Pendidikan dan

Pelatihan Minyak dan Gas Bumi, Cepu

Sjarifuddin, Refinery Furnace Operation, Dinas Teknologi Proses/p, Direktorat

Pengolahan, Jakarta, Juli 1992.