PENENTUAN KADAR DAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA
LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG RDL)
DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
KARYA ILMIAH
RISDA DIANA PRATIWI
052409071
PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENENTUAN KADAR DAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA
LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG RDL)
DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
RISDA DIANA PRATIWI
052409071
PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENENTUAN KADAR DAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG RDL) DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : RISDA DIANA PRATIWI
Nomor Induk Mahasiswa : 052409071
Program Studi : D3 KIMIA INDUSTRI
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Juni 2008
Diketahui
Program Studi D3 KIN FIMPA USU Dosen Pembimbing, Ketua,
(Dr. Harry Agusnar, M.Sc. M.Phil) (Dr. Marpongahtun, M.Sc.)
PERNYATAAN
PENENTUAN KADAR DAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG RDL) DENGAN
MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2008
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada ALLAH SWT, karena atas berkah, rahmah, taufiq, hidayah dan inayah-Nya maka selesailah penulisan karya ilmiah ini. Serta tak lupa penulis ucapkan shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW.
Kepada ibunda Nurhamidah dan ayahanda M. Rasyid Achmad tercinta, dua orang tua yang telah mendidik, membesarkan dan membiayai kehidupan penulis dengan tulus hati dan penuh kasih saying. Penulis hanya mampu memohon kepada ALLAH SWT semoga ibunda dan ayahanda selalu dalam keadaan sehat walafiat.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi – tingginya ingin penulis sampaikan kepada :
1. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc., selaku Ketua Program Studi D3 Kimia Analis sekaligus Dosen Pembimbing yang telah membimbing dan memberi masukan serta arahan kepada penulis dalam penyusunan karya ilmiah ini.
2. Bapak Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phill selaku Ketua Program Studi Diploma 3 Kimia Industri di FMIPA USU .
3. Bapak Dr. Eddy Marlianto, M.Sc., sebagai Dekan FMIPA USU.
4. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS., ketua Departemen Kimia FMIPA USU. 5. Bapak Ibnu Abbas, selaku mentor di PT. ARUN NGL, Blang Lancang,
Lhokseumawe yang telah membimbing penulis selama PKL.
6. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar di FMIPA USU atas ilmu yang diberikan selama 3 tahun pembelajaran.
7. Arfandy Tampubolon, atas dukungan, motivasi, pikiran, tenaga dan waktu yang diberikan kepada penulis.
8. Teman – teman seperjuangan PKL (Novriliza, Said Sulaiman, M. Qohar Nst. atas semangat yang terus dicurahkan kepada penulis untuk menyelesaikan karya ilmiah ini.
9. Sahabat - sahabat khususnya jurusan Kimia Industri Angkatan 2005 FMIPA USU.
10. Kepada semua pihak yang tidak mungkin disebutkan namanya satu per satu, penulis hanya berharap semoga semuanya mendapatkan balasan terbaik dan terindah dari ALLAH Yang Maharahman dan Maharahim.
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 pada akhirnya dapat digunakan untuk menambah pengetahuan dan perbaikan atas kekurangan dalam menulis karya ilmiah ini. Semoga dengan izin Yang Maha Kuasa karya ilmiah ini memberi manfaat yang besar bagi semuanya. Amin.
ABSTRAK
DETERMINING OF CONCENTRATE AND HYDROCARBON COMPOSITION IN LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG
RDL) BY USING CROMATOGRAPHY GAS
ABSTRACT
LNG RDL or Liquified Natural Gas Run Down Line is LNG, produced from train it is a hydrocarbon bake and its process will be continued into storaging tank. Determining of quality of LNG RDL is hold on by HHV (High Heating Value). HHV is a valuable heating that produce with complete substance, bake and in certain temperature. The determining device of HHV is chromatography gas and chromatogram is a HHV’s result. Chromatogram is a record report which describes expending of mixture component sequencely from the colom. Chromatogram of HHV can be accumulated by hydrocarbon composition. The great grade of HHV with produce the great quality of LNG RDL. The greatest grade of HHV is 1097.0 BTU/Scf. This grade will
DAFTAR ISI
1.2 Identifikasi Masalah 3
1.3 Tujuan 4
2.2.2 Sifat dan Prinsip Pencairan Gas Alam 11
2.2.3 Pemilihan Refrigeran 13
2.3 Dasar – Dasar Kromatografi 13
BAB 4 HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Analisis 25
4.2 Perhitungan 26
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 30
5.2 Saran 30
DAFTAR GAMBAR
Halaman
GAMBAR 2.1 Penggolongan Hidrokarbon 5
GAMBAR 2.2 Struktur Alkana 7
GAMBAR 2.3 Diagram Detektor Daya Hantar Panas 20
GAMBAR 2.4 Terjemahan Hasil Detektor 21
GAMBAR 2.5 Kromatogram 22
DAFTAR TABEL
Halaman
TABEL 2.1 Suku Pertama Sampai Dengan 10 Senyawa Alkana 8
TABEL 2.2 Komponen Utama Dalam Gas Alam 9
TABEL 2.3 Beberapa Refrigeran Yang Digunakan Dalam 12 Pendinginan
TABEL 2.4 Jenis – Jenis Kromatografi 14
TABEL 4.1.1 Data Komposisi LNG RDL tanggal 8 dan 9 April 2008 26
TABEL 4.1.2 Data Komposisi LNG RDL tanggal 10 dan 11 April 2008 26
TABEL 4.2.1 Nilai Gross Heating Value pada 60oF 27
DAFTAR LAMPIRAN
Gambar 1 Kromatografi gas tipe HP 6890 N-series
ABSTRAK
DETERMINING OF CONCENTRATE AND HYDROCARBON COMPOSITION IN LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG
RDL) BY USING CROMATOGRAPHY GAS
ABSTRACT
LNG RDL or Liquified Natural Gas Run Down Line is LNG, produced from train it is a hydrocarbon bake and its process will be continued into storaging tank. Determining of quality of LNG RDL is hold on by HHV (High Heating Value). HHV is a valuable heating that produce with complete substance, bake and in certain temperature. The determining device of HHV is chromatography gas and chromatogram is a HHV’s result. Chromatogram is a record report which describes expending of mixture component sequencely from the colom. Chromatogram of HHV can be accumulated by hydrocarbon composition. The great grade of HHV with produce the great quality of LNG RDL. The greatest grade of HHV is 1097.0 BTU/Scf. This grade will
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Minyak bumi dan gas alam adalah sumber daya alam yang bernilai ekonomis dan memberikan kontribusi yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Teknologi canggih atau modern mempunyai peranan yang sangat penting dalam perkembangan suatu industri. Setiap industri tidak akan menghasilkan suatu produk yang maksimal tanpa didukung oleh peralatan memadai. Meskipun setiap industri telah berusaha untuk menghasilkan produk yang baik, tetap saja mengalami kendala dalam mengoperasikan suatu mesin produksi, hal ini dapat terjadi karena faktor alam, faktor peralatan yang digunakan, maupun faktor manusia itu sendiri.
LNG merupakan alternatif energi yang mempunyai prospek cukup baik dewasa ini, karena hasil pembakarannya memiliki tingkat polusi yang rendah, efisiensi pembakarannya cukup tinggi sehingga mudah dikontrol (Arun, PT., 2001).
Ladang gas dan minyak ditemukan di Lhokseumawe, ibu kota Aceh Utara sekitar tahun 1970-an. Kemudian, Acehpun mulai didatangi para investor luar negeri yang tertarik pada sumber daya alamnya yang hebat. Sejak saat itu, gas alam cair atau
(EMOI) di zona industri Lhokseumawe, telah menyulap wilayah ini menjadi kawasan industri petrokimia modern (http://bankdata.depkes, 2008).
Komponen dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10
LNG adalah gas alam yang dicairkan, yang telah diproses untuk menghilangkan ketidakmurnian dan hidrokarbon berat dan kemudian dikondensasi menjadi cairan pada tekanan atmosfer dengan mendinginkannya sekitar -150
), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk gas helium (http://id.wikipedia/Gas_alam, 2008).
o
Celcius. Tujuan pencairan gas alam ini adalah untuk mempermudah pengangkutan ke negara tujuan, sebab perbandingan 570 : 1, artinya bila gas berjumlah 570 m3 maka setelah dicairkan menjadi 1 m3 cairan LNG, dengan demikian dapat menghemat pemakaian ruang dan juga dapat mempertinggi efisiensi pengangkutan dan penyimpanan.walaupun pengolahannya berupa pencairan saja, namun dalm proses tersebut ada zat – zat impurities (kotoran) yang dihilangkan, sehingga gas yang memasuki ke trains untuk melalui tahap proses akan sangat berbeda dengan komposisi LNG yang diperoleh. Selain menghasilkan gas alam, juga menghasilkan
pada berth (pelabuhan) untuk kemudian dikapalkan. LNG ditransportasikan dengan menggunakan kapal tanker dan dalam tangki yang dirancang khusus. Dimana LNG di PT. ARUN saat ini memiliki isi sekitar 1/570 dari gas alam pada suhu dan tekanan standar, membuatnya lebih hemat untuk ditransportasi jarak jauh di mana jalur pipa tidak ada (Arun, 2001). Dengan demikian judul yang dikemukakan dalam karya ilmiah ini adalah “PENENTUAN KADAR DAN KOMPOSISI HIDROKARBON LIQUIFIED NATURAL GAS RUN DOWN LINE (LNG RDL) DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS DI PT. ARUN NGL”.
1.2 Identifikasi Masalah
Liquefied Natural Gas adalah suatu hidrokarbon yang terdiri dari berbagai macam komponen-komponen gas lain yang terdapat dalam gas alam. Sedangkan LNG RDL adalah komposisi hidrokarbon dari train (dapur untuk tempat pemasakan hidrokarbon menjadi LNG) sebelum masuk kedalam tangki. Penggunaan alat Gas Chromatography (GC) pada analisa gas alam adalah untuk mengetahui semua komponen-komponen gas yang terdapat dalam gas alam. Sehingga setiap komposisi gas tersebut dapat diketahui dengan akurat. Nilai panas hasil pembakaran sempurna (HHV) LNG RDL perlu ditentukan untuk menentukan kualitas mutu LNG tersebut.
1.3 Tujuan
1) Mengetahui kadar dan komposisi LNG RDL
sempurna (HHV)
1.4 Manfaat
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Hidrokarbon
Dalam bidan atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Istilah tersebut digunakan juga sebagai pengertian dari
Sebagai cont karbon dan empat atom hidrogen: CH4 sebuah alkana) yang terdiri dari dua atom karbon bersatu dengan sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom karbon: C2H6. atom C (C3H8) dan seterusnya (CnH2·n+2) (http://id.wikipedia/Gas_alam, 2008).
Gambar 2.1 Penggolongan Hidrokarbon
2.1.2 Alkana
Alkana (CH4) mempunyai rumus umum CnH2n+2 dengan n = 1, 2,…. Ciri terpenting dari molekul hidrokarbon alkana adalah hanya tedapat ikatan kovalen tunggal. Alkana dikenal sebagai hidrokarbon jenuh (saturated hydrocarbon) karena mengandung jumlah maksimum atom hidrogen yang dapat berikatan dengan sejumlah atom karbon yang ada.
Alkana yang paling sederhana (yaitu dengan n = 1) adalah metana CH4
Gambar 2.1 menunjukkan struktur dari empat alkana pertama (n = 1 sampai n = 4). Gas alam merupakan campuran dari metana, etana dan sejumlah kecil propane. Tentunya atom karbon yang terdapat di semua alkana dapat dianggap terhibridisasi
sp
, yang merupakan hasil alami penguraian bakteri anaerob dari tanaman – tanaman dalam air. Karena senyawa ini pertama kali dikumpulkan dari rawa, metana juga dikenal sebagai gas rawa. Sumber metana yang agak mustahil tetapi terbukti adalah rayap. Ketika serangga rakus itu memakan kayu, mikroorganisme yang terdapat dalam sistem pencernaannya memecah selulosa (komponen utama dari kayu) menjadi metana, karbon dioksida dan senyawa – senyawa lainnya. Diperkirakan 170 juta ton metana diproduksi setiap tahun oleh rayap. Metana juga diproduksi dalam beberapa proses pengolahan limbah. Secara komersial, metana diperoleh dari gas alam.
3
(structural isomer) n – butane (n artinya normal) dan isobutana, yaitu molekul – molekul yang mempunyai rumus molekul sama tetapi strukturnya berbeda. Alkana yang mempunyai isomer struktur seperti butane digambarkan mempunyai struktur rantai lurus atau rantai bercabang. n – Butana adalah alkana rantai lurus sebab atom karbon dihubungkan sepanjang satu garis. Pada alkana rantai bercabang seperti isobutana, satu atau lebih atom karbon terikat pada sedikitnya tiga atom karbon yang lain (Chang, R., 2005).
Gambar 2.2 Struktur Alkana
pertama sampai dengan 10 senyawa alkana dapat anda peroleh dengan mensubstitusikan harga n dan tertulis dalam tabel berikut :
Tabel 2.1 Suku pertama sampai dengan 10 senyawa alkana
Suku
petroleum gas). LPG dijual dalam tangki - tangki baja dan diedarkan ke rumah-rumah. Gas butana lebih mudah mencair daripada propana dan digunakan sebagai geretan rokok. Oktana mempunyai titik didih yang tempatnya berada dalam lingkungan bahan bakar motor. Alkana-alkana yang bersuhu tinggi terdapat dalam kerosin (minyak tanah), bahan bakar diesel, bahan pelumas, dan parafin yang banyak digunakan untuk membuat lilin (http://free.vlsm, 2008).
2.2 Gas Alam
Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan molekul - molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti2H63H8) da4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur juga merupakan sumber utama untuk sumber gas
Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptaka ketika terlepas ke atmosfer dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut)
Tabel 2.2 Komponen Utama Dalam Gas Alam
Metana (CH4) 80-95
Etana (C2H6) 5-15
Propana (C3H8) and Butane (C4H10) < 5
2), 2S), dan air dapat juga terkandung di dalam gas alam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Campuran utama dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai acid gas Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan tercekiknya pernafasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan.
Misalnya, dalam kilang olefin, etilena dan propilena murni sudah tersedia
2.2.1 Pemanfaatan Gas Alam
Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu :
1. Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG/NGV), sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran dan sebagainya.
2. Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low density polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene, HDPE = high density polyethylen, PVC = poly vinyl chloride, C3 dan C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft drink, dry ice pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.
3. Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural Gas (LNG). Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di bandara Bangkok, Thailand sebagai penyimpanan dan transportasi (http://id.wikipedia/Gas_alam, 2008).
2.2.2 Sifat dan Prinsip Pencairan Gas Alam
atau propilena mungkin tidak cocok untuk kilang ammonia karena risiko kontaminasi, sedangkan ammonia dapat berfungsi dengan baik untuk tujuan tersebut. Fluorokarbon sudah banyak digunakan karena sifatnya yang tidak mudah terbakar.
Karena sifatnya yang menguntungkan beberapa refrigerant yang dicantumkan dalam Tabel 3 dapat digunakan secara ekonomis dalam daerah temperatur yang luas.Untuk pencairan gas alam sudah tentu tidak semua refrigeran yang ada dalam daftar tersebut dapat digunakan, karena temperatur pencairan gas alam yang rendah.
Tabel 2.3 Beberapa Refrigeran Yang Digunakan Dalam Pendinginan
Refrigeran Batas Temperatur, oF
Metana - 200 sampai – 300
Etana dan Etilena - 75 sampai – 175 Propana dan Propilena 40 sampai – 50
Butana 60 sampai 10
Amonia 80 sampai - 25
Refrigeran - 12 81 sampai - 20
Dalam pencairan gas alam pada prinsipnya adalah mendinginkan gas sampai memasuki daerah dua fase. Pencairan suatu gas pada prinsipnya dapat dilakukan menggunakan cara – cara berikut :
(a) Pendinginan dengan tekanan tetap dalam suatu pemindah panas (heat exchanger),
(c) Pendinginan dengan klep pengembang (cerat, throttle) atau dinamakan proses
throttle.
2.2.3 Pemilihan Refrigeran
Kilang pencairan gas alam adalah kilang kombinasi Propan – MCR, di mana digunakan dua siklus pendinginan : siklus propan dan siklus refrigeran campur (MCR). Pemilihan MCR (multicomponent refrigerant) didasarkan pada kenyataan bahwa gas alam yang dicairkan merupakan campuran dari berbagai komponen, dengan komponen dasar metan, yang sudah tentu titik didh dan titik embun metan. Di samping itu agar pemakaian refrigeran hemat (ekonomis), refrigeran harus memiliki panas penguapan (Hfg) yang besar dengan titik didih rendah dan juga harus mudah didapat, apabila diperlukan untuk pengganti kehilangan refrigeran.
Pemakaian refrigeran komponen tunggal, misalnya N2 dan CH4
Istilah kromatografi mula – mula ditemukan oleh Michael Tswett (1908), seorang ahli botani rusia. Ia telah memisahkan klorofil dan pigmen – pigmen lain dari ekstrak tanaman dengan cara ini. Nama kromatografi diambil dari bahasa Yunani (chromato = penulisan dan grafe = warna). Kromatografi itu sendiri berarti penulisan
yang memiliki titik didih rendah, akan memerlukan jumlah mol refrigeran yang sangat tinggi, yang akan mengakibatkan diperlukannya kompresor yang berukuran dan berdaya besar. Karena alasan – alasan tersebut akhirnya dipilih refrigeran multikomponen (MCR) sebagai refrigeran dalam kilang pencairan gas alam (Sutanto, 1994).
istilah kromatografi sebenarnya sudah tidak tepat lagi karena dengan kromatografi juga dapat dipisahkan senyawa – senyawa yang tidak berwarna termasuk gas (Yazid, E., 2005).
Kromatografi adalah suatu nama yang diberikan untuk teknik pemisahan tertentu. Prinsip dasar kromatografi adalah cara pemisahan senyawa – senyawa atas dasar perbedaan migrasi senyawa tersebut pada fase diam atau pengaruh fase gerak. Oleh karena itu kromatografi dapat digunakan untuk tujuan isolasi (pemisahan), analisa jumlah komponen dan pengujian kemurnian (Sastrohamidjojo, H.,1985).
2.3.1 Klasifikasi Kromatografi
Kromatografi dapat digolongkan berdasarkan pada jenis fase – fase yang digunakan dan berdasarkan atas prinsipnya.
Tabel 2.4 Jenis – Jenis Kromatografi (Yazid, E., 2005).
Fase Bergerak
Fase
Diam Prinsip Teknik Kerja
Gas Padat Adsorpsi Kromatografi Gas - Padat
Cair Padat Adsorpsi, Partisi
Kromatografi Kolom, KLT dan Kromatografi Kertas
Cair Cair Partisi
Kromatografi Kolom, KLT dan Kromatografi Kertas
2.3.2 Prinsip Kromatografi
Kromatografi adalah cara pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen – komponen campuran tersebut diantara dua fase, yaitu stationery (fase diam) dan mobile (fase bergerak). Fase diam dapat berupa zat padat atau zat cair, sedangkan fase bergerak dapat berupa zat cair atau gas.
Dalam teknik kromatografi, sampel yang merupakan campuran dari berbagai macam komponen ditempatkan dalam situasi dinamis dalam system yang terdiri dari fase diam dan fase bergerak. Semua pemisahan pada kromatografi tergantung pada gerakan relatif dari masing – masing komponen diantara ke dua fase tersebut. Senyawa atau komponen yang tertahan (terhambat) lebih lemah oleh fase diam akan bergerak lebih cepat daripada komponen yang tertahan lebih kuat. Perbedaan gerakan (mobilitas) antara komponen yang satu dengan lainnya disebabkan oleh perbedaan dalam adsorpsi, partisi, kelarutan atau penguapan diantara ke dua fase. Jika perbedaan – perbedaan ini cukup besar, maka akan terjadi pemisahan secara sempurna. Oleh karena itu dalam kromatografi, pemilihan terhadap fase bergerak maupun fase diam perlu dilakukan sedemikian rupa sehingga semua komponen bisa bergerak dengan kecepatan yang berbeda – beda agar dapat terjadi proses pemisahan.
Dalam kromatografi gas, fase gerak berupa gas lembab seperti helium, nitrogen, argon, atau bahkan hidrogen yang digerakkan dengan tekanan melalui pipa yang berisi fase diam. Pada kromatografi gas ini fase bergerak berupa gas dan fase diam dapat berupa cairan dan padatan.
Dari persyaratan diatas, maka ada dua gabungan yaitu :
a) Jika fase bergerak adalah gas dan fase diam adalah padatan maka disebut kromatografi gas – padat (GSC).
b) Jika fase bergerak adalah gas dan fase diam adalah cairan maka disebut kromatografi gas – cair (GLC) (Hendayana, S.,1994).
2.3.3 Komponen – Komponen Instrumentasi Kromatografi Gas
a) Gas Pembawa
Gas yang dapat digunakan sebagai fasa gerak dalam kromatografi gas harus bersifat inert (tidak bereaksi) dengan cuplikan maupun fasa diam. Gas – gas yang biasa digunakan adalah gas He, Ar, N2, H2
yang suhunya dapat diatur untuk menguapkan cuplikan. Suhu tempat penyuntikan cuplikan biasanya sekitar 50 derajat di atas titik didih cuplikan. Bila cuplikan rusak pada suhu tersebut maka cuplikan tersebut tidak dapat dianalisis dengan teknik kromatografi gas. Jumlah cuplikan yang disuntikkan kedalam aliran fasa gerak.
Tempat pemasukan cuplikan cair ke dalam pak kolom biasanya terbuat dari tabung gelas di dalam blok logam panas. Cuplikan disuntikkan dengna bantuan alat suntik melalui karet septum kemudian diuapkan di dalam tabung gelas. Gas pembawa meniup uap cuplikan melalui kolom kromatografi. Cuplikan berbentuk gas dapat dimasukkan dengan bantuan alat suntik gas (gas tight syringe) atau kran gas (gas sampling valve).
c) Kolom
Dalam kromatografi gas, kolom merupakan tempat terjadinnya proses pemisahan. Untuk kromatogafi gas dikenal dua jenis kolom yaitu jenis pak (packed column) dan jenis terbuka (open tubular column). Jenis pak terbuat dari stainless steel sedangkan jenis kolom terbuka terbuat dari pipa kapiler. Ke dalam kolom jenis pak diisi zat pendukung dan fasa diam yang menempel pada zat pendukung (Hendayana S., 2006).
Waktu retensi
saat sampel diinjeksikan pada titik dimana tampilan menunujukkan tinggi puncak maksimum untuk senyawa itu.
Setiap senyawa memiliki waktu retensi yang berbeda. Untuk senyawa tertentu, waktu retensi sangat bervariasi dan bergantung pada :
a) Titik didih senyawa. Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur kolom, akan menghabiskan hampir seluruh waktunya untuk berkondensasi sebagai cairan pada awal kolom. Dengan demikian, titik didih yang tinggi akan memiliki waktu retensi yang lama.
b) Kelarutan dalam fase cair. Senyawa yang lebih mudah larut dalam fase cair, akan mempunyai waktu lebih singkat untuk dibawa oleh gas pembawa.. Kelarutan yang tinggi dalam fase cair berarti memiiki waktu retensi yang lama.
c) Temperatur kolom. Temperatur tinggi menyebakan pergerakan molekul-molekul dalam fase gas; baik karena molekul-molekul-molekul-molekul lebih mudah menguap, atau karena energi atraksi yang tinggi cairan dan oleh karena itu tidak lama tertambatkan. Temperatur kolom yang tinggi mempersingkat waktu retensi untuk segala sesuatunya di dalam kolom.
puncak-puncak dalam kromatogram. Jawabannya dimulai dengan kolom dengan suhu yang rendah kemudian perlahan-lahan secara teratur temperaturnya dinaikkan. Pada awalnya, senyawa yang menghabiskan lebih banyak waktunya dalam fase gas akan melalui kolom secara cepat dan dapat dideteksi. Dengan adanya sedikit pertambahan temperatur akan memperjelas lagi perlekatan oleh senyawa. Peningkatan temperatur masih dapat lebih melekatan molekul-molekul fase diam melalui kolom (
d) Detektor
Berbagai jenis detektor dapat digunakan untuk mendeteksi komponen – komponen yang telah terpisahkan di dalam kolom kromatografi gas. Jenis detektor meliputi detektor daya hantar panas (thermal conductivity detector), detektor ionisasi nyala (flame ionization detector), detektor penangkap elektron (electron capture detector), detektor fotometri nyala (flame photometric detector) dan detektor nyala alkali (alkali flame detector). Setiap detektor mempunyai karakteristik tersendiri.
Detektor daya hantar panas (Thermal Conductivity Detector, TCD)
Gambar 2.3 Diagram Detektor Daya Hantar Panas
Detektor TCD telah digunakan sejak awalnya sejarah dari kromatografi gas dikeluarkan oleh Hewlett Packard Company dan bahkan sampai sekarang ini penggunaan detector jenis ini sangat luas. Banyak keuntungan penggunaan detector TCD, keearena dapat mendeteksi hamper semua komposisi dari gas alam (kecuali untuk analisis gas dimana gas itu digunakan sebagai carrier gas). Kegunaan dari detektor ini adalah untuk menganalisis gas – gas anorganik dengan kosentrasinya yang kecil (trace) dan memmpunyai sensitivitas yang tinggi bila digunakan suhu operasi yang tinggi. Sensitivitas detektor jenis TCD juga sangat tergantung bila bridge current
Penerjemahan hasil dari detektor. Hasil akan direkam sebagai urutan puncak – puncak, setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati - hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak - tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama.
Gambar 2.4 Terjemahan Hasil Detektor
2.3.4 Kromatogram
Kromatogram merupakan grafik berupa kerucut – kerucut atau dalam istilah kromatografi modern disebut peak, hasil rekaman yang menggambarkan urutan keluarnya komponen campuran dari kolom. Dari kiri ke kanan dalam kromatogram menyatakan waktu, biasanya dalam menit. Sementara sumbu vertikal menyatakan intensitas komponen. Jumlah peak yang muncul menyatakan jumlah komponen yang terdapat dalam campuran. Kemudian kuantitas tiap komponen dapat dihitung melalui luas peak. Semakin besar luas peak semakin besar pula kuantitas komponen tersebut (Hendayana, S., 2006).
Gambar 2.6 Diagram Skematis Kromatografi Gas Dengan Detektor Konduktivitas Thermal (TCD) (Underwood A.l., 2000).
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1 Alat
1) Bombe (Tabung Injeksi) LNG RDL
2) Gas Chromatography (GC) HEWLET PACKARD 6890 SERIES
3.2 Bahan
1) Sampel LNG RDL 2) Gas Pembawa (He)
3.3 Prosedur Kerja
BAB 4
HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Analisis
Tabel 4.1.1 Data Komposisi LNG RDL tanggal 8 dan 9 April 2008
Komposisi % Mol
Tabel 4.1.2 Data Komposisi LNG RDL tanggal 10 dan 11 April 2008
i C5H12 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
n C5H12 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
HHV 1092,4 1090,0 1089,0
4.2 Perhitungan
Untuk menentukan nilai HHV dari LNG RDL terlebih dulu diketahui perlu diketahui nilai Gross Heating Valuenya. Berikut tabelnya :
Tabel 4.2.1 Nilai Gross Heating Value pada 60o
+ (10,700672)
setelah dicairkan menjadi 1 m3 cairan LNG, dengan demikian dapat menghemat pemakaian ruang dan juga dapat mempertinggi efisiensi pengangkutan dan penyimpanan. Di negara konsumen, LNG diubah lagi menjadi gas dengan menggunakan pemanasan oleh air laut, kemudian selanjutnya gas ini digunakan sebagai bahan bakar turbin gas untuk pembangkit tenaga listrik, sebagai bahan bakar pada industri - industri berat serta dipakai untuk keperluan rumah tangga.
Komposisi dari LNG RDL didominasi oleh CH4 (metana) dan sedikit C2H6 (etana), C3H8 (propana) dan C4H10 (butana). LNG RDL telah bebas dari impurities (zat pengotor) yang terdiri dari CO2, H2
Dari kromatogram yang diperoleh dapat ditentukan nilai HHV dengan metode perhitungan. Perhitungan dibantu dengan tabel Gross Heating Value (GHV) untuk mengalikan tiap – tiap komponen dengan masing – masing faktor pengali. Data yang paling baik diperoleh pada tanggal 8 dan 9 April yaitu 1097,0 BTU/Scf. Perbedaan nilai HHV ini dapat meningkat atau menurun, tergantung dari komposisi hidrokarbon dari sumber ladang gas itu sendiri. Dapat juga dipengaruhi oleh perlakuan saat memvakum alat sebelum digunakan, faktor suhu dan tekanan pada saat menganalisa dengan kromatografi gas. Karena itu pada hari yang berbeda atau pada saat pagi dan sore hari hasil dapat berbeda pula. Untuk memaksimalkan agar hasil yang diperoleh lebih akurat maka kromatografi gas diletakkan pada satu ruangan yang memakai pendingin ruangan dan tertutup. Agar pada ruangan tersebut suhu dan tekanannya lebih terjaga. Juga terlebih dahulu untuk membersihkan tabung injeksi sampel
(bombe) dengan sampel LNG RDL sebelum mengambil sampel LNG RDL untuk dianalisa, dengan tiga kali perlakuan agar sampel yang akan dianalisa pada hari itu tidak tercemar dengan sampel LNG RDL kemarin. Dengan demikian hal – hal seperti ini akan mempengaruhi komposisi hidrokarbon yang terbaca pada kromatogram.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1) Berdasarkan data yang diperoleh, kadar dan komposisi hidrokarbon yang terdapat pada LNG RDL terdiri dari alkana yaitu metana (91 – 91%), etana (5 – 6%), butana (1 – 2%), iso propana (0,2 – 0,4%), normal propana (0,1 – 0,3%) dan terdapat nitrogen (0,1 – 0,2%).
2) Nilai HHV yang paling baik menurut data diperoleh pada tanggal 8 April 2008 (sore) dan 9 April 2008 (pagi) yaitu sebesar 1097,0 BTU/Scf.
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Arun PT., 2001. Production Division Laboratory. Lhokseumawe : PT. ARUN
Chang, R., 2005. Kimia Dasar Konsep – Konsep Inti. Edisi Ketiga, Jilid I Jakarta : Erlangga
Hendayana, S., 2006. Kimia Pemisahan Metode Kromatografi dan Elektroforesis Modern. Bandung : Remaja Rosdakarya
Hendayana, S. dan Kadarohman.A., 1994. Kimia Analitik Instrumen. Edisi Pertama. Semarang : IKIP Press
Sastrohamidjojo, H., 1985. Kromatografi. Jilid I. Edisi I, Yogyakarta : Liberty
Sutanto, 1994. Termodinamika Pencairan Gas Alam. Jakarta : UI – Press
Underwood, A.L., Day, R.A., 2001. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Keenam. Jakarta : Erlangga
Yazid, E., 2005. Kimia Fisika Untuk Paramedis. Yogyakarta : Andi
diakses tanggal 6 April 2008
2008
Gambar 1. Kromatografi gas tipe HP 6890 N-series
