KROM
PROG
FAKULTAS MATE
UNI
OMATOGRAFI GAS DI PT. ARUN NGL
KARYA ILMIAH
IQBAL MUTTAQIN
112401086
OGRAM STUDI D-III KIMIA ANALI
DEPARTEMEN KIMIA
TEMATIKA DAN ILMU PENGETAHU
NIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
NGL
LIS
KROM
Diajukan untuk melen
PROGR
FAKULTAS MATE
UNI
OMATOGRAFI GAS DI PT. ARUN NGL
KARYA ILMIAH
PERSETUJUAN
Judul : Analisa Komposisi Hidrokarbon Pada Liquified Natural Gas (LNG) Dengan
Progam Studi : Diploma Tiga (D-III) Kimia Analis Departemen : Kimia
PERNYATAAN
ANALISA KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LIQUEFIED NATURAL GAS (LNG) DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI
GAS DI PT. ARUN NGL
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2014
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini tepat pada waktunya. Karya Ilmiah ini disusun sebagai persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Program Studi D-3 Kimia Analis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Dalam penyusunan Karya Ilmiah ini penulis banyak menemukan kendala. Namun berkat bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat mengatasi berbagai kendala tersebut dengan baik. Atas bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak maka dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, Ayahanda A.Razak T. Abdullah dan Ibunda Marlina serta saudara penulis tersayang, Abangda (Ijal dan Imam), Kakanda Rina Fatia, dan Adinda (Ajil, Yani,dan Apis) yang telah memberi bantuan moril dan materil serta doa restu demi kesuksesan penulis.
2. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan FMIPA USU.
3. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS, selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU.
4. Ibu Dra. Emma Zaidar Nst, M.Si, selaku Dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membantu penulisan Karya Ilmiah ini.
5. Bapak Said Umar selaku Laboratory Supervisor yang telah memberikan pengarahan kepada penulis pada saat PKL.
6. Bapak Ibnu Abbas selaku mentor penulis pada saat PKL yang telah memberikan pengarahan dan membimbing penulis dalam menjalankan tugas-tugas rutin laboratorium.
Said yang telah memberikan dukungan, semangat dan ilmu baru kepada penulis.
8. Ummi dan Adi, rekan kerja dalam melaksanakan praktek kerja lapangan di T & ES Laboratory Section PT. Arun NGL.
9. Teman-teman seperjuangan D-3 Kimia Analis dan Industri stambuk 2011 yang selama 3 tahun ini sama-sama kita jalani dunia perkulihan dan laboratorium dengan penuh suka-cita.
10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang turut andil dalam membantu penulis sehingga selesainya Karya Ilmiah ini.
Akhir Kata, penulis menyadari bahwa isi dan cara penulisan Karya Ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca untuk kesempurnaan Karya Ilmiah ini. Segala bentuk masukan yang diberikan akan penulis terima dengan senang hati dan penulis ucapkan terima kasih. Harapan penulis, semoga Karya Ilmiah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca umumnya dan bagi penulis khususnya.
ANALISA KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LIQUIFIED NATURAL GAS (LNG) DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI
GAS DI PT. ARUN NGL
ABSTRAK
Liquified Natural Gas (LNG) merupakan gas alam yang dicairkan. LNG dicairkan pada suhu ± -160 ºC. Kandungan utama LNG adalah metana (CH4), etana (C2H6),
propane (C3H8), butane (C4H10), dan sedikit nitrogen (N2). Untuk mengetahui
berapa besar konsentrasi dari masing-masing komponen tersebut maka sampel dari LNG akan dianalisa kadar hidrokarbon dan nitrogen yang terdapat di dalamnya dengan menggunakan alat kromatografi gas. Prinsip kerja kromatografi gas adalah proses pemisahan senyawa-senyawa kimia secara fisika. Dalam suatu kolom dengan menggunakan sistem dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase gerak (mobil). Fase diam berupa zat padat, sedangkan fase gerak berupa gas pembawa yaitu gas helium. Dari hasil pengamatan, diperoleh komposisi LNG yaitu Metana (CH4) ± 89 %, Etana (C2H6) ± 7 %, Propana (C3H8) ± 2 %, Butana
(C4H10) ± 0.4 %, Pentana (C5H12) ± 0.003 %, dan Nitrogen(N2) ± 0.004 %.
ANALYSIS COMPOSITION OF HYDROCARBONS LIQUEFIED NATURAL GAS (LNG) USING CHROMATOGRAPHY
GAS AT PT. ARUN NGL
ABSTRACT
Liquefied Natural Gas (LNG) is natural gas that is liquefied. LNG liquefied at a temperature of ± -160 ºC. The main content of LNG is methane (CH4), ethane
(C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10), and a little nitrogen (N2). To find out
how much the concentration of each of the components of the sample will be analyzed for levels of LNG hydrocarbons and nitrogen contained in it by using gas chromatography. The working principle of gas chromatography is a separation process chemical compounds in physics. In a column by using a two-phase system, the stationary phase (stationary) and the mobile phase (the car). The stationary phase is a solid, while the mobile phase is a carrier gas of helium gas. From the results, obtained by the composition of LNG is methane (CH4) ± 89%, Ethane (C2H6) ± 7%, Propane (C3H8) ± 2%, Butane (C4H10) ± 0.4%, Pentane
(C5H12) ± 0.003%, and Nitrogen (N2) ± 0.004%. Now we know the concentration
DAFTAR ISI
2.2. LNG (Liquified Natural Gas) 6
2.3. Pencairan Gas Alam 7
2.5.1. Prinsip Kerja Kromatografi Gas 13 2.5.2. Sistem Peralatan Kromatografi Gas 14
2.6. Kromatogram 21
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 23
3.1. Alat 23
3.2. Bahan 23
3.3. Prosedur Kerja 23
BAB 4. DATA DAN PEMBAHASAN 25
4.1. Data 25
4.2. Perhitungan 26
4.3. Pembahasan 28
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 32
5.1. KESIMPULAN 32
5.2. SARAN 33
DAFTAR PUSTAKA 34
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
ANALISA KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LIQUIFIED NATURAL GAS (LNG) DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI
GAS DI PT. ARUN NGL
ABSTRAK
Liquified Natural Gas (LNG) merupakan gas alam yang dicairkan. LNG dicairkan pada suhu ± -160 ºC. Kandungan utama LNG adalah metana (CH4), etana (C2H6),
propane (C3H8), butane (C4H10), dan sedikit nitrogen (N2). Untuk mengetahui
berapa besar konsentrasi dari masing-masing komponen tersebut maka sampel dari LNG akan dianalisa kadar hidrokarbon dan nitrogen yang terdapat di dalamnya dengan menggunakan alat kromatografi gas. Prinsip kerja kromatografi gas adalah proses pemisahan senyawa-senyawa kimia secara fisika. Dalam suatu kolom dengan menggunakan sistem dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase gerak (mobil). Fase diam berupa zat padat, sedangkan fase gerak berupa gas pembawa yaitu gas helium. Dari hasil pengamatan, diperoleh komposisi LNG yaitu Metana (CH4) ± 89 %, Etana (C2H6) ± 7 %, Propana (C3H8) ± 2 %, Butana
(C4H10) ± 0.4 %, Pentana (C5H12) ± 0.003 %, dan Nitrogen(N2) ± 0.004 %.
ANALYSIS COMPOSITION OF HYDROCARBONS LIQUEFIED NATURAL GAS (LNG) USING CHROMATOGRAPHY
GAS AT PT. ARUN NGL
ABSTRACT
Liquefied Natural Gas (LNG) is natural gas that is liquefied. LNG liquefied at a temperature of ± -160 ºC. The main content of LNG is methane (CH4), ethane
(C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10), and a little nitrogen (N2). To find out
how much the concentration of each of the components of the sample will be analyzed for levels of LNG hydrocarbons and nitrogen contained in it by using gas chromatography. The working principle of gas chromatography is a separation process chemical compounds in physics. In a column by using a two-phase system, the stationary phase (stationary) and the mobile phase (the car). The stationary phase is a solid, while the mobile phase is a carrier gas of helium gas. From the results, obtained by the composition of LNG is methane (CH4) ± 89%, Ethane (C2H6) ± 7%, Propane (C3H8) ± 2%, Butane (C4H10) ± 0.4%, Pentane
(C5H12) ± 0.003%, and Nitrogen (N2) ± 0.004%. Now we know the concentration
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Banyak fakta menarik dan membanggakan mengenai gas alam di Indonesia, yang sayangnya tidak banyak dari kita yang mengetahui. Di antaranya bahwa Indonesia adalah salah satu negara penghasil gas alam cair (LNG) terbesar di dunia, juga pengekspor LNG terbesar ke-2 atau ke-3 di dunia (berkejaran dengan Malaysia), sementara nomor satu masih dipegang oleh Qatar. Fakta lainnya adalah Indonesia diyakini masih menyimpan cadangan gas dalam jumlah besar yang belum dieksploitasi. Fakta-fakta ini sebenarnya begitu memberikan harapan kepada kita semua, bahwa Indonesia bisa sukses melewati periode di mana makin menipis dan mahalnya sumber energi berbasis fosil.
Di Indonesia, salah satu industri yang memproduksi LNG ialah PT ARUN NGL yang terletak di Lhokseumawe, Aceh Utara, yang sudah memproduksi LNG sejak tahun 1979 dan diekspor ke Jepang dan korea.
yang harus dihilangkan. Karena jika masih terdapat zat pengotor pada LNG, maka mutu dari LNG tersebut kurang baik.
Untuk menentukan komposisi dari masing-masing hidrokarbon tersebut, maka PT ARUN NGL menggunakan alat kromatografi gas. Karena dengan menggunakan kromatografi gas maka dapat diketahui % mol (konsentrasi) dari setiap hidrokarbon yang terdapat dalam LNG yang diproduksi. Jenis kromatografi yang digunakan adalah GC 6890 N SERIES.
LNG banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk industri-industri besar, karena LNG tidak menimbulkan polusi yang membahayakan bagi manusia, dalam artian LNG merupakan bahan bakar yang bersih. Oleh karena itu, untuk saat ini LNG merupakan salah satu hasil bumi yang masih banyak dibutuhkan dan dicari oleh negara-negara yang memiliki industri-industri besar (http : // bpmigas.com, 2014).
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka dapat ditentukan judul dari karya ilmiah ini yaitu : “Analisa Komposisi Hidrokarbon Pada Liquified Natural Gas (Lng)
Dengan Menggunakan Kromatografi Gas Di PT. Arun NGL”
1.2. Permasalahan
Liquefied Natural gas (LNG), suatu hidrokarbon gas yang terdiri dari berbagai macam komponen – komponen gas lain yang terdapat dalam gas alam. Pengunaan alat Cromatography Gas (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. Sekarang ini penggunaan alat Cromatography Gas (GC) untuk menganalisa komposisi gas sudah menjadi kewajiban bagi semua Industri Gas Alam untuk mengetahui komposisi dari Liquefied Natural gas (LNG) yang di produksi oleh industri tersebut.
1.3. Tujuan
1. Untuk mengetahui komposisi hidrokarbon yang terdapat di dalam LNG dengan menggunakan alat kromatografi gas.
2. Untuk menentukan nilai HHV (Hight Heating Value) atau nilai tukar panas pada pembakaran yang sempurna dari LNG.
1.4. Manfaat
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gas Alam
Natural gas atau gas alam merupakan komponen yang vital dalam hal suplai energi, dikarenakan karakteristiknya yang bersih, aman, dan paling efisien dibandingkan dengan sumber energi yang lain. Karakterisik lain dari gas alam pada keadaan murni antara lain tidak berwarna, tidak berbentuk, dan tidak berbau. Selain itu, tidak seperti bahan bakar fosil lainnya, gas alam mampu menghasilkan pembakaran yang bersih dan hampir tidak menghasilkan emisi buangan yang dapat merusak lingkungan.
Gas alam merupakan suatu campuran yang mudah terbakar yang tersusun atas gas-gas hidrokarbon, yang terutama terdiri dari metana. Gas alam juga dapat mengandung etana, propana, butana, pentana, dan juga gas-gas yang mengandung sulfur. Komposisi pada gas alam dapat bervariasi.
Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan
molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung sedikit molekul-molekul hidrokarbon seperti etana (C2H6), propana (C3H8), dan
Nitrogen, helium, karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan air dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 5 % hingga 15 %. Secara garis besar pemanfaatan gas alam dapat dibagi atas 3 kelompok, yaitu : (http://Wikipedia.org, 2014).
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, sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran, dan sebagainya.
2.Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, methanol, bahan baku plastik (LDPE, HDPE, PE, PVC), C3 dan C4 nya untuk LPG, C02 nya untuk soft drink, dry ice, pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.
seperti yang telah digunakan di Bandara Bangkok, Thailand, dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di Australia.
Gas alam disediakan kepada pemakai terdiri dari sebagian besar metana dan etana. Tetapi hidrokarbon-hidrokarbon yang berat harus dihilangkan. Pada tahun 1937, 2370 juta cu.ft dari gas alam sudah di produksi. Dan produksi terbesar terdapat di Texas, California, Lousiana, Oklahoma,dan Virginia (Leighou, 1942).
2.2. LNG (Liqufied Natural Gas)
LNG (Liquified Natural Gas), atau yang biasa disebut gas alam cair, adalah gas alam yang telah diproses untuk menghilangkan ketidakmurnian hidrokarbon berat dan kemudian dikondensasi menjadi cairan pada tekanan atmosfer dengan mendinginkannya sekitar -160ºC. LNG ditransportasi menggunakan kendaraan yang dirancang khusus dan ditaruh di dalam tangki yang juga dirancang khusus. LNG memiliki sekitar 1/640 dari gas alam pada suhu dan tekanan standar, membuatnya lebih hemat untuk ditransportasi jarak jauh dimana jalur pipa tidak ada (http://Wikipedia.org, 2014).
LNG merupakan gas alam yang dicairkan, yang komposisi utamanya adalah metana, lalu sedikit etana, propana, butana, clan sedikit sekali pentana dan nitrogen. LNG biasanya digunakan oleh industri besar untuk bahan bakar. Dalam LNG juga terdapat beberapa zat pengotor seperti H2S, C02, Hg, dan air, dimana
2.3. Pencairan Gas Alam
Mengubah gas alam menjadi LNG berarti dapat menurunkan volumenya sampai 600 kali. Yang berarti, 1 (kapal) tanker LNG sama saja dengan 600 (kapal) tanker yang membawa gas alam. Dengan mencairkan gas alam berarti dengan mudah dapat mentransportasikan gas alam dengan menggunakan kapal tanker dan memudahkan penyimpanannya.
Gas alam dicairkan dengan sistem refrigerasi (pendinginan) yang bertingkat. Sistem ini dinamakan gas chilling and liquefaction unit, dimana gas alam didinginkan oleh oleh zat pendingin (refrigerant) yang disebut Mix Refrigerant (MR). Zat ini merupakan campuran dari metana, etana, propana, dan nitrogen. Pertama-tama MR akan mengalami pendinginan dulu yang dibantu oleh propana (yang merupakan refrigerant juga), setelah itu untuk mencapai suhu -150 0C, MR melakukan ekspansi di JT (Joule-Thompson) Valve, yaitu sebuah valve yang bertugas menurunkan tekanan aliran MR. turunnya tekanan akan diikuti dengan penurunan suhu. Proses pendinginan gas alam terjadi di suatu alat pertuka ran panas (Heat Exchanger) yang sangat besar yang disebut Main Cryogenic Heat Exchanger (http://AhmadBerlian.com, 2014).
Proses pencairan gas alam melalui 2 proses, yaitu :
1. Pemurnian (penghilangan CO2, H2O, Hg, dan fraksi berat)
Kadar CO2dalam gas alam cukup tinggi, dan dapat membeku pada suhu
Penghilangan CO2 dapat dilakukan dengan cara adsorpsi, dan adsorben yang
digunakan adalah larutan K2CO2, MEA, DEA, dan TEA.Begitu juga dengan air,
yang cepat membeku pada suhu dingin, dan membentuk hidratdengan hidrokarbon dan dapat menyumbat pipa pula. Maka diadsorpsi dengan ethylene glikol. Sedangkan Hg (merkuri) dapat merusak pipa yang terbuat dari alumunium, maka direaksikan dengan sulfur (HgS), dan fraksi berat dihilangkan karena dapat menyebabkan pembakaran yang tidak sempurna yang menghasilkan asap hitam (C).
2. Pencairan
Pencairan dilakukan dengan proses refigerasi. Suhu operasi -160ºC dengan menggunakan MCR (Multi Component Refrigerant). Perubahan wujud juga dapat dilakukan dengan memberikan tekanan pada gas metana.
Namun untuk tiap gas terdapat suatu temperatur, yang disebut temperature kritis, dimana gas itu tidak dapat dicairkan, betapapun besarnya tekanan. Tekanan yang harus diberikan untuk menciarkan suatu gas pada titik kritis disebut tekanan kritis. Molekul non polar dari gas seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen, saling tarik menarik secara lemah saja. Energi kinetik molekul-molekul gas haruslah diturunkan banyak-banyak sebelum gaya tarik yang sangat lemah itu dapat mengikat molekul-molekul dalam bentuk cair, sehingga temperature kritis sangat rendah (Keenan, 1984).
2.4. Hidrokarbon Alkana
Alkana adalah hidrokarbon yang paling sederhana dan paling tidak reaktif. Meski begitu, secara komersial alkana sangat dibutuhkan karena alkana merupakan senyawa yang terkandung dalam bensin dan pelumas.
Ciri khas utama yang terdapat pada alkana yang membedakannya dengan senyawa karbon-hidrogen lainnya adalah alkana bersifat jenuh. Karena bersifat jenuh, maka senyawa alkana tidak mengandung ikatan rangkap di antara atom karbonnya. Senyawa yang mempunyai ikatan rangkap maka akan bersifat sangat reaktif. Energi yang terkandung dalam ikatan karbon-karbon dan ikatan karbon-hidrogen dalam alkana cukup besar, dan ketika alkana dibakar maka akan melepaskan panas yang besar, terutama dalam bentuk api
Alkana yang paling sederhana (yaitu dengan n = 1) adalah metana (CH4)
dalam air. Karena senyawa ini pertama kali dikumpulkan dalam rawa, metana dikenal juga sebagai "gas rawa". Sumber metana yang agak mustahil tetapi telah terbukti adalah rayap. Ketika serangga rakus ini memakan kayu, mikroorganisme yang terdapat dalam pencernaannya memecah selulosa (komponen utama dari kayu) menjadi metana, karbondioksida, dan senyawa-senyawa lainnya (Chang, R., 2003).
2.4.1 Metana
Suatu gas tak berwarna dan tak berbau, mendidih pada suhu -162°C, serta hanya sedikit larut dalam air. Merupakan komponen utama gas rawa, gas kota, dan pada pembakaran batu bara. Juga merupakan hidrokarbon jenuh yang tersederhana. Dalam CH4 terdapat 4 buah ikatan C-H yang ekivalen, dan keempat atom H
menempati posisi disekeliling atom pusat C.
2.4.2. Etana
Etanaldimetil/etil hidrida/metal metanal C2H4merupakan anggota kedua dari deret
alkana yang berbentuk gas tak berwarna, tak berbau, dapat nyala, sedikit lebih padat dibandingkan udara dan relatif tak aktif secara kimia.
Titik didih = -88,63°C; titik beku = -183,23°C.
2.4.3. Propana
Merupakan anggota III deret homolog alkana yang berbentuk gas dan didapatkan dari fraksi gas minyak gubal/mentah atau lewat pemanggangan fraksi-fraksi yang lebih berat. Secara konseptual dapat diperoleh dengan mengganti salah satu atom hidrogen etana dengan radikal metal.
Gas ini tidak berwarna, berbau gas alam yang khas, lebih berat dibanding air dan tak menimbulkan korosi pada logam. Titik didih = -42,5°C; titik leleh = -189,9°C. Manfaat utamanya adalah sebagai bahan bakar untuk rumah tangga dan industri-industri karena dapat dicairkan dan ditaruh dalam silinder-silinder serta mudah diangkut (bisa dicampur butana atau udara, dapat pula tidak). Juga buat sintesa organik, sebagai ekstraktan, pelarut, bahan pendingin, dan pemerkaya gas.
2.4.4. Butana
Anggota VI alkana yang berwujud gas dengan titik didih = -0,5°C (dan gampang dicairkan) sehingga bisa digunakan sebagai bahan bakar. Dapat juga diperoleh baik dari fraksi minyak mentah yang berbentuk gas ataupun melalui perengkahan fraksi-fraksi yang lebih berat serta bisa juga digunakan dalam pembuatan karet sintetik.
Molekul n-butana dan molekul iso butana mempunyai rumus molekul sama, yakni C4H10, tetapi dengan sifat fisika dan kimia yang berlainan. Keduanya
termasuk jenis hidrokarbon rantai bercabang, karena salah satu karbonnya terikat pada tiga atom karbon lain.
Dalam bidang kimia, hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur karbon (C) dan hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Istilah ini juga disebut sebagai pengertian dari hodrokarbon alifatik. Sebagai contoh, metana (gas rawa) adalah hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen; CH4. Etana adalah hidrokarbon yang terdiri dari dua atom karbon bersatu dengan
sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom karbon; C2H6. Propana
memiliki tiga atom C (C3H8) dan seterusnya (CnH2n+2).
Alkana-alkana penting sebagai bahan bakar dan sebagai bahan mentah untuk mensintesis senyawa-senyawa karbon lainnya. Alkana banyak terdapat dalam minyak bumi, dan dapat dipisahkan menjadi bagian-baginnya dengan destilasi bertingkat. Suku pertama sampai dengan keempat senyawa alkana berwujud gas pada temperatur kamar. Metana biasa juga disebut gas alam yang banyak digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga / indutri. Gas propana, dapat dicairkan pada tekanan tinggi dan digunakan pula sebagai bahan bakar yang disebut LPG (liqufied petoleum gas) (http://Wikidot.com, 2014).
2.5. Kromatografi Gas
suatu lapisan serapan (sorben) yang diam. Fase diam dapat berupa zat padat yang dikenal dengan kromatografi gas-padat (GSC) dan zat cair sebagai kromatografi gas-cair (GLC). Keduanya hamper sama kecuali dibedakan dalam hal cara kerjanya. Pada GSC pemisahan berdasarkan adsorbsi sedangkan GLC berdasarkan partisi. Dalam pembicaraan kromatografi gas biasanya yang dimaksud adalah GLC.
Kromatografi gas digunakan untuk analisa kualitatif dan kuantitatif terhadap cuplikan yang komponen-komponenya dapat menguap pada suhu percobaan. Keuntungan utama kromatografi gas adalah waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggi (Yazid,E. 2005).
2.5.1. Prinsip Kerja Kromatografi Gas
Gas pembawa (biasanya digunakan helium, argon atau nitrogen) dengan tekanan tertentu dialirkan secara konstan melalui kolom yang berisi fase diam. Selanjutnya sampel diinjeksikan kedalam injector (injection port) yang suhunya dapat diatur. Komponen-komponen dalm sampel akan segera menjadi uap dan akan dibawa oleh aliran gas pembawa melalui kolom. Komponen-komponen akan teradsorpsi oleh fase diam pada kolom kemudian akan merambat dengan kecepatan bebeda sesuai dengan nilai Kdmasing-masing komponen sehingga terjadi pemisahan.
1. Fase gerak
Fase gerak pada GC juga disebut dengan gas pembawa karena tujuan awalnya adalah untuk membawa solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas. Syarat gas pembawa adalah: tidak reaktif; murni/kering karena kalau tidak murni akan berpengaruh pada detektor; dan dapat disimpan dalam tangki tekanan tinggi (biasanya merah untuk hidrogen, dan abu-abu untuk nitrogen).
Gas pembawa biasanya mengandung helium, nitrogen, hydrogen, atau campuran argon dan metana. Pemilihan gas pembawa tergantung pada penggunaan spesifik dan jenis detector yang digunakan. Helium merupakan tipe gas pembawa yang sering digunakan karena memberikan efisiensi kromatografiyang lebih baik (menggurangi pelebaran pita) (Rohman,A. 2007).
2. Ruang suntik sampel
secara berulang, dapat diganti dengan mudah. Sistem pemasukan sampel (katup untuk mengambil sampel gas) dan untuk sampel padat juga tersedia di pasaran.
Pada dasarnya, ada 4 jenis injektor pada kromatografi gas, yaitu:
a. Injeksi langsung (direct injection), yang mana sampel yang diinjeksikan akan diuapkan dalam injector yang panas dan 100 % sampel masuk menuju kolom. b. Injeksi terpecah (split injection), yang mana sampel yang diinjeksikan diuapkan dalam injector yang panas dan selanjutnya dilakukan pemecahan.
c. Injeksi tanpa pemecahan (splitness injection), yang mana hampir semua sampel diuapkan dalam injector yang panas dan dibawa ke dalam kolom karena katup pemecah ditutup; dan
d. Injeksi langsung ke kolom (on column injection), yang mana ujung semprit dimasukkan langsung ke dalam kolom.
Teknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk senyawa-senyawa yang mudah menguap; karena kalau penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung dikhawatirkan akan terjadi peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi atau pirolisis.
3. Kolom
(gas pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak.
Pada garis besarnya detektor pada KG termasuk detektor diferensial, dalam arti respons yang keluar dari detektor memberikan relasi yang linier dengan kadar atau laju aliran massa komponen yang teresolusi. Kromatogram yang merupakan hasil pemisahan fisik komponen-komponen oleh GC disajikan oleh detektor sebagai deretan luas puncak terhadap waktu. Waktu tambat tertentu dalam kromatogram dapat digunakan sebagai data kualitatif, sedangkan luas puncak dalam kromatogram dapat dipakai sebagai data kuantitatif yang keduanya telah dikonfirmasikan dengan senyawa baku. Akan tetapi apabila kromatografi gas digabung dengan instrumen yang multipleks misalnya GC/FT-IR/MS, kromatogram akan disajikan dalam bentuk lain.
Ada beberapa macam jenis detektor yaitu : 1.Thermal ConductivityDetector (TCD)
Kegunaan detektor ini digunakan untuk analisis gas-gas anorganik dalam konsentrasi kecil dan mempunyai sensitivitasyang tinggi bila digunakan suhu operasi tinggi. Desain detektor TCD ini sangat sederhana cara operasionalnya. Untuk detektor TCD digunakan carrier gas He dan Argon sebab kedua gas ini mempunyai thermal konduktivitas yang lebih tinggi. Detektor ini merupakan satu-satunya detektor yang dapat digunakan untuk mendeteksi semua jenis.
2. Flame Ionization Detector (FID)
FID merupakan detektor yang sangat stabil, tidak dipengaruhi oleh fluktuasi suhu atau aliran carrier gas. Kegunnaannya untuk analisis sampel dengan konsentrasi komponen kelumit (trace) dan mempunyai sensitivitas tinggi tergantung pada perbandingan antara gas H2dan carrier gas. 'Tapi ini tidak dapat digunakan untuk
sampel yang mengandung silikon, halogen dan klor.
3. Electron Capture Detector (ECD)
Detektor ECD merupakan detektor dengan menggunakan isotop radioaktif. Elektron yang dilepaskan akan diserap oleh komponen dalam sampel. Detektor ini untuk menganalisis senyawa-senyawa organik yang mengandung halogen sehingga banyak untuk analisis pestisida, merkuri dan lain-lain. Kemampuan molekul untuk menyerap elektron tergantung pada energi elektron, sehingga sensitivitas tinggi. Detektor ini sangat besar dipengaruhi oleh :
4. Flame Thermionic Detector (FTD)
Pada detektor ini ada dua cara pemanasan. Pemanasan dengan flame H2 dan
dengan pemanasan dengan induksi frekuensi tinggi. Kegunaannya untuk analisis senyawa-senyawa fosfor dan nitrogen. Detektor FTD dapat diubah menjadi detektor FID dan sangat senistif terhadap senyawa-senyawa yang mengandung fosfor dan nitrogen. Sensitivitas detektor FTD tergantung dari stabilitas suhu.
5. Flame Photometric Detector (FPD)
Detektor FPD mempunyai selektif sensitivitas yang tinggi terhadap analisis sampel yang mengandung senyawa sulfur dan fosfor. Penggunaannya dalam bidang pestisida, plastik dan minyak bumi. Dalam bumi, detektor ini digunakan untuk analisis thiophene dan merkaptan serta H2S (http:/Ichem-is-try.org, 2014) .
5. Komputer
Komponen GC selanjutnya adalah komputer. GC modern menggunakan komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunaknya (software) untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa fungsi antara lain:
• Memfasilitasi setting parameter-parameter instrumen seperti: aliran fase gas; suhu oven dan pemrograman suhu; serta penyuntikan sampel secara otomatis.
• Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistik.
• Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu (Rohman,A. 2007)
2.6. Kromatogram
Di dalam kolom terjadi interaksi antara komponen sampel yang telah berubah menjadi gas dan isi kolom. Gas sampel diserap oleh isi kolom berdasarkan urutan afnitas terhadap isi kolom. Komponen yang memiliki afinitas rendah terhadap fasa diam yaitu komponen-komponen yang memiliki titik didih rendah. Komponen ini akan terlebih dahulu keluar dari kolom dan kemudian diikuti oleh komponen yang afinitasnya lebih tinggi yaitu komponen-komponen yang mempunyai titik didih yang lebih tinggi.
Di dalam kolom terjadi interaksi antara komponen dan isi kolom sehingga komponen-komponen ditahan oleh padatan isi kolom. Waktu dimana komponen oleh fasa diam tersebut waktu penahanan atau waktu retensi atau waktu tinggal = tK. waktu ini diukur dimulai dari saat memasukkan sampel (injeksi) sampai keluarnya komponen.
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Alat
1. Bombe (Tabung Injeksi) LNG 2. Bombe gas standard LNG 3. Unit Gas Chromatography
4. Gas Chromatography (GC) hp HEWLWT PACKARD 6890N SERIES
3.2. Bahan
1. Sampel LNG dari Berth II 2. Gas Standar LNG
3. Carrier Gas / Gas Pembawa (He)
3.3. Prosedur Kerja
1. Pengambilan sampel LNG dari Berth II - Dihubungkan bombe dengan pipa gas alam - Dibuka kran valve
- Dibilas sebanyak 3 Kali
2. Analisis sampel LNG menggunakan Gas Chromatography (GC) hp HEWLWT PACKARD 6890N SERIES
- Dipilih method and run control, kemudian diubah method standby ke method pure LNG. Kemudian tunggu hingga GC berubah dari not ready menjadi ready.
- Dihidupkan pompa vakum.
- Ditutup valve injeksi (kiri) dan dibuka valve vakum (kanan) hingga air raksanya mencapai 1 atm = 761 mmHg.
- Kemudian valve vakum ditutup dan dibuka nidle valve bombe dengan kecepatan yang diatur sedemikian rupa sehingga air raksanya turun sampai batas nol.
- Setelah air raksa mencapai batas nol, ditutup katup jarum tabung injeksi dan dibuka katup injeksi agar sampel masuk ke kolom.
- Setelah GC siap untuk dioperasikan, ditekan start pada GC dan ditunggu hingga ± 25 menit.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Tabel 4.1. Komposisi LNG di PT. ARUN NGL
Composition
4.2. Perhitungan
Untuk menentukan nilai HHV (Hight Heating Value) dari LNG, terlebih dahulu perlu diketahui nilai GHV (Gross Heating Value) nya. Berikut ini tabelnya : Tabel 4.2.1. GHV (Gross Heating Value) pada 60 ºF
Component
Gross Heating Value at 60 ºF (BTU/Scf)
CH4 10,10
C2H6 17,697
C3H8 25,162
iC4H10 32,520
nC4H10 32,624
iC5H12 40,009
nC5H12 40,087
Maka perhitungan untuk menentukan HHV dalam LNG adalah :
HHV = SUM (% Mol CH4* 10,10) + (% Mol C2H6* 17,697) + (% Mol C3H8*
25,162) + (% Mol iC4H10* 32,520) + (% Mol nC4H10* 32,624) + (% Mol iC5H12
1.Nilai HHV LNG (Hight Heating Value) dari LNG
3. Nilai HHV LNG (Hight Heating Value) dari LNG Tanggal : 21 Juni 2014
CH4 : 89,672 x 10,10 = 905,687
C2H6 : 7,175 x 17,697 = 126,975
C3H8 : 2,180 x 25,162 = 54,853
iC4H10 : 0,503 x 32,520 = 16,357
nC4H10 : 0,463 x 32,624 = 15,104
iC5H12 : 0,003 x 40,009 = 0,120
nC5H12 : 0,000 x 40,087 = 0
+
HHV(BTU/scf) = 1119,096
Table 4.2.2. Hasil nilai HHV (High Heating Value) Tanggal HHV(BTU/scf)
19 Mei 2014 1120,908 20 Mei 2014 1120,121 21 Mei 2014 1119,096
4.3. Pembahasan
Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan molekul
juga terkandung di dalam gas alam. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Gas alam merupakan komponen yang vital dalam hal suplai energi, dikarenakan karakteristiknya yang bersih, aman, dan paling efisien dibandingkan dengan sumber energi yang lain.
LNG (Liquified Natural Gas ) merupakan gas alam yang dicairkan yang telah diproses untuk menghilangkan ketidakmurnian atau zat pengotor dan hidrokarbon berat yang kemudian dikondensasi menjadi cairan pada tekanan atmosfer dengan mendinginkannya sekitar ± -160ºC. Komposisi utamanya adalah metana, etana, propana, butana, pentana dan sedikit nitrogen. LNG biasanya dipakai oleh industri besar sebagai bahan bakar. Gas alam dicairkan dengan sistem refrigerasi (pendinginan) yang bertingkat. Sistem ini dinamakan gas chilling and liquifaction unit, dimana gas alam didinginkan oleh zat pendingin (refrigeran) yang disebut Mix Refrigerant (MR). Zat ini merupakan campuran dari metana, etana, propana dan nitrogen. Dimana MR akan mengalami pendinginan terlebih dahulu yang dibantu oleh propana yang merupakan refriferan juga. Proses pendinginan gas alam terjadi di suatu alat penukar panas (Heat Exchanger).
Komponen LNG adalah hidrokarbon alkana yang mempunyai rumus umum CnH2n+2. Ciri terpenting dari hidrokarbon alkana adalah hanya terdapat
mengandung jumlah maksimum atom hidrogen yang dapat berikatan dengan sejumlah atom yang ada. Alkana – alkana penting sebagai bahan bakar dan sebagai bahan mentah untuk mensintesis senyawa – senyawa karbon lainnya. Alkana banyak terdapa tpada minyak bumi dan dapat dipisahkan menjadi bagian– bagiannya dengan destilasi bertingkat. Suhu pertama sampai dengan keempat senyawa alkana berwujud gas pada temperatur kamar.
Dalam proses pendistribusian Liquiefied Natural Gas (LNG), hal yang sangat penting untuk diketahui adalah komposisi dari gas alam cair itu sendiri. Produk LNG yang akan di ekspor ke negara-negara seperti Jepang, Korea, Taiwan, China, dan Amerika Serikat harus diketahui komposisinya sebelum dilakukan pengapalan. Hal ini dilakukan untuk menjaga kualitas yang ditawarkan oleh PT. Arun NGL sesuai dengan komposisi LNG gas standar yang sudah ditetapkan.
Untuk mengetahui komposisi dari gas alam cair ini, maka oleh PT. Arun dilakukan analisa LNG dengan menggunakan alat kromatografi gas. Komponen akan dipisahkan didalam kolom dan dideteksi oleh detektor yang kemudian tercatat pada recorder dan hasil keluarannya berupa kromatogram.
Berdasarkan dari data pengamatan pada table 4.1., komposisi LNG didominasi oleh Metana (CH4) berkisar ± 89%, dan sedikit Etana (C2H6) ± 7 %,
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang dilakukan, maka dapat diambil suatu kesimpulan sebagai berikut :
- Komposisi hidrokarbon yang terdapat pada LNG ialah : Metana (CH4) : ± 89 %
Etana (C2H6) : ± 7 %
Propana (C3H8) : ± 2 %
Iso Butana (iC4H10) : ± 0,5 %
Normal Butana (nC4H10) : ± 0,4 %
Iso Pentana ( iC5H12) : ± 0,003%
Normal Pentana (nC5H12) : ± 0.000 %
- Nilai HHV (Height Heating Value) atau Nilai Tukar Panas yang di dapat dari LNG adalah :
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Chang, R. 2003. Kimia Dasar “Konsep-Konsep Inti”. Jilid 1. Edisi 3. Jakarta: Erlangga.
Hendayana, S. 2006. Kimia Pemisahan “Metode Kromatografi dan Elektroforesis Modern. Semarang: PT. Remaja Rosdakarya.
Keenan,C.W. 1984. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Leighou, R.B. 1942. Chemistry of Engineering Materials. New York: Mc. Graw
Hill Book Company Inc.
Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta : Pustaka Pelajar
Tasrif. 1989. Kromatografi Gas dan Maintance. Bandung: Puslitbang Kimia Terapan, LIPI.
Yazid, E. 2005. Kimia Fisika Untuk Paramedis. Yogyakarta: Penerbit Andi. http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam cair, diakses tanggal 14 Juni 2014
http://ahmadberlian.blogsome.com/category/general _science, diakses tanggal 14 Juni 2014
