PENENTUAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LNG YANG
TERDAPAT DALAM BERTH II DAN BERTH III DENGAN
MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
KARYA ILMIAH
NOVRILIZA
052409079
PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENENTUAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LNG YANG
TERDAPAT DALAM BERTH II DAN BERTH III DENGAN
MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya
.
NOVRILIZA
052409079
PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENENTUAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LNG YANG TERDAPAT DALAM BERTH II DAN BERTH III DENGAN MENGGUNAKAN
KROMATOGRAFI GAS (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Juli 2008 Diketahui
Program Studi D3 KIN FMIPA USU Dosen Pembimbing, Ketua,
(Dr. Harry Agusnar, M.Sc.,M.Phill.) (Dr. Marpongahtun, M.Sc.) NIP. 131 273 466 NIP. 131 796 151
Diketahui
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PENENTUAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LNG YANG TERDAPAT DALAM BERTH II DAN BERTH III DENGAN MENGGUNAKAN
KROMATOGRAFI GAS
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2008
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul “Penentuan Kompisisi Hidrokarbon Pada LNG Yang Terdapat Dalam Berth II dan Berth III Dengan Menggunakan Kromatografi Gas”. Shalawat beriring salam kepada Nabi besar Muhammad SAW yang telah membawa umatnya dari alam kebodohan kealam ilmu pengetahuan.
Dengan penuh rasa rendah hati dan syukur penulis persembahkan karya ilmiah ini kepada Ayahanda (Alm) Erwin Razali dan Ibunda tercinta Mardaleni serta Kakanda dan seluruh keluarga yang senantiasa memberikan dukungan moral maupun material dan kasih sayang yang tulus kepada penulis, selama penulis menjalani pendidikan. Semoga Allah SWT memberikan ketenangan kepada Ayahanda dan membalas semua kebaikan yang telah penulis terima.
Penulis juga menghanturkan rasa terima kasih kepada :
1. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc., selaku Ketua Program Studi D3 Kimia Analis dan Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis dalam penyusunan karya ilmiah ini.
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.Si., selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU 3. Bapak Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phill., selaku Ketua Program Studi D3 Kimia
Industri FMIPA USU
4. Seluruh Dosen dan Staff pengajar di FMIPA USU
5. Rekan-rekan seperjuangan PKL (Said, Risda, dan Koko).
6. Sahabat-sahabat penulis Yudi, Bayu, Dwifa, Henni, Yuni, Dani, Umi, Reza, Anhar, Fandy, Marhot, Iman, dan semua rekan-rekan Kimia Industri 2005 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan karya ilmiah ini masih banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun yang pada akhirnya dapat digunakan untuk menambah ilmu pengetahuan dan perbaikan atas kekurangan dan kesalahan dalam menulis karya ilmiah ini.
Medan, Juni 2008
ABSTRAK
DETERMINING OF HYDROCARBON COMPOSITION TO LNG OF BERTH II AND BERTH III BY USING GAS CROMATOGRAPHY
ABSTRACT
DAFTAR ISI
2.2. LNG (Liqufied Natural Gas) atau Gas Alam yang Dicairkan 7 2.2.1. Pencairan Gas Alam 8
2.4.1. Prinsip Kerja Kromatografi Gas 16 2.4.2. Diagram alir kromatografi gas-cair 17 2.4.3. Jenis Sampel Yang Dianalisis 18
BAB 3. BAHAN DAN METODE 27
3.1. ALAT 27
3.2. BAHAN 27
3.3. PROSEDUR KERJA 28
BAB 4. DATA DAN PEMBAHASAN 29
4.1. DATA 29
4.2. PERHITUNGAN 30
4.3. PEMBAHASAN 33
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 36
5.1. KESIMPULAN 36
5.2. SARAN 37
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Gas alam merupakan suatu hasil bumi yang sangat dibutuhkan. Salah satu produk gas alam ialah LNG (Liquified Natural Gas) yaitu gas alam murni yang dicairkan. Di Indonesia, salah satu industri yang memproduksi LNG ialah PT ARU NGL Co yang terletak di Lhokseumawe, Aceh Utara, yang sudah memproduksi LNG sejak tahun 1979 dan diekspor ke Jepang.
Kandungan utama LNG adalah metana, dan sedikit etana, propana, butana, nitrogen, dan kandungan-kandungan H2S, CO2, serta Hg sebagai zat pengotor yang harus dihilangkan. Karena jika masih terdapat zat pengotor pada LNG, maka mutu dari LNG tersebut kurang baik.
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, 2008).
Kromatografi gas sendiri merupakan suatu proses dimana suatu campuran dipisahkan menjadi komponen-komponennya oleh fasa gas gas yang bergerak melewati suatu fasa stationer. Pada kromatografi gas terdapat dua fasa yaitu fasa gerak dan fasa diam. Fasa gerak dapat berupa gas dan cairan, fasa diam berupa cairan atau padatan.
Berdasarkan atas kedua fasa itu, maka kromatografi gas dapat diklarifikasikan menjai dua, yaitu :
1. Kromatografi gas-cairan, yaitu kromatografi yang menggunakan fasa bergerak gas, dan fasa diam cairan.
2. Kromatografi gas-padatan, yaitu kromatografi yang menggunakan fasa bergerak gas dan fasa diam padatan.
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka dapat ditentukan judul dari karya ilmiah ini yaitu : “PENENTUAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LNG YANG TERDAPAT DALAM BERTH II DAN BERTH III DENGAN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS”.
1.2.Identifikasi Masalah
1.3.Tujuan
1. Untuk mengetahui komposisi hidrokarbon yang terdapat di dalam LNG pada Berth II dan Berth III 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
Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana (CH4). la dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobic dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan.
Komponen utama 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), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber utama gas helium.
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, 2008).
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.
Gas alam yang asli merupakan satuan yang teliti pada petroleum. Ini selalu ditemukan di dalam atau di dekat ladang petroleum. Pada kenyataanya, gas alam tidak tersedia dalam jumlah besar pada setiap kota, walaupun garis pipa selalu disambung untuk melengkapi gas ke pusat konsumen.
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) atau Gas Alam yang Dicairkan
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 -1600 C. 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, 2008).
harus dihilangkan dari LNG untuk memperoleh hasil yang baik (http://Ahmad Berlian.com, 2008).
2.2.1. 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 -1500C, 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 pertukaran panas (Heat Exchanger) yang sangat besar yang disebut Main Cryogenic Heat Exchanger (http://Ahmad Berlian.com, 2008).
1. Pemurnian (penghilangan CO2, H2O, Hg, dan fraksi berat)
Kadar CO2 dalam gas alam cukup tinggi, dan dapat membeku pada suhu -155oC, dimana bila terjadi pembekuan, maka CO2 dapat menyumbat pipa. 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 hidrat dengan 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.
maka gaya tarik akan melemah, tetapi dengan mendekatnya molekul-molekul itu satu sama lainnya, maka tarikan itu akan meningkat. Gas itu mencair jika gaya tarik itu cukup besar.
Namun untuk tiap gas terdapat suatu tenmperatur, 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).
2.3. Hidrokarbon Alkana
Alkana (alkane) mempunyai rumus umum CnH2n+2. Ciri terpenting dari molekul hidrokarbon alkana adalah hanya terdapat 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.
memecah selulosa (komponen utama dari kayu) menjadi metana, karbondioksida, dan senyawa-senyawa lainnya (Chang, R., 2003).
2.3.1 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.
2.3.2. Etana
Etanaldimetil/etil hidrida/metal metanal C2H4 merupakan 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.
2.3.3. 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.
2.3.4. 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
.
atom karbon yang terikat pada lebih dari dua atom karbon lainnya, dikenal sebagai hidrokarbon rantai lurus. Sedangkan isobutana 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).
2.4. Kromatografi Gas
Kromatografi merupakan suatu metode pemisahan yang dewasa ini telah banyak digunakan. Dibandingkan dengan metode lain seperti destilasi, kristalisasi, pengendapan, ekstraksi, dan lain-lain mempunyai keuntungan dalam pelaksanaan yang lebih sederhana, penggunaan waktu yang singkat, terutama mempunyai kepekaan yang tinggi serta kemampuan memisahkan yang tinggi. Metode ini dapat digunakan, jika dengan metode lain tidak dapat dilakukan misalnya karena jumlah cuplikan sangat sedikit atau campurannya kompleks (Yazid, E., 2005).
Kromatografi gas adalah suatu proses dimana suatu campuran dipisahkan menjadi komponen-komponennya oleh fasa gas yang bergerak melewati suatu fasa stasioner. Proses kromatografi memerlukan 2 jenis fasa, sehingga teknik pemisahannya adalah berdasarkan atas adsorbsi atau partisi komponen yang dianalisa antara kedua fasa (distribusi antar fasa).
Fasa yang pertama dinamakan "fasa diam (stationary phase)", berupa zat padat atau zat cair. Fasa kedua dinamakan "fasa gerak (mobile phase)", fasa ini selalu bergerak mengalir atau merembes melalui fasa diam. Fasa gerak ini dapat berupa gas atau cairan encer.
1. Kromatografi gas - cair, yaitu kromatografi yang menggunakan fasa gerak gas dan fasa diam cairan.
2. Kromatografi gas - padat, yaitu kromatografi yang menggunakan fasa gerak gas dan fasa diam padatan.
Komponen berupa senyawa kimia harus mampu larut dalam fasa gerak, karena hanya dengan demikian komponen ini bergerak aksial kearah hilir. Fasa mobil yang mengalir melalui fasa diam akan mengalami kontak permukaan dengannya secara intensif, sehingga proses distribusi antar fasa setiap komponen dapat mencapai keseimbangan.
Dengan demikian, selama bergerak menelusuri fasa diam, yakni selama menjalani proses kromatografi, komponen tersebut praktis selalu berada dalam keadaan keseimbangan distribusi antar fasa (Tasrif, 1989).
Umumnya kromatografi gas menggunakan fasa gerak gas dan fasa diam padatan dimana fasa padatan dilapisi dengan film tipis dari cairan organik yang volatile, yang diisikan dalam pipa atau tabung kecil dengan diameter dan panjang tertentu yang disebut kolom.
2.4.1. Prinsip Kerja Kromatografi Gas
Prinsip kerja kromatografi gas adalah proses pemisahan senyawa-senyawa kimia secara fisika. Dalam suatu kolom dengan menggunakan sistem dua fasa, dimana salah satu fasa bergerak mengalir atau merembes melalui fasa yang lain (fasa diam). Fasa yang mengalir berfungsi untuk mengangkut komponen yang diikutkan, sedangkan fasa diam berfungsi untuk menghambat gerak laju komponen mengalir dimana besarnya hambatan laju komponen tergantung pada sifat afinitas komponen yang bersangkutan (http://chem-is-try.org, 2008).
Kromatografi adalah cara pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari campuran komponen tersebut diantara dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase gerak (mobil). Fase diam dapat berupa zat padat atau zat cair, sedangkan fase bergerak dapat berupa zat cair atau gas.
(mobilitas) antara komponen yang satu dengan yang lainnya disebabkan oleh perbedaan dalam adsorpsi, partisi, kelarutan atau penguapan diantara kedua fase. Jika perbedaan ini cukup besar, maka akan terjadi pemisahan secara sempurna. Oleh karena itu di dalam kromatografi pemilihan terhadap fase bergerak maupun fase diam perlu dilakukan sedemikian rupa sehingga semua komponen bisa bergerak dengan kecepatannya yang berbeda-beda agar dapat terjadi proses pemisahan (Yazid, E., 2005).
2.4.2. Diagram alir kromatografi gas-cair
2.4.3. Jenis Sampel Yang Dianalisis
Pertama, sampel yang dapat dianalisis dengan menggunakan kromatografi gas berupa gas atau cairan atau padatan yang dapat diubah menjadi gas. Sampel yang berupa cairan atau padatan harus dengan mudah diuapkan dengan panas. Bahkan dengan logam-logam pun dapat dianalisis dengan metode ini, yaitu dengan menjadikan bentuk gas, dengan cara dipanaskan pada temperatur tinggi. Hal ini diperlukan perlakuan yang khusus, karena umumnya alat di desain dengan temperatur paling tinggi 450°C. Untuk sampel yang memerlukan temperatur penguapan tinggi, dilakukan secara pirolisis.
Kedua, sampel harus stabil selama analisis, artinya tidak terurai. Dan juga harus dihindari adanya reaksi antara isi kolom dan sampel. Tidak semua sampel dapat langsung dianalisis dengan kromatografi gas, misalnya senyawa organik yang mempunyai atom C diatas 60, melainkan harus dipecah secara pirolisis, dan baru hasil pirolisis dianalisis.
2.4.4. Pemisahan
Untuk memisahkan sampel dari komponen-komponennya, sampel diuapkan untuk dijadikan gas dengan cara dipanaskan kemudian dibawa oleh aliran gas pembawa (sebagai fasa gerak) dengan kecepatan aliran yang tetap (konstan), kemudian masuk kedalam kolom yang yang berisi padatan sebagai fasa diam.
2.4.5. 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-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.
2.4.6. Istilah-istilah
Istilah-istilah yang biasa dipakai pada kromatogram adalah : 1. Garis Dasar (based line)
Adalah bagian dari kromatogram yang diperoleh dari penunjukan detektor jika yang keluar dari kolom hanya gas pembawa.
2. Puncak (peak)
3. Dasar Puncak (peak base)
Adalah luas bagian dari suatu kromatogram yang dibatasi oleh puncak dan dasarnya.
4. Waktu Retensi
Adalah waktu yang diperlukan oleh komponen terhitung dari saat injeksi sampel sampai keluarnya puncak kromatogram.
2.4.7. Peralatan
Peralatan yang digunakan untuk tujuan analis ini disebut Kromatografi Gas (Gas Chromatograf = GC), dengan konfigurasi sebagai berikut :
a. Pengatur tekanan (Flow Controller And Pressure Regulator)
Berfungsi sebagai pengatur tekanan yang dapat menentukan kecepatan aliran gas pembawa (Carrier Gas).
b. Injector (Injector Port)
Berfungsi sebagai tempat masuknya sampel. Di desain sedemikian rupa sehingga sampel dapat masuk kolom dengan perantaraan gas pembawa.
c. Kolom (Column)
1. Kolom Packed 2. Kolom Kapiler
2.4.8. Waktu Retensi
Waktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor disebut sebagai waktu retensi. Waktu ini diukur berdasarkan waktu dari 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 clan bergantung pada:
1. Titik didih senyawa. Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi dari pada 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.
2. 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.
Untuk memberikan sampel dan kolom, tidak ada banyak yang bisa dikerjakan menggunakan titik didih senyawa atau kelarutannya dalam fase cair, tetapi anda dapat mempunyai pengatur temperatur.
Semakin rendah temperatur kolom semakin baik pemisahan yang akan anda dapatkan, tetapi akan memakan waktu yang lama untuk mendapatkan senyawa karena kondensasi yang lama pada bagian awal kolom.
Dengan kata lain, menggunakan temperatur tinggi, segala sesuatunya akan melalui kolom lebih cepat, tetapi pemisahannya kurang baik. Jika segala sesuatunya melalui kolom dalam waktu yang sangat singkat, tidak akan terdapat jarak antara 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 perlekatan senyawa. Peningkatan temperatur masih dapat lebih 'melekatan' molekul-molekul fase diam melalui kolom.
a. Detektor (Detector)
Berfungsi untuk memanaskan injektor, kolom dan detektor. Untuk injektor, kolom dan detektor masing-masing dilengkapi dengan thermostate.
c. Amplifier
Berfungsi untuk memperbesar sinyal arus listrik yang berasal dari detektor. d. Recorder
Berfungsi sebagai pencatat hasil, yang dinyatakan sebagai kromatogram. e. Gas Pembawa (Carrier Gas)
Berfungsi sebagai pembawa gas sample, gas pembawa yang umum digunakan adalah Helium (He), Nitrogen (N2), Hidrogen (H2) dan Argon (Ar). Pada kromatografi gas yang digunakan di laboratorium PT. Arun digunakan gas pembawa Helium.Gas pembawa harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Inert artinya tidak bereaksi dengan sample, pelarut sample fasa diam pada kolom 2. Mempunyai kemurnian tinggi, mudah diperoleh dan murah.
3. Sesuai dan cocok untuk detector.
4. Dapat mengurangi difusi gas (http://chem-is-try.org, 2008).
2.4.9. Jenis Detektor
Ada beberapa macam jenis detektor yaitu :
2.4.9.1 Thermal Conductivity Detector (TCD)
Detektor TCD telah digunakan sejak awal sejarah gas kromatografi dan bahkan sampai sekarang penggunaanya sangat luas. Banyak keuntungannya karena detektor ini dapat mendeteksi hampir semua komponen (kecuali untuk analisis gas dimana gas itu digunakan sebagai gas pembawa).
Kegunaan detektor ini digunakan untuk analisis gas-gas anorganik dalam konsentrasi kecil dan mempunyai sensitivitas yang 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.
2.4.9.2. Flame Ionization Detector (FID)
gas H2 dan carrier gas. 'Tapi ini tidak dapat digunakan untuk sampel yang mengandung silikon, halogen dan klor.
2.4.9.3. 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 :
- Potensial elektroda - Jenis gas pembawa - Suhu
2.4.9.4. Flame Thermionic Detector (FTD)
2.4.9.5. 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, 2008)
2.4.10. Pemasukan Cuplikan
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1. Alat
− Bombe LNG
− Bombe gas standar LNG
− Unit gas Chromatograph
− Gas Chromatography (GC) hp HEWLWT PACKARD 6890N SERIES − Gas Chromatography (GC) Aglient HEWLET PACKARD 6890 N SERIES
3.2. Bahan
− Sampel LNG dari Berth II − Sampel LNG dari Berth III
− Gas standar LNG
− Carrier has (He)
3.3 Prosedur Kerja
− Pengambilan sampel LNG dari Berth II dan Berth III
− Analisa sampel LNG dari Berth II menggunakan Gas Chromatography (GC)
Aglient HEWLET PACKARD 6890 N SERIES
BAB 4
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1.Data
Tabel 4.1 : Komposisi LNG di PT ARUN NGL Co
20 Januari 2008 21 Januari 2008 Composition iC4H10 0.280 0.237 0.287 0.241 nC4H10 0.203 0.165 0.209 0.162
22 Januari 2008 23 Januari 2008 Composition
(% mol) Berth II Berth III Berth II Berth III
N2 0.135 0.171 0.128 0.165 CH4 92.086 92.494 92.055 92.456 CO2 0.000 0.000 0.000 0.000 C2H6 5.640 5.421 5.664 5.442
C3H8 1.608 1.473 1.610 1.473
iC4H10 0.296 0.252 0.303 0.263
nC4H10 0.218 0.172 0.223 0.182 iC5H12 0.013 0.013 0.013 0.014
nC5H12 0.004 0.004 0.004 0.005
Total
Tabel 4.2. GHV (Gross Heating Value) pada 60 oF
Maka perhitungan untuk menentukan HHV dalam LNG adalah : 1. Nilai HHV untuk LNG pada Berth II
Tanggal 20 Januari 2008
Tanggal 20 Januari 2008
CH4 : 94.77 x 10.10 = 957.177 C2H6 : 5.554 x 17.697 = 98.289 C3H8 : 1.492 x 25.162 = 37.541 iC4H10 : 0.237 x 32.520 = 7.707 nC4H10 : 0.165 x 32.624 = 5.382 iC5H12 : 0.012 x 40.009 = 0.480 nC5H12 : 0.004 x 40.087 = 0.160
+ HHV (BTU/scf) = 1081.4 Table 4.3 Hasil nilai HHV (High Heating Value)
Berth II Berth III
4.3. Pembahasan
Gas alam atau yang biasa disebut gas bumi adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana. Gas alam juga terdiri dari molekul – molekul hidrokarbon seperti etana, propana, butana dan pentana. Nitrogen, karbon dioksida, hidrogen sulfida dan air juga terkandung dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Sedangkan LNG (Liquified Natural Gas) merupakan gas alam yang dicairkan yang telah diproses untuk menghilangkan ketidak murnian 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 bertibgkat. 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).
tunggal. Alkana juga dikenal sebagai hidrokarbon jenuh karena 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 terdapat pada minyak bumi dan dapat dipisahkan menjadi bagian – bagiannya dengan destilasi bertingkat. Suku pertama sampai dengan keempat senyawa alkana berwujud gas pada temperatur kamar.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang dilakukan, maka dapat diambil suatu kesimpulan sebagai berikut :
- Komposisi hidrokarbon yang terdapat dalam LNG ialah : a. N2 : ± 0.15 %
b. CH4 : ± 92 % c. C2H6 : ± 5 % d. C3H8 : ± 1.5 % e. iC4H10 : ± 0.2 % f. nC4H10 : ± 0.2 % g. iC5H12 : ± 0.001 % h. nC5H12 : ± 0.004 %
- Nilai HHV yang di dapat dari LNG pada Berth II adalah : a. 1086.9 BTU / Scf
a. 1081.4 BTU / Scf b. 1080.9 BTU / Sfc c. 1081.7 BTU / Scf d. 1082.5 BTU / Scf
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.
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 4 mei 2008
http://ahmadberlian.blogsome.com/category/general _science, diakses tanggal 4 Mei 2008
http://Kuliah.wikidot.com/hidrokarbon, diakses tanggal 8 Mei 2008
