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
MEDAN
2008
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
MEDAN
2008
PERSETUJUAN
Judul : PENENTUAN KOMPOSISI HIDROKARBON PADA LNG YANG TERDAPAT DALAM BERTH II DAN BERTH III DENGAN MENGGUNAKAN
KROMATOGRAFI GAS Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : NOVRILIZA Nomor Induk Siswa : 052409079
Program Studi : D3 KIMIA INDUSTRI Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (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,
(Dr. Rumondang Bulan, MS.) NIP. 131 459 466
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
NOVRILIZA 052409079
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
LNG (Liquified Natural Gas) merupakan suatu gas alam yang dicairkan. LNG harus disimpan pada suhu ± -1600C. Komposisi dari LNG adalah Hidrokarbon alkana seperti metana ± 92 %, etana ± 5 %, propana 1.5 %, butana ± 0.2 %, pentana ± 0.01 %, dan sedikit nitrogen ± 0.1 %. 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. Setelah diketahui konsentrasi dari masing-masing komponen, maka dapatlah dihitung HHV (Hight Heating Value) dari LNG tersebut, dimana HHV dapat menentukan harga LNG di pasaran dunia. Dan salah satu nilai HHV yang didapat dari LNG ialah 1086.9 BTU / Scf. Komposisi hirokarbon yang diperoleh ialah metana ± 92 %, etana ± 5 %, propana 1.5 %, iso butana ± 0.2 %, normal butana ± 0.2 %, iso pentana ± 0.01 %, dan normal pentana ± 0.004 %.
DETERMINING OF HYDROCARBON COMPOSITION TO LNG OF BERTH II AND BERTH III BY USING GAS CROMATOGRAPHY
ABSTRACT
LNG (Liquified Natural Gas) is a melted natural gas. LNG have to be saved at ± -160oC. The composition of LNG is hydrocarbon alcana such as methane ± 92 %, ethane ± 5 %, Prophane ± 1.5 %, Buthane ± 0.2 %, Penthane ± 0.01 %, and a little nitrogen ± 0.1 %, to recognize how much concentrate in each component, the sampel of LNG will analys hydrocarbon and nitrogen by using gas cromatography, after detecting the concentrate in each component, so HHV can be counted from LNG, because HHV can determine LNG cost in the marked world. One of HHV grade in LNG is methane ± 92 %, Ethane ± 5 %, Prophane ± 1.5 %, Iso buthane ± 0.2 %, normal buthane ± 0.2 %, iso penthane ± 0.01 %, and normal penthane ± 0.004 %.
DAFTAR ISI halaman PERSETUJUAN ii PERNYATAAN iii PENGHARGAAN iv ABSTRAK v ABSTRACT vi
DAFTAR ISI vii
DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL x BAB 1. PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 3 1.2 IDENTIFIKASI MASALAH 3 1.3 TUJUAN 4 1.4 MANFAAT 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. GAS ALAM 5
2.2. LNG (Liqufied Natural Gas) atau Gas Alam yang Dicairkan 7 2.2.1. Pencairan Gas Alam 8
2.3. Hidrokarbon Alkana 10 2.3.1 Metana 11 2.3.2. Etana 11 2.3.3. Propana 12 2.3.4. Butana 12 2.4. Kromatografi Gas 14
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
2.4.4. Pemisahan 18 . 2.4.5. Kromatogram 19 2.4.6. Istilah-istilah 19 2.4.7. Peralatan 20 2.4.8. Waktu Retensi 21 2.4.9. Jenis Detektor 24 2.4.9.1 Thermal Conductivity Detector (TCD) 24 2.4.9.2. Flame Ionization Detector (FID) 25 2.4.9.3. Electron Capture Detector (ECD) 25 2.4.9.4. Flame Thermionic Detector (FTD) 26 2.4.9.5. Flame Photometric Detector (FPD) 26 2.4.10. Pemasukan Cuplikan 26
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 PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
halaman GAMBAR 2.1 Diagram Alir Kromatografi Gas-Cair 17
DAFTAR TABEL
halaman Tabel 4.1. Komposisi LNG di PT ARUN NGL Co 29 Tabel 4.2. GHV (Gross Heating Value) Pada 600F 31 Tabel 4.3. Hasil Nilai HHV (High Heating Value) 32
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.
Untuk menentukan komposisi dari masing-masing hidrokarbon tersebut, maka PT ARUN NGL Co 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, 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.
Prinsip kerja kromatografi gas adalah proses pemisahan senyawa-senyawa kimia secara fisika di 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 yang tergantung pada sifat afinitas komponen yang bersangkutan (http : //chem_is_try.org).
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
LNG merupakan gas alam murni yang dicairkan, dimana suhu dari LNG adalah ± -1600C. Komposisi dari LNG adalah hidrokarbon alkana yang terdiri dari metana, etana, propana, butana, pentana, dan zat lain seperti nitrogen. LNG pada Berth II dan Berth III sendiri merupakan LNG yang sudah murni dan bersih dari zat pengotor yang sudah dihilangkan pada saat pencairan gas alam. LNG ini terdapat dalam tangki terakhir yang disebut Berth, dimana LNG tersebut sudah siap dikapalkan. Pada dasarnya, Berth II dan Berth III sama, tetapi tangkinya berbeda. Untuk mengetahui apa saja komposisi dari LNG dan berapa besar konsentrasinya maka digunakanlah alat kromatografi gas , yang secara akurat dapat memisahkan masing-masing komponen tersebut. Alat ini mempunyai prinsip kerja mendistribusikan sampel diantara dua fasa yaitu fasa gerak dan fasa diam. Dimana fasa geraknya adalah gas pembawa, dan gas pembawa yang digunakan dalam menganalisa LNG tersebut adalah helium (He). Setelah diketahui konsentrasi dari masing-masing komponen, maka dapatlah ditentukan nilai panas dari pembakaran yang sempurna (HHV).
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
Untuk mengetahui komposisi hidrokarbon dan nilai HHV (Hight Heating Value) dari LNG.
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.
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, 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.
3. Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni LNG. Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk Air Conditioner (AC), seperti yang telah digunakan di Bandara Bangkok, Thailand, dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di Australia.
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).
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
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.
Suatu gas dapat diembunkan atau dicairkan oleh gabungan yang sesuai dari penurunan temperatur atau menaikkan tekanan. Berkurangnya volume suatu gas karena menurunnya temperatur mengikuti hukum Charles sampai temperatur turun di dekat titik dimana gas itu mulai mengembun menjadi suatu cairan.. menurut teori kinetik, jika energi kinetik molekul-molekul gas diturunkan dengan menurunkan temperatur cairan secukupnya, gaya antar molekul akan menjadi efektif dalam mengikat partikel-partikel
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.
Alkana yang paling sederhana (yaitu dengan n = 1) adalah metana (CH4) yang merupakan hasil alami penguraian bakteri anaerob dari tanaman-tanaman 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).
2.3.1 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.
Etana bisa diperoleh melalui fraksinasi gas alam, atau dari minyak gubal (crude oil), atau lewat perengkahan fraksi-fraksi yang lebih berat. Dapat digunakan untuk sintesis organik, bahan bakar, dan bahan pendingin.
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
.
Molekul n-butana dan molekul iso butana mempunyai rumus molekul sama, yakni C4H10, tetapi dengan sifat fisika dan kimia yang berlainan. Keduanya merupakan salah satu contoh dari isomer posisional. Hidrokarbon seperti n-butana, dimana tidak ada
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).
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, 2008).
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.
Berdasarkan atas perbedaan jenis kedua fasa tersebut diatas, maka salah satu bentuk kromatografi ialah "Kromatografi Gas" yang dapat dibedakan atas :
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).
Kromatografi gas adalah suatu metode analisis kimia yang bertujuan untuk memisahkan sample menjadi komponen-komponennya. Pada kromatografi terdapat dua fasa yaitu fasa gerak dan fasa diam. Bila fasa tetap yang dipakai tersebut padat (solid) disebut gas solid chromatograph (GSC), sedangkan bila yang dipakai gasa cair (liquid) disebut gas liquid chromatograph (GLC). Fasa gerak dapat berupa gas atau cairan dan fasa diam berupa cairan atau padatan. Fasa gerak ini berfungsi membawa sampel, sedangkan fasa diam berfungsi mengadsorpsi / partisi komponen.
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.
Dalam teknik kromatografi, sampel yang merupkan campuran dari berbagai macam komponen ditempatkan dalam situasi dinamis dalam sistem yang terdiri dari fase diam dan fase bergerak. Semua pemisahan pada kromatografi tergantung pada gerakan relatif dari masing-masing komponen yang tertahan lebih lemah oleh fase diam akan bergerak lebih cepat dari pada kompnen yang tertahan lebih kuat. Perbedaan gerakan
(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
Keterangannya : Sampel diinjeksikan kedalam kromatografi gas, dan akan dipisahkan di dalam kolom, kemudian akan dideteksi oleh detektor, dan dicatat dalam kromatogram.
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.
Karena fasa geraknya berupa gas, maka kecepatan pindah ke dalam fasa diam menjadi lebih besar dan fasa diamnya tidak bergerak. Hal inilah yang mengakibatkan efisiensi tinggi. Ditambah lagi bila terjadinya preassure drop dapat diperkecil dengan menggunakan kolom yang panjang
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)
Berfungsi untuk memisahkan komposisi sampel menjadi komponen-komponennya sehingga dapat terelusi dalam waktu yang berbeda. Jenis kolom adalah sebagai berikut :
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.
3. Temperatur kolom. Temperatur tinggi menyebakan pergerakan molekul-molekul dalam fase gas; baik karena 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.
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 mendeteksi komponen. Komponen-komponen yang terdapat dalam sampel harus dapat dideteksi dan akhirnya digambar dalam bentuk kromatogram. b. Oven (Pemanas)
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).
Gas yang dapat digunakan sebagai fase gerak dalam kromatografi gas harus bersifat inert (tidak bereaksi) dengan cuplikan maupun fase diam. Gas-gas yang biasa digunakan adalah helium, nitrogen, dan hidrogen. Karena gas disimpan dalam silinder baja bertekanan tinggi maka gas tersebut akan mengalir dengan sendirinya secara cepat sambil membawa komponen-komponen campuran yang akan atau yang sudah dipisahkan. Dengan demikian zat tersebut disebut juga gas pembawa (carrier gas). Oleh karena gas pembawa mengalir dengan cepat maka pemisahan dengan teknik kromatografi gas hanya memerlukan waktu beberapa menit saja (Hendayana, 2006).
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)
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 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)
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.
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
Berbeda dengan kromatografi kertas, lempeng tipis, dan kolom, cuplikan yang dapat dianalisis dengan kromatograi gas dapat berupa zat cair atau gas. Dengan syarat cuplikan tersebut mudah menguap dan stabil (tidak rusak dalam kondisi operasional). Di tempat pemasukan cuplikan terdapat pemanas yang suhunya dapat diatur dengan menguapkan cuplikan. Suhu tempat penyuntikan cuplikan biasanya sekitar 50 derajat diatas titik didih cuplikan. Bila cuplikan rusak pada suhu tersebut, maka cuplikan tersebut tidak dapat dianalisis dengan teknik kromatografi gas (Hendayana, 2006).
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
Dipilih method and Run Control, kemudian diubah method stanby ke method PURELNG. Ditunggu hingga GC berubah dari nol ready menjadi ready. Dihidupkan pompa vacuum, dan ditutup katup injeksi (Kiri) dan dibuka katup (kanan) hingga air raksanya mencapai 1 atm = 761 mmHg. Kemudian ditutup katup vakum dan
dibuka katup jarum tabung injeksi dengan kecepatan yang diatur sedemikian rupa sampai air raksa turun hingga batas nol. Setelah air raksa mencapai batas nol, ditutup katup jarum injeksi, lalu dibuka katup injeksi agar sampel masuk ke kolom. Setelah GC siap untuk dioperasikan, ditekan start pada GC, ditunggu hingga 25 menit. Setelah terbentuk kromatogram, dipilih print. Untuk sampel dari LNG pada Berth III dilakukan urutan langkah kerja yang sama dengan menggunakan Gas Chromatography (GC) hp 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
(% mol) Berth II Berth III Berth II Berth III
N2 0.138 0.149 0.138 0.175 CH4 92.128 94.77 92.116 92.53 CO2 0.000 0.000 0.000 0.000 C2H6 5.638 5.554 5.633 5.408 C3H8 1.597 1.492 1.601 1.464 iC4H10 0.280 0.237 0.287 0.241 nC4H10 0.203 0.165 0.209 0.162 iC5H12 0.012 0.012 0.012 0.012 nC5H12 0.004 0.004 0.004 0.004 Total HHV (Btu/Scf) 100 1086.9 100 1081.4 100 1087.2 100 1080.9
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 HHV (Btu/Scf) 100 1087.8 100 1081.7 100 1088.4 100 1082.5 4.2. Perhitungan
Dari data diatas, kita menghitung komposisi dari masing-masing LNG pada Berth II dan Berth III dalam bentuk % mol (konsentrasi). Maka dari itu kita dapat menghitung HHV (Hight Heating Value) dari LNG tersebut. Maka GHV (Gross Heating Value) pada 60 F sebagai Gas Ideal adalah :
Tabel 4.2. GHV (Gross Heating Value) pada 60 oF Component BTU/Scf C1 10.10 C2 17.697 C3 25.162 iC4 32.520 nC4 32.624 iC5 40.009 nC5 40.087
Maka perhitungan untuk menentukan HHV dalam LNG adalah : 1. Nilai HHV untuk LNG pada Berth II
Tanggal 20 Januari 2008 CH4 : 92.128 x 10.10 = 930.492 C2H6 : 5.638 x 17.697 = 99.775 C3H8 : 1.597 x 25.162 = 40.183 iC4H10 : 0.280 x 32.520 = 9.105 nC4H10 : 0.203 x 32.624 = 6.622 iC5H12 : 0.012 x 40.009 = 0.480 nC5H12 : 0.004 x 40.087 = 0.160 + HHV (BTU/scf) = 1086.9
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
1086.9 1081.4 1087.2 1080.9 1087.8 1081.7 1088.4 1082.5
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).
Komponen LNG adalah hidrokarbon alkana yang mempunyai rumus umum CnH2n+2. Ciri terpenting dari hidrokarbon alkana adalah hanya terdapat ikatan kovalen
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.
Untuk memisahkan komponen dalam LNG maka digunakanlah alat kromatografi gas. Komponen akan dipisahkan didalam kolom dan dideteksi oleh detektor yang kemudian tercatat pada recorder dan hasil keluarannya berupa kromatogram. Dari kromatogram yang diperoleh, dapat ditentukan nilai HHV dengan metode perhitungan. Nilai HHV yang paling baik diperoleh yaitu 1088,4 BTU/Scf. Perbedaan nilai HHV dapat meningkat atau menurun tergantung dari komposisi hidrokarbon dari sumber ladang gas itu sendiri. Dapat juga dipengaruhi oleh faktor lain seperti suhu dan tekanan pada saat menganalisa dengan menggunakan kromatografi gas. Untuk memaksimalkan agar hasil yang diperoleh lebih akurat maka kromatografi gas diletakkan pada suatu ruangan yang bersuhu dingin dan tertutup, agar pada ruangan tersebut suhu dan tekanannya lebih terjaga. Dengan menganalisa komposisi LNG pada Berth II dan Berth III secara teratur maka kita dapat mengetahui kualitas produk gas alam cair yang akan didistribusikan ke masyarakat apakah LNG tersebut memiliki kualitas yang baik atau tidak. Karena jika nilai HHV menurun, maka kualitas dari LNG akan menurun juga sehingga dapat menyebabkan penurunana harga LNG di pasaran dunia. Sebaliknya jika nilai HHVnya tinggi maka semakin baik pula kualitas dari LNG tersebut.
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
b. 1087.2 BTU / Scf c. 1087.8 BTU / Scf d. 1088.4 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
Setelah hasil komposisi LNG di dapat dan sudah tercatat di dalam kromatogram, harus diperhatikan hasil dari analisanya. Jika hasil yang didapat terlalu berbeda dengan hasil anlisa yang sebelumnya, sebaiknya dilakukan perlakuan ulang terhadap sampel LNG tersebut untuk memastikan kebenarannya.
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
http://chem_is_try.org/?sect=belajar&ext=analisis 05_04, diakses tanggal 24 April 2008. http://www.bpmigas.com/kegiatan.LNG.asp, diakses tanggal 8 Mei 2008.
