DESULFURISASI RESIDU OIL DENGAN METODE OXIDATIVE DESULFURIZATION

(1)

DESULFURISASI RESIDU OIL DENGAN METODE

OXIDATIVE DESULFURIZATION

Penyusun :

FAJAR AMA EBAN NRP. 2308 100 515

KADEK RINDA RAHAYU NRP. 2308 100 516 Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. GEDE WIBAWA, M. Eng Ir. WINARSIH

Laboratorium Thermodinamika– Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

(2)

LOKASI CADANGAN GAS ALAM DI INDONESIA

(3)

NATURAL GAS TERMINOLOGY

(4)

LATAR BELAKANG

Terkandungnya senyawa sulfur yang merupakan impuirities pada residu oil (kondensat)

Mengurangi mutu dari residu oil baik sebagai bahan bakar maupun sebagai solvent pada dunia industri

DESULFURISASI

(5)

PENELITIAN TERDAHULU

1. Zannikos et al (1995), desulfurisasi gas oil dengan sistem H₂O₂-acetic acid dengan pemanasan pada temperature 90 ⁰C dan pengadukan selama 30 menit.

2. Yao (2004), melakukan penelitian pada penghilangan sulfur dengan mengaplikasikan formic acid sebagai katalis dan larutan H₂O₂ sebagai oxidant untuk

mengoksidasi komponen sulfur dalam light oil.

(6)

3. Zhi et al (2006), melakukan penelitian desulfurisasi menggunakan sistem oksidasi H₂O₂ dan acetic acid anhydride untuk mengoksidasi sulfur pada diesel oil.

4. Ahmed et al (2009), melakukan penelitian pada

penghilangan sulfur pada fraksi petroleum (ultra –low sulfur fuels) dengan proses hydro treated diesel base oil dan oxidation dengan H₂O₂ dan acetic acid (AcOH) menggunakan H₂SO₄ sebagai katalis.

5. Ashgar et al (2010), melakukan penelitian

desulfurisasi dari non-hydrotreated kerosene dengan pengoksidasian yang diikuti dengan proses pemisahan ekstraksi liquid-liquid.

PENELITIAN TERDAHULU

(7)

PERUMUSAN MASALAH

Kandungan sulfur yang sulit dihilangkan dari bahan bakar cair seperti kerosene,diesel oil, gasoline dan residu oil (kondensat)

Diperlukkan metode yang tepat untuk menghilangkan kandungan sulfur dalam residu oil (kondensat)

Pada umumnya metode yang digunakan adalah oxidative desulfurization

Experiment

(8)

TUJUAN PENELITIAN

Mengaplikasikan metode oxidative

desulfurization yang dilakukan oleh (ashgar et al, 2010) untuk mereduksi kandungan sulfur pada residu oil (kondensat).

(9)

MANFAAT PENELITIAN

Berkurangnya kandungan sulfur

dalam residu oil (kondensat)

Memperbaiki mutu dari residu oil (kondensat)

sebagai solvent dan bahan bakar pada dunia

industri.

Aplikasi dalam Dunia Industri

(10)

METODE LOGI PENELITIAN

Scope Experiment

Bahan

 Methanol

 Ethanol

Solvent

 Acetic Acid

 Formic Acid

Katalis

(11)

DIAGRAM ALIR OXIDATIVE DESULFURIZATION

Mencampurkan residu oil dan katalis

Memanaskan campuran tersebut sampai suhu 50 ⁰C dan disertai dengan

pengadukan

Setelah suhu konstan ditambahkan H₂O₂ dan menset waktu oksidasi 150 menit

Mencuci fase residu oil dengan aquadest

Menganalisa fase residu oil dengan metode XRF

Memisahkan 2 fase yang terbentuk dari hasil oksidasi

Mencampurkan residu oil yang telah teroksidasi dengan solvent

Memanaskan campuran sampai suhu 30 ⁰C dan pengadukan selama 30

menit

Menambahkan aquadest pada campuran hasil ekstraksi agar

terbentuk 2 fase

Memisahkan fase rafinat dan fase ekstrak

Menganalisa fase rafinat dengan metode XRF

Oksidasi Ekstraksi liquid-liquid

Sumber : Asghar et al, 2010

(12)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Total Sulfur dalam residu oil (kondensat) = 424.77 ppm

Pengaruh jenis katalis dan solvent terhadap % desulfurisasi.

No Bahan V/V

(ml)

% Desulfurisasi

Tahap Oksidasi Solvent Rasio solvent/sampel

% Desulfurisasi Tahap Ekstraksi

% Desulfurisasi Total

1

kondensat 250

59.02

Methanol

0.5 17.03 66.00

1 17.71 66.28

2 26.30 69.80

Asam Asetat 23 3 30.50 71.52

Ethanol

0.5 6.80 61.81

Hydrogen

Peroxide 8

1 8.22 62.39

2 16.26 65.68

3 18.58 66.64

2

kondensat 250

45.84

Methanol

0.5 17.45 55.29

1 27.76 60.87

2 36.03 65.35

Asam Formiac 23 3 38.65 66.77

Ethanol

0.5 13.84 53.33

Hydrogen

Peroxide 8

1 18.82 56.03

2 27.23 60.59

3 29.82 61.99

(13)

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Rasio Volume Solvent / Residu oil

Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio sovent / residu oil untuk katalis asam asetat

1 2 3

62 64 66 68 70 72 74

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Rasio Volume Solvent / Residu Oil

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent / residu Oil untuk katalis asam formiac

1 2 3

55 60 65 70

Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent/residu oil untuk katalis asam asetat

Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent/residu oil untuk katalis asam formiac

(14)

PENGARUH RASIO SOLVENT/RESIDU OIL

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

0 2 4 6 8 10

% Desulfurisasi

Ratio Solvent/residu oil

Methanol Ethanol

(15)

 Pengaruh jumlah katalis asam asetat terhadap % desulfurisasi.

No Bahan V/V

(ml)

% Desulfurisasi

1

kondensat 250

58.94

Methanol

0.5 10.14 63.10

1 16.29 65.63

2 31.51 71.88

Asam Asetat 18 3 34.76 73.21

Ethanol

0.5 6.34 61.54

Hydrogen

Peroxide 8

1 15.22 65.19

2 24.54 69.02

3 26.90 69.99

2

kondensat 250

49.65

Methanol

0.5 22.97 61.22

1 32.11 65.82

2 38.86 69.22

Asam Asetat 13 3 36.47 68.01

Ethanol

0.5 21.80 60.63

Hydrogen

Peroxide 8

1 30.34 64.93

2 34.95 67.25

3 36.09 67.82

(16)

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent / residu oil menggunakan variasi komposisi asam asetat 18 ml

1 2 3

65 70 75

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent / residu oil menggunakan variasi komposisi asam asetat 13 ml

1 2 3

60 62 64 66 68 70

Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent/residu oil menggunakan variasi

komposisi asam asetat 18 ml

komposisi asam asetat 13 ml

(17)

 Pengaruh jumlah oksidator (hydrogen peroksida) terhadap%

desulfurisasi.

No Bahan V/V

(ml)

% Desulfurisasi

1

kondensat 250

59.30

Methanol

0.5 17.47 66.41

1 21.39 68.01

2 21.84 68.19

Asam Asetat 18 3 22.22 68.35

Ethanol

0.5 14.06 65.03

Hydrogen

Peroxide 13

1 17.11 66.27

2 21.11 67.89

3 21.82 68.18

2

kondensat 250

60.58

Methanol

0.5 18.38 67.82

1 20.14 68.52

2 21.49 69.05

Asam Asetat 18 3 22.11 69.30

Ethanol

0.5 15.41 66.65

Hydrogen

Peroxide 18

1 20.32 68.59

2 22.43 69.42

3 24.50 70.24

(18)

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Rasio Volume Solvent / Residu oil

Gambar 4.5 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dan rasio solvent / residu oil menggunakan variasi komposisi hydrogen peroxida 18 ml

1 2 3

66 68 70 72

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Gambar 4.6 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent / residu oil menggunakan variasi komposisi hydrogen peroksida 13 ml

1 2 3

66 68 70

komposisi hydrogen peroxida 18 ml Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan

rasio solvent/residu oil menggunakan variasi komposisi hydrogen peroxida 13 ml

(19)

 Pengaruh jumlah residu oil (kondensat) terhadap % desulfurisasi.

No Bahan V/V

(ml)

% Desulfurisasi

1

kondensat 180

65.57

Methanol

0.5 4.52 67.13

1 7.27 68.07

2 17.13 71.47

Asam Asetat 18 3 19.98 72.45

Ethanol

0.5 2.58 66.46

Hydrogen

Peroxide 18

1 3.78 66.87

2 9.85 68.96

3 11.67 69.59

2

kondensat 145

66.90

Methanol

0.5 8.07 69.57

1 9.96 70.19

2 19.83 73.46

Asam Asetat 18 3 21.47 74.00

Ethanol

0.5 4.38 68.35

Hydrogen

Peroxide 18

1 8.71 69.78

2 15.08 71.89

3 16.11 72.23

(20)

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Gambar 4.7 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent / residu oil menggunakan variasi komposisi residu oil 145 ml

1 2 3

68 70 72 74 76

Methanol Ethanol

Desulfurisasi [%]

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara % desulfurisasi dengan rasio solvent / residu oil menggunakan variasi komposisi resdiu oil 180 ml

1 2 3

66 68 70 72

komposisi residu oil 180 ml

komposisi residu oil 145 ml

(21)

KESIMPULAN

1. Kandungan sulfur pada residu oil (kondensat) telah berhasil direduksi dari total sulfur 424,77 ppm menjadi 110,43 ppm dengan metode oxidative desulfurization.

2. Penggunaan katalis asam asetat lebih baik dibandingkan dengan asam formiac dimana % desulfurisasi untuk asam asetat sebesar 59 % sedangkan asam formiac hanya mencapai 45 %.

3. Methanol lebih baik pada tahap ekstraksi dibandingkan dengan ethanol, dengan % desulfurisasi yang dihasilkan sebesar 74 % sedangkan ethanol 69

%.

4. Hasil terbaik pada penelitian ini dengan % desulfurisasi total 74 % didapatkan pada variasi komposisi sampel :

- Tahap oksidasi

Residu oil: 145 ml; Asam Asetat :18 ml; H₂O₂: 18 ml.

-Tahap ekstraksi

Rasio Methanol/Residu Oil : 3

(22)

www.themegallery.comLOGO

(23)

Peralatan Penelitian Oxidative Desulfurization

(24)

Perbandingan Single Extraction dan ODS

Sumber : Asghar et al,2010.

(25)

X-Ray Fluorosence (XRF)

(26)

Polarity Index Solvent

Sumber : Burdick & Jackson Polarity Index (P')

n-Pentane 0

n-Heptane 0.1

n-Hexane 0.1

Isooctane 0.1

Cyclohexane 0.2

Toluene 2.4

Methyl-butyl-ether 2.5

Benzene 2.7

Ethyl ether, anhydrous 2.8

Dichloromethane 3.1

1,2-Dichloroethane 3.5

1-Butanol 3.9

2-Propanol 3.9

n-butyl acetate 4

Polarity Index (P')

1-Propanol 4

Tetrahydrofuran 4

Chloroform 4.1

Ethanol 4.3

Ethyl acetate 4.4

Methyl ethyl ketone 4.7

1,4-Dioxane 4.8

Acetone 5.1

Methanol 5.1

Pyridine 5.3

Acetonitrile 5.8

N,N-Dimetylformamide 6.4

n-Methyl-2-pyrrolidone 6.7

Water 10.2