BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana (baik yang rantai lurus

26  10  Download (0)

Teks penuh

(1)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Minyak Bumi

2.1.2. Defenisi Minyak Bumi

Minyak Bumi merupakan campuran dari berbagai macam hidrokarbon, jenis

molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana (baik yang rantai lurus

maupun bercabang), sikloalkana, hidrokarbon aromatik, atau senyawa kompleks

seperti aspaltena. Setiap minyak Bumi mempunyai keunikan molekulnya

masing-masing, yang diketahui dari bentuk fisik dan ciri-ciri kimia, warna, dan viskositas.

Alkana, juga disebut dengan parafin, adalah hidrokarbon tersaturasi

dengan rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya mengandung unsur

karbon dan hidrogen dengan rumus umum CnH2n+2. Pada umumnya minyak Bumi mengandung 5 sampai 40 atom karbon per molekulnya, meskipun molekul

dengan jumlah karbon lebih sedikit/lebih banyak juga mungkin ada di dalam

campuran tersebut.

Alkana dari pentana (C5H12) sampai oktana (C8H18) akan disuling menjadi

bensin, sedangkan alkana jenis nonana (C9H20) sampai heksadekana (C16H34) akan

disuling menjadi diesel, kerosene dan bahan bakar jet). Alkana dengan atom

karbon 16 atau lebih akan disuling menjadi oli/pelumas. Alkana dengan jumlah

(2)

dan aspal mempunyai atom karbon lebih dari 35. Alkana dengan jumlah atom

karbon 1 sampai 4 akan berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai

elpiji (LPG). Di musim dingin, butana (C4H10), digunakan sebagai bahan

campuran pada bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan membantu

mesin menyala pada musim dingin. Penggunaan alkana yang lain adalah sebagai

pemantik rokok. Di beberapa negara, propana (C3H8) dapat dicairkan dibawah

tekanan sedang, dan digunakan masyarakat sebagai bahan bakar transportasi

maupun memasak.

Sikloalkana, juga dikenal dengan nama naptena, adalah hidrokarbon

tersaturasi yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya,

dengan rumus umum CnH2n. Sikloalkana memiliki ciri-ciri yang mirip dengan alkana tapi memiliki titik didih yang lebih tinggi.

Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon tidak tersaturasi yang memiliki

satu atau lebih cincin planar karbon-6 yang disebut cincin benzena, dimana atom

hidrogen akan berikatan dengan atom karbon dengan rumus umum CnHn.

Hidrokarbon seperti ini jika dibakar maka akan menimbulkan asap hitam pekat.

Beberapa bersifat karsinogenik.

Semua jenis molekul yang berbeda-beda di atas dipisahkan dengan

distilasi fraksional di tempat pengilangan minyak untuk menghasilkan bensin,

bahan bakar jet, kerosin, dan hidrokarbon lainnya. Contohnya adalah

2,2,4-Trimetilpentana (isooktana), dipakai sebagai campuran utama dalam bensin,

(3)

2 C8H18(l)+ 25 O2(g)→ 16 CO2(g)+ 18 H2O(g)+ 10.86 MJ/mol (oktana)

Jumlah dari masing-masing molekul pada minyak bumi dapat diteliti di

Laboratory. Molekul-molekul ini biasanya akan diekstrak di sebuah pelarut,

kemudian akan dipisahkan di kromatografi gas, dan kemudian bisa dideteksi

dengan detektor yang cocok.

Pembakaran yang tidak sempurna dari minyak bumi atau produk hasil

olahannya akan menyebabkan produk sampingan yang beracun. Misalnya, terlalu

sedikit oksigen yang bercampur maka akan menghasilkan karbon monooksida.

Karena suhu dan tekanan yang tinggi di dalam mesin kendaraan, maka gas buang

yang dihasilkan oleh mesin biasanya juga mengandung molekul nitrogen oksida

yang dapat menimbulkan asbut.(Prayetno,E.2006)

2.1.2. Pembentukan Minyak Bumi

Proses terbentuknya minyak bumi dijelaskan berdasarkan dua teori, yaitu:

a. Teori Anorganik

Teori Anorganik dikemukakan oleh Berthelok (1866) yang menyatakan

bahwa minyak bumi berasal dan reaksi kalsium karbida, CaC2 (dan reaksi antara

batuan karbonat dan logam alkali) dan air menghasilkan asetilen yang dapat

berubah menjadi minyak bumi pada temperatur dan tekanan tinggi.

(4)

b. Teori Organik

Teori Organik dikemukakan oleh Engker yang menyatakan bahwa minyak

bumi terbentuk dari proses pelapukan dan penguraian secara anaerob jasad renik (mikroorganisme) dari tumbuhan laut dalam batuan berpori. (Winarno.1993) 2.1.3.Komposisi Minyak Bumi

Hampir semua senyawa dalam minyak bumi disusun dari hidrogen dan karbon.

Bahan-bahan ini disebut Hidrokarbon, juga terdapat senyawa-senyawa lain yang

mengandung sejumlah kecil belerang, oksigen, dan nitrogen. Dalam

penghilangan, operasi fisik seperti penguapan, fraksionasi, dan pendinginan

terutama ditentukan oleh sifat-sifat hidrokarbon dalam minyak mentah. Operasi

treating dan penyaringan ditentukan oleh adanya senyawa belerang, oksigen,

nitrogen, dan selebihnya sejumlah kecil hidrokarbon reaktif yang mungkin ada.

Komposisi kimia dan sifat-sifat minyak mentah sangat bervariasi, tetapi

komposisi elemental pada umumnya adalah tetap, yang ditampilkan pada tabel

2.1.

Tabel 2.1Komposisi Elemental Minyak Bumi

Komposisi Persen (%) Carbon (C) 84-87 Hidrogen (H) 11-14 Sulfur (S) 0-3 Nitrogen (N) 0-1 Oksigen (O) 0-2 Sumber : Branan, C.2002

(5)

Komposisi yang konstan ini terjadi karena suatu minyak disusun dari beberapa

seri homolog hidrokarbon. Setiap seri mempunyai komposisi elemental yang

relatif konstan. Dekomposisi tidak sempurna protein dapat menjelaskan

kandungan nitrogen dan sulfur yang berada dalam minyak mentah, sedangkan

oksigen dapat berasal dari asal sumber bahan, atau merupakan hasil oksidasi

produk antara (intermediate). Dalam minyak mentah, konsentrasi sulfur, nitrogen,

dan oksigen bertambah sesuai dengan kenaikan titik didih fraksi. Pada umumnya

sulfur berada sebagai merkapan dan sulfide, meskipun terdapat juga H2S dan

sedikit belerang bebas. Sebagaian besar senyawa belerang berada dalam bentuk

besar, selebihnya terdapat dalam senyawa khusus.(Branan, C.2002)

Berikut ini adalah keterangan mengenai jenis-jenis senyawa yang terdapat

dalam minyak bumi secara garis besar:

2.1.3.1. Senyawa Hidrokarbon

Berbagai seri hidrokarbon didapatkan dalam minyak bumi. Demikian juga seri

lain dari hasil perengkahan dan hidrogenasi. Seri yang utama diketahui dalam

minyak bumi adalah:

1. Seri Paraffin (CnH2n+2)

Paraffin dikarakterisasi oleh kestabilannya yang besar. Contoh paraffin adalah

methana, ethana, heksana dan heksadekan. Pada temperatur kamar paraffin tidak

bereaksi dengan asam kromat yang sangat oksidatif, kecuali yang mengandung

atom karbon tertier. Paraffin bereaksi dengan gas klor perlahan-lahan pada sinar

(6)

mengandung hidrokarbon paraffin ringan. Paraffin berat dijumpai pada semua

minyak bumi, minyak bumi yang bebas lilin mungkin tidak mengandung

hidrokarbon paraffin berat. Lilin dapat terdiri dari paraffin hidrokarbon rantai

lurus dan rantai bercabang.

2. Seri Olefin atau Etilen (CnH2n)

Olefin terdiri dari hidrokarbon rantai tak jenuh, yaitu hidrokarbon yang

memiliki ikatan rangkap. Contoh olefin adalah Etana (Etilen), propena, dan

butena. Hidrokarbon yang termasuk dalam seri ini dapat bereaksi langsung

dengan klor, brom, asam klorida dan asam sulfat, tanpa menggantikan atom

hidrogen. Senyawa tak jenuh bereaksi dan melarut dalam asam sulfat, sehingga

dapat dihilangkan dari minyak mentah. Olefin dengan titik didih rendah

kemungkinan tidak ditemukan dalam minyak mentah, tetapi berada dalam produk

perengkehan.

3. Seri Naften (CnH2n)

Naften mempunyai formula yang sama dengan Olefin, namun memiliki sifat

yang jauh berbeda. Naften adalah senyawa hidrokarbon siklis yang merupakan

senyawa jenuh. Sebelumnya naften disebut dengan Methilene, contohnya adalah

tertramethilene, pentamethilene dan heksamethilene, sekarang senyawa tersebut

disebut siklobutan, siklopentan, dan sikloheksan. Naften tidak memilki ikatan

rangkap sehingga tidak dapat bereaksi secara langsung. Naften juga tidak larut

(7)

4. Seri Aromatik (CnH2n-6)

Seri aromatik disebut juga sebagai seri Benzene. Seri ini bersifat aktif karena

adanya tiga ikatan rangkap.

5. Seri Diolefin (CnH2n-2)

Seri ini hampir sama dengan seri olefin, kecuali adanya dua atom hidrogen

yang hilang atau adanya dua ikatan rangkap pada tiap molekul. Ikatan rangkap

tersebut menyebabkan seri ini bersifat sangat aktif. Diolefin cenderung untuk

mengalami Polimerisasi atau berkombinasi dengan molekul tidak jenuh lainnya

membentuk padatan seperti gum dengan berat molekul yang tinggi. Diolefin dan

bentuk gum nya dapat ditemukan pada cracked gasoline yang belum diolah lebih

lanjut, namun tidak terdapat minyak mentah. Diolefin dapat dipolimerisasi dan

hilangkan dengan menggunakan asam sulfat.

6. Seri Siklik (CnH2n-4,CnH2n-8,CnH2n-8,dst)

Literature mengindikasikan bahwa seri ini cukup mendominasi pada minyak

dengan titik didih yang tinggi, seperti gas oil dan lubricating oil.

2.1.3.2. Senyawa Non Hidrokarbon

Berbagai senyawa non hidrokarbon terdapat dalam minyak mentah dan dalam

aliran sebagai hasil pengilangan. Yang terpenting adalah senyawa belerang,

nitrogen, oksigen. Traces senyawa logam dapat menyebabkan permasalahan

(8)

sangat penting untuk mengontrol kandungan belerang dan vanadium dalam

umpan untuk mencegah keracunan katalis.

1. Senyawa Sulfur

Konsentrasi senyawa sulfur bervariasi dari suatu minyak bumi dengan

yang lain. Minyak mentah bersifat asam (Sour), mengandung hidrogen sulfide

atau mengandung belerang tinggi sebagai minyak yang asam. Minyak mentah

diklarifikasikan asam jika kandungan hidrogen sulfide terlarut sebesar 0.005 cuft

per seratus gallon minyak. Untuk minyak mentah dengan belerang tinggi,

mengandung presentase senyawa belerang tinggi. Sebagai contoh suatu minyak

mentah dengan kandungan 5% berat belerang, hampir setengah dari senyawa

minyak mengandung belerang. Telah terbikti bahwa minyak bumi dengan densitas

lebih tinggi mengandung belerang semakin tinggi. Senyawa belerang dalam

minyak bumi adalah kompleks, dan biasanya tidak stabil oleh panas. Senyawa

belerang menurunkan kemampuan susceptibilitas gasoline pada TEL.

Senyawa belerang yang tidak bersifat tidak asam dapat dihilangkan

dengan hydrotreating. Belerang biasanya terdapat dalam minyak mentah dan

dalam aliran produk pengilangan dalam bentuk senyawa hidrogen sulfide,

marcapatan alifik, sulfide alifik, siklik desulfida alifik, desulfida aromatic,

polisulfida, thiopene dan homolognya.

Persentase belerang dalam minyak mentah bervariasi dari mendekati 0

untuk minyak mentah dengan API grafity tinggi sampai 7,5 % dalam minyak

mentah berat. Jika persentase belerang tinggi berarti sebagian besar senyawa

(9)

2. Senyawa Nitrogen

Kandungan nitrogen hampir dalam semua minyak mentah adalah rendah,

biasanya kurang dari 0,1% berat. Kandungan nitrogen dalam fraksi dengan titik

didih tinggi adalah tinggi. Senyawa nitrogen stabil terhadap panas, sehingga

kandungan Nitrogen dalam fraksi ringan sangat rendah.

Ada beberapa tipe utama untuk senyawa hidrokarbon-nitrogen dan

mempunyai struktur lebih kompleks dibandingkan dengan senyawa

hidrokarbon-sulfur. Senyawa nitrogen dalam minyak bumi dapat diklasifikasikan menurut sifat

basa atau tidak. Beberapa tipe senyawa nitrogen yang dapat diisolasi antara lain

adalah Pyridines, quinolines, isoquinolines, acridines, pyrolines dan indoles.

Proses hydrotreating digunakan untuk menurunkan kandungan nitrogen untuk

umpan pada proses katalis, karena senyawa nitrogen merupakan racun bagi

katalis.

3. Senyawa Oksigen

Senyawa oksigen dalam minyak mentah pada umumnya lebih kompleks

dari pada senyawa belerang. Biasanya adalah asam karboksilat, fenol dan kresol

(cresilic acid), amida, keton, dan benzofuran. Aspal banyak mengandung senyawa

oksigen tinggi. Karena sifat asam dari senyawa oksigen, maka senyawa tersebut

akan mudah terpisah dari minyak mentah. Kandungan total; asam dalam minyak

bumi bervariasi dari 0.003% (minyak bumi dari Irak dan Mesir) sampai 3% dalam

minyak bumi Kalifornia. Asam naftenat yang memberikan keasaman dalam

minyak mentah adalah senyawa penting untuk Petrokimia. Dalam fraksi gas oil,

terdapat asam karboksilat dari rantai lurus alkyl-sikloparafin. Ekstraksi dengan

(10)

serius seperti halnya senyawa belerang dan senyawa nitrogen pada proses-proses

katalis.

4. Senyawa Logam

Logam dalam minyak mentah berada dalam bentuk garam terlarut dalam

air yang tersuspensi dalam minyak atau dalam bentuk senyawa organometalik dan

sabun logam (metal soap). Sabun logam kalsium dam magnesium adalah zat aktif

permukaan (surface active agent) dan bertindak sebagai penstabil emulsi (emulsi

stabilizer). Elemen logam yang sering terdapat dalam minyak bumi antara lain :

Fe, Al, Ca, Mg, Ni dan Vanadium tidak dikehendaki berada dalam umpan untuk

proses katalik karena vanadium meracuni katalis. Adanya vanadium dapat

dimonitor dengan teknik emission dan atomic absorption.(Meyers, R.1999)

2.1.4.Produk minyak bumi

Ada beberapa macam cara penggolongan produk jadi yang dihasilkan oleh kilang

minyak. Di antaranya produk jadi kilang minyak yang dapat dibagi menjadi:

produk bahan bakar minyak (BBM) dan produk bukan bahan bakar minyak

(BBBM).

Termasuk dalam produk BBM adalah :

1. bensin penerbangan

2. bensin motor

3. bahan bakar jet

(11)

6. minyak diesel

7. dan minyak bakar.

Sedangkan yang termasuk produk BBBM adalah :

1. elpiji (liquified petroleum gases-LPG)

2. pelarut

3. minyak pelumas

4. gemuk

5. aspal

6. malam paraffin

7. karbon hitam (carbon black)

8. dan kokas. (Hardjono.A.2010)

2.2.Aviatiaon Turbine (AVTUR)

2.2.1.Defenisi Avtur

Avtur (aviation turbine fuel) adalah bahan bakar penerbangan untuk jenis pesawat

bermesin gas turbine dan pesawat jet yang banyak digunakan baik di bidang

militer maupun komersial. Bahan bakar ini berasal dari proses pengolahan minyak

bumi fraksi kerosine atau campuran kerosin/naptha yang mempunyai sifat

pembakaran dan energi tinggi. Jenis kerosin telah dipilih sebagai bahan bakar

untuk generasi pertama kali sebab mempunyai sifat pembakaran yang baik,

rendah terhadap kebakaran, sehingga digunakan sebagai pengganti gasoline pada

(12)

Sebagai bahan bakar jet militer, sangat luas digunakan oleh militer

Inggris. Grade antara militer dan komersial mempunyai sifat- sifat dasar yang

sama, dan berbeda pada jenis aditif yang digunakan.

Kualitas bahan bakar tidak hanya ditentukan oleh disain dan unjuk kerja

mesin, serta nilai ekonomi, akan tetapi juga keselamatan dalam penerbangan.

Bahan bakar ini diperoleh berasal dari proses pengolahan minyak bumi dengan

komposisi tertentu baik dari proses distilasi maupun proses perengkahan . Karena

avtur dituntut harus mempunyai nilai pembakaran yang tinggi, kualitas

pembakaran tinggi, freezing point rendah, kandungan panas/berat tinggi, serta

kandungan panas/volume rendah.

Avtur merupakan bahan bakar yang di peroleh darihasil pengolahan

minyak bumi, yang mempunyai trayek didih antara 150-300°C, terdiri dari

molekul hydrocarbon (C11-C 15) dan titik beku (freezing point) dibatasi

maksimum -47°C. (Haidir, A. 2001)

2.2.2.Proses Pembuatan Avtur

Untuk mendapatkan avtur diperlukan beberapa tahap proses pengolahan crude oil

(minyak mentah). Prose pengolahan untuk mendapatkan avtur melalui beberapa

tahapan yaitu :

2.2.2.1. Distilasi Atmosfir

Pada unit CDU (Crude Distillation Unit) Crude Oil yang diolah di unit ini

(13)

crude panas dipompakan kedalam kolom destilasi dan hidrokarbon teringan dalam

crude oil, biasanya gas propane dan butane naik menuju puncak kolom dan keluar

dari puncak kolom. Gasoline yang sedikit berat dibanding gas propane dan butane

naik tetapi tidak sampai puncak kolom dan keluar menuju samping kolom.

Beturut-turut kerosine dan minyak diesel merupakan produk yang lebih berat dari

gasoline dan keluar melalui samping kolom pada titik lebih rendah. Produk yang

diperoleh langsung dari destilasi crud oil disebut produk stright run. Komponen

yang terlalu berat untuk menguap pada kondisi destilasi atmosfir keluar dari dasar

kolom.

Dari proses distilasi ini dihasilkan produk antara lain :

1 gas.

2 Naphta.

3 Light Gas Oil (LGO)

4 Heavy Gas Oil (HGO)

5 Long residue.

2.2.2.2. Distilasi Hampa (Vacuum Distilation)

Long Residue yang dihasilkan CDU, digunakan sebagai umpan pada unit

distilasi hampa dengan tekanan 40 mmHg dan temperature ±3900C. produk

bottom kolom dapat difraksinasi lebih lanjut dengan destilasi berikutnya yang

dilakukan pada tekanan rendah. Tekanan rendah dalam kolom destilasi akan

mengakibatkan komponen-komponen dengan titik didih tinggi dapat menguap.

(14)

gasoil (VGO) dan bottom produknya disebut dengan vacuum residu (VR) atau

vakum resid.

Dari unit distilasi hampa ini menghasilkan produk yaitu :

1 Light Vacuum Gas Oil (LVGO)

2 Heavy Vacuum Gas Oil (HVGO) sebagai umpan hydrocracking

3 Short residue

2.2.2.3. Delayed Coker Unit (DCU)

Short residue yang dihasilkan Vacuum Unit, digunakan sebagai umpan

pada Delayed Coker Unit (DCU) dengan temperature 3200c.Proses Coking

merupakan proses yang menjadi semakin penting dengan semakin menurunnya kualitas minyak mentah dunia (semakin berat dan semakin banyak mengandung logam dan conradson carbon). Dengan semakin meningkatnya kandungan logam dan conradson carbon dari minyak mentah, delayed coking unit (sering disebut coker) menjadi pilihan utama untuk mengolah minyak mentah dengan kandungan logam dan conradson carbon yang tinggi.

Dari unit DCU ini menghasilkan produk yaitu :

1 Naphtha

2 Light Coker Gas Oil (LCGO)

(15)

2.2.2.4.Proses Perengkahan (Hydroracking Process)

Hydroracking adalah proses perengkahan senyawa-senyawa hidrokarbon dengan

menggunakan katalis serta diberikan gas Hidrogen yang berfungsi untuk

penjenuhan senyawa olefin yang terbentuk selama proses. Selama proses

digunakan temperature dan tekanan tinggi untuk mendapatkan fraksi-fraksi

dengan molekul yang lebih rendah. Hasil yang didapat dari Hydroracking Process

lebih stabil dibandingkan dengan perengkahan yang menggunakan panas seperti

biasa.

Hydroracking Process dilakukan untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar

avtur atau bahan bakar lainnya yang semakin meningkat, juga bertujuan untuk

meningkatkan daya guna residu dari hasil proses distilasi atmosfir.

Dalam proses perengkahan dibutuhkan gas hydrogen yang cukup banyak,

yakni kebutuhan gas hydrogen keseluruhan tergantung dari jenis bahan baku

yang diolah dan jenis produk yang diinginkan.

Katalis yang dipakai dalam proses perengkahan adalah :

1 inti asam katalis, yaitu alumina silikat (Al2O3-SiO2) untuk

mempercepat terjadinya reaksi perengkahan.

2 Inti metal Hydroracking, yaitu campuran metal dari Co, Ni,

dengan Mo, untuk mempercepat reaksi hydrogenasi.

Sebagai umpan Hydroracking adalah HVGO (Heavy Vacuum Gas Oil) dan

(16)

Produk-produk yang dihasilkan Hydroracker Unit adalah :

1 LPG (Liquefied Petroleum Gasses)

2 Light Naphtha 3 Heavy Naphtha 4 Light Kerosine 5 Heavy Kerosine

6 Automotive Diesel Oil (ADO)

2.2.2.5.Blending

Pengolahan minyak harus mencampur stream yang ada, untuk menghasilkan

bahan bakar yang memenuhi persyaratan yang berlaku, ekonomis dan tersedia

dalam jumlah yang memadai. Saat ini telah dikembangkan program yang dapat

mengatur seluruh aspek operasi pengolahan (tidak hanya untuk memproduksi

bahan bakar jet), termasuk sampai tahapan pencampuran atau blending.

Namun demikian pengolahan minyak tidak memiliki kemampuan untuk

mengendalikan komposisi detail bahan bakar jet yang dihasilkan. Biasanya hal ini

ditentukandari komposisi crude oil yang dipilih berdasarkan ketersediaan dan

harga. Reaksi kimia yang terjadi pada proses konversi masih kurang spesifik

untuk merancang produk dengan komposisi kimia seperti yang dikehendaki.Dan

dengan spesifikasi tertentu Light Kerosine dan Heavy Kerosine dapat digunakan

sebagai bahan baku avtur. Namun diluar diluar keterbatasan tersebut, Pengolahan

minyak setiap hari menghasilkan produk dalam jumlah besar yang telah

(17)

2.2.2.6. Upgrading

Pada proses upgrading, dilakukan sweetening yang digunakan untuk

menghilangkan senyawa sulfur yang disebut merchaptan dalam bahan bakar jet.

Merchaptan tidak dikehendaki keberadaan nya karena bersifat korosif dan juga

menjadi penyeabab bau. Beberapa proses telah dikembangkan untuk

menghilangkan merchaptan dengan mengkonversi merchaptan menjadi sulfida.

Disulfida tidak korosif dan baunya cukup lunak dibandingkan merchaptan.

Sodium plumbite (doctor dan bennder treating) dan copper choride (linde

treating) pernah digunakan sebagai katalis untuk mengkonversi merchaptan, saat

ini yang digunakan adalah katalis cobalt dengan proses yang disebut dengan

merox (merchaptan oxidation). Proses sweetening tidak mengurangi kadar sulfur

dalam bahan bakar, tetapi mengkonversi senyawa sulfur menjadi senyawa sulfur

lainnya.

Catalyst

2RSH + ½ O2 RSSR + H2O

Merox conversion

Hydroprocessing adalah istilah yang digunakan untuk menyatakan proses

yang menggunakan hydrogen dan katalis yang sesuai untuk menghilangkan

komponen yang tidak diinginkan dalam produk pengolahan. Proses ini meliputi

kondisi lunak untuk menghilangkan senyawa reaktif seperti olefin dan sulfur serta

nitrogen, sampai dengan kondisi keras untuk menjenuhkan cincin aromatic dan

(18)

memecah molekul yang mengandung sulfur dan mengkonversinya menjadi

hydrogen sulfida yang selanjutnya dipisahkan dari bahan bakar.

H2

RSH RH + H2S

Catalyst

Hydroprocessing conversion

(Buku Saku, 2010)

2.2.3.Spesifikasi Dan Sifat Khusus Avtur

2.2.3.1. Spesifikasi Avtur

Spesifikasi adalah batasan-batasan yang harus dipenuhi oleh bahan bakar minyak,

yang bertujuan agar bahan bakar tersebut aman, nyaman serta ekonomis dalam

pemakaian.

Spesifikasi tersebut biasanya berupa angka batasan minimum dan

maksimum dengan menggunakan metode tertentu tergantung dari klasifikasi

bahan bakar yang bersangkutan, khususnya yang mempunyai hubungan erat

dengan keamanan dan keselamatan dalam penggunaannya. Karena avtur

digunakan oleh pesawat terbang bermesin turbine (jet) yang mempunyai resiko

keamanan tinggi bila dibandingkan dengan bahan bakar lainnya. Maka spesifikasi

yang ditentukan terhadap avtur sangat ketat sesuai dengan standar internasional.

Terhitung mulai tanggal 01 Desember 2000 Indonesia mengacu ke

(19)

91-91 Issue 3 (DERD 2494) tanggal 12 November 1999, tentang : Perkembangan

Spesifikasi Avtur International, tetapi Indonesia masih memakai issue 2, karena

belum mempunyai alat untuk menguji Lubricity ASTM D-5001.(Irwansyah, K.

2003)

2.2.3.2.Sifat Khusus Avtur

a. Appearance

Untuk meyakinkan bahwa bahan bakar bebas dari kotoran padat dan air

yang tidak larut. Jika dilihat secara visual dengan mata akan tampak jernih,

terang, bebas dari partikel-partikel padatan (seperti debu, pasir, gumpalan garam)

dan tidak tampak adanya pemisahan air pada suhu kamar.

Sifat kenampakan dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan :

1 Visual Appearance. 2 Colour Saybolt.

3 Particulate Contaminant 4 Particulate Contaminant

b. Composition

Komposisi senyawa kimia seperti jumlah keasaman (Total Acidity),

jumlah senyawa aromatic, senyawa olefin, jumlah sulfur, merchaptan sulfur

dibatasi keberadaannya dalam bahan bakar Avtur. Pembatasan ini erat

hubungannya dengan mutu bakar, stabilitas pada penyimpanan dan pemakaian,

(20)

Avtur ini mempunyai persyaratan komposisi hidrokarbon yang terdiri dari : 1 Parafin : 33-61% vol.

2 Olefin : 0,5-5% vol. 3 Naften : 10-45% vol. 4 Aromatic : 12-25% vol.

Komposisi senyawa kimia dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan :

1. Total acidity 2. PONA

3. Total Sulphur

4. Merchaptan sulphur dan Doctor Test

c. Volatility

Sifat penguapan Avtur ditujukan oleh hasil pemeriksaan terhadap titik

nyala (flash Point) dan distilasinya. Sedangkan distilasi pada 10 % volume

dibatasi maksimum, dimaksudkan agar bahan bakar tersebut tidak terlalu lambat

terbakar pada saat pesawat terbang melakukan Start Up.

Sifat penguapan dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan :

5. Distilasi

6. Flash Point 7. Density

d. Fluidity

Mengingat Avtur digunakan sebagai bahan bakar pesawat terbang yang

(21)

maksimum. Sebagai petunjuk untuk mengetahui sifat pengaliran dari Avtur

dilakukan pemeriksaan terhadap titik beku (Freezing point) dan kekentalan

(viscosity kinematiknya).

Sifat pengalirannya dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan :

1 Freezing Point 2 Kinematic viscosity at -200C 3 Distillation 4 Flash Point 5 Density e. Combustion

Dalam penggunaannya, bahan bakar Avtur harus mempunyai syarat

pembakaran yang sempurna. Salah satu analisis yang dapat dijadikan sebagai

petunjuk adalah Smoke Point nya. Apabila Smoke Point nya tinggi berarti Avtur

memiliki sifat pembakaran yang sempurna (baik) dan sebaliknya jika Smoke Point

nya rendah berarti Avtur mempunyai sifat pembakaran yang kurang sempurna

(kurang baik). Untuk itu Avtur tidak boleh mengandung senyawa-senyawa yang

sulit terbakar dalam jumlah besar, dalam hal ini senyawa hidrokarbon jenis

aromatic berupa Naphtalene dibatasi keberadaannya maksimum 3 % volume.

Sedang senyawa hidrokarbon jenis paraffin diharapkan cukup banyak terdapat

dalam Avtur.

(22)

1 Specific Energi 2 Smoke Point 3 Naphtalenes

f. Corrosion

Bahan bakar Avtur yang mempunyai sifat pengkaratan tinggi, apabila

dipakai akan menimbulkan kerusakan-kerusakan pada sistem distribusi bahan

bakar maupun pada bagian yang lain dari mesin pesawat. Sifat pengkaratan ini

ditimbulkan adanya senyawa belerang reaktif.

Sifat pengkaratan dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan : Copper Corrostion

g. Thermal Stability

merupakan sifat kestabilan Avtur selama penyimpanan maupun

pemakaian. Syarat kestabilan yang dimiliki Avtur sangat diperlukan, sebab adanya

perbedaan suhu yang cukup tinggi dalam pemakaian akan cenderung

menimbulkan deposite. Deposite ini hasil dekomposisi hidrokarbon Avtur pada

alat penukar panas, pada saringan bahan bakar, maupun pada pipa penyemprotan

bahan bakar pada sistem pembakaran selama mesin beroperasi.

Sifat kestabilan dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan : Thermal stability

h. Contaminant

Kontaminasi yang dimaksudkan adalah adanya senyawa-senyawa pengotor

(23)

kandungan air yang teremulasi dalam Avtur.Apabila pengotor-pengotor ini

dibiarkan keberadaannya dalam jumlah besar (diatas batas yang ditentukan), maka

hal ini dapat mengganggu kerja mesin pesawat dan dapat membahayakan

keselamatan penerbangan.

Adanya kontaminasi dapat ditunjukkan dengan pemeriksaan :

1 existent gum 2 water reaction

3 microseparometer (Annual Book ASTM Standard 2008)

2.2.4. Teknik Sampling Pada Avtur

a. Tata cara sampling

Avtur diambil dari tangki Avtur dengan menggunakan gayung contoh.

Pengambilan contoh ini dilakukan pada beberapa titik . Kemudian contoh

ditempatkan pada tempat contoh diberi tutup dengan baik dan diberi label yang

jelas sesuai dengan nomor tangki tempat pengambilan contoh. Spot-spot

pengambilan contoh :

1 Bottom plate, contoh diambil pada bagian dasar tangki untuk

mengetahui particulate contaminant dari produk tersebut.

2 30 cm dan 50 cm dari dasar tangki, untuk mengetahui tingkat

kebersihan dari Avtur secara visual.

3 Upper, middle and lower (composite), untuk mendapatkan contoh

Avtur yang di dalam tangki benar-benar representative. (Annual

(24)

2.2.5.Parameter Analisis Pada Avtur

2.2.5.1. Merchaptan Sulfur

Merkaptan adalah komponen sulfur organik. Secara kimiawi dia berupa

komponen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon yang mengikat gugus -SH.

Berikut adalah gambaran struktur kimianya.

Merchaptan sulfur dibatasi karena sifat korosinya terhadap tembaga dan

cadmium serta bau yang tidak sedap. Pada umumnya kandungan merchaptan

sulfur ini dibatasi sampai 0,003 % berat.

Baik merchaptan sulfur maupun senyawa korosif yang kompleks lainnya

juga dibatasi dengan copper strip corrosin test. Sebagai perlindungan lebih lanjut

terhadap sifat korosi senyawa sulfida pada bagian-bagian perak yang terdapat di

dalam pompa bahan bakar, test yang serupa juga dilakukan dengan menggunakan

silver strip.

2.2.5.2. Naphthalenes

Naftalena adalah hidrokarbon kristalin aromatik berbentuk padatan berwarna

(25)

bersatu. Senyawa ini bersifat volatil, mudah menguap walau dalam bentuk

padatan. Uap yang dihasilkan bersifat mudah terbakar.

Keberadaan naphthalene dalam Avtur akan memancarkan radiasi panas

pada pembakaran sehingga menurunkan tenaga pada unjuk kerja mesin. Uji ini

dilakukan untuk menentukan karakter pembakaran dari Avtur. Kandungan

hidrokarbon naftalene dibatasi karena naftalene bila dibakar cenderung

mempunyai kontribusi yang relatif lebih besar untuk menghasilkan nyala

berjelaga, berasap dan radiasi panas dibanding aromatik cincin tunggal dan

memiliki batasan maksimum 3,00 %v/v.

2.2.5.3. Freezing Point

Bahan bakar jet tersusun atas lebih dari seribu jenis hidrokarbon yang

masing-masing memiliki nilai freezing point, sehingga bahan bakar jet tidak

membeku pada satu temperatur seperti yang terjadi pada air. Pada saat bahan

bakar didinginkan, hidrokarbon yang memiliki freezing point tertinggi akan

membeku pertama kali, membentuk kristal wax. Pendinginan selanjutnya akan

membekukan hidrokarbon dengan freezing point lebih rendah. Dengan demikian

bahan bakar merubah dari cairan yang homogen menjad cairan yang mengandung

sedikit kristal hidrokarbon (wax), lebih banyak kristal hidrokarbon pada akhirnya

akan membeku seluruhnya. Freezing point bahan bakar didefenisikan sebagai

temperatur dimana kristal wax membeku. Sehingga freezing point bahan bakar

berada di atas temperatur saat bahan bakar membeku seluruhnya. Freezing point

juga dibatasi untuk menjamin agar bahan bakar masih dapat mengalir dengan

lancar pada kondisi suhu yang sangat rendah dan memiliki batasan maksimum

(26)

2.2.5.4. Flash Point

Flash point adalah temperatur terendah dimana uap yang berada diatas

cairan yang dapat menyala akan menyala bila dikenakan sumber api. Pada

temperatur flash point, terdapat tepat cukup uap bahan bakar untuk menghasilkan

campuran uap bahan bakar-udara diaas lower flammability limit. Flash point

bahan bakar jet memiliki batasan minimum 38oC. (Annual Book ASTM Standard

Figur

Tabel 2.1Komposisi Elemental Minyak Bumi

Tabel 2.1Komposisi

Elemental Minyak Bumi p.4

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :