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
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,
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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)
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
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
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
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
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,
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
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.
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
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
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
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
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
