Bioethanol Sebagai Komponen Blending Gasoline (Biofuel)

Bahasan ini merupakan salah satu tugas presentasi mata kuliah Produk Migas 7 - D IV mengenai Reformulated Gasoline (RFG).

Pengertian Bioethanol
Etanolatau etil alcohol (lebih dikenal sebagai “alkohol”, lambang kimia C2H5OH) adalah cairan tak berwarna dengan karakteristik antara lain mudah terbakar, larut dalam air, biodegradable, non-karsinogenik, dan jika terjadi pencemaran tidak memberikan dampak lingkungan yang signifikan. Bioethanol adalah ethanol yang bahan utamanya dari tumbuhan dan umumnya menggunakan proses farmentasi.

Kelebihan Bioethanol Sebagai Komponen Blending Gasoline (Biofuel)

• meningkatkan bilangan oktan (dapat menggantikan TEL sebagai aditif, sehingga mengurangi emisi logam berat timbal) 
• menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna (mengurangi emisi karbon monoksida) 
• mengurangi emisi gas buang karbon dioksida (penelitian menunjukkan pengurangan hingga 40-80%), dan senyawa sulfur (mengurangi hujan asam)

Hal tersebut mengacu pada hasil penelitian seorang peneliti the University of California di Berkeley yang telah melakukan 6 kali studi tentang pembuatan ethanol dan menghasilkan sebuah kesimpulan bahwa penggunaan ethanol dibandingkan dengan gasolin akan memicu pengurangan emisi pembakaran sebesar 13% yang mana akan menurunkan efek rumah kaca.
Bahkan dengan menggunakan ethanol selulosa yaitu ethanol yang dibuat dari biji-bijian, atau yang sering disebut bioethanol dapat menurunkan efek rumah kaca sebesar 88%. Hal ini terkait dengan siklus karbon yang terjadi pada penggunaan bioethanol sebagai biofuel. Skema siklus karbon penggunaan bioethanol sebagai biofuel tersebut adalah sebagai berikut.

Pembuatan Bioethanol

Berikut ini adalah block diagram pembuatan bioethanol.

 Block diagram pembuatan bioethanol hingga menjadi biofuel siap pakai.

Dari block diagram tersebut dapat diketahui bahwa salah satu tahap penting dalam produksi bioethanol ada proses pengekstrakan gula dari biomassa. Berikut ini adalah metode dasar pengekstrakan gula dari biomassa.

• Concentrated Acid Hydrolysis Process 

Proses ini bekerja dengan penambahan 70-77% asam sulfat ke dalam biomassa yang telah dikeringkan hingga tersisa moisture content sebesar 10%. rasio 1,25 asam terhadap 1 biomassa dengan temperatur dijaga pada 50oC. Tambahkan air sejumlah 20-30% untuk melarutkan asam tersebut dan panaskan hingga temperatur 100oC selama satu jam. Jel di-press untuk memisahkan campuran gula asam kemudian dipisahkan larutan asam dari campuran gula dengan menggunakan kolom kromatrografi.

• Dilute Acid Hydrolysis 

Proses ini merupakan proses yang paling konvensional, paling sederhana, dan paling efisien. Pada tahap pertama digunakan 0,7% asam sulfat pada temperatur 190oC untuk menghidrolisis hemiselulosa yang ada pada biomassa. Pada tahap kedua dioptimalkan yield dari fraksi selulosa yang lebih resisten. Proses ini dapat berlangsung efektif dengan menggunakan 0,4% asam sulfat pada temperatur 215oC. Cairan hidrolat kemudian dinetralisasi dan diambil kembali dari proses.

• Enzymatic Hydrolysis 

Dibandingkan penggunaan asam untuk menghidrolisis biomassa menjadi sukrosa, kita dapat menggunakan enzim untuk memecah biomassa dengan cara yang sama. Meskipun proses ini memerlukan biaya yang sangat mahal dan masih dalam proses pengembangan.

Beberapa Metode Pembuatan Biofuel dengan Komponen Blending Bioethanol

• Hydrous ethanol (95% volume), yaitu etanol yang mengandung sedikit air. Campuran ini digunakan langsung sebagai pengganti gasoline pada kendaraan dengan mesin yang sudah dimodifikasi. 
• Anhydrous ethanol (atau dehydrated ethanol), yaitu etanol bebas air dan paling tidak memiliki kemurnian 99%. Etanol ini dapat dicampur dengan gasoline konvensional dengan kadar antara 5-85%. Pada gasoline dengan campuran etanol antara 5-10%, bahan bakar ini dapat langsung digunakan pada mesin kendaraan tanpa perlu ada modifikasi. Campuran yang umum digunakan adalah 10% etanol dan 90% gasoline (dikenal dengan nama E10). Campuran etanol dengan kadar lebih tinggi (kadar bioetanol 85% atau dikenal dengan nama E85) hanya bisa digunakan pada mesin kendaraan yang sudah dimodifikasi, yang dikenal dengan nama flexible fuel vehicle. Modifikasi umumnya dilakukan pada tangki BBM kendaraan dan sistem injeksi BBM. 
• Etanol juga digunakan sebagai bahan baku ETBE (ethyl-tertiary-butyl-ether), aditif gasoline konvensional. 

Perkembangan Biofuel di Dunia

• Bulan Agustus 2006, Pertamina telah meluncurkan produk BioPremium dengan kadar ethanol sebesar 5%. 
• Biogasoline sudah dijual secara luas di Amerika Serikat, dikenal dengan nama gasohol. Campuran yang digunakan adalah 10% bioetanol (dari bahan baku jagung) dan 90% gasoline. 
• Di Brazil, bioetanol untuk campuran gasoline dibuat dari bahan baku tebu, dan digunakan dalam kadar 10%. 
• Di Finlandia, biogasoline yang digunakan memiliki kadar bioetanol 5% dan memiliki angka oktan 98. 
• Di Jepang, sejak tahun 2005 sudah mulai digunakan gasoline dengan campuran 3% bioetanol, dan diharapkan pada tahun 2012 seluruh gasoline yang dijual di Jepang sudah menggunakan biogasoline. 
• Sejak awal tahun 2006 di Thailand telah dijual gasohol 95, dan direncanakan pada tahun 2012 seluruh gasoline yang dijual di Thailand telah diganti dengan biogasoline.

(Dirangkum dari berbagai sumber)

Read more »

Crude Oil (Part 4) - Interpretasi Data Distilasi

Sebagaimana yang telah saya bahas sebelumnya mengenai macam-macam distilasi laboratorium, berikut ini adalah pembahasan mengenai interpretasi data distilasi.

Karakterisasi komponen penyusun suatu campuran dilakukan dengan melakukan pengeplotan data temperatur dan jumlah volume yang terekoveri. Sebagai contoh, suatu campuran, tersusun atas komponen A sebanyak 30% dan komponen B sebanyak 70%. Komponen A mendidih pada Ta dan komponen B mendidih pada Tb. Kurva distilasinya adalah sebagai berikut.

Pada campuran dengan komponen penyusun yang lebih banyak, maka hasil kurva distilasinya akan diperoleh sebagaimana gambar di bawah ini.

Korelasi Kurva Distilasi ASTM - TBP - EFV

Dengan karakter pengujian yang berbeda, maka hasil kurva distilas dari ketiga metode distilasi lab yang dilakukan juga akan berbeda. Namun ketiga metode distilasi tersebut memiliki korelasi satu sama lainnya. Korelasi tersebut yang pada akhirnya dapat digunakan untuk memprediksi kurva distilasi lainnya jika salah satu data distilasi sudah diketahui.

Kurva korelasi data distilasi ASTM - TBP - EFV dapat dilihat di buku Distillation karangan Mathew Van Winkle maupun buku karangan Edmister, Applied Hydrocarbon Thermodynamics.

Interpretasi Data Kurva Distilasi
Kembali lagi berbicara mengenai crude assay, di mana di dalam crude assay terdapat data distilasi serta cutting product dari crude yang dievaluasi. Sebagai contoh adalah Crude Oil Dulang yang pernah saya analisis sewaktu AKA III. Kebetulan pada analisis crude oil ini, data distilasi yang diperoleh langsung berupa data distilasi TBP. Apabila data yang ada adalah data distilasi ASTM, maka perlu dikonversi ke data distilasi TBP dengan menggunakan kurva korelasi data distilasi ASTM - TBP (Edmister). Berikut ini adalah data distilasi Hempel/TBP dari Crude Oil Dulang.

Berikut ini adalah data cut point product yang dipersyaratkan. % volume yield on crude diperoleh dari cutting kurva TBP berdasarkan cut point masing-masing produk.

 Berikut ini adalah kurva distilasi Hempel/TBP Crude Oil Dulang. Dengan mengeplotkan cut point (temperatur) produk pada sumbu Y (ordinat kurva), maka setelah ditarik secara horizontal memotong kurva kemudian dari perpotongan tersebut ditarik secara vertikal dan dibaca persen volume produk dari crude yang didistilasi. Dengan demikian, persentase volume produk yang diperoleh dari crude oil tersebut sudah diperoleh.

Selanjutnya adalah menentukan temperatur umpan masuk kolom distilasi. Dasar penentuan temperatur umpan masuk kolom distilasi adalah cutting kurva distilasi EFV dengan dasar %volume distilat yang diharapkan (diperoleh dari data kurva distilasi TBP). Sebelum melakukan cutting, tentunya kita harus membuat kurva distilasi EFV-nya. Berhubung data distilasi yang ada hanya kurva distilasi TBP, maka harus kita konversi data distilasi TBP ke EFV dengan menggunakan kurva korelasi data distilasi TBP - EFV (Edmister). Hasil konversi kurva TBP ke EFV adalah sebagai berikut.

Berikut ini adalah kurva distilasi TBP dan EFV hasil konversi dari kurva distilasi TBP.

Dari hasil cutting kurva TBP sebelumnya, diketahui bahwa jumlah distilat yang diharapkan (jumlah % volume produk LPG, Naphta, Kerosine, Light Gasoil, dan Heavy Gasoil) adalah sebesar 67,84% volume. Maka dengan mengeplotkan %volume dan menari garis vertikal hingga memotong kurva distilasi EFV, kemudian ditarik garis secara horizontal dan diperoleh temperatur umpan masuk adalah 325 C. Dengan asumsi heat loss perpipaan outlet furnace hingga inlet kolom fraksinasi adalah sebesar 10 C, maka COT (Coil Outlet Temperature) yang diharapkan adalah sebesar 335 C. 

Referensi:
Mathew Van Winkle. 1967. Distillation. USA: McGraw-Hill, IncEdmister, Applied Hydrocarbon Thermodynamics
Materi Kuliah AKAMIGAS-STEM: Perancangan Proses Migas - D IV





Crude Oil (Part 1) - Klasifikasi Crude
Crude Oil (Part 2) - Evaluasi Crude
Crude Oil (Part 3) - Pengujian Distilasi

Read more »

Crude Oil (Part 3) - Pengujian Distilasi

Setelah pembahasan mengenai klasifikasi crude oil dan juga evaluasi crude, kali ini saya akan sharing mengenai macam-macam pengujian distilasi. Hal ini sangat penting untuk diketahui apalagi bagi para refiners, mulai dari field operator, panelman, apalagi process engineer. Hasil pengujian distilasi tersebut merupakan dasar penentuan spesifikasi umpan & produk, serta yang tidak kalah pentingnya adalah digunakan sebagai dasar penentuan kondisi operasi dan perancangan proses yang terkait, terutama Distilasi atmosferis dan vacuum.

• Distilasi ASTM (American Society for Testing and Materials) 

Distilasi ASTM dilaksanakan dalam suatu labu Engler. Pada distilasi ini, tidak dipergunakan struktur tray maupun packing serta refluks yang ada merupakan efek kehilangan panas (heat loss) pada struktur leher labu engler. Metode distilasi ini paling banyak digunakan karena biayanya murah, lebih sederhana, membutuhkan jumlah sample yang sedikit, serta waktu pengujian yang lebih singkat dibandingkan distilasi TBP (kurang lebih 1/10 kali waktu pengujian TBP). Distilasi ASTM dilakukan guna mengetahui kualitas produk (product quality control). Beberapa metode distilasi ASTM adalah sebagai berikut.
            a. ASTM method D86
Metode distilasi ini digunakan untuk menguji motor gasoline, aviation gasoline, aviation turbine, naphta,  kerosine, diesel, distillate fuel oil dan produk-produk yang serupa. Pengujiannya dilakukan pada tekanan atmosferis. Digunakan termometer yang dipaparkan langsung dalam labu engler dan hasil pembacaannya tidak ada koreksi stem.
            b. ASTM method D216
Metode distilasi ini digunakan untuk menguji natural gasoline. Dilakukan pada tekanan atmosferis.
            c. ASTM method D1160
Metode distilasi ini digunakan untuk menguji produk migas fraksi berat yang dapat diuapkan secara parsial maupun keseluruhan pada suhu maksimal 750 F pada tekanan absolut hingga 1 mmHg dan dikondensasikan menjadi fase liquid pada tekanan pengujian. Tekanan operasi pengujian berkisar antara 1-760 mmHg absolut. Temperatur diukur dengan perangkat thermocouple.
            d. ASTM method D2887
Metode ini merupakan metode simulasi distilasi yang dilakukan dengan gas chromatography (GC). Metode ini merupakan metode yang paling sederhana yang dapat melakukan analisis cut point dan boiling range fraksi hidrokarbon dengan ketelitian tinggi.

• Distilasi TBP (True Boiling Point)

Distilasi TBP dilakukan dalam sebuah kolom distilasi dengan 15 - 100 plates (trays) teoritis dengan reflux ratio yang tinggi (5 : 1 atau lebih). Tingkat fraksinasi yang tinggi pada pengujian ini memberikan distribusi komponen campuran yang akurat. Kekurangan distilasi TBP adalah tidak adanya standadisasi alat dan prosedur pengujian. Meskipun demikian, variasi antara laboratorium pengujian yang ada hanya sedikit karena pemisahan komponen campuran dapat tercapai dengan baik dengan pengujian yang dilakukan. Distilasi TBP ini dilakukan untuk mengetahui % volume produk yang diperoleh dari cutting kurva berdasarkan cut point produk yang dihaapkan.

• Distilasi EFV (Equilibrium Flash Vaporization)

Distilasi EFV sangat identik dengan distilasi pada unit distilasi yang sebenarnya. Oleh karenanya hasil pengujian distilasi EFV ini dijadikan dasar penentuan kondisi operasi. Pada pengujian distilasi EFV ini, terjadi kesetimbangan vapor-liquid. Namun demikian, proses pengujian yang menargetkan terjadinya kesetimbangan vapor-liquid tersebut memakan waktu yang relatif lebih lama dibandingkan metode pengujian yang lainnya. Metode ini juga bersesuaian dengan perhitungan secara flash (flash calculation method). Distilasi EFV ini berfungsi untuk menentukan kondisi operasi unit distilasi.

Data hasil pengujian distilasi terdiri atas temperatur dan persen recovery. Dari data tersebut dapat dibuat kurva distilasi yang mana kurva tersebutlah yang digunakan dalam perancangan dan penentuan kondisi operasi proses distilasi. Kurva distilasi terbentuk oleh kombinasi data persen volume terekoveri yang ada di absis grafik, dan temperatur pada ordinat grafik.

Pembahasan lebih lanjut mengenai interpretasi data kurva distilasi akan dibahas pada posting berikutnya.

Referensi:
ASTM Standard for Distillation
Mathew Van Winkle. 1967. Distillation. USA: McGraw-Hill, Inc




Crude Oil (Part 1) - Klasifikasi Crude
Crude Oil (Part 2) - Evaluasi Crude
Crude Oil (Part 4) - Interpretasi Data

Read more »

Crude Oil (Part 2) - Evaluasi Crude

Evaluasi Crude
Crude oil dievaluasi guna menentukan potensi minyak bumi sebagai bahan baku kilang minyak untuk menghasilkan fraksi yang dikehendaki. Potensi ditunjukkan oleh jumlah fraksi terbanyak yang dinyatakan sebagai % volume perolehan (% vol. recovery) yang dihasilkan dari suatu distilasi Hempel atau distilasi TBP  (True Boilling Point). Hasil evaluasi crude oil dilaporkan dalam sebuah resume yang berisi data distilasi, cutting product, kandungan impurities, dan lain sebagainya yang disebut crude assay. Crude Assay itulah yang nantinya dijadikan acuan dalam merancang unit proses pengolahan yang akan dibuat atau untuk Refinery Unit yang sudah ada, crude assay digunakan sebagai dasar penentuan kondisi operasi maupun untuk menentukan komposisi blending umpan. Cakupan evaluasi crude meliputi:

1. Pengujian/analisis sifat umum minyak bumi, yaitu sesuai dengan tipe analisis (A, B, C, D)
2. Distilasi TBP (True Boiling Point), yaitu pemotongan suhu untuk memperoleh fraksi
3. Kurva distilasi, yaitu kurva yang digunakan untuk mengetahui potensi minyak bumi dalam menghasilkan fraksi yang dikehendaki  
4. Prediksi sifat fraksi (seperti SG, flash point, viskositas, pour point, kadar sulfur, dll) 

Terdapat empat tipe evaluasi atau analisis crude oil.

• Tipe A (Analisis Cepat)

Analisis Tipe A digunakan untuk memberi gambaran karakteristik minyak bumi yang baru diketemukan. Pengujian meliputi.

1. Pengujian sifat umum crude oil
2. Klasifikasi crude oil

• Tipe B (Analisis Sederhana)

Analisis Tipe B digunakan untuk memberikan informasi tentang potensi minyak bumi sehubungan dengan minyak bumi yang baru diketemukan. Analisis meliputi:

1. Pengujian sifat umum minyak bumi
2. Klasifikasi minyak bumi 
3. Distilasi TBP narrow cut (hanya sampai fraksi kerosene) 

• Tipe C (Analisis Sedang)

Analisis Tipe C digunakan untuk memberikan informasi tentang potensi minyak bumi sehubungan dengan minyak bumi yang sedang diproduksi maupun yang dipasarkan . Analisis meliputi:

1. Pengujian sifat umum minyak bumi
2. Klasifikasi minyak bumi Distilasi TBP narrow cut (hanya sampai fraksi kerosene) dan wide cut (sampai fraksi minyak solar)
3. Analisis fraksi – fraksi dari TBP 

• Tipe D (Analisis Lengkap)

Analisis Tipe D digunakan untuk memberikan informasi tentang potensi minyak bumi sehubungan dengan minyak bumi akan diolah. Analisis ini meliputi:

1. Pengujian sifat umum minyak bumi
2. Klasifikasi minyak bumi 
3. Distilasi TBP narrow cut (hanya sampai fraksi Kerosene) dan wide cut (sampai fraksi minyak solar) 
4. Analisis fraksi – fraksi dari TBP 
5. Analisis logam (V, Pb, Ni, Cu, Na, dan lain – lain) 

Download contoh Crude Assay Basra Light Crude
Situs Monitoring Crude klik di sini

Crude Oil (Part 1) - Klasifikasi Crude
Crude Oil (Part 3) - Pengujian Distilasi
Crude Oil (Part 4) - Interpretasi Data

Read more »

Crude Oil (part 1) - Klasifikasi Crude Oil

Crude oil atau dalam Bahasa Indonesia disebut minyak mentah atau minyak bumi merupakan cairan kental, berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi (wikipedia). Penyusun utama crude oil adalah komponen hidrokarbon. Di samping ada juga unsur nonhidrokarbon lain dalam kadar yang sedikit seperti sulfur, oksigen, nitrogen, dan juga logam dalam bentuk senyawa garam. Unsur selain hidrokarbon tersebut disebut sebagai impurities. Impurities pada crude oil akan dihilangkan dengan proses treating.

Pada bidang refining, diketahui ada empat jenis hidrokarbon, yaitu parafin, naften, olefin, dan aromat. Dari keempat jenis hidrokarbon tersebut, hanya parafin, naften, dan aromat yang terdapat pada crude oil. Senyawa hidrokarbon olefin (CnH2n) merupakan senyawa yang terbentuk pada saat pemrosesan minyak bumi (refining). Karena sifatnya yang tidak stabil, senyawa ini cenderung reaktif dan mudah berpolimerisasi dan membentuk gum. Oleh karenanya, senyawa olefin tidak terdapat pada crude oil karena pada dasarnya, apa yang terbentuk di alam (secara alamiah) dalam keadaan stabil.

Berikut ini gambaran komposisi unsur penyusun crude oil

C          :  83,00 – 87,00 % wt

H          :  10,00 – 14,00 % wt
S          :  0,05 – 6,00 % wt
O         :  0,05 – 1,50 % wt
N         :  0,10 – 2,00 % wt
Logam  :  10^(-5) – 10^(-2) % wt

Klasifikasi Crude Oil
Crude oil diklasifikasikan guna mengetahui gambaran komponen hidrokarbon penyusunnya.

• Klasifikasi berdasarkan SG 60/60

          Crude Oil                       SG 60/60

          Ringan          < 0,830

          Medium Ringan 0,830 – 0,850

          Medium Berat 0,850 – 0,865

          Berat 0,865 – 0,905

          Sangat Berat > 0,905 

• Klasifikasi berdasarkan sifat penguapan

Untuk mengklasifikasi crude oil berdasarkan sifat penguapan, crude oil harus didistilasi hingga suhu 300 degC. Kemudian dihitung fraksi ringannya dengan rumus sbb.

Klasifikasi crude oil berdasarkan sifat penguapannya adalah sbb.

         Crude Oil                  Fraksi ringan, % volume

         Ringan        > 50

         Sedang    20 – 50

         Berat        < 20

• Klasifikasi berdasarkan kadar sulfur

         Crude Oil                  Kadar sulfur, % wt

         Ringan             < 0,1              (sweet crude)

         Sedang        0,1 – 2,0 

         Berat             > 2,0             (sour crude)

• Klasifikasi berdasarkan fakor K UOP

Untuk mengklasifikasikan crude oil berdasarkan faktor K UOP, digunakan langkah-langkah sebagai berikut.

1. Melakukan pengujian distilasi ASTM D 86
2. Melakukan pengujian SG 60/60 oF 
3. Menghitung KUOP dengan rumus :         

hasil pengujian diklasifikasikan sebagai berikut.

           K UOP                           Jenis Crude

           K  =  10,1 – 10,5    aromatik

           K  =  10,5 – 11,5    naftenik

           K  =  11,5 – 12,1    campuran

           K  =  12,1 – 12,5    parafinik   

• Klasifikasi menurut US Bureau of Mines

Melakukan distilasi TBP dengan dua fraksi

    Fraksi I : fraksi kerosene 250 – 275 degC pada tekanan atmosfer, sebagai fraksi ringan

    Fraksi II : fraksi minyak lumas 275 – 300 degC pada tekanan 40 mm Hg, sebagai fraksi berat  

Melakukan pengukuran SG 60/60 degF dan derajat API untuk fraksi I 

Melakukan pengukuran SG 60/60 degF dan derajat API untuk fraksi II

Hasilnya diklasifikasikan menurut data berikut ini.

        Klasifikasi                                      Fraksi Kunci I                        Fraksi Kunci II

                                                      SG 60/60 oF     oAPI         SG 60/60 oF        oAPI

1.      Parafinic – Parafinic                < 0,825           >= 40            < 0,876            >= 30

2.     Parafinic – Interm.                   < 0,825           >= 40       0,876 – 0,934     20 – 30

3.     Interm.* – Parafinic             0,825 – 0,860   33 – 40          < 0,876             >= 30

4.     Interm. – Interm.                 0,825 – 0,860   33 – 40     0,876 –0,934      20 – 30

5.     Interm. – Naphthenic          0,825 – 0,860  33 – 40          > 0,934             <= 20

6.     Naphthenic – Interm.               > 0,860         <= 33        0,876 – 0,934     20 – 30

7.     Naphthenic – Naphthenic        > 0,860         <=  33             > 0,934             <= 20

8.     Parafinic – Naphthenic            < 0,825         <=  40             > 0,934             <= 20

9.     Naphthenic – Parafinic            > 0,860         <=  33             < 0,876             >= 30

*Interm. = Intermediate

• Klasifikasi berdasarkan Indeks Korelasi

Melakukan pengujian SG 60/60 degF minyak bumi

Melakukan distilasi ASTMD 86

Menghitung titik didih rata – rata dari distilasi ASTMD 86

Menghitung Indeks Korelasi dengan rumusan : 

      CI  = (473,7 G – 456,8) + (48.640 / T) 

      dimana  

           G  = SG 60/60 degF

           T  = titik didih rata – rata, degK

Hasil pengujian diklasifikasikan sebagai berikut.

       Correlation Index                     Klasifikasi

              CI  =  0             HC seri normal parafin 

              CI  = 100           HC benzena

              CI  =  0 – 15      HC dominan dalam fraksi:  parafinik

              CI  = 15 – 50     HC dominan dalam fraksi:  naftenik

                                        atau campuran parafinik, naftenik  

                                        dan aromatik 

               CI  > 50           HC dominan dalam fraksi: aromatik

• Klasifikasi berdasarkan VGC (Viscosity Gravity Constant)

Melakukan pengujian SG 60/60 degF minyak bumi

Melakukan pengujian viscosity Saybolt 

Menghitung VGC dengan rumusan : 

dimana :  G  =  SG 60/60 oF

              V  =  viscosity pada 200 oF (99 oC), SSU 

Hasil pengujian diklasifikasikan sebagai berikut.

            VGC                                   Klasifikasi

    0,800 – 0,840                     Hidrokarbon Parafinik

    0,840 – 0,876                     Hidrokarbon Naftenik

    0,876 – 1,000                     Hidrokarbon Aromatik

Crude Oil (Part 2) - Evaluasi Crude
Crude Oil (Part 3) - Pengujian Distilasi
Crude Oil (Part 4) - Interpretasi Data

[dirangkum dari berbagai sumber termasuk handout mata kuliah Produk Migas 7 AKAMIGAS]

Read more »

Menggali 'Passion' dan 'Purpose of Life' (part 1)

Tulisan ini adalah bentuk manifestasi dari usaha saya menemukan 'passion' dan 'purpose of life' saya, semoga bisa menjadi inspirasi dan motivasi, setidaknya bagi saya sendiri.


'Empat tahun rupanya bukan waktu yang cukup lama untuk menggali ilmu di bidang petroleum refining'. Itu yang terpikir olehku saat ini. Meskipun saat itu, ketika menjalani hari-hari dengan tingkat kebosanan sangat tinggi di Kampus AKAMIGAS-STEM rasanya pengen cepat lulus. Rupanya berbeda dengan yang kupikirkan sekarang, setelah terjun langsung di Refinery Unit (RU). Bukan menyesal, tetapi rasanya empat tahun itu masih belum optimal aku gunakan untuk membekali diri. Maklum, saat itu aku juga masih dalam tahap 'mencari-cari' apa yang sebenarnya aku butuhkan ketika aku kerja nantinya. Mungkin ini adalah salah satu tantangan tersendiri di antara mahasiswa-mahasiswa lain yang notabene pengalaman kerjanya sudah di atas 10 tahun.

Aku masih ingat betul ketika kuliah dulu, pada saat AKA III (Sebutan untuk diploma III di AKAMIGAS-STEM). Konfigurasi kelas kami saat itu cukup menarik. Ada kami yang dari fresh graduated SMA yang belum bekerja ditambah mahasiswa dari RU, lengkap mulai dari RU II, III, IV, V, dan VI. Dengan segudang kebiasaan dan keunikan masing-masing. Ceritanya saat itu ketika kami kuliah, ada salah satu mata kuliah yang cukup 'njelimet' (baca: rumit), tidak hanya materinya, tetapi dosennya juga 'njelimet'. Bahkan rasanya untuk mengikuti penjelasan dosen tersebut saja susah, apalagi kalau harus nanya. Akhirnya di waktu istirahat di sela-sela jam perkuliahan siang itu kami ngobrol-ngobrol tentang kuliah. "Mending online saja, materi itu juga ga terpake nanti kalo sudah kerja", kata salah satu teman kami yang sudah bekerja lama di RU. Waktu itu aku cuek saja, berniat untuk tidak terdemotivasi untuk berusaha memahami isi materi kuliah kala itu.

Jauh melompat ke waktu sekarang, akhirnya aku memahami pernyataan kawanku itu. Memang untuk saat ini (dengan posisi dan job seperti sekarang ini) materi-materi seperti itu terlalu 'njelimet' dan belum terpakai. Yang kami butuhkan sebagai field operator adalah ilmu-ilmu praktis yang dapat diterapkan untuk pekerjaan sehari-hari, meliputi prosedur operasional, troubleshooting, dan masih bertahan di seputar hal-hal itu saja.
Mungkin cerita ini bisa dijadikan motivasi buat adik-adik yang mendapatkan kesempatan menimba ilmu di AKAMIGAS-STEM. Memang tidak salah bahwa untuk pekerjaan kita di RU nantinya membutuhkan ilmu-ilmu praktis dan kurang perlu yang terlalu 'njelimet' misalnya evaluasi, optimasi, apalagi perancangan alat dan proses migas. Karena memang untuk bidang-bidang tersebut sudah ditangani oleh bagian tersendiri di RU. Nah, yang perlu kita pikirkan adalah mau jadi field operator yang seperti apa kita nantinya. Field operator yang biasa-biasa saja, melakukan rutinitas dan menunggu order dari panel man maupun supervisor kita? Atau menjadi field operator yang tahu mengapa dan untuk apa harus mengerjakan order tersebut? Sebagaimana kita ketika hendak melakukan perjalanan. Misalnya setelah kita hitung, biaya total perjalanan Rp 100.000,00. Apakah lantas kita berangkat dengan berbekal hanya Rp 100.000,00? Ada 'risk factor' misterius yang tidak pernah kita tahu, meskipun tidak ada seorang pun yang mengharapkan hal-hal di luar rencana terjadi. Oleh karenanya kita musti mempersiapkan bekal lebih. Lebih banyak lebih baik, hehe (itung-itung buat antisipasi kalau teman atau saudara tiba-tiba telepon minta dibawain oleh-oleh). Namun membawa uang banyak dalam perjalanan bukanlah tanpa risiko. Dibutuhkan ekstra hati-hati dan waspada setiap saat dalam menyimpan bawaan kita. Jangan sampai karena lengah sesaat hilanglah bekal kita dijambret orang, alhasil kita justru tidak bisa ke mana-mana.


Nah senada dengan ilustrasi tersebut bahwasanya tidak ada salahnya kita membekali diri dengan ilmu sebanyak mungkin meskipun untuk pekerjaan belum diperlukan. Namun itu kan jangka pendek. Yang perlu diingat adalah bahwa pekerjaan kita (insyaallah) akan berlangsung cukup lama. Dan dalam perjalanannya pasti kita akan mengalami kenaikan dalam jenjang karir pekerjaan kita. Dan tentu saja, job pekerjaan kita juga akan meningkat. Pada saat itulah, bekal itu akan semakin banyak terpakai. Sama halnya dengan uang tadi, bekal ilmu pengetahuan kita juga harus dijaga dan dirawat agar tidak hilang, bahkan kalau bisa terus bertambah. Review tentang materi kuliah salah satu caranya. Memang sih, ketika sudah terjun langsung di pekerjaan rasa jenuh dan hasrat untuk membaca bahan kuliah sudah menurun. Namun di sana selalu ada cara yang dapat digunakan untuk me-maintain minat dan hasrat untuk terus belajar. Dan hal itu hanya bisa ditemukan oleh diri kita, ketika kita mulai 'aware' terhadap apa yang ada di lingkungan kita, apa yang menjadi tanggung jawab kita hari ini dan kelak.

Kembali pada motivasi belajar di AKAMIGAS-STEM. Aku jadi teringat salah satu mata kuliah di AKA III, yaitu tentang Added Value. Sebenarnya bukan hanya produk, peralatan, dan proses yang kita pelajari memerlukan added value, tapi kita sendiri yang akan terjun langsung di dunia refining juga sangat memerlukan added value. Tak hanya sekedar menjadi diri sendiri, tetapi menjadi 'UltimateU', seperti kata Rene Suhardono (dalam buku Your Journey to be 'UltimateU'). Ibarat kita dalam membeli suatu barang, ada merek A, B, C, dan D. Keempatnya sama-sama dapat menjalankan suatu fungsi yang sama. Namun dalam menentukan mana yang akan kita beli, pasti kita akan mencari tahu, selain fungsi utama yang bisa dilakukan barang merek tersebut, adakah keunggulan lain? Misalnya dari sisi ketersediaan spare part, layanan servis, garansi, atau mungkin harganya. Begitu pula dengan manusia. Dalam menjalankan misinya di dunia ini, tentu akan menghadapi kondisi yang sama. Kondisi di mana akan berlaku 'Survival of the fittest', bukan yang paling kuat yang akan bertahan, tetapi yang paling dapat beradaptasi dengan lingkungan. Tahu apa yang dibutuhkan di lingkungannya, dan mampu memenuhi tantangan yang ada. Jadi sekali lagi, tidak sekedar menjadi diri sendiri, tetapi menjadi 'UltimateU'.

[inspired by Rene Suhardono dalam bukunya Your Career is Not Your Job dan Your Journey to Be 'UltimateU']

Read more »

Distilasi

1. Pengertian Proses Distilasi

Distilasi merupakan suatu proses pemisahan komponen penyusun suatu zat berdasarkan titik didihnya. Pada proses pengolahan minyak bumi, proses distilasi yang merupakan proses primer (primary process) disebut juga dengan proses fraksinasi. Hal ini karena pada proses distilasi minyak bumi (crude oil), umpan (crude oil) yang telah dipanaskan terlebih dahulu dipisahkan di dalam sebuah kolom (menara) menjadi fraksi-fraksinya berdasarkan trayek didih fraksi-fraksi tersebut. Pada proses fraksinasi digunakan dasar pemisahan trayek didih (boiling range) bukan titik didih (boiling point) karena fraksi minyak bumi bukanlah zat murni. Fraksi minyak bumi merupakan sekumpulan komponen penyusun minyak bumi yang terdiri atas beberapa jenis hidrokarbon yang secara fisika dibatasi oleh titik didih awal (Initial Boiling Point, IBP) dan titik didih akhir (Final Boiling Point, FBP). IBP dan FBP itulah yang dijadikan dasar pada penentuan kondisi operasi pada kolom fraksinasi supaya diperoleh produk fraksi-fraksi minyak bumi sesuai spesifikasi yang diharapkan.

2. Jenis-Jenis Proses Distilasi pada Proses Pengolahan Minyak Bumi

Proses distilasi yang terjadi pada proses pengolahan minyak bumi pada dasarnya dibedakan menurut tekanan operasinya. Pembedaan tekanan operasi ini didasarkan pada:1)

• Boiling range umpan

Boiling range umpan sangat penting untuk diketahui guna pemilihan jenis distilasi yang digunakan. Umpan yang memiliki titik didih yang sangat tinggi akan sangat sulit didistilasi pada tekanan atmosferis tanpa mengalami dekomposisi komponen hidrokarbon penyusunnya. Sementara ada pula umpan yang dengan temperatur kamar saja sudah dalam fase uap (vapor) sehingga untuk mendistilasinya harus dengan tekanan yang tinggi.

Dekomposisi hidrokarbon penyusun umpan proses distilasi secara massive terjadi pada temperatur di atas 710 degF (376,7 degC). Oleh karena itu, umpan dengan fraksi berat (fraksi long residue) tidak dapat didistilasi dengan tekanan atmosferis melainkan dengan tekanan vacuum dan/atau dengan tambahan stripping steam dalam jumlah yang banyak.

Gambar 1. Range Distilasi Umpan Tipikal Mid-Continent (2)

Berdasarkan grafik di atas, dapat diketahui kurva distilasi yang meliputi titik didih pada tekanan atmosferis dan persen terdistilasi dari umpan dan fraksi-fraksi hasil distilasi dari minyak Mid-Continent. Dengan melihat kurva distilasi tersebut, kita dapat mengetahui tekanan operasi yang diperlukan untuk mendistilasi umpan menjadi produk intermediet dan dari produk intermediet menjadi produk jadi (finished product).

• Stabilitas umpan terhadap temperatur

Secara umum, komponen hidrokarbon minyak mentah (crude oil) mulai terdekomposisi pada temperatur 680 degF (360 degC) menghasilkan produk dengan boiling range yang lebih rendah. Namun kondisi ini bisa memicu terjadinya perubahan warna pada produk. Perubahan warna pada produk hasil distilasi dapat ditangani dengan proses treating pascadistilasi. 

Penggunaan temperatur yang sangat tinggi untuk mendistilasi umpan juga dapat meningkatkan risiko berkurangnya heavy lubricating-oil stock dari 10-15%. Dekomposisi ringan yang terjadi dari fraksi heavy lubricating-oil stock tersebut menghasilkan light lubricating-oil dan gasoil. Berikut ini adalah tipikal temperatur vaporiser dan heater outlet untuk beberapa jenis umpan.

Tabel 1. Temperatur Vaporiser untuk Berbagai Jenis Umpan (3)

• Spesifikasi produk yang diharapkan

Spesifikasi produk sangat mempengaruhi dalam penentuan jenis distilasi yang digunakan. Hal ini terkait dengan boiling range sebagaimana terdapat pada gambar 1. Dengan rentang temperatur yang sangat tinggi (di atas temperatur dekomposisi umpan, maka untuk mendapatkan produk sesuai spesifikasinya tidak dapat dilakukan dengan tekanan atmosferis, melainkan harus dengan tekanan hampa (vacuum).

Berikut ini adalah jenis-jenis proses distilasi berdasarkan tekanan operasinya.

• Distilasi Atmosferis

Distilasi atmosferis merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya adalah tekanan atmosferis (1 atm) atau sedikit di atas tekanan atmosferis. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi atmosferis ini adalah pada Crude Distilling Unit (CDU).

• Distilasi Bertekanan

Distilasi bertekanan merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya di atas tekanan atmosferis (>1 atm). Proses distilasi bertekanan digunakan pada proses pemisahan umpan yang berupa gas. Pada tekanan atmosferis, umpan yang berada dalam fase gas masuk ke kolom distilasi berupa gas, sehingga tidak dapat dipisahkan. Dengan tekanan yang lebih tinggi, maka titik didih komponen penyusun umpan akan naik, sehingga pada temperatur yang sama, umpan dapat berubah fase menjadi cair (liquid). Dengan demikian, umpan proses distilasi bertekanan tersebut dapat dipisahkan di dalam kolom distilasi. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi bertekanan adalah pada Light End Unit (LEU).

• Distilasi Hampa

Distilasi hampa (vacuum distillation) merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya di bawah tekanan atmosferis (<1 atm). Proses distilasi hampa biasanya digunakan untuk memisahkan fraksi-fraksi dari umpan minyak berat (long residue, bottom product dari CDU) yang tidak memungkinkan dilakukan pada tekanan atmosferis. Dengan tekanan yang lebih rendah, maka diharapkan fraksi-fraksi penyusun umpan pada distilasi hampa dapat terpisah pada temperatur yang lebih rendah dari titik didih normalnya (pada 1 atm) sehingga tidak terjadi proses thermal cracking pada proses distilasi tersebut. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi hampa adalah High Vacuum Unit (HVU).

Referensi:

(1) Nelson, W. L., Petroleum Refinery Engineering (New York: McGraw-Hill Book Company, 1958), hal. 226.

(2) Nelson, W. L., Petroleum Refinery Engineering (New York: McGraw-Hill Book Company, 1958), hal. 227.

(3) Nelson, W. L., Petroleum Refinery Engineering (New York: McGraw-Hill Book Company, 1958), hal. 228.

Read more »