Laporan Praktikum Hidrokarbon | Praktikum Distilasi Minyak Mentah

DISTILASI MINYAK MENTAH

I.                   TUJUAN

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan mampu :

1.      Mengetahui fraksi-fraksi minyak bumi yang dihasilkan sebagai distilat dan residu

2.    Menjelaskan mengenai titik didih fraksi-fraksi tersebut

II.                ALAT DAN BAHAN

2.1  Alat yang Digunakan :

1.      Heating mantel, 1000 ml                           : 1 buah

2.      Double necked round bottom flask          : 1 buah

3.      Bubble cap column with 2 tray                 : 1 buah

4.      Distillation bridge, 2ST 29/32, GI 18       : 1 buah

5.      Counterflow cooler after dimroth             : 1 buah

6.      Distillation adapter, straight                     : 1 buah

7.      Round bottom flask, 500 ml                     : 1 buah

8.      Beaker, 100 ml                                          : 2 buah

9.      Thermometer, (-10⁰C) – (250⁰C)               : 2 buah

10.  Water batch                                               : 1 buah

2.2  Bahan yang Digunakan :

1.      Minyak bumi (crude oil)                           : 1000 ml

2.      Batu didih                                                            : 5 buah

3.      Aquadest                                                  : secukupnya

4.      Silicone grease                                          : secukupnya

III.             DASAR TEORI

3.1 Struktur dan Komposisi Minyak Mentah

            Kebanyakan senyawa-senyawa yang terkandung di dalam minyak dan gas bumi terdiri dari hidrogen dan karbon sebagai unsur-unsur utamanya. Senyawa-senyawa tersebut disebut sebagai senyawa hidrokarbon. Selain daripada senyawa-senyawa tersebut terdapat pula senyawa-senyawa lain dalam jumlah yang sedikit mengandung unsur-unsur belerang atau sulfur, oksigen dan nitrogen.

            Komposisi minyak mentah dan gas bumi berdasarkan unsur-unsur penyusunnya adalah sebagai berikut :

                        Karbon                        : 83,5 – 87, 5% (berat)

                        Hidrogen         : 11,5 – 14,0%

                        Sulfur              : 0,1 – 3,0%

                        Oksigen           : 0,1 – 1,0%

                        Nitrogen          : 0,01 – 0,3%

Selain unsur-unsur di atas terdapat juga unsur-unsur logam seperti vanadium, besi, nikel, khrom, posfor dan logam-logam lain yang jumlahnya kurang dari 0,03% berat.

3.2 Klasifikasi Minyak dan Gas Bumi

            Sekitar 85% dari minyak mentah (crude oil) di dunia diklasifikasikan menjadi 3 golongan, yaitu :

1.                  Minyak dasar aspal (asphaltic base)

2.                  Minyak dasar parafin ( paraffinic base)

3.                  Minyak dasar campurab ( mixed base)

Minyak dasar aspal mengandung sedikit lilin parafin dengan aspal sebagai residu utama. Minyak dasar aspal sangat dominan mengandung aromatik. Kandungan sulfur, oksigen dan nitrogen relatif lebih tingggi dibandingkan dengan minyak-minyak dasar lainnya. Minyak mentah dengan dasar aspal sangat cocok untuk memproduksi gasolin yang berkualitas tinggi, minyak pelumas mesin dan aspal. Fraksi-fraksi ringan dan menengah mengandung presentase naftalen yang tinggi.

Minyak dasar paraffin mengandung sangat sedikit aspal, sehingga sangat baik sebagai sumber untuk memproduksi lilin paraffin, minyak pelumas motor dan kerosin dengan kualitas tinggi.

Minyak dasar campuran mengandung sejumlah lilin dan aspalsecara bersamaan. Produk yang dihasilkan minyak dasar ini lebih rendah kualitasnya dibandingkan dengan dua tipe minyak di atas.

Berdasarkan jarak titik didih tiap fraksi yang dihasilkan, maka susunan molekul menurut jumlah atom karbon dari fraksi dan produk akhir kilang dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Susunan Hidrokarbon Fraksi/Produk Minyak dan Gas Bumi

Fraksi / Produk	Jarak Didih, 0C	Jumlah Atom Karbon dalam Molekul Minyak
Gas-gas	<30	C1 – C4
Gasolin	30 – 210	C5 – C12
Nafta	100 – 200	C8 – C12
Kerosin dan avtur	150 – 250	C11 – C13
Diesel dan fuel oil	160 – 400	C13 – C17
Gas oil	220 – 345	C17 – C20
Fuel oil berat	315 – 540	C20 – C45
Atm residu	>450	>C30
Vac residu	>650	>C60

3.3 Proses Pengolahan Dasar

Proses epngolahan dasar sebagai proses utama untuk mengolah minyak mentah menjadi produk dan fraksi-fraksinya terdiri dari :

1.                  Pengolahan secara fisik , yaitu distilasi terdiri dari :

-          Distilasi Atmosfir

-          Distilasi Hampa

-          Distilasi Bertekanan

2.                  Pengolahan secara kimia , disebut juga sebagai proses konversi atau reforming terdiri dari :

a.                   Proses perengkahan (cracking) terdiri dari :

-          Perengkahan Termis ( Thermal Cracking )

-          Perengkahan Katalis (Catalytic Cracking )

-          Perengkahan Hidro ( Hydrocracking )

b.                  Proses Pembentukan Kembali (reforming ) terdiri dari :

-          Reformasi Termis ( Thermal Reforming )

-          Reformasi Katalis ( Catalytic Reforming )

c.                   Proses Penggabungan Molekul , terdiri dari :

-          Polimerisasi Katalis , yakni : Polimerisasi Selektif dan Polimerisasi tidak selektif

-          Alkilasi Katalis , yang terdiri dari : Alkilasi H₂SO₄ dan alkilasi HF

1.                  Pengolahan secara fisik 

Proses distilasi dalam kilang minyak merupakan proses pengolahan secara fisik yang primer mengawali semua proses-proses yang diperlukan untuk memproduksi BBM dan non BBM.

Proses distilasi/fraksionasi adalah proses untuk memisahkan campuran yang terdapat dalam minyak mentah ( crude oil ) menjadi komponen-komponen nya atas dasar fraksi atau pemotongan (cut) yang dibatasi oleh jarak titik didih tertentu , bukan atas dasar titik didih masing-masing komponen. Proses distilasi ini dapat menggunakan satu kolom atau lebih menara fraksionasi, misalnya residu dari menara distilasi atmosfir dialirkan ke menara distilasi hampa , atau salah satu fraksi dari menara distilasi atmosfir dialirkan ke menara distilasi bertekanan. Fraksi-fraksi yang dapat ditarik dari kolom distilasi/menara fraksionasi antara lain adalah sebagai berikut:

Fraksi	Jarak didih , °F
Gas	< 80
Nafta ringan	80 – 220
Nafta berat	180 – 520
Gas oil ringan	420 – 650
Gas oil berat	610 – 800
Residu	> 800

Contoh proses distilasi /fraksionasi di PERTAMINA RU III

-          Distilasi Atmosfir :

1)      Crude Batterry (CB)

2)      Crude Distiller (CD)

-      Distilasi Hampa    :

1)  High Vacuum Unit ( HVU)

2)  Vacuum Distillation Unit (VDU)

-          Distilasi Bertekanan : Stabilizer

IV.              LANGKAH KERJA

1.                  Setiap sambungan pada alat diberikan silicon grease

2.                  Menimbang bottom flask kosong dan mencatat beratnya

3.                  Mengisi bottom flask dengan 400 ml crude oil , kemudian menambahkan 5 buah batu didih

4.                  Menghidupkan air pendingin , dan pemanas (temperatur set II , setelah 15 menit menghidupkan set III )

Perhatikan :

Setelah mendekati 8 menit crude oil mulai mendidih , temperatur crude oil 65°C, setelah 10 menit uap akan naik pada tray pertama dan terkondensasi. Setelah 20 menit , distilat terkondensasi pada semua tray dan mengalami refluk. Komponen yang mempunyai titik didih rendah akan mencapai thermometer paling atas dan terkondensasi pada dimroth condenser. Setelah 25 menit hasil sulingan akan berkurang.

5.                  Mencatat temperatur sebelum menghentikan hasil sulingan

6.                  Setelah 50 menit pemanas dimatikan , mencatat temperatur , temperatur dasar tidak melebihi 240 ° C. Temperatur pada tray pertama 155°C , tray kedua 105 °C , tray atas 40°C

V.                            DATA PENGAMATAN

t/min	A11/oC	B11/oC	A12/oC	B12/oC
0	27,8	28,3	28,5	28,8
1	27,9	28,2	28,6	29
2	27,9	28,2	28,7	29
3	27,8	28,2	28,5	29
4	27,8	28,2	28,5	28,9
5	27,9	28,3	28,6	28,9
6	30,1	28,3	28,6	28,9
7	34,8	28,3	28,5	28,9
8	41,2	28,3	28,6	28,9
9	45,4	28,3	28,7	28,8
10	50,3	28,2	28,4	28,9
11	54,7	28,2	28,6	28,9
12	59,7	28,1	28,6	29
13	64,4	28,2	28,5	29
14	70	28,2	28,4	29
15	74,8	28,3	28,5	28,9
16	81,4	28,4	28,6	28,9
17	84,3	28,3	28,6	29
18	90,7	28,4	28,7	29
19	95,4	28,4	28,7	29
20	98,5	28,5	28,8	29
21	100,6	28,5	28,9	29
22	101,7	28,6	28,8	29,2
23	101,6	28,5	28,8	29,4
24	101,6	28,5	28,8	29,8
25	108,3	28,6	28,8	30,9
26	109,1	28,6	28,8	34,6
27	109,5	28,7	29,1	39,7
28	109,9	29	29	44,9
29	110,1	29,1	29,1	50,6
30	110,3	29,4	29,2	62,5
31	110,4	29,9	29,3	71,6
32	110,5	30,4	29,5	73,3
34	110,9	31,1	29,7	72,9
35	110,9	33,5	29,6	71,2
36	110,9	36,6	30,3	74
37	110,8	39,7	30,1	77,5
38	110,7	42,9	30,4	79,3
39	110,8	44,1	30,5	80,1
t/min	A11/oC	B11/oC	A12/oC	B12/oC
40	111	48,1	30,7	81,3
41	111,7	50,2	30,9	83,7
42	112	52,4	31,1	83
43	112,2	56	31,5	84,3
44	112,7	59,6	31,7	84,8
45	113,3	61,2	31,8	85,1
46	113,6	62,9	32	84,7
47	114,6	62,3	32,1	84,1
48	115,7	59,9	32,4	82,3
49	116,5	59,1	32,5	81,5
50	117,9	57,6	32,7	79,9
51	119,4	56,7	32,7	78,6
52	121,1	55,3	32,5	77,1
53	122,7	53,9	32,7	76,4
54	124,3	53,1	32,8	75,3
55	125,9	52,1	32,7	73,8
56	127,9	51,5	32,8	71,7
57	129,7	51	32,6	70,6
58	131,4	50,3	32,5	69,2
59	132,2	49,5	32,4	69,9
60	133,3	48,4	32,4	72,5
61	133,9	47,7	32,3	75
62	134,9	46,7	32,3	75,4
63	135,9	46,1	32,1	75,8
64	136,3	46,1	32	76,3
65	137,2	46,3	32,2	77
66	138,5	46,4	32,1	75,4
67	139,7	46,2	32	76,6
68	140,6	46	31,9	76,1
69	141,6	45,7	31,9	76,1
70	142,2	46,2	31,9	77,3
71	143	47,1	31,7	76,4
72	143,8	47,7	31,9	76,6
73	145,4	48,1	32,2	75,7
74	147	48,7	32,1	75,3
75	148,2	48,9	32,1	74,6

Pengujian titik nyala

Fraksi	Pengamatan
	Lebih cepat menyala
	Lebih lamban menyala

Indeks Bias

Fraksi	Nilai Indeks Bias
B12
B11

VI.                         GRAFIK

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA WAKTU DAN TEMPERATUR

PADA DESTILASI MINYAK MENTAH

VII.                       ANALISA PERCOBAAN

Pada praktikum kali ini dillakukan distilasi minyak mentah dengan menggunakan seperangkat alat distillation bridge yang dihubungkan ke perangkat komputer, sehingga secara otomatis kita dapat suhu proses yang terjadi di layar komputer.

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui fraksi-fraksi minyak bumi sebagai distilat dan residu. Distilasi minyak mentah merupakan suatu proses pemisahan fraksi-fraksi minyak berdasarkan titik didihnya. Jenis distilasi yang dilakukan pada percobaan ini adalah distilasi atmosfer, dimana tekanan yang digunakan sama dengan tekanan di udara (1 atm).

Ada 4 titik / tray pada alat distilasi ini, yaitu A11, B12, B11 dan A12. Tray A11 merupakan tempat / wadah dari minyak yang akan di distilasi. Suhu awal sebelum pemanasan pada A11 adalah 27,8⁰C. Fraksi yang memiliki titik didih paling rendah akan terkondensasi terlebih dahulu. Setelah lebih dari 20 menit, uap akan naik ke titik pertama (B12) dan terkondensasi. Pada menit ke – 28 adanya tetesan dari kondensat. Titik didih pada 109,9⁰C dan suhu kondensat 44,9⁰C.

Selanjutnya, uap akan naik ke titik kedua (B11). Tetesan kondensat terjadi pada menit ke – 41 pada titik didih 111,7⁰C dan suhu kondensat adalah 50,2⁰C. Untuk tray ketiga (A12) tidak dilakukan pengambilan data, dikarenakan sampai menit ke-75, suhu 148,2⁰C tidak dilihat nya tetesan kondensat. Dapat di analisa bahwa titik didih fraksi di kolom ini tinggi, sehinggan butuh panas yang tinggi untuk menguapkannya. Dengan panas yang tinggi, juga membutuhkan waktu yang lama.

Berdasarkan referen, titik didih standar dari fraksi – fraksi minyak adalah sebagai berikut :

Fraksi	Titik didih (0C)
Gas	0 – 50
Gasoline	50 – 85
Kerosin	85 – 105
Solar	105 – 135
Residu	>135

Sedangkan, dari data yang di dapat ; tray B12 = 109,9⁰C dan tray B11 = 111,7⁰C. Jadi dapat di analisa bahwa jenis fraksi minyak yang di analisa termasuk ke dalam jenis solar.

            Selanjutnya, dilakukan analisa pada kedua hasil kondensat tersebut. Analisanya yaitu ; titik nyala dan indeks bias. Pengujian pada titik nyala tidak dapat dilakukan dengan flash point tester, dikarenakan volume kondensat tidak mencukupi untuk mengisi tempat yang ada di flash point tester. Dari pengujian dapat dilihat bahwa hasil kondensat yang ada di tray     lebih cepat menyala dibandingkan tray   

VIII.       KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1.      Distilasi minyak mentah merupakan pemisahan fraksi-fraksi berdasarkan titik didih.

2.      Jenis distilasi yang digunakan merupakan distilasi atmosfer dimana tekanan yang digunakan sama dengan tekanan udara / diluar (1 atm)

3.      Fraksi yang memiliki titik didih paling rendah akan menguap lebih dulu dan terkondensasi. Hal itu terjadi pada titik pertama yang merupakan tray B12.

4.      Dari data yang didapat, yaitu

Tray	Titik didih (0C)	Fraksi
B12	109,90C	Solar
B11	111,70C	Solar

IX.             DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet. 2012. “Praktikum Teknologi Minyak Bumi”. POLSRI : Palembang

www.Google.com