distilasi ASTM D-86

DISTILASI ASTM D-86

1.      TUJUAN PERCOBAAN

-       Menjelaskan pengertian dan peranan titik didih petroleum ether dan bensin berdasarkan ASTM D-86

-       Menentukan titik didih yan dimiliki oleh petroleum ether

-       Menyelesaikan perhitungan untuk menentukan panas laten penguapan

2.      DASAR TEORI

“Analisa Minyak Bumi”

Metode yang banyak dipakai untuk melakukan pemeriksaan terhadap minyak dan produknya adalah :

1.      ASTM (American Society for Testing Material)

2.      API (American Petroleum Institute)

3.      IP  (Institude de Petrol)

4.      ISI (Indian Spesification Institute)

1. Distilasi ASTM

Pemeriksaan distilasi laboratorium yang dilakukan untuk gasoline, nafta dan kerosin adalah dengan metode ASTM D-86, untuk bensin alam dengan ASTM D-216, dan untuk gas oil dengan ASTM D-158. Distilasi laboratorium dilakuakn pada volume 100 ml dengan kecepatan tetesan yang keluar adalah 5 ml/menit. Suhu uap mula – mula menetes (setelah mengembun) disebut IBP (Initial Boiling Pint).

Distilasi ASTM merupakan informasi untuk operasi di kilang bagaimana fraksi – fraksi seperti komponen gasoline, bahan bakar jet, minyak diesel dapat diambil dari minyak mentah yang disajikan melalui kinerja dan volatilitas dalam bentuk persen penguapannya.

2. Panas Laten Penguapan

Panas laten penguapan yang lazim disebut panas   laten didefinisikan sebagai panas yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 lb cairan pada titik didihnya pada tekanan atmosfer. Penguapan dapat terjadi pada tekanan lain atau suhu lain. Panas laten berubah dengan berubahnya suhu atau tekanan dimana terjadi penguapan. Panas laten pada tekanan atmosfir untuk fraksi minyak bumi dapat dilihat pada grafik 5-5 s/d 5-9 Nelson.

3. Titik Didih

Sifat–sifat fisik minyak mentah maupun produknya mempunyai hubungan yang erat dengan titik didih rata–rata seperti terlihat pada Table 1. Titik didih rata–rata (MABP = Molal Average Boiling Point) lebih memuaskan dibandingkan dengan penguapan. Hubungan titik didih rata–rata dapat dilihat pada grafik 5-4 dan 5-5 Nelson.

Titik didih rata–rata volumetrik (VABP = Volume Average Boiling Point) langsung dapat dihitungdari data distilasi dalam bentuk persen volume distilat terhadap suhu penguapan, baik pada distilasi TBP maupun distilasi ASTM seperti terlihat pada Tabel 2.

Tabel 1. Hubungan antara titik didih dan sifat minyak

No	Macam Titik Didih	Sifat – sifat fisik
1	Titik didih rata – rata volume (VABP)	Viskositas dan panas jenisn (m dan Cp)
2	Titik didih rarta – rata berat (WABP)	Suhu kritis nyata (Tc)
3	Titik didih rata – rata molal (MABP)	Suhu kritis pseudo (T/Tc+) dan ekspansi termis (kt+)
4	Titik didih rata – rata (MnABP)	Berat molekul (M), factor karakteristik (K), berat jenis (ρ), tekanan kritis pseudo (P/+Pc) dan panas pembakaran (Hc)

Tabel 2. VABP berbagai minyak

Jenis Minyak	Grafik Distilasi
	TBP	ASTM
Minyak Mentah	tv	tv  =
Fraksi – fraksi	tv    =	tv  =

Titik didih rata–rata yang lain dapat dihitung menggunakan VABP dan sudut garis miring (slope) dari grafik 5–4 dan 5– 5 Nelson. Slpoe dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :  S  =    , ^oF / %

Hubungan antara titik didih rata–rata molal ( MABP) dan titik didih rata–rata volumetrik (VABP)  terhadap sifat – sifat fisik lain seperti ^o API gravity, berat molekul, faktor karakteristik, suhu kritis dan tekanan kritis, dapat dilihat pada grafik 5 – 9 s/d 5 – 12 Nelson.

Spesifikasi Produk Kilang

Persyaratan diperlukan untuk menentukan spesifikasi minyak, fraksi serta produk – produk kilang dimana produk kilang berbeda satu sama lainnya. Pada topik ini akan dibahas tiga produk utama kilang yaitu mogas, kerosine dan minyak diesel.

1.      Mogas ( motor gasoline)

Persyaratan umum untuk gasoline atau bensin antara lain ;

a.       Bebas air, getah minyak dan sulfur korosif

b.      Mempunyai ketukan uap yang minimum

c.       Pemanasan dan akselarisanya lebih muda

d.      Mempunyai kualitas anti ketukan

e.       Dapat diencerkan sendiri dalam silinder mesin

2.      Kerosine

Kerosine yang banyak dipakai sebagai minyak untuk keperluan rumah tangga tidak hanya mempunyai kualitas pembakaran yang layak, tetapi harus juga aman untuk dibawa dan dapat dipakai untuk keperluan lampu dan kompor. Secara umum kerosine harus bebas dari air, zat aditif, getah minyak dan zat – zat terlarut.

Kerosine yang lebih dikenal sebagai minyak pemanas merupakan produk kilang yang murni mempunyai spesifikasi standar yaitu :

^o API gravity   : 43 – 45

Jarak didih      : 350 – 550 ^oF

3.      Minyak Diesel

Karakteristik yang utama dari minyak diesel adalah kebersihannya, kualitas penyalaan, fluiditas, volaritas dan atomisasi. Kebersihan minyak diesel meliputi residu karbon dan kandungan sulfur yang terdapat dalam minyak. Kualitas penyalaan yang baik dinyatakan dengan pengukuran bilangan setana (cetane number) atau indeks diesel yang ditunjukan dengan mudah tidaknya mesin di start pada suhu rendah, tekanan mesin yang rendah, tekanan mesin yang rendah dan operasi mesin yang halus. Fluiditas dan atomisasi minyak diesel ditandai dengan titik tuang (pour point) dan viskositas minyak yang rendah, namun tidak demikian rendah sehingga menyebabkan kesulitan pelumasan pada injector, kebocoran dan efisiensi yang rendah. Volatilitas minyak ditandai dengan titik nyala, residu karbon, dan distilasi.

Di indonesia minyak diesel dijual dalam 2 kategori yaitu minyak diesel untuk kendaraan bermotor (ADO = automotive diesel oil).

3.      ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

a.       Alat yang digunakan

-        Seperangkat alat distilasi ASTM

-        Gelas Ukur 100 ml

-        Corong gelas

-        Labu didih

-        Thermometer

b.      Bahan yang digunakan

-        Petroleum Ether

                                 

4.      LANGKAH KERJA

1.      Mempersiapkan alat destilasi sebelum percobaan dengan melihat gambar yang ada di modul

2.      Mengisi labu bundar dengan 100 ml petroleum ether

3.      Menghidupkan air pendingin

4.      Menghidupkan pemanas dan memanaskan secara perlahan-lahan

5.      Bila mulai mendidih, mencatat temperatur tetesan pertama distilat

6.      Menjaga laju pemanasan secara hati – hati

7.      Setiap distilat yang keluar per 10 ml, mencatat temperatur yang terbaca

8.      Distilasi selesai setelah tidak ada tetesan lagi, dan mencatat temperaturnya

5.      DATA PENGAMATAN

Temperatur (0C)	52	54	56	53	53,5	55	56	58	60	62	72
Volume Distilat	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	95

Keterangan :

·         Volume petroleum eter yang digunakan sebanyak 100 ml

·         (IBP = 54 ⁰C dan FBP = 72⁰C)

·         Density bensin alam pada 60⁰F

-          Berat pikno + bensin alam            = 47,1245 gr

-          Berat pikno kosong                      = 30,9245 gr

-          Berat pikno + air                          = 55,5506 gr

-          Volume pikno                               = 24,812 mL

6.      PERHITUNGAN

Perhitungan Perubahan Suhu dari ^oC ke ^oF

-       Suhu 52 ^oC                                     -   Suhu 54 ^oC

T (^oF)   =  (  x   52 ^oC)  + 32                 T (^oF)   =  (  x   54 ^oC)  + 32

             = 125,6 ^oF                                                = 129,2 ^oF

Selanjutnya perhitungan ditabulasikan pada tabel berikut

Temperatur (0C)	Temperatur (0F)
52	125,6
54	129,2
56	132,8
53	127,4
53,5	128,3
55	131
56	132,8
58	136,4
60	140
62	143,6
72	161,6

Menghitung ⁰API gravity

Berat bensin alam        = (Berat pikno + bensin alam) – (Berat pikno kosong)

                                    = 47,1245 gr – 30,9245 gr

                                    = 16,20 gr

Barat air                      = (Berat pikno + air) – (Berat pikno kosong)

                                    = 55,5506 gr – 30,9245 gr

                                    = 24,626 gr

Volume air                  = 24,812 mL

Densitas air berdasarkan literatur (Ferry Handbook) pada 60 ⁰F

T (^oF)   =  (  x   T ^oC)  + 32

60        = (  x   T ^oC)  + 32

⁰C        = 15,55

Pada suhu 15,55 ⁰C di interpolasikan antara 15 ⁰C dan 16 ⁰C dan diperpleh data :

X      = 15,5                 Y         = ........?

X ₁    = 15                    Y₁        = 0,999699

X₂     = 16                    Y₂        = 0.999605

Interpolasi

Y      = Y₂ – Y₁  (X – X₂) + Y₂

             X₂ – X₁

         = 0,999605 – 0,999699  (15,5 – 16) + 0,999605

16 – 15

= 0,999652

Density bensin alam    = Berat bensin alam

                                          Volume pikno

                                      = 16,20 gram             = 0,653 gr/ml

                                           24,812 ml

Spgr                              = densitas bensin alam

                                           Densitas air

                                      = 0,653 gr/ml             = 0,6532

                                         0,999652 gr/ml

⁰API                            =    -  131,5

                        =    -  131,5

= 85,12

Langkah 1. Menghitung VABP dan Slope

VABP    = 

= 

=  133,7  ⁰F

-          Slope      =  

=   

=   0,12

Langkah 2. Menghitung MeABP

-          Dari garafik 3.6 didapatkan faktor koreksi sebesar - 3 ^oF

Maka MeABP    =   VABP  +  faktor koreksi

                           =  133,7  -  (-3)

                           =  130,7 ⁰F

Langkah 3. Memperkirakan Berat Molekul

^oAPI =    -  131,5

         =    -  131,5

= 85,12

     Dari grafik 2.5 didapatkan Berat Molekul Bensin Alam adalah 81

Langkah 4. Menghitung Tekanan Uap

Dari grafik 3.8 didapatkan tekanan uap 1 atm pada  135,33 ^oF

Temperatur operasi

= (125,6 + 129,2 + 132,8 + 127,4 + 128,3 + 131 + 132,8 + 136,4 + 140 + 143,6 + 161,6) ⁰F

11

= 135,33 ⁰F

Langkah 5. Menentukan Tekanan Kritk Semu ( Pseudo Critical Pressure)

Pc – semu (gambar 3.2) : didapatkan tekanan kritik semu 

 =     x  1 atm

 =  28,23 atm

Langkah 6. Menentukan Berat Molekul Normal Parafin

Pada garafik pada grafik (gambar 2.4) didapat BM parafin 80

Langkah 7. Menentukan Tekanan Kritik Normal Parafin

Pc  n – parafin (gambar 2.3) : terhadap MeABP dan ^oAPI maka didapat 31 atm

Langkah 8. Menentukan Tekanan Uap Normal Parafin

tekanan uap n-parafin :    x  tekanan uap bensin alam

          =   x 1 atm

          = 1,098 atm

Langkah 9. Menentukan Panas Penguapan Normal Parafin

  Dari grafik 3.9 Panas penguapan (panas laten) normal parafin adalah 148 Btu/lb

Langkag 10. Menghitung Panas Penguapan Petroleum Eter Pada 120,75 ^oF

Panas penguapan petroleum =    x  panas laten penguapan parafin

=    x  148 Btu/lb

= 146,172 Btu/lb

Grafik hubungan antara volume distilat dan temperatur

volume (ml)	Temperatur (0C)
0	52
10	54
20	56
30	53
40	53,5
50	55
60	56
70	58
80	60
90	62
95	72

7.      ANALISA

Pada praktikum kali ini dilakukan distilasi petroleum ether / bensin alam yang bertujuan untuk mendapatkan panas laten bensin alam dengan cara mengetahui titik didih yang dimiliki bensin alam menggunakan metode distilasi ASTM D – 86.

Pada proses distilasi, kecepatan tetesan distilat yang keluar di catat pada selang volume 10 ml. Setelah selang volume 10 ml, suhu pada labu bundar di catat. Suhu awal mula distilat menetes di sebut dengan IBP (indeks boiling point). IBP-nya 54 ⁰C. Suhu uap dijaga pada 20⁰C agar tidak menguap dan tidak terjadi pengembunan. Dari proses distilasi diperoleh 95 ml distilat dengan temperatur akhir yaitu 72 ^oC. Suhu terakhir hingga tidak adanya tetesan distilat lagi disebut dengan FBP (final boiling point) yaitu 72 ^oC.

8.      KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut ;

-          IPB dan FBP diproleh 54 ^oC  dan 72 ^oC

-          Nilai VABP diperoleh 133,7 ⁰F

DAFTAR PUSTAKA

Fadarina. 2011. ‘’ Petunjuk Praktikum Hidrokarbon. Palembang : Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya

gambar alat