kimia-campur

Memuat...

Senin, 28 September 2009

LAPORAN KERJA PRAKTEK


“ STUDI EKSPERIMEN PENGARUH
KONTAMINASI KEROSIN TERHADAP KUALITAS BAHAN BAKAR MINYAK JENIS BENSIN 88 ”

DI PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
MINYAK DAN GAS BUMI CEPU, JAWA TENGAH












Disusun Oleh :

TOMI SUTRISNO ( 0617011066 )


JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2009



“ STUDI EKSPERIMEN PENGARUH KONTAMINASI KEROSIN TERHADAP KUALITAS
BAHAN BAKAR MINYAK JENIS BENSIN 88 ”

3.1. PENDAHULUAN
3.1.1 Latar Belakang
Di Indonesia bahan bakar bensin premium merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi masyarakat yang sebagian besar dikonsumsi untuk bahan bakar kendaraan bermotor yang menggunakan mesin bensin. Bensin motor atau bensin premium adalah campuran kompleks yang terutama terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon, yang mempunyai daerah didih ASTM sekitar 40 – 180 °C.
Seiring dengan kebutuhan bahan bakar minyak di dalam negeri yang semakin meningkat sedangkan pasokan bahan bakar minyak ( BBM ) yang semakin terbatas, secara tidak langsung mengharuskan pemakaiannya yang secara tepat dan efisien.
Bahan bakar yang digunakan harus memenuhi spesifikasi sesuai dengan Keputusan Direktorat Jendral Migas No. 113.K/72/DJM/1999 tanggal 27 oktober 1999. Spesifikasi ini memberikan suatu batasan minimum dan maksimum dari suatu produk yang dibuat berdasarkan undang – undang dan pertimbangan kepentingan konsumen bahan bakar minyak (BBM) atau tipe – tipe mesin yang akan menggunakan serta kepentingan industry pengolahan minyak. Hal ini bertujuan agar mutu bahan bakar minyak yang dikonsumsi aman baik bagi konsumen maupun bagi lingkungan.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sifat - sifat bahan bakar minyak jenis bensin 88 yang terkontaminasi oleh kerosin dengan menentukan Research Oktane Number ( RON ), Washed Gum, Reid Vapor Pressure ( RVP ), Specific Gravity ( SG ), Copper Strip Corrosion, Uji Doctor, dan distilasi dengan standar ASTM.

3.1.2 Batasan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada tugas khusus ini adalah mempelajari spesifikasi dan dampak yang ditimbulkan akibat kontaminasi kerosin pada bahan bakar minyak jenis bensin 88.

3.1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dari orientasi khusus ini adalah :
1. Melakukan pengujian sample bahan bakar minyak jenis bensin 88 dari pertamina menggunakan spesifikasi bahan bakar minyak jenis bensin 88 dengan standar ASTM.
2. Melakukan pengujian sample yang terkontaminasi kerosin menggunakan spesifikasi bahan bakar minyak jenis bensin 88.
3. Mengetahui dampak yang ditimbulkan akibat kontaminasi kerosin tersebut pada spesifikasi bahan bakar minyak jenis bensin 88.

3.2 DASAR TEORI
3.2.1 Definisi Minyak Bumi
Teori yang menyatakan asal – usul minyak bumi adalah Organic Source Materials. Teori ini mengatakan binatang dan tumbuh - tumbuhan berakumulasi di dalam suatu tempat selama berjuta – juta tahun yang lalu.
Minyak bumi ( Bahasa Inggris : petroleum, dari bahasa latin petrous yang artinya karang dan oleum yang artinya minyak ) juga dikatakan sebagai emas hitam adalah cairan kental coklat gelap atau kehijauan yang mudah terbakar yang berada pada lapisan bagian atas dari beberapa area dari kerak bumi ( Gruce and Stevens, 1958 ) .
Minyak bumi,atau minyak mentah “crude oil” adalah bahan yang terdapat di dalam bumi, berupa senyawa kimia yang terdiri dari komponen hidrokarbon dan non hidrokarbon. Minyak bumi berwarna hitam sampai coklat kehitam – hitaman, dalam bentuk cair dan terdapat gas – gas yang melarut di dalamnya, dengan berat jenis berkisar antara 0,8000 – 1,0000 (Mudjihardjo, 2003).
Sedangkan menurut Harun Nawawi yang dikutip oleh Mulyono (2004), minyak bumi didefinisikan sebagai gabungan dari berbagai macam senyawa hidrokarbon, sedikit mengandung garam – garam seperti NaCl, CaCl2, MgCl2, dan juga sedikit mengandung lumpur dan air yang terbawa dari sumur minyak ( Haryono, 1992 ).

3.2.2 Komposisi Minyak Bumi
Senyawa minyak bumi tersusun dari hydrogen dan karbon menjadi hidrokarbon, juga terdapat senyawa lain yang mengandung sejumlah kecil belerang, nitrogen, oksigen, dan logam. Komposisi kimia dan fisis minyak bumi mentah sangat berfariasi, tetapi komposisi elementer pada umumnya terdiri dari : karbon (C) 83 – 87%, hydrogen (H) 10 – 14%, sulfur (S) 0,05 – 6%, oksigen (O) 0,05 – 1,5%, nitrogen (N) 0,1 – 2%, dan logam 10-5 – 10-2 % ( Gruce and Stevens, 1958 ) .
Sifat – sifat minyak bumi antara satu dengan yang lainnya berbeda – beda, dari yang ringan, encer sampai pada yang kental. Hal ini sangat bergantung pada jenis dan besarnya kandungan komponen didalam minyak bumi itu. Unsur – unsur tersebut keberadaannya di dalam minyak bumi dalam bentuk senyawaan hidrokarbon dan nonhidrokarbon.
A. Komposisi Hidrokarbon
Hidrokarbon adalah susunan molekul – molekul berbeda panjang dan kerumitan yang tersusun dari hydrogen dan karbon. Strukturnya yang bermacam – macam memberikan ciri dan fungsi yang berbeda pula.
Minyak bumi merupakan campuran dari beratus – ratus senyawaan hidrokarbon, yang dikelompokkan atas hidrokarbon parafin, naften, dan aromat, selain itu terdapat juga hidrokarbon campuran nafteno – aromatik.
1. Hidrokarbon Parafin
Merupakan hidrokarbon jenuh dengan ikatan sigma antara C – C dan C - H dengan struktur rantai atom C terbuka, mempunyai kestabilan yang tinggi sehingga sukar bereaksi dengan gas H2 ( hidrogenasi ) dan juga dengan gas O2 ( oksidasi ), dan mempunyai titik didih yang rendah dibanding naften dan aromat.
2. Hidrokarbon Naften
Merupakan hidrokarbon jenuh dengan ikatan sigma antara C – C dan C – H dengan struktur rantai atom C tertutup. Struktur molekulnya terdiri dari mononaften dan polinaften.
3. Hidrokarbon Aromatik
Merupakan hidrokarbon jenuh dengan ikatan sigma dan ikatan pi. Ikatan sigma terdapat pada ikatan C – C dan C – H sedang ikatan pi terdapat pada C = C.

Komponen Nonhidrokarbon
Komponen non hidrokarbon, di dalam molekulnya disamping unsur karbon dan hydrogen, terdapat pula unsur – unsur lain, yaitu sulfur, oksigen, nitrogen, halogen, atau logam. Keberadaan unsur – unsur itu sebagian dalam bentuk senyawa organik, yaitu organik sulfur, organik nitrogen, organik oksigen, organik halogen, dan organik logam, sedangkan sebagian lagi dalam bentuk senyawa anorganik. Sebagai senyawa organik, keberadaannya melarut dalam minyak bumi, sedang sebagai senyawa anorganik tidak melarut dalam minyak bumi melainkan larut dalam air sebagai emulsi yang didalamnya terdapat garam – garam anorganik ( Mudjihardjo, 2003 ).
1. Senyawa Oksigen
Oksigen dalam minyak bumi berkadar antara 0,1% - 2%, kadar ini dapat naik jika minyak bumi kontak dengan udara dalam waktu yang cukup lama.
2. Senyawa Belerang
Didalam minyak bumi belerang mempunyai kadar 0,004% - 6%. Disamping sebagai senyawa belerang, didalam minyak bumi juga terdapat belerang dalam unsur belerang yang terlarut. Senyawa belerang yang umumnya terdapat dalam minyak bumi dan produk – produknya adalah :
- Hidrogen sulfit
- Markaptan
- Sulfit
- Disulfit
- Asam solfonat
3. Senyawa Nitrogen
Nitrogen dalam minyak bumi kadarnya berkisar antara 0,1% - 2%. Kadar nitrogen tergantung dari tinggi rendahnya kadar belerang dan aspal, semakin tinggi kadar belerang dan aspal, maka semakin tinggi pula kadar nitrogennya.
4. Senyawa Logam
Logam yang terdapat di dalam minyak bumi adalah besi, nikel, vanadium, dan arsen. Jumlahnya sedikit dan dapat bersifat racun. Dalam minyak bumi, senyawa logam terdapat dalam fraksi residu ( Gutrie, 1960 ).

3.2.3 Produk Minyak Bumi
Pada umumnya minyak bumi dapat dibagi menjadi beberapa golongan, antara lain : produk yang mudah menguap ( Liquified Petroleum Gases ), minyak ringan ( bensin, bahan bakar jet, zat pelarut, dan kerosin ), destilat (bahan bakar diesel dan minyak gas), gemuk ( grease ), malam ( paraffin ), dan residu.
Sebagian minyak mentah, kira – kira 90% termasuk dalam golongan minyak mentah dasar sempurna, sedangkan 10% lainnya termasuk dalam golongan minyak mentah dasar parafin dan aspal.
1. Liquied Petroleum Gases ( LPG )
LPG adalah gas minyak bumi yang dicairkan pada suhu biasa dengan tekanan sedang sehingga LPG dapat disimpan dan diangkut dalam bentuk cairan dibawah suatu tekanan. Komponen utama LPG adalah propana dan butana. Semua LPG mengandung sejumlah kecil belerang yang khusus ditambahkan untuk mengetahui adanya kebocoran gas. Indonesia menghasilkan dua jenis LPG, yakni propana dan campuran propana butana.


2. Bensin Motor
Bensin motor adalah campuran kompleks senyawa hidrokarbon yang mempunyai daerah titik didih ASTM 40 – 180 OC dan digunakan sebagai bahan bakar mesin pembakar dalam. Indonesia menghasilkan dua macam bensin, yaitu : bensin premium dengan angka oktan 88 serta berwarna kuning dan bensin pertamax dengan angka oktan 95 yang berwarna merah.

3. Bahan Bakar Diesel
Bahan bakar diesel adalah fraksi minyak gas yang mendidih antara 175 – 370 oC yang digunakan sebagai bahan bakar diesel. Indonesia saat ini memproduksi dua macam bahan bakar diesel dengan kecepatan perputaran tinggi atau sedang dan bahan IDO untuk mesin diesel dengan kecepatan perputaran rendah.

4. Minyak Pelumas
Minyak pelumas berguna untuk melumasi bagian – bagian mesin yang berkontak dan bergerak satu terhadap yang lain, sehingga menghindari terjadinya keausan.

5. Gemuk ( grease )
Gemuk digunakan untuk mempertebal minyak pelumas. Minyak pelumas yang telah ditebalkan mempunyai konsistensi yang berbeda – beda dari keadaan setengah padat sampai padat.

6. Malam ( paraffin )
Senyawa hidrokarbon yang tetrdapat didalam minyak bumi mempunyai jumlah atom 20 – 75 setiap molekulnya dan mempunyai titik lebur atom 90 – 130 oF atau lebih rendah, hampir seluruhnya terdiri dari hidrokarbon paraffin normal.


7. Aspal
Aspal adalah bitumen setengah padat berwarna hitam dan berasal dari minyak bumi. Aspal sebagian besar digunakan untuk melapisi saluran pipa sebagai bahan pelindung, kotak baterai, dan melapisi bawah mobil ( Haryono, 1992 ).

3.2.4 Gasolin
1. Pengertian Gasolin
Bahan bakar motor adalah bahan bakar yang digunakan untuk motor, baik dua langkah maupun empat langkah. Disebut motor gasolin, disingkat mogas. Mogas yang sehari-hari disebut bensin adalah campuran kompleks hidrokarbon dari proses pengolahan minyak bumi dengan trayek didih antara 30 – 225 oC. Bahan bakar ini digunakan sebagai bahan bakar motor yang menggunakan busi spark ignation engine ( f-voi, 2008 ).
Gasolin adalah suatu senyawa organik yang dibutuhkan dalam suatu pembakaran dengan tujuan untuk mendapatkan energy / tenaga. Gasolin ini merupakan hasil dari proses destilasi minyak bumi (crude oil) menjadi fraksi – fraksi yang diinginkan. Bensin adalah campuran n – heptana dan iso – oktana dengan persentase tertentu.
Gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar motor harus memenuhi beberapa spesifikasi. Hal ini ditujukan untuk meningkatkan efisiensi pembakaran pada mesin dan mengurangi dampak negative dari gas buangan hasil pembakaran bahan bakar yang dapat menimbulkan berbagai masalah lingkungan dan kesehatan ( Mughofir, et.al,2006 ).

2. Komposisi Utama Bahan Bakar Bensin ( Gasolin )
Gasolin adalah campuran komplek hidrokarbon yang mempunyai titik didih di bawah 180 oC, atau umumnya di bawah 200 oC. Konstituen gasolin terdiri dari struktur molekul C4 – C12, terdiri dari paraffin, olefin, naften, dan aromatik ( Mudjirahardjo, 2003 ).
Gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar harus memiliki nilai oktan yang cukup tinggi dan tidak memiliki kandungan bahan – bahan berbahaya seperti timbal, sulfur, senyawa – senyawa nitrogen, yang dapat menimbulkan efek kerusakan lingkungan dan masalah kesehatan.

3. Sifat Fisika dan Kimia Bensin
Pada dasarnya spesifikasi bensin mengatur parameter – parameter tertentu sesuai dengan yang diperlukan oleh gasolin dalam penggunaannya. Parameter – parameter tersebut dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yakni :
a.Sifat Pembakaran
Karakteristik utama yang diperlukan dalam gasolin adalah sifat pembakarannya. Sifat pembakaran ini biasanya diukur dengan angka oktan. Angka oktan merupakan kecenderungan gasolin untuk mengalami pembakaran tidak normal yang timbul sebagai ketukan mesin. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar, semakin berkurang kecenderungannya untuk mengalami ketukan dan semakin tinggi kemampuannya untuk digunakan pada rasio kompresi tinggi. Angka oktan diukur dengan mesin baku yakni mesin CFR (Cooperative Fuel Research) yang dioperasikan pada kondisi tertentu, dimana bahan bakar dibandingkan dengan bahan bakar rujukan yang terbuat dari n – heptana (angka oktan 0) dan iso oktana ( angka oktan 100 ).
Ada dua metode yang digunakan untuk mengukur angka oktan, yakni angka oktan riset ( RON ) yang memberikan gambaran mengenai unjuk kerja dalam kondisi pengendaraan biasa dan angka oktan motor (MON) yang memberikan gambaran mengenai unjuk kerja dalam kondisi pengendaraan yang lebih berat.
Untuk mendapatkan bensin dengan angka oktan tinggi, maka dilakukan dengan cara – cara sebagai berikut :
1. Memilih minyak bumi yang mempunyai kandungan aromat tinggi dalam trayek didih bensin.
2. Meningkatkan kandungan aromatik melalui pengolahan reformasi, atau alkana bercabang, atau olefin bertitik didih rendah.
3. Menambah aditif peningkat angka oktan seperti timbal alkil, biasanya timbal tetra etil ( TEL ) dan timbal tetra metal ( TML ).
4. Menggunakan komponen berangka oktan tinggi sebagai ramuan, misalnya alkohol atau eter.
Nilai oktan yang harus dimiliki oleh gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar ditampilkan dalam table berikut :
No Jenis Bensin Angka Oktan Minimum Kandungan Timbal
1 Premium 88 88 RON 0,3 g/L
2 Premix 94 94 RON 0,3 g/L
3 Super TT 95 RON 0,005 g/L
4 Prima TT 98 RON 0,005 g/L
Table 3.1, bilangan oktan beberapa bahan bakar minyak

b.Sifat Volatilitas
Ada tiga sifat volatilitas yang biasa digunakan dalam spesifikasi bensin/gasoline, antara lain : kurva destilasi, tekanan uap, dan perbandingan V/L. Dua parameter pertama digunakan dalam spesifikasi bensin di Indonesia, sedangkan parameter ketiga belum digunakan di Indonesia. Kurva destilasi dihasilkan dari destilasi gasolin menurut metode baku ASTM. Kurva destilasi ASTM berkaitan dengan masalah operasi dan unjuk kerja kendaraan bermotor. Bagian ujung depan kurva destilasi berkaitan dengan kemudahan mesin dinyalakan pada waktu dingin, pernyalaan pada waktu panas dan kecenderungan mengalami pembentukan es pada karbu kabilator. Bagian ujung belakang kurva berkaitan dengan masalah pembentukan getah bensin/gasolin, pembentukan endapan diruang bakar dan busi serta pengenceran terhadap miyak pelumas. Sedangkan bagian tengah berkaitan dengan daya dan percepatan, kemulusan operasi serta konsumsi bahan bakar.

c.Sifat Stabilitas dan Kebersihan
Bensin/gasolin harus bersih, aman, tidak rusak dan tidak merusak dalam penyimpanan dan dalam pemakaiannya. Parameter spesifikasi yang berkaitan dengan ini adalah zat getah, korosi, dan berbagai uji tentang kandungan senyawa belerang yang bersifat korosif. Bensin yang diuapkan biasanya meninggalkan sisa berbentuk getah padat yang melekat pada permukaan saluran dan bagian – bagian mesin. Apabila pengendapan ini terlalu banyak, kemulusan operasi mesin dapat terganggu. Selain getah yang sudah ada sejak awal dalam bensin, getah juga dapat terbentuk karena komponen – komponen bensin bereaksi dengan udara selama penyimpanan. Hidrokarbon jenuh mempunyai kecenderungan untuk mengalami pembentukan getah bensin.

3.2.5 Kerosin
Trayek didihnya 205 – 260 oC, mempunyai flash point diatas 25 oC, banyak digunakan untuk penerangan lampu. Terdiri dari senyawa hidrokarbon jenuh, harus bebas dari aromatik dan hidrokarbon tak jenuh dan sebaiknya dengan kandungan sulfur serendah mungkin. Struktur molekul hidrokarbon terdiri dari C12 – C16 per molekulnya. Disamping hidrokarbon jenuh, mengandung pula senyawa – senyawa sebagai berikut : tetrahidro naphtalena, disikloparafin, indan tersubstitusi yaitu gabungan antara aromatik dengan siklo, naphtalena yaitu aromatik di inti, dan biphenyl yaitu dua inti aromatik terisolasi ( Mudjirahardjo, 2003 ).
Salah satu sifat yang terpenting bagi kerosin adalah bahwa kerosin harus dapat memberikan intensitas terang nyala yang tinggi dan sedikit mungkin memberikan asap yang dapat mengganggu lingkungan. Titik asap ialah tinggi nyala maksimum dalam milimeter dimana kerosin yang dibakar dengan menggunakan lampu uji baku tidak memberikan asap. Makin tinggi titik asap,makin baik mutu kerosin. Asap yang timbul pada pembakaran kerosin disebabkan oleh senyawa aromat ( Sulistiowati, 2005 ).

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar