bahan bakar cair
DESCRIPTION
rangkuman bahan bakar cairTRANSCRIPT
bahan bakar diartikan sebagai bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses
pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor.
Bahan bakar cair adalah bahan bakar yang strukturnya tidak rapat, jika dibandingkan
dengan bahan bakar padat molekulnya dapat bergerak bebas. Bensin/gasolin/premium,
minyak solar, minyak tanah adalah contoh bahan bakar cair. Bahan bakar cair yang biasa
dipakai dalam industri, transportasi maupun rumah tangga adalah fraksi minyak bumi. Minyak bumi
adalah campuran berbagai hidrokarbon yang termasuk dalam kelompok senyawa:
parafin, naphtena, olefin, dan aromatik. Kelompok senyawa ini berbeda dari yang lain dalam
kandungan hidrogennya. Minyak mentah, jika disuling akan menghasilkan beberapa macam fraksi,
seperti: bensin atau premium, kerosen atau minyak tanah, minyak solar, minyak bakar, dan lain-lain.
Setiap minyak petroleum mentah mengandung keempat kelompok senyawa tersebut, tetapi
perbandingannya berbeda. Perbedaan minyak mentah yang utama ialah:
- minyak aspaltik, yang terdiri sebagian besar naphtena dan aromatik,
- minyak prafin, sebagian besar berupa parafin (lilin).
Dibawah ini diantaranya adalah bahan bakar cair :
Bensin atau Gasolin atau Premium
Gasolin dibuat menurut kebutuhan mesin, seperti avgas (aviation gasoline), premium dan gasolin biasa,
terdiri dari C-
4 sampai C12. Sifat yang terpenting pada gasolin adalah “angka oktana”. Angka oktana adalah angka
yang menyatakan besarnya kadar isooktana dalam campurannya dengan normal heptana. Isooktana
mempunyai angka oktana = 100, sedang -
normal heptana mempunyai angka oktana = 0. Makin tinggi angka oktana gasolin semakin baik unjuk
kerjanya.
Kerosen
Termasuk kerosen adalah:
- Bahan bakar turbin gas pada pesawat terbang.
- Minyak bakar, biasa dipakai untuk dapur rumah tangga, bahan bakar kapal laut, dan penerangan lampu
kereta api di masa lalu.
Mutu kerosen tergantung pada sifatnya dalam uji lampu (lamp test) dan uji bakar, seperti timbulnya asap
dan kabut putih. Asap disebabkan oleh hidrokarbon aromatik sedang kabut putih oleh disulfide
1. Bahan bakar cair (BBM)
Minyak (petroleum) berasal dari kata-kata: Petro = rock (batu) dan leaum = oil (minyak)
Minyak dan gas sebagian besar terdiri dari campuran molekul carbon dan hydrogen yang
disebut dengan hydrocarbons. Minyak dan gas terbentuk dari siklus alami yang dimulai
dari sedimentasi sisa-sisa tumbuhan dan binatang yang terperangkap selama jutaan tahun.
Pada umumnya terjadi jauh dibawah dasar lautan. Material-material organik tersebut
berubah menjadi minyak dan gas akibat efek combinasi temperatur dan tekanan di dalam
kerak bumi. Kumpulan dari minyak dan gas tersebut membentuk reservoir-reservoir
minyak dan gas.
BBM terdiri dari berbagai jenis hydrocarbons yang berasal dari minyak bumi, dan sering
pula terdiri dari campuran-campuran lain. Sifat mudah menguap di dalam mesin
menentukan jenis hydrocarbons dan campuran yang digunakan pada BBM. Sifat mudah
menguap tersebut disebut dengan volatility. Karena minyak bumi mentah mempunyai
kadar volatility yang lebih rendah dan tinggi dari BBM, maka BBM harus dipisahkan dari
minyak bumi mentah melalui proses destilasi, namun karena dengan proses tersebut
jumlah BBM yang diperoleh sangat sedikit maka minyakk bumi mentah harus melalui
proses penyulingan yang lebih komplek. Penyulingan minyak bumi mentah tersebut akan
mengubah kadar volatility hydrocarbons yang lebih rendah atau lebih tinggi dari BBM
menjadi sama dengan BBM.BBM yang dihasilkan merupakan campuran dari hydrocarbon-
hydrocarbon dengan kadar volatility yg sama.
Komposisi dan sifat dari BBM ditentukan dari jenis dan kandungan minyak
bumi mentah asalnya, metode penyulingan yang digunakan dan tergantung dari sifat
zat-zat campuran yang ditambahkan untuk meningkatkan mutu BBM. Minyak bumi terdiri
dari bermacam-macam jenis hidrokarbon, namun hanya beberapa jenis yang dominan
antara lain :
a. Jenis Paraflin (CnH2n+2) mempunyai sifat sangat stabil, reaksi dengan gas chloor,
banyak terdapat hampir pada semua jenis minyak bumi. Paraffin wax (lilin) adalah
rangkaian yang lurus dan bercabang.
b. Jenis Olefin atau jenis Ethylene (CnH2n) terdiri dari senyawa tidak jenuh, mudah
bereaksi dengan gas chloor, asam chlorida dan asam sulfat. Olefin yang titik didihnya
rendah tidak terdapat dalam minyak bumi tetapi biasanya terdapat pada minyak hasil
perengkahan (cracking).
c. Jenis Naphthene (CnH2n) meskipun mempunyai tipe sama dengan Olefin, namun
memiliki sifat yang berbeda. Naphthene memiliki senyawa cincin (cyclic compounds) yang
jenuh, sedangkan Olefin senyawa lurus yang antara karbonnya ada senyawa tak jenuh.
d. Jenis Aromatik (CnH2n-6) biasa disebut jenis benzene, jenis ini mudah bereaksi dengan
senyawa organik lain. Minyak bumi jarang yang mengandung senyawa benzene atau
toluene, tetapi minyak bumi dari Sumatra dan Kalimantan mengandung senyawa
aromatik.
e. Jenis Diolefin (CnH2n-2) sifatnya hampir sama dengan olefin tetapi lebill aktif,
bahkan dapat membentuk polimer dengan senyawa tidak jenuh lainnya menjadi molekul
yang besar semacam karet (gum). Jenis diolefin tidak ada dalam minyak bumi, hanya ada
pada hidrokarbon rengkahan.
Beberapa hasil pengolahan minyak bumi diantaranya adalah :
a. Elpiji (liquid pressure gas) adalah bahan bakar gas yang dipakai dirumah tangga,
restoran dan kantor. Merupakan bahan bakar yang bersih dan praktis, sejenis bahan bakar
gas yang juga digunakan untuk kendaraan disebut BBG dan ada juga yang digunakan
sebagai bahan baku berbagai produk disebut LNG (liquid natural gas).
b. Gasoline adalah BBM yang banyak dibutuhkan, hampir 45% total produk minyak bumi
diupayakan menjadi BBM ini. Produk ini kebanyakkan berasal dari proses sekunder
karena disaratkan angka oktannya harus tinggi. BBM ini di Indonesia disebut Premium,
Super dan atau benzole. Penggunaannya untuk kendaraan penumpang, motor dan pesawat
terbang yang tidak bermesin jet.
Spesifikasi bahan bakar minyak ini antara lain :
1. Pertamak Plus
Adalah bahan bakar motor bensin tanpa timbal yang diproduksi dari High Octane Mogas
Component (HOMC) yang berkualitas tinggi ditambah dengan bahan aditif generasi
terbaru sesuai dengan kebutuhan yang direkomendasikan pabrikan kendaraan bermotor.
Bahan bakar ini diformulasikan khusus untuk memenuhi tuntutan akan bahan bakar
minyak yang dapat melayani mesin yang bekerja pada kompresi tinggi tetapi ramah
lingkungan dan lebih aman terhadap kesehatan manusia.
Pertamak plus mempunyai angka oktan minimal 95 dimana angka oktan ini lebih tinggi
dari premix dan premium. Pertamax plus dipasarkan tanpa diberi pewarna (bening)
direkomendasikan untuk kendaraan keluaran tahun 1992 keatas atau kendaraan yang
menggunakan katalistik converter.
2. Pertamax
Adalah bensin tanpa timbal dengan kandungan aditif generasi mutakhir yang dapat
membersihkan Intake Valve Port Fuel Injektor dan ruang bakar dari carbon. Mempunyai
angka oktan 92 dan dapat digunakan pada kendaraan dengan kompresi yang tinggi.
3. Premium Tanpa Timbal (Super TT)
Adalah bahan bakar motor bensin yang tidak mengandung timbale dan komponen
HOMC. Bahan bakar ini dapat digunakan pada kendaraan yang menggunakan Catalitic
Conventer.
4. Premium
Adalah bahan bakar jenis ditilat dengan warna kekuningan yang jernih dan mengandung
timbale sebagai octane booster (TEL). Warna kuning pada premium ini diakibatkan oleh
penambahan. Umumnya premium digunakan untuk bahan bakar motor bensin seperti
mobil, sepeda motor dan motor temple. Bahan bakar ini sering juga disebut sebagai
gasoline atau petrol dan tidak boleh digunakan pada kendaraan yang dilengkapi catalytic
conventer. Bila bahan bakar yang mengandung timbal digunakan pada kendaraan yang
dilengkapi dengan catalytic conventer, akan menyebabkan pori-pori katalis tertutup oleh
bahan timbal ini dan menyebabkan hilangnya kemampuan katalitic conventer sebagai
katalis konversi emisi pencemaran menjadi emisi yang bersahabat dengan lingkungan.
c. Kerosene adalah fraksi lebih berat dari pada gasoline, dan mudah menguap. Kebutuhan
BBM ini lebih rendah dari pada gasoline. Sebelumnya kerosene ini digunakan untuk lampu
penerangan sehingga sering disebut minyak lampu. Saat ini digunakan untuk kebutuhan
rumah tangga dan kegiatan pertanian. Pemakaian kerosene dinegara-negara berkembang
sangat tinggi. Saat ini dugunakan juga untuk BBM pesawat terbang yang menggunakan
mesin jet disebut DPK (double purpose kerosine).
d. Minyak diesel (Solar), pemakaian BBM ini terus-menerus meningkat, karena makin
pesatnya laju ekonomi. Penggunaan BBM ini untuk transportasi darat, laut dan mesin-
mesin pembangkit tenaga listrik. Kendaraan penumpang, saat ini juga banyak yang
menggunakan solar, karena harga BBM ini relatif lebih murah.
e. Industrial diesel oil (IDO), BBM ini khusus untuk keperluan industri lebih berat dari pada
solar (ADO), namun di Indonesia tidak dibedakan. Disamping itu digunakan untuk
mencairkan BBM yang lebih berat (Residual fuel oil).
f. Residual fuel oil fraksi ini lebih berat dari pada IDO, dalam perdagangan disebut minyak
bakar atau residu, atau minyak bakar hitam. BBM jenis ini digunakan untuk ketel uap dan
dapur di pabrik dengan desain khusus untuk burnernya. Harganya lebih murah dari pada
IDO.
g. Minyak pelumas merupakan sebagian kecil dari produk minyak bumi. Namun merupakan
produk yang paling penting karena diperlukan untuk melumasi permukaan bagian mesin
yang saling, bergesekan dan bergerak untuk mencegah keausan. Misalnya silinder motor
bakar, turbin, gear-box dan sebagainya.
h. Gemuk (greases) merupakan pelumas yang berbentuk padat, digunakan untuk bantalan
(bearing) yang beroperasi pada suhu tinggi, dan untuk bearing yang tidak boleh bocor.
i. Lilin (wax) merupakan hasil samping dari kilang minyak pelumas. Penggunaan lilin
untuk packing agar menjadi "water proof" atau "vapor proof" untuk kontainer. Kotak roti
dan atau makanan yang dibekukan, juga digunakan untuk membuat cetakan (mold)
bagian mesin dan juga untuk upacara-upacara tradisional.
j. Aspal, dihasilkan dari residu minyak bumi jenis tertentu, digunakan untuk jalan dan
untuk campuran industi atap bangunan.
k. Kokas (petroleum coke disebut juga green coke) hasil samping produk proses
perengkahan residu, berbentuk padat. Kokas digunakan juga untuk bahan bakar, dan juga
untuk melelehkan metal pada industri pengecoran logam. Beberapa pabrik menggunakan
untuk membuat elektroda batang las dan blasting logam, kompound (ampelas) dan bahan
yang tahan suhu tinggi.
l. Carbon black adalah hasil samping produksi proses perengkahan, penggunaannya untuk
pabrik ban kendaraan, industri karet, industri tinta cetak, pabrik cat, pabrik piring dan
sebagainya.
m. Produk Petrokimia (petrochemical) ini merupakan nama umum dari produk minyak
bumi seperti ethylene, propylene, butylene, isobutylene, cyclohexane, dan phenol yang
merupakan senyawa organik, sedangkan yang anorganik seperti amonia dan hidrogen
peroksida.
n. Produk Petrokimia lanjutan (Secondary petroleum product) merupakan produk
yang setiap tahun selalu bertambah, karena penemuan baru. Misainya berjenis-jenis
detergen untuk bahan pencuci, bermacam-macam karet sintetik, dan bermacam-macam
fibre-glass. nylon, dacron, orion, dynel dan acrilan. Produk ini termasuk beberapa produk
plastik polyethylene, line, cat dengan bahan dasar plastik, politur, dan coating lantai dan
sebagainya.
PROSES CRACKING DARI CRUDE OIL SAMPAI ASPAL
Destilasi Vaccum
Destilasi vaccum adalah merupakan destilasi tekanan dibawah 1 atmosfer, untuk memisahkan fraksi
– fraksi yang tidak dapat dipisahkan dengan destilasi atmosferik seperti gasoil berat, parafine
destilate atau vakum distilate yang masih terkandung didalam long residu dari hasil destilasi
atmosferik.
Residu yang terdapat dari destilasi atmosferik ini tidak dapat dipisahkan dengan destilasi atmosferik,
apabila dipanaskan pada tekanan atmosferik akan terjadi cracking sehingga akan merusak mutu
produk dan menimbulkan tar (coke) yang kemudian dapat diberikan kenutuhan pada tube dapur.
Dengan cara penyulingan dibawah tekanan atmosferik atau tekanan vakum fraksi – fraksi yang
terkandung didalam long residu dapat dicovery(?).
Prinsip ini didasarkan pada hukum fisika dimana zat cair akan mendidih dibawah titik didih
normalnya apabila tekanan pada permukaan zat cair itu diperkecil atau vakum. Untuk memperkecil
tekanan permukaan zat cair dipergunakan dengan alat jet ejector dan barometric condensor. Pada
prinsipnya proses vakum ini tidak jauh dari proses destilasi atmosferik.
Proses destilasi vakum pada sistem vakum proses berlangsung dibawah kondisi normal ± 30 – 35
mmHg dengan tujuan menurunkan titik didihnya.
Sepertinya halnya pada destilasi atmosferik, maka pemisahan menyangkut dua kegiatan yaitu :
a. Evaporation
Yaitu memanaskan cairan hingga menjadi uap
b. Condensor
Proses pengembunan uap menjadi cair kembali
Pada proses alir destilasi vaccum dapat dijelaskan sebagai berikut :
Distilasi vakum atau HVU secara pemisahan fisik berdasarkan titik didih masing-masing fraksinya
pada satu campuran dengan menggunakan tekanan dibawah tekanan atmosfer. Distilasi vakum
adalah distilasi yang tekanan operasinya 0,4 atm (300 mmHg absolut). Distilasi yang dilakukan
dalam tekanan operasi ini biasanya karena beberapa alasan yaitu :
a. Sifat penguapan relative antar komponen biasanya meningkat seiring dengan menurunnya boiling
temperature. Sifat penguapan relatif yang meningkat memudahkan terjadinya proses seperasi
sehingga jumlah stage teoritis yang dibutuhkan berkurang. Jika jumlah stage teoritis yang di
butuhkan berkurang. Jika jumlah stage teoritis konstan, rasio refluks yang diperlukan untuk proses
separasi yang sama dapat dikurangi. Jika kedua variabel di atas konstan maka kemurnian produk
yang dihasilkan akan meningkat.
b. Distilasi pada temperatur rendah dilakukan ketika mengolah produk yang sensitive terhadap
variabel temperature. Temperatur bagian bawah yang rendah menghasilkan beberapa reaksi yang
tidak diinginkan seperti dekomposisi produk, polimerisasi, dan penghilangan warna.
c. Pemisahan dapat dilakukan terhadap kompnen dengan tekanan uap yang sangat rendah atau
komponen dengan ikatan yang dapat terputus pada titik didihnya.
d. Reboiler dengan temperature yang rendah yang menggunakan sumber energy dengan harga yang
lebih murah seperti steam dengan tekanan rendah atau air panas.
Dilihat pada Gambar dibawah dapat dijelas secara singkat sebagai berikut :
Long Residue hasil dari proses distilasi atmosfer dipanaskan pada preheater dan dapur sampai
temperatur ± 345°C, kamudian dimasukkan dalam kolom distilasi vacum yang tekanannya ± 13
mmH2O. Dalam kolom ini terdapat tray-tray seperti halnya di kolom distilasi atmosferik. Untuk
memperluas kontak uap dan cairan biasanya kolomnya dibuat lebih lebar. Untuk mendapatkan
tekanan dibawah atmosfer digunakan peralatan yang disebut ejector dan kondensor.
Dari kolom ini akan keluar produk masing-masing :
1. Top kolom berupa produk Light Vacum Sloop ( LVS ), produk ini merupakan produk yang jelek,
yang biasanya di tampung sebagai minyak sloop.
2. Dibawah Light Vacum Sloop ( LVS ) adalah produk Light Vacum Gas Oil ( LVGO ), digunakan
untuk komponen blending solar.
3. Selanjutnya produk Parafine Oil Distillate ( POD ), produk ini adalah bahan baku bagi proses
pembuatan lilin atau Wax di unit proses Wax Plant. Produk ini merupakan produk yang khusus, jadi
tidak semua HVU mempunyai produk ini.
4. Produk selanjutnya adalah produk Hight Vacum Gas Oil ( HVGO ). Produk ini digunakan untuk
bahan baku proses cracking ( Hydro Cracking Unit / HCU ). Produk POD bila tidak di olah di wax
plant di gabungkan dengan produk HVGO untuk umpan di HCU.
5. Produk bottom kolom HVU berupa Short Residue yang digunakan untuk Fuel Oil di dapur atau
digunakan untuk asphal jalan.
Produk-produk tersebut keluar dari kolom kemudian diambil panasnya di preheater atau heat
exchanger dan didinginkan dengan fin fan dan selanjutnya di kirim ke tanki produksi atau ke proses
selanjutnya.