PENENTUAN SPECIFIC GRAVITY

Berat jenis adalah salah satu sifat fisika hidrokarbon yang dalam Teknik Perminyakan umumnya dinyatakan dalam Specific Gravity (SG) atau dengan ºAPI. Specific Gravity (SG) didefinisikan sebagai perbandingan antara densitas minyak dengan densitas air yang diukur pada  tekanan dan temperature standart (60 ºF dan 14,7 psia).

Hubungan antara ºAPI dengan Spesific Gravity (SG) adalah

Sedangkan penulisan SG adalah

 Penentuan berat jenis minyak ( crude oil ) dilakukan dengan alat hydrometer, dimana penunjuk specific gravity dapat dibaca langsung pada alat. Untuk temperatur yang lebih dari 60 ºF, perlu dilakukan koreksi dengan menggunakan chart yang ada. Kualitas dari minyak (minyak berat maupun minyak ringan) ditentukan salah satunya oleh specific gravity. Temperatur minyak mentah juga dapat mempengaruhi viskositas atau kekentalan minyak tersebut. Hal ini yang dijadikan dasar perlunya diadakan koreksi terhadap temperatur standart 60 ºF.

Sedangkan untuk menentukan Spesific Gravity gas, alat yang digunakan adalah effusiometer, dengan memasukkan gas kedalam alat  tersebut dan menghitung waktunya saat menekan air keluar dalam alat tersebut setelah sampai batas yang ditentukan, gas dihentikan sedangkan perhitungan waktunya juga dilakukan untuk kembalinya air didalam alat tersebut.

Kemudian melihat temperatur yang tertera di termometer. Untuk waktu yang tercatat T₁ dan T₂  dimasukkan rumus T₁ / T₂   =  T  ( true ) dan temperatur ºAPI. Kemudian mengkoreksi hingga menemukan  SG-nya. Penentuan SG gas sangat diperlukan mengingat gas yang terkandung dalam minyak berbeda-beda.

Gas yang terkandung dalam minyak tersebut dapat mempengaruhi harga minyak tersebut.

Harga  ⁰ API untuk berat jenis minyak mentah (crude oil) antara lain :

- Minyak berat        =  10  –  20   ⁰API

- Minyak sedang     =   20 – 30     ⁰ API

- Minyak ringan      =  >  30          ⁰API           

Specific Gravity dari minyak bumi adalah perbandingan antara berat yang diberikan oleh minyak bumi tersebut pada volume tertentu dengan berat air suling pada volume tertentu, dengan berat air suling pada volume yang sama dan diukur pada temperatur 60 ⁰F.  Sedangkan ⁰API (Amercan Petroleoum Institute)  gravity minyak bumi menunjukkan kualitas minyak bumi tersebut berdasarkan standar dari Amerika.  Makin kecil berat jenis (SG) atau makin besar ⁰API-nya akan sedikit mengandung lilin atau residu aspal, atau paraffin.  Namun dewasa ini minyak berat dapat dibuat fraksi bensin lebih banyak dengan menggunakan metode Cracking dalam penyulingan, namun proses ini memerlukan banyak biaya.

Open this link :
Densitas dan Spesific Gravity 

SPECIFIC HEAT CAPACITY TABLE 

Istilah-istilah dalam Teknik Kimia (PART 1)

CALORIFIC VALUE

Calorific value (nilai kalori) adalah besarnya kalori atau panas yang dihasilkan oleh setiap satuan masa atau volume suatu zat melalui reaksi pembakaran. Nilai kalori untuk zat padat atau cair umunya dinyatakan dalam satuan Btu/lb atau kcal/kg, sedangkan untuk gas umumnya dinyatakan dalam satuan Btu/scf atau kcal/scm.

SPECIFIC HEAT

Specific heat (panas jenis) adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur satu sekala derajat suhu setiap satuan masa zat. Satuan yang sering digunakan adalah Btu/lb.oF, Btu/lbmol.oF, cal/g.oC dan cal/gmol.oC.
Contoh: untuk menaikkan suhu 1 oF setiap 1 lb air diperlukan panas sebesar 1 Btu, artinya specific heat untuk air adalah 1 Btu/lb.oF. Harga Cp (panas jenis pada tekanan konstan) bervariasi terhadap perubahan suhu, dan untuk menentukan harga panas jenis pada tekanan konstan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan seperti berikut:

Cp = a + b T + c T2 + d T3

dimana: a,b,c dan d adalah konstanta yang besarnya berbeda untuk suatu zat dengan zat yang lainnya. 

VAPOR PRESSURE

Vapor pressure (tekanan uap) adalah besarnya tekanan yang dihasilkan oleh suatu zat yang dalam keadaan setimbang antara uap dan cairannya pada suhu tertentu. Yang dimaksud dalam keadaan setimbang disini dapat diartikan bahwa penguapan telah mencapai keadaan jenuh yaitu jumlah cairan yang menguap sama dengan jumlah uapnya yang mengembun dan tekanan sudah tidak berubah lagi.

CRITICAL TEMPERATURE

Critical temperature (temperatur kritis) adalah temperatur minimal dimana gas tidak dapat dicairkan pada tekanan kritisnya. Pada tekanan berapapun jika temperaturnya berada diatas temperatur kritisnya tidak akan dapat dicairkan. Dapat juga dikatakan bahwa zat yang berada pada temperatur kritisnya panas penguapannya sama dengan nol, dengan demikian tidak jelas fasenya, apakah sebagai fase cair ataukah sebagai fase gas.
Sebagai contoh: temperatur kritis methane adalah -116,6 oF, jika temperatur methane
diatas -116,6 oF maka pada tekanan berapapun tidak akan dapat dicairkan. Berdasarkan
penjelasan tersebut, maka di dalam proses pencairan gas alam harus selalu memperhatikan titik kritis sebagai batasan dalam menetapkan kondisi operasi.

FASE

Fase adalah bagian dari sistem yang secara fisis berbeda dan dapat dipisahkan secara mekanis. Dapat dipisahkan secara mekanis berarti fase tersebut dapat dipisahkan dengan cara-cara seperti: filtrasi, sedimentasi, dekantasi, sentrifugas dan sebagainya. Dalam hal ini tidak termasuk pemisahan dengan cara penguapan, distilasi, adsorpsi, absorpsi, atau ekstraksi.

Contoh:

Dalam sistem air dapat berupa tigafase, yakni fase padat (es), fase cair (air) dan fase gas (uap air).
Jumlah fase padat banyak sekali, jumlah fase cair yang terdapat dalam satu system ternyata maksimum hanya delapan. Gas selalu bercampur secara sempurna, dengan demikian hanya ada satu fase gas.

CRITICAL PRESSURE

Dalam mendefinisikan critical temperature harus sejalan dengan definisi critical pressure. Critical pressure (tekanan kritis) adalah tekanan minimal yang diperlukan untuk mencairkan gas pada temperatur kritisnya. Sebagai contoh: tekanan kritis methane adalah 667,8 psia. Artinya, untuk mencairkan methane pada temperatur kritisnya (-116,6 oF) diperlukan tekanan paling tidak sebesar 667,8 psia.

DEW POINT

Dew point (titik embun) adalah temperatur dimana tetesan cairan pertama kali terbentuk dari dalam uap/gas yang didinginkan sesuai dengan tekanan yang diberikan. Atau dapat dinyatakan sebagai suhu dimana uap/gas mulai mengembuh sesuai dengan tekanan yang diberikan

SPECIFIC GRAVITY

Salah satu faktor penting dalam pengukuran gas adalah specific gravity. Specific gravity dinyatakan sebagai perbandingan density gas terhadap density udara pada kondisi tekanan dan temperatur yang sama. Karena udara digunakan sebagai zat standard pembanding, maka dapat dinyatakan bahwa specific gravity udara sama dengan 1. Specific gravity merupakan besaran yang tidak bersatuan karena menunjukkan harga perbandingan density

Molecular weight (berat molekul) adalah jumlah masa atau berat setiap satuan molekul
zat. Sebagai contoh: berat molekul methane adalah 16,042, angka ini menunjukkan bahwa 1 molekul methane (CH4) terdiri dari 1 atom carbon © dan 4 atom hydrogen (H), dimana 1 atom Carbon mempunyai masa 12,01 dan 4 atom hydrogen mempunyai mempunyai masa 4 x 1,008.

BUBBLE POINT

Bubble point adalah temperatur dimana gelembung uap pertama kali terbentuk di dalam
cairan pada saat dipanaskan seseuai dengan tekanan yang diberikan. Atau dapat dinyatakan sebagai tempertur dimana cairan mulai membentuk gelembung uap sesuai dengan tekanan yang diberikan.

BOILING POINT

Boiling point (titik didih) adalah keadaan dimana cairan akan mendidih ketika tekanan uap cairannya sama dengan tekanan diatas permukaan cairan tersebut. Karena tekanan uap cairan berubah menurut perubahan temperaturnya, maka cairan mempunyai banyak titik didih yang berbeda, yaitu tergantung pada tekanan diatas permukaannya. Didalam praktek sehari-hari boiling point sering diartikan sama dengan bubble point. Jika titik didih dicapai pada tekanan atmosfir (760 mm Hg) maka disebut sebagai titk didih normal (normal boiling point).

DENSITY

Density adalah suatu besaran yang menunjukkan banyaknya masa per satuan volume. Density gas biasanya dinyatakan dalam satuan pound per cubic foot (lb/cuft), gram per liter (g/liter), kilogram per cubicmeter (kg/m3). Volume yang dipakai biasanya dinyatakan pada pengukuran dalam keadaan standard, yaitu diukur pada temperatur 60 oF dan tekanan 14,7 psia. Sebagai contoh udara mempunyai normal density 0,0763 lb/cuft, artinya di dalam 1 standard cubic foot gas mempunyai masa sebesar 0,0763 pounds. Densitas gas sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan, semakin tinggi suhunya akan semakin rendah densitasnya, sebaliknya semakin tinggi tekanannya akan semakin tinggi densitasnya

FLOW

Flow rate adalah banyaknya/jumlah fluida yang mengalir persatuan waktu. Sedangkan Volume adalah banyaknya ruang di dalam suatu benda.

Satuannya : cm3, ltr, m3, gallon.

Volume kubus = sisi3

Volume tabung = phi x r3 x t

Volume bola = 4/3 x phi x

Laju alir volumetric satuannya : (volume/waktu) GPM, m3/jam, liter/detik, dll.

Laju alir massa satuannya : (massa/waktu) kg/detik, ton/jam dll.

Persamaan laju alir Q = v . A


Prinsip pengukuran flow adalah perbedaan tekanan antara dua sisi (U/S dan D/S)

Alat ukur flow : Orifice meter, Venturi Tube, Annubar, Rotameter dll.

Level

Level adalah ketinggian cairan dalam suatu bejana/vessel dinyatakan dalam persen atau satuan panjang. Pengukuran level memakai prinsip :

1. Bejana berhubungan.
- pada Vessel dapat dilihat dari selang indikator.
- pada level glass
2. Gaya tekan level cairan.
- Ketinggian level cairan tertentu akan memberikan suatu besaran tekanan ter tentu pula.
- Perbedaan tekanan di dasar cairan dengan tekanan di permukaan cairan akan
menggambarkan ketinggian cairan yang sebenarnya

Pressure

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu bidang per satuan luas areanya.

Satuan yang biasa digunakan antar lain :

PSIA, PSIG, Kgf/cm2, Kpa, MmHg, mmH2¬O, bar.

P = F/A
P = Tekanan
F = Gaya yang bekerja pada bidang.
A = Luas Area.
10 meter ketinggian air tekanan static dasarnya = 1 kgf/cm2
1 atm = 14.7 psi

Ada beberapa istilah tekanan antara laian :
• Tekanan vacuum adalah tekanan di bawah tekanan atmosphere (besarnya tekanan antara 0 absolute sampai 1 atm absolute).
• Tekanan absolut : Tekanan pengukuran (gage) ditambah tekanan atmosfer.
• Tekanan atmosfer : tergantung dari ketinggian dari permukaan laut, semakin tinggi semakin kecil tekanannya.
• Tekanan static : tekanan di dasar cairan karena ketinggian level cairan.
• Dll

Temperatur

Temperature/ Suhu adalah ukuran derajat/intensitas panas dari suatu benda dengan satuan derajat. Prinsip pengukuran temperatur yaitu konversi energi panas suatu benda/objek ke besaran lainnya
Ada dua sekala suhu yang biasa digunakan didalam industri migas , yaitu derajad Fahrenheit (oF) dan Celsius (oC). Juga sering dijumpai untuk merubah dari satu sekala ke sekala yang lainnya. Keduanya menggunakan titik beku dan titik didih air pada tekanan 1 atmosfir sebagai patokannya. Sering juga dalam menyatakan suhu dengan menggunakan derajad mutlak K (untuk standard SI) atau derajad Rankine (R) (untuk standard FPS) sebagai pengganti oC atau oF.

Tabel menunjukkan ekivalensi empat sekala suhu.


                         Celsius oC          Fahrenheit oF        Kelvin oK        Rankin oR
Titik didih air      100                       212                        373,15            671,7
Titik lebur es         0                          32                         273,15            491,7
Nol mutlak         -273,15                -459,7                          0                   0


Perbedaan antara titik didih air dan titik leleh es pada 1 atm adalah 100 oC atau 180 oF. Dengan demikian setiap perubahan 1,8 oF sama dengan perubahan 1 oC. Biasanya harga -273,15 oC dibulatkan menjadi -273 oC dan -459,7 dibulatkan menjadi -460 oF. Persamaan berikut dapat digunakan untuk mengubah sekala suhu dari satu sekala ke sekala yang lain.

oF = 32 + 1,8 (oC)
oC = 1/1,8 (oF - 32)
oR = oF + 460
oK = oC + 273


Contoh:
Suatu gas didalam bejana mempunyai suhu 120 oC. Nyatakan suhu tersebut ke dalam sekala oF, oR dan oK
Penyelesaian:

oF = 32 + 1,8 (oC) = 32 + 1,8 (120) = 248 oF
oR = oF + 460 = 248 + 460 = 708 oR
oK = oC + 273 = 120 + 273 = 393 K

DISTILASI FRAKSIONASI

1.      Pengertian Umum

Destilasi fraksinasi merupakan suatu teknik pemisahan untuk larutan yang mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30^oC atau lebih. Dalam destilasi fraksional atau destilasi bertingkat proses pemisahan parsial diulang berkali-kali dimana setiap kali terjadi pemisahan lebih lanjut. Hal ini berarti proses pengayaan dari uap yang lebih volatil juga terjadi berkali-kali sepanjang proses destilasi fraksional itu berlangsung.

2.      Karakteristik Bahan Olahan

Karakteristik bahan pada destilasi fraksinasi adalah cairan yang mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30^oC atau lebih . Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah

3.      Dasar Teori (Mekanisme Pemisahan)

Destilasi terfraksi ini berbeda dengan destilasi biasa, karena terdapat suatu kolom fraksionasi dimana terjadi suatu proses refluks. Proses refluks pada destilasi ini dilakukan agar pemisahan campuran dapat terjadi dengan baik. Kolom fraksionasi berfungsi agar kontak antara cairan dengan uap terjadi lebih lama. Sehingga komponen yang lebih ringan dengan titik didih yang lebih rendah akan terus menguap dam masuk kondensor. Sedangkan komponen yang lebih besar akan kembali kedalam labu destilasi.

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

4. Peralatan Destilasi Fraksinasi (skala industri)

Kolom fraksionasi: digunakan untuk memberikan luas permukaan yang besar agar uap yang berjalan naik dan cairan yang turun dapat bersentuhan.dalam praktek, kolom tutup gelembung kurang efektif untuk pekerjaan di laboratorium. Hasilnya relatif terlalu sedikit bila dibandingkan dengan besar bahan yang tergantung di dalam kolom. Dengan kata lain kolom tutup gelembung memiliki keluaran yang kecil dengan sejumlah besar bahan yang masih tertahan di dalam kolom.

Keefektifan kolom ini sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti cara pengaturan materi di dalam kolom, pengaturan temperatur, panjang kolom dan kecepatan penghilangan hasil destilasi. Satuan dasar efisiensi adalah tinggi setara dengan sebuah lempeng teoritis (HETP atau H). Besarnya H sama dengan panjang kolom dibagi dengan jumlah plat teoritis. Banyaknya plat teoritis H bergantung pada sifat campuran yang dipisahkan.

5.      Proses Destilasi Fraksinasi

Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).

Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas). Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20.

Destilasi Fraksinasi

1.      Pengertian Umum

Destilasi fraksinasi merupakan suatu teknik pemisahan untuk larutan yang mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30^oC atau lebih. Dalam destilasi fraksional atau destilasi bertingkat proses pemisahan parsial diulang berkali-kali dimana setiap kali terjadi pemisahan lebih lanjut. Hal ini berarti proses pengayaan dari uap yang lebih volatil juga terjadi berkali-kali sepanjang proses destilasi fraksional itu berlangsung.

2.      Karakteristik Bahan Olahan

Karakteristik bahan pada destilasi fraksinasi adalah cairan yang mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30^oC atau lebih . Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah

3.      Dasar Teori (Mekanisme Pemisahan)

Destilasi terfraksi ini berbeda dengan destilasi biasa, karena terdapat suatu kolom fraksionasi dimana terjadi suatu proses refluks. Proses refluks pada destilasi ini dilakukan agar pemisahan campuran dapat terjadi dengan baik. Kolom fraksionasi berfungsi agar kontak antara cairan dengan uap terjadi lebih lama. Sehingga komponen yang lebih ringan dengan titik didih yang lebih rendah akan terus menguap dam masuk kondensor. Sedangkan komponen yang lebih besar akan kembali kedalam labu destilasi.

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

4. Peralatan Destilasi Fraksinasi (skala industri)

Kolom fraksionasi: digunakan untuk memberikan luas permukaan yang besar agar uap yang berjalan naik dan cairan yang turun dapat bersentuhan.dalam praktek, kolom tutup gelembung kurang efektif untuk pekerjaan di laboratorium. Hasilnya relatif terlalu sedikit bila dibandingkan dengan besar bahan yang tergantung di dalam kolom. Dengan kata lain kolom tutup gelembung memiliki keluaran yang kecil dengan sejumlah besar bahan yang masih tertahan di dalam kolom.

Keefektifan kolom ini sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti cara pengaturan materi di dalam kolom, pengaturan temperatur, panjang kolom dan kecepatan penghilangan hasil destilasi. Satuan dasar efisiensi adalah tinggi setara dengan sebuah lempeng teoritis (HETP atau H). Besarnya H sama dengan panjang kolom dibagi dengan jumlah plat teoritis. Banyaknya plat teoritis H bergantung pada sifat campuran yang dipisahkan.

5.      Proses Destilasi Fraksinasi

Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).

Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas). Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20.

- See more at: http://sitifauziahmardika.blogspot.com/2012/04/destilasi-fraksinasi.html#sthash.JCRqfTd9.dpuf