CRUDE OIL (MINYAK BUMI) PRODUK MIGAS CRUDE OIL (MINYAK BUMI)

KARAKTERISTIK MINYAK BUMI Yang dimaksud dengan karakteristik minyak bumi adalah batasan maksimum atau minimum suatu parameter minyak bumi yang dikehendaki sebagai umpan proses pengolahan Parameter itu meliputi sifat fisika dan kimia

Karakteristik Minyak Bumi (Lanjutan) Merupakan campuran komplek dari senyawa hidrokarbon Senyawa hidrokarbon yang ada antara lain : sulfur, nitrogen, oksigen, halogenida, dan logam sebagai senyawaan minor Untuk single molekul utamanya terdiri dari : Parafin, Naften, dan Aromatik Juli 2009

Karakteristik Minyak Bumi (Lanjutan) Besarnya kandungan masing masing unsur tersebut akan berpengaruh terhadap sifat fisika dan kimia minyak bumi dan akan dinyatakan sebagai karakteristik minyak bumi Besarnya kandungan masing masing unsur tersebut juga akan memepengaruhi sifat-sifat produk yang dihasilkan minyak bumi Juli 2009

Karakteristik Minyak Bumi (Lanjutan) Karakteristik minyak bumi mencakup sifat sebagai berikut : Sifat-sifat fisika Sifat Kimia Sifat optikal Sifat thermal Sifat kelistrikan dll Juli 2009

Sifat Fisika Minyak Bumi Diperlukan user untuk mendapatkan informasi dalam : Menangani pengangkutan Penyimpanan Penimbunan Pengolahan Pemasaran Juli 2009

Sifat Fisika Minyak Bumi yang Signifikan dalam Pengolahan Minyak Bumi Spesific Gravity Viskositas Tekanan Uap Titik Nyala Titik Tuang Tegangan Permukaan Tegangan interfacial Total Salt Content Light Component Juli 2009

Sifat Fisika Minyak Bumi yang Signifikan dalam Pengolahan Minyak Bumi Faktor Karakteristik Wax Content Asphaltent Content Carbon Residu Water and Sedimen Gross Thermal Value Aromatic Content Metal Content Ash Content Total Acid Number Juli 2009

Density/oAPI/Spesific Gravity ASTM D 1298 Density : Massa zat cair per satuan volume pada 15 oC dan 101,325 kPa dengan satuan standar pengukuran dalam kilogram per meter kubik Spesific Gravity : perbandingan massa sejumlah volume zat pada temperatur tertentu terhadap massa air murni dengan volume yang sama pada temperatur yang sama atau temperatur yang berbeda. Kedua temperatur acuan harus dinyatakan secara eksplisit. Umumnya temperatur acuan meliputi 60/60 oF, 20/20 oC, 20/4 oC Juli 2009

Density/oAPI/Spesific Gravity (Lanjutan) 141 SG 60/60 oF oAPI = - 131,5 Density rendah menunjukkan kandungan parafin besar, sebaliknya density tinggi menunjukkan kandungan aromat tinggi Hubungan antara antara API Gravity vs Carbon Residu : semakin tinggi API Gravity, maka semakin rendah harga Carbon Residu dan sebaliknya. Juli 2009

Density/oAPI/Spesific Gravity (Lanjutan) Hubungan antara antara API Gravity vs Viskositas : semakin tinggi API Gravity, maka semakin kecil viskositas dan sebaliknya. Hubungan antara antara API Gravity vs Kandungan Aspalten : semakin tinggi API Gravity, maka semakin kecil Kandungan Aspalten dan sebaliknya. Hubungan antara antara Density vs Kandungan Sulfur : semakin tinggi Density, maka semakin tinggi Kandungan Sulfur. Juli 2009

Viskositas Kinematik : Tahanan cairan untuk mengalir karena gaya berat Viskositas (ASTM D 445) Viskositas Dinamik : perbandingan antara tegangan geser yang diberikan dan kecepatan geser suatu cairan. Terkadang viskositas dinamik disebut dengan koefisien dinamik atau lebih sedehana disebut dengan viskositas. Viskositas Kinematik : Tahanan cairan untuk mengalir karena gaya berat Juli 2009

Viskositas (ASTM D 445) Hubungan viskositas kinematik dan dinamik : Viskositas kinematik = viskositas dinamik/Density Viskositas minyak bumi dan produknya menunjukkan sifat alir dan sifat volatility minyak bumi tersebut. Minyak bumi dan produknya dengan viskositas tinggi berarti minyak tersebut mengandung fraksi hidrokarbon berat (berat molekul besar) dan sebaliknya Juli 2009

ukuran gaya pada sebuah batas antara 2 cairan yang saling melarut Tegangan Permukaan dan Tegangan Antarmuka (interfacial tension) ASTM D 971 Tegangan permukaan : ukuran gaya pada sebuah batas antara 2 fasa, yaitu antara fasa cairan dan fasa gas, fasa cairan dan cairan, atau cairan dan padatan. Tegangan antarmuka : ukuran gaya pada sebuah batas antara 2 cairan yang saling melarut Juli 2009

Yang mempengaruhi tegangan permukaan : temperatur dan berat molekul Tegangan Permukaan dan Tegangan Antarmuka (interfacial tension) ASTM D 971 Yang mempengaruhi tegangan permukaan : temperatur dan berat molekul Makin tinggi temperatur, maka makin turun tegangan permukaannya Makin besar berat molekulnya, maka makin besar pula tegangan permukaannya Juli 2009

Refraktive Indeks (ASTM D 1218) Adalah perbandingan antara kecepatan cahaya dalam vakum dan kecepatan cahaya dalam bahan Makin besar berat molekul, maka nilai refractive indeks makin menaik, dimulai dari parafin, naften kemudian aromat Juli 2009

Refraktive Indeks (ASTM D 1218) Refractive indeks dapat memberikan informasi tentang komposisi campuran hidrokarbon (minyak bumi dan produknya), seperti halnya density, yaitu nilai terendah adalah parafinik dan yang paling tinggi adalah aromatik. Juli 2009

Optik Aktif Optik aktif untuk minyak bumi adalah penentuan jenis minyak bumi dengan alat polarisator Hanya minyak bumi parafinik dan naftenik yang dapat memutar bidang cahaya polarisasi kekiri atau kekanan Juli 2009

Optik Aktif Struktur senyawa hidrokarbon yang dapat memutar bidang cahaya polarisasi adalah senyawa dengan struktur trans, isomer, parafin dan naften Juli 2009

Water and Sediment Air dan endapan dari crude oil, seperti garam-garaman, utamanya berasal dari produksi dan transportasi Air beserta garam-garam terlarutnya umumnya dalam bentuk emulsi atau dalam bentuk suspensi. Sediment biasanya tersuspensi di crude oil dalam bentuk mineral anorganik dari produksi dan dari fluida pemboran, juga bisa berasal dari scale, karat-karat pipa, tangki- tangki yang digunakan untuk transportasi dan pneyimpanan. Juli 2009

Water and Sediment (Lanjutan) Air biasanya hadir lebih banyak di crude oil dibandingkan daripada sediment Garam-garaman, air dan endapan dapat menyebabkan kerusakan pada alat-alat proses seperti heater, kolom, exchanger, serta dapat menyebabkan korosi dan merusak produk-produ dari petroleum oil Juli 2009

Water and Sediment (Lanjutan) Air dan endapan merupakan komponen utama dari sludge crude oil yang terkumpul di storage tank Endapan bisa juga berasal dari kontaminan seperti kotoran. Kotoran ini ada saat crude oil di transportasikan baik lewat kapal, pipa atau saat di tangki. Juli 2009

Water and Sediment (Lanjutan) Keberadaan air pada bagian bottom storage tank juga dapat menyebabkan meningkatnya aktivitas dari microbiologi, dan bila sistemnya adalah anaerobic maka akan terbentuk hidrogen sulfida dan larutan asam yang sangat korosive Perhitungan water and sediment content juga diperlukan untuk penjualan, penetapan pajak, pertukaran, dan transfer. Metode yang digunakan untuk menentukan adanya water and sediment adalah ASTM D 4007, Test Method for Water and Sediment in Crude Oil by the Centrifuge Method Juli 2009

Sulfur Content Keberadaan sulfur di crude oil bervariasi, mulai dari 0,1 – 5 < % mass Sulfur bersifat korosif, terutama pada peralatan refinery Sulfur juga sebagai racun katalis, sehingga katalis yang digunakan pada proses katalitik kraking tidak bisa berfungsi sebagaimana mestinya Sulfur juga merupakan polutant (emisi pembakaran), karena akan membentuk sulfur oksida hasil pembakaran. Sulfur oksida ini bila bertemu dengan air kondensasi hasil pembakaran akan menjadi larutan asam yang korosif Juli 2009

Sulfur Content (Lanjutan) Crude oil yang mengandung sulfur tinggi umumnya memiliki nilai moleculair weight lebih besar, sehingga cenderung banyak terdapat pada fraksi berat. Merkaptan sulfur pada crude oil biasanya hadir dengan bau yang merangsang. Bentuk-bentuk lain merkaptan di crude oil : butyl merkaptan (biasa dipakai sebagai odor pada produksi gas alam) Metode standar yang digunakan untuk menentukan kandungan sulfur yaitu dengan ASTM D 1552, Test Method for Sulfur in Petroleum Products (High Temperature Method) Juli 2009

Salt Content Kandungan garam di crude oil umumnya berasal dari produksi di lapangan, yaitu bisa berasal dari reservoir minyak atau air formasi, dan tanker handling yang membawa crude hingga ke terminal. Kehadiran garam-garaman biasanya terlarut bersama- sama dengan air bebas, dan garam-garaman ini bisa dikurangi dengan peralatan desalter. Juli 2009

Salt Content (Lanjutan) Bahkan dengan dengan jumlah sangat kecilpun, garam- garaman masih bisa terakumulasi di heater, still, exchanger yang akhirnya dapat menigkatkan biaya clean up peralatan. Yang paling penting adalah bahwa selama proses flash vaporization crude oil, garam-garam tertentu akan terhidrolisa membentuk asam hidroklorik (HCl), yang mana asam HCl ini sangatlah korosif.. Biasanya untuk mengatasi hal tersebut diinjeksikan senyawa amonia ke overhead line untuk meminimisasi kerusakan akibat korosi Juli 2009

Salt Content (Lanjutan) Garam-garaman dan larutan asam yang terbentuk dapat mengkontaminasi produk overhead dan residual products lainnya Pada residual products, garam logam dapat pula menyebabkan deactivasi katalis pada peralatan RCC Metode standar yang digunakan untuk menentukan adanya garam dalam crude adalah ASTM D 3230, Test Method for Salt in Crude Oil ( Electrometric Method) Juli 2009

Tekanan Uap Tekanan uap adalah property fisik penting lainnya dari crude oil, karena berkenaan dengan shipping, storage, dan refinery handling Semakin tinggi tekanan uap crude oil, maka semakin besar pula emisi hidrokarbon yang dihasilkan, serta volatil compound berbahaya lainnya seperti H2S Metode yang digunakan untuk menentukan tekanan uap crude oil yaitu ASTM D 323, Test Method for Vapor Pressure of Petroleum Products (Reid Method) dengan vapor – liquid ratio 4 : 1 Juli 2009

Tekanan Uap (Lanjutan) Sample yang diukur tekanan uapnya dengan Reid Vapor Pressure (RVP) berbeda dari Sample yang diukur tekanan uapnya dengan True Vapor Pressure, hal ini dikarenakan adanya sedikit penguapan dari sample serta adanya uap air dan udara di sample chamber saat dilakukan test RVP Metode test terbaru yang digunakan adalah ASTM D 6377, Test Method for Determination of Vapor Pressure of Crude Oil : VPCR (Expansion Method). Dimana pada uji ini meliputi uji untuk vapor-liquid ratio mulai dari 4:1 hingga vapor-liquid ratio 0,02 : 1 Juli 2009

Total Acid Number Total Acid Number ditentukan dengan metode ASTM D 664, Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration Test ini untuk mengindikasikan adanya naphtanic acid content of crude oil serta inorganic acid Inorganic acid ini diperkirakan hadir ketika sumur dilakukan operasi work over Juli 2009

Total Acid Number Adanya asam dapat menyebabkan korosi pada peralatan refinery, serta dapat mempengaruhi produk hasil refinery Uji ini berfungsi juga untuk mengetahui dosis agent penetralisir yang dperlukan saat refinery Juli 2009

Carbon Residu Uji carbon residu sangat berati untuk mengetahui banyaknya material yang tertinggal sebagai deposit (coke) diperalatan refinery seperti furnace, hetaer, dan exchanger Residu yang terbentuk tidak semuanya menjadi karbon ketika proses evaporasi dan pirolisa berlangsung, tetapi sebagian akan membentuk coke Juli 2009

Carbon Residu Metode standar yang digunakan adalah untuk menentukan karbon residu adalah ASTM D 189, Test method for Conradson Carbon Residu of Petroleum Products dan ASTM D 524 Test method for Ramsbottom Carbon Residu of Petroleum Products Juli 2009

Total Nitrogen Content Nitrogen dapat menyebabkan kerusakan katalis pada proses katalitik kraking Nitrogen juga penyebab sulitnya umpan untuk dihidrogenasi Keefektifan dari proses hydrotreating di hydrotreater adalah dengan mengukur adanya nitrogen konten yang tersisa di produk hydrotreater Juli 2009

Total Nitrogen Content (Lanjutan) Ada 3 metode untuk menentukan total nitrogen, yaitu : ASTM D 3228, Test Method for Total Nitrogen in Lubricating Oil ASTM D 4629, Test Method for Trace Nitrogen in Liquid Petroleum Hydrocarbon ASTM D 5762, Test Method for Nitrogen in Petroleum and Petroleum Products Juli 2009

Senyawa ini sangat potensial sekali merusak peralatan refinery Halida Organik Halida organik telah terdapat di dalam crude oil dikarenakan adanya kontaminasi secara kimia ketika dilakukan Cleaning Operation sumur produksi, sistem-sistem perpipaan serta di tangki Senyawa ini sangat potensial sekali merusak peralatan refinery Asam hidroklroik hasil hydrotreating dan reforming direaktor terakumulasi saat proses kondensasi produk uap (gas) Juli 2009

Halida Organik Beberapa spesies organik dapat merusak katalis di reformer sehingga bisa mempengaruhi yield gasoline. Metode standar yang digunakan untuk menentukan Total Organik Halida yaitu ASTM D 4929, Test Method for Determination of Organic Chloride Content in Crude Oil Juli 2009

Terdapat korelasi yang dekat antara ash content dan sediment content Ash (abu) adalah material padat yang tidak bisa terbakar habis ketika pembakaran berlangsung Yang termasuk Abu seperti kotoran, logam karat yang terdapat di crude oil Terdapat korelasi yang dekat antara ash content dan sediment content Metode standar yang digunakan untuk menentukan ash (abu) yaitu ASTM D 482, Test Method for Ash from Petroleum Products Juli 2009

Kesulitan yang dihadapi yaitu saat penyimpanan dan handling. Asphaltenes Asphalten adalah molekul organik yang memiliki berat molekul yang tinggi Kesulitan yang dihadapi yaitu saat penyimpanan dan handling. Metode standar yang digunakan untuk menentukan kandungan asphalten di crude oil yaitu ASTM D 6560, Test Method for Determination of Asphaltenes in Crude Petroleum and Petroleum Products Juli 2009

Klasifikasi Minyak Bumi Tujuan klasifikasi minyak bumi : Untuk mengetahui sifat-sifat minyak bumi, sehingga berguna untuk memprediksi produk-produk yang dihasilkan Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi dibedakan atas struktur hidrokarbon dan non hidrokarbon Perbedaan komposisi akan menyebabkan perbedaan sifat-sifat minyak bumi, yaitu perbadaan susunan hidrokarbon, SG, API Gravity, Volatility, dsb Juli 2009

Klasifikasi Minyak Bumi (Lanjutan) Klasifikasi berdasarkan SG 60/60 oF Klasifikasi berdasarkan sifat penguapan Klasifikasi berdasarkan kadar belerang Klasifikasi menurut US Bureau of Mines (Lane & Garton) Klasifikasi berdasarkan Faktor Karakteristik (Nelson, Wtason dan Murphy) Klasifikasi berdasarkan Indeks Korelasi (CI) (Nelson) Klasifikasi berdasarkan Viscosity Gravity Constant (VGC) (Nelson) Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan SG 60/60 oF SG minyak bumi berkisar 0,800 – 1,000 SG memiliki keterkaitan yang erat terhadap struktur molekul, hidrokarbon, kandungan sulfur, dan nitrogen Metode Standar yang digunakan adalah ASTM D 1298 Juli 2009

Tabel Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Spesific Gravity Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Sifat Penguapan (Volatility) ASTM D 2892 Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi adalah banyaknya fraksi ringan dinyatakan dalam % volume yang terkandung dalam minyak bumi itu yang diperoleh dari hasil distilasi sampai 300 oC Fraksi Ringan, % vol = Volume Fraksi x 100 % Volume Sample Juli 2009

Tabel Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Fraksi Ringan Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Kadar Belerang Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi yang dinyatakan dalam % wt Metode Standar yang digunakan ASTM D 1552 atau yang lainnya Juli 2009

Tabel Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Kadar Sulfur Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Bureau of Mines (Lanjutan) Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah SG 60/60 oF dari dua fraksi yang dihasilkan dari distilasi minyak bumi Dua fraksi yang dimaksud adalah fraksi kerosine dan fraksi pelumas yang masing-masing diukur SG nya Dua fraksi ini disebut dengan kunci fraksi, yaitu kunci fraksi I dan kunci fraksi II Kunci fraksi I : Kerosine dari 250 – 275 oC Kunci fraksi II : Pelumas dari 275 – 300 oC Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Bureau of Mines (Lanjutan) SG 60/60 oF dari fraksi 250 – 275 oC menunjukkan sifat kimia fraksi ringan SG 60/60 oF dari fraksi 275 – 300 oC menunjukkan sifat kimia fraksi Berat Sifat-sifat tersebut tergambar sebagai sifat komponen hidrokarbon, yaitu : parafin, naften, aromatik, atau bahkan kebanyakan adalah campuran diantara komponen-komponen tersebut Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Bureau of Mines (Lanjutan) Dilakukan mula-mula pada tekanan atmosfer dan kemudian pada tekanan absolut 40 mmHg. Dilakukan di laboratorium dengan menggunakan metode standar ASTM D 285 Juli 2009

Tabel Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan US Bureau of Mines Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Faktor Karakteristik Faktor karakteristik (Nelson, Watson, dan Murphy) dapat digunakan sebagai prediksi sifat hidrokarbon dalam minyak bumi dan fraksi-fraksi minyak bumi Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah akar pangkat tiga dari pengukuran titik didih rata-rata suatu minyak bumi dibagi dengan SG 60/60 oF Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Faktor Karakteristik (Lanjutan) SG 60/60 oF Dimana : T = titik didih rata-rata, oRankine Juli 2009

Tabel Klasifikasi Minyak Bumi menurut Faktor Karakteristik Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Indeks Korelasi (CI) Oleh Nelson dan Watson dari Berau of Mines, klasifikasi minyak bumi berdasarkan CI dirumuskan sebagai berikut : 48,640 T CI = 473,7 SG – 456,8 + Dimana : SG = Spesific Gravity 60/60 oF T = Titik didih rata-rata, oKelvin Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Indeks Korelasi (CI) (Lanjutan) Berdasarkan klasifikasi menurut CI, minyak bumi memiliki bilangan CI antara 0 – 100 Dimana : Nol =untuk hidrokarbon parafinik 100 = untuk hidrokarbon aromatik Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Viscosity Gravity Constant (VGC) Sebagai ukuran dalam klasifikasi minyak bumi ini adalah dengan mengukur SG 60/60 oF dan viskositas minyak bumi VGC dirumuskan sbb : VGC = 10 G – 1,0752 log (V – 38) 1 – log (V – 38) Dimana : G = Spesific Gravity 60/60 oF V = Viscosity dalam SSU 100 oF Juli 2009

Klasifikasi Berdasarkan Viscosity Gravity Constant (VGC) (Lanjutan) Berdasarkan klasifikasi menurut VGC, minyak bumi memiliki bilangan 0,8 – 1,0 Dimana : 0,8 = untuk hidrokarbon parafinik 1,0 = untuk hidrokarbon aromatik Juli 2009

MATUR SUWUN AND THANKS VERY MUCH Juli 2009