DISTILASI MINYAK MENTAH

I. Tujuan percobaan

Mengetahui fraksi-fraksi destilat dan residu minyak bumi

Menjelaskan mengenai titik didih fraksi-fraksi tersebut

II. Alat dan bahan

a. Alat yang digunakan

Heating mantel

Double necked round bottom flask

Bubble cap coloumn with 2 tray

Distillation bridge

Counterflow cooler after dimroth

Round bottom flask

Beaker

Thermometer

Water Batch

b. Bahan yang digunakan

Minyak bumi

Batu didih

Es

Silicone grease

III. Dasar Teori

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak

mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh

adalah sebagai berikut:

Sisa: 1. Minyak bisa menguap : Minyak-minyak pelumas, lilin, parafin dan vaselin.

2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi.

a. Fraksi Gas

Gas alam dapat diperoleh secara terpisah maupun bersama-sama dengan minyak

bumi. Gas alam sebagian besar terdiri dari alkana berantai karbon rendah yaitu antara lain

metana, etana, propana, butana dan iso-butana. Gas alam dapat dipergunakan sebagai:

1. Bahan bakar rumah tangga atau pabrik

Gas alam merupakan bahan bakar yang paling bersih dan praktis, tetapi gas alam

mempunyai keburukan yaitu sifatnya yang tidak berbaun (bila dibandingkan dengan gas dari

batubara) sehingga sering terjadi kecelakaan karena bocor. Oleh karena itu kadang-kadang

gas ini diberi "bau" yaitu sedikit zat yang berbau sekali. Propana yang merupakan salah satu

fraksi gas pada perusahaan biasanya digunakan sebagai :

- Mengelas paduan-paduan tembaga, alumunium dan magnesium.

- Mengelas besi tuang.

- Menyolder dan mengelas solder.

- Menyemprot Jogam.

2. Karbon hitam (Carbon Black)

Karbon hitam (Carbon black) adalah arang harus yang dibuat oleh pembakaran yang

tidak sempurna. Pegunaannya antara lain sebagai :

- Bahan dalam pembuatan cat, tinta cetak dan tinta Gina.

- Zat pengisi pada karet terutama dalam pembuatan ban-ban mobil dan sepeda.

Karbon hitam dibuat dengan membawa nyala gas bumi ke sebuah bidang datar yang

didinginkan, arang yang terbentuk kemudian dipisahkan dari bidang ini dan dibagi

berdasarkan kehalusannya. Metana yang mengandung 75% karbon akan menghasilkan 4

atau 4,5% zat penghitam dan sisanya hilang sebagai asap, zat asam arang dan sebagainya.

3. Tujuan-tujuan Sintesis

Hasil sintesis dibuat dengan oksidasi zat-zat hidrokarbon dari gas alamo

Proses pembuatan lainnya, yaitu :

- Pembuatan zat cair dari metana.

- Pembuatan bensin-bensin untuk kapal terbang yang bernilai tinggi dengan

caramenggandeng (alkylering) iso-butana dengan butena-butena.

b. Bensin

Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara, antara lain yaitu ;

1. Penyulingan langsung dari minyak bumi (bensin straight run), dimana kualitasnya

tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar. Bila mengandung banyak

aromatik-aromatik dan napthen-naphten akan menghasilkan bensin yang tidak

mengetok (anti knocking).

2. Merengkah (cracking) dari hasil-hasil minyak bumi berat, misalnya dari minyak gas

dan residu.

3. Merengkah (retor ming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.

4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Bensin biasanya digunakan sebagai :

1. Bahan bakar motor

Sebagai bahan bakar motor ada beberapa sifat yang diperhatikan untuk

menentukan baik atau tidaknya bensin tersebut.

* Keadaan terbang (titik embun)

Gangguan yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas didalam

karburator dari sebuah motor yang disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari

fraksi-fraksi yang sangat ringan dalam bensin. Hal ini terutama disebabkan oleh terlalu

banyaknya propana dan butana yang berasal dari bensin. Gelembunggelembung gas yang

terdapat dalam keadaan tertentu

dapat menutup lubang-lubang perecik yang sempit dan pengisian bensin akan terhenti.

* Kecendrungan mengetok (knocking)

Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi, pembakaran bisa menyebabkan

peletusan (peledakan) didalam sijinder, sehingga :

- Timbulnya kebisingan knock

- Kekuatan berkurang

- Menyebabkan kerusakan mesin

* Titik beku

Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu

maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dari mengakibatkan

tertutupnya lubang-lubang alai penyemprotan dalam karburator. Titik beku ini terutama

dipengaruhi oleh benzen (titik beku benzen murni ± 5ºC).

* Kadar belerang

Kerugian yang disebabkan bila kadar belerang terlalu tinggi, adalah :

- Memberikan bau yang tidak enak dari gas-gas yang dihasilkan.

- Mengakibatkan korosi dari bagian-bagian logam, seperti rusaknya silinder-silinder

yang disebabkan oleh asam yang mengembun pada didnding silinder.

- Mempunyai pengaruh yang tidak baik terhadap bilangan oktan.

C. Kerosin

Pemakaian kerasin sebagai penerangan di negara-negara maju semakin berkurang,

sekarang kerasin digunakan untuk pemenasan. Pemakaian terpenting dari kerasin antara

lain:

1. Minyak Lampu

Kerosin sebagai minyak lampu dihasilkan dengan jalan penyulingan langsung, sifatsifat

yang harus diperhatikan bila kerasin digunakan sebagai minyak lampu adalah :

* Warna

Kerosin dibagai dalam berbagai kelas warna:

- Water spirit (tidak berwarna) - Prime spirit - Standar spirit

Di India, pemakai di pedalaman tidak mau membeli kerosin putih karena mengira ini adalah

air dan mengira hanya yang berwarna kuning atau sawo matang saja yang dapat membakar

dengan baik.

* Sifat bakar

Nyala kerasin tergantung pada susunan kimia dari minyak tanah :

- Jika mengandung banyak aromatik maka apinya tidak dapat dibesarkan karena mulai

berarang.

- Alkana-alkana memiliki nyala api yang paling baik.

- Sifat bakar napthen terletak antara aromatik dan alkana.

* Viskositas

Minyak dalam lampu kerasin mengalir ke sumbu karena adanya gaya kapiler dalam

saluran-saluran sempit antara serat-serat sumbu. Aliran kerosin tergantung pada viskositas

yaitu jika minyak cair kental dan lampu mempunyai tinggi-naik yang besar maka api akan

tetap rendah dan sumbu menjadi arang (hangus) karena kekurangan minyak.

* Kadar belerang

Sama seperti kadar belerang pada bensin.

2. Bahan bakar untuk pemanasan untuk memasak

Macam-macam alat pembakar kerosin:

- Alat pembakar dengan sumbu gepeng: baunya tidak enak.

- Alat pembakar dengan sumbu bulat: mempunyai pengisian hawa yang dipusatkan.

- Alat pembakar dengan pengabutan tekan: merek dagang primus

3. Bahan bakar motor

Motor-motor yang menggunakan kerosin sebagai bahan bakar adalah :

- Alat-alat pertanian (traktor).

- Kapal perikanan.

d. Minyak Gas

Minyak gas pada awalnya banyak digunakan sebagai penerangan dalam gerbong

kereta api, tetapi sekarang sebagian telah diganti oleh listrik karena lebih mudah dipakai

dan sedikit bahaya kebakaran jika ada kecelakaan kereta api.

Minyak gas juga digunakan sebagai :

Bahan bakar untuk motor diesel.

Pesawat-pesawat pemanasan pusat otomatis dengan nama minyak bakar untuk

keperluan rumah tangga, biasanya adalah minyak gas tanpa bagian-bagian residual.

Seperti pada bensin untuk menaikkan bilangan oktan pada minyak gas maka perlu

ditambahkan :

Persenyawaan yang mengandung banyak sekali zat asam, misalnya amilnitrit dan

etilnitrit. Untuk memperoleh hasil yang nyata maka persentasenya harus besar yaitu

kira-kira 5% sehingga pemakaian senyawa ini menjadi mahal.

Persenyawaan yang penggunaannya lebih sedikit peroksida (peroxyden) dan

berbagai persenyawaan organik, dipakai 0,5% untuk menaikkan 10 atau 15 titik

bilangan oktan.

e. Minyak Bakar

Walaupun setiap minyak yang dibakar dapat dinamakan minyak bakar tetapi nama

ini biasanya hanya digunakan untuk bahan bakar residual dan untuk bahan bakar sulingan.

Bahan bakar residua! biasanya diperoleh dengan cara mengentalkan minyak bumi atau

merengkah minyak gas dan residu minyak tanah. Bahan bakar digunakan sebagai :

Motor diesel tipe besar.

Minyak yang dinyalakan dengan pembakar dalam tungku masak

Pengerjaan panas dari logam

Mencairkan hasil perindustrian

Sifat-sifat yang harus ada pada minyak bakar adalah :

* Memiliki batas viskositas tertentu

Viskositas minyak bakar terletak antara viskositas minyak gas yaitu kira-kira 4 cs =

1,30E pada 50°C dan kira-kira 550/650 cs = 75/850E pada 50°C. Minyak bakar yang lebih

encer diperlukan untuk pesawat bakar yang lebih kecil, misalnya untuk alat pemanasan

sentral otomatis dalam rumah.

* Banyaknya panas yang diberikan

Kalor pembakaran minyak bakar batasnya kira-kira 10.000 dan 10.550 cal/g.

* Kadar belerang

Lebih penting pada minyak diesel daripada minyak bakar karena pada minyak disesi

belerang dapat menyebabkan kerusakan silinder dan kerosi dari sistem buang.

* Titik beku

- Mempunyai titik beku maksimal tertentu.

- Biasanya titik beku tergantung pada perlakuan terlebih dahulu yang dikerjakan terhadap

bahan.

IV. Prosedur percobaan

1. Setiap sambungan alat diberikan silikon grease

2. Menimbang bottom flask kosong dan mencatat beratnya

3. Mengidi bottom flask dengan 250 mL crude oil

4. Menghidupakan pendingin dan pemanas

5. Menjalankan program CASSY LAB pada Personal Computer

6. Mengamatai perubahan yang terjadi tiap selang waktu 30 detik. Perubahan suhu yang

terjadi akan terekam pada program yang dijalankan

7. Setelah 50 menit,pemanas dimatikan dan suhu dicatat

8. Mengecek indeks bias dan volume masing-masing destilat

V. Data pengamatan

Tabel 1. Pengamatan terhadap destilat

Destilat Indeks Bias Volume total Destilat

(mL)

Volume Minyak

dalam destilat (mL)

B11

B12

A12

1,47066

1,46966

1,46466

38

30

28

7

5

3

Tabel 2. Pengamatan indeks bias senyawa pembanding

No. senyawa Indeks bias

1.

2.

3.

Solar

Bensin

Kerosin

1,46775

1,48246

1,44768

Tabel 3. Titik didih fraksi minyak mentah

Jenis senyawa hidrokarbon Rentang rantai hidrokarbon Trayek titik didih (0 C)

Gas

Gasolin (bensin)

Kerosine

Solar

Minyak berat

Residu

C1-C5

C6 –C11

C12-C20

C 21 – C30

C31 – C40

>C40

0-50

50-85

85-105

105-135

130-300

>300

Keterangan :

Dalam destilat kemungkinan besar masih terdapat air sehingga saat dimasukkan ke dalam corong pisah destilat terpisah menjadi dua lapisan yaitu lapisan yang tampak sperti minyak dan lapisan yang tampak bening seperti air

Sumber tabel 3:Sherchemistry /.wordpress/mimyakbumi

VI. Perhitungan

a. Penentuan fraksi volume minyak bumi dalam destilat

fraksi volume = volumeminyakvolumetotal

¿ 7mL38mL

= 0,18

b. Penentuan fraksi volume minyak dalam destilat B12

Fraksi volume ¿volumeminyak

volume destilat total

5mL30mL

=0,17

c. Penentuan fraksi volume minyak dalam destilat A12

fraksi volume = volumeminyakvolumetotal

¿ 3mL28mL

= 0,107

VII. Analisa percobaan

Destilasi minyak mentah di lakukan unutk memisahkan berbgai senyawa hidrokarbon

yang terdapat di dlam minyan mentah tersebut berdasarkan fraksi komponen

penyusunnnya. Dalam hal ini , penentuan fraksi/ jenis senyawa penyusun tersebut dilakukan

berdasarkan pengmatan terhadap titik didih dan indeks bias. Dari ketiga destilat yang

dihasilkan, pengamatan terhadap titik didih hanya dpat dilakukan pada destilat B11 yang

data temperaturenya terekam secara keseluruhan pada program CASSY LAB sementara itu,

temperature untuk destilat B12 dan A12 tidak disediakan atau tidak terekam secra

keseluruhan

Tetesan pertama destilat BM diperoleh pada suhu 66,6 0C dengan demikian dapat di

asumsikan bahwa titik didih senyawa dalam destilat B11 berada di sekitar suhu 66,6 0 C Jika

dibandingkan terhadap titik didih fraksi minyak mentah yang terdapat dalam tabel 3 , dapat

dikatakan bahwa senyawa tersebut tergolong gasoline(bensin) dengan rentang nilai karbon

C6- C11 dengan trayek titik didih 500 C- 85 0C ditinjau dari index biasnya senyawa pada

destilat B11 bernilai 1,4706 sementara bensin bernilai 1,48246. Namun ,asumsi ini bersifat

sementara untuk menentukan senyawa tersebut secara pasti harus dilakukan analisis lebih

lanjut dengan peralatan yang lebih memadai

Pengamatan terhadaap destilat B 12 dan A 12 hanya dapt dilakukan terhadap indeks

bias saja. Dalam hal ini, destilat B 12 memiliki indeks bias senilai 1,46966 mendekati solar

(1,46775), begitu juga dengan destilat A12. Jika destilat B12 dan A12 diasumsikan sebgai

solar ,maka senyawa tersebut memiliki rantai karbon C21-C30. Namun, destilat A12 akan

memiliki ranatai karbon yang lebih panjamg daripada destilat B12 karena terdestilasi paling

akhir dan memiliki titik didih yang tinggi

Dari data pengamatan tersebut dapat dilihat grafik perubahan waktu terhadap titik

didih. Garis hitam pada garafik menunjukkan crude iol sebagai umpan, sementara garis

merah merupakan destilat B11. Pada grafik tersebut , garis destilat beradadi bawah garis

umpan yang mengindikasikan bahwa nilai kalor destilat lebih tinggi daripada umpan. Jadi

kita anggap destilat tersebut berupa bensin, maka dapat dikatakan bahwa nilai kalor bensin

lebih tingii daripada crude oil. Pada perubahan waktu antara 8-20 menit, terjadi lonjakan

suhu yang cukup tinggi hal ini mengakibatkan mulai adanya pelepasan kalor tertentu

komponene/fraksi crude iol yang menguap. Namun, pada rentang waktu tersebut destialt

belum menetes. Hal ini dapat terjadi karena jumlah uap belum terakumulasi secara

maksimum dan belum terkondensasi sebagai destilat. Garis konstan setelah lonajakan suhu

dapat mengindikasikaan bahwa senyawa tersebut mulai menguap secara keseluruhan dan

akan habis pada lonjakan garis berikutnya yang mengindikasikan bahwa fraksi lain mulai

menguap.

VIII. Kesimpulan

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

Destilat merupakan senyawa hidrokarbon yang didentifikasi sebagai berikut :

B11 = bensin dengan trayek titik didih 50-85 0C

B12 = solar dengan trayek titik didih 105-135 0C

A12 = solar dengan trayek titik didih 105-135 0C

Walupun berada pada trayek titik didih yang sama namun, senyawa B12 dan A12

tersusun atas jumlah nilai karbon yang berbeda karena destilat A12 diperoleh paling

akhir dengan titik didih yang paling tinggi.

IX. Daftar Pustaka

Fadarina d.k.k.2011. Petunjuk praktikum hidrokarbon. Palembang : Politeknik Negeri

Sriwijaya