Praktikum
ini bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja dari sebuah destilasi fraksinasi
menggunakan destilasi bubble tray
yang digunakan untuk memisahkan komponen minyak bumi serta didapatkan hubungan
antara struktur komponen minyak bumi terhadap sifat-sifatnya. Proses yang
terjadi pada praktikum ini dapat juga sebagai gambaran bagaimana fenomena
pemisahan minyak bumi yang terjadi pada industri minyak dan gas bumi.
Pada dasarnya
prinsip proses destilasi fraksinasi sama dengan proses destilasi sederhana.
Pemisahan terjadi berdasarkan perbedaan titik didih antar komponen. Selain
diperlukan perbedaan yang signifikan dari titik didih, derajat volatilitas antar
komponen yang relatif tinggi juga diperlukan untuk menunjang proses pemisahan
melalui destilasi. Berbeda dengan destilasi sederhana yang langsung menggunakan
kondensor untuk memisahkan komponen
volatile dari komponen yang lebih non-volatile,
pada destilasi fraksinasi digunakan tray-tray
yang disusun vertikal sebagai pengganti kondensor pada destilasi sederhana.
Kondensor tetap digunakan namun khusus untuk komponen yang sangat volatile.
Pada
praktikum ini digunakan alat destilasi fraksinasi batch pada kondisi vakum dengan menggunakan tray jenis bubble tray. Minyak
mentah yang merupakan campuran dari komponen-komponen seperti solar, minyak
tanah, dan bensin dimasukkan kedalam labu dasar bulat yang dilengkapi oleh
pemanas disekitarnya. Pada saat minyak mentah dipanaskan tray yang disusun vertikal juga mulai meningkat suhunya. Secara
teoritis tray yang lebih dekat dengan
sumber panas yaitu pemanas minyak mentah diikuti dengan tray yang memiliki temperature yang lebih rendah yaitu tray diatasnya. Komponen-komponen yang
telah menguap akan terkondensasi pada tray
yang temperaturnya cocok dengan titik embun dari komponen tersebut,
sehingga komponen dari minyak mentah dapat terpisah menurut tingkatan tray tersebut. Maka secara teoritis,
komponen dengan rantai C lebih panjang yaitu solar yang memiliki titik didih
dan titik embun yang tinggi akan terkondensasi yaitu pada tray yang memiliki temperatur yang relative lebih tinggi yaitu pada
tray yang paling dekat dengan pemanas
(tray 1), dan komponen dengan rantai C sedang yaitu minyak tanah akan
menghasilkan kondensat pada tray 2, hingga hasil atas yang paling jauh dengan
sumber panas akan menghasilkan kondensat dari komponen minyak bumi yang
memiliki rantai C yang pendek dan mudah menguap yaitu bensin.
Pada
praktiknya yang dilakukan dalam percobaan ini, temperature pada tray tidak berada pada kondisi yang
seharusnya. Secara teori semakin panjang rantai C maka temperaturnya akan
semakin naik atau tinggi. Namun pada praktikum ini temperature pada tray 1 yaitu keluaran destilat solar dan
tray 2 yaitu keluaran destilat minyak
tanah tidak sesuai dengan teori. Berdasarkan tabel 3.3 dapai dilihat
temperature pada tray ke-2 sebesar
173,5714oC justru lebih
tinggi dibanding dengan tray di
bawahnya yaitu tray pertama yang
memiliki temperature 169,1428oC, sedangkan temperatur untuk top product sudah sesuai dengan teori
yaitu memiliki temperature yang paling rendah yaitu sebesar 57,1428oC.
Penyebab yang paling memungkinkan terjadinya perubahan temperatur ini adalah
terdapat kebocoran pada tray ke-2.
Dugaan terjadi kebocoran pada tray
ke-2 diperkuat dengan adanya asap putih yang keluar pada lubang kabel
termokopel pada saat operasi destilasi dilakukan setelah beberapa menit, karet seal yang seharusnya terpasang pada
lubang kabel termokopel tidak terpasang sehingga menyebabkan kebocoran pada tray ke-2. Seperti yang diketahui,
operasi destilasi ini dilakukan dengan tekanan vakum. Adanya kebocoran pada tray ke-2 menyebabkan udara masuk
kedalam tray sehingga tekanan dalam tray tersebut lebih tinggi dari yang
seharusnya dan mendekati tekanan atmosferik. Tekanan yang lebih tinggi
menyebabkan titik didih yang seharusnya terjadi pada tray ke-2 menjadi lebih tinggi dan secara langsung mempengaruhi
temperatur keseluruhan dari tray ke-2
pada alat destilasi fraksinasi. Tekanan yang tidak sama antar tray yang dikarenakan telah terjadi
kebocoran, menyebabkan temperatur tray
ke-2 menjadi lebih besar daripada tray
pertama.
Data
pengamatan pada specific gravity
komponen hasil pemisahan destilasi fraksinasi juga mengalami perbedaan dari
data yang seharusnya didapatkan. Spesifik gravity komponen pada tray ke-2 lebih tinggi dibanding tray pertama. Secara teori spesifik
gravity pada tray pertama lebih
tinggi dibanding pada tray ke-2.
Perbedaan ini masih berkaitan dengan masalah kebocoran tray. Kebocoran menyebabkan temperatur tray ke-2 lebih tinggi dibanding tray pertama, akibatnya fraksi-fraksi berat yang memiliki titik
didih tinggi akan lebih banyak terkondensasi di tray ke-2 karena tray tersebut memiliki temperatur yang lebih
tinggi. Karena semakin banyaknya fraksi berat yang terkondensasi pada tray ke-2 menyebabkan specific gravity fluida pada tray ke-2 lebih tinggi dibanding tray pertama.
Data
specific gravity dari hasil koreksi selanjutnya
dibandingkan dengan data standar untuk setiap produk yang diduga terbentuk pada
masing-masing tray. Berdasarkan
keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor : 933.K/10/DJM.S/2013
tentang standar dan mutu (spesifikasi) Bahan Bakar Minyak (BBM) jenis bensin 88
yang dipasarkan di dalam negeri telah diketahui dari pengolahan data bahwa
nilai Sg standar untuk bensin yaitu min. 0,7156 dan max. 0,7707. Dapat
disimpulkan bahwa hasil top pada alat destilasi merupakan komponen bensin
karena Sg yang diperoleh dari praktikum yang telah dikoreksi yaitu 0,7416 sudah
sesuai dengan standar. Berdasarkan keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas
Bumi Nomor : 002/P/D.M./MIGAS/1979 tentang standar dan mutu (spesifikasi) Bahan
Bakar Minyak (BBM) telah diketahui bahwa nilai Sg standar untuk minyak tanah
yaitu max. 0,835 dan Sg standar untuk solar min. 0,820 dan max. 0,870. Sedangkan
Sg yang diperoleh dari praktikum yang telah dikoreksi untuk produk solar
sebesar 0,79188 dan untuk produk minyak tanah sebesar 0,81638. Sehingga dapat
diperoleh kesimpulan bahwa Sg untuk minyak tanah yang diperoleh dari praktikum
yang telah dikoreksi sesuai dengan Sg standar. Namun terjadi perbedaan dan
ketidaksesuaian untuk nilai Sg solar dengan standar yang ditetapkan. Hal ini
disebabkan karena terjadinya kebocoran pada alat destilasi terutama di tray 2
yang menyebabkan kondisi operasi menjadi tidak optimal sehingga pemisahan
menjadi kurang efektif akibatnya nilai Sg untuk solar lebih kecil dibanding
nilai Sg minyak tanah dan menyebabkan nilai Sg untuk Solar tidak sesuai dengan
Nilai Sg standar solar. Bagus atau tidaknya pemisahan yang dilakukan oleh
menara destilasi fraksinasi berhubungan dari efektifitas tray-tray menara dalam memisahkan komponen-komponen. Efektifitas
ini akan tercapai apabila kondisi operasi terjadi pada kondisi yang optimal.
Pemisahan yang tidak sempurna ini dapat disebabkan karena beberapa hal, antara
lain desain alat yang kurang bagus dan cocok, alat yang dipakai pada praktikum
ini hanya didesain untuk memisahkan fraksi yang berat, sedang, dan ringan tidak
seperti alat destilasi fraksinasi pada industri yang memang didesain untuk
memisahkan bensin, kerosin, dan solar.
