BAB III

KLASIFIKASI MINYAK BUMI

Setiap lapangan minyak menghasilkan minyak mentah yang berbeda dengan

minyak mentah yang dihasilkan oleh lapangan lainnya, sehingga perlu adanya suatu cara

untuk golongan-golongan minyak mentah sehingga dapat diperoleh suatu gambaran

mengenai produk yang dihasilkan.

Ada beberapa cara kasifikasi minyak mentah, yaitu :

1. KLASIFIKASI BERDASARKAN GRAFITAS API ATAU BERAT JENIS.

Klasifikasi yang paling sederhana adalah klasifikasi yang berdasarkan gravitas API

atau berat jenis, karena jika gravitasi minyak mentah tinggi atau berat jenis minyak

mentah rendah, maka ada kecenderungan minyak mentah tersebut mengandung fraksi

fingan dalam jumlah yang besar. Jadi minyak mentah dengan gravitasi 35oAPI lebih

berharga dari pada minyak mentah yang mengandung gravitasi 30 oAPI, karena minyak

mentah yang pertama mengandung fraksi ringan ( bensin, kerosin) lebih banyak dan

faksi berat (residu) lebih sedikit dibandingkan dengan minyak mentah yang kedua.

Tabel 3.1 Klasifikasi minyak bumi berdasarkan gravitasi API atau berat jenis.

Jenis minyak Gravitas API Berat jenis

Mentah Dari Sampai Dari Sampai

Ringan >39,0 <0,830

Ringan sedang 39,0 35,0 0,830 0,850

Berat sedang 35,0 35,0 0,850 0,865

Berat 35,0 24,8 0,865 0,905

Sangat berat <24,8 >0,905

2. KLASIFIKASI BERDASARKAN KANDUNGAN MALAM DAN ASPAL

Berdasarkan kandungan malam parafin dan aspal minyak metah dapat dibagi ke

dalam tiga golongan dasar minyak metah yaitu :

a. Minyak mentah dasar parafin (Minyak mentah dasar naften)

b. Minyak mentah dasar aspal

c. Minyak mentah dasar campuran/tengahan 90%

Sebagian besar minyak metah, kira-kira 90% minyak mentah dasar campuran

sedangkan 10% lainnya termasuk golongan dasar parafin dan aspal. Minyak mentah juga

10%

diberi nama lapangan misalnya: Minyak mentah minas, minyak mentah Duri, inyak

mentah Rantau, minyak metah Lirik, minyak mentah Sumatera Selatan, minyak mentah

Tanjung dan lain sebagainya.

3. KLASIFIKASI BERDASARKAN KOMPOSISI KIMIA

Berdasarkan pada komposisi kimia fraksi minyak bumi yang mempunyai daerah

didih antara 250-300oC.

Tabel 3.2 klasifikasi minyak mentah menurut sachanen.

Klasifikasi fraksi 250-300

Golongan %parafin % naften % aromat % malam % aspal

Paraffin 46-61 22-32 12-25 1,5-10 0-6

Parafin –naften 42-45 38-39 16-20 1-6 0-6

Naften 16-26 61-76 8-13 Sedikit 0-6

Par-naft- aromat 27-35 36-47 26-33 0,5-1 0-10

Naften-aromat 0-8 57-78 20-25 1-0,5 0-20

Molekul jarang ditemukan dalam keadaan murni tetapi dalam keadaan gabungan.

4. KLASIFIKASI MENURUT U.S BUREAU OF MINES

Sebagai dasar klasifikasinya digunakan grafitas API fraksi nomor 1 dan 2, yang

diperoleh dengan jalan distilasi dengan alat distilasi hempel standart. Fraksi kunci nomor

1 adalah fraksi minyak bumi yang mendidih pada suhu antara 482-572F atau 250-275C

tekanan 1 atm. Fraksi kunci nomor 2 mendidih pada suhu 527-572F atau 275-300 C pada

tekanan 40 mmHg. Fraksi kunci nomor 1 termasuk dalam fraksi kerosin, sedangkan

fraksi kunci nomor 2 termasuk dalam fraksi minyak pelumas.

Table 3.3 klasifikasi minyak bumi berdasarkan U.S. Bureau of Mires

Golongan dasar Grafitas API

Fraksi kunci nomor 1 Fraksi kunci nomor 2

Paraffin-parafin >40 >30

Paraffin –tengahan >40 20-30

Paraffin- naften >40 <20

Tengahan- paraffin 33-44 >30

Tengahan- tengahan 33-44 20-30

Tengahan- naften 33-44 <20

Naften- paraffin <33 >30

Naften- tengahan <33 20-30

Naften- naften <33 <20

5. KLASIFIKASI BERDASARKAN DISTRIBUSI ATOM KARBON

Klasifikasi ini diajukan oleh Van Ness dan Van Westen yang didasarkan atas

distribusi karbon parafinik, naftenik, dan aromatic dalam minyak mentah. Klasifikasi ini

dapat digunakan dengan diagram ∆ , dimana ketiga titik sudutnya masing-masing

menunjukan 100% karbon parafin Cp, 100% karbon naften CN dan 100% aromat CA.

Distribusi karbon dapat ditentukan dengan metode n-d , yaitu dengan jalan

mengukur indeks bias n, densitas d, dan berat molekul rata-rata. Indeks bias dan densitas

dapat ditentukan pada suhu 20OC. Selanjutnya dengan rumus empiris persentase karbon

parafin, karbon naften dan karbon minyak mentah selanjutnya kedudukan minyak

mentah tersebut dalam diagram ∆ dapat ditentukan.

6. KLASIFIKASI BERDASARKAN FAKTOR KARAKTERISASI

Faktor karakterisasi Watson K sebagai berikut:

K = 3√Tb ∕ S

Dimana Tb mula-mula adalah titik didih rata-rata molal

S : berat jenis rata-rata pada 60/60F

Faktor karakterisasi untuk berbagai golongan dasar minyak mentah adalah sebagai

berikut:

a. Minyak mentah dasar paraffin : K>12,1

b. Minyak mentah dasar tengahan: K= 11,5-12,1

c. Minyak mentah dasar naften, K= 10,5-11,45

d. Minyak mentah dasar aromat, K<10,5

7. KLASIFIKASI BERDASARKAN INDEKS KORELASI

Indeks diperoleh dengan jalan melukiskan kebalikan titik didih rata-rata

volumetrik sesuatu fraksi terhadap berat jenis pada 60/60OF didalam suatu diagram

referensi dimana di dalam diagram ini terdapat garis–garis untuk setiap jenis

hidrokarbon. Untuk senyawa hidrokarbon parafin normal garis ini diberi angka nol,

sedangkan untuk bensen diberi angka 100.

Persamaan empirik :

I.K= 437,7S – 456,8 + 48640/K

Dimana IK (indeks kolerasi), S ( gravitasi jenis pada 60/60OF ) dan K ( titik didih

rata-rata dalam K).

8. KLASIFIKASI MINYAK BUMI LAINNYA

Klasifikasi berdasarkan kandungan belerang

a. Minyak mentah dengan kandungan belerang rendah (kurang dari 0,1 %)

b. Minyak mentah dengan kandungan belerang sedang (antar 0,1 -1,0 %)

c. Minyak mentah dengan kandungan belerang tinggi (diatas 1,0 %)

Selain itu minyak mentah berdasarkan kandungan hidrogen sulfid dibagi menjadi:

a. Minyak mentah masam (sour crude)

b. Minyak mentah manis (sweetcrude)

Batas kandungan hidrogen sulfid adalah 0,05 ft3 /100 galon minyak mentah.

9. SIFAT-SIFAT UMUM MIYAK BUMI

Berikut adalah tabel sifat-sifat minyak bumi.

Tebel 3.4 sifat-sifat umum minyak bumi.

Sifat-sifat Dasar parafin Dasar naften

Grafitas API tinggi Rendah

Kandungan nafta tinggi Rendah

Angka oktan bensin Rendah Tinggi

Titik asap kerosene Tinggi Rendah

Angka cetan solar Tinggi Rendah

Titik tuang minyak pelumas Tinggi Rendah

Indeks viskositas minyak pelumas tinggi Rendah

Dari tabel terlihat bahwa tidakk ada minyak mentah yang fraksi-fraksinya mempunyai

sifat-sifat yang semuanya serba baik.

BAB IV

UJI MINYAK BUMI DAN PRODUKNYA

1. Densitas, Berat Jenis, dan Gravitas API

Densitas minyak adalah massa minyak per satuan volume pada suhu tertentu.

Berat jenis (specific gravity) atau rapat relative (relative density) adalah perbandingan

antara rapat minyak pada suhu tertentu dengan rapat air pada suhu tertentu. Grafitas api

adalah besaran yang merupakan fungsi dari berat jenis yang dinyatakan dalam:

Grafitas AP I=141,5S6060 F

−131,5

S60/60 OF adalah berat jenis pada suhu 60 OF

Densitas, berat jenis, dan grafitas API minyak bumi dan produknya ditentukan

dengan cara hydrometer, yang umumnya dikenakan pada minyak mentah dan produknya

yang berupa cairan dan mempunyai tekanan uap reid kurang dari 26 lb. hydrometer

mempunyai skala densitas, berat jenis atau grafitas API. Untuk menentukan densitas atau

berat jenis hidrokarbon ringan dapat digunakan hydrometer termo tekanan. Sedangkan

untuk bahan cair yang kental dengan piknometer Bingham atau piknometer bikapiler

Lipkin.

2. Tekanan Uap Reid

Uji tekanan uap reid digunakan untuk bensin, minyak mentah yang volatile.

Tekanan uap reid adalah tekanan mutlak pada suhu 37,8 C (100F) dalam psia atau Kpa.

Alat utama untuk menentukan tekanan uap reid terdiri dari ruangan bensin,

ruangan udara, manometer, thermometer, dan penangas air yang dilengkapi dengan

termosat. Ruangan bensin, ruangan udara dan manometer dapat dihubungkan satu

dengan yang lainnya. Uji dilakukan dengan mengisi ruangan bensin sampai penuh.

Ruangan bensin kemudian dihubungkan dengan ruangan udara dan manometer dan

selanjutnya rangkaian alat ini direndam dalam penangas air yang mempunyai suhu tetap

yaitu 37,8 + 0,1C. Secara periodik rangkaian alat ini dikeluarkan dari penangas air dan

digojok sampai akhirnya manometer menunjukan harga tekanan keseimbangan yang

tetap yang merupakan tekanan uap Reid. Dalam praktek uji tekanan upa Reid,

mempunyai arti penting sehubungan dengan

1. Keamanan dalam pengangkutan bahan bakar minyak

2. Sumbatan uap dalam system pengumpanan bensin

3. Karakteristik mesin motor untuk dihidupkan dalam keadaan dingin

4. Tipe tangki penyimpanan minyak yang digunakan

3. Distilasi Produk Minyak Bumi

Distilasi produk minyak bumi ini dikenakan untuk pruduk minyak bumi

yaitu: bensin alam, bensin motor, bensin pesawat terbang, bahan bakar turbin dan

pesawat terbang, nafta, kerosin, minyak gas dan minyak bakar distilat dan produk

minyak bumi yang serupa. Distilasi serupa dikenal dengan nama distilasi Engler.

Selama distilasi dilakukan pengamatan dan catatan suhu thermometer dan

volume distilat yang tertampung. Yang perlu dilaporkan dalam uji distilasi ini yaitu:

Yang perlu dilaporkan dalam uji distilasi adalah :

Titik didih awal, yaitu suhu dimana distilat pertama-tama menetas dari

ujung kondensor.

Suhu pada berbagai presentase distilasi

Titik didih akhir, yaitu suhu tertinggi yang dicapai selama uji, yang

biasanya terjadi setelah penguapan semua cairan dari dasar labu.

Persen perolehan, yaitu persentase volume kondensat yang tertampung

dalam gelas ukur penerima.

Persen residu, yaitu persentase volume residu yang tertinggal dalam labu.

Persen perolehan total, yaitu jumlah persenperolehan dan persen residu

Persen kehilangan, yaitu 100 dikurangi dengan persen perolehan total.

Persen teruapkan, yaitu jumlah persen perolehan dengan persen

kehilangan.

Dari data destilasi selanjutnya dapat dibuat kurva distilasi ASTM yang

menunjukkan hubungan suhu dengan persen penguapan pada kondisi uji. Bensin yang

mempunyai tekanan uap reid sama, belum tentu mempunyai kurve destilasi yang

sama, sehingga sifat volatilitasnya juga berbeda.

4. Titik Nyala dan Titik Bakar

Titik nyala (flash point) adalah suhu terrendah dimana uap minyak bumi dan

produknya dalam campurannya dengan udara akan menyala kalau dikenai nyala uji

(test flame) pada kondisi tertentu. Titik bakar (fire point) adalah suhu terendah dimana

uap minyak bumi dan produknya akan menyala dan terbakar secara terus menerus

kalau dikenai nyala uji (test flame) pada kondisi terrtentu.

Ada tiga macam alat uji yang dapat digunakan:

a. Alat uji cawan terbuka Cleveland digunakan untuk semua produk minyak

bumi, kecuali minyak bakar yang mempunyai titik nyala dibawah 79 oC

b. Alat uji cawan tertutup Pensky-Martens digunakan untuk minyak bakar,

minyak pelumas, dan suspense padatan

c. Alat uji cawan tertutup Abel digunakan untuk produk minyak bumi yang

mempunyai titik nyala antara -18 oC – 71 oC

Semua uji nyala dimaksudkan untuk keamanan, untuk mengetahui sampai suhu

berapa orang masih dapat bekerja dengan aman dengan sesuatu produk minyak bumi

tanpa timbul bahaya kebakaran. Tetapi kemudian ternyata uji ini dapat juga digunakan

untuk menunjukkan volatilitas relative produk minyak bumi.

5. Warna

Pemerikssaan warna (color) minyak bumi dapat dilakukan

denganmenggunakan beberapa macam kolorimeter, antara lain dengan:

a. Tintometer lovibond, untuk semua produk minyak bumi, kecuali minyak hitam dan

bitumen.

b. Khromometer Saybolt, untuk minyak yang telah diolah seperti bensin motor dan

bensin pesawat terbang yang tidak diberi zat warna

c. Kolorometer ASTM, untuk minyak pelumas, minyak pemanas, bahan bakar diesel

dan malam paraffin.

Warna dapat digunakan sebagai petunjuk tentang kesempurnaan dalam proses

pengolahan. Warna prosuk yang mengalami diskolorisasi dapat disebabkan karena

dekomposisi termal yang disebabkan karena suhu pemanasan yang terlampau tinggi

atau karena terikutnya bahan yang berwarna gelap kedalam suatu produk.

6. Viskositas Kinematis

Viskositas kinematis minyak bumi dan produknya dapat ditentukan dengan

viskosimeter. Viskosimeter yang banyak digunakan adalah viskosimeter pipet yang

bekerja berdasarkan hokum poiseuille yang berlaku untuk cairan yang mengalir secar

alminer dalam sebuah pipa yaitu:

V = ∏r4∆P

8ɳl

Dimana r adalah jari-jari tabung kapiler, ∆P adalah beda tekanan antara ujung-

ujung pipa kapiler, ɳ adalah koefisien viskositas, t adalah waktu, l adalah panjang pipa

kapiler, v adalah volume cairan yang mengalir.

7. Titik Asap

Titik asap (smoke point) adalah tinggi nyala maksimum dalam millimeter

dimana kerosin tanpa timbul asap apabila ditentukan dalam alat uji baku pada kondisi

tertentu. Kepentingan smoke point dalam praktek adalah untuk menentukan kualitas

kerosin yang penggunaan utamanya ialah sebagai bahan bakar lampu penerangan.

Kerosin yang baik harus mempunyai titik asap yang tinggi, sehingga nyala api bahan

bakar kerosin ini dapat dibesarkan dengan kecenderungan untuk memberikan asap yang

kecil.

8. Korosi Lempeng Tembaga

Uji korosi lempeng tembaga dimaksudkan untuk mengetahui sifat korosi

bensin pesawat terbang, bahan bakar turbin penerbangan, bensin mobil, bensin alam dan

senyawa hidrokarbon yang mempunyai RVP kurang dari 18 psi (124 kPa), bahan bakar

traktor pertanian, pelarut, kerosin, bahan bakar distilat, minyak pelumas dan produk

minyak bumi lainnya terhadap lempeng tembaga.

Uji ini dilakukan dengan merendam lempeng tembaga yang telah dipolis

didalam contih yang akan diuji, dan selanjutnya dipanaskan pada suhu tertentu dan lama

waktu tertentu tergantung pada jenis contoh. Pada akhir pemanasan, lempeng tembaga

diambil, dicuci dan kemudian dibandingkan dengan baku korosi lempeng tembaga

ASTM. Hasil uji korosi lempeng tembaga dinyatakan dengan nilai : 1 a,b ; 2 a,b,c,d,e ; 3

a,b ; dan 4 a,b,c.

9. Sisa Karbon

Ada dua macam cara uji sisa karbon, yaitu uji sisa karbon Conradson dan uji

sisa karbon Ramsbottom. Kedua cara uji ini dimaksudkan untuk mengetahui

kecenderungan pembentukan kokas produk minyak bumi yang sukar menguap.

Sisa karbon Conradson adalah sisa karbon yang tertingga setelah produk minyak

bumi dikenakan pirolisis yaitu pemanasan tanpa berkontak dengan udara.

Sisa karbon romsbottom adalah sisa karbon yang tertinggal setelah contoh bahan

minyak yang sukar menguap yang ditempatkan dalam bola gelas khusus yang

mempunyai lubang pipa kapiler dipanaskan dalam dapur koking logam (metal

coking furnace) pada suhu sekitar 550 oC.

Kedua sisa karbon diatas digunakan sebagai petunjuk mengenai

kecenderungan produk minyak bumi untuk memberikan deposit kokas. Adanya akil

nitrat dalam bahan bakar diesel akan memberikan sisa karbon Conradson dan

Romsbottom yang lebih tinggi daripada bahan bakar diesel tersebut tidak ditambahkan

aditif.

10. Titik Kabut

Titik kabut (cloud point) adalah suhu tertinggi dimana Kristal malam paraffin

akan terlihat sebagai kabut oada dasar tabung uji apabila minyak didinginkan pada

kondisi tertentu. Uji ini hanya dapat dikenakan kepada produk minyak bumi yang tembus

pandang pada ketebalan 38mm dan dengan titik kabut kurang dari 49 oC (120 oF). Titik

kabut dapat digunakan sebagai petunjuk mengenai kandungan relative malam paraffin

dalam produk minyak bumi.

11. Titik Tuang

Titik tuang (pour point) adalah suhu terendah dimana minyak bumi dan

produknya masih dapat dituang atau mengalir apabila didinginkan pada kondisi tertentu.

Uji titik tuang dapat dikenakan kepada setiap produk minyak bumi. Titik tuang

ditentukan dengan jalan mendinginkan contoh dan setiap penurunan suhu yang

merupakan kelipatan 3 oC ( 5 oF) dilakukan uji sifat alir contoh. Suhu tertinggi dimana

contoh tidak dapat mengalir, dicatat sebagai titik padat (solid point). Selanjutnya, titik

tuang diperoleh dengan menambah 3 oC ( 5 oF) kepada titik padat.

12. Angka Oktan

Kecenderungan bensin untuk memberikan ketukan dalam mesin dinyatakan

dalam angka oktan (octane number). Untuk menentukan angka oktan bensin, digunakan

baan bakar pembanding (reference fuel) n-heptane, iso-oktan dan TEL. Angka kinerja

suatu bahan bakar adalah perbandingan antara daya yang ditimbulkan oleh bahan bakar

tersebut dengan daya yang dtimbulkan oleh bahan bakar pembanding dalam sebuah

mesin. 3 macam metode uji angka oktan bahan bakar bensin, yaitu:

a. Metode riset yang berlaku untuk bensin motor

b. Metode motor yang berlaku untuk bensin motor dan bensin penerbangan

c. Metode supercharge yang berlaku untuk bensin penerbangan.

13. Belerang dalam Produk Minyak Bumi

Ada beberapa macam cara untuk menentukan kandungan belerang dalam

produk minyak bumi, yaitu metode bom umum ( general bomb metode ) ASTM D 129-

64, metode lampu (lamp method) ASTM D 1266-87, metode suhu tinggi (high

temperature method) ASTM 1552-88 dan spektrometri sinar X (X-ray spectrometry)

ASTM D 2622-87. Dalam metode lampu, contoh produk minyak bumi ringan seperti

bensin, nafta atau kerosin dibakar dalam system tertutup dengan menggunakan lampu

dalam atmosfer buatan yang terdiri dari 70% karbon dioksid dan 30% oksigen untuk

mencegah terbentuknya nitrogen oksid. Oksid belerang yang terbentuk selanjutnya

diserap dan dioksidasi dengan larutan hitrogen peroksid.

Untuk produk minyak bumi yang lebih berat yang tidak dapat dibakar dalam

lampu yang bersumbu, dapat dipakai metode bom umum atau metode suhu tinggi. Di

dalam metode bom umum, contoh yang sukar menguap seperti minyak pelumas dan

gemuk, dioksidasi didalam bom yang berisi oksigen dibawah tekanan. Belerang dalam

contoh akan ditentukan gravimetric sebagai barium sulfat. Di dalam metode suhu tinggi

yang berlaku untuk contoh yang mempunyai titik didih diatas 177 oC ( 350 oF). contoh

dibakar dalam arus oksigen pada suhu yang cukup tinggi sehingga sekitar 97% dari

belerang dalam contoh akan berubah menjadi belerang oksid. Produk hasil pembakaran

selanjutnya dilewatkan suatu penyerap yang berisi larutan kaliun yodid asam dan

indicator amilum. Warna biru lemah akan terjadi dalam larutan penyerap dengan

penambahan larutan kalium yodad baku. Pada saat pembakaran berlangsung, warna biru

akan menghilang dan diperlukan lebih banyak larutan yodad. Dengan mengetahui

bnyaknya larutan yodad baku yang diperlukan, dapatlah ditentukan kandungan belerang

dalam contoh. Disamping menggunakan larutan yodad, kandungan belerang dapat juga

ditentukan dengan detector infra merah.

14. Uji Produk Minyak Bumi Lainnya

Karena jenis uji yang dikenakan kepada produk-produk minyak bumi sangat

banyak, sehingga tidak mungkin dijelaskan semua jenis uji tersebut. Ada beberapa yang

akan disinggung dalam pembahasan selanjutnya, antara lain: uji angka Kauri butanol, uji

angka cetan dan indeks diesel, uji penetrasi dan uji titik pelunakan bola dan cincin.