BAB III

GAS NYATA

A. Compressibility Factor

Gas alam (natural gas) adalah campuran gas hidrokarbon

dengan pengotor yang berupa nitrogen (N2), hidrogen sulfida (H2S)

dan karbon dioksida (CO2). Sebelum gas alam ini dimanfaatkan

sebagai bahan bakar harus dikeluarkan dahulu zat pengotor

tersebut.

Umumnya gas hidrokarbon terdiri dari metana (CH4), etana

(C2H6), propana (C3H8), butana (C4H10), pentana (C5H12), dan

sejumlah kecil heksana (C6H14), heptana (C7H16) serta gas

hidrokarbon berat lainnya.

Untuk gas yang digunakan sebagai bahan bakar (fuel), CH4

merupakan komponen yang terbesar yaitu 95-98%. Rumus umum

untuk gas hidrokarbon jenis parafin adalah CnH2n+2 , dimana n

adalah banyaknya ikatan atom karbon (C).

Pada hakekatnya gas alam tidak bersifat gas ideal, tetapi

bersifat gas nyata (real gas). Hal ini disebabkan oleh adanya faktor

penyimpangan gas atau faktor penyimpangan gas (compressibility

factor).

III-1

PV = z n R T

z = faktor penyimpangan gas

z=Volume gas sebenarnya

Volume gas ideal

Pengukuran sifat gas dapat dilakukan melalui test PVT

(pressure-volume-temperature), dimana test ini menyangkut

hubungan V terhadap P dan T. Pada test PVT tentunya harga

jumlah mole gas diketahui, yaitu : melalui pengukuran pada kondisi

P dan T standar (P = 14,7 psia dan T = 60 0F). Misalnya volume pada

kondisi P, T standar adalah 45.000 cm3 atau setara dengan 1,59 cuft.

n=PVRT

=(14 ,7 )(1 ,59)

(10 ,73)(60+460)=4 ,19x 10−3 lb-mole

Tabel III.1 di bawah ini merupakan contoh hasil eksperimen

yang memberikan hubungan PV untuk berbagai variasi untuk harga

T = 160 0F = 620 0 R. Dalam eksperimen ini diambil jumlah mole gas

adalah sebesar 4,19 x 10-3 lb-mole, yaitu disesuaikan terhadap 45.000

cm3 gas pada kondisi P, T standar.

Contoh :

Kondisi standar : P1 = 14,7 psia; T1 = 60oF = 520oR; V1 = 1,59 cuft

Percobaan : P2 = 300 psia; T2 = 160oF = 620oR; V2 = 8,93 x 10-2 cuft

Menentukan V2 = Videal dengan persamaan Boyle dan Charles

III-2

P1V 1

T 1=P2V 2

T 2=P2V ideal

T 2

V ideal=( P1

P2)(T2

T1)V 1=(14 ,7

300 )(620520 )1 ,59=9 ,29 x10−2 cuft

Menentukan Z

P2V 2=ZnRT2

Z=P2V 2

nRT 2=

(300 )(8 ,93x 10−2 )(4 ,19 x10−3 )(10 ,73 )(620)

=0 ,9612

Tabel III.1

Contoh Hasil Eksperimen

Pengukuran Volume Gas

Data Percobaan Videal

(cuft) ZP (psia) V (cuft)

300 8,93 x 10-2 9,29 x 10-2 0,9612

750 3,40 x 10-2 3,72 x 10-2 0,9140

1500 1,60 x 10-2 1,86 x 10-2 0,8602

2500 0,936 x 10-2 1,11 x 10-2 0,8432

4000 0,0636 x 10-2 0,697 x 10-2 0,9125

5000 0,0553 x 10-2 0,557 x 10-2 0,9928

III-3

6000 0,0502 x 10-2 0,464 x 10-2 1,0819

Catatan : Videal dihitung berdasarkan persamaan Boyle dan Charles.

Faktor kompresibilitas gas merupakan fungsi dari pseudo

reduced pressure, Pr dan pseudo reduced temperature, Tr.

z= f (Pr ,T r )

Untuk gas-gas murni yang mempunyai berat molekul (M) yang

hampir bersamaan dan mempunyai sifat fisik yang hampir

bersamaan pula, berlaku hukum Law of Corresponding State, yang

berbunyi : Perbandingan antara setiap intensive properties terhadap

harga tersebut pada titik kritis adalah fungsi dari :

T r=

TT c

dan Pr=PPc

Tc = temperatur kritis

Pc = tekanan kritis

Hubungan Z terhadap Pr dan Tc dapat dilihat pada grafik

korelasi gambar 3.1 dan gambar 3.2. Sedangkan tabel III.2 adalah

data fisik komponen-komponen gas.

Apabila nilai Z < 1 artinya gas bersifat mudah mampat dan

untuk nilai Z > 1 berarti gas bersifat mudah mengembang. Untuk gas

ideal tentunya nilai Z = 1.

III-4

Tabel III.2

Komponen Gas dan Data Fisik

Gas Rumus M Pc (psia) Tc (0R)

Metana CH4 16,04 673,1 343,2

Etana C2H6 30,07 708,3 549,9

Propana C3H8 44,09 617,4 666,0

Iso butana C4H10 58,12 529,1 734,6

n-butana C4H10 58,12 550,1 765,7

Iso-pentana C5H12 72,15 483,5 829,6

n-pentana C5H12 72,15 489,8 846,2

n-heksena C6H14 86,17 440,1 914,2

n-heptena C7H16 100,2 395,9 972,4

n-oktana C8H18 114,2 362,2 1024,9

n-nonana C9H20 128,3 334 1073

n-decana C10H22 142,3 312 1115

Karbon dioksida CO2 44,01 1070,2 547,5

Hidrogen Sulfida H2S 34,08 1306,5 672,4

Nitrogen N2 28,02 402,2 227,0

Hidrogen H2 2,016 189,0 59,8

Oksigen O2 32,00 736,9 278,6

Sumber : Craft & Hawkins ”Applied Petroleum Reservoir”

III-5

III-6

Gambar 3.1

Faktor Kompresibilitas Gas Untuk Pr Tinggi

III-7

Gambar 3.2

Faktor Kompresibilitas Gas Untuk Pr Rendah

Cara lain untuk menentukan faktor kompresibilitas gas

ini adalah dengan menggunakan persamaan empiris Brill &

Beggs (1974), sebagai berikut ini :

Z=A+ 1−AeB

+CxPrD

¿ A=1,39 (T r−0 ,92 )0,5−0 ,36T r−0 ,10

¿B=(0 ,62−0 ,23T r )Pr+(−0 ,037+ 0 ,066T r−0 ,86 )P r

2+0 ,32 Pr

6

10E

¿C=0 ,132−0 ,32 log (T r)

¿D=10F

¿ E=9 (T r−1 )

¿ F=0 ,3106−0 ,49T r+0 ,1824T r2

III-8

Contoh soal : Data gas pada P = 3250 psia dan T = 213oF

Komponen Gas Fraksi mole (n)

CH4 0,8612

C2H6 0,0591

C3H8 0,0358

C4H10 0,0172

C5H12 0,0050

CO2 0,0010

N2 0,0207

Total 1,0000

Hitunglah : SG dan z

Solusi :

III-9

Komponen

Gas n

Tabel III.2 Hasil hitungan

M Pc Tc nM nPc nTc

C1

C2

C3

C4

C5

CO2

N2

0,8612

0,0591

0,0558

0,0172

0,0050

0,0010

0,0207

16,04

30,07

44,09

58,12

72,15

44,01

28,02

673,1

708,3

617,4

550,1

489,8

1070,2

402,2

342,2

549,9

666,0

768,7

846,2

547,5

227,0

13,81

1,78

1,58

1,00

0,36

0,04

0,58

579,59

41,84

22,08

9,46

2,45

1,07

10,18

295,34

32,51

23,84

13,18

4,23

6,55

4,70

∑ 19,15 666,67 374,45

SG=∑ nMM ud

=19 ,1528 ,97

=0 ,661

Pr=P

∑ nPc

=3250666 ,67

=4 ,87

T r=T

∑ nT c

=(213+460 )374 ,45

=1 ,80

III-10

Untuk Pr = 4,87 dan Tr = 1,80 (Gambar 3.1) didapatkan

nilai Z = 0,91.

B. Sifat Fisik Hidrokarbon Gas

Gas adalah tahapan dimana molekul bergerak bebas secara

sembarang, sehingga membuat zat mengembang tak terbatas.

Namun, gas juga memiliki karakteristik penting yang lain yaitu

kompressibilitasnya. Ketika udara dijebakkan dalam silinder

kompresor, dikompresikan dan kemudian dilepaskan.

TABEL III.33)

KOMPONEN GAS ALAM DAN SIFAT ALAM

(PADA 600F @ 14,969 Psia)

III-11

Molar Mass MolarBerat Molekul Mass Ratio

( M )Hidrogen H2 2,0159 0,0696 61022 324,2 286,2Helium He 4,0026 0,1382 0 0Air H2O 18,0153 0,62202 1062 50,312 44,5Karbon monoksida CO 29,01 0,96723 4342,4 320,5 282,9Nitrogen N2 28,0134 0,96723 0 0Oksigen O2 31,9988 1,1048 0 0Hidrogen Sulfida H2S 39,948 1,1769 0 637,1 562Karbondioksida CO2 44,01 1,51955 0 0Udara 28,9625 1 0 0 0,005Metana CH4 16,043 0,55392 23891 1010 891,5Etana C2H6 30,07 1,03824 22335 1769,7 1562,2Propana C3H8 44,097 1,52256 21654 2516,1 2221Iso-Butana C4H10 58,123 2,00684 21233 3251,9 2870,6n-Butana C4H10 58,123 2,00684 21300 3262,3 2879,7Iso-Pentan C5H12 72,15 2,49115 21043 4000,9 3531,5n-Pentana C5H12 72,15 2,49115 21085 4008,9 3538,5Heksana C6H14 86,177 2,97547 20944 4755,9 4198,2Heptana C7H16 100,204 3,45978 20839 5502,5 4857Oktana C8H18 114,231 3,9441 20760 6248,9 5516Nonana C9H20 128,258 4,42842 20700 6996,5 6175,6Decana C10H22 142,285 4,91273 20652 7742,9 6834,8

KOMPONEN FORMULAIdeal Gross Heating value

Kj/molBtu/lbm Btu/scf

Masing-masing hidrokarbon ini memiliki sifat yang berbeda

dengan hidrokarbon yang lain. Beberapa sifat fisik hidrokarbon

golongan parafin ditunjukkan pada tabel di bawah ini ( Tabel III.4 ).

TABEL III.43)

SIFAT FISIK HIDROKARBON GOLONGAN PARAFIN

III-12

KOMPONEN C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 n-C6

Mr 16,04 30,07 44,1 58,12 58,12 72,15 72,151 86,18Kompresibilitas ( Z ) 0,29 0,29 0,28 0,28 0,72 0,27 0,27 0,26Titik Didih ( atm, °F ) -258,7 -127 -43,8 10,78 31,08 82,12 96,92 155,7Titik Beku ( atm, °F ) -296,4 -297 -306 -255 -217,01 -256 -201,5 139,6Temperatur Kritis ( °F ) -116,6 89,92 206 274,5 305,6 369,1 385,8 453,6Tekana Kritis ( psia ) 666,4 705,5 616 527,9 550,6 490,4 488,6 436,9Kalor Penguapan 219,4 211,1 183 157,2 165,9 147,1 153,6 143,9Densitas Cairan( 60 °F, 147 psia )Realatif ( terhadap air ) -0,3 0,356 0,507 0,563 0,584 0,625 0,632 0,664Absolut ( lbm/gal ) 300 357,8 507,8 563,2 584,2 624,4 631 663,8Densitas Gas( 60 °F, 147 psia )Realatif ( terhadap air ) 0,553 1,038 1,522 1,522 2,007 2,007 2,491 2,975Absolut ( lbm/cuft ) 42,28 79,24 116,2 116,2 153,2 153,2 190,1 227,1Volume( 60 °F, 147 psia )cairan ( gal/lb-mol ) 6,4 10,13 10,43 12,39 11,94 13,85 13,7 15,57cuft gas/gal cairan 59,1 37,48 36,48 30,64 31,79 27,39 27,7 24,37Kalor PembakaranGross, ( 14,7 psia )Btu/lb cairan - 22181 21489 21079 21136 20891 20923 20783Btu/lb gas 23891 22332 21653 2131 21299 21043 21085 20942

Beberapa sifat fisik hidrokarbon antara lain :

1. Temperatur

2. Tekanan

3. Gravity

4. Miskibilitas

5. Fasa Kesetimbangan

6. Tekanan Uap

7. Titik Didih

8. Titik Hidrat

9. Kapasitas Panas

10 .Flammabilitas

11. Kelarutan

1. Temperatur

Ada dua skala yang digunakan secara luas yaitu skala Celcius

dan skala Fahrenheit. Pada skala Fahrenhenit, titik beku dan titik

didih masing-masing dinyatakan oleh angka 32 dan 212, dengan 180

pembagian skala diantaranya. Pada skala Celcius, titik es dan titik

III-13

didih masing-masing dinyatakan sebagai titik 0 dan 100 dengan

pembagian skala sebanyak 100.

o F=95

( oC )+32

o C=59{(o F )−32}

o K=o C+273 ,15

o R=o F+459 ,67

Masing-masing hidrokarbon memiliki sifat yang disebut

temperature kritas, jika hidrokarbon memiliki temperature lebih

besar dari temperature kritisnya, maka hidrokarbon tidak akan

dapat mencair. Jika temperature hidrokarbon lebih rendah dari

pada temperature kritisnya, maka hidrokarbon tersebut mungkin

menjadi uap (vapour) atau cair (liquid), tergantung pada tekanannya.

2. Tekanan

Tekanan P pada suatu titik di dalam fluida yang berada dalam

keseimbangan besarnya sama kesegala arah, akan tetapi untuk zat

cair yang pekat dan dalam keadaan bergerak, tekanan terhadap

kedudukan bidang bervariasi akan merupakan hal yang sangat

penting.

III-14

Tekanan absolut umumnya diperhatikan dalam

termodinamika, yaitu tekanan total yang mengenai sistem pada batas

sistem. Pembacaan tekanan absolut merupakan penjumlahan

tekanan atmosfer dan pembacaan tekanan relatif, jadi :

Pabsolut = Prelatif + Patmosfer

Dalam praktek, tekanan diukur dengan menggunakan

pengukur tekanan bourdon atau manometer fluida, karena tekanan

menurut prinsip hidrostatik berbanding langsung dengan tinggi

cairan dalam manometer, yaitu :

ΔP=ρ .g .hρ = rapat massa

h = ketinggian kolom fluida

g = percepatan gravitasi

Sehingga tekanan dapat dinyatakan dalam satuan panjang kolom

fluida, misalnya milimeter air raksa atau meter kolom air. Beberapa

konversi satuan tekanan yang penting :

1 atm ( atmosfir standard ) = 1,01325 x 106 ( dyne/cm3 ) =

14,6959 ( lbf/in2 )

1 mikro air raksa ( Hg ) = 1 x 10 -3 ( mmHg ) = 1,933 x 10-5

( lbf/in ) = 105 ( N/m2 )

1 atmosfir = 1,01325 bar = 101,325 x 105 N/m2

III-15

Tekanan hidrokarbon yang berada di dalam tangki umumnya

ditunjukkan oleh pengukur tekanan yang disebut gauge pressure.

Gauge pressure disingkat dalam psig, atau pounds per square inch

gauge. Untuk mendapatkan tekanan absolut harus dihitung dengan

memberi tekanan atmosfer (psia), dimana tekanan atmosfer pada

ketinggian laut adalah 14,7 psia, dan akan semakin berkurang

dengan kenaikkan pada permukaan laut. Masing-masing

hidrokarbon memiliki sifat yang disebut tekanan kritis. Tekanan

kritis sangat penting dalam proses gas, karena campuran liquid harus

di bawah tekanan kritis agar dapat dipisahkan.

3. Gravity

Gravity adalah berat dalam fluida dalam hal ini hidrokarbon.

Berat cairan hidrokarbon seperti minyak, propana dan gasoline

diukur dalam API gravity. Cairan yang lebih ringan akan lebih tinggi

API Gravitynya. Kadang-kadang berat diukur dalam specific gravity

dimana merupakan perbandingan berat fluida terhadap berat yang

lain dan umumnya specific gravity dibandingkan dengan specific

gravity air. Specific gravity gas biasanya dibandingkan dengan specific

gravity udara dan specific gravity gas ini dapat bernilai kurang atau

lebih dari satu.

1. Berat Cairan

a. Relative density/Specific Gravity

Relative density cairan didefinisikan sebagai perbandingan

massa jenis cairan dengan massa jenis air pada keadaan tekanan dan

III-16

temperature standar (14,7 Psia, 600F). relative density air adalah 1.

Propana ± 0,5, minyak mentah 0,85, gasoline 0,75, glikol 1,12, baja 7,9

dan mercury 13,6.

b. API Gravity

Relatif density rendah berarti cairan ringan. API Gravity yang

rendah berarti berat dan API Gravity tinggi dapat berarti lebih

ringan. Air dengan API Gravity 10, gasoline 50, dan propane kira-

kira 150. Hubungan antara API Gravity dengan massa jenis (Relative

Density) adalah sebagai berikut :

o API=141 .5γ g

−135

2. Berat Uap

Berat uap hidrokarbon diukur dengan membandingkan berat

hidrokarbon terhadap udara. Relative density udara adalah 1,0. Gas

yang lebih ringan dari pada udara akan memiliki relative density

kurang dari 1,0. kebanyakan gas alam memiliki relative density dari

0,6 sampai 0,65. Relatif density/specific gravity didefinisikan sebagai

perbandingan antara massa jenis gas dengan massa jenis udara pada

keadaan tekanan dan temperatur standard (14,7 Psia, 600F).

SG=

ρgρud

SG = Specific gravity gas

III-17

ρg = massa jenis gas

ρud = massa jenis udara

ρg=

WV

=M gPRT

ρud=M ud

PRT

SG=M g

Mud=

M g

28 ,97

Mg = berat molekul gas

4. Miskibilitas ( Miscibility )

Miskibilitas ( Miscibility ) merupakan sebuah karakteristik

dimana terdapatnya dua buah cairan atau lebih tercampur dalam

suatu proses pemisahan, misalnya jika gasoline dan butana

dimasukkan ke dalam tangki yang sama, mereka tidak akan terpisah

walaupun butana lebih ringan dari pada gasoline. Semua

hidrokarbon dalam gas plant adalah miscible, mereka akan

tercampur antara satu dengan yang lain. Namun hidrokarbon tidak

akan tercampur dengan fluida seperti air, glikol atau

monoetanolamin (MEA).

5. Tekanan Uap

III-18

Tekanan uap ( Vapour Pressure ) cairan hidrokarbon akan

tergantung pada temperatur dan komposisi cairan. Tekanan uap

campuran akan seimbang jumlahnya pada tekanan uap masing-

masing komponen dikali persen komponen dalam campuran.

Tekanan adalah kecepatan untuk menggerakkan molekul. Ketika

tekanan separator tinggi, molekul akan bergerak dengan cepat dan

membentuk dinding separator.

Molekul dalam separator yang beroperasi pada tekanan

rendah akan bergerak secara perlahan dan tidak terjadi tumbukan

dengan dinding vessel. Molekul bergerak pada nilai yang berbeda

untuk masing-masing hidrokarbon. Pergerakan molekul akan

menurun dengan bertambahnya jumlah masing-masing atom

karbon. Hidrokarbon dengan atom karbon (metana) memiliki

pergerakan molekul sangat tingi sehingga memiliki tekanan uap yang

sangat tinggi. Bertambahnya jumlah atom karbon, mengurangi

tumbukan dan tekanan uap merendah.

Tekanan uap diubah dengan menaikkan atau menurunkan

temperatur. Masing-masing komponen harus dapat diukur pada

temperatur yang sama untuk membandingkan tekanan uap pada

komponen yang berbeda. Tekanan uap n-pentana pada 2580F adalah

145 psi dimana juga merupakan tekanan uap propana pada 810F.

Tekanan uap propana dapat dibandingkan dengan tekanan uap n-

pentana dengan memberi temperatur yang sama. Tekanan produk

minyak umumnya diukur pada 1000F.

Kita dapat mengetahui tekanan uap dalam dua cara :

III-19

1. Tekanan dalam vessel yang berisi cairan

Ukuran tekanan yang dibaca adalah tekanan uap cairan pada

temperatur di dalam wessel.

2.Tekanan uap pada produk cair, seperti propana atau butana

dimana umumnya diukurnya pada 1000F.

Salah satu aplikasi penting tekanan uap adalah penetapan

tekanan operasi pada rangkaian yang digunakan dalam proses plant.

6. Titik didih

Titik didih normal ( boiling point ) adalah temperature dimana

sebuah cairan mendidih pada tekanan atmosfer. Air mendidih pada

2120F pada tekanan atmosfer. Titik didih hidrokarbon berhubungan

dengan jumla atom karbon. Lebih banyak atom karbon lebih tinggi

titik didihnya. Perbedaan dalam titik didih memungkinkan

pemisahan pada hidrokarbon yang berbeda. Secara umum

hidrokarbon yang berbeda dalam campuran dapat dipisahkan

dengan pendidihan keluar komponen pertama dengan titik didih

lebih rendah atau lebih ringan dan selanjutnya pendidihan

komponen yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Titik didih pada sebuah senyawa dipengaruhi oleh tekanan

dimana senyawa itu diperoleh. Propana, mendidih pada -43.70F pada

tekanan atmosfer, tetapi jika diisikan dalam sistem berada pada 175

psi, titik didih naik sampai 1000F. semua hidrokarbon, titik didihnya

akan bertambah dengan kenaikan tekanan. Titik didih merupakan

temperature dimana uap pada komponen murni akan mulai mencair.

III-20

Titik didih juga merupakan titik kondensasi untuk komponen murni.

Air akan mendidih pada 2120F, uap akan terkondensasi pada 2120F.

Propana murni akan mendidih pada temperatur 1000F ketika

tekanan pda 175 psi. Uap propana dari sebuah kompresor akan

terkondensasi pada temperatur 1000F ketika tekanan kompresor

berada pada 175 psi.

7. Titik hidrat

Hidrat adalah padatan yang terbentuk dengan kombinasi

molekul air dan beberapa molekul yang terkandung dalam aliran

gas. Padatan ini strukturnya seperti tes tetapi memiliki karakteristik

yang berbeda. Semua jenis hidrat berbentuk kristal dalam satu

struktur kubik atau kombinasi dari dua struktur kubik, dimana

molekul kerangka yang terdiri dari beberapa molekul air yang saling

terikat karena ikatan hidrogen. Kerangka ini sangat rapuh kecuali

jika ruang kosongnya terisi oleh molekul gas. Jadi, titik hidrat (

hydrate point ) dapat diartikan sebagai suatu keadaan dimana

terbentuk struktur padatan yang menyerupai es dan dapat

menghambat aliran gas.

Hidrat terbentuk pada batas antara gas dan air dimana

sebagian besar molekulnya berasal dari zat yang larut dalam air.

Sehingga H2S dan CO2 dapat mempercepat pembentukan hidrat

( pada suhu tinggi ) karena keduanya lebih larut dalam air

dibandingkan dalam hidrokarbon.

8. Kapasitas panas

III-21

Ketika hidrokarbon terbakar memberikan perbedaan panas

yang berbeda, contohnya ketika 1 ft3 metana terbakar, melepaskan

kira-kira 1010 Btu panas. Propana akan memberikan 2517 Btu.

Lebih besar jumlah atom karbon di dalam hidrokarbon, lebih

banyak panas dilepaskan ketika terbakar. Nilai panas setiap

hidrokarbon gas secara lengkap dapat dilihat pada tabel di atas

(Tabel III.3).

Nilai panas penting dalam mendesain pembakar atau mesin.

Pembakar dalam pemanas didesain agar operasi dengan metana

tidak berfungsi sama sebagaimana jika propana digunakan sebagai

bahan bakar. Jika pembakar atau karburator di set untuk

menggunakan bahan bakar bernilai panas rendah seperti metana,

bahan bakar dengan nilai panas lebih tinggi seperti propana tidak

dapat digunakan karena perbandingan udara-bahan bakar akan

menjadi kaya, dan semua bahan bakar mungkin tidak terbakar.

Keluaran biasanya akan berupa asap dan unit tidak akan

melepaskan/menghantarkan nilai outputnya. Kebanyakan pembakar

akan menerima sebuah variasi dalam nilai panas pada 5-10%

bersamaan dengan efesiensi kehilangan.

9. Flammabilitas

Batasan flammabilitas ( flammability ) pada hidrokarbon

adalah konsentrasi maksimum dan minimum pada hidrokarbon yang

dapat terbakar. Batas flammabilitas untuk metana adalah 5-15%, ini

berarti bahwa sebuah campuran metana dan udara harus berisi lebih

dari 5% dan kuran dari 15% metana untuk mampu terbakar. Jika

III-22

kurang dari 5% maka campuran akan sulit terbakar dan sebaliknya.

Batas flammabilitas menggunakan panas pembakaran dalam

mendesain membakar atau karburator. Juga terutama ketika udara

bertemu dengan gas dalam sebuah system yang sama. Bahaya api

hanya kepada disepanjang campuran dalam batas flammilibitasnya.

Jika campuran menjadi kaya maka pembakaran tidak akan terjadi.

Tabel (Tabel III) di bawah ini menunjukkan flammabilitas dari

campuran udara-bahan bakar (hidrokarbon).

TABEL III.53)

FLAMMABILITAS BEBERAPA HIDROKARBON GAS

Hidrokarbon

Flammabilitas

% gas terhadap udara, minimum

% gas terhadap udara, maksimum

Metana 5 15

Etana 2,9 13

Propana 2,1 9,5

Iso-butana 1,8 8,4

n-butana 1,8 8,4

Iso-pentana 1,4 8,3

n-pentana 1,4 8,3

n-heksana 1,2 7,7

n-heptana 1 7

n-oktana 0,8 3,2

III-23

10. Kelarutan

Kelarutan ( Solubility ) disini merupakan kelarutan air

terhadap minyak dan gas karena air ini umumnya masalah utama

dalam pemisahan pada proses pemisahan minyak dan gas.

1. Cairan ( liquid )

Walaupun umumnya minyak dan air tidak bercampur namun

sebagaian kecil air akan terlarut dalam minyak dan hasil minyak

yang lain. Air akan dilarutkan sebanding dengan kenaikan

temperatur dimana merupakan faktor penting dalam pembuatan

LPG atau gasoline. Kelarutan air biasanya terjadi dalam kilang

minyak atau dalam pengolahan gas pada temperatur 1000F. Air akan

jatuh ketika produk didinginkan dalam sebuah tangki, ini karena

pada temperatur yang rendah sifat kelarutannya akan mengecil. Air

bebas dalam sebuah sistem bahan bakar dapat menimbulkan

masalah. Air harus dihilangkan dalam produk minyak bumi sebelum

digunakan sebagai bahan bakar. Air ini digerakkan dengan

pendinginan cairan atau dengan peralatan dehidrasi.

2. Gas

Uap gas atau hidrokarbon yang lain, mengandung air pada

keadaan uap (steam) hanya selama udara menyimpan air dalam

bentuk kelembaban. Banyaknya gas air yang akan diperoleh

tergantung pada temperatur dan tekanan. Air harus dibuang dari gas

untuk mencegah terjadinya kondensasi dalam pipa atau peralatan

pengolahan bahan bakar. Kehadiran air ini dapat membentuk hidrat.

III-24

Pengaruh yang ditimbulkannya dapat menyumbat aliran,

menyebabkan penurunan tekanan, terhentinya aliran dan dapat

menyebabkan pecahnya pipa. Hidrat akan selalu hadir dalam

pengoperasian pengolahan gas karena itu kebanyakan gas plant

harus memiliki fasilitas refrigerasi untuk mendinginkan gas

ketemperatur yang baik di bawah titik formasi / pembentukan

hidrat. Bentuk umum untuk menunjukan kandungan air dalam gas

adalah dengan titik embun ( dew point ). Titik embun merupakan

temperatur dimana air akan mengembun pada gas.

III-25