Karakterisasi minyak bumi beserta standar ASTM nya

Minyak bumi memiliki karakterisasi yang dapat diuji menggunakan beberapa metode analisis antara lain : Densitas, titik nyala, pour point, warna,  korosi, viskositas kinematik , kandungan Sulfur, destilasi, residu Karbon / MCRT ,indeks cetana, kandungan air dan bilangan Asam Total

Densitas

Densitas merupakan berat zat cair persatuan volume pada temperatur 15oC dan tekanan 101,325 Pascal dengan satuan standar pengukuran kg/m³. Penetapan densitas dapat dilakukan dengan metode hydrometer dimana akan didapatkan besaran suhu (dalam Celsius) dan volume (dalam ml) yang kemudian dikonversikan ke Tabel pengukuran Minyak 15̊

 Titik nyala / Flash point

      Flash  Point  merupakan temperatur  terendah  dimana  campuran  uap  bahan  bakar dengan  udara  akan menyala  sekejap  kalau  terkena  api  pada kondisi  tertentu (standar) atau dapat menyambar saat dilewatkan api kecil diatasnya.

Tinggi atau rendahnya flash point sangat bergantung pada komponen hidrokarbon bahan bakar. Parafin akan lebih mudah terbakar daripada olefin, olefin lebih mudah terbakar daripada naftalen, dan aroomat paling sulit terbakar. Makin tinggi fraksi minyak bumi maka makin tinggi pula nilai flash pointnya, produk dengan nilai flash point rendah makin mudah menguap sehingga mudah terbakar. Flash point dapat menentukan trayek dan sifat kurva titik didih. Analisa ini juga membantu menunjukkan temperatur yang aman untuk memindahkan minyak. dari  bahaya api serta untuk menyediakan suata batas keamanan yang cuku terhadap bahaya kebakaran selama penyimpanan, penanganan dan transportasi

Untuk mengukur nilai flash point minyak dapat menggunakan metode ASTM D-56, ASTM D-92, dan ASTM D-93. Metode ASTM D-92 digunakan untuk menguji sampel pelumas, residu, dan PH solar, ASTM D-93 untuk menguji sampel fuel oil dan fuel gas serta ASTM D-56 untuk menguji sampel kerosin dan avtur. Pada penentuan titik nyala api / flash point solar dan residu dapat menggunakan metode ASTM D-93 dengan menggunakan alat Pensky Marten Closed Cup.

Pour point / pour point

Pour Point merupakan suatu metode yang digunakan untuk beberapa produk minyak, dimana pour point itu sendiri adalah temperatur terendah dimana minyak masih dapat dituang atau mengalir dibawah kondisi pengujian. Pada pengujian ini digunakan standar mutu minyak bakar IFO (Industrial Fuel Oil) I dimana untuk standar IFO I memiliki nilai maksimal 30⁰C untuk pour pointnya. Pour Point yang dilakukan dalam pengujian ini menganut pada ASTM D-97 (American Standart Test Methode).

 Warna

Tujuan dari pengolahan ini adalah untuk mengetahui nilai warna mineral dari suatu minyak. Skala ASTM warna secara luas digunakan untuk mengukur produk minyak bumi seperti solar dan premium. Analisa ini bertujuan untuk memastikan minyak / bahan bakar yang digunakan sesuai dengan penggunaan yang telah diperkirakan dan juga untuk mengetahui tidak terjadinnya kontaminasi dan penurunan kualitas. Untuk menguji warna dapat digunakan metode penguhian IP-7, ASTM D-1500

Korosi

Senyawa belerang dapat menyebabkan korosi karena pada proses pembakaran sulfur teroksidasi dan jika bereaksi dengan H2O dapat membentuk H2SO4 yang memeiliki sifat korosif. Untuk menguji sifat korosif pada minyak dapat digunakan metode pengujian ASTM D-130

Kandungan sulfur

Analisa sulfur dilakukan untuk mengetahui kadar sulfur yang terdapat pada sampel dengan metode ASTM D-4294. Gas buang hasil pembakaran minyak yang mengandung kadar belerang tinggi akan menghasilkan gas SO2. Gas SO2 yang terbentuk akan teroksidasi menjadi SO3 dan bila bereaksi dengan uap air dalam jumlah besar akan menyebabkan hujan asam. Reaksi :

(1) hidrokarbon (C,H,S) + O2 ---> CO2 + SO2 + kalori

(2) SO2 + ½ O2 ----> SO3

(3) SO3 + H2O (dari reaksi pertama) -----> H2SO4 encer

(4) H₂SO₄ encer + logam dalam combustion chamber ----> garam sulfat + H₂ (gas)

Dengan kondisi seperti diatas jika H₂SO₄ encer yang korosif tersebut terkondensasi dalam ruang bakar saat combustion dimatikan dapat mengakibatkan karat.

Destilasi

Destilasi bertujuan untuk mengetahui trayek titik didih dari  minyak  mentah  dan produknya. Destilasi suatu hidrokarbon cair sangat erat hubungannya dengan kemudahan menguap produk, yang beruna bagi keselamatan (safety) dan sebagai unjuk kerja (performance) produk, terutama untuk solvent. Destilasi yang erat hubungannya dengan kemudahan menguap suatu produk yang dinyatakan sebagai kecepatan penguapan merupakan faktor penting dalam penggunaan solvent, terutama dalam pemakaiannya sebagai cat.

Metode acuan pengujian Destilasi – Volatility :

*        ASTMD-86 Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products

*        ASTMD-850 Standard Test Method for Distillation on Industrial Aromatics Hydrocarbons and Related Materials.

*        ASTMD-1078 Standard Test Method for Distillation Range of Volatile Organics Liquids

*        ASTMD-2892 Standard Test Methods for Distillation of Crude Petroleum.

Beberapa istilah dalam analisa destilasi antara lain:

*        Initial Boiling Point (IBP) =  pembacaan termometer pada sat tetesan kondensat pertama jatuh yang terlihat pada ujung tabung kondensor.

*        Percent evaporated = Jumlah persen antara cairan yang diperoleh (percent recovery) dan persen yang hilang (percent loss)

*        Percent Lost = 100 - jumlah kondensat yang diperoleh (percent total recovery)

*      Percent Recovered = volume dalam ml dari kondensat yang diperoleh dalam gelas ukur penerima (receiving graduate) yang dihubungkan dengan pembacaan termometer

*      Percent Recovery = persen maksimum yang diperoleh dari suatu destilasi, terbaca pada gelas ukur

*      Percent Residue = volume residue dari suatu destilasi yang tidak teruapkan sampai tidak terdapat tetesan kondensat.

*      Percent total recovery = gabungan persen yang diperoleh (percent recovery) dan persen residu (percent residue) dalam tabung destilasi.

*      End point atau Final Boiling Point (FBP) = pembacaan temperatur maksimum selama destilasi berlangsung. Ini terjadi setelah cairan dalam tabung destilasi teruapkan semua. Juga disebut temperatur maksimum.

 Residu karbon / MCRT

Penentuan Nilai residu karbon dari suatu bahan bakar merupakan suatu pendekatan dalam menentukan kecenderungan bahan bakar tersebut untuk membentuk endapan (deposit).  Pengujian untuk mengetahui jumlah kandungan residu karbon dapat menggunakan metode micro carbon residue test.

 Indek cetana / angka setan

Sifat mutu pembakaran dari suatu bahan bakar minyak ditentukan dengan angka setan. Angka setan merupakan karakteristik yang terpenting dari bahan bakar motor diesel (minyak solar) yang menunjukkan kemampuan bahan bakar minyak solar untuk dapat menyala sendiri dalam ruang bakar. Pemeriksaan angka setan dimaksudkan untuk menentukan waktu tunda (ignition delay) yaitu jarak waktu antara bahan bakar yang diinjeksikan ke ruang bakar (silinder) samapai saat terbakar.

Angka setan berpengaruh terhadap mudah tidaknya mesin dihidupkan, timbulnya ketukan (knocking) dan ketebalan gas buang. Pengujian angka setana dapat dilaksanakan dengan mesin uji standar yaitu Cooperative Fuel research F-5 (CFR F-5) tetapi dapat juga digunakan perhitungan Calculated Cetana Index (CCI).

 Kandungan air

Kandungan air merupakan jumlah volume air yang terlarut dalam bahan bakar cair. Air yang terlarut dalam bahan bakar dapat menyebabkan turunnya panas pembakaran, busa dan bersifat korosif. Uji water content bertujuan untuk menguji kandungan air pada sample uji. Penetapan water content dapat dilakukan dengan menggunakan metode ASTM D 95

 Bilangan Asam Total

Bilangan asam merupakan sejumlah basa yang dinyatakan dalam miligram KOH per gram. Metode pengujian ini menggunakan titrasi dengan larutan baku KOH Alkoholic berkonsentrasi 0,1354 N. Indikator yang digunakan dalam titrasi ini adalah p-naftolbenzena. Indikator ini memberikan warna awal berupa kuning ./ orange. Pada saat titik akhir tirasi berubah menjadi hijau kehitaman