PENENTUAN KANDUNGAN AIR DAN ENDAPAN SEDIMEN

PENENTUAN KANDUNGAN AIR DAN ENDAPAN SEDIMEN ( BS & W )

( BASE SEDIMENT AND WATER DETERMINATION )

2.1 Tujuan Percobaan

Untuk menentukan kadar air dan endapan dari crude oil dengan menggunakan BS & W centrifuge.

2.2 Teori Dasar

Dalam suatu proses produksi, air dan padatan – padatan yang terbawa atau ikut terproduksi bersama minyak, harus dipisahkan. Air yang terproduksi dapat menggunakan proses pretinary. Sedangkan padatan yang ikut terproduksi biasanya adalah pasir dan serpihan, itu dapat mengganggu alat produksi. Hal ini disebabkan oleh karena batuan yang unconsolidate dan porous. Butir – butir ini sedemikian kecilnya sehingga dapat lolos dan saringan dan mengendap dibawah sumur. Untuk pemisahan zat – zat padat dari minyak berat penguapannya rendah atau kecil sehingga fraksi minyak yang hilang kecil atau sedikit.

Pemisahan minyak dari air dan padatan pada waktu produksi mempunyai maksud tertentu :

1. Mencegah korosi
2. Mencegah erosi
3. Mencegah terbentuknya scale

Ada dua macam centrifuge yang digunakan dalam industri perminyakan yaitu shaples supercenti fuge dan de laval separotor. Penggunaan alat ini terutama untuk ekstrasi padatan – padatan dalam minyak, di kilang. Alat ini juga digunakan untuk emulsi minyak.

Dengan metode centrifuge ini, air yang densitasnya lebih besar atau lebih tinggi berada di atas sedangkan minyak yang densitasnya lebih rendah berada dibawahnya, pasir dan padatan yang lebih besar akan tertinggal dalam centrifuge.

Centrifuge inimempunyai kelebihan, antara lain :

1. Waktu yang diperlukan untuk memisahkan air dan minyak serta endapan lain lebih singkat dari pada Dean and Stark method
2. Pemindahan alat sangat mudah dilakuka
3. Penguapan yang terjadi sangat kecil karena yang dipakai adalah sistem tertutup
4. Methode yang dipakai ini sangat fleksibel didalam penggunaan produksi yang berubah hanya mengurangi dan menambahkan unitnya.

2.3 Alat dan Bahan

Alat :

• Gelas sentrifugal
• Gelas ukur 250 ml
• Gelas ukur 50 ml
• Gelas ukur 25 ml
• Gelas kimia 100 ml
• Corong
• Pipet tetes

Bahan :

• Crude oil 500 ml
• Air formasi
• Demulsifier

1. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi

1. Siapkan 60 ml minyak mentah yang belum dipisahkan dengan air, masukkan kedalam gelas kimia. Siapkan 40 ml air formasi.
2. Aduk minyak mentah dengan mixer perlahan – lahan, masukkan air formasi perlahan – lahan juga dan kocok dengan mixer pada 250 RPM selama 3 menit. Pengocok harus konstan.
3. Kemudian masukkan kedalam gelas ukur. Amati pemisahan air dari minyak setiap selang waktu 2 menit. Selama 40 – 60 menit. Volume air komulatif Vs waktu dicatat.

2. Prosedur diatas diulangi untuk putaran 500 RPM

3. Prosedur diatas diulangi untuk putaran 750 RPM. Bandingkan hasilnya !

2. Pengaruh ion – ion terdapat dalam air formasi terhadap kestabilan emulsi :

1. Prosedur A.2 ( 500 RPM ) diulangi, tetapi air yang digunakan adalah air murni
2. Bandingkan hasilnya dengan hasil A.3

3. Pemecahan emulsi dengan cara kimia

1. Emulsi dibuat dengan prosedur A.3 ( 750 RPM )
2. Diamkan selama kira – kira 1 menit, 30 tetes demulsifer ditambahkan kemudian.
3. Aduk kembali pada 750 RPM selama 3 menit
4. Masukkan kedalam gelas ukur. Amati tiap selang waktu 0,5 menit selama 40 – 60 menit.

4. Pemecahan emulsi dengan cara centrifugal

1. Ulangi percobaan A.3 ( 750 RPM )
2. Masukkan kedalam gelas centrifugal, putar pada 1500 RPM selama 3 menit
3. Bandingkan hasilnya untuk waktu yang sama dengan metode sebelumnya.

2.4 Hasil Pengamatan

    Gelas sentrifugal 3 = 50 ml crude oil + toluena 50 ml + 3 tetes demulsifier

    Gelas sentrifugal 4 = 50 ml crude oil + toluena 50 ml

Tabel 2.1 Hasil pengamatan tabung sentrifugal WC & OC

No.	Tabung	Kandungan (endapan)		Hasil
		Emulsifying agent	Air	Water cut	Oil cut
1.	Sentrifugal 3	-	0,2 ml	0,2%	99,8%
2.	Sentrifugal 4	4 ml (karena >1/2 ml maka 2 ml skala terbaca dikali 2 = 4 ml)	-	-	96%

Demulsifier mampu bereaksi pada suhu (110oF-120oF)atau 48,8oC.
2.5 Perhitungan

   Distribusi crude oil 0,2% kandungan airnya.

    Persentase water cut = volume air dalam sentrifugal IIvolume totalx 100%

                                         =0,2 ml100 mlx 100%

                                               =0,2 %

    Persentase oil cut      = 100%-persentase water cut

                                               =100%-0,2%

                                               =99,8%

    Perhitungan di atas untuk tabung II yang ditambahkan demulsifier.

    Persentase water cut = volume air dalam sentrifugal Ivolume totalx 100%

                                               =0 ml100 mlx100%

                                               =0%

    Persentase oil cut = volume minyak-volume emulsifying agentvolume totalx 100%

                                          = 100ml-4ml100 mlx100%

                                          =96%

2.7 Pembahasan

    Dari percobaan yang dilakukan, menggunakan 2 sample, yaitu crude oil + toluena+ 3 tetes demulsifier  dan crude oil + toluena

• Sample yang pertama diletakkan pada gelas sentrifugal III
• Sample ke dua dimasukkan kedalam gelas sentrifugal IV

    Lalu dimasukkan kedalam BS & W Centrifuge. Dan setelah diproses maka akan dapat dilihat hasil dari masing-masing sentrifugal

• Pada Gelas Sentrifugal III

Setelah dilakukan percobaan, didapatkan %WC = 0,2% dan % OC = 99,8 %.

Hal ini dikarenkan sample menggunakan demulsifier yang berfungsi membebaskan air dan meminimalisir agent (zat pengotor).

• Pada Gelas Sentrifugal II

Setelah dilakukan percobaan, didapatkan %WC = 0 % dan %OC= 96%. Sample kedua memiliki agent karena tidak menggunakan demulsifier.

Aplikasi untuk dilapangan kenapa produksi minyak dan air harus dipisah:

1. Mencegah pembentukan scale, yaitu kerusakan pada pipa akibat ion-ion yang menempel pada pompa.
2. Skin yaitu indeks yang menunjukkan pompa baik atau tidak yang menyebabkan laju produksi berkurang.
3. Mencegah erosi, yaitu pengikisan

       Dengan menggunakan toluena saja minyak hanya terpisah dengan komponen-komponen pengotornya yang disebut dengan emulsifying agent. Dalam percobaan ini kami tidak mendapatkan air hanya emulsifying agent sebanyak 4 ml. Volume emulsifying agent terbaca pada tabung sentrifugal adalah= 2 ml ,namun karena melewati 0,5 ml, maka ketetapannya volumenya dikalikan 2.

Jadi : = 2 ml x 2 = 4 ml.

    Toluena berfungsi sebagai pemisah antara minyak dan komponen-komponen pengotornya namun toluena tidak bekerja secara optimal.

    Sedangkan dengan menggunakan tambahan demulsifier sebanyak 3 tetes kami mendaptkan endapan air sebanyak 0,2 ml. Demulsifier mampu memisahkan air dari mminyak lebih maksimal dibandingkan toluena . tetapi sebenarnya demulsifier memecahkan dan menurunkan tegangan antar muka (interfacial tension) sehingga emulsifying agent hilang dan hanya meninggalkan air.

Penyumbatan atau terjadinya scale pada pipa aliran minyak tentunya sangat merugikan. Sebab aliran dari pipa tertanggu, serta tidak lancar. Hal ini menyebabkan kerugian waktu dan biaya. Waktu yang seharusnya sesuai dengan target dapat dicapai, akan tetapi akibat adanya scale maka target pun tidak tercapai. Sehingga waktu bertambah dan biaya pun ikut bertambah.

Disini kita akan menyiasati hal tersebut di atas dengan melakukan percobaan 2, yaitu menggunakan zat aditif sebagai pemisah air dan endapan yang terkandung dalam crude oil. Zat aditif pertama adalah toluena, sedangkan yang ke dua adalah demulsifier.

Mana yang akan kita pilih toluena ataukah demulsifier? Kita perlu mengetahui bahwa toluena hanya mempunyai kemampuan memisahkan atau membebaskan air saja. Sedangkan demulsifier dapat membunuh atau memecah emulsifying agent, memecahkan air dan pasir. 

2.8Kesimpulan                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

        Dari pembahasan dan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:

2.9 Tugas 

1. Emulsi yang bagaimana yang diharapkan dalam industri perminyakan?
2. Sebutkan dan jelaskan metode dalam pemecahan emulsi?
3. A. Apa yang dimaksud dengan breakover 70%?

B. Bagaimana hubungan antara densitas,viskositas, API emulsi?

4. Apakah fungsi demulsifier dan reverse demusifier ? dan jelaskan prinsip        dan cara kerja demulsifier dalam mengurangi interfacial tension,beserta gambar!

Jawab:

1. Emulsi adalah suatu sistem yang terjadi karena bercampurnya dua cairan yang tidak saling melarutkan karena adanya agitasi ( pengocokan ) dimana salah satu fase terdispersi dan fese lainnya merupakan pendispersi. Emulsi yang diharapkan ialah emulsi yang lebih sidikit mengandung air dan padatan. Karena dengan adanya kandungan emulsi tersebut dapat mengakibatkan kerusakan pada pipa-pipa minyak.
2. a.    Metode Mekanik

-  Gravity setling adalah suatu metode pemecahan emulsi secara mekanik  yaitu dengan menggunakan pengaruh adanya gravitasi bumi.

-  Pemanasan adalah metode pemecahan emulsi secara mekanik dengan menggunakan pemanasa.

-   Filtering adalah metode pemecahan emulsi secara mekanik dengan menggunakan penyaringan.

b.    Metode Listrik

adalah metode pemecahan emulsi atau pemisahan air dari minyak atau pun sebaliknya minyak dari air dengan menggunakan bantuan listrik seperti penggunaan mixer untuk mengaduk air dan minyak agar terpisahkan antara minyak dan air dan kemudian di masukkan kedalam centrifugal appatur yang merupakan alat untuk mempercepat terjadinya emulsi. Centrifugal appatur ini dapat dilakukan dengan mengggunakan bantuan arus listrik.

c.    Metode kimia

Adalah metode pemecahan emulsi atau pemisahan air dari minyak atau sebaliknya minyak dari air dengan cara memasukkan zat – zat kimia agar air terpisah dari minyak atau pun sebaliknya.

3. Yang di maksud dengan :

1. Break over    : Titik dimana minyak terpecah menjadi fasa terdespersi dan air menjadi fasa kontinou (oil in water).

Break over terjadi ketika persentase 70% dikarenakan secara fisis, karena fraksi air  (water) sudah lebih besar dari fraksi minyak.

2. 
   

• Hubungan densitas terhadap emulsi

Densitas yang besar membentuk emulsi yang tidak stabil.

• Hubungan viskositas terhadap emulsi

Semakin tinggi viskositas minyak, semakin lama waktu yang dibutuhkan butir-butir untuk bergabung dan mengendap.

• Hubungan 0API terhadap emulsi

Minyak dengan derajat API tinggi menahan butiran air berada dalam suspensi untuk waktu yang relatif cepat.

Semakin tinggi viskositas, maka emulsi akan semakin sulit dikarenakan densitasnya besar. Densitas yang lebih besar adalah densitas air karena sewaktu percobaan posisi air berada dibawah sedangkan minyak berada diatas. Viskositas yang lebih besar karena jumlah minyaknya lebih kental.

4. Fungsi dari :

• Demulsifier : Untuk memecah emulsi dan memisahkan endapan serta air dari crude oil.
• Reverse demulsifier : Untuk memisahkan minyak dari air.

Demulsifier bekerja dengan memecahkan endapan yang terjadi. Demulsifier termasuk chemical yang digunakan untuk membentuk emulsi. Dengan cara menurunkan tegangan permukaan (interfacial tension ) sehingga terbentuknya emulsi.

GAMBAR 2.1  DARI INTERFACIAL TENSION