Percobaan Modul I

PENENTUAN GAS SPECIFIC GRAVITY DAN

OIL SPECIFIC GRAVITY

Laporan Praktikum

Nama : Wahyu Utomo

NIM : 12211071

Kelompok : Jumat 2

Tanggal Praktikum : 3 November 2012

Tanggal Penyerahan : 10 November 2012

Dosen : Ir. Zuher Syihab, M.Sc, Ph.D

Asisten : 1. Muhammaad Ramadhan Yoan (12209006)2. Intan Kurniasari (12209001)

LABORATORIUM ANALISIS FLUIDA RESERVOIR

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2012

I. PENENTUAN GAS SPECIFIC GRAVITY

1. Tujuan Percobaan

1. Memahami penentuan sifat-sifat fisik gas, yaitu SG, density, viskositas, dan

faktor kompresibilitas gas.

2. Menentukan SG gas dengan menggunakan metode efusi.

3. Menentukan sifat-sifat fisik fluida gas.

4. Mengetahui kegunaan parameter SG dalam industri permiyakan.

2. Prinsip Percobaan

Specific Gravity (SG) adalah salah satu parameter yang sangat penting dalam

industri perminyakan. Secara umum SG adalah properti dari fluida yang menyatakan

heaviness dari fluida itu. Dalam industri perminyakan, secara khusus SG menyatakan

kualitas dari fluida tersebut. Maksud dari kualitas di sini merupakan ukuran dari

seberapa berat hidrokarbon per satuan volume. Suatu hidrokarbon memiliki kualitas

yang baik apabila SG-nya rendah, yang berarti hidrokarbon itu akan memiliki berat

yang kecil per satuan volumenya sehingga lebih mudah untuk mengalir dalam

reservoir.

Seperti yang telah terungkap pada bagian penjelasan, prinsip percobaan kali ini

adalah hukum efusi/difusi yang merupakan fungsi dari waktu alir pada alat

efusiometer. Difusi pada dasarnya adalah suatu proses penyamaan keadaan fisik

secara spontan. Jika menyangkut dua zat yang berbeda, maka difusi merupakan

pencampuran partikel-partikel dari zat tersebut secara merata. Sedangkan Efusi

merupakan proses difusi melalui celah-celah sempit atau pori.

Ada 2 hukum yang mendasari percobaan kali ini. Pertama adalah Hukum Graham

(1830) yang pada dasarnya menyatakan bahwa rasio laju efusi/difusi dari dua gas

berbanding ternalik dengan akar kuadrat densitasnya pada temperatur dan tekana yang

sama. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

V 1

V 2

=√d2

√d1

dimana, v = laju difusi/efusi

d = densitas gas

(subscript 1 dan 2 menunjukan gas yang bebeda)

Sedangkan yang kedua adalah Hukum Avogadro yang menyatakan bahwa pada

kondisi tekanan, temperatur dan volum tertentu, densitas gas berbanding lurus dengan

jumlah molekulnya. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

d1

d2

=M 1

M 2

dimana, M = jumlah molekul gas

Dengan mengacu pada pengertian dari difusi dan efusi, maka untuk jarak tempuh

yang sama Hukum Graham dan Hukum Avogadro dapat digabungkan menjadi :

V 12

V 22=

t 22

t 12=

d2

d1

=M 2

M 1

Jika d2 merupakan densitas dari gas yang akan kita tentukan SG-nya dan d1

merupakan densitas dari udara kering, maka rasio antara d2 dan d1 merupakan nilai SG

dari gas yang nilainya sebanding dengan rasio kuadrat waktu alirnya pada jarak yang

sama dan diukur pada temperatur dan tekanan yang sama.

Pada percobaan ini kita menggunakan alat efusiometer, sehingga SG yang

diperoleh dari hasil perhitungan di atas harus dikoreksi terhadap tekanan uap kering

(W), tekanan ruang (P), dan tekanan rata-rata (p) yang dirumuskan sebagai berikut

SG∗¿( t 2

t 1)

2

+0.627W

P+ p−W [( t 2

t 1)

2

−1]3. Alat dan Bahan

1. Effusiometer + Air

2. Tabung N2 + N2

3. Tabung CO2 + CO2

4. Kompresor

5. Stopwatch

6. Thermometer

4. Data Percobaan

1. Data Referensi

Sample M (gr/mol) SG

N2 28.0134 0.9672

CO2 44.01 1.5196

Gas Kering 28.9625 1

Data literature didapatkan dari appendix A-1, McCain Jr., The Properties of

Petroleum Fluids. Data literature selengkapnya terlampir pada bagian akhir

laporan.

2. Data Tambahan

P ( tekanan ruangan) 10 mmHg

p (tekanan rata-rata) 740 mmHg

W (tekanan uap kering) 0.00274 mmHg

Truang 24 oC

3. Data effusiometer

Jenis ZatWaktu (sekon)

1 2 3 Rata-rataN2 33,67 34,75 33,92 34,11333Udara Kering 60,64 60,62 60,06 60,44

5. Pengolahan Data

a) Pengukuran laju gas dengan menggunakan effusiometer

Perhitungan waktu rata-rata

Udara kering :

t = (60,64 + 60,62 +60,06) / 3 t = 60,44 s

Gas N2 : t = (33,67 + 34,75 + 33,92) / 3 t = 34,11333 s

Perhitungan SG

SGN2 = =( 34,11333

60,44 )2

= 0,3185

Perhitungan BM

BMN2 = SGN2 x BM gas kering

= 0,3185 x 28.964= 9,22 gram/mol

b) Galat SG N2:

Galat=|( DataLiteratur−Perhitungan )

DataLiteratur|×100 %

Galat=|(0 . 9672−0 . 3185 )

0 . 9672|×100%

= 67.07 %

BM N2 :

Galat=|(28 .0134−9.22 )28 . 0134

|×100 % = 67.09 %

Perhitungan dengan faktor koreksiAsumsi Data ruanganP = 12 mmHg T ruang = 25 ˚CP ruang = 750 mmHg P uap = 0.0298 mmHg

SG* = SG*N2= 0,3184

6. Analisis

Inti dari percobaan kali adalah mencari nilai SG gas dengan menggunakan alat

Effusiometer. Seperti yang telah dipaparkan sebelum pada bagian prinsip dasar, alat

ini bekerja berdasarkan prinsip efusi yaitu proses penyamaan keadaan fisik secara

spontan yang terjadi pada celah sempit atau media berpori. Prinsip alat ini dipakai

TN2

dengan tujuan untuk mendapatkan simulasi yang mendekati keadaan reservoir yang

sesungguhnya, dimana gas mengalir pada media berpori. Dalam percobaan ini akan

didapatkan waktu alir pendesakan air dalam tabung B dari batas bawah sampai batas

atas. SG gas yang kita cari dapat ditentukan dengan mengkonversi waktu alir gas yang

kita dapat dari percobaan dengan menggunakan gabungan hukum Graham dan

Avogadro. Secara matematis dapat diperlihatlkan dengan persaamaan berikut :

dsample

ddry gas

=SG=( t sample

t dry gas)

2

Dimana perbandingan densitas sampel dan densitas udara kering (SG) berbanding

lurus dengan perbandingan kuadrat waktu alir semple dan udara kering.

Langkah pertama dalam percobaan kali ini adalah mempersiapkan Effusiometer

dengan Effusiometer harus dikondisikan pada keadaan sekitarnya dengan cara

menghubungkan Effusiometer dan lingkungan. Jika alat sudah siap maka sampel yang

akan diukur SG-nya kita alirkan ke dalam tabung efusi sampai timbul gelembung

pada tabung besar. Setelah itu jalan keluar gas harus ditutup selama kurang lebih 2

menit agar akumulasi sampel gas dalam tabung efusi merata. Langkah berikutnya

adalah membuka jalan kelur sampel gas dan mencatat waktu pengaliran sampel gas

dari batas bawah ke batas atas.

Perlu diperhatikan pula bahwa pencatatan waktu pengaliran sampel gas dalam

tabung efusi harus dilakukan berulang-ulang kali hingga hingga diperoleh waktu

stabil. Jika kita ingin mengganti dengan sampel yang lain, kita harus melakukan

bleach-off dengan sempurna, dengan asumsi bahwa seluruh gas yang dipakai pada

percobaan sebelumnya terbuang seluruhnya dan alat dalam keadaan bersih.

Seperti percobaan-percobaan yang lalu, agar hasil percobaan yang dilakukan

valid maka kita harus mengasumsikan bebrapa keadaan. Untuk percobaan kali ini

asumsi yang digunakan adalah :

a) Sampel yang digunakan bersifat inert, artinya tidak terjadi reaksi antara dengan

air atau antara gas kering dengan fasilitator.

b) Percobaan dilakukan pada kondisi tempertur dan tekana laboratorium yang

konstan.

c) Proses bleach-off dilakukan dengan sempurna tanpa meninggalkan gas yang

dipakai sebelumnya di dalam saluran pipa atau alat.

d) Tidak ada kebocoran pipa pada alat Effusiometer maupun saluran-saluran pipa.

e) Jarak yang ditempuh pada saat pengaliran gas pada tabung efusi sama.

f) Semua alat yang dipakai berfungsi dengan baik.

g) Tidak ada kesalahan paralaks

h) Saat mengukur densitas dengan picnometer, minyak terisi penuh

Dari data yang didapat, semakin besar waktu alir semakin besar pula nilai SG

yang didapat. Hal ini adalah akbat dari pengaruh berat molekul fluida terhadap aliran

fluida. Semakin besar berat molekul suatu fluida maka pengaliran fluida

akanmemerlukan waktu yang lebih lama. Hal ini pula yang mendasari fakta bahwa SG

gas dapat dipakai untuk menyatakan kualitas hidrokarbon dalam industry

perminyakan.

Setelah harga SG didapat, kita perlu megoreksi hasilnya terhadap Tekanan Uap

Kering (W), Tekanan Ruang (P), dan Tekanan Rata-rata (p). Hal ini dilakukan agar

didapat nilai yang lebih akurat dari data literatur. Pengoreksian ini sebenarnya adalah

bentuk penyesuaian hasil perhitungan yang diukur pada keadaan ruang/lab terhadap

data literatur yang diukur pada keadaan atmosfer

Dapat dilihat bahwa galat yang didapat cukup besar yaitu 67.07 . Hal ini terjadi

karena proses bleach-off kurang sempurna. Sehingga diindikasikan ada udara kering

dari percobaan sebelumnya yang tertinggal pada pipa. Pencampuran udara kering dan

gas N2 membuat berat molekul dari campuran menjadi lebih ringan sehingga didapat

hasil perhitungan SG dab BM yang lebih kecil.

7. Kesimpulan

Kesimpulan yang didapatkan dari percobaan ini adalah :

1. SG gas dapat ditentukan dengan prinsip efusi, dimana SG gas yang didefinisikan

sebagai rasio antara densitas sampel dan densitas udara kering berbanding lurus

dengan perbandingan kuadrat waktu alir sampel dan udara kering pada alat

effusiometer.

2. Dari hasil percobaan didapatkan hasil perhitungan SG dan BM sebagai berikut

Sample SG SG*BM

(gr/mol)

N2 0,3185 0,3184 9,22

3. Hubungan antara sifat-sifat fisik gas seperti SG, BM, viskositas, compressibility,

dapat dicari dengan menggunakan korelasi-korelasi dengan memanfaatkan data

temperatur, temperatur pseudocritical, tekanan pseudocrotical, Z factor, dll.

4. Dalam industri perminyakan SG digunakan untuk menyatakan kualitas dari fluida

reservoir.

8. Daftar Pustaka

McCAIN, Wiliam D. Jr. The Properties of Petroleum Fluids. 2nd ed. PennWell

Publishing co. : Tulsa, Oklohama.1990.

Modul 1.”Penentuan Gas Secific Gravity dan Oil Secific Gravity”. TM-2108 ITB

Fluida Reservoir. Semester I 2012/2013.

II. PENENTUAN OIL SPECIFIC GRAVITY

1. Tujuan Percobaan

a) Menentukan crude oil specific gravity

b) Menentukan pengaruh temperatur terhadap crude oil specific gravity

2. Prinsip Percobaan

Specific Gravity (SG) merupakan salah satu parameter yang sangat penting

dalam industri perminyakan. Seperti yang kita ketahui bahwa SG pada dasarnya

menyatakan heaviness dari fluida. Dalam industri perminyakan, heaviness dari

fluida ini adalah salah satu parameter penting yang mempengaruhi aliran fluida

dalam media berpori, dalam hal ini reservoir. Semakin ringan suatu fluida

reservoir, maka secara teoritis fluida itu akan lebih mudah untuk mengalir dalam

raservoir. Atau secara lebih sederhana, fluida itu akan lebih mudah untuk

diproduksikan. Oleh karena itu, dalam dunia perminyakan SG dipakai untuk

menyatakan kualitas dari suatu fluida reservoir.

Jika pada percobaan sebelumnya kita menentukan SG gas, maka pada

percobaan ini akan ditentukan SG dari fluida reservoir yang berfasa liquid, dalam

hal ini adalah oil. Pada percobaan kali ini akan dipakai 2 macam peralatan, yaitu

picnometer dan hydrometer. Prinsip dasar penggunaan picnometer adalah

mencari selisih antara berat picnometer yang berisi sample crude oil dan

picnometer kosong. Densitas dari crude oil dapat ditentukan dengan membagi

selisih berat tadi dengan volume picnometer yang dipakai. Sedangkan prinsip

dasar dari penggunaan hydrometer adalah pembacaan skala API secara langsung

pada saat hydrometer dibenamkan ke dalam sample crude oil. Ada sua tipe

hydrometer, yaitu Plain Type dan Thermo-Hydrometer. Sebenarnya ada satu alat

lagi yang dapat dipakai dalam penentuan SG crude oil, yaitu SG Balance. Akan

tetapi pada percobaan kali ini SG Balance tidak digunakan.

Pemilihan alat untuk menentukan SG crude oil sebenarnya tergantung pada

ketelitian yang ingin kita dapatkan. Hasil pengukuran dengan SG Balance

sebenarnya lebih teliti dan lebih cepat jika dibandingkan dengan picnometer atau

hydrometer, tetapi diperlukan koreksi hasil terhadap temperatur.

3. Alat dan Bahan

a) Hydrometer

a) Picnometer

b) Gelas kimia

c) Gelas ukur

d) Electric heater

e) Thermometer

f) Neraca analitis

g) Sampel crude oil

h) Air

4. Data Percobaan

a) Hydrometer

Sample

oAPI

Minas Serdang Jatibarang Air

Mixture 37.7 37.8 17.9 10.5

b) Picnometer

No Sampel

Massa picnometer Massa picnometer + Volume

kosong (gr) sampel (gr)picnometer

(ml)1 Air 11,82 17,66 5

11,83 17,66 511,83 17,65 5

2 Minyak Serdang 18,92 40,62 2518,91 40,61 2518,95 40,62 25

3 Minyak Minas 18,92 40,58 2518,91 40,58 2518,95 40,57 25

4Minyak jatibarang 25,46 73,3 50

25,46 73,29 5025,45 73,3 50

c) Data literature

pwater = 1 gr/cc (@60oF, 14.67psia)

5. Pengolahan Data

a) Pengukuran spesific gravity sampel dengan Hidrometer Sampel air

˚API rata-rata = 10,5

˚ API=141,5SG

−131,5=10,5

Maka,SG = 0,9964

Sampel minyak : Serdang

˚API rata-rata = 37,8

˚ API=141,5SG

−131,5=37,8

Maka,SG = 0,8358

Sampel minyak : Jatibarang

˚API rata-rata = 17,9

˚ API=141,5SG

−131,5=17,9

Maka,SG = 0,9471

Sampel minyak : Minas

˚API rata-rata = 37,7

˚ API=141,5SG

−131,5=37,7

Maka,SG = 0,8363

b) Pengukuran spesific gravity crude oil dengan Hidrometer

No Sampel

massa rata-rata (gr) massa sampel

(gr)

Densitas (g/cm3)picnometer

kosongPicnometer

+ sampel

1 Air 11,8266666717,6566666

7 5,831,166

2Minyak Serdang 18,92666667

40,61666667 21,69

0,8676

3 Minyak Minas 18,92666667 40,5766666 21,65 0,866

7

4Minyak jatibarang 25,45666667

73,29666667 47,84

0,9568

c) Galat

Galat=|( DataLiteratur−Perhitungan )

DataLiteratur|×100 %

Galat=|(1.166−1 )

1|×100%

= 16.6 %

6. Analisis

Inti dari percobaan kali adalah mencari nilai SG oil dengan menggunakan

alat Hydrometer dan Picnometer. Keduanya dapat digunakan, tetapi pemilihan

alat ini tergantung pada ketelitian yang kita inginkan. Pengukuran hydrometer

jauh lebih cepat dibandingkan pengukuran dengan picnometer karena hasil yang

diperoleh adalah pembacaan langsung oAPI. Sedangka jika kita menggunakan

picnometer kita tidak langsung mendapatkan nilai SG, tetapi perlu dilakukan

proses pembagian massa dengan volum.

Pengukuran dengan hydrometer pada dasarnya hanyalah membenamkan

hydrometer pada sampel crude oil pada gelas ukur. Jika skala API tidak mencapai

sampel, maka ganti hydrometer yang sesuai. sampel lalu membaginya dengan

volume wadah.

Agar hasil percobaan yang kita lakukan valid, maka kita asumsikan

beberapa kondisi, antara lain :

a) Temperatur dan tekanan konstan selama percobaan berlangsung

b) Selama percobaan semua alat dalam kondisi baik

c) Tidak ada kesalahan paralaks

Pada pengukuran SG dengan terdapat galat yang cukup besar. Hal ini

terjadi karena terdapat massa sampel yang mengaup tidak sebanding dengan

perubahan volum, sehingga densitas menjadi lebih besar.

7. Kesimpulan

Dari percobaan ini dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

a) SG crude oil dapat ditentukan dengan menggunakan hydrometer atau

picnometer, pemilihan alat tergantung dengan ketelitian yang

diinginkan.

b) SG crude oil berbanding terbalik dengan peningkatas temperatur,

begitu pula sebaliknya.

8. Daftar Pustaka

McCAIN, Wiliam D. Jr. The Properties of Petroleum Fluids. 2nd ed.

PennWell Publishing co. : Tulsa, Oklohama.1990.

Modul 1.”Penentuan Gas Secific Gravity dan Oil Secific Gravity”. TM-

2108 ITB Fluida Reservoir. Semester I 2012/2013.

9. Kesan dan Pesan

Kesan : percobaan kali ini sangamenarik karena saya mengenal alat

baru yaitu effusiometer. Dalam tes awalnya pun dibuat menarik

dengan kami praktikan sebagai penjual alat yang menawarkan

kelebihan dan prinsip alatnya. Hal ini sangat berkesan bagi saya.

Pesan : menurut saya kalau mengauplod Tp sebaiknya jangan mepet-

mepet waktu hari H. sehingga kami bisa mempersiapkan mengerjakan

jauh-jauh hari.