Density [PDF]

Citation preview

DENSITY / SPECIFIC GRAVITY ASTM D 1298



I.



TUJUAN Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan : 1. Mahasiswa dapat menetukan density, specific gravity atau API-gravity memakai alat hydrometer gelas dari contoh crude oil atau produkproduknya. 2. Mahasiswa dapat megubah hasilnya ke standar temperatur 15⁰C atau 60/60 ⁰F, menggunakan tabel reduksi pada ASTM D 1250.



II.



KESELAMATAN KERJA 1. Hati-hati bekerja menggunakan peralatan-peralatan yang mudah pecah 2. Menggunakan Alat Pelindung Diri yang sesuai



III.



TEORI DASAR 1. Density ( Massa Jenis ) Massa jenis zat ( Density ) adalah pengukuran massa setiap satuan volume. Semakin tinggi massa jenis suatu zat, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3). Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3). 1 g/cm3=1000 kg/m3 Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Rumus untuk menentukan massa jenis adalah



dengan ρ adalah massa jenis, m adalah massa, V adalah volume.



Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3. Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif' Cara untuk menentukan massa jenis : 1. Menentukan massa jenis zat padat a. Menentukan massa jenis zat padat yang bentuknya teratur. Menetukan massa jenis zat yang bentuknya teratur dengan cara menentukan massa benda tersebut dengan cara menimbang benda menggunakan neraca. Kemudian menghitung volume benda tersebut menggunakan rumus volume bangun ruang. Massa jenis benda dapat diketahui dengan cara membagi massa benda dengan volume benda. b. Menentukan massa jenis zat padat yang bentuknya tidak teratur. Untuk menentukan massa jenis zat yang bentuknya tidak teratur , seperti kerikil. Langkah pertama yang harus teman- teman lakukan adalah menentukan massa benda dengan cara menimbang benda tersebut menggunakan neraca. Langkah selanjutnya teman – teman menyediakan gelas ukur, kemudian gelas tersebut di isi dengan air. Teman-teman catat volume gelas ukur tersebut kemudian masukkan kerikil ke dalam gelas ukur dan catat volume gelas ukur setelah diberi kerikil. Hitung volume batu dengan cara mengurangi volume air di dalam gelas ukur setelah diberi kerikil dan volume air sebelum di beri kerikil. Kemudian hitung massa jenis keriki dengan cara membegi massa kerikil dengan volume kerikil. 2. Menentukan massa jenis zat cair Massa jenis zat cair diukur menggunakan hidrometer. Untuk mengetahui massa jenis suatu zat cair dengan cara memasukkan hidrometer ke dalam zat cair yang akan diukur. Hal yang harus diperhatikan saat menggunakan hidrometer adalah semakin dalam hidrometer tercelup maka massa jenis zat cair yang diukur semakin kecil. 2. Massa Jenis Relatif ( Spesific Gravity ) Specific Gravity (SG) merupakan perbandingan densitas suatu fluida terhadap fluida standar (reference). Di dalam proses pengolahan migas, istilah ini banyak dijumpai terutama berkaitan dengan analisis karakteristik atau



spesifikasi feed dan produk. SG suatu fluida dinyatakan dalam angka dengan 4 digit di belakang koma dan tidak bersatuan.



Fluida standar untuk zat cair adalah air dengan densitas 1 g/cm3 atau 1000 kg/m3 (densitas terbesar pada suhu 3,98 degC). Sedangkan untuk gas, fluida standarnya adalah udara dengan berat molekul 28,964 g/mol. SG zat cair diukur dengan hydrometer. Pada pengukurannya, selain menggunakan hydrometer, digunakan juga termometer untuk mengetahui temperatur fluida saat diukur. Hal ini sangat penting karena SG berubah seiring perubahan temperatur. Sebagaimana yang tercantum dalam rumus SG di atas, bahwa SG merupakan perbandingan densitas zat terhadap densitas zat standar. Densitas merupakan perbandingan massa zat dengan volume zat. Volume zat sangat dipengaruhi oleh suhu. Kenaikan suhu akan mengakibatkan pemuaian zat sehingga volumenya bertambah. Dengan demikian densitas zat yang sama pada temperatur yang lebih tinggi akan lebih rendah. Oleh karenanya besarnya SG zat tersebut pun berubah. Guna kepentingan transaksi jual beli, khususnya di bidang migas supaya pembeli dan penjual tidak ada yang dirugikan maka ditetapkan standar SG 60/60 sebagai dasar perhitungan transaksi jual beli. SG 60/60 berarti perbandingan densitas zat pada suhu 60 OF dengan densitas zat standar pada suhu yang sama. Namun kenyataannya, sangat sulit mengkondisikan suhu



pengukuran tepat pada 60 OF. Oleh karena itu pengukuran dilakukan pada suhu ruangan (berapapun) yang nantinya hasil pengukuran tersebut dikonversi ke SG 60/60 dengan suatu koreksi suhu. Perhitungan SG terkoreksi juga dapat dilakukan dengan menggunakan tabel sebagai berikut.



Tabel di atas merupakan tabel koreksi SG tiap derajat Fahrenheit. Penggunaannya menggunakan rumus sebagai berikut. Untuk nilai koreksi pada rentang di luar yang terdapat di tabel dapat dilakukan ekstrapolasi.



Sehingga nanti akan didapatkan nilai SG 60/60 yang dapat dipakai dalam transaksi saat jual beli 3. API Gravity Derajat API (API Gravity) merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan berat jenis minyak dan digunakan sebagai dasar klasifikasi minyak bumi yang paling sederhana. Hubungan berat jenis dengan derajat API adalah saling berkebalikan. Makin kecil berat jenis minyak bumi atau makin tinggi derajat APInya, makin berharga minyak bumi itu karena lebih banyak mengandung bensin. Tinggi rendahnya berat jenis minyak bumi juga berpengaruh pada viskositasnya. Pada umumnya semakin tinggi derajat API atau makin ringan minyak bumi tersebut, makin kecil viskositasnya. Tinggi rendahnya derajat API juga berpengaruh pada titik didih minyak bumi, kalau API Gravity minyak bumi rendah, maka titik didihnya tinggi. Demikian sebaliknya kalau derajat APInya tinggi, maka titik didihnya rendah, dan juga lebih mudah terbakar atau mempunyai titik nyala yang lebih rendah daripada yang derajat APInya rendah. Ternyata terdapat hubungan antara berat jenis dengan nilai kalori minyak bumi, pada umumnya minyak bumi dengan API



tinggi menghasilkan kalori yang lebih kecil daripada minyak bumi dengan API lebih rendah.



IV.



V.



BAHAN DAN PERALATAN a. Bahan 1. Kerosine 2. Minyak Solar b. Peralatan 1. Hydrometer standar : 3. Gelas Silinder 4. Constant-Temperatur a. Skala Density Bath b. Skala SG c. Skala API-gravity 2. Thermometer ASTM 12 C atau F LANGKAH KERJA a. Langkah Kerja Pengukuran Density 15 ⁰C 1. Atur suhu contoh sesuai dengan jenis contoh yang akan diuji 2. Tuangkan contoh uji kedalam gelas silinder, hilangkan adanya gelembung udara dengan diaduk menggunakan thermometer secara perlahan. 3. Tempatkan gelas silinder yang telah berisi contoh uji pada tempat yang datar, bebas pengaruh goncangan dan pengaruh udara luar. 4. Lakukan pengukuran temperatur menggunakan Thermometer Skala ⁰C, baca dan catat suhu contoh uji. 5. Masukkan dengan perlahan hidrometer DENSITY yang sesuai kedalam contoh uji. 6. Apabila hidrometer sudah terapung dengan bebas baca skala hidrometer, dicatat sebagai ‘Density Pengamatan’ (Observerd Density) 7. Keluarkan hydrometer, kemudian lakukan pengukuran temperatur, baca dan catat suhu contoh uji. Apabila perbedaan suhu dari kedua pengamatan tidak melampaui 0,5 ⁰C hasil rerata dicatat sebagai ‘Suhu Pengamatan’ (Observed Temperature)



8. Untuk merubah Density Pengamatan ke DENSITY 15 ⁰C dikoreksi menggunakan Tabel 53 A atau 53 B dari Petroleum Measurement Tables ASTM D-1250—80 b. Langkah Kerja Pengukuran SG 60/60 ⁰F 1. Atur suhu contoh sesuai dengan jens contoh yang akan diuji. 2. Tuangkan contoh uji kedalam gelas silinder, hilangkan adanya gelembung udara dengan diaduk menggunakan thermometer secara perlahan. 3. Tempatkan gelas silinder yang telah berisi contoh uji pada tempat yang datar, bebas pengaruh goncangan dan pengaruh udara luar. 4. Lakukan pengukuran temperature menggunakan Thermometer Skala ⁰F, baca dan catat suhu contoh uji. 5. Masukkan dengan pelan-pelan hidrometer SG yang sesuai kedalam contoh uji. 6. Apabila hidrometer sudah terapung dengan bebas baca skala hidrometer dan thermometer, lalu dicatat sebagai SG pengamatan. 7. Keluarkan hydrometer, kemudian lakukan pengukuran temperatur, baca dan catat suhu contoh uji. Apabila perbedaan suhu dari kedua pengamatan tidak melampaui suhu contoh uji. Apabila perbedaan suhu dari kedua pengamatan tidak melampaui 0.5⁰C rerata dicatat sebagai ‘Suhu Pengamatan’ (Observed Temperature) 8. Untuk merubah SG pengamatan ke SG 60/60⁰F dikoreksi menggunakan Tabel 23 A atau 23 B dari Petroleum Measurement Tables ASTM D-1250-80 9. Untuk merubah SG 60/60⁰F ke Density 15⁰C atau ⁰API Gravity pada 60⁰F gunakan tabel 21. c. Langkah Kerja Pengukuran API Gravity 60 ⁰F 1. Atur suhu contoh sesuai dengan jenis contoh yang akan diuji 2. Tuangkan contoh uji kedalam gelas silinder, hilangkan adanya gelembung udara dengan diaduk menggunakan thermometer secara perlahan. 3. Tempatkan gelas silinder yang telah berisi contoh uji pada tempat yang datar, bebas pengaruh goncangan dan pengaruh udara luar. 4. Lakukan pengukuran temperatur menggunakan Thermometer Skala ⁰F, baca dan catat suhu contoh uji.



5. Masukkan dengan perlahan hidrometer API Gravity yang sesuai kedalam contoh uji. 6. Apabila hidrometer sudah terapung dengan bebas baca skala hidrometer, dicatat sebagai ‘Density Pengamatan’ (Observerd Density) 7. Keluarkan hydrometer, kemudian lakukan pengukuran temperatur, baca dan catat suhu contoh uji. Apabila perbedaan suhu dari kedua pengamatan tidak melampaui 0,5 ⁰C hasil rerata dicatat sebagai ‘Suhu Pengamatan’ (Observed Temperature) 8. Untuk merubah API Gravity menjadi API Gravity 60 ⁰F dikoreksi menggunakan Tabel 5 A VI.



KETELETIAN



VII.



HASIL PENGAMATAN DAN ANALISIS



1. Hasil pengamatan A. Density 150C dan SG 60/60 oF Suhu No Density Suhu akhir Awal 1 28,00 C 0,8430 28,00 C 2 28,10 C 0,8435 28,10 C Rata - rata 28,10 C 0,8433 28,10C Tabel 1. Pengamatan pada sampel Minyak Solar -



Hasil Konversi Density berdasarkan Tabel 53 dan 53B Density Suhu normal 0,8433



Density 150C ( konversi )



SG 60/60



T 53



T 53B



T 53



T 53B



0,8520



0,8523



0,8524



0,8527



Tabel 2. Hasil Konversi Density sampel



A. Konversi tabel 53 Density Suhu



0,8430



0,8440



28,0 0,8516 0,8526 28,5 0,8519 0,8529 Tabel 3. Nilai Konversi pada table 53 > 28,1 – 28,0 = x – 8516 28,5 – 28,0 0,8519 – 0,8516 0,1 = x – 8516 0,5 0,0003 0,2 . 0,0003 = x – 8516 x = 0,85166 = 0,8517



> 28,1 – 28,0 = x – 0,8526 28,5 – 18,0 0,8529 – 0,8526 0,2 = x – 0,8526 0,0003 x = 0,8526 + 0,0006 x = 0,85266 = 0,8527



-



Density pada suhu 28,10C Range density pada suhu 28,10C adalah 0,8517 – 0,8527



-



Density pada suhu 150C > 0,8433 – 0,8430 = x – 0,8517 0,8440 – 0,8430 0,8527 – 0,8517 0,0003 = x – 0,8517 0,001 0,001 x = 0,8520



B. Konversi Density 150C pada Tabel 53 B Density 0,8430 0,8450 Suhu 28,0 0,8520 0,8539 28,25 0,8521 0,8541 Tabel 4. Nilai Konversi pada table 53 B - Hasil density sudah dibagi 100 > 28,1 – 28,0 = x – 0,8520 28,25 – 28,0 0,8521 – 0,8520 0,1 = x– 0,8520 0,25 0,0001 0,4 x 0,0001 = x – 0,8520 x = 0,85204 = 0,8520 -



> 28,1 – 28,0 = x – 0,8539 28,25 – 28,0 0,8541 – 0,8539 0,1 = x – 0,8539 0,25 0,0002 0,4 x 0,0002 = x – 0,8539 x = 0,8539 x = 0,8540



Range density pada suhu 28,10C adalah 0,8520 – 0,8540 Density pada suhu 150C > x – 0,8520 = 0,8433 – 0,8430 0,8540 – 0,8510 0,8450 – 0,8430 x – 0,8520 0,002



= 0,0003 0,002 x = 0,8523



C. SG 60/60 Density 150 C SG 60/60 0,852 0,8524 0,853 0,8534 Tabel 5. Nilai Konversi pada table 51 - Berdasarkan tabel 53 0,8520 = 0,8524 - Berdasarkan tabel 53B x – 0,8524 = 0,8523 – 0,8520 0,8534 – 0,8524 0,8530 – 0,8520 x – 0,8524 = 0,0003 0,001 0,001 x = 0,8527



b. API Gravity 60 oF - Tabel Hasil Pengukuran API Density Pengujian Suhu Awal ( 0F ) API Density Ke



Suhu Pengukuran



1



84



35,7



84



2



84



35,8



84



Rata-Rata



84



35,75



84



Tabel 6. Hasil Pengukuran API Gravity Crude Oil Ledok - Tabel API 60/60 pada tabel 5A API Suhu 84,0



35,5



36,0



33,57



34,2



Tabel 7. Nilai Konversi pada table 5 A



- Perhitungan



--->



𝑥−33,75



34,2−33,75 𝑥−33,75 0,5



= =



35,75−35,5 36,0−35,5 0,25 0,5



𝑥 = 33,95 2. Analisis Kerapatan Atau Densitas dipengaruhi oleh suhu. Densitas adalah massa per satuan volume suatu zat pada suhu tertentu. Densitas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu dinaikkan maka densitasnya akan turun karena terjadi penguapan. Jika suhu diturunkan maka densitasnya akan naik karena terjadi penyusutan. kecil berat jenis minyak bumi atau makin tinggi derajat APInya Jika diperoleh hasil uji untuk SG 60/60 oF minyak solar adalah 0,820 – 0,870, atau Density 15 oC adalah 0,815 – 0,870, maka minyak solar itu tidak terkontaminasi. Perbedaan nilai Density pada minyak solar dapat disebabkan karna komposisi hidrokarbon penyusun minyak tersebut. Jika hasil uji yang rendah daripada standard, maka minyak solar tersebut : – terkontaminasi oleh fraksi ringan – mengandung banyak senyawaan parafin Dan jika hasil uji yang rendah daripada standard, maka minyak solar tersebut – terkontaminasi oleh fraksi berat – mengandung banyak senyawaan naften dan aromat Dari hasil yang diperoleh, maka dapat dikatakan bahwa Sampel Minyak Solar yang kita uji memenuhi standard, karena nilai dari SG 60/60 oF dan Density 15 oC masih memasuki range yang telah ditentukan.



VIII. KESIMPULAN Setelah dilakukan Praktikum, maka didapat hasil dari Density 150C dan SG 60/60 oF Minyak Solar sesuai dengan table berikut ( Tabel 2. )



Density Suhu normal 0,8433



Density 150C ( konversi )



SG 60/60



T 53



T 53B



T 53



T 53B



0,8520



0,8526



0,8524



0,8530



Tabel 2. Hasil Konversi Density sampel Minyak Solar Serta hasil dari API 60 / 60 oF yang didapat dari praktikum adalah API Suhu Normal ( 84 oF )



API 60 / 60 oF



35,75



33,95



Tabel 8. Hasil Konversi API sampel Crude Oil Ledok IX. SARAN Adapun saran yang praktikan berikan pada praktikum pengujian Density dan API Gravity yaitu : 1. Gunakan alat pelindung diri yang sesuai dengan pengujian 2. Bekerjalah dengan keadaan alat yang bersih dan kering karena kontaminasi air dapt menyebabkan terganggunya pengukuran dan pengujian terhadap minyak dan crude oil 3. Bekerjalah sesuai dengan SOP atau prosedur kerja yang telah diberikan secara hati hati dan teliti 4. Saat pengukuran Density dan API, pastikan bahwa hydrometer dalam keadaan yang stabil dan tepat berada pada bagian tengah



X. DAFTAR PUSTAKA   



STEM Akamigas, 2015. Modul Praktikum Minyak Bumi. STEM Akamigas; Cepu Haryono (ed), 2013. Kumpulan Spesifikasi BBG & BBM. STEM Akamigas; Cepu Ayub Pagirik. Signifikasi Pengujian Minyak Solar . ( Accessed On April 2015).



LAMPIRAN 1. Gambar Proses



Gambar 1. Proses Pengukuran sampel



Gambar 2. Hidrometer yang digunakan 2. Flow Chart Prosedur Kerja a) Langkah kerja pengukuran density 150C Siapkan bahan dan peralatan yang akan digunakan



Masukkan Larutan uji kedalam gelas ukur dan ukur temperature menggunakan thermometer ASTM 12 C



Setelah diukur temperature, masukkan hydrometer density ke dalam gelas silinder dan usahakan hodrometer density berada di tengah dan tidak menyentuh dinding gelas silinder



Setelah hydrometer density terapung catat hasil density (observed density) kemudian ukur kembali temperature dan density larutan sesuai langkah sebelumnya



Setelah di dapat density pengamatan dan suhu pengamatan maka konversi ke density 150C menggunakan table ASTM D-1250-80



b) Langkah Kerja Pengukuran SG 60/600F Siapkan bahan dan peralatan yang akan digunakan



Masukkan Larutan uji kedalam gelas ukur dan ukur temperature menggunakan thermometer ASTM 12 O F



Setelah temperature terukur maka masukkan hydrometer SG ke dalam gelas silinder dan usahakan hodrometer density berada di tengah dan tidak menyentuh dinding gelas ukur



Setelah hydrometer SG yang catat hasil SG (observed SG) kemudian ukur kembali temperature dan SG larutan uji



Untuk merubah SG 60/60⁰F ke Density 15⁰C atau ⁰API Gravity pada 60⁰F gunakan tabel 21



Setelah di dapat SG pengamatan dan suhu pengamatan maka SG pengamatan dikonversi ke SG 60/60⁰F dan dikoreksi menggunakan Tabel 23 A atau 23 B dari Petroleum Measurement Tables ASTM D-1250-80



c) Langkah Kerja Pengukuran API Gravity Siapkan bahan dan peralatan yang akan digunakan



Masukkan Larutan uji kedalam gelas ukur dan ukur temperature menggunakan thermometer ASTM 12 O F



Setelah temperature terukur maka masukkan hydrometer API ke dalam gelas silinder dan usahakan hodrometer density berada di tengah dan tidak menyentuh dinding gelas ukur



Setelah hydrometer APIyang catat hasil API (observed API) kemudian ukur kembali temperature dan API larutan uji



Setelah di dapat API pengamatan dan suhu pengamatan maka API pengamatan dikonversi ke API 60⁰F dan dikoreksi menggunakan Tabel 5 A dari Petroleum Measurement Tables ASTM D1250