penentuan gas specific gravity dan oil specific gravity
DESCRIPTION
Praktikum Fluida ReservoirTRANSCRIPT
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.