web viewmerupakan komponen yang terbesar yaitu 95-98%. rumus umum untuk gas hidrokarbon jenis...
TRANSCRIPT
BAB III
GAS NYATA
A. Compressibility Factor
Gas alam (natural gas) adalah campuran gas hidrokarbon
dengan pengotor yang berupa nitrogen (N2), hidrogen sulfida (H2S)
dan karbon dioksida (CO2). Sebelum gas alam ini dimanfaatkan
sebagai bahan bakar harus dikeluarkan dahulu zat pengotor
tersebut.
Umumnya gas hidrokarbon terdiri dari metana (CH4), etana
(C2H6), propana (C3H8), butana (C4H10), pentana (C5H12), dan
sejumlah kecil heksana (C6H14), heptana (C7H16) serta gas
hidrokarbon berat lainnya.
Untuk gas yang digunakan sebagai bahan bakar (fuel), CH4
merupakan komponen yang terbesar yaitu 95-98%. Rumus umum
untuk gas hidrokarbon jenis parafin adalah CnH2n+2 , dimana n
adalah banyaknya ikatan atom karbon (C).
Pada hakekatnya gas alam tidak bersifat gas ideal, tetapi
bersifat gas nyata (real gas). Hal ini disebabkan oleh adanya faktor
penyimpangan gas atau faktor penyimpangan gas (compressibility
factor).
III-1
PV = z n R T
z = faktor penyimpangan gas
z=Volume gas sebenarnya
Volume gas ideal
Pengukuran sifat gas dapat dilakukan melalui test PVT
(pressure-volume-temperature), dimana test ini menyangkut
hubungan V terhadap P dan T. Pada test PVT tentunya harga
jumlah mole gas diketahui, yaitu : melalui pengukuran pada kondisi
P dan T standar (P = 14,7 psia dan T = 60 0F). Misalnya volume pada
kondisi P, T standar adalah 45.000 cm3 atau setara dengan 1,59 cuft.
n=PVRT
=(14 ,7 )(1 ,59)
(10 ,73)(60+460)=4 ,19x 10−3 lb-mole
Tabel III.1 di bawah ini merupakan contoh hasil eksperimen
yang memberikan hubungan PV untuk berbagai variasi untuk harga
T = 160 0F = 620 0 R. Dalam eksperimen ini diambil jumlah mole gas
adalah sebesar 4,19 x 10-3 lb-mole, yaitu disesuaikan terhadap 45.000
cm3 gas pada kondisi P, T standar.
Contoh :
Kondisi standar : P1 = 14,7 psia; T1 = 60oF = 520oR; V1 = 1,59 cuft
Percobaan : P2 = 300 psia; T2 = 160oF = 620oR; V2 = 8,93 x 10-2 cuft
Menentukan V2 = Videal dengan persamaan Boyle dan Charles
III-2
P1V 1
T 1=P2V 2
T 2=P2V ideal
T 2
V ideal=( P1
P2)(T2
T1)V 1=(14 ,7
300 )(620520 )1 ,59=9 ,29 x10−2 cuft
Menentukan Z
P2V 2=ZnRT2
Z=P2V 2
nRT 2=
(300 )(8 ,93x 10−2 )(4 ,19 x10−3 )(10 ,73 )(620)
=0 ,9612
Tabel III.1
Contoh Hasil Eksperimen
Pengukuran Volume Gas
Data Percobaan Videal
(cuft) ZP (psia) V (cuft)
300 8,93 x 10-2 9,29 x 10-2 0,9612
750 3,40 x 10-2 3,72 x 10-2 0,9140
1500 1,60 x 10-2 1,86 x 10-2 0,8602
2500 0,936 x 10-2 1,11 x 10-2 0,8432
4000 0,0636 x 10-2 0,697 x 10-2 0,9125
5000 0,0553 x 10-2 0,557 x 10-2 0,9928
III-3
6000 0,0502 x 10-2 0,464 x 10-2 1,0819
Catatan : Videal dihitung berdasarkan persamaan Boyle dan Charles.
Faktor kompresibilitas gas merupakan fungsi dari pseudo
reduced pressure, Pr dan pseudo reduced temperature, Tr.
z= f (Pr ,T r )
Untuk gas-gas murni yang mempunyai berat molekul (M) yang
hampir bersamaan dan mempunyai sifat fisik yang hampir
bersamaan pula, berlaku hukum Law of Corresponding State, yang
berbunyi : Perbandingan antara setiap intensive properties terhadap
harga tersebut pada titik kritis adalah fungsi dari :
T r=
TT c
dan Pr=PPc
Tc = temperatur kritis
Pc = tekanan kritis
Hubungan Z terhadap Pr dan Tc dapat dilihat pada grafik
korelasi gambar 3.1 dan gambar 3.2. Sedangkan tabel III.2 adalah
data fisik komponen-komponen gas.
Apabila nilai Z < 1 artinya gas bersifat mudah mampat dan
untuk nilai Z > 1 berarti gas bersifat mudah mengembang. Untuk gas
ideal tentunya nilai Z = 1.
III-4
Tabel III.2
Komponen Gas dan Data Fisik
Gas Rumus M Pc (psia) Tc (0R)
Metana CH4 16,04 673,1 343,2
Etana C2H6 30,07 708,3 549,9
Propana C3H8 44,09 617,4 666,0
Iso butana C4H10 58,12 529,1 734,6
n-butana C4H10 58,12 550,1 765,7
Iso-pentana C5H12 72,15 483,5 829,6
n-pentana C5H12 72,15 489,8 846,2
n-heksena C6H14 86,17 440,1 914,2
n-heptena C7H16 100,2 395,9 972,4
n-oktana C8H18 114,2 362,2 1024,9
n-nonana C9H20 128,3 334 1073
n-decana C10H22 142,3 312 1115
Karbon dioksida CO2 44,01 1070,2 547,5
Hidrogen Sulfida H2S 34,08 1306,5 672,4
Nitrogen N2 28,02 402,2 227,0
Hidrogen H2 2,016 189,0 59,8
Oksigen O2 32,00 736,9 278,6
Sumber : Craft & Hawkins ”Applied Petroleum Reservoir”
III-5
Gambar 3.2
Faktor Kompresibilitas Gas Untuk Pr Rendah
Cara lain untuk menentukan faktor kompresibilitas gas
ini adalah dengan menggunakan persamaan empiris Brill &
Beggs (1974), sebagai berikut ini :
Z=A+ 1−AeB
+CxPrD
¿ A=1,39 (T r−0 ,92 )0,5−0 ,36T r−0 ,10
¿B=(0 ,62−0 ,23T r )Pr+(−0 ,037+ 0 ,066T r−0 ,86 )P r
2+0 ,32 Pr
6
10E
¿C=0 ,132−0 ,32 log (T r)
¿D=10F
¿ E=9 (T r−1 )
¿ F=0 ,3106−0 ,49T r+0 ,1824T r2
III-8
Contoh soal : Data gas pada P = 3250 psia dan T = 213oF
Komponen Gas Fraksi mole (n)
CH4 0,8612
C2H6 0,0591
C3H8 0,0358
C4H10 0,0172
C5H12 0,0050
CO2 0,0010
N2 0,0207
Total 1,0000
Hitunglah : SG dan z
Solusi :
III-9
Komponen
Gas n
Tabel III.2 Hasil hitungan
M Pc Tc nM nPc nTc
C1
C2
C3
C4
C5
CO2
N2
0,8612
0,0591
0,0558
0,0172
0,0050
0,0010
0,0207
16,04
30,07
44,09
58,12
72,15
44,01
28,02
673,1
708,3
617,4
550,1
489,8
1070,2
402,2
342,2
549,9
666,0
768,7
846,2
547,5
227,0
13,81
1,78
1,58
1,00
0,36
0,04
0,58
579,59
41,84
22,08
9,46
2,45
1,07
10,18
295,34
32,51
23,84
13,18
4,23
6,55
4,70
∑ 19,15 666,67 374,45
SG=∑ nMM ud
=19 ,1528 ,97
=0 ,661
Pr=P
∑ nPc
=3250666 ,67
=4 ,87
T r=T
∑ nT c
=(213+460 )374 ,45
=1 ,80
III-10
Untuk Pr = 4,87 dan Tr = 1,80 (Gambar 3.1) didapatkan
nilai Z = 0,91.
B. Sifat Fisik Hidrokarbon Gas
Gas adalah tahapan dimana molekul bergerak bebas secara
sembarang, sehingga membuat zat mengembang tak terbatas.
Namun, gas juga memiliki karakteristik penting yang lain yaitu
kompressibilitasnya. Ketika udara dijebakkan dalam silinder
kompresor, dikompresikan dan kemudian dilepaskan.
TABEL III.33)
KOMPONEN GAS ALAM DAN SIFAT ALAM
(PADA 600F @ 14,969 Psia)
III-11
Molar Mass MolarBerat Molekul Mass Ratio
( M )Hidrogen H2 2,0159 0,0696 61022 324,2 286,2Helium He 4,0026 0,1382 0 0Air H2O 18,0153 0,62202 1062 50,312 44,5Karbon monoksida CO 29,01 0,96723 4342,4 320,5 282,9Nitrogen N2 28,0134 0,96723 0 0Oksigen O2 31,9988 1,1048 0 0Hidrogen Sulfida H2S 39,948 1,1769 0 637,1 562Karbondioksida CO2 44,01 1,51955 0 0Udara 28,9625 1 0 0 0,005Metana CH4 16,043 0,55392 23891 1010 891,5Etana C2H6 30,07 1,03824 22335 1769,7 1562,2Propana C3H8 44,097 1,52256 21654 2516,1 2221Iso-Butana C4H10 58,123 2,00684 21233 3251,9 2870,6n-Butana C4H10 58,123 2,00684 21300 3262,3 2879,7Iso-Pentan C5H12 72,15 2,49115 21043 4000,9 3531,5n-Pentana C5H12 72,15 2,49115 21085 4008,9 3538,5Heksana C6H14 86,177 2,97547 20944 4755,9 4198,2Heptana C7H16 100,204 3,45978 20839 5502,5 4857Oktana C8H18 114,231 3,9441 20760 6248,9 5516Nonana C9H20 128,258 4,42842 20700 6996,5 6175,6Decana C10H22 142,285 4,91273 20652 7742,9 6834,8
KOMPONEN FORMULAIdeal Gross Heating value
Kj/molBtu/lbm Btu/scf
Masing-masing hidrokarbon ini memiliki sifat yang berbeda
dengan hidrokarbon yang lain. Beberapa sifat fisik hidrokarbon
golongan parafin ditunjukkan pada tabel di bawah ini ( Tabel III.4 ).
TABEL III.43)
SIFAT FISIK HIDROKARBON GOLONGAN PARAFIN
III-12
KOMPONEN C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 n-C6
Mr 16,04 30,07 44,1 58,12 58,12 72,15 72,151 86,18Kompresibilitas ( Z ) 0,29 0,29 0,28 0,28 0,72 0,27 0,27 0,26Titik Didih ( atm, °F ) -258,7 -127 -43,8 10,78 31,08 82,12 96,92 155,7Titik Beku ( atm, °F ) -296,4 -297 -306 -255 -217,01 -256 -201,5 139,6Temperatur Kritis ( °F ) -116,6 89,92 206 274,5 305,6 369,1 385,8 453,6Tekana Kritis ( psia ) 666,4 705,5 616 527,9 550,6 490,4 488,6 436,9Kalor Penguapan 219,4 211,1 183 157,2 165,9 147,1 153,6 143,9Densitas Cairan( 60 °F, 147 psia )Realatif ( terhadap air ) -0,3 0,356 0,507 0,563 0,584 0,625 0,632 0,664Absolut ( lbm/gal ) 300 357,8 507,8 563,2 584,2 624,4 631 663,8Densitas Gas( 60 °F, 147 psia )Realatif ( terhadap air ) 0,553 1,038 1,522 1,522 2,007 2,007 2,491 2,975Absolut ( lbm/cuft ) 42,28 79,24 116,2 116,2 153,2 153,2 190,1 227,1Volume( 60 °F, 147 psia )cairan ( gal/lb-mol ) 6,4 10,13 10,43 12,39 11,94 13,85 13,7 15,57cuft gas/gal cairan 59,1 37,48 36,48 30,64 31,79 27,39 27,7 24,37Kalor PembakaranGross, ( 14,7 psia )Btu/lb cairan - 22181 21489 21079 21136 20891 20923 20783Btu/lb gas 23891 22332 21653 2131 21299 21043 21085 20942
Beberapa sifat fisik hidrokarbon antara lain :
1. Temperatur
2. Tekanan
3. Gravity
4. Miskibilitas
5. Fasa Kesetimbangan
6. Tekanan Uap
7. Titik Didih
8. Titik Hidrat
9. Kapasitas Panas
10 .Flammabilitas
11. Kelarutan
1. Temperatur
Ada dua skala yang digunakan secara luas yaitu skala Celcius
dan skala Fahrenheit. Pada skala Fahrenhenit, titik beku dan titik
didih masing-masing dinyatakan oleh angka 32 dan 212, dengan 180
pembagian skala diantaranya. Pada skala Celcius, titik es dan titik
III-13
didih masing-masing dinyatakan sebagai titik 0 dan 100 dengan
pembagian skala sebanyak 100.
o F=95
( oC )+32
o C=59{(o F )−32}
o K=o C+273 ,15
o R=o F+459 ,67
Masing-masing hidrokarbon memiliki sifat yang disebut
temperature kritas, jika hidrokarbon memiliki temperature lebih
besar dari temperature kritisnya, maka hidrokarbon tidak akan
dapat mencair. Jika temperature hidrokarbon lebih rendah dari
pada temperature kritisnya, maka hidrokarbon tersebut mungkin
menjadi uap (vapour) atau cair (liquid), tergantung pada tekanannya.
2. Tekanan
Tekanan P pada suatu titik di dalam fluida yang berada dalam
keseimbangan besarnya sama kesegala arah, akan tetapi untuk zat
cair yang pekat dan dalam keadaan bergerak, tekanan terhadap
kedudukan bidang bervariasi akan merupakan hal yang sangat
penting.
III-14
Tekanan absolut umumnya diperhatikan dalam
termodinamika, yaitu tekanan total yang mengenai sistem pada batas
sistem. Pembacaan tekanan absolut merupakan penjumlahan
tekanan atmosfer dan pembacaan tekanan relatif, jadi :
Pabsolut = Prelatif + Patmosfer
Dalam praktek, tekanan diukur dengan menggunakan
pengukur tekanan bourdon atau manometer fluida, karena tekanan
menurut prinsip hidrostatik berbanding langsung dengan tinggi
cairan dalam manometer, yaitu :
ΔP=ρ .g .hρ = rapat massa
h = ketinggian kolom fluida
g = percepatan gravitasi
Sehingga tekanan dapat dinyatakan dalam satuan panjang kolom
fluida, misalnya milimeter air raksa atau meter kolom air. Beberapa
konversi satuan tekanan yang penting :
1 atm ( atmosfir standard ) = 1,01325 x 106 ( dyne/cm3 ) =
14,6959 ( lbf/in2 )
1 mikro air raksa ( Hg ) = 1 x 10 -3 ( mmHg ) = 1,933 x 10-5
( lbf/in ) = 105 ( N/m2 )
1 atmosfir = 1,01325 bar = 101,325 x 105 N/m2
III-15
Tekanan hidrokarbon yang berada di dalam tangki umumnya
ditunjukkan oleh pengukur tekanan yang disebut gauge pressure.
Gauge pressure disingkat dalam psig, atau pounds per square inch
gauge. Untuk mendapatkan tekanan absolut harus dihitung dengan
memberi tekanan atmosfer (psia), dimana tekanan atmosfer pada
ketinggian laut adalah 14,7 psia, dan akan semakin berkurang
dengan kenaikkan pada permukaan laut. Masing-masing
hidrokarbon memiliki sifat yang disebut tekanan kritis. Tekanan
kritis sangat penting dalam proses gas, karena campuran liquid harus
di bawah tekanan kritis agar dapat dipisahkan.
3. Gravity
Gravity adalah berat dalam fluida dalam hal ini hidrokarbon.
Berat cairan hidrokarbon seperti minyak, propana dan gasoline
diukur dalam API gravity. Cairan yang lebih ringan akan lebih tinggi
API Gravitynya. Kadang-kadang berat diukur dalam specific gravity
dimana merupakan perbandingan berat fluida terhadap berat yang
lain dan umumnya specific gravity dibandingkan dengan specific
gravity air. Specific gravity gas biasanya dibandingkan dengan specific
gravity udara dan specific gravity gas ini dapat bernilai kurang atau
lebih dari satu.
1. Berat Cairan
a. Relative density/Specific Gravity
Relative density cairan didefinisikan sebagai perbandingan
massa jenis cairan dengan massa jenis air pada keadaan tekanan dan
III-16
temperature standar (14,7 Psia, 600F). relative density air adalah 1.
Propana ± 0,5, minyak mentah 0,85, gasoline 0,75, glikol 1,12, baja 7,9
dan mercury 13,6.
b. API Gravity
Relatif density rendah berarti cairan ringan. API Gravity yang
rendah berarti berat dan API Gravity tinggi dapat berarti lebih
ringan. Air dengan API Gravity 10, gasoline 50, dan propane kira-
kira 150. Hubungan antara API Gravity dengan massa jenis (Relative
Density) adalah sebagai berikut :
o API=141 .5γ g
−135
2. Berat Uap
Berat uap hidrokarbon diukur dengan membandingkan berat
hidrokarbon terhadap udara. Relative density udara adalah 1,0. Gas
yang lebih ringan dari pada udara akan memiliki relative density
kurang dari 1,0. kebanyakan gas alam memiliki relative density dari
0,6 sampai 0,65. Relatif density/specific gravity didefinisikan sebagai
perbandingan antara massa jenis gas dengan massa jenis udara pada
keadaan tekanan dan temperatur standard (14,7 Psia, 600F).
SG=
ρgρud
SG = Specific gravity gas
III-17
ρg = massa jenis gas
ρud = massa jenis udara
ρg=
WV
=M gPRT
ρud=M ud
PRT
SG=M g
Mud=
M g
28 ,97
Mg = berat molekul gas
4. Miskibilitas ( Miscibility )
Miskibilitas ( Miscibility ) merupakan sebuah karakteristik
dimana terdapatnya dua buah cairan atau lebih tercampur dalam
suatu proses pemisahan, misalnya jika gasoline dan butana
dimasukkan ke dalam tangki yang sama, mereka tidak akan terpisah
walaupun butana lebih ringan dari pada gasoline. Semua
hidrokarbon dalam gas plant adalah miscible, mereka akan
tercampur antara satu dengan yang lain. Namun hidrokarbon tidak
akan tercampur dengan fluida seperti air, glikol atau
monoetanolamin (MEA).
5. Tekanan Uap
III-18
Tekanan uap ( Vapour Pressure ) cairan hidrokarbon akan
tergantung pada temperatur dan komposisi cairan. Tekanan uap
campuran akan seimbang jumlahnya pada tekanan uap masing-
masing komponen dikali persen komponen dalam campuran.
Tekanan adalah kecepatan untuk menggerakkan molekul. Ketika
tekanan separator tinggi, molekul akan bergerak dengan cepat dan
membentuk dinding separator.
Molekul dalam separator yang beroperasi pada tekanan
rendah akan bergerak secara perlahan dan tidak terjadi tumbukan
dengan dinding vessel. Molekul bergerak pada nilai yang berbeda
untuk masing-masing hidrokarbon. Pergerakan molekul akan
menurun dengan bertambahnya jumlah masing-masing atom
karbon. Hidrokarbon dengan atom karbon (metana) memiliki
pergerakan molekul sangat tingi sehingga memiliki tekanan uap yang
sangat tinggi. Bertambahnya jumlah atom karbon, mengurangi
tumbukan dan tekanan uap merendah.
Tekanan uap diubah dengan menaikkan atau menurunkan
temperatur. Masing-masing komponen harus dapat diukur pada
temperatur yang sama untuk membandingkan tekanan uap pada
komponen yang berbeda. Tekanan uap n-pentana pada 2580F adalah
145 psi dimana juga merupakan tekanan uap propana pada 810F.
Tekanan uap propana dapat dibandingkan dengan tekanan uap n-
pentana dengan memberi temperatur yang sama. Tekanan produk
minyak umumnya diukur pada 1000F.
Kita dapat mengetahui tekanan uap dalam dua cara :
III-19
1. Tekanan dalam vessel yang berisi cairan
Ukuran tekanan yang dibaca adalah tekanan uap cairan pada
temperatur di dalam wessel.
2.Tekanan uap pada produk cair, seperti propana atau butana
dimana umumnya diukurnya pada 1000F.
Salah satu aplikasi penting tekanan uap adalah penetapan
tekanan operasi pada rangkaian yang digunakan dalam proses plant.
6. Titik didih
Titik didih normal ( boiling point ) adalah temperature dimana
sebuah cairan mendidih pada tekanan atmosfer. Air mendidih pada
2120F pada tekanan atmosfer. Titik didih hidrokarbon berhubungan
dengan jumla atom karbon. Lebih banyak atom karbon lebih tinggi
titik didihnya. Perbedaan dalam titik didih memungkinkan
pemisahan pada hidrokarbon yang berbeda. Secara umum
hidrokarbon yang berbeda dalam campuran dapat dipisahkan
dengan pendidihan keluar komponen pertama dengan titik didih
lebih rendah atau lebih ringan dan selanjutnya pendidihan
komponen yang memiliki titik didih lebih tinggi.
Titik didih pada sebuah senyawa dipengaruhi oleh tekanan
dimana senyawa itu diperoleh. Propana, mendidih pada -43.70F pada
tekanan atmosfer, tetapi jika diisikan dalam sistem berada pada 175
psi, titik didih naik sampai 1000F. semua hidrokarbon, titik didihnya
akan bertambah dengan kenaikan tekanan. Titik didih merupakan
temperature dimana uap pada komponen murni akan mulai mencair.
III-20
Titik didih juga merupakan titik kondensasi untuk komponen murni.
Air akan mendidih pada 2120F, uap akan terkondensasi pada 2120F.
Propana murni akan mendidih pada temperatur 1000F ketika
tekanan pda 175 psi. Uap propana dari sebuah kompresor akan
terkondensasi pada temperatur 1000F ketika tekanan kompresor
berada pada 175 psi.
7. Titik hidrat
Hidrat adalah padatan yang terbentuk dengan kombinasi
molekul air dan beberapa molekul yang terkandung dalam aliran
gas. Padatan ini strukturnya seperti tes tetapi memiliki karakteristik
yang berbeda. Semua jenis hidrat berbentuk kristal dalam satu
struktur kubik atau kombinasi dari dua struktur kubik, dimana
molekul kerangka yang terdiri dari beberapa molekul air yang saling
terikat karena ikatan hidrogen. Kerangka ini sangat rapuh kecuali
jika ruang kosongnya terisi oleh molekul gas. Jadi, titik hidrat (
hydrate point ) dapat diartikan sebagai suatu keadaan dimana
terbentuk struktur padatan yang menyerupai es dan dapat
menghambat aliran gas.
Hidrat terbentuk pada batas antara gas dan air dimana
sebagian besar molekulnya berasal dari zat yang larut dalam air.
Sehingga H2S dan CO2 dapat mempercepat pembentukan hidrat
( pada suhu tinggi ) karena keduanya lebih larut dalam air
dibandingkan dalam hidrokarbon.
8. Kapasitas panas
III-21
Ketika hidrokarbon terbakar memberikan perbedaan panas
yang berbeda, contohnya ketika 1 ft3 metana terbakar, melepaskan
kira-kira 1010 Btu panas. Propana akan memberikan 2517 Btu.
Lebih besar jumlah atom karbon di dalam hidrokarbon, lebih
banyak panas dilepaskan ketika terbakar. Nilai panas setiap
hidrokarbon gas secara lengkap dapat dilihat pada tabel di atas
(Tabel III.3).
Nilai panas penting dalam mendesain pembakar atau mesin.
Pembakar dalam pemanas didesain agar operasi dengan metana
tidak berfungsi sama sebagaimana jika propana digunakan sebagai
bahan bakar. Jika pembakar atau karburator di set untuk
menggunakan bahan bakar bernilai panas rendah seperti metana,
bahan bakar dengan nilai panas lebih tinggi seperti propana tidak
dapat digunakan karena perbandingan udara-bahan bakar akan
menjadi kaya, dan semua bahan bakar mungkin tidak terbakar.
Keluaran biasanya akan berupa asap dan unit tidak akan
melepaskan/menghantarkan nilai outputnya. Kebanyakan pembakar
akan menerima sebuah variasi dalam nilai panas pada 5-10%
bersamaan dengan efesiensi kehilangan.
9. Flammabilitas
Batasan flammabilitas ( flammability ) pada hidrokarbon
adalah konsentrasi maksimum dan minimum pada hidrokarbon yang
dapat terbakar. Batas flammabilitas untuk metana adalah 5-15%, ini
berarti bahwa sebuah campuran metana dan udara harus berisi lebih
dari 5% dan kuran dari 15% metana untuk mampu terbakar. Jika
III-22
kurang dari 5% maka campuran akan sulit terbakar dan sebaliknya.
Batas flammabilitas menggunakan panas pembakaran dalam
mendesain membakar atau karburator. Juga terutama ketika udara
bertemu dengan gas dalam sebuah system yang sama. Bahaya api
hanya kepada disepanjang campuran dalam batas flammilibitasnya.
Jika campuran menjadi kaya maka pembakaran tidak akan terjadi.
Tabel (Tabel III) di bawah ini menunjukkan flammabilitas dari
campuran udara-bahan bakar (hidrokarbon).
TABEL III.53)
FLAMMABILITAS BEBERAPA HIDROKARBON GAS
Hidrokarbon
Flammabilitas
% gas terhadap udara, minimum
% gas terhadap udara, maksimum
Metana 5 15
Etana 2,9 13
Propana 2,1 9,5
Iso-butana 1,8 8,4
n-butana 1,8 8,4
Iso-pentana 1,4 8,3
n-pentana 1,4 8,3
n-heksana 1,2 7,7
n-heptana 1 7
n-oktana 0,8 3,2
III-23
10. Kelarutan
Kelarutan ( Solubility ) disini merupakan kelarutan air
terhadap minyak dan gas karena air ini umumnya masalah utama
dalam pemisahan pada proses pemisahan minyak dan gas.
1. Cairan ( liquid )
Walaupun umumnya minyak dan air tidak bercampur namun
sebagaian kecil air akan terlarut dalam minyak dan hasil minyak
yang lain. Air akan dilarutkan sebanding dengan kenaikan
temperatur dimana merupakan faktor penting dalam pembuatan
LPG atau gasoline. Kelarutan air biasanya terjadi dalam kilang
minyak atau dalam pengolahan gas pada temperatur 1000F. Air akan
jatuh ketika produk didinginkan dalam sebuah tangki, ini karena
pada temperatur yang rendah sifat kelarutannya akan mengecil. Air
bebas dalam sebuah sistem bahan bakar dapat menimbulkan
masalah. Air harus dihilangkan dalam produk minyak bumi sebelum
digunakan sebagai bahan bakar. Air ini digerakkan dengan
pendinginan cairan atau dengan peralatan dehidrasi.
2. Gas
Uap gas atau hidrokarbon yang lain, mengandung air pada
keadaan uap (steam) hanya selama udara menyimpan air dalam
bentuk kelembaban. Banyaknya gas air yang akan diperoleh
tergantung pada temperatur dan tekanan. Air harus dibuang dari gas
untuk mencegah terjadinya kondensasi dalam pipa atau peralatan
pengolahan bahan bakar. Kehadiran air ini dapat membentuk hidrat.
III-24
Pengaruh yang ditimbulkannya dapat menyumbat aliran,
menyebabkan penurunan tekanan, terhentinya aliran dan dapat
menyebabkan pecahnya pipa. Hidrat akan selalu hadir dalam
pengoperasian pengolahan gas karena itu kebanyakan gas plant
harus memiliki fasilitas refrigerasi untuk mendinginkan gas
ketemperatur yang baik di bawah titik formasi / pembentukan
hidrat. Bentuk umum untuk menunjukan kandungan air dalam gas
adalah dengan titik embun ( dew point ). Titik embun merupakan
temperatur dimana air akan mengembun pada gas.
III-25