Macam - Macam alat ukut Level Cairan

1. Umum

Alat-alat instrumentasi yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan besarnya tinggi permukaan cairan digunakan diferensial transmitter elektrik yang dilengkapai dengan instrumentasi lain seperti control valve, pressure gauge, pompa recorder controller dan tangki.

Tujuan pengukuran tinggi permukaan cairan pada proses adalah untuk :

1. Mencegah kerusakan equipment dan kerugian akibat cairan bahan untuk proses industri terbuang.

2. Pengontrolan jalannya proses.

3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan seperti pada Evaporator-evaporator hydrocarbon.

2. Terminologi Pengukuran

Terminologi yang umum digunakan dalam teknik instrumentasi dan control :

1. Proses variabel : Besaran fisis atau kimia atau suatu keadaan yang dapat berupa suhu, aliran, tekanan, cahaya, Ph dan sebagainya, yang berubah terhadap waktu.
2. Variabel control: Besaran atau keadaan yang diukur dan diatur oleh peralatan automatic controller.
3. Control agent (Medium): Bahan atau energy yang terdapat didalam proses yang mempengaruhi harga dari variabel kontrol dan alirannya diatur oleh final kontrol elemen.
4. Measuring elemen: Elemen-elemen yang ikut serta dalam pengukuran perubahan dari variabel kontrol.
5. Primary control element: Bagian dari control yang menyebabkan pergerakkan atau variasi dari besaran yang diukur untuk menjalankan sistem kontrol.
6. Final control element: Bagian dari sistem kontrol misalnya katub membran, lever motor atau electrical beater, yang mengerjakan langsung suatu alat control.
7. Automatic controller: Suatu mekanisme yang mengukur harga-harga dari suatu besaran atau keadan dan bekerja mempertahankannya didalam batas-batas yang tertentu.
8. Set point: Harga dari variabel kontrol yang ingin dicapai dan dipertahankan. Suatu control biasanya diperlengkapi dengan satu jarum penunjuk untuk titik penentuan (set point) dan peralatan untuk di set.
9. Control Point: Harga rata-rata dari variabel kontrol yang dipertahankan control pada keadaan beban konstan.
10. Respone kontrol: Operasi yang terjadi oleh control sebagai akibat dari perubahan pada variable kontrol.
11. On-Off Respone: Suatu control respont dimana final control elemen berubah dengan cepat dari suatu nilai ekstrim ke nilai ekstrim secara periodik sebagai akibat dari perubaha variable kontrol.
12. Direct Acting Controller: Suatu controller yang memperbesar tekanan udara bagi control unit jika terjadi kenaikan pada harga variabel kontrol.
13. Referse Akting Controller: Suatu controller yang memperkecil tekanan udara control unit jika terjadi kenaikan pada harga variabel kontrol.
14. Adjusment sensitivity atau proportional response: Suatu response dari controller yang sebanding dengan perubahan dari variable kontrol.
15. Throttling Range atau Propotional Band:Batas dari harga maxsimum dan minimum dari perubahan variabel control untuk membuat pergerakan/operasi dari control elemen yang terahir dari batas maxsimum ke batas minimum.
16. Sensitivity: Suatu unit dari propotional response yang dinyatakan dalam satuan tertentu. Untuk alat yang bekerja dengan tekanan sensitivity dapat dinyatakan dengan p.a. i./inchi. Sensitivity dapat didefinisikan sebagai perbandingan perubahan dari controller output dengan perpindahan jarum penunjuk yang diukur dari set point.
17. Offset: Perbedaan antara yang diinginkan (Set point) dengan besaran yang terjadi sebagai output (control point) dari sebuah propotional controller.
18. Load Change (Perubahan beban): Suatu perubahan didalam keadaan-keadaan proses yang membutuhkan suatu perubahan posisi dari control element yang terahir untuk menjaga harga yang diinginkan bagi control point.
19. Synchronization: Proses untuk menyetel Controller Output melalui posisi dari control element yang terahir sedemikian rupa hingga control point yang diinginkan dijaga pada suatu posisi yang tetap dengan set point.
20. Reset rate: Satuan pengukuran untuk menyatakan reset response. Perbandingan antara kecepatan perubahan dari control element yang terahir sesuai dengan reset response dan juga terhadap propotional response yang mengikuti suatu keadaan perubahan dari alat ukur. Reset rate biasanya dinyatakan dalam cycle per menit.
21. Error: Adalah selisih antara nilai set-point dikurang dengan nilai measured variable.  Error bisa negatif bisa juga positif. Bila set-point lebih besar dari measured variabel error akan menjadi positif. Sebaliknya bila set-point lebih kecil dari measured variabel error menjadi negatif.
22. Span: Adalah nilai pengukuran dari transduser atau sensor, contoh : Span dari transduser 0 – 100, maka zero adalah 0 dan range adalah 100. Jika rangenya adalah 50 – 150 .
23. Transmitter: Adalah alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing element, dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti oleh controller.
24. Transducer: Adalah unit pengalih sinyal. Kata transmitter seringkali dirancuhkan dengan transducer. Transducer lebih bersifat umum sedangkan transmitter lebih khusus pada pemakaiannya dalam sistem pengukuran.

3. Metoda Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (Level).

Pengukuran permukaan, volume, berat cairan pada bahan kering dalam bejana atau tabung sering kali dijumpai. Pengukuran yang teliti seringkali sulit dicapai. Luasnya variasi karat dan sifat cair dan besarnya ukuran bejana penyimpanan yang diperlukan untuk pengukuran isi di dalam fraksi satu liter adalah halangan yang harus diatasi. Metode umum yang digunakan untuk melaksanakan pengukuran ini termasuk teknik langsung dan tidak langsung.

Pengukuran langsung tinggi permukaan cairan dapat dilihat dari penggunaan gelas penglihat atau gelas ukur biasa dalam bejana dianggap merupakan metode yang paling sederhana untuk mengukur tinggi permukaan cairan. Metode ini sangat efektif digunakan dalam pengukuran langsung.

Metoda yang digunakan secara luas untuk langsung mengukur permukaan adalah pelampung sederhana, yang dapat dihubungkan dengan transduser gerakan sesuai untuk menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan permukaan cairan.

Beberapa metode tidak langsung meliputi pengukuran (permukaan), tekanan, pengukuran kerapatan (densitas), pengukuran tinggi permukaan dengan pemberat, dan lain-lain.

Pada pabrik kimia, banyak tangki dan tabung dipakai untuk menyimpan bahan baku dan produk berupa cairan. Penyimpanan perlu diketahui volume dan inventarisnya. Proses fluida dalam fase cair terus-menerus ditampung atau dialirkan ke tangki atau tabung penyimpanan.

Permukaan cairan dalam tangki harus dibuat setabil agar operasi dalam pabrik dapat setabil. Banyaknya cairan yang terdapat dalam tangki dapat diketahui dengan mendeteksi tinggi dari permukaan cairan dalam tangki proses. Permukaan cairan dibuat tetap dengan mengendalikan laju arus cairan yang dilakukan dari dasar tangki menggunakan control valve. Rangkaian kendali permukaan cairan terdiri atas detektor, controller, converter dan control valve.

Metoda pengukuran tinggi permukaan cairan ada dua yaitu :

1. Pengukuran dilihat langsunng: Tinggi permukaan cairan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan ditunjukkan dalam satuan pengukuran panjang (meter). Dengan diketahuinya tinggi permukaan cairan maka volume dari cairan yang diukur dapat dicari bila dikehendaki.
2. Metoda mekanik: Gaya pada cairan menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasi kedalam bentuk skala angka-angka.

Gambar 1. Metoda dilihat langsung

Gambar 2. Metoda mekanik

4. Jenis-jenis Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan.

Dalam mengukur tinggi permukaan cairan dalam suatu tangki pemrosesan maupun dalam tangki penimbunan dipergunakan alat ukur tinggi permukaan cairan yang sesuai dengan bentuk penggunaannya.

Alat ukur permukaan cairan terdiri dari beberapa jenis diantaranya :

1. Mistar Ukur

Suatu batang dengan skala yang telah dikalibrasi dicelupkan secara vertikal dari atas ke dalam cairan yang akan diukur, atau dimasukkan sampai terjadi sentuhan antara permukaan cairan dan ujung mistar ukur. Ketinggian permukaan pada hal pertama dibaca pada batas pembasahan mistar, pada hal kedua pada suatu titik acuan tertentu (misalnya pinggiran wadah).

Nilai ukur tergantung pada besar dan bentuk wadah. Mistar ukur hanya boleh digunakan untuk wadah yang sebelumnya dipakai untuk mengkalibrasi mistar yang bersangkutan. Apabila digunakan mistar ukur yang salah atau cara pencelupan yang tidak betul (misalnya miring), nilai ukur akan menjadi salah pula.

Mistar ukur merupakan alat ukur yang paling sederhana untuk cairan dalam wadah terbuka yang tidak terlalu tinggi. Tidak cocok untuk pengukuran yang harus dilakukan seringkali dan menuntut ketelitian tinggi. Juga tidak cocok untuk pengukuran dalam bejana bertekanan atau vakum atau berisi cairan berbusa.

2. Gelas Penduga (Level glass)

Gelas penduga dapat menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam suatu bejana atau container secara langsung. Prinsip yang dipergunakan pada gelas penduga adalah prinsip bejana berhubungan.

Gelas penduga (Level glass) terdiri dari dua jenis yaitu :

• Gelas penduga ujung terbuka
• Gelas penduga ujung tertutup

Gambar 3. Gelas penduga ujung terbuka

Gambar 3. menunjukkan skematik dari sebuah bejana dan gelas penduga ujung terbuka. Pemasangan dari gelas penduga ini sangat sederhana. Pada bejana disediakan suatu pipa pengambilan dimana gelas penduga ditempatkan. Seal (Packing) disediakan agar sambungan jangan sampai bocor. Klem juga disediakan agar gelas menduga tetap pada posisinya. Sebagian cairan dalam bejana, akan mengalir kedalam Gelas penduga. Tinggi permukaan cairan pada Gelas penduga dan bejana biasanya sama, karena bejana dan Gelas penduga adalah merupakan dua bejana berhubungan. Gelas penduga ujung terbuka dipergunakan pada tangki-tangki tidak bertekanan yang tingginya tidak melebihi 1,5 meter, seperti tangki-tangki penampung minyak diesel motor bakar dan lain-lain.

Gambar.  4. Gelas penduga ujung tertutup.

Gambar  4. menunjukkan gelas penduga ujung tertutup dengan bejana bertekanan tinggi. Bahwa kedua ujung gelas penduga dihubungkan dengan bejana. Ujung bagian bawah tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong). Level glass yang dipergunakan untuk cairan yang bertekanan tinggi harus diberi pelindung kaca tahan banting dan harus dilengkapi dengan kerangan-kerangan isolasi yang memungkinkan level glass dilepas dari sistem sewaktu perbaikan atau pembersihan.

Level glass yang dipergunakan untuk cairan dengan temperature yang tinggi harus dilengkapi dengan saluran buangan. Saluran ini berfunngsi untuk mencegah thermal shock yang dapat memecahkan level glass sewaktu menjalankan kembali sesudah perbaikan. Level glass juga sering diperlengkapi dengan lampu penerang untuk mempermudah pemeriksaan terutama pada malam hari.

3. Pemberat dan Pita.

Gambar 5 Pemberat dan Pita

Cara termudah untuk mengukur tinggi permukaan cairan dalam tangki-tangki ialah dengan menggunakan sebuah pipa pengukur yang diberi bobot pemberat. Bobotnya diturunkan kedalam tangki dan tinggi permukaan cairan dilihat langsung pada pita

pengukuran (pita ini telah diberi skala). Sistem pengukuran seperti ini sering dilakukan pada tangki-tangki yang mengandung cairan yang bisa melengket dan memberikan bekas warna pada pengukuran Crude oil, Condensate Hydrocarbon dan lain-lain. Disamping itu pada tangki harus disediakan lubang agar bobot dapat masuk dan diturunkan.

4. Alat Ukur Dengan Penggeser.

Disebut Displacer adalah karena pada prinsipnya nilai gerak apung yang dihasilkan oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement ) nilai volume cairan yang menghasilkan gerak apung tersebut.

Prinsip ini dapat dibuktikan seperti pada gambar 6

Gambar 6. Penggeser.

Gambar 6, menunjukkan sebuah penggeser didalam silinder kosong, digantung pada sebuah dacing (timbangan).

Penunjuk pada timbangan menunjuk 3 Ib.

Pada gambar B, air setinggi 7 inchi pada silinder mengurangi berat penggesser sebesar 1 Ib dan pada gambar C, air setinggi 14 inchi menggantikan (mengurangi) berat dari penggeser sebesar 2 Ib sehingga berat dari penggeser kini hanya sebesar 1 Ib. Padahal penggesernya tidak diapa-apakan.

Ada 3 hal yang penting untuk diperhatikan pada kejadian ini yaitu :

1. Penggeser tidak akan terapung diatas cairan, melainkan sebagian akan terbenam, karena penggeser itu sendiri mempunya berat tertentu dan terikat pada gantungan (support arm).
2. Naiknya tinggi permukaan cairan akan membuat penggeser naik, karena adanya gaya apung yang lebih besar dari cairan. Akan tetapi pergerakan dari penggeser hanya kecil sekali dibandingkan dengan naiknya tinggi permukaan cairan.
3. Perubahan pada kedudukan penggeser akan mengakibatkan perubahan pada kedudukan penunjuk dari timbangan.

Gambar 7. Penggeser dengan Meteran

Gambar 7. menunjukkan disain dari penggeser dengan meteran penunjuk. Perhatikan bahwa tabung pemuntir dipergunakan langsung untuk menggerakan penunjuk (pointer). Penggeser selalu dihubungkan dengan transmitter sinyal. Output dari transmitter kemudian dikirimkan ke meteran penunjuk. Output ini bisa berupa sinyal pneumatic maupun sinyal listrik.

Prinsip kerja dari alat ukur dengan penggeser pada umumnya dapat dikatakan sebagai berikut :

1. Perubahan pada tinggi permukaan cairan yang diukur akan mengakibatkan perubahan pada gaya apung dari cairan tersebut. Ini akan membuat penggeser bergerak turun atau naik.
2. Pergerakan penggeser akan menghasilkan gerak memuntir pada tabung pemuntir.
3. Pergerakan pada tabung pemuntir kemudian dipergunakan untuk menghasilkan sinyal pneumatic atau listrik. Kemudian sinyal ini dikirimkan kemeteran penunjuk. Meteran penunjuk dapat berupa meteran dengan Tabung Bourdon.

5. Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan Dengan Beda – Tekanan.

Diafragma dan pengembus seperti yang dibicarakan pada alat-alat ukur tekanan dapat dipergunakan untuk mengukur tinggi permukaan cairan Akan tetapi, sama halnya dengan Penggeser maka diafragma dan pengembus selalu dihubungkan dengan transmitter, baik pneumatik atau listrik. Kemudian, tekanan sinyal pneumatik atau tegangan listrik ini diturunkan ke meteran penunjuk yang telah dikalibrasi sebelumnya.

Gambar 8. Pengembus untuk Transmitter Tinggi Permukaan Cairan.

Gambar 8. menunjukkan skematik dari pengembus yang dipergunakan dalam pengukuran tekanan. Pengembusan seperti ini juga dapat dipergunakan untuk pengukur Tinggi Permukaan Cairan.

6. Alat ukur dengan sistem gelembung.

Gambar 9. Sistem Gelembung.

Gambar 9. menunjukkan skematik dari alat ukur tinggi permukaan cairan dengan sistem gelembung. Meteran penunjuk untuk alat ukur ini umumnya adalah pressur gage dengan tabung bourdon yang telah dikalibrasi sebelumnya kedalam bentuk skala proses. Alat ukur Tinggi Permukaan Cairan dengan sistem gelembung dipergunakan pada tangki-tangki air, tidak bertekanan (tekanan statis). Sistem gelembung memerlukan catu udara bertekanan yang kontinu. Biasanya tekanan udara ini maxsimum 50 psi. Udara ini dimasukkan kedalam tabung yang terbenam (tegak) pada cairan yang akan diukur. Semakin tinggi permukaan cairan yang akan diukur semakin besar tekanan udara yang dibutuhkan untuk dapat mengatasi tekanan statis yang diberikan cairan. Dengan demikian, tinggi permukaan cairan dapat diukur melalui besaran tekanan udara yang dibutuhkan.

Jenis lain dari alat ukur tinggi permukaan cairan.

1. Meteran tangki penyimpanan (storage tank gages)

Gambar 10. Meteran tangki penyimpanan.

Gambar 10. menunjukkan skematik dari meteran tangki penyimpanan. Alat ini terdiri dari pelampung dan pita baja. Bila tinggi permukaan cairan naik maka pelampungpun turut naik. Angka yang ditunjuk oleh ujung pita baja menunjukkan tinggi permukaan cairan yang diukur. Angka ini biasanya dalam satuan panjang, akan tetapi dapat diperhitungkan menjadi satuan isi. Meteran tangki penyimpanan seperti ini sering disebut seperti ini sering disebut dengan nama pelampung dan pita (float and tape) dan dipergunakan dalam pengukuran cairan pada tangki penimbunan yang tidak bertekanan.

2. Kotak diafragma

Gambar 11. Kotak diafragma

Gambar 11. menunjukkan skematik dari alat ukur tinggi permukaan cairan yang disebut kotak diafragma. Alat ini terdiri dari meteran penunjuk, pipa dan diafragma dan sistem ini diisi udara bertekanan setara dengan tekanan atmosfir. Meteran penunjuk, biasanya adalah jenis Presure gage dengan tabung bourdon yang dikalibrasi kedalam bentuk skala proses. Bila tinggi permukaan cairan naik maka tekanan dalam sistem pengukuran akan naik. Ujung pipa pada kotak dibuat bengkok 90º supaya saluran pengukuran jangan tersumbat oleh diafragma.

Sumber: www.agussuwasono.com

MINYAK BUMI

WELLOPERATION - Minyak mentah ( Crude Oil ), adalah minyak bumi dalam bentuk aslinya dari alam, di keluarkan dari dalam tanah, merupakan bahan baku untuk untuk proses dikilang minyak mennjadi BBM dan non BBM, komposisi utamanya terdiri dari hidrokarbon dengan atom C antara 83-37 % serta atom H antara 11-14 %.  

Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin: petrus ), dijuluki juga sebagai emas hitam adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lalu. Sisa-sisa organisme tersebut mengendap di dasar lautan, kemudian ditutupi oleh lumpur. Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu, dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik tersebut dan mengubahnya menjadi minyak dan gas.

Proses pembentukan minyak bumi dan gas ini memakan waktu jutaan tahun. Minyak dan gas yang terbentuk meresap dalam batuan yang berpori seperti air dalam batu karang. Minyak dan gas dapat pula bermigrasi dari suatu daerah ke daerah lain, kemudian terkosentrasi jika terhalang oleh lapisan yang kedap.

Walupun minyak bumi dan gas alam terbentuk di dasar lautan, banyak sumber minyak bumi yang terdapat di daratan. Hal ini terjadi karena pergerakan kulit bumi, sehingga sebagian lautan menjadi daratan.

Dewasa ini terdapat dua teori utama yang berkembang mengenai asal usul terjadinya minyak bumi, antara lain

Teori Anorganik (Abiogenesis) 

Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Secara umum dinyatakan seperti dibawah ini: Berdasarkan teori anorganik, pembentukan minyak bumi didasarkan pada proses kimia, yaitu :

a. Teori alkalisasi panas dengan CO2 (Berthelot)

     Reaksi yang terjadi:

alkali metal + CO2 karbida

karbida + H2O ocetylena

C2H2 C6H6 komponen-komponen lain.

Dengan kata lain bahwa didalam minyak bumi terdapat logam alkali dalam keadaan bebas dan bersuhu tinggi. Bila CO2 dari udara bersentuhan dengan alkali panas tadi maka akan terbentuk ocetylena. Ocetylena akan berubah menjadi benzena karena suhu tinggi. Kelemahan teori ini adalah logam alkali tidak terdapat bebas di kerak bumi.

b. Teori karbida panas dengan air (Mendeleyef)

Asumsi yang dipakai adalah ada karbida besi di dalam kerak bumi yang kemudian bersentuhan dengan air membentuk hidrokarbon, kelemahannya tidak cukup banyak karbida di alam.

Teori Organik (Biogenesis)

            Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).

 P.G. Mackuire yang pertama kali mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan. Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:

- Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak dapat memutar bidang polarisasi.

- Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.

- Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.

- Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian integral sedimentasi.

- Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai pleistosan.

- Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.

Proses Pembentukan Minyak Bumi

Proses pembentukan minyak bumi terdiri dari tiga tingkat, yaitu:

1. Pembentukan sendiri, terdiri dari:

- pengumpulan zat organik dalam sedimen

- pengawetan zat organik dalam sedimen

- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

2. Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisan sedimen terperangkap.

3. Akumulasi tetes minyak yang tersebar dalam lapisan sedimen hingga berkumpil menjadi akumulasi komersial.

Proses kimia organik pada umumnya dapat dipecahkan dengan percobaan di laboratorium, namun berbagai faktor geologi mengenai cara terdapatnya minyak bumi serta penyebarannya didalam sedimen harus pula ditinjau. Fakta ini disimpulkan oleh Cox yang kemudian di kenal sebagai pagar Cox diantaranya adalah: Minyak bumi selalu terdapat di dalam batuan sedimen dan umumnya pada sedimen marine, fesies sedimen yang utama untuk minyak bumi yang terdapat di sekitar pantai.

 Minyak bumi memang merupakan campuran kompleks hidrokarbon. Temperatur reservior rata-rata 107°C dan minyak bumi masih dapat bertahan sampai 200°C. Diatas temperatur ini forfirin sudah tidak bertahan. Minyak bumi selalu terbentuk dalam keadaan reduksi ditandai adanya forfirin dan belerang. Minyak bumi dapat tahan pada perubahan tekanan dari 8-10000 psi. Proses transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

Ada beberapa hal yang mempengaruhi peristiwa diatas, diantaranya:

1. Degradasi thermal

Akibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.

2. Reaksi katalis

Adanya katalis dapat mempercepat proses kimia.

3. Radioaktivasi

Pengaruh pembombanderan asam lemak oleh partikel alpha dapay membentuk hidrokarbon parafin. Ini menunjukan pengaruh radioaktif terhadap zat organik.

4. Aktifitas bakteri.

Bakteri mempunyai potensi besar dalam proses pembentukan hidrokarbon minyak bumi dan memegang peranan dari sejak matinya senyawa organik sampai pada waktu diagnosa, serta menyiapkan kondisi yang memungkinkan terbentuknya minyak bumi. Zat organik sebagai bahan sumber Jenis zat oragink yang dijadikan sumber minyak bumi menurut para ahli dapat disimpulkan bahwa jenis zat organik yang merupakan zat pembentuk utama minyak bumi adalah lipidzat organik dapat terbentuk dalamkehidupan laut ataupun darat dan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu: yang berasal dari nabati dan hewani.

SEMOGA BERMANFAAT "

Sampling Gas Bumi

Dalam analisis kualitas gas bumi, tahap awal yang harus diperhatikan adalah pengambilan sample (sampling). Kontaminan yang terbawa pada saat sampling tentunya akan mempengaruhi hasil analisis. Tujuan utama dari proses sampling yaitu untuk mendapatkan sampel yang representatif yang mewakili produk dari sumber/titik pengambilan, yang diperlukan untuk keperluan analisa fisika dan kimia produk tersebut di laboratorium, dengan parameter dan metoda uji yang ditentukan.

Ilustrasi Sumur Gas

BEBERAPA METODE STANDAR YANG DIGUNAKAN

A. ASTM D 1145 : Test Method for Sampling Natural Gas

1. Prosedurnya dibedakan berdasarkan pada kandungan di dalam gas yang akan dianalisis
2. Diperlukan metoda sampling yang berbeda-beda untuk karakteristik gas bumi yang berbeda, yaitu:

• Gas bumi dengan kandungan utama hidrokarbon dan nitrogen,
• Gas bumi yang mengandung hidrogen sulfida dan organik sulfur atau kontaminan sulfur lainnya,
• Gas bumi yang mengandung CO2,
• Gas bumi yang mengandung gasoline dan kondensat

B. GPA 2166 : Obtaining Natural Gas Samples for Analysis by Gas Chromatography

Metoda sampling ini didasarkan pada kondisi temperatur, tekanan sumber sampel gas dan peralatan yang tersedia. Prosedur sampling dengan standar GPA dilakukan untuk memperoleh sampel spot yang reperesentatif dalam kontainer untuk dianalisis dilaboratorium. Beberapa prosedur sampling yang ada, sesuai untuk sampling gas bumi basah (wet/rich Natural Gas) pada tekanan 1100 psig, sedangkan untuk (dry/lean Natural Gas) tidak ada batasan tertentu untuk tekanannya.

Gas bumi kering (dry gas) didefinisikan sebagai gas yang tidak mengalami kondensasi akibat pendinginan oleh ekspansi yang cepat dari tekanan pada sumber ke tekanan atmosfir atau tekanan intermediet lainnya.

Gas bumi basah (wet gas) didefinisikan sebagai gas yang terkondensasi sebagian karena pendinginan atau adanya perubahan tekanan pada tekanan sumber. Adanya sedikit penurunan suhu atau perubahan pada tekanan sumber yang dapat menyebabkan kondensasi sebagian.

Prosedur Sampling Standard GPA 2166 dibedakan berdasarkan pada jenis gas yang akan dianalisis terdiri dari:

1. Metoda purge-fill & empty (Metoda ini dapat digunakan jika suhu kontainer/tabung sampel sama atau lebih besar dari pada suhu sumber sumber. Tekanan sumber harus lebih besar dari tekanan atmofir atmofir)
2. Metoda evacuated container (Metoda ini dapat digunakan bila tekanan sumber 1100 psig atau kurang. Suhu sumber lebih besar atau lebih kecil dari suhu kontainer/tabung sampel)
3. Metoda reduced pressure (Metoda ini dapat digunakan pada kondisi kondisiyang yang sama dengan metoda evacuated container. Tekanan pengisian pengisiandibatasi dibatasi hingga 1/3 dari tekanan sumber, dimana tekanan sumber tersebut berkisar antara 100-1100 psig).
4. Metoda helium pop (Metoda sampling non-purge ini, terlebih dahulu menggunakan helium untuk membuat silinder bebas udara. Hal ini kadang-kadang digunakan setelah sampling vakum sehingga memberikan tekanan percontoyang cukup untuk membersihkan sampling loop pada kromatografi. Tekanan pengisian helium tidak lebih dari 5 –10 psig. Metoda ini sama dengan metoda evacuated container, tetapi tekanan sumber harus lebih besar dari tekanan pengisian helium).
5. Metoda water displacement (Metoda ini dapat digunakan pada kondisi yang sama dengan metoda evacuated container, tetapi tekanan sumber harus lebih besar dari tekanan atmosfir).
6. Metoda glycol displacement (Metoda ini dapat digunakan pada kondisi yang sama dengan metoda water displacement).
7. Metoda floating piston cylinder (Metoda ini dapat digunakan bila tekanan sumber 1100 psig atau kurang. Suhu sumber lebih besar atau lebih kecil dari suhu kontainer/tabung sampel. Metoda ini tidak disarankan untuk gas bumi basah, kecuali jika silinder yang digunakan dilumasi dengan gemuk non-absorbing).
8. Metoda purge-controlled rate

PERTIMBANGAN PEMILIHAN METODE

• Untuk gas yang gas tidak diketahui sama sekali sifat-sifatnya, sebaiknya dikategorikan sebagai gas bumi basah.
• Untuk yang gas tidak diketahui komposisinya pada tekanan lebih tinggi dari 400 psig, harus diasumsikan sebagai gas bumi basah.

PERALATAN UTAMA YANG DIGUNAKAN

1. Tabung Sampel (Sampling Cylinder / Sampling Bomb)

• Jenis tabung sampel terbuat dari logam dengan tingkat keselamatan maksimum dan tahan terhadap korosi.
  

  Sampling Cylinder
• Material yang dianjurkan adalah dari stainless steel.
• Ukuran tabung tergantung dari banyaknya sampel yang diperlukan untuk analisis di laboratorium.
• Di ujung tabung, lubang keluaran sebaiknya dipasang pressure gauge untuk memastikan tabung telah terisi dengan sampel.
• Untuk menganalisis senyawaan sulfur, gunakan tabung dari Sulfinert Material, untuk menghindari dekomposisi sampel.

 2. Pipa Transfer (Flexible Hose)

• Pipa transfer sampel terbuat dari material stainles steel, steel, tembaga atau logam lain yang flexibel yang tidak reaktif dengan produk yang disampling.
• Material stainles steel lebih baik karena tahan untuk tekanan 1000 psig atau gas yang mengandung H2S.
• Pipa aliran yang paling baik dilengkapi dengan 2 valve penutup container
• Tahan terhadap reaksi produky ang diambil sampelnya.

 3.  Separator

• Penggunaan separator dilakukan untuk memperoleh sampel yang representatif (Adanya suatu cairan pada saat sampling gas bumi basah, mengakibatkan sampel kurang representatif)
• Adanya cairan dalam gas bumi, dapat dieliminasi dengan cara pemasangan sampel probe yang benar atau penggunaan sampling separator.
• Separator harus disesuaikan dengan tekanan vessel.
• Sampling separator dapat dipasang permanen pada titik pengambilan sampel atau dapat dipindahkan dari titik sampel yang satu ketitik yang lain
• Portabel separator ini harus dibersihkan dengan sampel gas, dan tidak boleh ada yang tersisa didalam separator pada waktu sampling.

4.  Sampling Probe

• Pemakaian sampel probe digunakan untuk memperoleh hasil yang baik (sampel yang representatif).
  

  sampling probe
  
  
• Sampel probe harus diletakkan di bagian atas pipa atau vessel, untuk mengeliminasi cairan yang terikut pada saat sampling.
• Penggunaan sampel probe yang terpasang secara vertikal pada posisi horizontal pipa bagian atas dan ditempatkan pada posisi aliran laminar.
• Material sampel probe harus dibuat dari material yang tidak bereaksi dengan aliran gas atau menggunakan material SS 316 dengan diameter ¼″, probe harus dikontruksi dengan baik sehingga tidak mudah membengkok atau rusak bila dilewati aliran gas.
• Jangan meletakan sampel probe pada lokasi meter manifolds, blow down stacks,header, dead end lines, downstream of turbulence generators, vertical lines (up or down).

PENENTUAN TITIK SAMPLING

• Penentuan letak titik sampling harus sesuai untuk mendapatkan sampel yang representatif.
  

  Sampling Spot
• Titik sampling harus terletak pada bagian pipa yang tidak ada gangguan aliran gasnya yang disebabkan oleh elemen jaringan pipa, elbows, tee-s, reducer, piping headers, manifolds, meter tubes, valves, orifice plates dan sebagainya.
• Gerakan aliran di dalam pipa yang melewati elbow atau tee akan menyebabkan perputaran aliran atau dapat menyebabkan efek gerakan sentrifugal yang menyebabkan kontaminan dan komponen fraksi berat dari gas bumi ke dinding pipa.
• Letak titik sampling biasanya tidak berada dekat pompa, strainers, meter, manifolds atau velocity. Daerah percepatan atau perubahan arah aliran dari horizontal ke vertikal tidak dapat dipakai untuk mendapatkan sampel yang mewakili.

PERSIAPAN SAMPLING GAS BUMI

• Tabung sampel harus dibersihkan sebelum pengambilan sampel. Hal ini dilakukan, khususnya jika sample cylinder tersebut sebelumnya digunakan untuk sampling hidrokarbon.
• Lapisan minyak, grease atau sludge harus dibersihkan melalui purging dengan cara mencucinya dengan larutan detergen panas atau dengan suatu pelarut organik.
• Keringkan dan vakum dengan menggunakan pompa vakum.

PROSEDUR SAMPLING GAS BUMI  (Metode Purge Controller Rate dan Purge Fill & Empty)

Penyusunan peralatannya seperti terlihat pada gambar di bawah.

Contoh Skema Sampling Gas Bumi

Hal ini perlu untuk menghubungkan pipa tambahan yang panjangnya kurang lebih 2-4 feet dengan valve pada tempat untuk mengeluarkan sampel ke valve outlet pada botol sampel. Susunan seperti ini untuk menghindari adanya kondensasi hidrokarbon berat pada valve outlet botol sampel.

1. Buka valve titik sampling sehingga gas yang terakumulasi keluar dan tutup kembali valvenya.
2. Pasang botol sample, posisi botol sample harus mengarah ke atas dan semua valve harus dalam keadaan tertutup.
3. Buka valve titik sampling hingga posisi buka penuh (full open).
4. Lakukan purging secara perlahan-lahan untuk membebaskan udara. Valve 1, 2 dan 3 harus dibuka penuh, sedangkan valve 4 ditutup.
5. Tutup valve pada pipa tambahan (valve 4) dan biarkan tekanan naik dengan cepat hingga mendekati tekanan sumber. (A)
6. Tutup valve inlet (valve 2) dan secara perlahan buka valve 4 hingga tekananny amendekati tekanan atmosfer.
7. Tutup rapat valve 4 dan buka valve 2.(B)
8. Ulangi perlakuan (A) dan (B) mengikuti tabel purging yang memberikan kebutuhan pengulangan untuk proses purging yang efektif.
9. Amati sisa-sisa cairan yang dikeluarkan pada valve saluran tambahan (valve 4). Jika masih ada cairan pada valve 4, buang sample dan selanjutnya pengambilan sample dilakukan dengan metode khusus.
10. Tutup valve sample dengan urutan sebagai berikut; valve tambahan (valve4) – valve outlet (valve 3) – valve inlet (valve 2) – valve sampling (valve 1) – valve sumber.
11. Buka valve sampling (valve 1) dan dengan perlahan-lahan buka katu putama (bottom valve) pada aliran pemisahan sample untuk membuang tekanan balik pada aliran maupun separator.
12. Lepaskan tabung sample dan lakukan tes kebocoran dengan menggunakan leak detection solution (larutan pendeteksi kebocoran).

PENANGANAN TABUNG SAMPEL

• Lakukan uji kebocoran terhadap tabung sampel setelah sampling, apabila terdapat kebocoran, sampel dibuang dan lakukan pengambilan ulang dengan menggunakan tabung sampel yang baru.
• Catat identitas tabung, kondisi pengambilan sampel, lokasi serta titik pengambilan
• Tabung sampel setelah sampai ke laboratorium sebaiknya disimpan dalam rak/laci,
• Tabung sampel sebaiknya dipanaskan sampai mendekati temperature sumber ketika akan dianalisis dengan gas kromatografi,
• Setelah selesai analisis, tabung sampel dikosongkan sesuai dengan aturan keselamatan dan kesehatan kerja.