F351130341. Formulasi Dan Kinerja Asphaltene Dissolver Menggunakan Surfaktan Anionik Dari Minyak Sawit.
FORMULASI DAN KINERJA ASPHALTENE DISSOLVER
MENGGUNAKAN SURFAKTAN ANIONIK DARI
MINYAK SAWIT
FELGA ZULFIA RASDIANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul “Formulasi dan
Kinerja Asphaltene Dissolver Menggunakan Surfaktan Anionik dari Minyak
Sawit” adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka dibagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2016
Felga Zulfia Rasdiana
F351130341
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait.
RINGKASAN
FELGA ZULFIA RASDIANA. F351130341. Formulasi dan Kinerja Asphaltene
Dissolver Menggunakan Surfaktan Anionik dari Minyak Sawit. Dibawah
bimbingan ERLIZA HAMBALI dan PUDJI PERMADI. 2016.
Asphaltene merupakan golongan fraksi berat dari minyak bumi dan
diterminologikan sebagai komponen sangat aromatik yang mengandung
makromolekul heterosiklik tak jenuh dengan komponen utama yaitu karbon,
hidrogen, dan komponen minor lain seperti sulfur, oksigen, nitrogen, serta
akumulasi beberapa jenis logam berat seperti besi, nikel, vanadin, aluminium, dan
magnesium (Okafor et al. 2013). Keberadaan asphaltene di dalam minyak bumi
bukanlah sebagai molekul terlarut, melainkan sebagai nanopartikel yang dapat
membentuk agregat. Ketika terjadinya perubahan kondisi termodinamika selama
proses produksi minyak bumi, kestabilan nanopartikel akan terganggu sehingga
saling bertumbukan dan membentuk agregat yang terus tumbuh menjadi partikel
yang lebih besar, dari ukuran nano, mikron, sampai terbentuknya deposisi pada
daur hidup produksi minyak bumi seperti perforasi, tubing, downhole, dan
peralatan permukaan.
Proses deposisi asphaltene dapat terus terjadi selama proses produksi
minyak bumi sehingga jumlah endapan yang terbentuk semakin meningkat.
Terbentuknya deposisi asphlatene merupakan salah satu penyebab penurunan
produksi sumur minyak dan peningkatan biaya operasional produksi (Oseghale et
al. 2011; Li et al. 2014) serta menjadi masalah utama pada industri perminyakan
yang menyebabkan lambatnya proses produksi atau bahkan pemberhentian proses
produksi untuk menghilangkan asphaltene yang terdeposisi (Hasmi et al. 2012).
Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan
deposisi tersebut adalah melalui injeksi langsung asphaltene dissolver dengan
penambahan surfaktan. Surfaktan dapat berperan sebagai dispersant dan wetting
agent yang dapat terdispersi ke dalam molekul asphaltene dengan memecah
ikatan antar molekul asphaltene sehingga dapat menghambat pembentukan
kembali endapan asphaltene. Namun kebanyakan surfaktan yang digunakan
adalah surfaktan komersial dari bahan baku berbasis petroleum. Surfaktan ini
bersifat tidak terbarukan seiring dengan semakin berkurangnya cadangan minyak
bumi. Jenis surfaktan lain yang dapat digunakan adalah surfaktan anionik yang
berasal dari bahan baku nabati seperti metil ester sulfonat acid (MESA) dan metil
ester sulfonat (MES) dari minyak sawit.
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan produk asphaltene dissolver
terbaik menggunakan surfaktan anionik yang berasal dari minyak sawit.
Disamping itu untuk mendapatkan informasi kinerja dari asphaltene dissolver
yang dihasilkan serta mendapatkan informasi kinerja aplikasi dari asphaltene
dissolver yang dihasilkan dengan mengetahui pengaruh suhu dan waktu kontak
terhadap kelarutan asphaltene.
Penelitian diawali dengan karakterisasi deposit asphaltene dan
karakterisasi surfaktan MESA dan MES. Selanjutnya dilakukan proses formulasi
asphaltene dissolver dengan tahapan awal yaitu pemilihan jenis pelarut terbaik
berdasarkan hasil derajat kelarutan tertinggi. Kemudian pemilihan jenis dan
konsentrasi surfaktan terbaik menggunakan surfaktan MESA dan MES dengan
konsentrasi masing-masing 0%, 0,5%, 1%, 3%, dan 5%. Pemilihan didasarkan
pada nilai kelarutan tertinggi dan tegangan antarmuka terendah. Asphaltene
dissolver terbaik yang dihasilkan dilakukan uji kinerja yang meliputi pengukuran
daya dispersi, desorpsi asphaltene dari batuan, wettability pada batuan, wetting
charateristic pada permukaan logam, dan uji filtrasi. Asphaltene dissolver yang
dihasilkan kemudian dilakukan pengujian kinerja aplikasi dengan melihat
pengaruh suhu dan waktu kontak terhadap derajat kelarutan asphaltene.
Dari hasil analisis formulasi dan kinerja yang telah dilakukan, asphaltene
dissolver terbaik yang diperoleh adalah campuran surfaktan MESA 1% dalam
toluena yang menghasilkan derajat kelarutan asphaltene sebesar 69,58% dengan
nilai tegangan antarmuka terendah yaitu sebesar 3,95x10-3 dyne/cm. Kinerja
asphaltene dissolver menunjukkan bahwa asphaltene dissolver yang dihasilkan
memiliki daya dispersi dan desorpsi yang baik dibandingkan toluena dengan nilai
dispersi sebesar 95,56% dan nilai desorpsi sebesar 93,16%. Asphaltene dissolver
yang dihasilkan dapat mengubah sudut kontak batuan dari 48,6o menjadi 80,89o.
Sudut kontak yang dihasilkan merupakan sudut kontak terbaik dibandingkan
dengan toluena. Uji wetting characteristic memperlihatkan kemampuan
asphaltene dissolver dalam meningkatkan sifat kebasahan pada permukaan logam
dengan pelepasan asphaltene sebesar 99,32% pada asphaltene dissolver dan
toluena sebesar 26,59%. Pada uji filtrasi menunjukkan bahwa asphaltene
dissolver yang dihasilkan tidak menimbulkan penyumbatan dengan nilai filtration
ratio (Fr) sebesar 1,14 yang berarti masih dalam rentang nilai
MENGGUNAKAN SURFAKTAN ANIONIK DARI
MINYAK SAWIT
FELGA ZULFIA RASDIANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul “Formulasi dan
Kinerja Asphaltene Dissolver Menggunakan Surfaktan Anionik dari Minyak
Sawit” adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka dibagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2016
Felga Zulfia Rasdiana
F351130341
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait.
RINGKASAN
FELGA ZULFIA RASDIANA. F351130341. Formulasi dan Kinerja Asphaltene
Dissolver Menggunakan Surfaktan Anionik dari Minyak Sawit. Dibawah
bimbingan ERLIZA HAMBALI dan PUDJI PERMADI. 2016.
Asphaltene merupakan golongan fraksi berat dari minyak bumi dan
diterminologikan sebagai komponen sangat aromatik yang mengandung
makromolekul heterosiklik tak jenuh dengan komponen utama yaitu karbon,
hidrogen, dan komponen minor lain seperti sulfur, oksigen, nitrogen, serta
akumulasi beberapa jenis logam berat seperti besi, nikel, vanadin, aluminium, dan
magnesium (Okafor et al. 2013). Keberadaan asphaltene di dalam minyak bumi
bukanlah sebagai molekul terlarut, melainkan sebagai nanopartikel yang dapat
membentuk agregat. Ketika terjadinya perubahan kondisi termodinamika selama
proses produksi minyak bumi, kestabilan nanopartikel akan terganggu sehingga
saling bertumbukan dan membentuk agregat yang terus tumbuh menjadi partikel
yang lebih besar, dari ukuran nano, mikron, sampai terbentuknya deposisi pada
daur hidup produksi minyak bumi seperti perforasi, tubing, downhole, dan
peralatan permukaan.
Proses deposisi asphaltene dapat terus terjadi selama proses produksi
minyak bumi sehingga jumlah endapan yang terbentuk semakin meningkat.
Terbentuknya deposisi asphlatene merupakan salah satu penyebab penurunan
produksi sumur minyak dan peningkatan biaya operasional produksi (Oseghale et
al. 2011; Li et al. 2014) serta menjadi masalah utama pada industri perminyakan
yang menyebabkan lambatnya proses produksi atau bahkan pemberhentian proses
produksi untuk menghilangkan asphaltene yang terdeposisi (Hasmi et al. 2012).
Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan
deposisi tersebut adalah melalui injeksi langsung asphaltene dissolver dengan
penambahan surfaktan. Surfaktan dapat berperan sebagai dispersant dan wetting
agent yang dapat terdispersi ke dalam molekul asphaltene dengan memecah
ikatan antar molekul asphaltene sehingga dapat menghambat pembentukan
kembali endapan asphaltene. Namun kebanyakan surfaktan yang digunakan
adalah surfaktan komersial dari bahan baku berbasis petroleum. Surfaktan ini
bersifat tidak terbarukan seiring dengan semakin berkurangnya cadangan minyak
bumi. Jenis surfaktan lain yang dapat digunakan adalah surfaktan anionik yang
berasal dari bahan baku nabati seperti metil ester sulfonat acid (MESA) dan metil
ester sulfonat (MES) dari minyak sawit.
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan produk asphaltene dissolver
terbaik menggunakan surfaktan anionik yang berasal dari minyak sawit.
Disamping itu untuk mendapatkan informasi kinerja dari asphaltene dissolver
yang dihasilkan serta mendapatkan informasi kinerja aplikasi dari asphaltene
dissolver yang dihasilkan dengan mengetahui pengaruh suhu dan waktu kontak
terhadap kelarutan asphaltene.
Penelitian diawali dengan karakterisasi deposit asphaltene dan
karakterisasi surfaktan MESA dan MES. Selanjutnya dilakukan proses formulasi
asphaltene dissolver dengan tahapan awal yaitu pemilihan jenis pelarut terbaik
berdasarkan hasil derajat kelarutan tertinggi. Kemudian pemilihan jenis dan
konsentrasi surfaktan terbaik menggunakan surfaktan MESA dan MES dengan
konsentrasi masing-masing 0%, 0,5%, 1%, 3%, dan 5%. Pemilihan didasarkan
pada nilai kelarutan tertinggi dan tegangan antarmuka terendah. Asphaltene
dissolver terbaik yang dihasilkan dilakukan uji kinerja yang meliputi pengukuran
daya dispersi, desorpsi asphaltene dari batuan, wettability pada batuan, wetting
charateristic pada permukaan logam, dan uji filtrasi. Asphaltene dissolver yang
dihasilkan kemudian dilakukan pengujian kinerja aplikasi dengan melihat
pengaruh suhu dan waktu kontak terhadap derajat kelarutan asphaltene.
Dari hasil analisis formulasi dan kinerja yang telah dilakukan, asphaltene
dissolver terbaik yang diperoleh adalah campuran surfaktan MESA 1% dalam
toluena yang menghasilkan derajat kelarutan asphaltene sebesar 69,58% dengan
nilai tegangan antarmuka terendah yaitu sebesar 3,95x10-3 dyne/cm. Kinerja
asphaltene dissolver menunjukkan bahwa asphaltene dissolver yang dihasilkan
memiliki daya dispersi dan desorpsi yang baik dibandingkan toluena dengan nilai
dispersi sebesar 95,56% dan nilai desorpsi sebesar 93,16%. Asphaltene dissolver
yang dihasilkan dapat mengubah sudut kontak batuan dari 48,6o menjadi 80,89o.
Sudut kontak yang dihasilkan merupakan sudut kontak terbaik dibandingkan
dengan toluena. Uji wetting characteristic memperlihatkan kemampuan
asphaltene dissolver dalam meningkatkan sifat kebasahan pada permukaan logam
dengan pelepasan asphaltene sebesar 99,32% pada asphaltene dissolver dan
toluena sebesar 26,59%. Pada uji filtrasi menunjukkan bahwa asphaltene
dissolver yang dihasilkan tidak menimbulkan penyumbatan dengan nilai filtration
ratio (Fr) sebesar 1,14 yang berarti masih dalam rentang nilai