Sulfonasi Metil Ester Jarak Pagar

Gambar 23 Grafik bilangan iod MESA jarak pagar pada setiap suhu input sebagai akibat dari perbedaan waktu proses sulfonasi.

4.4.6. Bilangan Asam

Rata-rata nilai bilangan asam MESA pada suhu 80, 90 dan 100 o C berkisar antara 4,42-21,07 mgKOHg. Hasil análisis ragam α= 0,05 menunjukkan bahwa lama proses sulfonasi mempunyai pengaruh nyata terhadap nilai bilangan asam, sedangkan suhu dan interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata. Hasil uji lanjut BNT α= 0,05 menunjukkan bahwa rata–rata nilai bilangan asam selama proses sulfonasi saling berbeda kecuali bilangan asam pada lama proses sulfonasi 2-3 jam dan 4-5 jam. Hasil analisis ragam suhu pemanasan bahan terhadap nilai bilangan iod MESA secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 10. Nilai bilangan asam MESA cenderung meningkat seiring dengan lama proses sulfonasi . Hasil penelitian menunjukkan bilangan asam MESA dan pH MESA berhubungan dengan terikatnya SO 3 yang bersifat asam dalam struktur molekul produk yang tersulfonasi. Meningkatnya bilangan asam akan ditandai dengan meningkatnya jumlah SO 3 yang terikat pada molekul ME dan ditunjukkan dengan nilai pH yang rendah dan sebaliknya ketika jumlah SO 3 yang terikat pada ME ini berkurang, maka nilai pH menjadi tinggi. Grafik bilangan asam MESA jarak pagar pada setiap suhu input proses sulfonasi disajikan pada Gambar 24. Gambar 24 Grafik bilangan asam MESA jarak pagar pada setiap suhu input sebagai akibat dari perbedaan waktu proses sulfonasi. Proses sulfonasi pada kisaran suhu 80-100 o C akan meningkatkan jumlah molekul SO 3 yang terikat di Cα, ikatan rangkap dan gugus karboksil pada rantai karbon ME. Semakin banyak jumlah SO 3 terikat, maka akan semakin tinggi bilangan asam MESA. Berdasarkan hasil penelitian, bilangan asam MESA berkorelasi negatif dengan nilai pH MESA. Kedua parameter ini berhubungan dengan terikatnya SO 3 dalam struktur molekul produk. Peningkatan bilangan asam menunjukan meningkatnya jumlah SO 3 yang terikat pada molekul ME yang ditunjukkan dengan nilai pH yang rendah. Demikian pula jika jumlah SO 3 yang terikat pada ME berkurang akan ditunjukan dengan nilai pH yang tinggi.

4.4.7. Bahan Aktif

Kinerja deterjensi surfaktan sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya jumlah bahan aktif yang terdapat di dalam surfaktan tersebut. Oleh karena itu, salah satu parameter penting surfaktan adalah nilai kandungan bahan aktifnya. Bahan aktif methyl ester sulfonic acid MESA dari metil ester jarak pagar memiliki kandungan bahan aktif pada kisaran antara 2,50 sampai 15,01 . Hasil analisis bahan aktif secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 11. Hasil análisis ragam α= 0,05 menunjukkan bahwa lama proses sulfonasi dan interaksi dengan suhu input mempunyai pengaruh nyata, sedangkan suhu input tidak berpengaruh nyata terhadap kadar bahan aktif. Hasil uji lanjut BNT α= 0,05 menunjukkan rata–rata kadar bahan aktif suhu input 80 o C dengan lama proses sulfonasi 0 jam dan 6 jam berbeda nyata dengan yang lainnya, sedangkan nilai bahan aktif lama sulfonasi antara 2-5 tidak berbeda nyata. Pada suhu 90 o C rata-rata bahan aktif yang diperoleh dari lama proses 0 jam, 2, jam dan 5-6 jam berbeda nyata dengan yang lainnya, sedangkan lama proses sulfonasi 3 jam dan 4 jam tidak berbeda nyata. Pada suhu 100 o C rata-rata bahan aktif yang diperoleh saling berbeda nyata, kecuali antara 0-3 jam dan 4-5 jam. Jika dibandingkan dengan methyl ester sulfonic acid MESA berbasis CPO, stearin dan olein, nilai bahan aktif MESA dari jarak pagar relatif lebih rendah. Pada umumnya nilai kandungan bahan aktif MESA jarak pagar cenderung meningkat seiring dengan lamanya proses sulfonasi Gambar 25. Gambar 25 Grafik bahan aktif MESA jarak pagar pada setiap suhu input sebagai akibat dari perbedaan waktu proses sulfonasi Kadar bahan aktif MESA rata-rata meningkat selama proses sulfonasi. Menurut Moretti et al. 2001 total bahan aktif pada MES pasta berkisar antara 30-60. Untuk mencapainya diperlukan perbaikan proses diantaranya kontrol yang akurat terhadap rasio mol metil ester terhadap gas SO 3 , konsentrasi gas SO 3 , kualitas bahan baku dan kondisi reaktor. Rendahnya kadar bahan aktif yang diperoleh pada penelitian ini apabila dibandingkan dengan Moretti et al. 2001, diduga disebabkan tidak dilakukannya proses aging yang dapat menyempurnakan konversi senyawa sulfonat anhidrid menjadi MESA.

4.4. Penentuan Kondisi Terbaik dan Uji Kinerja MES Jarak Pagar

Penetuan kondisi terbaik proses sulfonasi ME dilakukan dengan melihat peningkatan bahan aktif sebagai parameter utama dalam proses sulfonasi. Berdasarkan hasil penelitian, peningkatan kadar bahan aktif terbaik diperoleh pada suhu proses sulfonasi 80 o C dengan kondisi tunak dicapai setelah lama proses 4 jam. Nilai bahan aktif setelah proses sulfonasi berjalan selama 4 jam adalah 13,04 . Selanjutnya MESA yang diperoleh dinetralkan menggunakan NaOH 50 dan dilakukan pengukuran nilai tegangan permukaan IFT. Aplikasi MES dari ME jarak pagar dalam penelitian ini adalah untuk mencari surfaktan yang dapat digunakan dalam aplikasi teknologi EOR minyak bumi. Salah satu parameter utama karakteristik sumur minyak bumi yang menjadi acuan utama kegiatan EOR antara lain salinitas kadar garam. Sebelum diaplikasikan dalam kegiatan EOR, maka suatu surfaktan harus terlebih dahulu menjalani uji kesesuaian dan kinerja dalam recovery minyak bumi. Surfaktan yang digunakan harus mempunyai karakteristik tertentu yang sesuai dengan jenis sumur yang melakukan kegiatan EOR. Setelah surfaktan tersebut layak digunakan, selanjutnya akan diformulasikan sesuai dengan karakteristik sumur yang menjadi target aplikasi. Pengujian ketahanan terhadap salinitas dilakukan pada tingkatan salinitas 10.000, 20.000 dan 30.000 ppm. Level salinitas tersebut merupakan kisaran yang mewakili mayoritas sumur-sumur minyak bumi di Indonesia. Hasil pengujian ketahanan surfaktan MES terhadap faktor salinitas air formasi dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Nilai IFT pada berbagai tingkat salinitas Salinitas ppm Nilai IFT dynecm Blanko 7,699 10000 0,327 20000 0,382 30000 0,492 Pada Tabel 4 terlihat bahwa salinitas memberikan pengaruh terhadap nilai IFT surfaktan MES dengan meningkatnya nilai IFT dari 0,327 dynecm sampai 0,492 dynecm. Hasil pengujian bahkan menunjukkan bahwa nilai IFT surfaktan MES pada kondisi salinitas lebih baik dibandingkan nilai IFT blanko. Tingkat salinitas yang diinginkan dalam aplikasi EOR harus rendah, karena dapat mempengaruhi proses recovery minyak bumi, seperti terbentuknya sedimenendapan maupun korosi pada pipa dan peralatan lainnya. Hasil uji kinerja surfaktan MES dari ME jarak pagar pada air injeksi sumur minyak bumi dengan tingkat salinitas di bawah 10000 ppm dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5 Nilai IFT surfaktan MES jarak pagar pada salinitas 0-1000 ppm Tingkat salinitas Nilai IFT dynecm Sumur 1 Sumur 2 0 ppm 1.58E-01 1.51E-01 5000 ppm 1.52E-01 1.38E-01 10000 ppm 1.35E-01 1.27E-01 Berdasarkan Tabel 5, nilai kinerja surfaktan cenderung meningkat seiring dengan peningkatan salinitas. Namun demikian peningkatan salinitas yang terlalu tinggi harus dihindari pada aplikasi proses EOR dilapangan. Nilai IFT surfaktan MES dari jarak pagar yang dihasilkan dari penelitian ini masih pada kisaran nilai 1,2-1,5 E-01. Tingginya nilai IFT tersebut disebabkan karena belum sempurnanya proses sulfonasi, terutama karena tidak dilakukannya proses aging pada MESA, sehingga masih banyak produk antara yang tidak terkonversi menjadi MES. Selain menurunkan kinerja MES, produk antara tersebut dapat meningkatkan pembentukan disalt pada saat netralisasi yang akan menurunkan rendemen MES.