Percobaan Modul II

EMULSI

Laporan Praktikum

Nama : Wahyu Utomo

NIM : 12211071

Kelompok : Jumat 2

Tanggal Praktikum : 4 November 2012

Tanggal Penyerahan : 11 November 2012

Dosen : Ir. Zuher Syihab, M.Sc, Ph.D

Asisten : 1. Randy Chandrana Dinata (12209002)2. Yessica Fransisca Stephanie (12209080)

LABORATORIUM ANALISIS FLUIDA RESERVOIR

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2012

I. Tujuan Percobaan

1. Memahami bagaimana dan mengapa emulsi bisa terbentuk.

2. Memahami proses pemecahan emulsi.

II. Prinsip Percobaan

Emulsi merupakan kombinasi dua jenis cairan yang immiscible atau cairan yang pada

kondisi normal tidak dapat bercampur. Salah satu cairan tersebut akan tersebar atau

terdispersi sebagai droplet pada cairan lainnya. Droplet cairan dikenal sebagai fasa

eksternal atau fasa kontinu. Ada beberapa jenis emulsi antara lain : air dalam minyak

(water in oil), minyak dalam air (oil in water), dan oil in water in oil dst.

Dalam hal ini, campuran terdiri dari crude oil dan air yang bercampur dengan

perantara emulsifying agent. Ada beberapa perlakuan yang dapat mengganggu kestabilan

emulsi dan ada yang memperkuatnya. Pada percobaan ini akan diuji pengaruh perlakuan

tersebut terhadap stabilitas emulsi diantaranya dengan metode agitasi (pengadukan),

kemudian memecah emulsi dengan metode pemanasan (thermal), penambahan demulsifier

(penambahan zat kimia), didiamkan (gravity settling), dan sentrifuga (pemutaran) .

Kemudian volume air kumulatif yang terpisah dari emulsi dibandingkan terhadap waktu

yang dibutuhkan.

III. Alat dan bahan

1. Gelas kimia 250 cc, 3 buah

2. Gelas kimia 100 cc, 4 buah

3. Mixer

4. Centrifuge apparatus

5. Bunsen

6. Tachometer dan stopwatch

7. Crude oil, air formasi dan aquades

8. Demuilsifier

IV. Data Pengamatan

Jenis metode

Volumeair (mL)

minyak (mL)

emulsi (mL)

hasil akhir air (mL)

Sentrifuga (400 RPM) 60 40 100 35300 RPM 60 40 90 55500 RPM 60 40 100 12.5600 RPM 60 40 100 4.94Pemanasan (400 RPM, T awal = 65 C) 60 40 100 9.5Demulsifier (400 RPM) 60 40 100 28

WAKTU (detik)

Vomule Air (mL)

gravity settlingPemanasan Demulsifier

300 RPM 500 RPM 600 RPM

0 0 0 0 0 0

30 0 0 1.9 0 0

60 1 0 1.9 0 0

90 3 0 1.9 0 0

120 5 0 1.9 0 0

150 5.5 0 1.9 0 0

180 6 0 1.9 0 0

210 10 0 2.28 1 0

240 12 1 2.28 1 0

270 15 1 2.66 1 0

300 18 1 2.66 1.5 0

330 19 1 2.66 2 0

360 20 2 2.66 2 0

390 20 2 2.66 2.5 0

420 25 2 2.66 2.5 0

450 30 2 2.66 2.5 0

480 34 3 2.66 2.5 0

510 38 3 3.04 3 0

540 45 3 3.04 3 0

570 50 3.5 3.04 3.5 0

600 50 3.5 3.04 3.5 0

630 51 4 3.42 4 0

660 52 4 3.42 4 0

690 55 4 3.42 4 0

720 55 4.5 3.42 4.5 0.7

750 55 4.5 3.8 4.5 0.75

780 55 4.5 3.8 4.5 0.8

810 55 5 3.8 4.5 0.8

840 55 5 3.8 5 0.9

870 55 5 4.18 5 0.9

900 55 5.5 4.18 5 0.9

930 55 5.5 4.18 6 0.9

960 55 5.5 4.18 6 1

990 55 6 4.56 6 1

1020 55 6 4.56 6 1.1

1050 55 6 4.56 6.5 1.2

1080 55 6 4.56 6.5 1.2

1110 55 6.5 4.56 6.5 1.25

1140 55 6.5 4.56 6.5 1.25

1170 55 6.5 4.56 6.5 1.3

1200 55 7 4.56 7 1.5

1230 55 7 4.56 7 1.7

1260 55 7 4.56 7 2.5

1290 55 7 4.56 7 3.2

1320 55 7.5 4.56 7.5 5

1350 55 7.5 4.56 7.5 8

1380 55 8 4.56 7.5 9

1410 55 8 4.56 7.5 10.5

1440 55 8 4.56 7.5 12

1470 55 8 4.56 8 13

1500 55 8.5 4.56 8 13.5

1530 55 8.5 4.56 8 14.2

1560 55 8.5 4.56 8 14.8

1590 55 9 4.56 8 15

1620 55 9 4.56 8 15.8

1650 55 9 4.56 8 16.2

1680 55 9 4.56 8 17

1710 55 9.5 4.56 8 17

1740 55 9.5 4.56 8 18

1770 55 9.5 4.56 8.5 19

1800 55 9.5 4.56 8.5 19.3

1830 55 10 4.56 8.5 19.8

1860 55 10 4.94 8.5 20

1890 55 10 4.94 8.5 20.3

1920 55 10 4.94 8.5 21

1950 55 10.5 4.94 8.5 21.3

1980 55 10.5 4.94 8.5 21.5

2010 55 10.5 4.94 8.5 22

2040 55 11 4.94 9 22.4

2070 55 11 4.94 9 23

2100 55 11 4.94 9 23.4

2130 55 11 4.94 9 23.4

2160 55 11 4.94 9 24

2190 55 11.5 4.94 9 24.2

2220 55 11.5 4.94 9 24.2

2250 55 11.5 4.94 9 24.2

2280 55 11.5 4.94 9.5 24.8

2310 55 12 4.94 9.5 24.8

2340 55 12 4.94 9.5 25

2370 55 12 4.94 9.5 25.2

2400 55 12 4.94 9.5 25.4

2430 55 12 4.94 9.5 25.8

2460 55 12 4.94 9.5 26

2490 55 12 4.94 9.5 26.2

2520 55 12 4.94 9.5 26.6

2550 55 12 4.94 9.5 26.9

2580 55 12 4.94 9.5 27.1

2610 55 12 4.94 9.5 27.4

2640 55 12.5 4.94 9.5 27.4

2670 55 12.5 4.94 9.5 27.6

2700 55 12.5 4.94 9.5 28

V. Pengolahan Data

Pengeplotan grafik

0150

300450

600750

9001050

12001350

15001650

18001950

21002250

24002550

27000

10

20

30

40

50

60

Perbandingan metode pemecahan emulsi

PemanasanDemulsifierGS 600 RPMGS 300 RPMGS 500 RPM

Volu

me

kum

ulati

f air

VI. Analisis

Dalam percobaan ini saya asumsi beberapa kondisi, agar percoaan ini dapat dianggap

valid. Asumsi tersebut adalah percobaan:

1. Suhu minyak pada percobaan pemanasan adalah tepat 150oF.

2. Saat melakukan metode pemisahan emulsi (pemanasan. demulsifier dan sentrifuga)

gravitasi dianggap tidak terlalu berpengaruh.

3. Volume sampel yang digunakan selama percobaan (dalam satu metode) tepat 100 mL.

4. Sampel minyak yang digunakan dianggap terbebas dari kandungan air.

5. Tekanan dan suhu konstan.

6. Tidak ada kesalahan paralaks

7. Semua alat berfungsi dengan baik.

Metode yang pertama adalah gravity settling atau didiamkan, yaitu metode yang

menggunakan prinsip gaya gravitasi dimana cairan yang memiliki densitas besar akan

berada di bagian bawah dan cairan yang densitasnya kecil berada di bagian atas. Metode

ini sangat memakan waktu lama dan dipengaruhi kecepatan mixer pembentukan emulsi,

semakin tinggi kecepatan mixer, semakin tinggi pula tingkat kestabilan emulsi dan

semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk memisahkan emulsi. Selain itu juga ada

pengaruh viskositas minyak, dimana semakin besar nilai viskositas semakin stabil emulsi

yang terbentuk.

Metode lainnya yaitu sentrifuga, adalah metode yang memiliki prinsip dasar gaya

sentrifugal dimana gaya rotasi yang menyebabkan cairan yang berdensitas besar akan berada

di bagian paling luar dan cairan yang berdensitas kecil akan berada di bagian dalam selama

proses sentrifuga. Semakin cepat rotasi yang digunakan, semakin cepat pemisahan yang

terjadi. Pada pengeplotan grafik tidak terdapat metode sentrifuga, karena pada proses

sentrifuga saya tidak dapat mengamati perubahan volum kumulatif air setiap satuan waktu.

Perubaahan volum kumulatif air yang saya amati dalam proses sentrifuga adalah volum

kumulatif akhir air.

Selanjutnya metode penambahan bahan kimia atau demulsifier, yaitu metode yang

mempercepat pelarutan lapisan film yang menghalangi molekul minyak dengan molekul

minyak dan molekul air dengan molekul air untuk bergabung sehingga molekul-molekul

sejenis akan bergabung dan emulsi menjadi tidak stabil. Dengan metode ini secara umum

akan menghasilkan pemisahan emulsi dengan waktu yang paling singkat, tetapi karena

demulsifier ini prinsipnya adalah menambahkan bahan kimia untuk memisahkan emulsi,

untuk beberapa sampel yang berbeda komposisi kimianya berbeda juga. Selain adanya

perbedaan komposisi kimia. lamanya metode demulsifier memisahkan emulsi juga

disebabkan sudah kurang baiknya kualitas demulsifier yang ada dilaboratorium

Berdasarakan literature, metode yang paling efektif adalah pemanasan dibandingkan

metode gravity settling (yang berdasarkan perbadaan densitas kedua cairan) dan metode

demulsier (yang mempercepat pelarutan lapisan film pembentuk emulsi). Hal ini terjadi

karena dengan pemanasan, energy kinetic molekul terdispersi menjadi meningkat sehingga

akan menumbuk lapisan film yang menghalangi molekul minyak dengan molekul minyak

dan molekul air dengan molekul air untuk saling bergabung. Hal ini berakibat kestabilan

emulsi terganggu.

Namun, berdasarkan hasil percobaan yang saya dapat, pemisahan yang paling cepat

adalah gravity settling pada 300 RPM, hal ini terjadi karena saat pembagian minyak

sampel jene, shift saya mendapatkan sisa-sisa minyak di dirigen. Minyak tersebut

merupakan bagian minyak yang paling bawah, sehingga semua endapan terakumulasi dan

mengakibatkan densitas minyak lebih besar karena mengandung fraksi berat. Berdasarkan

literature, semakin besar densitas semakin semakin tinggi pula tingkat kestabilan emulsi

yang terbentuk. Karena minyak yang digunakan untuk metode pemanasan, demulisfier dan

gravity settling yang 500 RPM dan 600 RPM lebih kental dan viskositas dan densitasnya

lebih tinggi dari pada yang 300 RPM sehingga secara otomatis lebih lama pemisahan

emulsinya dibandingkan dengan 300 RPM.

VII. Kesimpulan

Dari hasil percobaan di atas, dapat saya simpulkan bahwa :

1. Emulsi terbentuk dari dua cairan yang pada kondisi normal tidak dapat saling larut

(immicible) yang mengalami proses pengadukan (agitasi) sehingga cairan yang lebih

sedikit jumlahnya akan terdispersi dalam cairan yang berjumlah lebih banyak.

2. Semakin tinggi kecepatan pengadukan (agitasi) maka semakin tinggi pula tingkat

kestabilan emulsi yang terbentuk

3. Pada crude oil, densitas juga mempengaruhi kestabilan emulsi yang terbentuk.

Semakin tinggi densitas suatu crude oil, maka semakin tinggi pula tingkat kestabilan

emulsi yang terbentuk.

4. Pemacahan emulsi dapat dilakukan dengan cara : pemanasan, penambahan

demuulsifier, gravity settling dan sentrigal.

5. Pemanasan bekerja dengan prinsip bertambahnya energy kinetic dari molekul zat

terdispersi yang mengakibatkan lapisan film penghalang terganggu sehingga

kestabilan emulsi terganggu juga.

6. Penambahan demulsifier mempercepat pelarutan lapisan film yang menghalangi

molekul minyak dengan molekul minyak dan molekul air dengan molekul air untuk

saling bergabung, sehingga emulsi menjadi tidak stabil.

7. Metode didiamkan (gravity settling) memecah emulsi berdasarkan prinsip perbedaan

densitas dua cairan akibat gaya gravitasi.

8. Metode sentrifuga memecah emulsi berdasarkan perbedaan gaya berat, dimana cairan

yang memiliki massa yang berat akan akan berada diluar saat proses sentrifuga

berangsung.

VIII. Kesan dan Pesan

Kesan : saya merasakan asistennya kurang ramah dan pada saat pembahan kurang lama

sehingga masih banyak hal yang ingin ditanyakan sedangkan waktunya habis.

Pesan : pesan saya untuk asisten lebih ramah lagi dan jika mengeluarkan TP jangan mepet-

mepet hari H praktikum, sehingga kami praktikan bisa mengerjakan lebih awal.

IX. Daftar Pustaka

McCAIN, Wiliam D. Jr. The Properties of Petroleum Fluids. 2nd ed. PennWell

Publishing co. : Tulsa, Oklohama.1990.

Modul 2.”Emulsi”. TM-2108 ITB Fluida Reservoir. Semester I 2012/2013.

X. JP(Jawaban Pertanyaan)

Kenapa emulsi dapat terbentuk di dalam reservoir sedangkan temperature reservoir sangat

tinggi?

Jawaban :

Sebenarnya masalah terbentuknya emulsi pada kondisi reservoir masih menjadi

perdabatan. Masalah ini menjadi tantangan produksi beberapa sumur karena membentuk

block emulsion yang sulit mengalir sehingga menghambat aliran fluida. Dari metode

penyelidikan kasus ini diduga emulsi yeng terbentuk di reservoir adalah emulsi ketat.

Emulsi dapat terbentuk di reservoir karena terjadi pencampuran air dengan minyak

terutama untuk crude oil yang memilki endapan asphaltenes. Perilaku emulsi ini terkait

erat dengan kehadiran padatan halus hasil pengendapan padatan organic asphaltenes dan

garam organic (scale) sebagai aliran migrasi dalam reservoir.