Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Search
Total Acid Number (TAN) dalam Petroleum

Total Acid Number (TAN) dalam Petroleum

Friday, 06 January 2023

Dalam industri petroleum, bilangan asam (acid number) merupakan parameter penting dalam penilaian dan pengendalian kualitas produk minyak olahan, termasuk minyak mentah. Parameter bilangan asam akan secara langsung mempengaruhi bagaimana minyak diproses, hanya dengan sedikit perubahan keasaman maka dapat menyebabkan korosi dalam proses pemurnian dan penyesuaian besar dalam harga barel. Dalam American Safety Testing and Material (ASTM) ada 4 prosedur yang mengatur penentuan bilangan asam dalam produk petroleum yaitu ASTM D-664, ASTM D-974, ASTM D-1534 and ASTM D-3339.

Total bilangan asam (Total Acid Number / TAN) adalah ukuran keasaman yang ditentukan oleh jumlah kalium hidroksida dalam miligram yang diperlukan untuk menetralkan asam dalam satu gram minyak dan menentukan jumlah senyawa asam yang ada dalam sampel petrokimia. Berikut adalah fungsi dari total bilangan asam (TAN):

1. Nilai bilangan asam dapat digunakan untuk memperkirakan jumlah penipisan aditif, kontaminasi asam dan oksidasi degradasi pelumas.

2. Nilai bilangan asam merupakan pengukuran kualitas minyak mentah yang penting dan digunakan sebagai panduan dalam kontrol kualitas formulasi minyak pelumas.

3. Nilai TAN menunjukkan kepada kilang minyak mentah potensi masalah korosi karena berbagai produk oksidasi berkontribusi pada nilai TAN dan asam organik sangat bervariasi dalam sifat korosi.

4. Pengujian TAN sangat penting untuk memelihara dan melindungi peralatan, mencegah kerusakan terlebih dahulu. 

Cara standar untuk menentukan nilai TAN sampel adalah dengan analisis titrasi dimana titik akhir titrasi ditentukan melalui titrasi potensiometri. Prinsip penentuan nilai TAN secara potensiometri menurut ASTM D-664 adalah sampel dilarutkan dalam pelarut titrasi dan dititrasi secara potensiometri dengan kalium hidroksida alkoholik menggunakan elektroda sensing dan elektroda pembanding atau elektroda kombinasi. Pembacaan meter diplot secara manual atau otomatis terhadap masing-masing volume larutan titrasi dan titik akhir diambil hanya pada infleksi yang terdefinisi dengan baik pada kurva yang dihasilkan. Ketika tidak ada infleksi yang pasti diperoleh, titik akhir diambil pada pembacaan meter yang sesuai dengan yang ditemukan untuk larutan buffer asam dan basa.

Penentuan nilai TAN dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan manual maupun otomatis menurut ASTM D-664. Syarat dari peralatan titrasi manual maupun peralatan titrasi otomatis yaitu mengunakan meter baik voltmeter maupun potentiometer dengan akurasi +/-0.005 V dan sensitivitas +/- 0.002 V. Dalam hal ini, titrasi manual menggunakan meter bukan peralatan gelas seperti buret dan tambahan indikator untuk titik akhir.

Walaupun titrasi manual masih dilakukan saat ini, namun banyak keuntungan yang mendukung penggunaan titrator otomatis. Dengan titrasi manual, sensor dan pengaruhnya terhadap total waktu titrasi dihilangkan. Namun, pada reaksi titrasi yang berlangsung lambat, titrasi manual yang terlalu cepat dapat menyebabkan kelebihan atau kekurangan sehingga hasil titrasi menjadi tidak tepat. Beberapa reaksi redoks yang sangat lambat harus dilakukan pada suhu yang lebih tinggi atau bisa juga menambahkan katalis. Selain itu, jika titrasi manual sudah selesai, pengguna harus memplot 0,1 mol ⁄L larutan KOH beralkohol yang ditambahkan terhadap pembacaan meteran yang sesuai (lihat Gambar 1). Titik belok yang terdefinisi dengan baik ditandai sebagai titik akhir dimana titik belok ini merupakan titik yang paling dekat dengan tegangan sel yang diperoleh dengan larutan buffer asam atau basa. Jika infleksi tidak jelas atau tidak ada infleksi yang muncul (lihat Gambar 1, Kurva B), tandai titik akhir pada pembacaan meter yang sesuai dengan yang diperoleh dengan larutan buffer yang sesuai.

Gambar 1. Ilustrasi Kurva Titrasi

Keterangan Gambar 1:

  • Kurva A—Blanko pada 125 mL pelarut titrasi.
  • Kurva B—10,00 g minyak bak mesin (crankcase) bekas ditambah 125 mL pelarut titrasi. Karena tidak ada infleksi tajam yang terlihat, titik akhir dipilih pada pembacaan meter yang diperoleh dengan dua buffer encer.
  • Kurva C—10,00 g minyak yang mengandung asam lemah ditambah 125 mL pelarut titrasi. Titik akhir dipilih sebagai titik di mana kurva hampir vertikal.
  • Kurva D—10,00 g minyak yang mengandung asam lemah dan kuat ditambah 125 mL pelarut titrasi. Titik akhir dipilih sebagai titik di mana kurva hampir vertikal.

 

Pada titrasi potensiometri otomatis, titrator bekerja dengan cara yang dikendalikan drift, yaitu kemajuan reaksi dapat dipantau melalui sensor. Titik akhir dari titrasi otomatis pun dapat langsung terplotkan pada alat tidak seperti dengan cara manual. Berikut adalah rumus perhitungan nilai TAN:

Bilangan Asam, mg KOH/g 5 =          (A - B) x M x 56.1/W         (1) 

Bilangan Asam Kuat, mg KOH/g 5 = (CM + Dm) x 56.1/W         (2) 

Dimana:

  • A = volume larutan KOH beralkohol yang digunakan untuk mentitrasi sampel hingga titik akhir yang terjadi pada pembacaan meteran dari titik belok yang paling dekat dengan pembacaan meteran yang sesuai dengan buffer berair pH 10, atau dalam kasus tidak jelas atau tidak ada titik belok, ke meteran bacaan yang sesuai dengan buffer berair pH 10, mL. Untuk aditif, A adalah volume KOH beralkohol pada titik belok terakhir,
  • B = volume yang sesuai dengan A untuk titrasi blanko, mL, 
  • M = konsentrasi KOH beralkohol, mol/L, 
  • m = konsentrasi HCl beralkohol, mol/L, 
  • W = massa sampel, g, 
  • C = larutan KOH beralkohol yang digunakan untuk menitrasi sampel ke titik akhir yang terjadi pada pembacaan meteran yang sesuai dengan buffer berair pH 4, mL, dan
  • D = larutan alkohol HCl yang digunakan untuk mentitrasi blanko pelarut ke titik akhir yang sesuai dengan C, mL
 

Oleh karena cara titrasi manual dan otomatis menggunakan elektroda, maka pengguna harus memperhatikan baik perawatan maupun penyimpanan elektroda. Berikut adalah hal-hal yang harus diperhatikan: 

  1. Membersihkan elektroda secara menyeluruh, menjaga sambungan ground glass bebas dari bahan asing, dan pengujian rutin elektroda sangat penting dalam memperoleh potensial yang repeatable, karena kontaminasi yang tidak menentu dan tidak dapat terlihat dapat menyebabkan adanya kontak terhadap cairan penyimpanan. 

  2. Membersihkan elektroda kaca secara berkala berdasarkan penggunaan dan jenis sampel yang dianalisis (tidak kurang dari satu kali setiap minggu selama penggunaan terus-menerus) dengan merendam dalam larutan pembersih yang mengandung nonkromium yang merupakan zat pengoksidasi yang kuat. Elektroda referensi harus dibersihkan secara berkala saat dalam penggunaan atau ketika elektroda baru dipasang. Menguras isi referensi elektroda setidaknya sekali setiap minggu dan dilakukan pengisian ulang dengan elektrolit LiCl fresh sampai lubang pengisian (fill hole). Pastikan tidak ada gelembung udara dalam cairan elektroda. Jika terlihat gelembung udara, pegang elektroda dalam posisi vertikal dan ketuk dengan lembut melepaskan gelembung. 

  3. Setiap sebelum titrasi, rendam elektroda dalam larutan yang telah disiapkan (pH 4,5 hingga 5,5) selama minimal 5 menit. Bilas elektroda dengan propan-2-ol segera sebelum digunakan, lalu dengan pelarut titrasi.

  4. Saat tidak digunakan, celupkan bagian bawah dari elektroda referensi dalam elektrolit LiCl. Bila elektroda kaca digunakan, simpan dalam air yang telah diasamkan dengan HCl pH 4,5 sampai 5,5. Jangan biarkan elektroda direndam dalam pelarut titrasi untuk jangka waktu tertentu antara titrasi. Meskipun elektroda tidak mudah pecah, tangani dengan hati-hati setiap saat.

 

Metode titrasi potensiometri merupakan metode untuk penentuan angka asam total (TAN) yang sederhana dan langsung dalam produk minyak bumi (petroleum). Metode titrasi potensiometri secara otomatis menggunakan autotitrator adalah alternatif yang sangat berharga bila dibandingkan dengan metode titrasi potensiometri secara manual karena penggunaan autotitrator membantu memungkinkan produsen dan pengguna industri untuk merasa yakin dengan kualitas produk mereka, membantu memastikan hasil tidak bergantung pada bias subjektif, menghasilkan hasil yang akurat, meningkatkan presisi, dapat direproduksi, dan merupakan pengembalian investasi yang sangat baik bagi perusahaan yang ingin meningkatkan efisiensi sumber daya.

Gambar 2. Contoh Alat Titrator Otomatis (Automatic Titrator)

 
 
Referensi:

Corrosionpedia. 2018. Total Acid Number (TAN). Canada: Janalta Interactive Inc.

ASTM International. 2019. ASTM D664. Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration. United States: ASTM International.

 

Previous Article

Teknik Sterilisasi Basah : Mengenal Jenis Autoklaf dan Cara Memilihnya

Monday, 02 January 2023
VIEW DETAILS

Next Article

Cara Uji Total Suspended Solid (TSS) dalam Limbah Cair Industri Cat

Friday, 13 January 2023
VIEW DETAILS