Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

1

PAPER PENGELOLAAN B3 DAN LIMBAH B3

Studi Kasus Penanganan Limbah Solvent Sisa Analisis Acidity Untuk Pengendalian Pencemaran Lingkungan di Pertamina UP IV Cilacap.

Disusun oleh :

Siti Rukayah 1009035006

Gidion Putra Tamtama 1009035021

Tas Cahyantari A. 1009035037

Hanri 1009035046

Erlin Abdullah 1009035056

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MULAWARMAN

SAMARINDA

2012

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

2

Pada pengolahan limbah industri terdapat tiga tahap proses pengolahan limbah cairnya

yakni proses pengolahan primer, sekunder dan tersier. Proses penanganan primer dan

sekunder terhadap air buangan hanya menurunkan nilai BOD. Pada proses penanganan

tersier dapat menghilangkan komponen – komponen organik dan anorganik yang

terlarut.

Dalam pengolahan tersier terdapat metode destilasi yang bertujuan untuk

menghilangkan komponen-komponen organik maupun non organik.

Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik

didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam

proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan

tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan. Atas dasar ini maka

perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin (Lihat

gambar 1).

Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih

rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin

(perhatikan Gambar 1), proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam

dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair.

Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-

senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.

Gambar 1. Alat destilasi sederhana

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

3

Contoh dibawah ini merupakan teknik pemisahan dengan cara destilasi yang

dipergunakan oleh industri. Pada skala industri, alcohol dihasilkan melalui proses

fermentasi dari sisa nira (tebu) myang tidak dapat diproses menjadi gula pasir. Hasil

fermentasi adalah alcohol dan tentunya masih bercampur secara homogen dengan air.

Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC) dan titik didih alcohol (70oC), sehingga

yang akan menguap terlebih dahulu adalah alcohol. Dengan menjaga destilasi maka

hanya komponen alcohol saja yang akan menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin

dan akan kembali cair, proses destilasi alcohol merupakan destilasi yang sederhana,

dan mempergunakan alat seperti pada Gambar 2.

Gambar 2 Destilasi yang dilakukan secara bertahap dari minyak bumi

Proses pemisahan yang lebih komplek terjadi pada minyak bumi. Dalam minyak bumi

banyak terdapat campuran (lihat Bab 10). Atas dasar perbedaan titik didihnya, maka

dapat dipisahkan kelompok-kelompok produk dari minyak bumi. Proses pemanasan

dilakukan pada suhu cukp tinggi, berdasarkan perbedaan titik didih dan system

pendingin maka kita dapat pisahkan beberapa kelompok minyak bumi. Proses ini

dikenal dengan destilasi fraksi, dimana terjadi \pemisahan-fraksi-fraksi dari bahan bakar

lihat Gambar 15.7. proses pemisahan minyak bumi.

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

4

Ada 4 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi sederhana, distilasi

fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum. Selain itu ada pula distilasi ekstraktif dan

distilasi azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan garam berion, distilasi

pressure-swing, serta distilasi reaktif.

Distilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh

atau dengan salah satu komponen bersifat volatil . Jika campuran dipanaskan maka

komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan

titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk

menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana

digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

Distilasi Fraksionisasi

Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau

lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnyaDistilasi ini juga dapat

digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja

pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini

digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen

dalam minyak mentah

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi.

Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada

setiap platnya.Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat

yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

Distilasi Uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih

mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini

dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau

air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi

campuran senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya.

Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di

semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi dari distilasi uap adalah

untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus,

minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan.

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

5

Campuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin

ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke

kondensor dan akhirnya masuk ke labu distilat.

Distilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil,

dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau

campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode distilasi ini tidak dapat

digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan

air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk

mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi

sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini

Azeotrop

Azeotrop adalah campuran dari dua atau lebih komponen yang memiliki titik didih yang

konstan. Azeotrop dapat menjadi gangguan yang menyebabkan hasil distilasi menjadi

tidak maksimal.Komposisi dari azeotrope tetap konstan dalam pemberian atau

penambahan tekanan. Akan tetapi ketika tekanan total berubah, kedua titik didih dan

komposisi dari azeotrop berubah. Sebagai akibatnya, azeotrop bukanlah komponen

tetap, yang komposisinya harus selalu konstan dalam interval suhu dan tekanan, tetapi

lebih ke campuran yang dihasilkan dari saling memengaruhi dalam kekuatan

intramolekuler dalam larutan.

Azeotrop dapat didistilasi dengan menggunakan tambahan pelarut tertentu, misalnya

penambahan benzena atau toluena untuk memisahkan air.Air dan pelarut akan

ditangkap oleh penangkap Dean-Stark.Air akan tetap tinggal di dasar penangkap dan

pelarut akan kembali ke campuran dan memisahkan air lagi. Campuran azeotrop

merupakan penyimpangan dari hukum Raoult.

Studi Kasus Pengolahan Limbah PT Pertamina Cilacap

Laboratorium Kilang mempunyai seksi

Laboratorium Lindungan Lingkungan dan Riset yang bertugas mengevaluasi minyak

mentah dan fraksi-fraksinya, menganalisis bahan-bahan kimia, serta memantau tingkat

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

6

pencemaran di perairan lingkungan Pertamina UP IV Cilacap. Pada pemeriksaan

pelumas terdapat analisis kekentalan, indeks viskositas, titik nyala, acidity, sulphated

ash, titik tuang, berat jenis, kandungan logam, kandungan air, dan warna. Untuk analisis

acidity pada pelumas menggunakan solvent acidity yang merupakan campuran

Isopropyl alcohol dan toluene guna mengukur tingkat keasaman. Sisa analisis acidity

merupakan limbah kimia cair berwarna gelap yang termasuk limbah Bahan Berbahaya

dan Beracun (B3), sifat limbah tersebut yaitu mudah terbakar, toksik, iritasi terhadap

mata dan kulit.

Distilasi Hempel Metoda UOP 77

Metode distilasi Hempel adalah metode yang dipakai untuk evaluasi perhitungan yield

pada kandungan gasoline, naphtha, dan kerosine dalam minyak mentah dengan cara

distilasi pada kondisi tekanan atmosfer. Pada penelitian daur ulang limbah solvent

acidity, peneliti menggunakan alat distilasi Hempel karena dapat dipakai untuk distilasi

bertingkat pada kondisi atmosfer maupun kondisi bertekanan hampa/vakum dengan

jumlah sample 3 liter dan mudah cara pengoperasiannya.

Peralatan terdiri dari :

1. Kolom pendek, flask borosilicate glass kapasitas 4000 ml

2. Thermometer E1 (7F) untuk fraksi khusus gasolin pada suhu rendah

3. Thermometer E1 (8F) untuk fraksi gasolin dan kerosin

4. Kondensator dan bak air/sistem pendingin

5. Pemanas listrik

6. Gelas ukur kapasitas 100, 500 dan 1000 ml

7. Flask kapasitas 1000 ml

8. Pompa vakum

9. Manometer

Penelitian daur ulang limbah acidity di laboratorium menggunakan alat distilasi

dengan dua macam cara perlakuan, yaitu :

1. Distilasi bertingkat pada kondisi tekanan atmosfer.

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

7

Dalam melaksanakan penelitian daur ulang limbah solvent acidity ini dilakukan pada

kondisi tekanan normal (760 mmHg) dengan menggunakan dua suhu yaitu pada suhu

81˚C dan suhu 110.6 ˚C. Pada suhu 81˚C didapatkan Isopropyl alcohol dan pada

suhu 110.6 ˚C didapatkan toluene.

2. Distilasi bertingkat pada kondisi vakum/bertekanan.

Penelitian daur ulang limbah solvent acidity sisa analisis acidity ini tetap

menggunakan alat distilasi Hempel, namun dilakukan dalam kondisi

vakum/bertekanan dengan menambah vasilitas pompa vakum dan manometer pada

alat tersebut dengan variasi tekanan yaitu pada 240 mmHg, 200 mmHg, 160 mmHg,

120 mmHg, dan 100 mmHg.

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

8

Gambar alat distilasi Hempel pada kondisi vakum.

Parameter Analisis.

Setelah daur ulang limbah solvent acidity selesai, hasil daur ulang tersebut dianalisis

untuk mengetahui apakah kondisinya baik seperti sifat isopropyl alcohol dan toluene

yang masih baru. Parameter analisis tersebut adalah:

1. Berat jenis, yaitu perbandingan berat dari sejumlah volume tertentu suatu zat terhadap

berat dari volume yang sama dari air pada suhu yang sama.

2. Titik didih, adalah suhu pada suatu zat mendidih atau berubah menjadi uap dengan

membentuk gelembung-gelembung uap di dalam zat cair, tinggi rendahnya titik didih

tergantung pada tekanan diatas permukaan zat cair itu.

Teknik Lingkungan 2010DESTILASI

9

DAFTAR PUSTAKA

1. Cahyo Condro Susilo. 2006. Studi Penanganan Limbah Solvent Sisa Analisis Acidity Untuk Pengendalian Pencemaran Lingkungan di Pertamina UP IV Cilacap. Diakses di http://eprints.undip.ac.id/16890/1/CAHYO_CONDRO_SUSILO.pdf pada tanggal 15 Desember 2012