Pemisahan Bitumen Dari Asbuton Menggunakan Metoda Modifikasi Hot Water Process

Irfin, Zakijah (2020) Pemisahan Bitumen Dari Asbuton Menggunakan Metoda Modifikasi Hot Water Process. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

	Text Pemisahan Bitumen dari Asbuton Menggunakan Metoda Hot Water Process.pdf Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy
	Text 02211460010003-Desertation.pdf Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Asbuton adalah aspal alam yang terkandung dalam deposit batuan yang terdapat di Pulau Buton, Sulawesi Tenggara. Asbuton dapat dimanfaatkan sebagai bahan alternatif pengganti aspal minyak. Penelitian tentang pemisahan bitumen dari asbuton menggunakan media air panas telah banyak dilakukan tetapi hasil yang diperoleh belum maksimal dan belum ada penjelasan bagaimana mekanisme penambahan wetting agent, yaitu campuran alkali dan surfaktan terhadap pelepasan bitumen asbuton dari mineralnya. Sifat permukaan dari mineral karbonat pada asbuton adalah oil-wet, dengan penambahan wetting agent sehingga bahan tersebut dapat teradsorb ke dalam matriks carbonate-bitumen dan menempati tempat bitumen yang terlepas dari mineral karbonat sehingga sifat mineral menjadi water wet. Ada tiga tujuan penelitian ini yaitu memperoleh % recovery tertinggi menggunakan sistem ekstraksi modifikasi HWP dari sinergi konsentrasi diluent-sealing agent-surfaktan dan temperatur proses yang telah ditetapkan dengan melibatkan surface properties sistem (wettability dan interfacial tension (IFT)) kedua menentukan kondisi optimum dari interaksi temperatur proses (oC), konsentrasi alkali/garam-alkali (%), konsentrasi surfaktan SDBS (%) untuk memperoleh % recovery terbaik pada pemisahan Asbuton menggunakan metoda modifikasi HWP dan memperoleh estimasi biaya produksi per kg bitumen Asbuton pada % recovery tertinggi menggunakan metoda modifikasi HWP pada skala industri. Proses pemisahan bitumen dari asbuton dilakukan melalui dua proses utama, yakni proses preheating dan digesting. Kedua proses ini dilakukan pada sebuah tangki berpengaduk disc turbine dan empat buah baffle. Proses preheating adalah proses pengadukan asbuton dengan solar yang jumlahnya 60% terhadap massa campuran DEX-asbuton pada 750 rpm pada suhu 60, 70, 80, dan 90oC selama 30 menit. Berikutnya, proses digesting dilakukan dengan mengaduk campuran solar-asbuton dengan wetting agent . Kadar wetting agent sebesar 25% terhadap massa campuran asbuton-solar-larutan wetting agen . Campuran tersebut diaduk pada 1500 rpm dengan suhu 60, 70, 80, dan 90oC selama 30 menit. Konsentrasi larutan surfaktan SDBS yang akan digunakan sebesar 0,125%, 0,25%, 0,375% dan 0,5% (% massa), Sealing agent sebesar 0,125%, 0,25%, 0,375% dan 0,5% (% massa) untuk NaOH/ Na5P3O10/Na2SiO3 dan 0,25%, 0,5%, 0,75%, 1% (% massa) untuk Na2CO3. Pada penelitian ini diperoleh hasil % recovery tertinggi dengan menggunakan sealing agent Na2CO3. Untuk tiap variabel diperoleh % recovery terbaik NaOH yaitu 79.97% pada temperatur 80℃ dengan konsentrasi SDBS sebesar 0, 5% dan konsentrasi NaOH sebesar 0,5%. Recovery terbaik Na5P3O10 pada 82.15% pada temperature 90℃ dengan konsentrasi SDBS sebesar 0,125% dan kosentrasi Na5P3O10 sebesar 0,5%. Recovery terbaik Na2SiO3 sebesar 90,88% pada temperatur 90℃ dengan konsentrasi SDBS 0,375% dan konsentrasi Na2SiO3 sebesar 0,5%, sedangkan Na2CO3 sebesar 91,92% pada temperature 90℃ dengan konsentrasi SDBS 0,375% dan kosentrasi Na2CO3 sebesar 1%. Perubahan wettability memainkan peran yang lebih penting daripada IFT untuk melepas bitumen dari Asbuton. Kondisi optimal HWP berdasarkan analisa statistik menggunakan FCCCD adalah sebagai berikut : Na2CO3 0,990%, SDBS 0,348 %,T = 89,585oC dengan % recovery sebesar 90,646% %; Na2SiO3 0.5% - SDBS 0,375%, T = 90oC dengan % recovery 88,464%; Na5P3O10 0,5%-SDBS 0,125% ,T = 90oC dengan % recovery 81,270% %, NaOH 0,492%, SDBS 0,499%, T = 80oC dengan % recovery 72,705%. Biaya produksi dengan kapasitas 10.000 T/tahun pada proses pemisahan dengan % recovery tertinggi menggunakan sealing agent Na2CO3 adalah Rp. 5.233,-. Nilai ini menunjukkan bahwa metoda modifikasi HWP pada Asbuton memiliki potensi yang sangat bagus untuk diterapkan dalam skala industri.
===========================================================================================================================
Asbuton is natural asphalt contained in rock deposits found on Buton Island, Southeast Sulawesi. Asbuton can be used as an alternative material to substitute oil asphalt. Research on the separation of bitumen from asbuton using hot water media has been widely carried out but the results obtained are not yet maximal and there is no explanation of how the mechanism of adding wetting agents, namely a mixture of alkali and surfactants to the release of asbuton bitumen from minerals. The surface properties of carbonate minerals in asbuton are oil-wet, with the addition of a wetting agent so that the material can be adsorbed into the carbonate-bitumen matrix and occupy the bituminous site which is detached from the carbonate mineral so that the mineral properties become water wet. There are three objectives of this study, namely to obtain the highest% recovery using a modified HWP extraction system from synergies in the concentration of the surfactant diluent-sealing agent and a predetermined process temperature by involving the system's surface properties (wettability and interfacial tension (IFT)), second, determining the optimum conditions of interaction process temperature (oC), alkali / alkali salt concentration (%), SDBS surfactant concentration (%) to obtain the best % recovery in Asbuton separation using the HWP modification method and obtain an estimated cost of production per kg of bitumen from Asbuton at the highest% recovery using the modified method HWP on an industrial scale. The process of separating bitumen from asbuton is done through two main processes, namely the process of preheating and digesting. Both of these processes are carried out in a disc turbine stirred tank and four baffles. The preheating process is the process of stirring asbuton with diesel oil which amounts to 60% of the mass of the diesel oil-asbuton mixture at 750 rpm at temperatures of 60, 70, 80, and 90oC for 30 minutes. Next, the digesting process is carried out by stirring the mixture of diesel-asbuton with a wetting agent. Wetting agent content of 25% of the mass of the mixture of asbuton-solar-solution wetting agent. The mixture is stirred at 1500 rpm at 60, 70, 80, and 90oC for 30 minutes. The concentration of SDBS surfactant solution to be used was 0.125%, 0.25%, 0.375% and 0.5% (mass %), sealing agents 0.125%, 0.25%, 0.375% and 0.5% (mass%) for NaOH / Na5P3O10 / Na2SiO3 and 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1% (mass %) for Na2CO3 In this study the highest% recovery result was obtained using the Na2CO3 sealing agent. For each variable, the best% NaOH recovery was 79.97% at 80 ℃ with an SDBS concentration of 0.5% and a NaOH concentration of 0.5%. The best recovery of Na5P3O10 at 82.15% at 90 ℃ with SDBS concentration of 0.125% and Na5P3O10 concentration of 0.5%. The best recovery of Na2SiO3 was 90.88% at 90 ℃ with SDBS concentration of 0.375% and Na2SiO3 concentration of 0.5%, while Na2CO3was 91.92% at 90 ℃ with SDBS concentration of 0.375% and Na2CO3 concentration of 1%. Changes in wettability play a more important role than IFT for removing bitumen from Asbuton. The optimal conditions of HWP based on statistical analysis using FCCCD are as follows: Na2CO3 0.990%, SDBS 0.348%, T = 89.585oC with% recovery of 90.664%%; Na2SiO3 0.5% -SDBS 0.375%, T = 90oC with 88.464% recovery; Na5P3O10 0.5% -SDBS 0.125%, T = 90oC with 81.270%% recovery, NaOH 0.492%, SDBS 0.499%, T = 80oC with 72.705% recovery. Production costs with a capacity of 10,000 T/year in the separation process with the highest % recovery using the Na2CO3 sealing agent is Rp. 5,233, -. This value shows that the HWP modification method in Asbuton has very good potential to be applied on an industrial scale.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Additional Information:	RDK 660.284 2 Irf p-1
Uncontrolled Keywords:	asbuton, bitumen, sealing agent, % recovery, HWP, wettability, IFT
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP156 Crystallization. Extraction (Chemistry). Fermentation. Distillation. Emulsions.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Zakijah Irfin
Date Deposited:	06 Mar 2025 06:56
Last Modified:	06 Mar 2025 06:56
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/75217

Actions (login required)

View Item