PENGARUH PENAMBAHAN EPOKSIDASI ASAM RISINOLEAT MINYAK JARAK (CASTOR OIL) DAN KOSURFAKTAN TERHADAP KINERJA SODIUM LIGNOSULFONAT (SLS) DALAM MENURUNKAN INTERFACIAL TENSION (IFT) PADA PROSES ENHANCED OIL RECOVERY (EOR)

JUNARTIN TEKE, Prof. Ir. Suryo Purwono, MA.Sc., Ph.D

2015 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Sodium Lignosulfonat (SLS) adalah surfaktan anionik yang berpotensi digunakan untuk menggantikan surfaktan petroleum sulfonat yang umum digunakan dalam proses Enhanced Oil Recovery (EOR). Ketersediaan bahan baku yang melimpah, harga yang relatif murah dan sifatnya yang ramah lingkungan menjadi nilai tambah dalam penggunaan SLS sebagai surfaktan EOR. Selama ini salah satu keterbatasan penggunaan SLS sebagai surfaktan EOR adalah sifatnya yang belum maksimal dalam menurunkan tegangan antarmuka sehingga perlu dilakukan modifikasi. Dalam penelitian ini, ada dua tahap yang dilakukan untuk meningkatkan kinerja SLS yakni (1) mereaksikannya dengan senyawa epoksida dan (2) menambahkan kosurfaktan (isoamil dan isopropil alkohol). Senyawa epoksida dibuat dari minyak jarak (Castor Oil) yang terlebih dahulu disabunkan. Reaksi epoksidasi dilakukan secara in-situ yang terdiri dari dua tahap yakni tahap pertama adalah pembentukan asam peroksi dari asam asetat dan hidrogen peroksida dan tahap kedua adalah reaksi asam parasetat dengan sabun (asam risinoleat). Reaksi dilakukan dalam reaktor batch yang dilengkapi pengaduk dengan variasi suhu 60oC, 70oC dan 80oC pada perbandingan mol (CH3COOH/H2O2) yaitu 1 : 0,2, 1 : 0,6, 1 : 1,4 dan 1 : 5,1 selama 0,5-2 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa surfaktan SLS termodifikasi yang memiliki nilai IFT paling rendah diperoleh pada perbandingan mol (CH3COOH/H2O2) 1 : 1,4 pada suhu 70oC dengan waktu reaksi 1 jam dengan nilai IFT, bilangan iodin dan konversi asam risinoleat berturut-turut adalah 4,99.10-3 mN/m, 9,3906 grek/g dan 79,67%. Untuk model kinetika reaksi epoksidasi diasumsikan mengikuti model reaksi orde 2 dan berdasarkan persamaan Arrhenius diperoleh energi aktivasi untuk k1 dan k3 masing-masing adalah 0,206 dan 0,220 (J/mol) dengan frekuensi tumbukan masing-masing sebesar 750,69 dan 796,876 (L/mol.menit). Nilai IFT yang diperoleh dari hasil modifikasi SLS dengan senyawa epoksida dianggap belum optimal untuk diaplikasikan dalam proses EOR sehingga dilakukan penambahan kosurfaktan berupa isoamil dan isopropil alkohol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan isoamil alkohol memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan isopropil alkohol, dengan nilai IFT sebesar 4,75.10-4 mN/m.

Sodium Lignosulfonate (SLS) is a potential anionic surfactant that used for substituting petroleum sulfonate in Enhanced Oil Recovery (EOR) process. The abundance and the low cost of raw material and the quality of eco-friendly are the superiority in using SLS as surfactant. One of the limitations of SLS as EOR surfactant is the ability in decreasing interfacial tension (IFT) still low. Therefore, it is necessary improved by modification of SLS. In this study, there were 2 steps used to improve the ability of SLS (1) it reacted with epoxide compounds and (2) addition of co-surfactant (isoamyl and isopropyl alcohol). Epoxide compound was made from castor oil which had been saponified. Epoxidation reaction was done in 2 steps by in-situ, first step was formation of peroxi acid from acetate acid and hydrogen peroxide and second step was reaction between paracetate acid with soap from risinoleic acid. The reaction was carried out in batch reactor equipped with a stirrer and the temperature variation were 60oC, 70oC, and 80oC in ratio of concentration (CH3COOH/H2O2) were 1 : 0,2, 1 : 0,6, 1 : 1,4 and 1 : 5,1 for 0,5-2 hours. The result of this study showed that modified SLS surfactant which had lowest value of IFT was produced at the ratio of concentration (CH3COOH/H2O2) 1 : 1,4 with the temperature was 70oC in 1 hour, where the IFT value was 4,99.10-3 mN/m, iodine value was 9,3906 mg I/g AR, and conversion of risinoleic acid was 79,67%. Kinetic study in epoxide reaction was assumed bases on second order reaction model and according to Arrhenius equation, activation energy for k1 and k3 were 0,206 dan 0,220 (J/mol) with frequency of collisions were 750,69 dan 796,876 (L/mol.minute), respectively. Interfacial tension value was obtained from SLS modification with epoxide compounds was still less than optimal in EOR processing, so that it was needed second step with addition of co-surfactant, isoamyl and isopropyl alcohol. Addition with isoamyl alcohol showed the better result than isopropyl alchohol was 4,75.10-4 mN/m.

Kata Kunci : Castor Oil, asam risinoleat, reaksi in-situ, epoksida