Makalah K3

A. PENDAHULUAN

1. Kebakaran merupakan suatu kejadian yang tidak diinginkan dan manusia selalu berusaha untuk menaggulanginya .

2.  Ditinjau dari segi pengamanan ( Security ) kejadian kebakaran merupakan salah satu unsur gangguan keamanan ,sedangkan dari segi keselamatan ( Safety ) kejadian kebakaran merukan kerugian ( LOSS )

3. Seperti halnya gangguan keamanan atau kejadian kecelakaan yang terjadinya secara tiba- tiba dan sulit diramalkan . Demikian juga kejadian kebakaranyang tidak di tanggulangi akan mendatangkan kerugian harta benda dan kecelkaan manusia . Oleh karena itu kebakaran harus di cegah dan apabila masih terjadi harus dipadamkan sedini mungkin

4. Pencagahan dan penanggulangan akan berhasil bila kita telah memahami apakah sebenarnya kebakaran tersebut.

B.     KIMIA API

1. SEGITIGA API  DAN PIRAMIDA API

                         I.      DEFINISI

Api adalah reaksi kimia cepat atau oksidasi yang di ikuti oleh pengeluran panas dan cahaya. Reaksi kimia mengandung pengertian adanya proses yang sedang berlangsung secara “ kimiawi “ yang memerlukan adanya oksigen.

          Untuk membantu memahami tentang terjadinya “ API “ umumnya dikenal istilah “ SEGITIGA API “ yaitu pertemuan / penggabungan dari ketiga unsure dibawah ini :

Ø  Unsur bahan bakar

Ø  Unsur Oksigen

Ø  Unsur panas

Akan tetapi dengan bertemunya ketiga unsur tersebut baru menjadi bara ( pijar ).

Sedangkan agar pembakaran dapat berlangsung harus ada ke 4 ( empat ) unsure penunjang yang bertemu menjadi satu PIRAMIDA API.

          Ke-4 unsur tersebut adalah :

Ø  Unsur bahan bakar

Ø  Unsur Oksigen

Ø  Unsur panas

Ø  Unsur Rantai Reaksi Kimia

                      II.      TIGA UNSUR PENDUKUNG “ KEBAKARAN/API”

         Diatas telah kita bahas tentang bagaimana terjadinya api , mungkin ada suatu pertanyaan apakah sebegitu mudah api terbentuk . Dalam teori terjadinya api ada batasan- batasan atau syarat tertentu selain tergabunggnya komponen – komponen dasar tersebut. Seperti di jelaskan di bawah ini :

a)BAHAN BAKAR

     

       Harus dalam berbentuk gas atau sebagian dalam bentuk gas. Untuk bahan bakar padat atau cair diperlukan panas pendahuluan yang dapat menguapkan sebagian dari bahan baker tersebut.

Bahan baker di udara harus berbanding ideal agar kebakaran dapat berlangsung. Perbandingan volume gas dalam udara harus antara 1 % s/d 10 % . Batas ini disebut :

 FLAMMBLE RANGE /“Daerah bisa terbakar/meledak “

Yaitu : Batas antara minimum dan maksimum konsentrasi  campuran uap bahan bakar dan oksigen, dimana dapat menyala atau meledak setiap saat apabila diberi sumber nyala yang cukup

b)      PANAS

Suhu panas harus dapat mencapi suhu titik bakar / titik nyala dari suatu gas agar pembakaran dapat terjadi. Bila suhu tersebut tidak tercapai maka pembakaran tidak akan terjadi. Dari uraian tersebut diatas kita mengenal istilah-istilah yang mendukung proses pembakaran. Istilah tersebut adalah :

      Suhu penyalaan / ignation temperature :

Suhu terendah pemanasan nsuatu zat yang memungkinkan zat tersebut terbakar atau mempertahankan pembakaran tanpa sumber panas dari luar.

      Suhu penyalaan sendiri / auto ignition temperature :

Suhu terendah dimana panas yang diterima cukup untuk menyalakan / terbakarnya bahan itu sendiri tanpa adanya sumber api.

      Spontaneous combustion :

Suatu proses biologis atau reaksi kimia dimana panas dari suhu ruang yang diterima digunakan untuk mengadakan suatu “BIOLOGICAL DECOMPOSITION” atau “CHEMICAL RACTION” sehingga terjadi penumpukan panas.

c)Udara / Oksigen

      Komposisi udara :

    Nitrogen (N2)       :      78 %

    Oksigen (O2)        :       21%

    Gas-gas lain           :         1%

      Sebagai unsure pembakar udara harus mengandung zat asam (Oksigen) dengan kadar 15 s/d 21 %, bila kadar zat asam didalam udara lebih kecil dari 15 % maka, udara tidak berfungsi sebagai pendukung terjadinya kebakaran.

                   III.      PENYEBARAN API (TRANSFER OF HEAT)

Ada 4 cara panas cepat menjalar, yaitu :

      Radiasi (radiation) :

Benda dapat terbakar bila diletakkan di dekat sumber panas yang menyala. Energi panas akan berpindah melalui gas / udara secara langsung.

      Konveksi (convection) :

Penyebaran api dapat terjadi dari tingkat yang lebih rendah ke tingkat lebih tinggi sejalan dengan meningkatnya gas panas yang diproduksi sumber api tersebut.

      Konduksi (Conduction) :

Panas dari api dapat menjalar melalui benda padat dari bahan logam yang tidak terlindung.

      Kontak Langsung (Direct Contact) :

Material yang mudah terbakar mengeluarkan asap panas yang mampu meningkatkan kebakaran, dan akan terus terbakar apabila kontak langsung dengan nyala api yang tidak terlindung.

2. Ledakan / Explotion

Adalah reaksi exothermic dan decomposition yang sangat cepat dan besar, menyebabkan lonjakan tekanan yang terjadi akibat pelepasan energi panas yang besar dan tiba-tiba.

Kecepatan perambatan api dimana ledakan tersebut dibawah kecepatan suara 330 m/s.

3. Klasifikasi Kebakaran

Adalah penggolongan atau pembagian atas kebakaran berdasarkan jenis bahan bakarnya. Tujuannya agar supaya lebih mudah lebih cepat dan tepat dalam memilih jenis pemadam yang akan digunakan untuk memadamkan api.

Klasifikasi kebakaran yang diakui di Indonesia berdasarkan : PERMEN NAKERTRANS : No. PE-04/MEN/1980. Tanggal 14 April 1980.

1. Kelas A        : Bahan bakarnya bila terbakar meninggalkan abu dan arang.
2. Kelas B        : Bahan bakar cair.
3. Kelas C        : Kebakaran listrik.
4. Kelas D        : Kebakaran logam.

4. Jenis Media Pemadam

a)      Jenis padat (Solid)                  : Pasir, serbuk kimia kering.

b)      Jenis gas (Gas)                        : Asam arang (CO2), Zat lemas (N2).

c)      Jenis cairan (Liquid)                : Air, busa.

d)     Cairan mudah menguap          : BCF/Halon.

5. Cara / Metode Memadamkan Api

Pemadaman api pada perinsipnya adalah menghilangkan salah satu atau lebih dari ke-3 faktor tersebut dengan melakukan salah satu / lebih cara-cara sebagai berikut:

                          i.            Cooling :

Menghilangkan factor panas dengan mendinginkan api sampai pada titik uap api / panas tidak lagi diproduksi.

                        ii.            Smothering :

Menghilangkan factor panas dengan memisahkan udara oksigen hingga mematikan pembakaran.

                      iii.            Starving :

Menyingkirkan bahan bakar / bahan yang mudah terbakar sampai pada titik dimana tidak terdapat apapun yang dapat terbakar.

                      iv.            Breaking chain reaction :

Mencegah reaksi nyala api dengan menyingkirkan rangkaian reaksi kimia di daerah nyala api. Dengan demikian proses pembakaran akan terhenti.

Deskripsi Minyak Bumi ( Crude Oil )

Minyak bumi :

Campuran komplek Hidrokarbon plus organic senyawa dari Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituan logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga.

Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung Hidrokarbon tidak kurang dari 97%, sedang dalam jenis asohaltik berat paling rendah 50%.

Komposisi Kimia

Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh sebagai berikut :

1. Karbon                                  83,0  –    87%
2. Hidrogen                               10,0  – 14.0%
3. Nitrogen                                  0.1  –   2.0%
4. Oksigen                                 0.03  –   1,5%
5. Sulfur                                    0.05  –   6.0%

Komponen Hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan ada tiga golongan, yaitu:

1. Parafin

Paraffin adalah senyawaan hidrokarbon jenuh dengan rantaian lurus atau rantaian cabang, tanpa struktur cincin.

Contoh :

CH₃ ( CH₂ )_n CH₃                  :      paraffin rantai lurus

2. Naphthen

Naphthen adalah senyawaan Hidrokarbon jenuh yang mempunyai satu cincin atau lebih. Senyawa Naphthen juga disebut “ Hidrokarbon Alisiklik “

Contoh :

 

                    - R                                          

 

Alkil siklopentana

3. Aromatik

aromatik adalah senyawaan Hidrokarbon yang mempunyai satu inti benzena atau lebih.

Contoh :

1. Komponen Non Hidrokarbon

1. Senyawa Sulfur

Semakin tinggi density crude oil semakin tinggi pula kandungan sulfur.

Keberadaan sulfur dalam minyak bumi dapat mengakibatkan :

                                         i.        Dalam gasoline dapat menyebapkan korosi, karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur.

                                       ii.        Terdapatnya merkaptan menyebabkan terjadinya korosi terhadap logam-logam tembaga dan brass, juga mempengaruhi pada pemakaian TEL dan stabilitas warna.

                                      iii.        Sulfur bebas juga korosif.

                                      iv.        Sulfida, disulfida dan thiophene menyebabkan penurunan nilai oktana.

                                        v.        Dalam disel fuel adanya senyawaan sulfur akan menaikan sifat keausan logam.

                                      vi.        Dalam pelumas akan menurunkan sifat oksidasinya dan menaikan pembentukkan kerak padatan.

2. Senyawaan Oksigen

Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam Karboksilat, Keton, Ester, Eter, Anhidrida, Senyawa Monosiklo dan Disiklo dan Penol. Namun, pada identifikasi kandungan Oksigen dalam crude oil dilaporkan sebagai asam Naphthenat.

Contoh :

3. Senyawa Nitrogen

Dalam minyak bumi dapat diklasifikasikan dalam 2 klas :

                                     i.        Klas dasar :

Terutama berasal dari Homolog ( Turunan ) Pyridine. Cenderung terdapat pada fraksi titik didih yang tinggi.

                                   ii.        Klas bukan dasar :

Berupa Pyrole, Indole dan Carbazole.

Kandungan Nitrogen terdapat pada fraksi titik didih tinggi.

4. Konstituen Metalik

Logam-logam seperti besi, tembaga dan terutama Nikel dan Vanadium pada proses Katalitik Kraking mempengaruhi ketalis, sebab dapat menurunkan produk Gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukan coke.

Pada pawer generator temperature tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama Vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium terutama Vanadium beraksi dengan bata tahan api, menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory.

Logam – logam tersebut disebut sebagai trace element.

2. komposisi Produk-Produk Minyak Bumi

a.    Gasoline

Adalah campuran komplek Hidrokarbon yang mempunyai titik didih dibawah 160°C atau umumnya dibawah 200°C.

Konstituen Gasoline terdiri dari struktur molekul C₄ – C₁₂ terdiri dari parafin, Olefin, Naphthen dan Aromatik.

Proses pembuatan Gasoline dapat berasal dari katalitik kraking, Thermal dan katalitik Revorming, Hidrokraking, Alkilasi dan Polemirisasi.

Sifat-sifat dan penggunaan Gasoline

Pada mulanya kriteria kualitas / mutu Gasoline adalah Baume ( API ) Gravity. Misalnya 70° API Gravity Gasoline mengandung sedikit konstituen kerosene berat dari pada 60° API Gravity Gasoline.

Kemudian Permormace dan mutu Gasoline ditetapkan dari ketahanannya terhadap knock ( ketukan ) disebut Detonasi / Ping.

Pada perkembangan selanjutnya mutu Gasoline ditetapkan berdasarkan atas kebutuhan power Engine yang lebih dan bukan dari kocking.

Karakteristik Antiknock suatu Gasoline dinyatakan dalam Term angka Oktana ( Octane number ).

Angka Oktan dinyatakan dalam range skala 0 – 100. makin tinggi angka Oktana suatu Gasoline menunjukan karakteristik Antiknock yang lebih bagus.

Hidrokarbon murni bahkan Komersial Gasoline mempunyai angka Oktana diatas 100. angka Oktana diatas 100 dapat dicapai dengan menambahkan TEL kedalam Iso Oktana Murni.

b.   Aviation Gasoline ( AVGAS )

Trayek titik didih 38 – 170°C. Avgas tidak mengandung gas Hidrokarbon  ( Butana ). Terdiri dari beberapa jenis komposisi.

Komposisinya :

     Parafin dan Isoparafin    :      50 – 60 %

     Naphthen                       :      20 – 30 %

     Aromatik                        :      10 %

     Tidak mengandung Olefin

c.    Naphtha ( Petroleum Solvent )

Terdapat 2 macam Naphtha :

1)   Alifatik Solvent

Terdiri dari Hidrokarbon Parafinik dan Sikloparafinik, yang langsung dapat dihasilkan dari destilasi crude.

2)   Aromatik Solvent

Terdiri dari Hidrokarbon Aromatik, umumnya adalah Alkil Benzena yang tersubtitusi, dihasilkan dari Petroleum sebagai Straight run material.

Kegunaan Naphtha

a.    Solvents ( diluents ) cat

b.   Sebagai cleaning solvents

c.    Solvent untuk cut back asphalt

d.   Solvent dalam industri karet

e.    Solvent untuk proses industri ekstraksi

d.   Kerosene

Trayek didih 205 – 260 °C ( 400 – 500 °F ), mempunyai flas poin diatas  25 °C ( 77 °F ), banyak digunakan untuk penerangan lampu.

Komposisi

      Terdiri dari senyawa Hidrokarbon jenuh, harus bebas dari aromatik dan Hidrokarbon tak jenuh.

      Dibuat langsung sebagai straight run fraksi dan bukan dari proses kraking.

      Struktur molekul mengandung C₁₂ atau lebih permolekulnya.

      Disamping Hidrokarbon jenuh, mengandung pula senyawa-senyawa dengan rumus molekul.

e.    Fuel Oil

Fuel oil diklasifikasikan atas beberapa cara, namun biasanya terbagi atas 2 tipe utama, yaitu :

a.    Distilat fuel oil

Dihasilkan dari proses penguapan dan kondensasi.

b.   Residual fuel oil

Mengandung sejumlah residu dari crude oil destilasi / thermal kraking.

Fuel Oil terbagi atas :

1)   Domestic Fuel Oil

Digunakan terutama untuk keperluan rumah tangga. Juga termasuk domestic fuel oil adalah kerosene, stove oil dan furnace fuel oil.

Domestic Fuel oil termasuk destilat fuel oil.

2)   Heavy Fuel Oil

Merupakan hasil blending dari residual fuel dan destilat fuel.

Digunakan untuk berbagai industri.

3)   Diesel Fuel Oil

Sesungguhnya sama dengan furnace fuel oil tetapi kandungan aromatiknya lebih kecil. Sebab aromatik menurunkan nilai cetana dari diesel fuel oil.

f.     Lubricating Oil ( Pelumas )

Pada awal pengilangan, lubricating oil termasuk produk ke-2 dari kerosene.

Pelumas merupakan hasil sampingan dari pabrik parafin wax.

Didapatkan dengan Destilasi vakum.

Komposisi

Mempunyai titik didih diatas 400 °C.

Bahan dasarnya dari Hidrokarbon yang mempunyai C₂₅ – C₄₀ per molekulnya.

Sebagai produk minyak bumi fraksi minyak pelumas terdiri dari ribuan jenis Hidrokarbon yang digolongkan atas 3 golongan besar, yaitu :

a.    Hidrokarbon Parafinik

b.   Hidrokarbon Naphthenik

c.    Aromatik

Ciri-ciri Minyak Pelumas

-          Viskositas Tinggi

Dengan ini berarti pelumas itu tetap membentuk lapisan film pada bagian yang dilumasi.

-          Indeks Vikositas Tinggi

Berarti pelumas tidak dipengaruhi oleh adanya perubahan temperature.

-          Pour Point Rendah

Berarti Pelumas itu tetap berfungsi dalam keadaan dingin.

-          Volatilitas Rendah

Berarti pelumas yang hilang selama pemakaian dapat dicegah.

-          Daya Tahan Terhadap Panas dan Oksidasi Baik

Ini berarti bahwa, pelumas itu tetap stabil, tidak mudah terurai oleh panas dan tak teroksidasi selama pemakaian.