Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus
– karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah
cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di
lapisan atas dari beberapa area di kerak Bumi. Minyak bumi terdiri dari
campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi
bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya.
Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa minyak adalah zat
abiotik, yang berarti zat ini tidak berasal dari fosil tetapi berasal dari zat
anorganik yang dihasilkan secara alami dalam perut bumi. Namun, pandangan ini
diragukan dalam lingkungan ilmiah.
1. Pembentukan Minyak Bumi, Gas Alam, dan Batu Bara
Sumber energi yang banyak digunakan untuk memasak,
kendaraan bermotor danindustri berasal dari minyak bumi,gas alam dan batu bara.
Ketiga jenis tersebut bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan sisa-sisa
organisme sehinggga disebut bahan bakar fosil. Minyak bumi dan gas alam berasal
dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun
yang lampau.Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar lautan yang kemudian
ditutupi oleh lumpur. Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi
batuan karena pengaruh suhu dan tekanan lapisan di atasnya. Sementara
itu,dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa
jasad renik itu dan mengubahnya menjadi minyak dan gas.
Proses pembentukan minyak dan gas ini memakan waktu jutaan
tahun.Minyak dan gas yang terbentuk meresap dalam batuan yang berpori bagaikan
air dalam batu karang .Minyak dan gas dapat pula bermigrasi dari suatu daerah
ke daerah lain, kemudian terkonsentrasi jika terhalang oleh lapisan yang kedap.
Walaupun minyak bumi dan gas alam terbentuk di dasar lautan, banyak sumber
minyak dan gas yang terdapat di daratan. Hal ini terjadi karena pergerakan
kulit bumi, seingga sebagian lautan menjadi daratan.
Adapun batu bara yang dipercaya berasal dari pohon-pohon
dan pakis yang hidup sekitar 3 juta tahun yang lalu, kemudian terkubur mungkin
karena gempa bumi atau letusan gunung berapi.
2. Komposisi Gas Alam, Minyak Bumi, dan Batu Bara
Gas alam terdiri dari alkana suhu rendah yaitu
metana,etana,propana,dan butana dengan metana sebagai komponen utamanya. Selain
itu alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti karbon dioksida (CO2) dan
hidrogen sulfida (H2S). Alkana adalah golongan senyawa yang kurang reaktif
karena sukar bereaksi sehinggga disebut parafin yang artinya afinitas kecil.
Reaksi penting dari alkana adalah pembakaran, substitusi, dan perengkahan
(Cracking). Pembakaran sempurna menghasilkan CO2 dan H2O
Reaksi pembakaran propana
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Jika pembakaran tidak sempurna
menghasilkan CO dan H2O,atau jelaga (partikel karbon )
Beberapa sumur gas juga mengfandung helium. Etana dalam gas
alam biasanya dipisahkan untuk keperluan industri.Propana dan Butana juga
dipisahkan kemudian dicairkan yang dikenal dengan LPG. Metana terutama
digunakan sebagai bahan bakar,sumber hidrogen dan untuk pembuatan metanol.
Minyak bumi adalah suatu capuran kompleks yang sebagian
besar terdiri atas hidrokarbon.Hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi
terutama alkana, kemudian sikloalkana. Komponen lainnya adalah hidrokarbon
aromatik, sedikit alkena dan berbagai senyawa karbon yang mengandung oksigen,
nitrogen, dan belerang. Komposisi minyak bumi sngat bervariasi dari suatu sumur
ke sumur lainnya dan dari suatu daerah ke daerah lain.
CARA PENAMBANGAN MINYAK BUMI
Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan.
Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Di Indonesia penambangan minyak
terdapat di berbagai tempat, misalnya Aceh, Sumatera Utara , Kalimantan , dan
Irian Jaya.Minyak mentah (crude oil ) berbentuk cairan kental hitam dan berbau
kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun
untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu.
Minyak mentah (cruide oil ) mengandung sekitar 500 jenis
hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hinggga 50, karena titik didih karbon telah
meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C dalam molekulnya.Oleh karena itu
pengolahan (pemurnian =refining ) minyak bumi dilakukan melalui distilasi
bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi)
dengan titik didih yang mirip.Mula-mula minyak mentah pada suhu sekitar 400°C,
kemudian dialirkan ke dalam menara fraksionasi.
Komponen yang titik didihnya tinggi akan tetap berupa
cairan dan turun ke bawah,sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan
menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup.
PROSES PENYULINGAN MINYAK BUMI DAN HASILNYA
Pengilangan/penyulingan (refining) adalah proses perubahan
minyak mentah menjadi produk yang dapat dijual (marketeble product) melalui
kombinasi proses fisika dan kimia.
Ø Produk yang dihasilkan dari proses
pengilangan/penyulingan
tersebut antara lain:
1. Light destilates adalah komponen dengan berat
molekul terkecil.
a. Gasoline (Amerika Serikat) atau motor spirit (Inggris)
atau bensin (Indonesia)
memiliki titik didih terendah dan merupakan produk kunci
dalam penyulingan yang digunakan sebagai bahan pembakar motor (:t 45% dari
minyak mentah diproses untuk menghasilkan gasolin.
b. Naphta adalah material yang memiliki titik didih antara
gasolin dan kerasin.
Beberapa naphta digunakan sebagai :
- Pelarut dry cleaning (pencuci)
- Pelarut karet
- Bahan awal etilen
- Dalam kemileteran digunakan sebagai bahan bakar jet
dikenanl sebagai jP-4
c. Kerosin memiliki titik didih tertinggi dan biasanya
digunakan sebagai
- Minyak tanah
- Bahan bakar jet untuk air plane
2. Intermediate destilates merupakan minyak
gas atau bahan bakar diesel yang penggunaannya
sebagai bahan bakar transportasi
truk-truk berat, kereta api, kapal kecil komersial, peralatan pertanian dan
lain-lain.
3.Heavy destilates merupakan komponen dengan berat
molekul tinggi. Fraksi ini biasanya dirubah
menjadi minyak pelumas (lubricant
oils), minyak dengan berat jenis tinggi dari bahan bakar, lilin dan stock
cracking. 4.Residu termasuk aspal, residu bahan bakar minyak dan petrolatum.
Pemrosesan Minyak Bumi
Pada pemrosesan minyak bumi melibatkan 2 proses utama,
yaitu :
1. Proses pemisahan (separation processes)
2. Proses konversi (convertion processes)
Proses pengilangan (refines) pertama-tama adalah mengubah
komponen minyak menjadi fraksi-fraksi yang laku dijual berupa beberapa tipe
dari destilasi. Beberapa perlakuan kimia dan pemanasan dilakukan untuk
memperbaiki kualitas dari produk minyak mentah yang diperoleh. Misalnya pada
tahun 1912 permintaan gasolin melebihi supply dan untuk memenuhi permintaan
tersebut maka digunakan proses "pemanasan" dan "tekanan"
yang tinggi untuk mengubah fraksi yang tidak diharapkan. Molekul besar menjadi
yang lebih kecil dalam range titik didih gasolin, proses ini disebut cracking.
a. Proses Pemisahan (Separation Processes)
Unit operasi yang digunakan dalam penyulingan minyak
biasanya sederhana tetapi yang kompleks adalah interkoneksi dan interaksinya.
Proses pemisahan tersebut adalah :
1. Destilasi
Bensin, kerasin dan minyak gas biasanya disuling pada
tekanan atmosfer,
fraksi-fraksi minyak pelumas akan mencapai suhu yang lebih
tinggi dimana zat-zathidrokarbon mulai terurai (biasanya kira-kira antara suhu
375 -400°C) karena itu lebih baik jika minyak pelumas disuling dengan tekanan
yang diturunkan. Pengurangan tekanan diperoleh dengan menggunakan sebuah pompa
vakum(vacuum pump).
2. Absorpsi
Umumnya digunakan untuk memisahkan zat yang bertitik didih
tinggi dengan gas. Minyak gas digunakan untuk menyerap gasolin alami dari
gas-gas basah. Gas-gas dikeluarkan dari tank penyimpanan gas sebagai hasil dari
pemanasan matahari yang kemudian diserap ulang oleh tanaman. Steam stripping
pada umumnya digunakan untuk mengabsorpsi hidrokarbon fraksi ringan dan
memperbaiki kapasitas absorpsi minyak gas.
Proses ini dilakukan terutama dalam hal-hal sebagai
berikut:
- Untuk mendapatkan fraksi-fraksi gasolin alami yang dapat
dicampurkan pada bensin.
- Untuk pemisahan gas-gas rekahan dalam suatu fraksi yang
sangat ringan (misalnya fraksi yang terdiri dari zat hidrogen, metana, etana)
dan fraksi yang lebih berat yaitu yang mempunyai komponen-komponen yang lebih
tinggi.
- Untuk menghasilkan bensin-bensin yang dapat dipakai dari
berbagai gas ampas dari suatu instalasi penghalus.
3. Adsorpsi
Proses adsorpsi digunakan untuk memperoleh material berat
dari gas.
Pemakaian terpenting proses adsorpsi pada perindustrian
minyak adalah :
- Untuk mendapatkan bagian-bagian berisi bensin (natural
gasoline) dari gas-gas
buni, dalam hal ini digunakan arang aktif.
- Untuk menghilangkan bagian-bagian yang memberikan warna
dan hal-hal lain yang tidak dikehendaki dari minyak, digunakan tanah liat untuk
menghilangkan warna dan bauxiet (biji oksida-aluminium).
4. Filtrasi
Digunakan untuk memindahkan endapan lilin dari lilin yang
mengandung destilat. Filtrasi dengan tanah liat digunakan untuk decolorisasi
fraksi.
5. Kristalisasi
Sebelum di filtrasi lilin harus dikristalisasi untuk
menyesuaikan ukuran kristal dengan cooling dan stirring. Lilin yang tidak
diinginkan dipindahkan dan menjadi lilin mikrokristalin yang diperdagangkan.
6. Ekstraksi
Pengerjaan ini didasarkan pada pembagian dari suatu bahan tertentu
dalam dua bagian yang mempunyai sifat dapat larut yang berbeda.
b. Proses Konversi (conversion processes)
Hampir 70% dari minyak mentah di proses secara konversi di
USA, mekanisme yang terjadi berupa pembentukan "ion karbonium" dan
"radikal bebas".
Dibawah ini ada beberapa contoh reaksi konversi dasar yang
penting:
1. Cracking atau Pyrolisis
Cracking atau pyirolisis merupakan proses pemecahan
molekul-molekul hidrokarbon besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil
dengan adanya pemanasan atau katalis.
C7H15C15H30C7H15 C7H16 + C6H12CH2 + C14H28CH2
Minyak gas berat gasolin gasalin (anti knock) recycle
stockDengan adanya pemanasan yang cukup dan katalis maka hidrokarbon paraffin
akan pecah menjadi dua atau lebih fragmen dan salah satunya berupa olefin.
Semua reaksi cracking adalah endotermik dan melibatkan energi yang tinggi.
Proses cracking meliputi:
* Proses cracking thermis murni
Proses ini merupakan proses pemecahan molekul-molekul besar
dari zat hidrokarbon yang dilakukan pada suhu tinggi yang bekerja pada bahan
awal selama waktu tertentu. Pada pelaksanaannya tidak mungkin mengatur produk
yang dihasilkan pada
Suatu proses crackingi, biasanya selain menghasilkan bensin
(gasoline) juga mengandung molekul-molekul yang lebih kecil (gas) dan
molekul-molekul yang lebih besar (memiliki titik didih yang lebih tinggi dari
bensin). Proses cracking dilakukan untuk menghasilkan fraksi-fraksi bensin yang
berat yaitu yang mempunyai bilangan oktan yang buruk karena umunya bilangan
oktan itu meningkat jika titik didihnya turun. Maka pada cracking bensin berat
akan diperoleh suatu perbaikan dalam kualitas bahan pembakarnya yang disebabkan
oleh 2 hal,yaitu:
- Penurunan titik didih rata-rata
- Terbentuknya alken
Oleh karena itu bilangan oktan dapat meningkat dengan sangat
tinggi, misalnya dari
45-50 hingga 75-80.
* Proses cracking thermis dengan katalisator
Dengan adanya katalisator maka reaksi cracking dapat
terjadi pada suhu yang lebih rendah. Keuntungan dari proses thermis-katalisator
adalah:
- Perbandingan antara bensin terhadap gas adalah sangat
baik karena disebabkan oleh pendeknya waktu cracking pada suhu yang lebih
rendah.
- Bensin yang dihasilkan menunjukkan angka oktan yang lebih
baik.
Dengan adanya katalisator dapat terjadi proses isomerisasi,
dimana alkena alkena dengan rantai luru dirubah menjadi hidrokarbon bercabang,
selanjtnya terjadi aromatik-aromatik dalam fraksi bensin yang lebih tinggi yang
juga dapat mempengaruhi bilangan oktan.
* Proses cracking dengan chlorida-aluminium (AlCl3) yang
bebas air
Bila minyak dengan kadar aromatik rendah dipanaskan dengan
AlCl3 bebas air pada suhu 180-2000C maka akan terbentuk bensin dalam keadaan
dan waktu Tertentu. Bahan yang tidak mengandung aromatik (misalnya parafin
murni) dengan 2 atau 5% AlCl3 dapat merubah sebagian besar (90%) dari bahan itu
menjadi bensin, bagian lain akan ditingga/ sebagai arang dalam ketel. Anehnya
pada proses ini bensin yang dihasilkan tidak mengandung alkena-alkena tetapi
masih memiliki bilangan oktan yang lumayan, hal ini mungkin disebabkan kerena
sebagian besar alkena bercabang. Kerugian dari proses ini adalah :
- Mahal karena AlCl3 yang dipakai akan menyublim dan
mengurai.
- Bahan-bahan yang dapat dikerjakan terbatas.
- Pada saat reaksi berlangsung, banyak sekali gas asam
garam maka harus memakai
alat-alat yang tahan korosi.
2. Polimerisasi
Terbentuknya polimer antara ikatan molekul yang sama yaitu
ikatan bersama darilight gasoline.
C C katalis C C
C – C = C + C – C = C C – C
– C – C = C+ C - C- C- C = C - C
suhu /tekanan C C C
rantai pendek tidak jenuh rantai lebih panjang
Proses polimerisasi merubah produk samping gas hirokarbon
yang dihasilkan pada cracking menjadi hidrokarbok liquid yang bisa digunakan
sebagai:
- Bahan bakar motor dan penerbangan yang memiliki bilangan
oktan yang tinggi.
- Bahan baku petrokimia.
Bahan dasar utama dalam proses polimerisasi adalah olefin
(hidrokarbon tidak jenuh) yang diperoleh dari cracking still. Contohnya:
Propilen, n-butilen, isobutilen.
CH3 CH3 CH3 H3PO4
2CH3 – C - CH2 CH3 - C - CH2 - C = CH2 C12H24
CH3 tetramer atau tetrapropilen
Isobutelin diisobutilen (campuran isomer)
3. Alkilasi
Proses alkilasi merupakan proses penggabungan olefin dari
aromat atau
hidrokarbon parafin.
C katalis C
C = C + C - C - C C - C - C - C
C
etilen isobutan 2,2-dimetilbutan atau neoheksan
(unsaturated) (isounsaturated) ( saturated branched chain) Proses alkilasi
adalah eksotermik dan pada dasarnya sama dengan polimerisasi, hanya berbeda
pada bagian-bagian dari charging stock need be unsaturated. Sebagai hasilnya
adalah produk alkilat yang tidak mengandung olefin
dan memiliki bilangan oktan yang tinggi. Metode ini
didasarkan pada reaktifitas dari
karbon tersier dari isobutan dengan olefin, seperti
propilen, butilen dan amilen.
4. Hidrogenasi
Proses ini adalah penambahan hidrogen pada olefin. Katalis
hidrogen adalah logam yang dipilih tergantung pada senyawa yang akan di reduksi
dan pada kondisi hidrogenasi, misalnya Pt, Pd, Ni, dan Cu.
C H2 C
C – C – C = C - C C - C – C
– C - C
C katalis C C diisobutilen isooktan
Disamping untuk menjenuhkan ikatan ganda, hidrogenasi dapat
digunakan untuk mengeliminasi elemen-elemen lain dari molekul, elemen ini
termasuk oksigen, nitrogen, halogen dan sulfur.
5. Hydrocracking
Proses hydrocracking merupakan penambahan hidrogen pada
proses cracking.
C17H15C15H30C7H15 + H2 C7H16 + C7H16 + C15H32
heavy gas oil straight chain branched chain recycle stock
6. Isomerisasi
Proses isomerisasi merubah struktur dari atom dalam molekul
tanpa adanya perubahan nomor atom.
3000C
C - C - C - C C - C - C
AlCl3
Proses ini menjadi penting karena dapat menghasilkan
iso-butana yang dibutuhkan untuk membuat alkilat sebagai dasar gasoline
penerbangan.
CH3
CH3 - CH2 - CH2 - CH3 CH3 - CH - CH3
n-butana iso-butana
7. Reforming atau Aromatisasi
Reforming merupakan proses konversi dari naptha untuk
memperoleh produk yang memiliki bilangan oktan yang tinggi, dalam proses ini
biasanya menggunakan katalis rhenium, platinum dan chromium.
CH3
panas
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 + 4H2
Cr2O3 dlm Al2O3
Penentuan Mutu Bensin
Jenis Bahan Bakar Minyak Bensin merupakan nama umum untuk
beberapa jenis BBM yang diperuntukkan untuk mesin dengan pembakaran dengan
pengapian. Di Indonesia terdapat beberapa jenis bahan bakar jenis bensin yang
memiliki nilai mutu pembakaran berbeda. Nilai mutu jenis BBM bensin ini
dihitung berdasarkan nilai RON (Randon Otcane Number). Berdasarkan RON tersebut
maka BBM bensin dibedakan menjadi 3 jenis yaitu:
- Premium (RON 88) : Premium adalah bahan bakar minyak jenis distilat berwarna
kekuningan yang jernih. Warna kuning tersebut akibat adanya zat pewarna
tambahan (dye). Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk bahan bakar
kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti : mobil, sepeda motor, motor tempel
dan lain-lain. Bahan bakar ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol.
- Pertamax (RON 92) : ditujukan untuk kendaraan yang mempersyaratkan penggunaan bahan
bakar beroktan tinggi dan tanpa timbal (unleaded). Pertamax juga
direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi diatas tahun 1990 terutama
yang telah menggunakan teknologi setara dengan electronic fuel injection dan
catalytic converters.
- Pertamax Plus (RON 95) : Jenis BBM ini telah memenuhi
standar performance International World Wide Fuel Charter (WWFC).
Ditujukan untuk kendaraan yang berteknologi mutakhir yang mempersyaratkan
penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan ramah lingkungan. Pertamax Plus
sangat direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki kompresi ratio > 10,5
dan juga yang menggunakan teknologi Electronic Fuel Injection (EFI), Variable
Valve Timing Intelligent (VVTI), (VTI), Turbochargers dan catalytic
converters.
Demikian, Artikel yang saya buat..
Terima Kasih Telah Berkunjung Di blog Saya..
KEEP BLOGGING..
CAUTION !! : PENGUNJUNG
YANG BAIK AKAN MEMBERIKAN KOMENTAR,HEHEHE..........
