analisis proses distilasi dan/atau fraksinasi minyak …
Post on 08-Jan-2022
17 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ANALISIS PROSES DISTILASI DAN/ATAU
FRAKSINASI MINYAK BUMI SERTA
PEMANFAATAN HASILNYA
Karya Tulis
Disusun untuk Memenuhi Tugas Akhir
Tahun Pelajaran 2010-2011
Oleh:
Nama : Siti Nadhira Qinthari
Kelas : XII IPA Akselerasi
No.Induk : 09.1627
YAYASAN PEMBINA UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
SEKOLAH MENENGAH ATAS LABSCHOOL KEBAYORAN
JAKARTA SELATAN
2011
ANALISIS PROSES DISTILASI DAN/ATAU
FRAKSINASI MINYAK BUMI SERTA
PEMANFAATAN HASILNYA
Karya Tulis
Disusun untuk Memenuhi Tugas Akhir
Tahun Pelajaran 2010-2011
Oleh:
Nama : Siti Nadhira Qinthari
Kelas : XII IPA Akselerasi
No.Induk : 09.1627
YAYASAN PEMBINA UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
SEKOLAH MENENGAH ATAS LABSCHOOL KEBAYORAN
JAKARTA SELATAN
2011
ANALISIS PROSES DISTILASI DAN/ATAU
FRAKSINASI MINYAK BUMI SERTA
PEMANFAATAN HASILNYA
Karya Tulis
Disusun untuk Memenuhi Tugas Akhir
Tahun Pelajaran 2010-2011
Oleh:
Nama : Siti Nadhira Qinthari
Kelas : XII IPA Akselerasi
No.Induk : 09.1627
YAYASAN PEMBINA UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
SEKOLAH MENENGAH ATAS LABSCHOOL KEBAYORAN
JAKARTA SELATAN
2011
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Nama : Siti Nadhira Qinthari
Kelas : XII IPA Akselerasi
No.Induk : 09.1627
Judul : Analisis Proses Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi
Serta Pemanfaatan Hasilnya
Karya tulis ini telah dibaca dan disetujui oleh:
Pembimbing Teknik, Pembimbing Materi,
Rahmat Fajar, S.Pd. Ajmain, S.Pd.
Mengetahui,
Kepala SMA Labschool Kebayoran,
Dra. Ulya Latifah, M. M.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat ,
hidayah, inayah dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan karya tulis
mengenai Analisis Proses Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi Serta
Pemanfaatannya Hasilnya.
Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih
kepada segala pihak yang sangat membantu dan mendukung penulis untuk
menyelesaikan karya tulis yang dimana awalnya seperti tak ada habis -habisnya,
namun berkat bantuan dan dukungan mereka, akhirnya selesai juga.
Ucapan terima kasih khususnya penulis haturkan kepada:
1. Kusayanni dan Gigih Prakoso, Ibunda dan Ayahanda tercinta penulis
yang tak hentinya membantu, memberi kritik saran dan dukungan
dalam berbagai aspek kehidupan penulis maupun dalam pembuatan
karya tulis ini. Serta tak lupa Muhammad Ismail Rendhi Prakoso
sebagai kakak kandung penulis yang juga ikut mendukung dalam
proses penyelesaian karya tulis tersebut.
2. Bapak Ajmain selaku guru pembimbing materi dan Bapak Fajar
Rahmat sebagai guru pembimbing teknik yang tidak bosan -bosannya
menjawab keluh kesah dan pertanyaan penulis, serta se nantiasa
membimbing penulis dengan ide -ide kreatif dan cemerlangnya.
3. Segenap pimpinan, pegawai dan karyawan di Pusat Pramuteknik
Petrokimia, Dit. Research and Development, PT Pertamina (Persero),
iv
terutama Ibu Yana Meliana, yang telah berperan besar dan banyak
dalam pengumpulan data untuk pembuatan karya tulis ini.
4. Teman-teman kelas Akselerasi juga Nawa Drastha Sandyadira dan
kakak-kakak Hasta Praja Sanggakara yang senantiasa membantu dan
menjadi inspirasi penulisan bagi pe nulis dalam melakukan penelitian
untuk menyelesaikan karya tulis ini, serta memberi alasan bagi penulis
untuk berkarya di SMA Labschool Kebayoran.
5. Segenap pimpinan, guru, pegawai tata usaha dan karyawan SMA
Labschool Kebayoran yang tentu banyak membantu da n mendukung
penulis.
Selama pembuatan karya tulis ini, penulis menyadari akan banyaknya
kekurangan dan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu,
penulis meminta maaf setulus hati bila terdapat kekurangan dan kekhilafan dalam
pembuatan karya tulis ini. Kritik dan saran membangun akan selalu penulis
nantikan demi kesempurnaan karya tulis ini.
Akhir kata, semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
banyak orang nantinya, Terima kasih atas perhatiannya.
Jakarta, November 2010
Penulis
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................ .......................... ii
KATA PENGANTAR ................................ ................................ .. iii
DAFTAR ISI................................ ................................ ................. v
DAFTAR GAMBAR ................................ ................................ ... viii
DAFTAR TABEL................................ ................................ ......... ix
BAB I PENDAHULUAN ................................ ............................ 1
1.1 Latar Belakang ................................ ............................... 1
1.2 Perumusan Masalah ................................ ........................ 4
1.3 Tujuan Penelitian ................................ ............................ 4
1.4 Kegunaan Penelitian ................................ ....................... 5
BAB II LANDASAN TEORI ................................ ....................... 6
2.1 Hakikat Minyak Bumi ................................ .................... 6
2.2 Definisi Distilasi dan/atau Fraksinasi .............................. 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................ ... 25
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................ ......... 25
3.2 Metode Penelitian ................................ ........................... 25
3.3 Objek Penelitian ................................ ............................. 26
vi
3.4 Teknik Analisis Data ................................ ...................... 26
BAB IV PEMBAHASAN ................................ ............................. 27
4.1 Komposisi Minyak Bumi ................................ ................ 27
4.2 Proses Distilasi dan/atau Fraksinasi Minak Bumi ........... 39
4.2.1 Proses Primer ................................ ........................... 41
4.2.1.a Unit Distilasi Minyak Mentah (Crude
Distillation Unit)................................ ............. 41
4.2.1.b Unit Distilasi Ruang Hampa (Vacuum
Distillation Unit)................................ ............. 45
4.2.2 Proses Sekunder................................ ....................... 56
4.2..2.a Proses Pemurnian Hidro (Hidrotreating
Process) ................................ .......................... 56
4.2.2.b Proses Pembentukan Secara Katalik (Catalytic
Reforming)................................ ...................... 57
4.2.2.c Perengkahan Hidro (Hidrocracking) ................. 58
4.2.2.d Perengkahan Cairan Secara Katalik ( Fluid
Catalytic Cracking/FCC)................................ 60
4.2.2.e Unit Produksi Hidrogen (Hydrogen Production
Unit/HPU) ................................ ...................... 60
vii
4.2.2.f Delayed Coking Unit/DCU................................ 61
4.2.2.g Visbreaking Unit ................................ ............... 61
4.2.3 Proses Pemulihan................................ ..................... 62
4.2.3.a Unit Amina (Amine Unit, H2S/CO2 Absorption
Unit and Amine Regeneration Unit/ARU) ........ 62
4.3 Produk Hasil Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi
Serta Pemanfaatannya................................ ..................... 63
BAB V PENUTUP ................................ ................................ ........ 71
5.1 Kesimpulan ................................ ................................ .... 71
5.2 Saran ................................ ................................ .............. 72
DAFTAR PUSTAKA ................................ ................................ ... 73
LAMPIRAN................................ ................................ .................. 74
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Minyak Tanah (Kerosena) Dijual Eceran di Pasar ……………… . 6
Gambar 2 Letak Minyak Mentah dalam Bumi …………………………….. . 7
Gambar 3 Rumus Struktur Senyawa Contoh Minyak Jenis Parafin ………. 13
Gambar 4 Struktur Molekul Senyawa Contoh Minyak Jenis Naftena …….. 15
Gambar 5 Rantai Hidrokarbon Rangkap dan Tak Jenuh ………………….. 17
Gambar 6 Bagan Kolom Distilasi/Fraksinasi Minyak Bumi ……………… 22
Gambar 7 Contoh Senyawa Nitrogen dalam Bentuk Produk Gas ……… .... 36
Gambar 8 Kilang Minyak Bumi …………………………………………… 39
Gambar 9 Komponen Minyak Men tah Beserta Titik Didihnya ………… … 46
Gambar 10 Tipikal Produk CDU dan VDU ……………………………… … 49
Gambar 11 Unit Reforming ………………………………………………… 58
Gambar 12 Unit Amina ..………………………………………………….... 62
Gambar 13 Kolom Bagan Distilasi dan/atau Fraksinasi Serta Pemanfaatan
Produknya …………………………………………………….. . 70
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Komposisi Unsur Penyusun Minyak Bumi …………………….. 27
Tabel 2 Perbedaan Antara Minyak Dasar Aspal dengan Parafin ……….. 3 0
Tabel 3 Indikasi yang Berpengaruh Terhadap Komposisi Kimia Fraksi
Utama Minyak Mentah ………………………………………… 33
Tabel 4 Tipikal Produk CDU …………………………………………... 42
Tabel 5 Permasalahan, Penyebab dan Solusi di CDU …………………. . 44
Tabel 6 Perbedaan Antara CDU dan VDU ……………………………... 48
Tabel 7 Permasalahan, Penyebab dan Solusi di VDU ………………….. 54
Tabel 8 Diagram Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik di
Seluruh Dunia (1997) …………………………………………. . 59
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kehidupan merupakan suatu proses atau sistem timbal balik yang terjadi
dengan sendirinya. Kehidupan di dunia, terutama di bumi adalah saling
berhubungannya komponen pengisi di dalamnya. Kehidupan di bumi, secara
ilmiah atau sains terdiri dari unsur makhluk. Makhluk tersebut, terdiri atas
makhluk biotik (hidup) dan makhluk abiotik (tidak hidup).
Makhluk hidup biotik yaitu keseluruhan makhluk h idup tersebut, baik dari
spesiesnya sendiri maupun spesies lain yang hidup di habitat yang sama.
Makhluk hidup biotik terbagi atas dua sektor, sektor manusia yang juga
merupakan hewan dan sektor tumbuhan.
Makhluk tidak hidup atau komponen abiotik adalah komponen fisik dan
kimia yang membentuk lingkungan abiotik yaitu habitat makhluk hidup (biotic).
Komponen abiotik saling mempengaruhi satu sama lain. Komponen abiotik
tersebut antara lain tanah, air, batuan, suhu, cahaya, kelembapan, garam mineral
dan bahan tambang.
Manusia adalah makhluk hidup biotik yang menjadi pemeran utama di
dunia ini. Mereka sendirilah yang menentukan kehidupan mereka dan sekitar
berdasarkan apa yang diperbuat mereka. Manusia tidak dapat hidup sendiri di
2
dunia ini dan tidak bisa hidup tanpa unsur di dalamnya. Unsur -unsur tersebut yang
mana dinamakan sebagai sumber daya alam. Tanpa sumber daya alam manusia
tidak dapat melangsungkan kehidupannya begitu saja. Sumber daya alam saja
juga tidak cukup. Dibutuhkan sumber daya manusia (pekerja) untuk mengolah
sumber daya alam tersebut.
Sumber daya alam merupakan bahan -bahan yang tersedia di alam dan
dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia. Sumber daya alam terbagi atas dua jenis,
makhluk hidup (biotik) seperti yang sudah disebutkan sebagian di paragraf
pertama dan makhluk tidak hidup (abiotik). Sumber daya alam diperoleh manusia
antara lain dengan cara bertani, berkebun, berladang, beternak ataupun
menambang.
Menambang adalah proses atau cara untuk mengambil dan memperoleh
bahan tambang dengan menggali dari dalam bumi. Contoh bahan tambang antara
lain besi, emas, perak, intan, aluminium, batu bara dan minyak bu mi. Minyak
bumi, yang mudah diketahui, dapat diolah menjadi bensin dan solar untuk
menggerakkan mobil atau mesin industri.
Minyak bumi merupakan bahan bakar fosil. Wujud dari minyak mentah
(crude oil) itu adalah cairan kental berwarna hitam yang terdiri atas sejum lah
besar senyawa hidrokarbon. Selain minyak bumi juga terdapat batu bara dan gas
alam sebagai bahan bakar dari fos il. Hal ini disebabkan karena terbentuk dari sisa
tumbuhan (untuk batu bara) dan hewan (untuk minyak bumi dan gas alam)
prasejarah. Minyak dan gas alam dibuat dari sisa hewan laut yang sangat kecil
3
pada zaman prasejarah. Hewan yang tenggelam di dasar laut dan dikubur di
bawah lapisan pasir dan lumpur. Lebih dari berjuta -juta fosil hewan tersebut
diubah menjadi minyak dan gas. Minyak dapat ditemukan d i bawah kerak bumi.
Biasanya diakses melalui laut dalam yang dise but minyak lepas pantai. Namun,
minyak yang telah ditemukan itu tidak dapat begitu saja langsung digunakan.
Minyak bumi tersebut harus diolah dan diproses menjadi bentuk yang lebih
sederhana.
Proses pengolahan minyak bumi tersebut disebut penyulingan minyak
bumi. Pemisahan minyak bumi ini hanya sam pai pada fraksi-fraksi yang
mengandung rantai dan trayek titik didih tertentu. Pengolahan minyak bumi
secara garis besar terdiri atas dua tahap. Pengolahan tahap pertama dengan proses
distilasi atau fraksinasi dilakukan dengan tekanan atmosferis dan pengolahan
kedua dengan mengubah struktur kimia yang berupa pemecahan molekul (proses
cracking), penggabungan molekul (proses polimerisasi, alkilasi) atau perubahan
struktur molekul (proses reforming). Hasil dari proses ini merupakan salah satu
komponen penting dalam kehidupan ini.
Hasil dari proses tersebut umumnya merupakan bahan bakar yang disebut
Bahan Bakar Minyak (BBM). Selain itu juga ada Bahan Bakar Gas (BBG) dan
hasil proses lainnya untuk kehidupan sehari -hari seperti pembentukan lilin, dll.
Dapat disimpulkan bahwa proses penyulingan minyak bumi tersebut sangat
berpengaruh dalam kehidupan . Karena membuat segala sesuatunya menjadi leb ih
sederhana. Oleh karena itu , penulis membuat karya tulis mengenai bidang ini
4
untuk mengetahui lebih banyak seluk beluk pr oses pengubahan bahan mentah
minyak menjadi siap pakai yang penting untuk kehidupan manusia dan sekitarnya.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah yang dibuat oleh penulis berdasarkan latar belakang
adalah sebagai berikut :
1. Bagaimanakah peran minyak bumi sebagai sumber daya alam dalam
kehidupan manusia dan sekitar ?
2. Bagaimanakah pemanfaatan minyak bumi secara keseluruhan ?
3. Bagaimanakah peran pemisahan minyak bumi ?
4. Bagaimanakah proses pemisahan minyak bumi menjadi bentuk yang lebih
sederhana ?
5. Bagaimanakah pemanfaatan hasil proses pemisahan minyak bumi tersebut
?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penulis dalam penelitian untuk membuat karya tulis ini ada lah
antara lain sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui secara dalam apakah peranan minyak bumi dalam
kehidupan sekitar.
2. Agar mengetahui pemanfaatan minyak bumi secara keseluruhan.
3. Sebagai pengetahuan akan proses penyulingan/pemisahan minyak bumi.
5
4. Mendeskripsikan proses pemisahan minyak bumi ke dalam bentuk -bentuk
lain yang lebih sederhana.
5. Untuk mengetahui kegunaan hasil proses pemisahan minyak bumi dalam
kehidupan sehari-hari.
1.4 Kegunaan Penelitian
Penulis membuat karya tulis ini dengan kegunaan nya bagi penulis sendiri,
yaitu sebagai sarana menambah wawasan dan tambahan ilmu pengetahuan serta
mengasah otak untuk lebih berpikir kritis dalam untuk pembuatan karya tulis ini.
Juga sebagai pengalaman untuk berkarya bagi penulis. Di sisi lain, karya tulis ini
juga berguna bagi pihak sekolah. Antara lain bagi siswa dan siswi yang
membutuhkan informasi atau data -data mengenai hal yang diulas dalam karya
tulis ini dan juga sebagai tambahan materi kepustakaan di basis data perpustakaan
sekolah.
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Hakikat Minyak Bumi
Pengertian
Minyak adalah istilah umum untuk semua cairan organik yang tidak
terlarut atau tercampur di dalam senyawa air (hidrofobik), tetapi larut dalam
pelarut organik. Terdapat sifat tambahan lain yang dikenal para awam, yaitu
terasa licin apabila dipegang. Dalam pengertian sempit, kata ”minyak” biasanya
mengacu ke minyak bumi (petrolum) atau produk olahannya, yaitu minyak tanah
(kerosena). Namun, kata ini sebenarnya berlaku luas dan umum, baik untuk
minyak sebagai bagian dari salah satu menu makanan sehari -hari, antara lain
minyak goreng; sebagai salah satu bahan bakar , contohnya minyak tanah; sebagai
pelumas, seperti minyak rem; sebagai medium pemindahan energi, maupun
sebagai wangi-wangian atau parfum, salah satunya minyak nilam dan juga sebagai
penghasil utama bahan petrokimia.
Gambar 1 Minyak Tanah (Kerosena)
7
Minyak merupakan salah satu kelompok bahan mentah yang termasuk
pada golongan lipid atau lemak, yaitu senyawa organik yang terdapat di alam
serta tidak larut di dalam air, tetapi larut dalam pelar ut organik nonpolar, misalnya
di-etil eter (C2H5OC2H5), kloroform (CHCl3), benzena (C6H6) dan senyawa
hidrokarbon lainnya yang kepolaritasannya seragam.
Minyak merupakan senyawaan trigliserida atau triasgliserol, yang berarti
“tri-ester dari gliserol”. Jadi, minyak juga merupakan senyawaan ester. Hasil
produk hidrolisis dari minyak adalah asam karboksilat dan gliserol. Asam
karboksilat ini juga dapat disebut asam lemak yang mempunyai rantai
hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang.
Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum), (bahasa Latin: petrus – karang
dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai si “ emas hitam”. Dimana merupakan
Gambar 2 Letak Minyak Mentah dalam Bumi
7
Minyak merupakan salah satu kelompok bahan mentah yang termasuk
pada golongan lipid atau lemak, yaitu senyawa organik yang terdapat di alam
serta tidak larut di dalam air, tetapi larut dalam pelar ut organik nonpolar, misalnya
di-etil eter (C2H5OC2H5), kloroform (CHCl3), benzena (C6H6) dan senyawa
hidrokarbon lainnya yang kepolaritasannya seragam.
Minyak merupakan senyawaan trigliserida atau triasgliserol, yang berarti
“tri-ester dari gliserol”. Jadi, minyak juga merupakan senyawaan ester. Hasil
produk hidrolisis dari minyak adalah asam karboksilat dan gliserol. Asam
karboksilat ini juga dapat disebut asam lemak yang mempunyai rantai
hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang.
Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum), (bahasa Latin: petrus – karang
dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai si “ emas hitam”. Dimana merupakan
Gambar 2 Letak Minyak Mentah dalam Bumi
7
Minyak merupakan salah satu kelompok bahan mentah yang termasuk
pada golongan lipid atau lemak, yaitu senyawa organik yang terdapat di alam
serta tidak larut di dalam air, tetapi larut dalam pelar ut organik nonpolar, misalnya
di-etil eter (C2H5OC2H5), kloroform (CHCl3), benzena (C6H6) dan senyawa
hidrokarbon lainnya yang kepolaritasannya seragam.
Minyak merupakan senyawaan trigliserida atau triasgliserol, yang berarti
“tri-ester dari gliserol”. Jadi, minyak juga merupakan senyawaan ester. Hasil
produk hidrolisis dari minyak adalah asam karboksilat dan gliserol. Asam
karboksilat ini juga dapat disebut asam lemak yang mempunyai rantai
hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang.
Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum), (bahasa Latin: petrus – karang
dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai si “ emas hitam”. Dimana merupakan
Gambar 2 Letak Minyak Mentah dalam Bumi
8
cairan kental, berwarna coklat gelap atau kehijauan yang mudah terbakar.
Minyak bumi berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak Bumi. Minyak
bumi terdiri dari campuran kompleks berbagai jenis senyawa, sebagian besar
hidrokarbon bersama-sama dengan sejumlah kecil komponen mengandung
belerang/sulfur (S), oksigen (O) dan nitrogen (N) yang dibebaskan oleh tanah
disertai oleh zat-zat seperti air, garam organik dan bahan pengotor lain, bila
dipisahkan tidak akan mengubah sifat minyak tersebut ( American Society for
Testing and Materials). Hidrokarbon adalah senyawa organik di mana setiap
molekulnya terdiri dari karbon (C) dan hidrogen (H). Sebagian besar dari seri
alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi dan kem urniannya.
Kemudian sedikit komponen yang mengandung logam, khususnya vanadium (V),
nikel (Ni), besi (Fe) dan tembaga (Cu) yang terikat sebagai garam organik dan
pengotor lain, bila dipisahkan tidak akan mengubah sifat minyak tersebut. Secara
umum minyak bumi merupakan campuran senyawa hidrokarbon dari turunannya
terutama terbentuk dari hasil dekomposisi alami tumbuhan dan hewan.
Minyak bumi disebut juga minyak mineral. Disebut demikian karena
minyak tersebut diperoleh dalam bentuk campuran dengan mineral lain.
Minyak bumi merupakan bahan industri cukup penting yang diperoleh dari
sumur-sumur atau ladang-ladang minyak. Teori mengenai asal dan sumber
minyak bumi, yaitu
Teori Anorganik atau Abiogenetik (Mendeleyeff, 1887)
9
Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa minyak bumi merupakan zat
abiotik yang berasal dari unsur-unsur anorganik murni yang terdapat di
dasar bumi dan telah melalui perubahan kimia yang sangat kompleks
dengan kata lain dihasilkan secara alami di dalam kerak bumi dimana
terdapat besi karbida panas yang akan membentuk senyawa hidrokarbon
apabila ada air yang masuk ke dalam kerak bumi dan akhirnya senyawa
hidrokarbon tersebut menjadi minyak bumi. Teori ini juga dipelopori oleh
Berthelot (1866), Von Humboldt (1805) dan Porfirev (1974).
Teori Organik atau Biogenetik (Engler, 1911)
Teori ini menyatakan bahwa minyak bumi dibentuk oleh mikroorganisme,
baik hewan maupun tumbuhan yang tertimbun dalam perut bumi selama
jutaan tahun atau disebut fosil. Karena itu, minyak bumi dikatakan
sebagai salah satu dari bahan bakar fosil. Teori ini terbagi atas tiga tahap :
1. Tahap pertama, deposit bermacam hewan dan tumbuhan terkumpul di
dasar laut, yang kemudian akan terurai oleh bakteri mikroorganisme.
Karbohidrat dan protein dirombak menjadi menjadi bahan yang dapat
larut dalam air atau menjadi gas. Selanjutnya bahan -bahan yang stabil,
(seperti rosin, kolesterol, dll.) akan tetap tinggal.
2. Tahap kedua, suhu dan tekanan yang tinggi akan menyebabkan
terbentuknya karbon dioksida (CO 2) dari senyawa yang mengandung
gugus karboksil dan air akan terbentuk dari asam hidroksi dan alkohol
serta akan menghasilkan residu bitumen. Kemudian, panas dan
10
tekanan dapat menyebabkan terjadinya rengkahan ( cracking)
menghasilkan cairan olefin yang ting gi (propetrolum).
3. Tahap terakhir, komponen tidak jenuh yang terdapat pada
propetroleum akan berpolimerisasi karena adanya pengaruh katalis.
Hal ini mengakibatkan poli -olefin akan berubah menjadi senyawa
hidrokarbon, parafin dan nafta. Senyawa hidrokarbo n aromatik
dianggap terbentuk secara langsung pada proses rengkahan atau
siklisasi melalui reaksi kondensasi .
Teori ini juga dipelopori oleh PC Mac Guire (1758), SP Hidredrest (1836)
dan Clyell (1873).
Namun, pandangan teori ini masih diragukan secara ilmiah, karena hanya
memiliki sedikit bukti yang mendukung.
Proses Pembentukan Minyak Bumi
Proses pembentukan minyak bumi terdiri atas tiga fase, antara lain
1. Proses pembentukan terdiri atas pengumpulan zat organik di dalam
sedimen, pengawetan zat organik di dalam sedimen dan transformasi zat
organik hingga menjadi minyak bumi.
2. Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisan
sedimen ke dalam reservoir (bendungan).
11
3. Jumlah atau akumulasi tetes minyak yang tersebar di dalam lapisan
sedimen, sehingga berkumpul menjadi akumulasi komersil.
Jenis-Jenis Minyak
Dilihat dari asalnya, terdapat dua macam minyak, yaitu minyak yang
dihasilkan tumbuh-tumbuhan (minyak nabati) dan hewan (minyak hewani) serta
minyak yang diperoleh dari kegiatan penambangan (minyak bumi). Minyak
tumbuhan dan hewan semuanya merupakan lemak. Dari sudut pandang kimia,
minyak kelompok ini sama saja dengan lemak. Minyak dibedakan dari lemak
berdasarkan sifat fisiknya pada suhu ruang, yaitu minyak berwujud cair,
sedangkan lemak berwujud padat. Penyusunnya bermacam -macam, tetapi yang
banyak dimanfaatkan orang hanya yang tersusun dari dua kelompok saja, yaitu
Gliserida dan atau asam lemak, yang mencakup minyak makanan ( minyak
masak atau minyak sayur serta minyak ikan), bahan baku industri sabun,
bahan campuran minyak pelumas dan bahan baku biodiesel. Kelompok
ini biasanya berwujud padat atau cair pada suhu ruang tetapi tidak mudah
menguap.
Terpena dan Terpenoid, yang dikenal sebagai minyak atsiri, minyak
eteris atau minyak esensial (bukan asam lemak esensial) dan merupakan
bahan dasar wangi-wangian (parfum) dan minyak gosok. Kelompok ini
12
praktis semuanya berasal dari tumbuhan, dan dianggap memiliki khasiat
penyembuhan (aromaterapi). Kelompok minyak ini memiliki aroma yang
kuat karena sifatnya yang mudah menguap pada suhu ruang (sehingga
disebut juga minyak aromatik).
Beberapa minyak lainnya yang banyak digunakan :
Minyak ikan, kaya DHA, baik untuk kerja otak
Margarin, bentuk padat karena perubahan cis menjadi trans
Biodiesel, bahan bakar ramah lingkungan
Penggolongan minyak bumi berdasarkan senyawa hidrokarbon yang dibentuk,
terkenalnya terbagi atas enam golongan, yaitu
Parafin, merupakan senyawa alkana (CnH2n+2)
1. Alifatik atau rantai hidrokarbon terbuka
2. Senyawa hidrokarbon jenuh
3. Mengandung senyawa hidrokarbon parafin, lilin dan fraksi lube oil
4. Sedikit mengandung aspal dan nafta.
5. Merupakan fraksi utama yang mempunyai bilangan oktan
6. Bagian terbesar di minyak mentah , terutama kerosena
7. Senyawanya sangat stabil (sifat kimia stabil)
13
8. Pada suhu biasa, tidak bereaksi dengan asam sulfat (H2SO4) pekat
maupun berasap, larutan alkali atau basa pekat, asam nitrat
(HNO3), ataupun oksidator kuat asam kromat (H2CrO4) kecuali
senyawa dengan atom karbon tersier
9. Dengan bantuan sinar matahari bereaksi lambat dengan klorida
(Cl) dan apabila terdapat katalis, juga dengan brom (Br)
10. Mempunyai rantai lurus, seperti metana, etana, propana, butana,
dll.
Gambar 3 Rumus Struktur Senyawa Contoh Minyak Jenis Parafin
11. Terdiri atas n-parafin (rantai lurus) dan iso-parafin (rantai
bercabang, baik untuk “International Combustion Engine ”).
Contoh: n-heksana dan 3-metil-pentana
13
8. Pada suhu biasa, tidak bereaksi dengan asam sulfat (H2SO4) pekat
maupun berasap, larutan alkali atau basa pekat, asam nitrat
(HNO3), ataupun oksidator kuat asam kromat (H2CrO4) kecuali
senyawa dengan atom karbon tersier
9. Dengan bantuan sinar matahari bereaksi lambat dengan klorida
(Cl) dan apabila terdapat katalis, juga dengan brom (Br)
10. Mempunyai rantai lurus, seperti metana, etana, propana, butana,
dll.
Gambar 3 Rumus Struktur Senyawa Contoh Minyak Jenis Parafin
11. Terdiri atas n-parafin (rantai lurus) dan iso-parafin (rantai
bercabang, baik untuk “ International Combustion Engine ”).
Contoh: n-heksana dan 3-metil-pentana
13
8. Pada suhu biasa, tidak bereaksi dengan asam sulfat (H2SO4) pekat
maupun berasap, larutan alkali atau basa pekat, asam nitrat
(HNO3), ataupun oksidator kuat asam kromat (H2CrO4) kecuali
senyawa dengan atom karbon tersier
9. Dengan bantuan sinar matahari bereaksi lambat dengan klorida
(Cl) dan apabila terdapat katalis, juga dengan brom (Br)
10. Mempunyai rantai lurus, seperti metana, etana, propana, butana,
dll.
Gambar 3 Rumus Struktur Senyawa Contoh Minyak Jenis Parafin
11. Terdiri atas n-parafin (rantai lurus) dan iso-parafin (rantai
bercabang, baik untuk “ International Combustion Engine ”).
Contoh: n-heksana dan 3-metil-pentana
14
Olefin (mono-olefin) atau etilen, merupakan senyawa alkana juga
(CnH2n+2)
1. Senyawa berantai lurus yang tidak jenuh
2. Mempunyai ikatan rangkap (senyawa parafin yang kehilangan dua
atom H), untuk menghubungkan dua atom karbon, sehingga reaktif
3. Jarang ditemukan dalam minyak bumi, karena merupakan hasil
dekomposisi senyawa hidrokarbon lain
4. Hasil proses rengkahan katalis dan termal atau panas
5. Baik untuk bahan baku zat petrokimia (bahan dasar utamanya)
Naftena, rantai hidrokarbon tertutup (C nH2n)
1. Struktur lebih kompleks dari senyawa parafin
2. Merupakan senyawa sikloalkana (cincin), dengan jumlah atom
hidrogen yang terikat pada karbon sebanyak dua
3. Mempunyai sifat kimia seperti senyawa hidrokarbon parafin dan
struktur molekulnya siklik, sehingga disebut juga senyawa
sikloparafin
4. Mengandung aspal dan bahan bakar berat, sedikit lilin
5. Terdapat banyak dalam minyak mentah
6. Massa relatif rendah dimanfaatkan sebagai bahan bakar, massa
relatif tinggi diposisikan ke dalam fraksi gas
15
7. Rumus molekul hampir sama dengan olefin, namun berbeda
sifatnya
8. Mempunyai cincin atau rantai melingkar yang jenuh dan tidak
reaktif
9. Dapat bersenyawa dengan molekul lain, seperti parafin
Contoh : siklopropana (cincin tiga), siklopentana (cincin lima),
sikloheksana (cincin enam), siklohepatana (cincin tujuh), butil-
sikloheksana, dll
Gambar 4 Struktur Molekul Senyawa Cont oh Minyak Jenis Naftena
Aromatik atau aromatis, disebut juga benzena (CnH2n-6)
15
7. Rumus molekul hampir sama dengan olefin, namun berbeda
sifatnya
8. Mempunyai cincin atau rantai melingkar yang jenuh dan tidak
reaktif
9. Dapat bersenyawa dengan molekul lain, seperti parafin
Contoh : siklopropana (cincin tiga), siklopentana (cincin lima),
sikloheksana (cincin enam), siklohepatana (cincin tujuh), butil-
sikloheksana, dll
Gambar 4 Struktur Molekul Senyawa Cont oh Minyak Jenis Naftena
Aromatik atau aromatis, disebut juga benzena (CnH2n-6)
15
7. Rumus molekul hampir sama dengan olefin, namun berbeda
sifatnya
8. Mempunyai cincin atau rantai melingkar yang jenuh dan tidak
reaktif
9. Dapat bersenyawa dengan molekul lain, seperti parafin
Contoh : siklopropana (cincin tiga), siklopentana (cincin lima),
sikloheksana (cincin enam), siklohepatana (cincin tujuh), butil-
sikloheksana, dll
Gambar 4 Struktur Molekul Senyawa Cont oh Minyak Jenis Naftena
Aromatik atau aromatis, disebut juga benzena (CnH2n-6)
16
1. Struktur cincin sama dengan naftena, namun jumlah atom hidrogen
yang terikat pada atom karbon hanya satu
2. Senyawa kimia reaktif
3. Mengandung senyawa hidrokarbon aromatik dan sedikit aspal serta
lube oil
4. Jumlah sedikit aromatik dengan titik didih rendah dalam minyak
mentah
5. Rantai melingkar tak jenuh
6. Mudah dioksidasi menjadi asam
7. Dapat mengalami reaksi substitusi atau adisi tergantung pada
kondisi reaksi
8. Dibutuhkan dalam bahan bakar (premium) karena mempunyai
anti-knocking
9. Stabilitas penyimpanannya yang baik dan kegunaan lainnya
sebagai bahan bakar (fuels)
10. Sering dipisahkan dari minyak bumi sebagai bahan baku
petrokimia
11. Dapat bersenyawa dengan molekul lain
Contoh : benzena, nafta, fenol, anilin serta etil benzena, toluena
dan xilena yang banyak ditemui dalam fraksi kerosena dan solar.
17
Diolefin, hampir sama dengan olefin kecuali dua atom hidrogen yang
hilang (dua ikatan rangkap terdapat pada setiap molekul), (CnH2n-2)
1. Senyawa yang aktif, karena dua ikatan rangkap serta tidak jenuh
Gambar 5 Rantai Hidrokarbon Rangkap dan Tak Jenuh
2. Cenderung membentuk polimer atau berkombinasi dengan
molekul-molekul tak jenuh lainnya membentuk senyawa yang
memiliki berat molekul lebih besar, contohnya getah minyak
(gum).
3. Tidak stabil
Asetilen, merupakan salah satu senyawa yang tidak berwarna
1. Mendidih pada suhu 84 oC, suhu yang tinggi berguna untuk
polimerisasi benzena. Senyawa ini mudah meledak jika dicairkan
2. Asetilen yang murni jika dicium berbau eter
3. Gas ini dibuat dari reaksi antara kalsium karbida (CaC2) dan air
18
4. Berguna sebagai gas lampu dan juga untuk memotong atau
mengelas logam
Proporsi atau keseimbangan jumlah dari hidrokarbon sangat tergantung pada
sumber dari minyak bumi. Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang
terbanyak (crude naphtenic) tetapi kadang-kadang mengandung sikloalkana
sebagai komponen yang terbesar, sedangkan aromatik selalu merupakan
komponen yang paling sedikit.
Jenis-jenis lemak dan minyak dapat dibedakan berdasarkan sifat -sifatnya.
Pengujian sifat-sifat lemak dan minyak ini meliputi
o Angka penyabunan, berat molekul lemak dan minyak secara kasar
o Angka ester, jumlah asam organik yang bersenyawa sebagai ester
o Angka iodin, jumlah iodin yang diikat dalam minyak atau lemak
o Angka Reichert Meissel , jumlah asam-asam lemak dapat larut dalam air
dan kemudahan menguapnya
Pengujian untuk menentukan kualitas minyak, seperti
Angka asam, banyak asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak
19
Angka peroksida atau asam thiobarbiturat (TBA), tingkat kerusakan
minyak atau lemak
Negara-Negara Penghasil Minyak Terbanyak
Diurutkan berdasar jumlah produksi
tahun 2006) dan total produksinya
dalam juta barrel per hari :
1. Saudi Arabia - 10,665
2. Russia - 9,667
3. United States - 8,331
4. Iran - 4,148
5. Republic of China - 3,858
6. Mexico - 3,707
7. Canada - 3,288
8. Uni Emirat Arab - 3,0
9. Venezuela - 2,803
10. Norway - 2,786
11. Kuwait - 2,675
12. Nigeria - 2,443
Diurutkan berdasar jumlah yang
diekspor di 2006) dan total ekspor
dalam juta barrel per hari :
1. Saudi Arabia - 8,651
2. Russia - 6,565
3. Norway - 2,524
4. Iran - 2,519
5. Uni Emirat Arab - 2,515
6. Venezuela - 2,203
7. Kuwait - 2,150
8. Nigeria - 2,146
9. Aljazair - 1,847
10. Mexico - 1,676
11. Libya - 1,525
12. Irak - 1,438
19
Angka peroksida atau asam thiobarbiturat (TBA), tingkat kerusakan
minyak atau lemak
Negara-Negara Penghasil Minyak Terbanyak
Diurutkan berdasar jumlah produksi
tahun 2006) dan total produksinya
dalam juta barrel per hari :
1. Saudi Arabia - 10,665
2. Russia - 9,667
3. United States - 8,331
4. Iran - 4,148
5. Republic of China - 3,858
6. Mexico - 3,707
7. Canada - 3,288
8. Uni Emirat Arab - 3,0
9. Venezuela - 2,803
10. Norway - 2,786
11. Kuwait - 2,675
12. Nigeria - 2,443
Diurutkan berdasar jumlah yang
diekspor di 2006) dan total ekspor
dalam juta barrel per hari :
1. Saudi Arabia - 8,651
2. Russia - 6,565
3. Norway - 2,524
4. Iran - 2,519
5. Uni Emirat Arab - 2,515
6. Venezuela - 2,203
7. Kuwait - 2,150
8. Nigeria - 2,146
9. Aljazair - 1,847
10. Mexico - 1,676
11. Libya - 1,525
12. Irak - 1,438
19
Angka peroksida atau asam thiobarbiturat (TBA), tingkat kerusakan
minyak atau lemak
Negara-Negara Penghasil Minyak Terbanyak
Diurutkan berdasar jumlah produksi
tahun 2006) dan total produksinya
dalam juta barrel per hari :
1. Saudi Arabia - 10,665
2. Russia - 9,667
3. United States - 8,331
4. Iran - 4,148
5. Republic of China - 3,858
6. Mexico - 3,707
7. Canada - 3,288
8. Uni Emirat Arab - 3,0
9. Venezuela - 2,803
10. Norway - 2,786
11. Kuwait - 2,675
12. Nigeria - 2,443
Diurutkan berdasar jumlah yang
diekspor di 2006) dan total ekspor
dalam juta barrel per hari :
1. Saudi Arabia - 8,651
2. Russia - 6,565
3. Norway - 2,524
4. Iran - 2,519
5. Uni Emirat Arab - 2,515
6. Venezuela - 2,203
7. Kuwait - 2,150
8. Nigeria - 2,146
9. Aljazair - 1,847
10. Mexico - 1,676
11. Libya - 1,525
12. Irak - 1,438
20
13. Brazilia - 2,166
14. Aljazair - 2,122
15. Irak - 2,008
13. Angola - 1,365
14. Kazakhstan - 1,114
15. Canada - 1,071
Catatan:
1 Total produksi termasuk minyak mentah, gas alam, kondesat dan cairan lainnya.
2 United States mengkonsumsi seluruh minyak yang diproduksinya.
3 Yang dicetak tebal adalah negara-negara anggota OPEC.
2.2 Definisi Distilasi dan/atau Fraksinasi
Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia
berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap ( volatilitas) bahan.
Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini
kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik
didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini termasuk sebagai unit
operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori
bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik
didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum
Dalton.
20
13. Brazilia - 2,166
14. Aljazair - 2,122
15. Irak - 2,008
13. Angola - 1,365
14. Kazakhstan - 1,114
15. Canada - 1,071
Catatan:
1 Total produksi termasuk minyak mentah, gas alam, kondesat dan cairan lainnya.
2 United States mengkonsumsi seluruh minyak yang diproduksinya.
3 Yang dicetak tebal adalah negara-negara anggota OPEC.
2.2 Definisi Distilasi dan/atau Fraksinasi
Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia
berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap ( volatilitas) bahan.
Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini
kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik
didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini termasuk sebagai unit
operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori
bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik
didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum
Dalton.
20
13. Brazilia - 2,166
14. Aljazair - 2,122
15. Irak - 2,008
13. Angola - 1,365
14. Kazakhstan - 1,114
15. Canada - 1,071
Catatan:
1 Total produksi termasuk minyak mentah, gas alam, kondesat dan cairan lainnya.
2 United States mengkonsumsi seluruh minyak yang diproduksinya.
3 Yang dicetak tebal adalah negara-negara anggota OPEC.
2.2 Definisi Distilasi dan/atau Fraksinasi
Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia
berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap ( volatilitas) bahan.
Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini
kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik
didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini termasuk sebagai unit
operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori
bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik
didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum
Dalton.
21
Distilasi juga bisa dikatakan sebagai proses pemisahan komponen yang
ditujukan untuk memisahkan pelarut dan komponen pelarutnya. Hasil distilasi
disebut distilat dan sisanya disebut residu. Jika hasil distilasinya berupa air, maka
disebut sebagai aquadestilata (disingkat aquades).
Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen -komponen cair,
dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi
ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kur ang
dari 20 oC dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah.
Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan
minyak mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk
transportasi, pembangkit listrik, pemanas, dll. Udara didistilasi menjadi
komponen-komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis dan helium (He)
untuk pengisi balon. Distilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan
alkohol dengan penerapan panas terhadap larutan hasil fermentasi untuk
menghasilkan minuman suling.
Distilasi bertingkat dapat disebut juga sebagai fraksinasi (fractional
distillation) yang artinya adalah distilasi untuk memisahkan campuran beberapa
cairan dengan titik didih berbeda, dengan menampung secara berpisah fraksi -
fraksi (komponen) yang terdapat di dalam cairan tersebut pada suhu yang berbeda.
Pemisahan ini dilakukan dengan memanaskan cairan tersebut di dalam tabung
bertingkat sehingga fraksi–fraksi yang terdapat pada cairan tersebut akan
memisah dengan sendirinya, sesuai dengan titik didihnya.
22
Gambar 6 Bagan Kolom Distilasi/Fraksinasi Minyak Bumi
Fraksinasi sendiri yaitu suatu proses, cara atau perbuatan yang membagi
suatu objek menjadi fraksi -fraksi (bagian-bagian). Fraksinasi merupakan
prosedur pemisahan yang bertujuan memisahkan golongan utama kandungan
yang satu dari kandungan yang lain. Pemisahan ini berdasarkan titik didih
tertentu. Senyawa yang bersifat polar akan masuk ke pelarut polar dan senyawa
nonpolar akan masuk ke pelarut nonpolar (Harborne, 1987). Pemisahan
komponen suatu campuran tergantung pada tingkat kepolaran dari fase gerak dan
senyawa yang terkandung dalam campuran tersebut (Sastrohamidjodjo, 2002).
22
Gambar 6 Bagan Kolom Distilasi/Fraksinasi Minyak Bumi
Fraksinasi sendiri yaitu suatu proses, cara atau perbuatan yang membagi
suatu objek menjadi fraksi -fraksi (bagian-bagian). Fraksinasi merupakan
prosedur pemisahan yang bertujuan memisahkan golongan utama kandungan
yang satu dari kandungan yang lain. Pemisahan ini berdasarkan titik didih
tertentu. Senyawa yang bersifat polar akan masuk ke pelarut polar dan senyawa
nonpolar akan masuk ke pelarut nonpolar (Harborne, 1987). Pemisahan
komponen suatu campuran tergantung pada tingkat kepolaran dari fase gerak dan
senyawa yang terkandung dalam campuran tersebut (Sastrohamidjodjo, 2002).
22
Gambar 6 Bagan Kolom Distilasi/Fraksinasi Minyak Bumi
Fraksinasi sendiri yaitu suatu proses, cara atau perbuatan yang membagi
suatu objek menjadi fraksi -fraksi (bagian-bagian). Fraksinasi merupakan
prosedur pemisahan yang bertujuan memisahkan golongan utama kandungan
yang satu dari kandungan yang lain. Pemisahan ini berdasarkan titik didih
tertentu. Senyawa yang bersifat polar akan masuk ke pelarut polar dan senyawa
nonpolar akan masuk ke pelarut nonpolar (Harborne, 1987). Pemisahan
komponen suatu campuran tergantung pada tingkat kepolaran dari fase gerak dan
senyawa yang terkandung dalam campuran tersebut (Sastrohamidjodjo, 2002).
23
Dapat disimpulkan bahwa “distilasi” dan “fraksinasi” merupakan istilah
berbeda, namun dengan arti dan inti maksud yang sama, yaitu pemisahan
berdasarkan titik didih tertentu. Tidak ada perbedaan begitu signifikan di antara
dua istilah ini. Karena itulah, dua istilah ini digunakan bersamaan dalam karya
tulis ini.
Distilasi/fraksinasi minyak bumi adalah proses pemisahan, dimana
langkah pertamanya adalah dengan memanaskan minyak mentah dalam aliran
pipa (tungku) furnace di tanur. Pemanasan ini dilakukan dengan suhu sekitar
350o C.
Kemudian, minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut dimasukkan
ke dalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada
sepertiga bagian bawah kolom). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom
maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).
Karena adanya perbedaan titik didih di setiap komponen hidrokarbon
maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana
hidrokarbon ringan akan berada di bagian atas kolom diikuti dengan fraksi
(hidrokarbon) yang lebih berat di bawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom)
komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing -masing.
Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan
keluar kolom. Selanjutnya didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung
dalam tangki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsu ng dipakai,
24
karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah) agar dapat memenuhi
spesifikasi yang diinginkan.
Pemisahan minyak bumi ke dalam fraksi tertentu dibedakan berdasarkan titik
didih (distilasi), yaitu
1. Suhu di bawah 0 oF (-18 oC) untuk komponen gas alam.
2. Antara suhu 80o - 400o F (27o – 204o C) untuk komponen gasolin.
3. Antara suhu 400o – 650o F (204o – 343o C) untuk minyak diesel dan bahan
bakar rumah tangga.
4. Di atas suhu 65 oF (> 343 oC) untuk minyak pelumas dan bahan bakar
yang lebih berat.
25
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penulisan dan penyusunan karya tulis ini berlangsung dari sejak
bulan Juli hingga Desember 2010. Penelitian untuk karya tulis ini dilakukan pada
waktu : Senin s.d Selasa dan Rabu s.d Kamis, 6 – 7 dan 15 – 16
September 2010
tempat : Pusat Pramuteknik Petrokimia, Dit. Research and Development
PT Pertamina (Persero), Jalan Raya Bekasi K m. 20,
Pulo Gadung – Jakarta Timur
3.2 Metode Penelitian
Penulis dalam pengumpulan data dan informasi menggunakan metode -
metode sebagai berikut :
Metode Observasi, penulis mencari dan mendapatkan informasi maupun
data dengan cara mendatangi, melihat dan mengamati objek penelitian
secara langsung.
Metode Kajian Pustaka (Studi Literatur), penulis mencari dan
mendapatkan data dari buku -buku ilmu pengetahuan baik dari
perpustakaan sekolah maupun perpustakaan lainnya. Selain itu , penulis
26
juga mencari informasi melalui media elektronik, yang dimana sarana
internet termasuk, juga media cetak.
Metode Wawancara, penulis mendapatkan informasi dan data dengan
melakukan wawancara terhadap narasumber .
3.3 Objek Penelitian
Objek yang dijadikan penulis sebagai penelitian adalah proses pengolahan
atau distilasi/fraksinasi minyak bumi menjad i bentuk yang lebih sederhana dan
siap pakai di sebuah industri atau pabrik perminyakan.
3.4 Teknik Analisis Data
Pengolahan data oleh penulis dilakukan secara analisis data deskriptif,
yaitu berupa rangkuman dari artikel yang penulis baca sebagai hipotesis dan
pelengkap data kemudian dijelaskan dan dipaparkan kembali.
27
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Komposisi Minyak Bumi
Sebagian besar senyawa-senyawa yang terkandung di dalam minyak
bumi terdiri dari hidrogen dan karbon sebagai unsur-unsur utamanya.
Senyawa tersebut sebagai senyawa hidrokarbon yaitu senyawa -senyawa
organik yang dimana setiap molekulnya hanya mempunyai unsur karbon dan
hidrogen saja, kandungan senyawa hidrokarbon murni dapat mencapai 97% -
98%. Selain daripada dua senyawa tersebut , terdapat juga senyawa-senyawa
lain dalam jumlah sedikit yang mengandung unsur -unsur belerang (sulfur),
oksigen dan nitrogen. Komposisi minyak bumi berdasarkan unsur
penyusunnya (elementer) ialah sebagai berikut :
Tabel 1 Komposisi Unsur Penyusun Minyak Bumi
No. Nama Unsur Presentase
1. Karbon 83.5% – 87.0 %
2. Hidrogen 11.5% – 14.0 %
3. Sulfur 0.1% – 3.0 %
4. Oksigen 0.1% – 1.0 %
5. Nitrogen 0.01% – 0.3 %
28
6. Logam 0.02% – 0.10 %
Selain unsur-unsur di atas terdapat juga unsur -unsur logam seperti
vanadium, besi, nikel, krom, fosfor dan logam-logam lain yang jumlahnya
kurang dari 0.03 % berat, yang jumlahnya relatif sedikit dan terikat sebagai
senyawa-senyawa organik. Air dan garam hampir selalu terdapat pada minyak
bumi dalam keadaan terdispersi.
Operasi-operasi pengilangan secara fisis, seperti penguapan dan
pendinginan, dilakukan oleh banyak nya sifat-sifat hidrokarbon karena sifat -
sifat tersebut meliputi seluruh senyawa penyusun minyak bumi. Sedangkan
secara operasi-operasi kimiawi seperti Pemurnian ( Treating) dan Filtrasi
dilaksanakan oleh adanya senyawa pengoto r (sulfur, oksigen dan nitrogen).
Kemudian, juga dilaksanakan dengan adanya sedikit senyawa hidrokarbon
reaktif yang mungkin terikut di dalam minyak bumi.
Dalam minyak mentah terdapat beberapa kelompok senyawa -senyawa
hidrokarbon dan masih banyak senyawa -senyawa lain yang merupakan hasil
dari proses perengkahan dan hidrogenasi (reaksi dengan hidrogen). Senyawa -
senyawa yang telah diketahui tersebut antara lain
o Alkana (CnH2n+2)
o Alkena (CnH2n)
o Alkuna (CnH2n-2)
o CnH2n-4
29
o Aromatik (CnH2n-6)
o CnH2n-8
o CnH2n-10
o CnH2n-14
o CnH2n-20
Kemudian terdapat juga kelompok senyawa hidrokarbon seperti yang sudah
dijelaskan lebih dahulu dalam jenis -jenis minyak bumi di bab II.
Klasifikasi Minyak Bumi
Minyak bumi pernah dipertimbangkan sebagai larutan hidrokarbon
parafin, tetapi studi literatur menyatakan bahwa pernyataan tersebut tidak
benar. Sekitar 85 % dari crude oil di dunia dikelompokkan menjadi tiga
macam, yaitu
Minyak Dasar Aspal (Asphaltic Base), terdapat sedikit lilin parafin di
kandungannya. Aspal merupakan residu utamanya. Minyak ini
dominan dengan kandungan aromatiknya. Kandungan sulfur, oksigen
dan nitrogen di dalamnya relatif lebih banyak dibanding minyak -
minyak dasar lainnya. Minyak dasar ini sangat berguna untuk
memproduksi gasolin berkualitas tinggi, minya k pelumas mesin dan
aspal. Tetapi menghasilkan kerosena yang kurang baik dan minyak gas
30
yang berkualitas rendah. Fraksi -fraksi ringan dan menengah dari
minyak ini mengandung banyak naft a.
Minyak Dasar Parafin (Paraffinic Base), terdapat sedikit aspal di
kandungannya, sehingga sangat bermanfaat sebagai sumber produksi
lilin parafin (paraffinic wax), minyak pelumas motor dan kerosena
dengan kualitas atau mutu tinggi dan baik, sebagai bahan bakar diesel.
Minyak Dasar Campuran (Mixed Base), terdiri dari campuran kedua
kandungan di atas juga aromatik. Produk minyaknya berkualitas
rendah dibandingkan dua macam di atas.
Bermacamnya produk dan fraksi minyak dalam berbagai tipe minyak
mentah, maka terdapat berbagai perbedaan mencolok dari sifat -sifat
minyak tersebut. Perbedaan sifat tersebut dapat dilihat di tabel bawah ini,
yang menunjukan perbedaan antar minyak dasar aspal dengan parafin.
Tabel 2 Perbedaan Antara Minyak Dasar Aspal dengan Parafin
No. Sifat-Sifat Paraffinic
Base
Asphaltic
Base
1. Berat Jenis Tinggi Rendah
2. Kandungan Nafta Tinggi Rendah
31
3. Bilangan Oktan Nafta Rendah Tinggi
4. Bau (Odor) Nafta Manis Masam
5. Kecenderungan Asap
Kerosena
Rendah Tinggi
6. Kecenderungan
Ketukan Minyak
Diesel
Rendah Tinggi
7. Titik Tuang Pelumas Tinggi Rendah
8. Kandungan Minyak
Pelumas
Tinggi Rendah
9. Indek Viskositas
Pelumas
Tinggi Rendah
Selain pengklasifikasian berdasarkan senyawa hidrokarbon dan ikatan
molekul atom-atomnya, pengklasifikasian minyak dapat juga dilihat dari sifat
penguapan, kadar sulfur dan berat jenis.
Berdasarkan Volatilitas
- Minyak Ringan (Light Oil), mengandung komponen atau fraksi
ringan lebih dari 50 % berat.
- Minyak Sedang (Medium Oil), mengandung komponen atau fraksi
ringan 20 % – 50 % berat.
32
- Minyak Berat (Heavy Oil), mengandung komponen atau fraksi
ringan kurang dari 20 % berat.
Berdasarkan Kadar Sulfurnya
- Minyak Bumi Kadar Sulfur Tinggi ( High Sulfur Oil), mengandung
sulfur lebih dari 2 % berat.
- Minyak Bumi Kadar Sulfur Sedang ( Medium Sulfur Oil),
mengandung sulfur 0.1% – 2% berat.
- Minyak Bumi Kadar Sulfur Rendah ( Low Sulfur Oil), mengandung
kadar sulfur kurang dari 0.1 % berat.
Semakin tinggi kadar sulfur, maka kualitas minyak bumi semakin rendah dan
harganya semakin murah.
Berdasarkan Berat Jenis
- Minyak Ringan : 0.830
- Minyak Sedang Ringan : 0.830 – 0.835
- Minyak Sedang Berat : 0.835 – 0.865
- Minyak Berat : 0.865 – 0.905
- Minyak Sangat Berat : 0.905
Kelompok parafin terdapat di dalam hampir semua jenis gasolin,
karenanya ia sangat dominan. Ada kemungkinan bahwa j uga terdapat di
33
dalam kerosena yang dimana keduanya berasal dari paraffinic base dan mixed
base. Sedangkan nafta dominan terdapat dalam minyak gas ( gas oil) dan
minyak-minyak pelumas yang berasal dari minyak mentah.
Fraksi-fraksi minyak seperti nafta pada umumnya dikelompokkan
sebagai salah satu minyak ringan. Sedangkan kerosena dan minyak gas ringan
(LGO=Light Gas Oil) dikelompokkan sebagai distilat menengah. Kemudian,
minyak gas hampa (VGO=Vacuum Gas Oil) dengan residu dikelompokkan
sebagai minyak yang tereduksi (reduced crude). Tabel berikut di bawah ini
menunjukkan indikasi yang berpengaruh terhadap komposisi kimia fraksi
utama yang dihasilkan oleh beberapa minyak mentah.
Tabel 3 Indikasi yang Berpengaruh Terhadap Komposisi Kimia Fraksi Utama MinyakMentah
Fraksi50%
ASTMoF
Minyak Dasar Aspal (%Berat)
Minyak Dasar Parafin (%Berat)
Parafin Nafta Aromatik Parafin Nafta AromatikGasolin 280 65 30 5 35 55 10Kerosena 450 60 30 10 25 50 25MinyakGas
600 35 55 15 - 65 33
DistilatBerat
750 20 65 15 - 55 43
Senyawa Pengotor
Senyawa pengotor adalah bahan -bahan bukan hidrokarbon yang tidak
diinginkan keberadaanya dalam minyak bumi antara lain sulfur atau belerang
yang terkandung di dalam minyak mentah maupun di dalam produk akhir dan
34
fraksi-fraksinya. Hal ini dianggap karena pada umumnya akan memberikan
gangguan pada proses pengilangan minyak bumi dalam kilang minyak dan
berpengaruh buruk pada mutu produk. Jenis senyawa -senyawa yang sering
dijumpai di dalam minyak bumi adalah hidrogen sulfida (H2S), alkil sulfat,
Sulfoksida dan Sulfon.
Rumus molekul senyawa-senyawa tersebut antara lain
Hidrogen Sulfida (H2S) : H – S – H
Merkaptan (Hidrokarbon Parafinik) : H – S – R
Alkil Sulfat : R – S – R
Sulfoksida : R – S – R||
O Sulfon : O
||R – S – R
||O
Senyawa-senyawa belerang tersebut dianggap sebagai pengotor dan
pengganggu karena sifatnya yang korosif, berbau tidak enak (deadly gas) atau
merangsang dan mempunyai karakter yang mudah meledak.
Korosi terjadi karena adanya senyawa sulfur dalam jumlah tidak banyak
pada produk akhir, disebabkan karena produk -produk tersebut dipakai pada
suhu yang rendah, dimana pada suhu tersebut terdapat beberapa senyawa yang
korosi terhadap logam-logam komersil. Senyawa-senyawa sulfur yang
mempunyai titik didih rendah cenderung terkonsentrasi di dalam gasolin pada
35
waktu proses distilasi dan oleh karena itu sifat korosif jarang seka li terdapat
pada produk yang mempunyai titik didih tinggi, kecuali terkadang terdapat di
dalam kerosena.
Bau-bau yang kurang enak terdapat pada senyawa-senyawa yang
mempunyai titik didih rendah atau senyawa -senyawa sulfur dalam bentuk gas
seperti hidrogen sulfida, sulfur dioksida (SO2) yang keluar melalui cerobong
asap, merkaptan yang mempunyai atom karbon sampai enam buah (titik didih
sekitar 400 oF), sulfida sampai dengan delapan atom karbon (titik didih sekitar
350 oF) dan metil disulfida (titik didih sekitar 243 oF). Maka dengan demikian
bahwa bau tidak akan menjengkelkan bagi produk -produk yang mempunyai
titik didih tinggi atau produk-produk yang bersih (sweetened products),
kecuali pada beberapa gasolin yang mengandung sulfur sangat tinggi.
Persentase kadar sulfur di dalam minyak mentah bervariasi. Dapat
dinyatakan bahwa minyak yang mempunyai p ersentase lebih tinggi maka
separuh dari senyawa-senyawa yang dihasilkan dari minyak mentah itu akan
mengandung sulfur.
Senyawa Oksigen (rapat massa= 1.429 g/ℓ)
Kandungan oksigen dalam minyak berbentuk asam -asam naftenik,
fenol, asam karbonat, aspal dan resin. Jumlah kandungan oksigen tersebut
tidak kurang dari 3 %. Oksigen ini tidak berwarna, tidak berbau dan tidak
berasa. Fraksi dengan titik didih rendah (titik didih normal = 182.96 oC) akan
36
dijumpai fenol dan asam karbolik dalam jumlah sedikit. Minyak dengan
komposisi hidrokarbon naftenik tinggi biasanya mengandung asam naftenik
tinggi. Jumlah asam naftenik yang ada di fraksi minyak gas berat adal ah
maksimum dengan berat jenis 0.96 – 1.0. Asam-asam tersebut akan larut
dalam alkohol dan produk-produk minyak, namun tidak dalam air. Asam ini
adalah sebuah cairan dengan bau yang tak sedap dan menyebabkan korosi
terhadap logam-logam, seng, timah putih, tembaga, dan besi.
Senyawa Nitrogen (rapat massa= 1.2505 g/ℓ)
Nitrogen dalam minyak berbentuk senyawa -senyawa basa seperti
piridin, piridin yang terhidrogenasi dan sebagainya. Kandungan kimia yang
mengandung senyawa-senyawa nitrogen tidak diketahui, t etapi mempunyai
berat jenis 1 dan mempunyai bau yang sangat tidak sedap.
Gambar 7 Contoh Senyawa Nitrogen dalam Bentuk Produk Gas
36
dijumpai fenol dan asam karbolik dalam jumlah sedikit. Minyak dengan
komposisi hidrokarbon naftenik tinggi biasanya mengandung asam naftenik
tinggi. Jumlah asam naftenik yang ada di fraksi minyak gas berat adal ah
maksimum dengan berat jenis 0.96 – 1.0. Asam-asam tersebut akan larut
dalam alkohol dan produk-produk minyak, namun tidak dalam air. Asam ini
adalah sebuah cairan dengan bau yang tak sedap dan menyebabkan korosi
terhadap logam-logam, seng, timah putih, tembaga, dan besi.
Senyawa Nitrogen (rapat massa= 1.2505 g/ℓ)
Nitrogen dalam minyak berbentuk senyawa -senyawa basa seperti
piridin, piridin yang terhidrogenasi dan sebagainya. Kandungan kimia yang
mengandung senyawa-senyawa nitrogen tidak diketahui, t etapi mempunyai
berat jenis 1 dan mempunyai bau yang sangat tidak sedap.
Gambar 7 Contoh Senyawa Nitrogen dalam Bentuk Produk Gas
36
dijumpai fenol dan asam karbolik dalam jumlah sedikit. Minyak dengan
komposisi hidrokarbon naftenik tinggi biasanya mengandung asam naftenik
tinggi. Jumlah asam naftenik yang ada di fraksi minyak gas berat adal ah
maksimum dengan berat jenis 0.96 – 1.0. Asam-asam tersebut akan larut
dalam alkohol dan produk-produk minyak, namun tidak dalam air. Asam ini
adalah sebuah cairan dengan bau yang tak sedap dan menyebabkan korosi
terhadap logam-logam, seng, timah putih, tembaga, dan besi.
Senyawa Nitrogen (rapat massa= 1.2505 g/ℓ)
Nitrogen dalam minyak berbentuk senyawa -senyawa basa seperti
piridin, piridin yang terhidrogenasi dan sebagainya. Kandungan kimia yang
mengandung senyawa-senyawa nitrogen tidak diketahui, t etapi mempunyai
berat jenis 1 dan mempunyai bau yang sangat tidak sedap.
Gambar 7 Contoh Senyawa Nitrogen dalam Bentuk Produk Gas
37
Garam (Salts)
Senyawa garam yang paling banyak adalah senyawa klorida, seperti
sodium klorida, magnesium klorida (MgCl2) dan kalsium klorida (CaCl2).
Senyawa garam ini dapat membentuk asam yang dapat menimbulkan korosi pada
bagian atas kolom Unit Distilasi Minyak Mentah ( Crude Distillation Unit/CDU).
Senyawa garam juga bisa menyebabkan halangan (plugging) pada peralatan
seperti penukar panas (heat exchanger) dan sekat kolom fraksinasi.
Minyak mentah yang mengandung garam biasanya dilaporkan sebagai
pounds salt (diukur sebagai sodium klorida) per thousand barrels minyak (ptb).
Hasil kandungan garam ini bervariasi antara 0 s /d 1000 ptb, biasanya antara 10 s/d
200 ptb.
Pada sebagian besar minyak mentah, sekitar 95 % total kandungan garam
ditemukan dalam Base Sediment and Water (BS&W) minyak mentah. Garam
terjadi dalam bentuk brine droplet konsentrasi tinggi yang terdispersi d alam
minyak mentah. Droplet ini sangat kecil dan sangat susah terpisah dari minyak
mentah. Proses desalting (penghilangan garam) berfungsi untuk mengencerkan
brine konsentrasi garam tinggi dengan menambahkan air tawar pada minyak
mentah untuk memproduksi a ir rendah kandungan garam.
Agar air segar itu dapat berkontak secara efektif dengan brine
terkonsentrasi atau BS&W, suatu emulsi harus terbentuk untuk mendispersi air
yang ada pada minyak mentah. Emulsi diproduksi dengan mengalirkan cairan
pada kecepatan tinggi melalui orifice (lubang) kecil yang kemudian melalui
38
mixing valve. Setelah demulsifikasi dan settling, BS&W yang tersisa dalam
minyak mentah adalah air encer, bukan lagi brine yang terkonsentrasi.
Metal
Jenis metal yang biasa ditemukan di minyak mentah adalah arsenik, lead
(timbal), vanadium, nikel dan besi. Sebagian besar metal dalam umpan Unit
Ditilasi Minyak Mentah/Crude Distillation Unit akan keluar bersama residu
atmosfer (atmospheric residue). Arsenik dan timbal merupakan racun paling
mematikan dari katalis unit pengubahan secara katalik, sedangkan vanadium,
nikel dan besi akan mendeaktivasi katalis peren gkahan secara katalik.
Pasir, Bahan Mineral dan Air
Senyawa-senyawa ini dikelompokkan bersama sebagai BS&W.
Senyawa lain yang terkandung dalam minyak adalah aspalten dan resin
(resin netral, asam-asam aspalten dan aspalten dengan anhidrida -nya). Resin
netral dapat berbentuk cairan, setengah padat dan terkadang berbentuk
padatan. Resin-resin tersebut membentuk larutan yang berwarna cokelat atau
hitam. Resin netral dalam minyak eter, benzena, kloroform, karbon disulfida,
gasolin dan sebagainya. Berat j enis lebih dari 1 (satu). Komposisi kimia
minyak yang mengandung resin dan aspalten adalah hidrokarbon parafin,
naftena dan aromatik. Selain itu, juga terdapat argentum, gas dan zat organik.
39
4.2 Proses Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi
Proses fraksinasi minyak bumi ini berlangsung di dalam kilang minyak
bumi. Kilang minyak bumi berfungsi untuk mengubah minyak mentah menjadi
produk jadi seperti LPG, gasolin, kerosena, diesel, minyak bahan bakar, lube base
oil dan coke.
Gambar 8 Kilang Minyak Bumi
Secara umum teknologi proses kilang minyak bumi dikelompokkan menjadi
tiga macam proses, yaitu
1. Proses Primer (Primary Processing)
Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam proses primer adalah unit -unit yang
hanya melibatkan peristiwa fisis, yaitu distilasi/fraksinasi. Proses ini
merupakan proses pemisahan komponen -komponen minyak bumi berdasarkan
perbedaan titik didihnya. Proses primer terdiri dari Unit Distilasi Minyak
Mentah (Crude Distillation Unit /CDU) dan Unit Disitilasi Ruang Hampa
(Vacuum Distillation Unit/VDU).
2. Proses Sekunder (Secondary Processing)
39
4.2 Proses Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi
Proses fraksinasi minyak bumi ini berlangsung di dalam kilang minyak
bumi. Kilang minyak bumi berfungsi untuk mengubah minyak mentah menjadi
produk jadi seperti LPG, gasolin, kerosena, diesel, minyak bahan bakar, lube base
oil dan coke.
Gambar 8 Kilang Minyak Bumi
Secara umum teknologi proses kilang minyak bumi dikelompokkan menjadi
tiga macam proses, yaitu
1. Proses Primer (Primary Processing)
Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam proses primer adalah unit -unit yang
hanya melibatkan peristiwa fisis, yaitu distilasi/fraksinasi. Proses ini
merupakan proses pemisahan komponen -komponen minyak bumi berdasarkan
perbedaan titik didihnya. Proses primer terdiri dari Unit Distilasi Minyak
Mentah (Crude Distillation Unit /CDU) dan Unit Disitilasi Ruang Hampa
(Vacuum Distillation Unit/VDU).
2. Proses Sekunder (Secondary Processing)
39
4.2 Proses Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi
Proses fraksinasi minyak bumi ini berlangsung di dalam kilang minyak
bumi. Kilang minyak bumi berfungsi untuk mengubah minyak mentah menjadi
produk jadi seperti LPG, gasolin, kerosena, diesel, minyak bahan bakar, lube base
oil dan coke.
Gambar 8 Kilang Minyak Bumi
Secara umum teknologi proses kilang minyak bumi dikelompokkan menjadi
tiga macam proses, yaitu
1. Proses Primer (Primary Processing)
Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam proses primer adalah unit -unit yang
hanya melibatkan peristiwa fisis, yaitu distilasi/fraksinasi. Proses ini
merupakan proses pemisahan komponen -komponen minyak bumi berdasarkan
perbedaan titik didihnya. Proses primer terdiri dari Unit Distilasi Minyak
Mentah (Crude Distillation Unit /CDU) dan Unit Disitilasi Ruang Hampa
(Vacuum Distillation Unit/VDU).
2. Proses Sekunder (Secondary Processing)
40
Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam proses sekunder adalah unit -unit
yang melibatkan reaksi kimia. Proses sekunder terdiri dari Proses Pemurnian
(Hydrotreating process), Pembentukan Secara Katalik ( Catalytic
Reforming/Platforming process ), Proses Perengkahan (Hydrocracking
process), Perengkahan Cairan Secara Katalitik ( Fluid Catalytic Cracking-
FCC/Residual Catalytic Cracking -RCC/Residual Fluid Catalytic Cracking -
RFCC/High Olefine Fluid Catalytic Cracking-HOFCC, Unit Produksi
Hidrogen (Hydrogen Production Unit /HPU), Delayed Coking Unit /DCU dan
Visbreaking Process .
3. Proses Pemulihan (Recovery Processing)
Unit-unit yang dikelompokkan ke dalam proses pemulihan adalah unit -unit
yang bertujuan untuk memperoleh kembali minyak yang diproduksi atau
bahan-bahan kimia yang digunakan di unit -unit proses primer dan sekunder
dan untuk mengolah limbah cair maupun gas sebelum dibuang ke laut atau
udara luar serta lingkungan sekitar. Proses pemulihan ini terdiri dari Unit
Amina (Amine Unit), Sour Water Stripping Unit dan Unit Pemulihan Belerang
(Sulphur Recovery Unit).
Di bawah ini akan dibahas masing -masing proses dari ketiga proses kilang
minyak di atas.
41
4.2.1 Proses Primer
4.2.1.a Unit Distilasi Minyak Mentah (Crude Distillation Unit/CDU)
Crude Distillation Unit (CDU) beroperasi dengan prinsip dasar
pemisahan berdasarkan titik didih komponen penyusunnya. Kolom CDU
memproduksi produk LPG, nafta, kerosena dan diesel sebesar 50 % - 60 %
dari banyak umpannya, sedangkan produk lainnya sebesar 40 % - 50 %,
berupa atmospheric residue.
Atmospheric residue pada kilang lama, yang tidak memiliki Vacuum
Distillation Unit (VDU), biasanya hanya dijadikan minyak bahan bakar
yang harganya sangat rendah atau dijual ke kilang lain untuk diolah lebih
lanjut di VDU. Sedangkan pada kilang modern, residu atmosfer dikirim
sebagai umpan VDU atau sebagai umpan Fluid Catalytic Cracking (FCC)
(setelah sebagiannya dimurnikan atmospheric residue hydrodemetalization
unit untuk menghilangkan kandungan residu atmosfer metal).
Umpan dan Produk Unit Distilasi Minyak Mentah
Jenis umpan CDU dapat berupa minyak mentah ”masam” (sulfur
tinggi) atau “manis” (sulfur rendah) tergantung dari desainnya.
Penggunaan minyak mentah non -desain tetap dimungkinkan, namun
terlebih dahulu harus dilakukan uji coba pemakaian untuk mengetahui
efeknya terhadap unit-unit downstream (hilir).
Tipikal produk CDU adalah sebagai berikut :
42
Tabel 4 Tipikal Produk CDU
No Jenis Produk Suhu (Celsius)1 Gas, LPG < 30o
2 Naftena 30o – 150o
3 Kerosena 150o – 250o
4 Diesel 250o – 370o
5 Residu Atmosfer > 370o
Tingkat ketajaman pemisahan ditentukan berdasarkan gap antara
95 % temperatur distilasi ASTM fraksi dengan titik didih lebih rendah dan
5 % temperatur distilasi ASTM fraksi dengan titik didih lebih tinggi.
Langkah terbaik untuk gap tersebut adalah sebagai berikut :
a. Nafta langsung dari unit : 20 oF (11 oC)
b. Kerosena atau Diesel : 10 oF (5.6 oC)
Variabel Proses Unit Distilasi Mentah
Beberapa variabel proses yang berpengaruh pada operasi CDU
adalah sebagai berikut :
a. Temperatur Flash Zone (inlet kolom)
Semakin tinggi temperatur inlet kolom maka semakin banyak yield
produk yang dihasilkan, dan sebaliknya semakin sedikit yield dasar CDU.
Namun, temperatur inlet kolom tidak boleh terlalu tinggi karena dapat
mengakibatkan terjadinya dekomposisi panas atau perengkahan umpan.
Temperatur dekomposisi panas atau perengkahan tergantung pada jenis
umpan. Pada umumnya, temperatur dekomposisi panas atau perengkahan
43
minyak mentah adalah sekitar 370 oC (UOP menyebutkan 385 oC).
Temperatur flash zone diatur secara tidak langsung, yaitu dengan mengatur
Combined Outlet Temperatur /COT fired heater (temperatur gabungan
pada outlet kolom)
b. Temperatur Top Kolom (Kolom Atas) CDU
Temperatur top kolom CDU diatur dengan mengembalikan
sebagian nafta yang telah dikondensasi sebagai reflux kembali ke top
kolom CDU. Jika temperatur flash zone dinaikkan, maka tingkat reflux
harus dinaikkan untuk menjaga temperatur top tetap. Temperatur top
kolom merupakan salah satu penunjuk poin akhir bagi nafta. Untuk
memperoleh poin akhir produk yang lebih rendah maka temperatur top
harus diturunkan dengan cara menambah jumlah top reflux.
c. Tekanan Top Kolom CDU
Meskipun tekanan top kolom tidak pernah divariasika n, namun
perubahan kecil pada tekanan top kolom akan menghasilkan perubahan
temperatur besar pada komposisi umpan yang tetap. Jika tekanan top
kolom tidak dapat dijaga tetap dan operasi CDU hanya mengandalkan
kontrol kualitas produk berdasarkan pengaturan temperatur sekat atau
draw off (tarikan produk dari kolom) , maka komposisi produk akan
berubah cukup signifikan. Ayunan bertekanan yang sangat sering akan
membuat operasi CDU menjadi tidak stabil. Untuk menjaga stabilitas
44
tekanan top kolom maka dipasang pe ngatur temperatur yang digabung
dengan reflux aliran atas.
d. Stripping Steam
Jumlah stripping steam (superheated) yang dimasukkan ke bagian
bawah tiap produk sisi potong stripper digunakan untuk menghilangkan
uap ringan yang terlarut dalam produk, yang akan menentukan flash point
(titik temperatur terendah, dimana bahan bakar menyala) produk. Stripping
steam dapat juga dimasukkan ke bagian bawah kolom CDU sebagai
pengganti pemanas dengan fungsi sama, yaitu menghilangkan fraksi
ringan yang ada dalam produk bagian bawah kolom CDU.
Berikut di bawah ini berbagai macam pemasalahan dari CDU
beserta penyebab dan solusinya.
Tabel 5 Permasalahan, Penyebab dan Solusi di CDU
No Permasalahan Penyebab Solusi
1Poin akhir naftatinggi
Adanyafraksikerosenayangterikutdalam nafta
Turunkan temperatur top kolomCDU dengan menambah jumlahtop refluxTurunkan temperatur draw offkerosen dengan tidak sampaimengganggu spesifikasi produkkerosena
2
Derajatpemisahannafta-kerosenadan kerosena-diesel rendah
Perubahankomposisiumpan
Atur temperatur flash zone
Perubahantemperaturdraw offproduk
Atur temperatur draw offmasing-masing produk
45
3Korosi padabaris CDU
Senyawa-senyawagaramtidakterpisahkandengandesalter
Evaluasi pemakaianpenghambat korosi/filmingamine (lapisan pelindung dariberbagai bahan kimia)
4
Persediaan airlaut pendinginkolom top CDUbermasalah atautidak ada
Pompapersediaandi unitbermasalah
Turunkan umpan hinggatemperatur atau tekanan topkolom tidak terlalu tinggi. Jikatidak dapat terkontrol, maka unitharus dimatikan
5Pompa umpankavitasi
Terikutnyaair daritangkiminyakmentah kedalamumpan
Cek drain tangki umpan untukmengurangi air yang mungkinada di bagian bawah tangki.Over tangki umpan
Jika tidak dapat terkontrol,maka unit harus dimatikan
4.2.1.b Unit Distilasi Ruang Hampa (Vacuum Distillation Unit/VDU)
Pada awalnya kilang hanya terdiri dari suatu CDU yang beroperasi
dengan prinsip dasar pemisahan berdasarkan titik didih komponen
penyusunnya. Dengan hanya memiliki CDU, maka CDU hanya
memproduksi produk LPG, nafta, kerosen dan diesel sebesar 50% - 60%
dari banyak umpan, sedangkan 40% - 50% yang berupa residu atmosfer
biasanya hanya dijadikan minyak bahan bakar yang harganya sangat
rendah.
Secara umum temperatur perengkahan minyak mentah adalah
sekitar 370 oC (UOP menyebut 385 oC) pada tekanan 1 atmosfer
(sebenarnya bervariasi tergantung jenis minyak mentah, tetapi secara
umum rata-rata pada temperatur tersebut). Oleh karena itu pemisahan
46
minyak yang dilakukan di CDU tidak boleh melebihi temperatur 370 oC
agar minyak tidak mengalami perengkahan.
Ide dasar operasi VDU adalah bahwa titik didih semua material
turun dengan menurunnya tekanan. Sebagai contoh, pada tekanan 1
atmosfer air mempunyai titik didih 100 oC, sedangkan pada tekanan 10
atmosfer air mempunyai titik didih 180 oC. Jika tekanan dikurangi hingga
1 psia maka titik didih air akan menjadi 39 oC.
Teori Unit Distilasi Ruang Hampa
Minyak mentah mengandung berbagai macam komponen yang
mempunyai titik didih berbeda-beda, seperti tergambar dalam gambar
berikut :
Gambar 9 Komponen Minyak Mentah Beserta Titik Didihnya
46
minyak yang dilakukan di CDU tidak boleh melebihi temperatur 370 oC
agar minyak tidak mengalami perengkahan.
Ide dasar operasi VDU adalah bahwa titik didih semua material
turun dengan menurunnya tekanan. Sebagai contoh, pada tekanan 1
atmosfer air mempunyai titik didih 100 oC, sedangkan pada tekanan 10
atmosfer air mempunyai titik didih 180 oC. Jika tekanan dikurangi hingga
1 psia maka titik didih air akan menjadi 39 oC.
Teori Unit Distilasi Ruang Hampa
Minyak mentah mengandung berbagai macam komponen yang
mempunyai titik didih berbeda -beda, seperti tergambar dalam gambar
berikut :
Gambar 9 Komponen Minyak Mentah Beserta Titik Didihnya
46
minyak yang dilakukan di CDU tidak boleh melebihi temperatur 370 oC
agar minyak tidak mengalami perengkahan.
Ide dasar operasi VDU adalah bahwa titik didih semua material
turun dengan menurunnya tekanan. Sebagai contoh, pada tekanan 1
atmosfer air mempunyai titik didih 100 oC, sedangkan pada tekanan 10
atmosfer air mempunyai titik didih 180 oC. Jika tekanan dikurangi hingga
1 psia maka titik didih air akan menjadi 39 oC.
Teori Unit Distilasi Ruang Hampa
Minyak mentah mengandung berbagai macam komponen yang
mempunyai titik didih berbeda -beda, seperti tergambar dalam gambar
berikut :
Gambar 9 Komponen Minyak Mentah Beserta Titik Didihnya
47
Jika bagian bawah CDU (atau biasa disebut residu atmosfer/residu
minyak mentah atau minyak mentah teresidu) pada tekanan atmosferis
dipanaskan hingga temperatur lebih dari 370 oC untuk dapat menguapkan
komponen minyak gas ruang hampa ( vacuum gas oil) yang terkandung di
dalamnya, maka akan terjadi dekomposisi panas.
Dengan menurunkan tekanan, hingga kurang dari 1 psia, maka
komponen gas ruang hampa tersebut dapat dipisahkan dari bagian bawah
VDU (atau biasa disebut residu ruang hampa/ vacuum residue) tanpa
mengalami dekomposisi panas. Kemudian keduanya ( vacuum gas oil dan
vacuum residue) dapat dipisahkan menjadi dua arus yang berbeda untuk
dapat meningkatkan margin kilang.
Terdapat dua jenis VDU, yaitu :
1. Fuel type (tipe bahan bakar)
VDU tipe bahan bakar merupakan fraksinasi terbatas, yang biasanya
menghasilkan tiga macam produk, yaitu Light Vacuum Gas Oil (ringan),
Heavy Vacuum Gas Oil (berat), dan Vacuum Residue. Produk Light
Vacuum Gas Oil biasanya sudah memenuhi spesifikasi diesel dan dapa t
langsung dikirim ke tangki penyimpanan. Produk Heavy Vacuum Gas Oil
biasanya dikirim ke unit Hydrocracker atau FCC. Sedangkan Vacuum
Residue dapat diolah di DCU, Visbreaker Unit, sebagai komponen
pencampur/blending Low Sulfur Waxy Residue (LSWR) atau sebagai
komponen pencampur bahan bakar.
48
2. Lubes type
VDU lubes type memerlukan pemisahan yang baik diantara lube cuts.
Umpan VDU jenis ini sudah sangat tertentu karena produk -produk lubes
cut (fraksi suling minyak mentah dengan kisaran didih dan viskositas
yang sesuai untuk menghasilkan minyak pelumas yang benar -benar halus)
mempunyai spesifikasi yang sangat sempit. VDU lubes type biasanya
mempunyai penurunan tekanan yang lebih tinggi dan cut point yang lebih
rendah daripada VDU tipa bahan bakar. VDU lubes type biasanya
memproduksi tiga sampai empat macam lube base oil (bahan baku
pelumas) dengan spesifikasi yang jauh lebih ketat jika dibandingkan
produk VDU tipe bahan bakar (terutama dalam hal spesifikasi viskositas
dan indeks viskositas).
Perbedaan antara CDU dan VDU dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 6 Perbedaan Antara CDU dan VDU
No Parameter CDU VDU1 Tekanan Flash
Zone1 atm (760 mmHg) 0.03 atm (30 mmHg)
2 TermperaturFlash Zone
330o – 350o C 400o – 410o C
3 Pemanas COT 330o – 350o C 416o – 427o C4 Produk LPG, Nafta,
Kerosen, Diesel,Residu Atmosfer
LVGO, HVGO, VC(fuel type), Lube Cut-
1, 2, 3 (namatergantung viskositas)
49
Umpan dan Produk Distilasi Ruang Hampa
1. Fuel Type
Seperti telah dijelaskan diatas, umpan VDU tipe bahan bakar
adalah residu atmosfer yang berasal dari CDU (kisaran titik didih lebih
dari 370o – 540o C), sedangkan produknya berupa LVGO (kisaran titik
didih 243o – 382o C), HVGO (kisaran titik didih 365o – 582o C), dan
Vacuum Residue (kisaran titik didih lebih dari 582 o C).
Gambar 10 Tipikal Produk CDU dan VDU
49
Umpan dan Produk Distilasi Ruang Hampa
1. Fuel Type
Seperti telah dijelaskan diatas, umpan VDU tipe bahan bakar
adalah residu atmosfer yang berasal dari CDU (kisaran titik didih lebih
dari 370o – 540o C), sedangkan produknya berupa LVGO (kisaran titik
didih 243o – 382o C), HVGO (kisaran titik didih 365o – 582o C), dan
Vacuum Residue (kisaran titik didih lebih dari 582 o C).
Gambar 10 Tipikal Produk CDU dan VDU
49
Umpan dan Produk Distilasi Ruang Hampa
1. Fuel Type
Seperti telah dijelaskan diatas, umpan VDU tipe bahan bakar
adalah residu atmosfer yang berasal dari CDU (kisaran titik didih lebih
dari 370o – 540o C), sedangkan produknya berupa LVGO (kisaran titik
didih 243o – 382o C), HVGO (kisaran titik didih 365o – 582o C), dan
Vacuum Residue (kisaran titik didih lebih dari 582 o C).
Gambar 10 Tipikal Produk CDU dan VDU
50
2. Lubes type
Umpan VDU lubes type dapat berupa residu atmosfer yang berasal
dari CDU atau berupa minyak tidak terkonversi yang berasal dari unit
hydrocracker.
Produk-produk VDU lubes type tergantung jenis tingkat minyak
lube base yang ingin dihasilkannya, biasanya ada tiga jenis tingkatan yang
dapat dihasilkan oleh VDU lubes type.
Variabel Proses Distilasi Ruang Hampa
Variabel proses yang berpengaruh pada operasi VDU adalah
tekanan kolom VDU, temperatur flash zone, draw off produk (LVGO-
HVGO untuk VDU tipe bahan bakar atau Lube Cut -1, Lube Cut-2, Lube
Cut-3 untuk VDU lubes type).
1. Tekanan
Variabel proses utama yang mempengaruhi operasi VDU dan
yield produk minyak gas adalah tekanan kolom VDU. Semakin vakum
tekanan kolom VDU, maka semakin banyak yield produk minyak gas
yang dapat dihasilkan. Tekanan kolom VDU yang dijadikan acuan adalah
tekanan bagian atas kolom VDU. Biasanya tekanan di daerah itu diatur
sekitar 15 mmHg untuk dapat memaksimalkan yield produk. Semakin
tinggi tekanan kolom maka yield produk minyak gas akan semakin sedikit
dan yield produk vakum bagian bawah kolom semakin banyak. Untuk
51
tekanan bagian atas kolom VDU sebesar 15 mmHg, maka tekanan bagian
bawah kolom VDU atau tekanan flash zone biasanya sekitar 30 mmHg
(untuk kondisi sekat yang bersih).
2. Temperatur Flash Zone
Setelah tekanan, maka temperatur flash zone menjadi variabel
proses lain yang penting. Semakin tinggi temperatur flash zone maka
semakin banyak pula yield produk minyak gas yang dihasilkan. Namun
temperatur flash zone tidak boleh terlalu tinggi karena dapat
mengakibatkan kecenderungan pembentukan coke pada sekitar flash
zone (terutama di area slop wax) menjadi tinggi. Langkah terbaik yang
biasa dipakai adalah temperatur flash zone dijaga agar temperatur draw
off slop wax tidak lebih dari 380 oC atau temperatur stack slop wax tidak
lebih dari 400 oC. Namun jika kondisi pengemasan sekat sangat kotor
maka langkah terbaik ini menjadi hampir tidak mungkin dipakai, karena
dengan menjaga kondisi operasi seperti ini yield minyak gas akan sangat
rendah dan yield vacuum bottom akan menjadi sangat tinggi. Langkah
terbaik ini dapat sedikit diabaikan sambil menunggu kedatangan
pengemasan sekat untuk penggantian pengemasan sekat. Kenaikan
temperatur draw off slop wax sebesar 10 oC akan menaikkan kecepatan
pembentukan coking sebanyak dua kali lipat (UOP Engineerin g Design
Seminar, Des Plaines—Materi Unit Desain Vakum). Biasanya
temperatur flash zone dijaga antara 397o – 410o C.
52
Temperatur flash zone diatur secara tidak langsung, yaitu dengan
mengatur Combined Outlet Temperature /COT fired heater.
3. Temperatur Bagian Bawah Kolom VDU
Temperatur bagian bawah kolom VDU harus dijaga antara 370 o –
380o C dengan alasan yang sama seperti telah dijelaskan pada poin 2 di
atas. Pengendalian temperatur bagian bawah kolom VDU ini dilakukan
dengan mengatur jumlah produk bagian bawah kolom VDU yang
dikembalikan lagi ke bagian bawah kolom VDU setelah sebagian
panasnya diserap di umpan atau bagian bawah penukar panas ( heat
exchanger).
4. Waktu Residence (Pemrosesan) Produk Dasar di Bagian Bawah
Kolom VDU
Semakin tinggi tingkatan bagian bawah kolom VDU maka
semakin tinggi juga waktu pemrosesannya. Biasanya tingkatan bagian
bawah kolom VDU dijaga sekitar 50 % yang merupakan o ptimasi antara
waktu pemrosesan dan menghindari terjadinya loss suction pada pompa
bagian bawah kolom VDU.
5. Temperatur Slop Wax
Bagian slop wax pada kolom VDU berfungsi untuk
menghilangkan 5 % minyak gas terberat dari aliran uap yang mengalir ke
atas dari flash zone. Kepentingan penghilangan 5 % minyak gas terberat
adalah untuk menghilangkan kandungan metal dan aspalten yang
53
biasanya terkandung di dalam fraksi terberat minyak gas. Pengaturan
temperatur slop wax tidak dilakukan secara langsung tetapi dengan c ara
mengatur temperatur flash zone/COT fired heater. Langkah terbaik dari
pengaturan temperatur slop wax adalah seperti telah dijelaskan pada poin
2.
6. Jumlah atau Temperatur Reflux HVGO Panas
Reflux HVGO Panas biasa disebut juga sebagai HVGO wash
karena aliran reflux ini berfungsi untuk mencuci atau membasahi
pengemasan sekat yang berada pada bagian bawah akumulator HVGO
agar pada pengemasan sekat tidak terjadi coking. Langkah terbaik dari
UOP, jumlah reflux HVGO panas adalah 0,3 - 0,5 gpm/ft2 luas permukaan
pengemasan sekat (2006. UOP Engineering Design Seminnar, Des
Plaines, USA)
7. Jumlah atau Temperatur Reflux HVGO Dingin
Reflux HVGO dingin berfungsi untuk mengatur spesifikasi produk
HVGO. Semakin tinggi temperatur reflux HVGO dingin (dan/atau
semakin banyak jumlah reflux HVGO dingin) maka semakin banyak
fraksi lebih berat yang terkandung di dalam produk HVGO sehingga akan
berefek pada kualitas HVGO seperti poin akhir HVGO dan kandungan
metal meningkat.
8. Temperatur Minyak Gas Draw Off
54
Temperatur minyak gas draw off diatur untuk dapat menghasilkan
yield produk minyak gas (LVGO-HVGO untuk VDU tipe bahan bakar
atau Lube Cut-1, Lube Cut-2, Lube Cut-3 untuk VDU lubes type). Untuk
VDU tipe bahan bakar dapat diatur dengan memaksimalkan produk
LVGO atau dengan memaksimalkan produk HVGO. Jika spesifikasi
produk LVGO sudah dapat memenuhi spesifikasi produk diesel, maka
lebih baik unit VDU dioperasikan dengan memaksimalkan produk LVGO
dan meminimalkan produk HVGO. Namun, jika spesifikasi produk
LVGO tidak dapat memenuhi spesifikasi produk diesel dan hanya
digunakan sebagai salah satu komponen pencampuran diesel, maka lebih
baik unit VDU dioperasikan dengan memaksimalkan HVGO, karena
HVGO dapat diolah di unit perengkahan hidro yang akan merengkah
HVGO menjadi produk-produk yang bernilai lebih tinggi, yaitu, LPG,
Nafta, Kerosena dan Diesel.
Berikut di bawah ini berbagai macam pemasalahan dari Unit
Distilasi Ruang Hampa beserta penyebab dan solusinya.
Tabel 7 Permasalahan, Penyebab dan Solusi di VDU
No Permasalahan Penyebab Solusi1 Poin penuangan
LVGO tinggiAdanya fraksiHVGO yangterikut sebagaiproduk LVGO
-Naikkan jumlah refluxLVGO-Turunkan temperaturreflux LVGO
55
2 Yield produkminyak gas atauvacuum bottomtinggi
-Terbentukcoking padapengemasansekat sehinggaproses kontakuap-cair dalamkolom VDUterganggu
-Naikkan temperaturflash zone
-Kevakumankolom VDUkurang (tekananbagian ataskolom VDUnaik)
-Naikkan kevakumankolom VDU (turunkantekanan bagian atasdengan mengatur operasisteam ejector)
-Temperaturflash zonerendah
-Naikkan temperaturdraw off minyak gas
-Temperaturdraw off minyakgas rendah
3 Leaking padahilir bagian ataskolom VDU(biasanyakondenser)
-Kondensasi gasyangmengandungsenyawa korosif
-Jika mungkin mem-bypass kondensor, makadilakukan, kemudianperbaiki kondensor.Biasanya desain VDUterdapat ruang untukkondensor, sehinggadapat dilakukanperubahan ataskondensor untukdiperbaikipermasalahannya
-Kebocoran padasisi pendinginyang mediabiasanya adalahair laut
-Jika tidak mungkin atautidak ada, maka unitharus dihentikan untukdiperbaiki
4 Loss suctionpompa bagian
Tingkatanindikator bagian
-Perbaikan tingkatanindikator VDU
56
bawah VDU bawah VDUbermasalah
-Jika perbaikan di atasmemakan waktu lamaatau tidak dapatdiperbaiki, gunakanacuan temperatur padabagian bawah kolomVDU (tiga tingkatindikator)
4.2.2 Proses Sekunder
4.2.2.a Proses Pemurnian (Hydrotreating Process)
Hydrotreating atau disebut juga hydroprocessing adalah proses
hidrogenasi katalitik untuk menjenuhkan hidrokarbon dan menghilangkan
belerang, nitrogen, oksigen dan logam dari aliran proses. Hydrotreating
biasa dilakukan untuk umpan nafta sebelum dialirkan ke unit platforming,
karena katalis platforming (platina) sangat sensitif terhadap impuritis
seperti sulfur, nitrogen, oksigen dan logam. Hydrotreating biasa juga
dilakukan untuk umpan diesel untuk perbaikan kualitas diesel terutama
untuk mengurangi kandungan belerang dalam diesel (spesifikasi produk
diesel dari tahun ke tahun semakin ketat terutama dalam hal kandungan
sulfur maksimum) dan juga untuk mengurangi kandungan nitrogen dalam
diesel yang dapat menyebabkan terjadinya ketidakstabilan warna produk
diesel.
57
4.2.2.b Proses Pembentukan Secara Katal ik (Catalytic Reforming)
Catalytic reforming (UOP menyebut Platforming) telah menjadi
bagian penting bagi suatu kilang di seluruh dunia selama bertahun -tahun.
Fungsi utama proses catalytic reforming adalah memperbarui nafta yang
memiliki bilangan oktan rendah menjadi komponen blending mogas
(motor gasoline) dengan bantuan katalis melalui serangkaian reaksi kimia.
Nafta yang dijadikan umpan catalytic reforming harus dimurnikan terlebih
dahulu di unit pemurni nafta (naphtha hydrotreater) untuk menghilangkan
impuritis seperti belerang, nitrogen, oksigen, halida dan metal yang
merupakan racun berbahaya bagi katalis catalytic reformer yang tersusun
dari platina.
Selain itu, catalytic reforming juga memproduksi produk
sampingan berupa hidrogen yang sangat bermanfaat bagi unit pemurni
hidro maupun plant hidrogen atau jika masih berlebih dapat juga
digunakan sebagai fired heater gas bahan bakar. Butana, produk
sampingan lainnya, sering digunakan u ntuk mengatur tekanan vapor
kolom gasolin.
58
Gambar 11 Unit Reforming
4.2.2.c Perengkahan (Hydrocracking)
Hydrocracking merupakan unit proses kilang minyak bumi yang
termasuk kelompok proses sekunder, yaitu proses hilir (downstream)
kilang minyak bumi yang menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan
produk-produknya. Walaupun menggunakan katalis dan prosesnya
merengkah umpan, namun seringkali hydrocracking tidak dikelompokkan
ke dalam catalytic cracking (perengkahan secara katalik). Seringkali
istilah catalytic cracking hanya diperuntukkan kepada unit -unit proses
FCC/RCC/RFCC (perbedaan ketiganya terutama hanya pada jenis
58
Gambar 11 Unit Reforming
4.2.2.c Perengkahan (Hydrocracking)
Hydrocracking merupakan unit proses kilang minyak bumi yang
termasuk kelompok proses sekunder, yaitu proses hilir (downstream)
kilang minyak bumi yang menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan
produk-produknya. Walaupun menggunakan katalis dan prosesnya
merengkah umpan, namun seringkali hydrocracking tidak dikelompokkan
ke dalam catalytic cracking (perengkahan secara katalik). Seringkali
istilah catalytic cracking hanya diperuntukkan kepada unit -unit proses
FCC/RCC/RFCC (perbedaan ketiganya terutama hanya pada jenis
58
Gambar 11 Unit Reforming
4.2.2.c Perengkahan (Hydrocracking)
Hydrocracking merupakan unit proses kilang minyak bumi yang
termasuk kelompok proses sekunder, yaitu proses hilir (downstream)
kilang minyak bumi yang menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan
produk-produknya. Walaupun menggunakan katalis dan prosesnya
merengkah umpan, namun seringkali hydrocracking tidak dikelompokkan
ke dalam catalytic cracking (perengkahan secara katalik). Seringkali
istilah catalytic cracking hanya diperuntukkan kepada unit -unit proses
FCC/RCC/RFCC (perbedaan ketiganya terutama hanya pada jenis
59
umpannya). Sedangkan hydrocracking dikelompokkan terpisah, berdiri
sendiri sebagai Hydrocracking.
Komposisi proses pengolahan minyak bumi secara katalitik yang
ada di kilang-kilang seluruh dunia dapat digambarkan sebagai berikut :
Tabel 8 Diagram Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik di Seluruh Dunia (1997)
Pada beberapa tahun terakhir ini, proses Catalytic Cracking
(FCC/RCC/RFCC) lebih diminati terutama karena keunggulannya yang
dapat mengubah minyak berat (minyak gas dan bahkan residu) menjadi
gasolin atau bensin (maksimasi gasolin) serta dapat menghasilkan umpan
untuk kilang petrokimia (propilena).
7%
Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik diSeluruh Dunia
(1997)
Hydrotreating
59
umpannya). Sedangkan hydrocracking dikelompokkan terpisah, berdiri
sendiri sebagai Hydrocracking.
Komposisi proses pengolahan minyak bumi secara katalitik yang
ada di kilang-kilang seluruh dunia dapat digambarkan sebagai berikut :
Tabel 8 Diagram Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik di Seluruh Dunia (1997)
Pada beberapa tahun terakhir ini, proses Catalytic Cracking
(FCC/RCC/RFCC) lebih diminati terutama karena keunggulannya yang
dapat mengubah minyak berat (minyak gas dan bahkan residu) menjadi
gasolin atau bensin (maksimasi gasolin) serta dapat menghasilkan umpan
untuk kilang petrokimia (propilena).
54%25%
7% 14%
Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik diSeluruh Dunia
(1997)
Hydrotreating Catalytic Reforming Hydrocracking FCC
59
umpannya). Sedangkan hydrocracking dikelompokkan terpisah, berdiri
sendiri sebagai Hydrocracking.
Komposisi proses pengolahan minyak bumi secara katalitik yang
ada di kilang-kilang seluruh dunia dapat digambarkan sebagai berikut :
Tabel 8 Diagram Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik di Seluruh Dunia (1997)
Pada beberapa tahun terakhir ini, proses Catalytic Cracking
(FCC/RCC/RFCC) lebih diminati terutama karena keunggulannya yang
dapat mengubah minyak berat (minyak gas dan bahkan residu) menjadi
gasolin atau bensin (maksimasi gasolin) serta dapat menghasilkan umpan
untuk kilang petrokimia (propilena).
Proses Pengolahan Minyak Bumi Secara Katalik diSeluruh Dunia
(1997)
FCC
60
4.2.2.d Perengkahan Cairan Secara Katalik ( Fluid Catalytic
Cracking/FCC)
FCC adalah unit proses sekunder di kilang yang menggunakan
katalis mikro-speredial (katalis zeolitik) yang akan terfluidisasi dengan
pengaturan persediaan udara yang tepat. FCC bertujuan untuk mengubah
fraksi minyak bumi yang memiliki titik didih tinggi menjadi gasolin
dengan oktan tinggi. Perbedaan dengan RCC terutama hanya pada jenis
umpan yang diolah. Biasanya RCC mengolah residu atmosfer yang berasal
dari CDU (setelah sebelumnya dihilangkan kandungan metalnya di unit
atmospheric residue hydrodemetalization) sedangkan FCC mengolah
minyak gas yang berasal dar i VDU.
4.2.2.e Unit Produksi Hidrogen (Hydrogen Production Unit /HPU)
Hydrogen Production Unit (HPU) menggunakan proses pemanasan
atau pembentukan hidrokarbon. Hydrogen production unit di kilang
minyak bumi biasanya diperlukan oleh unit hydrocracker untuk
menyediakan kebutuhan hidrogen yang digunakan untuk proses treating-
cracking di unit hydrocracker. Selain di kilang minyak bumi, HPU juga
ada di pabrik amonia dan metanol dengan tujuan yang sama, yaitu
hydrotreating dan hydrocracking.
61
4.2.2.f Delayed Coking Unit/DCU
Proses perengkahan panas ( thermal cracking process) adalah
suatu proses pemecahan rantai hidrokarbon dari senyawa rantai panjang
menjadi hidrokarbon dengan rantai yang lebih pendek menggunakan
bantuan panas. Proses perengkahan panas bertuj uan untuk mendapatkan
fraksi minyak bumi dengan kisaran titik didih yang lebih rendah dari
umpan. Dalam proses ini dihasilkan gas, LPG, gasolin (nafta yang
direngkah), minyak gas (diesel yang direngkah), residu atau coke. Umpan
proses perengkahan panas dapat berupa minyak gas atau residu.
Proses Coking merupakan proses yang menjadi semakin penting
dengan semakin menurunnya kualitas minyak mentah dunia (semakin
berat dan semakin banyak mengandung logam dan karbon conradson).
Dengan semakin meningkatnya kand ungan logam dan karbon conradson
dari minyak mentah, DCU (sering disebut coker) menjadi pilihan utama
untuk mengolah minyak mentah dengan kandungan logam dan karbon
conradson yang tinggi.
4.2.2.g Visbreaking Unit
Visbreaking Unit biasanya didesain untuk mengolah residu VDU
(atau dapat juga untuk mengolah minyak gas). Proses perengkahan residu
ini dimungkinkan dengan pemanasan umpan menggunakan visbreaking
unit fired heater dan rapid quenching (pendinginan mendadak cepat)
62
fluida keluar dari fired heater, yang memudahkan terjadinya perengkahan
panas dan perubahan viskositas untuk proses lebih lanjut. Produk
visbreaking unit adalah tail gas, nafta dan kolom bawah.
4.2.3 Proses Pemulihan
4.2.3.a Unit Amina (Amine Unit, H2S/CO2 Absorption Unit and Amine
Regeneration Unit/ARU)
Senyawa amin biasanya digunakan untuk menghilangkan senyawa
sulfur (terutama H2S) yang terkandung dalam daur ulang gas, light end,
atau alur LPG di Unit Pemurnian Minyak Gas Vakum/ Vacuum Gas Oil
Hydrotreating Unit (VGO HDT) dan di Sour Water Stripping Unit (SWS).
Tujuan dari ARU adalah untuk meregenerasi amin a yang digunakan di
unit-unit tersebut. Produk amina regenerasi hasil dari ARU kemudian
dikembalikan lagi ke unit -unit tersebut untuk kembali digunakan sebagai
absorbent penyerap sulfur.
Gambar 12 Unit Amina
63
4.3 Produk Hasil Distilasi dan/atau Fraksinasi Minyak Bumi
Serta Pemanfaatannya
Crude oil hasil pengeboran minyak bumi di dasar bumi mengandung berbagai
senyawa hidrokarbon dengan titik didih yang berbeda -beda. Kemudian, berbagai
senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah ini dipisahkan
menggunakan teknik distilasi bertingkat (pen yulingan) berdasarkan perbedaan
titik didihnya.
Keberadaan minyak bumi dan berbagai macam produk olahannya memiliki
manfaat yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, sebagai contoh
penggunaan minyak tanah, gas dan bensin. Tanpa ketiga produk hasil olahan
minyak bumi tersebut mungkin kegiatan pendidikan, perekonomian, pertanian,
dan aspek-aspek lainnya tidak akan dapat berjalan dengan lancar. Peran minyak
bumi sangat vital. Jika produksi ataupun distribusi minyak bumi ini terganggu,
maka pastinya akan sangat mengganggu kehidupan konsumsi sehari -hari dan
dapat mengakibatkan kekacauan, seperti dengan naiknya harga bahan bakar
minyak. Di bawah ini adalah beberapa produk hasil olahan minyak bumi
diurutkan dari kolom distilasi/fraksinasi paling atas sampai ke bawah beserta
pemanfaatannya :
1. Bahan Bakar Gas (BBG)
Bahan bakar gas terdiri dari :
LNG (Liquified Natural Gas)
64
LPG (Liquified Petroleum Gas)
Bahan bakar gas biasa digunakan untuk keperluan rumah tangga dan
indusri. Terbentuk pada suhu 0 o – 50o C. Memiliki rantai karbon C1 – C5.
Elpiji, LPG (Liquified Petroleum Gas , harfiah: "gas minyak bumi yang
dicairkan"), adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari
gas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah
menjadi cair. Komponennya didominasi propana (C3H8) dan butana (C4H10) .
Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya
etana (C2H6) dan pentana (C5H12).
Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volum elpiji dalam
bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang sama.
Karena itu elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabung -tabung logam
bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas ( thermal expansion)
dari cairan yang dikandungnya, tabun g elpiji tidak diisi secara penuh, hanya
sekitar 80% – 85% dari kapasitasnya. Rasio antara volum gas bila menguap
dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan
temperatur, tetapi biasaya sekitar 250 : 1.
Tekanan di mana elpiji berbentuk cair (tekanan uap) juga bervariasi
tergantung komposisi dan temperatur, sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar
220 kPa (2.2 bar) bagi butana murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair, dan sekitar
2.2 MPa (22 bar) bagi propana murni pada 55° C (131 °F).
65
Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran,
elpiji propana dan elpiji butana.
Sifat Elpiji
Sifat elpiji terutama adalah sebagai berikut :
o Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar.
o Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat.
o Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau
silinder (tabung).
o Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.
o Gas ini lebih berat dibanding dengan udara sehingga akan banyak
menempati daerah yang rendah.
Penggunaan Elpiji
Penggunaan elpiji terutama adalah sebagai bahan bakar alat dapur
(terutama kompor gas). Selain sebagai bahan bakar alat dapur, elpiji juga cukup
banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (walaupun mesin
kendaraannya harus dimodifikasi terlebih dahulu).
Bahaya Elpiji
Salah satu risiko penggunaan elpiji adalah terjadinya kebocoran pada
tabung atau instalasi gas sehingga bila terkena api dapat menyebabkan kebakaran.
66
Pada awalnya, gas elpiji tidak berbau, tapi bila demikian akan sulit dideteksi
apabila terjadi kebocoran pada tabung gas. Menyadari itu dilakukan antisipasi
penambahan gas merkaptan, yang baunya khas dan menusuk hidung. Langkah itu
sangat berguna untuk mendeteks i bila terjadi kebocoran tabung gas. Tekanan
elpiji cukup besar (tekanan uap sekitar 120 psig), sehingga kebocoran elpiji akan
membentuk gas secara cepat dan merubah volumnya menjadi lebih besar.
Selain sebagai elpiji, bahan bakar gas ini juga dapa t digunakan sebagai
bahan kimia.
2. Nafta atau Petroleum Eter, biasa digunakan sebagai pelarut dalam
industri. Terbentuk pada suhu 50 oC. Memiliki rantai karbon C 5 – C6.
3. Gasolin (bensin), biasa digunakan sebagai bahan bakar kendaraan
bermotor. Terbentuk pada suhu 50o – 85o C. Memiliki rantai karbon C 6 –
C11.
4. Kerosena
Kerosena biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah
tangga. Selain itu, kerosena juga digunakan sebagai bahan baku
pembuatan bensin melalui proses perengkaha n.
Minyak tanah (bahasa Inggris: kerosene atau paraffin) adalah
cairan hidrokarbon yang tak berwarna dan mudah terbakar. Ia diperoleh
67
dengan cara distilasi fraksional dari petrolum pada 85 oC dan 105 oC.
Memiliki rantai karbon dari C 12 - C20. Pada suatu waktu dia banyak
digunakan dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya
digunakan sebagai bahan bakar mesin jet (lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-
B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari kerosena dikenal sebagai RP -1
dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket . Nama kerosena
diturunkan dari bahasa Yunani keros (“κερωσ”, wax ). Biasanya, kerosena
didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus,
dalam sebuah unit merox (merkaptan oksidasi) atau pemurni untuk
mengurangi kadar sulfur dan pengaratannya. Kerosena juga dapat
diproduksi oleh hydrocracking, yang digunakan untuk memperbarui
bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak.
Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak te rbatas di negara
berkembang, dimana ia kurang disuling dan mengandung ketidakmurnian
dan bahkan "debris". Bahan bakar mesin jet adalah kerosena yang
mencapai spesifikasi yang diperketat, terutama titik asap dan titik beku.
Kegunaan Lain
Kerosena biasa digunakan untuk membasmi serangga seperti semu t dan
mengusir kecoa. Kadang digunakan juga sebagai campuran dalam cairan
pembasmi serangga.
68
5. Minyak solar atau minyak diesel , biasa digunakan sebagai bahan bakar
untuk mesin diesel pada kendaraan bermotor seperti bus, truk, kereta api
dan traktor. Selain itu, minyak solar juga digunakan sebagai bahan baku
pembuatan bensin melalui proses perengkahan dan bahan bakar
pemanasan sentral. Terbentuk pada suhu 105 o – 135o C. Memiliki rantai
karbon C21 – C30.
6. Minyak pelumas atau minyak berat, biasa digunakan untuk lubrikasi
mesin-mesin. Terbentuk pada suhu 135 o – 300o C. Memiliki rantai karbon
C31 – C40.
7. Residu, minyak bumi terbentuk pada suhu lebih dari 300 oC dan rentang
rantai karbon di atas C40, yang terdiri dari :
Parafin, digunakan dalam proses pembuatan oba t-obatan, kosmetika, tutup
botol, industri tenun-menenun, korek api, lilin batik dan masih banyak
lagi.
Aspal, digunakan sebagai pengeras jalan raya dan pembuatan atap.
Manfaat minyak bumi yang tidak kalah pentingnya, di samping
penggunaannya sebagai bahan bakar, minyak bumi, terutama alkana –alkana
merupakan bahan baku untuk pembuatan seluruh golongan senyawa organik.
69
Melalui reaksi–reaksi oksidasi, halogenasi dan nitrasi , diperoleh berbagai macam
zat organik yang berguna bagi kehidupan modern.
Zat-zat yang diperoleh dari minyak bumi ini disebut zat–zat petrokimia dan
industri serta industri yang menangani pengolahan minyak bumi menjadi zat –zat
ini disebut industri petrokimia. Semenjak era pembangunan, semakin banyak
industri petrokimia yang tumbuh.
Minyak bumi juga dapat dijadikan sebagai objek wisata edukasi seperti
Museum Minyak dan Gas Bumi.
70
Gambar 13 Kolom Bagan Distilasi dan/atau Fraksinasi Serta Pemanfaatan Produknya
70
Gambar 13 Kolom Bagan Distilasi dan/atau Fraksinasi Serta Pemanfaatan Produknya
70
Gambar 13 Kolom Bagan Distilasi dan/atau Fraksinasi Serta Pemanfaatan Produknya
71
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Di dalam kehidupan dibutuhkan aspek hidup dan tida k hidup untuk saling
menunjang. Adanya aspek tidak hidup tidak lepas dari aspek hidup yang
mengelolanya. Dengan kata lain, suatu sumber daya alam yang sangat dibutuhkan
oleh seluruh makhluk hidup, tidak lepas dari tangan kelola makhluk hidup itu
sendiri untuk mengelolanya. Seperti minyak bumi yang harus ditambang t erlebih
dahulu dari dalam bumi. Kemudian, minyak mentah tersebut dikelola menjadi
produk yang siap pakai.
Oleh karena itu dari pembahasan hasil pengamatan dan penelitian di atas,
penulis dapat mengambil kesimpulan bahwa
1. Minyak bumi terdiri dari berbagai macam senya wa hidrokarbon dan
terbagi atas beberapa jenis dari beberapa karakteristik
2. Selain senyawa hidrokarbon, minyak bumi juga terdiri dari beberapa
senyawa pengotor yang harus dihilangkan dan bermacam senyawa lainnya
dengan jumlah persentase kecil
3. Proses pengelolaan minyak bumi terbagi atas bermacam cara dengan tiga
tahap utamanya
72
4. Hasil dari proses pemisahan minyak bumi ini terbagi atas beberapa bagian
dari kolom distiliasi dan/atau fraksinasi dengan trayek didih dan rantai
karbon tertentu
5. Hasil dari proses ini sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia dan
sekitarnya
5.2 Saran
Berdasarkan pembahasan hasil pengamatan dan penelitian di atas, pen ulis
juga menyarankan beberapa hal. Kepada pemerintah agar dapat mensosialisasikan
mengenai inti materi karya tulis ini, yaitu proses pengelolaan minyak bumi kepada
masyarakat supaya masyarakat berwawasan dan dapat ikut berperan serta
berpartisipasi dalam hal ini. Jadi, masyarakat tidak hanya menerima segala
sesuatunya siap pakai, tetapi juga mengetahui hal -hal yang berkaitan dengan
proses pengelolaan tersebut. Selanjutnya, untuk pihak sekolah, terutama para
siswa yang melihat dan membaca karya tulis ini agar dapat meneruskan
pembuatan karya tulis ini dengan lebih disempurnakan lagi sebaik mungkin.
73
DAFTAR PUSTAKA
Ganeri, Anita. 2003. Ilmu Pengetahuan Bumi . Semarang: PT Mandiri Jaya Abadi.
Haryanto. 2004. Sains Jilid III untuk Kelas 3 SD . Jakarta: Erlangga.
Ikranegara, Yudhistira. -. Buku Pintar: Kamus Pintar IPA (Kelas 3, 4, 5, 6) .
Jakarta: Bintang Indonesia.
Ismail, Ali Fasya. 1998. Teknologi Minyak dan Gas Bumi . Palembang:
Universitas Sriwijaya.
Mark, Herman F., dkk. 1967. Encyclopedia of Polymer Science and Technology .
USA: Interscience.
Shadily, Hassan. 1973. Ensiklopedia Umum. Jakarta: Gagasan Kanisius.
http://acehforum.or.id/.../t -12478.html
http://www.alkitab.sabda.org
http://www.bahtera.org
http://www.chem-is-try.org
http://energyinst.org.uk/education/coryton/images/column.gif
http://forumsains.com
http://www.google.com
http://kuliah.wikidot.com
http://netsains.com
http://scribd.com
74
LAMPIRAN
Daftar Pertanyaan Wawancara di Tempat Penelitian :
1. Bagaimanakah peran dari minyak bumi ?
2. Bagaimanakah pemanfaatan minyak bumi tersebut ?
3. Bagaimanakah cara pengolahan minyak bumi ?
4. Bagaimanakah proses atau tahapan distilasi/fraksinasi minyak bumi ?
5. Apa dan bagaimana hasil dari proses atau tahap an distilasi/fraksinasi
minyak bumi tersebut ?
top related