FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar

maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:

– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming, molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etileno Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.

Nafta C6 – C10 70 – 180

Nafta diperoleh dari fraksi bensin, digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250 Digunakan sebagai bahan bakar

pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi

kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak Bersifat racun dan dapat menyebabkan

sempurna kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair. Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.

3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang

FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah

yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing,

dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming,

molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin

premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etilen

o Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.Nafta C6 – C10 70 – 180 Nafta diperoleh dari fraksi bensin,

digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet

sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor

disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak

sempurnaBersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair.

Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul

besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang

FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming,

molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin

premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etilen

o Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.Nafta C6 – C10 70 – 180 Nafta diperoleh dari fraksi bensin,

digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet

sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor

disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak

sempurnaBersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair.

Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul

besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang

FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming,

molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin

premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etilen

o Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.Nafta C6 – C10 70 – 180 Nafta diperoleh dari fraksi bensin,

digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet

sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor

disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak

sempurnaBersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair.

Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul

besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang

FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming,

molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin

premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etilen

o Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.Nafta C6 – C10 70 – 180 Nafta diperoleh dari fraksi bensin,

digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet

sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor

disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak

sempurnaBersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair.

Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul

besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang

FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming,

molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin

premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etilen

o Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.Nafta C6 – C10 70 – 180 Nafta diperoleh dari fraksi bensin,

digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet

sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor

disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak

sempurnaBersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair.

Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul

besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang

FRAKSI MINYAK BUMI            Minyak mentah (crude oil) sebagianMay 23, 2013

FRAKSI MINYAK BUMI

            Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).

 

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5).

 

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Sisa :

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu.

Penyulingan Minyak BumiMinyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan titik didih yang mirip. Hal tersebut dilakukan karena titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya atom karbon (C) dalam molekulnya..Mula mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 0C.  Setelah dipanaskan kemudian dialirkan ke tabung fraksionasi/ destilasi.

Menara destilasiDi menara inilah terjadi proses destilasi (penyulingan). Yaitu proses pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Gambar 1  Menara destilasi

Destilasi Fraksinasi Minyak BumiMeskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini:

Diagram destilasi minyak bumi

Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah).

Fraksi Minyak BumiSenyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.  Minyak BeratRentang rantai karbon dari C31 sampai C40Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon diatas C40Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1. GasKegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2. Gasolin (Bensin)Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3. Kerosin (Minyak Tanah)Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4. SolarKegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5. Minyak BeratKegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6. ResiduKegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:

1. Fraksi GasUntuk fraksi gas yang telah didapatkan selanjutnya dialurkan ke tempat penyimpanan melalui saluran yang telah diberi kondensor. Lalu diolah lagi di Unit Destilasi Bertekanan untuk menaikkan titik didihnya agar pemisahan dapat berlangsung dan menghasilkan:– LPG– Solvent– Mogas

2. Fraksi GasolinUntuk meningkatkan nilai tambah fraksi nafta yang kadar oktannya masih rendah, sekitar 40-59 akan diproses lagi di Unit Reforming yang hasilnya berupa bensin dan residu. Untuk bensin nilai oktannya menjadi 85-90. Bensin ini bisa diblending lagi dengan TEL (tetra ethyl lead) sehinggga nilai oktannya mencapai 95, contoh bensin beroktan 95 adalah pertamax.

3. Kerosin dan SolarKhusus untuk fraksi ini bisa langsung digunakan. Untuk fraksi kerosin hasilnya berupa minyak tanah dan avtur dan untuk fraksi solar hasilnya adalah solar.

4. Minyak Berat dan Residu (long residu)Fraksi ini diolah lagi di unit destilasi vacuum untuk menurunkan titik didihnya sehingga menghasilkan fraksi light vacuum gasoil (LVG), medium vacuum gasoil (MVG), heavy vacuum gasoil (HVG) dan fraksi short residu. Fraksi MVG dan HVG akan diolah lagi di unit Polypropilin sehingga menghasilkan biji plastik. Sedangkan LVG akan dicampur dengan solar untuk menaikkan angka cetane. Untuk fraksi short residu sendiri nantinya akan diolah menjadi aspal

Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).

Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

 C12H26 (l)  à   C6H14 (l)   + C6H12 (l)  (pada 500oC, 25 atm)

 Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.

Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming,

molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:

                        C4H10 (g)+ C3H8 (g)  à   C7H16 (l)   + H2 (g)

BENSIN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang

Kualitas BensinHidrokarbon yang menyusun bensin menentukan ketepatan waktu pembakaran. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.Bagaimana cara menentukan bilangan oktan?  Nilai bilangan oktan ditetapkan 0 untuk n-heptana yang mudah terbakar dan 100 untuk iso oktana yang tidak mudah terbakar. Misal suatu campuran 30 % n-heptana dan 70% iso oktana maka bilangan oktannya: Bilangan oktan=(30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70.Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan.

 Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

1. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;

2. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;3. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2Tabel 2     Bilangan Oktan Hidrokarbon

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin

premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm)

 Jenis Bensin

Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:

Jenis bensin Bilangan oktanPremiumPertamaxPertamax Plus

80-8891-9295

 Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi2. Meningkatkan kinerja mesin sehingga semakin bertenaga3. ersifat ramah lingkungan4. Lebih ekonomis dari segi perawatan

 Dampak Pembakaran Bensin

Zat pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar tidak

sempurnaBersifat racun dan menyebabkan kematian

Nox (NO, NO2) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi

Hujan asam

Pb Penggunaan bensindengan zat aditif timbal

Timbal bersifat racun

Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

1. Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

2. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air3. Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

Gambar. Skema Pengolahan Minyak BumiSumber:http://iekonomi-migas.blogspot.com

 

Pencampuran Fraksi

 

Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:

1. Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

2. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

3. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)

Gambar. Pencampuran FraksiSumber:http://id.wiki.detik.com/wiki/Kilang minyak

 

 

Kegunaan Minyak Bumi

Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:

1. Gas AlamGas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. (Gambar. 13)

Gambar. 13 LPG

2. BensinBensin digunakan:

o Sebagai bahan bakar motor (Gbr. 14)o Bahan ekstraksi pelarut dan pembersih.o Bahan bakar penerangan dan pemanasan.

Gambar. 14. SPBU

3. NaftaNafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk :

o Pelarut dry cleaning (pencuci)o Pelarut kareto Bahan awal etilen

o Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

  

 

4. KerosinKerosin digunakan sebagai

o Minyak tanaho Bahan bakar jet dikenal dengan air plane

5. Solar dan dieselSolar dan diesel digunakan sebagai

o Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk )o Memproduksi uapo Mencairkan hasil peridustriano Membakar batuo Mengerjakan panas dari logam

 

6. Minyak pelumas (Oli)digunakan untuk melumasi mesin-mesin.(Gbr 17)

 

 

7. Lilin Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, bahan pengkilap seperti semir sepatu. (Gbr 18) 

8. Minyak bakarDigunakan sebagai bahan bakar di kapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

9. BitumenMateri aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai. (Gbr 19)

Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan

Gas C1 – C4 < 20Bahan bakar LPG dan bahan baku untuk senyawa organik.

Bensin (Gasolin) C5 – C10 40 – 180 Bahan bakar organik.Nafta C6 – C10 70 – 180 Nafta diperoleh dari fraksi bensin,

digunakan untuk sintetis senyawa organik, pembuatan plastik, karet

sintetis, detergen, obat, cat, bahan pakaian dan kosmetik.

Kerosin C11 – C14 180 – 250Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.

Minyak solar dan diesel C15 – C17 250 – 300Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan rotasi tinggi.

Minyak pelumas C18 – C20 300 – 350

Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalannya (Viskositas) yang cukup besar.

Lilin > C20 > 350Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis, dll.

Minyak bakar > C20 > 350Bahan bakar dikapal, industri pemanas dan pembangkit listrik.

Bitumen > C40 > 350Materi aspal jalan dan atap bangunan, anti korosi, isolasi listrik, kedap suara pada lantai

 

 

Bensin

 

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:

1. Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar.

2. Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak berat, misal dari minyak gas dan residu.3. Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik.4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:

1. Keadaan terbang (titik embun) Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor

disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.

2. Kecenderungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan (peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.

3. Titik Beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya alat penyemprotan dalam karburator.

4. Kadar Belerang tinggi Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

Jenis Bensin

Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:

1. Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi. Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan kendaraan dapat melaju dengan cepat.

2. Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga. Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin bertambah baik.

3. Bersifat ramah lingkungan. Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

4. Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan. Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Bensin berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:

1. Gerakan pengambilan udara (Air-intake stroke) Sewaktu piston turun, campuran uap bensin dan udara ditarik masuk ke dalam silinder melalui katup

2. Gerakan kompresi (Compression stroke) Kedua katup tertutup dan piston kembali naik, sehingga menekan campuran uap bensin dan udara.

3. Gerakan daya (Power stroke) Percikan listrik dilewatkan untuk membakar campuran uap bensin dan udara sebelum piston mencapai bagian atas silinder. Pembakaran menghasilkan lebih banyak mol produk reaksi dan juga panas yang besar. Akibatnya tekanan gas meningkat dan piston terdorong ke bawah. Gerakan piston ini memutar proses engkol untuk menggerakkan kendaraan.

4. Gerakan pelepasan gas (Exhaust stroke) Katup gas buang terbuka dan produk pembakaran keluar dari silinder.

 

Beberapa aditif dalam bensin

Jenis aditif KeteranganAntiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil

lead), sekarang diganti dengan etanol.Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat

menyumbat saringan dan saluran bensin.Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan

dengan bensin, contohnya asam karboksilat.Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.

Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti amina dan amida

Antikerak PFI (Port fuel injection)

Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina dan polieter amina

 

 

Dampak Pembakaran

Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

 

Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.

Zat Pencemar Sumber Dampak terhadap lingkunganCO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek rumah kacaCO Pembakaran bahan bakar yang tidak

sempurnaBersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal

Timbal bersifat racun

 

 

LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN

1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection) pada system bahan bakar.3. Penggunaan converter katalik pada system buangan kendaraan.4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui dan yang lebih ramah

lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell). 

1. Pengantar

Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan.

Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair.

Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak.

2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut.

2.1. Residu

Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya.

Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium.

2.2. Oli

Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.

2.3. Solar

Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm.

2.4. Kerosin dan Avtur

Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur.

2.5. Nafta

Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

2.6. Petroleum Eter dan Bensin

Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin.

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95.

Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin.

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul

besar. Seperti dan

2.7. Gas

Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya.

FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN

 

            Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

         

1.      Pemisahan ( distlasi )

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya  paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

 

2.      Perengkahan ( cracking )

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

 

3. Refoming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

 

4.Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

 

5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.

c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang