http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_10.html

http://www.google.co.id/imgres?imgurl=http://doddys.files.wordpress.com/2006/12/saltdome3.jpg&imgrefurl=http://hisar-rockyjreng.blogspot.com/2009/10/minyak-bumi-minyak-bumi-bahasa-inggris.html&usg=__l78Kbs6DlGNABX

PROSES PEMBENTUKKAN MINYAK BUMI

Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin: petrus ), dijuluki juga sebagai emas hitam adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lalu. Sisa-sisa organisme tersebut mengendap di dasar lautan, kemudian ditutupi oleh lumpur. Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu, dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik tersebut dan mengubahnya menjadi minyak dan gas.Proses pembentukan minyak bumi dan gas ini memakan waktu jutaan tahun. Minyak dan gas yang terbentuk meresap dalam batuan yang berpori seperti air dalam batu karang. Minyak dan gas dapat pula bermigrasi dari suatu daerah ke daerah lain, kemudian terkosentrasi jika terhalang oleh lapisan yang kedap.Walupun minyak bumi dan gas alam terbentuk di dasar lautan, banyak sumber minyak bumi yang terdapat di daratan. Hal ini terjadi karena pergerakan kulit bumi, sehingga sebagian lautan menjadi daratan.   Dewasa ini terdapat dua teori utama yang berkembang mengenai asal usul terjadinya minyak bumi, antara lain:

1. Teori Anorganik (Abiogenesis)

            Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Secara umum dinyatakan seperti dibawah ini:Berdasarkan teori anorganik, pembentukan minyak bumi didasarkan pada proses kimia, yaitu :

a. Teori alkalisasi panas dengan CO2 (Berthelot)

Reaksi yang terjadi:

alkali metal + CO2   karbida

karbida + H2O   ocetylena

C2H2   C6H6   komponen-komponen lain

Dengan kata lain bahwa didalam minyak bumi terdapat logam alkali dalam keadaan bebas dan bersuhu tinggi. Bila CO2 dari udara bersentuhan dengan alkali panas tadi maka akan terbentuk ocetylena. Ocetylena akan berubah menjadi benzena karena suhu tinggi. Kelemahan logam ini adalah logam alkali tidak terdapat bebas di kerak bumi.

b. Teori karbida panas dengan air (Mendeleyef)

Asumsi yang dipakai adalah ada karbida besi di dalam kerak bumi yang kemudian bersentuhan dengan air membentuk hidrokarbon, kelemahannya tidak cukup banyak karbida di alam.

2.Teori Organik (Biogenesis)

Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).

P.G. Mackuire yang pertama kali mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan. Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:

Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak dapat memutar bidang polarisasi.

Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.

Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.

Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian integral sedimentasi.

Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai pleistosan.

Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.

Proses pembentukan minyak bumi terdiri dari tiga tingkat, yaitu: Pembentukan sendiri, terdiri dari:

- pengumpulan zat organik dalam sedimen- pengawetan zat organik dalam sedimen- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisansedimen terperangkap.

Akumulasi tetes minyak yang tersebar dalam lapisan sedimen hingga berkumpil menjadi akumulasi komersial.

Proses kimia organik pada umumnya dapat dipecahkan dengan percobaan di laboratorium, namun berbagai faktor geologi mengenai cara terdapatnya minyak bumi serta penyebarannya didalam sedimen harus pula ditinjau. Fakta ini disimpulkan oleh Cox yang kemudian di kenal sebagai pagar Cox diantaranya adalah:Minyak bumi selalu terdapat di dalam batuan sedimen dan umumnya

pada sedimen marine, fesies sedimen yang utama untuk minyak bumi yang terdapat di sekitar pantai.Minyak bumi memeng merupakan campuran kompleks hidrokarbon.Temperatur reservior rata-rata 107°C dan minyak bumi masih dapat bertahan sampai 200°C. Diatas temperatur ini forfirin sudah tidak bertahan.Minyak bumi selalu terbentuk dalam keadaan reduksi ditandai adanya forfirin dan belerang.Minyak bumi dapat tahan pada perubahan tekanan dari 8-10000 psi.Proses transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

Ada beberapa hal yang mempengaruhi peristiwa diatas, diantaranya:1. Degradasi thermalAkibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.2. Reaksi katalisAdanya katalis dapat mempercepat proses kimia.3. RadioaktivasiPengaruh pembombanderan asam lemak oleh partikel alpha dapay membentuk hidrokarbon parafin. Ini menunjukan pengaruh radioaktif terhadap zat organik.4. Aktifitas bakteri. Bakteri mempunyai potensi besar dalam proses pembentukan hidrokarbon minyak bumi dan memegang peranan dari sejak matinya senyawa organik sampai pada waktu diagnosa, serta menyiapkan kondisi yang memungkinkan terbentuknya minyak bumi.

Zat organik sebagai bahan sumberJenis zat oragink yang dijadikan sumber minyak bumi menurut para ahli dap[at disimpulkan bahwa jenis zat organik yang merupakan zat pembentuk utama minyak bumi adalah lipidzat organik dapat terbentuk dalamkehidupan laut ataupun darat dan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu: yang berasal dari nabati dan hewani.

KOMPOSISI PENYUSUN MINYAK BUMI dan GAS ALAM

Minyak bumi dan gas alam adalah campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa-senyawa organik lain. Komponen hidrokarbon adalah komponen yang paling banyak terkandung di dalam minyak bumi dan gas alam. Gas alam terdiri dari alkana suku rendah, yaitu metana, etana, propana, dan butana. Selain alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti karbondioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S), beberapa sumur gas juga mengandung helium.

Sedangkan hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi terutama adalah alkana dan sikloalkana, senyawa lain yang terkandung didalam

minyak bumi diantaranya adalah Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga. Komposisi minyak bumi sangat bervariasi dari satu sumur ke sumur lainnya dan dari daerah ke daerah lainnya.

Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan  hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :

Karbon : 83,0-87,0 % Hidrogen : 10,0-14,0 %

Nitrogen : 0,1-2,0 %

Oksigen : 0,05-1,5 %

Sulfur : 0,05-6,0 %

Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah:1. Alkana (parafin)      CnH2n + 2 , alkana  ini  memiliki  rantai lurus  dan  bercabang,  fraksi  ini  merupakan  yang terbesar di dalam minyak mentah.2. Sikloalkana (napten)      CnH2n , Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

siklopentana sikloheksana

3. Aromatik   CnH2n -6

aromatik memiliki cincin 6

Aromatik  hanya  terdapat  dalam  jumlah  kecil,  tetapi  sangat diperlukan  dalam bensin karena :- Memiliki harga anti knock yang tinggi - Stabilitas penyimpanan yang baik - Dan kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuels)Proporsi  dari  ketiga  tipe  hidrokarbon  sangat  tergantung  pada sumber  dari minyak bumi. Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak tetapi kadang-kadang (disebut sebagai crude napthenic) mengandung sikloalkana sebagai komponen  yang terbesar,  sedangkan  aromatik  selalu  merupakan  komponen  yang paling sedikit.

Zat-Zat Pengotor yang sering terdapat dalam minyak bumi:

1. Senyawaan SulfurCrude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.

2. Senyawaan OksigenKandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik.

3. Senyawaan NitrogenUmumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer.

4. Konstituen MetalikLogam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.

PROSES PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang diperoleh ditampung  dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak.Minyak mentah (cude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan

bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada di dalam molekulnya. Oleh karena itu, pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip.

Secara umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:

1. DESTILASI

Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Dalam hal ini adalah destilasi fraksinasi. Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°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).Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan

menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas).Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20. Fraksi minyak bumi yang dihasilkan berdasarkan rentang titik didihnya antara lain sebagai berikut :

1. Gas Rentang 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 ranai karbon : C31 sampai C40Trayek didih : 135 sampai 300°C

6. ResiduRentang rantai karbon : di atas C40Trayek didih : di atas 300°C

Fraksi-fraksi minyak bumi dari proses destilasi bertingkat belum memiliki kualitas yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat, sehingga perlu pengolahan lebih lanjut yang meliputi proses cracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

2. CRACKING

Setelah melalui tahap destilasi, masing-masing fraksi yang dihasilkan dimurnikan (refinery), seperti terlihat dibawah ini:Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa

hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh cracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki kualitas dan perolehan fraksi gasolin (bensin). Kualitas gasolin sangat ditentukan oleh sifat anti knock (ketukan) yang dinyatakan dalam bilangan oktan. Bilangan oktan 100 diberikan pada isooktan (2,2,4-trimetil pentana) yang mempunyai sifat anti knocking yang istimewa, dan bilangan oktan 0 diberikan pada n-heptana yang mempunyai sifat anti knock yang buruk. Gasolin yang diuji akan dibandingkan dengan campuran isooktana dan n-heptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.

Terdapat 3 cara proses cracking, yaitu :

a. Cara panas (thermal cracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah.

Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah sebagai berikut :

b. Cara katalis (catalytic cracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis karena bersifat asam menambahkna proton ke molekul olevin atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan terbentuknya ion karbonium :

c. Hidrocracking

Hidrocracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan lain dari Hidrocracking ini adalah bahwa belerang yang terkandung dalam minyak diubah menjadi hidrogen sulfida yang kemudian dipisahkan.

3. REFORMING

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut isomerisasi. Reforming dilakukan

dengan menggunakan katalis dan pemanasan.Contoh reforming adalah sebagai berikut :

Reforming juga dapat merupakan pengubahan struktur molekul dari hidrokarbon parafin menjadi senyawa aromatik dengan bilangan oktan tinggi. Pada proses ini digunakan katalis molibdenum oksida dalam Al2O3 atauplatina dalam lempung.Contoh reaksinya :

 

4. ALKILASI dan POLIMERISASI

Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). Reaksi secara umum adalah sebagai berikut:

RH + CH2=CR’R’’   R-CH2-CHR’R”

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :

M CnH2n   Cm+nH2(m+n)

Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu isooktana.

5. TREATING

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan cara menghilangkan pengotor-pengotornya. Cara-cara proses treating adalah sebagai berikut :

Copper sweetening dan doctor treating, yaitu proses penghilangan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

Acid treatment, yaitu proses penghilangan lumpur dan perbaikan warna.

Dewaxing yaitu proses penghilangan wax (n parafin) dengan berat molekul tinggi dari fraksi minyak pelumas untuk menghasillkan minyak pelumas dengan pour point yang rendah.

Deasphalting yaitu penghilangan aspal dari fraksi yang digunakan untuk minyak pelumas

Desulfurizing (desulfurisasi), yaitu proses penghilangan unsur belerang.

Sulfur merupakan senyawa yang secara alami terkandung dalam minyak bumi atau gas, namun keberadaannya tidak dinginkan karena dapat menyebabkan berbagai masalah, termasuk di antaranya korosi pada peralatan proses, meracuni katalis dalam proses pengolahan, bau yang kurang sedap, atau produk samping pembakaran berupa gas buang yang beracun (sulfur dioksida, SO2) dan menimbulkan polusi udara serta hujan asam. Berbagai upaya dilakukan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi, antara lain menggunakan proses oksidasi, adsorpsi selektif, ekstraksi, hydrotreating, dan lain-lain. Sulfur yang disingkirkan dari minyak bumi ini kemudian diambil kembali sebagai sulfur elemental.Desulfurisasi merupakan proses yang digunakan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi. Pada dasarnya terdapat 2 cara desulfurisasi, yaitu dengan :

1. Ekstraksi menggunakan pelarut, serta

2. Dekomposisi senyawa sulfur (umumnya terkandung dalam minyak bumi dalam bentuk senyawa merkaptan, sulfida dan disulfida) secara katalitik dengan proses hidrogenasi selektif menjadi hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa hidrokarbon asal dari senyawa belerang tersebut. Hidrogen sulfida yang dihasilkan dari dekomposisi senyawa sulfur tersebut kemudian dipisahkan dengan cara fraksinasi atau pencucian/pelucutan.

Akan tetapi selain 2 cara di atas, saat ini ada pula teknik desulfurisasi yang lain yaitu bio-desulfurisasi. Bio-desulfurisasi merupakan penyingkiran sulfur secara selektif dari minyak bumi dengan memanfaatkan metabolisme mikroorganisme, yaitu dengan mengubah hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer yang dikatalis oleh enzim hasil metabolisme mikroorganisme sulfur jenis tertentu, tanpa mengubah

senyawa hidrokarbon dalam aliran proses. Reaksi yang terjadi adalah reaksi aerobik, dan dilakukan dalam kondisi lingkungan teraerasi. Keunggulan proses ini adalah dapat menyingkirkan senyawa sulfur yang sulit disingkirkan, misalnya alkylated dibenzothiophenes. Jenis mikroorganisme yang digunakan untuk proses bio-desulfurisasi umumnya berasal dari Rhodococcus sp, namun penelitian lebih lanjut juga dikembangkan untuk penggunaan mikroorganisme dari jenis lain. Proses ini mulai dikembangkan dengan adanya kebutuhan untuk menyingkirkan kandungan sulfur dalam jumlah menengah pada aliran gas, yang terlalu sedikit jika disingkirkan menggunakan amine plant, dan terlalu banyak untuk disingkirkan menggunakan scavenger. Selain untuk gas alam dan hidrokarbon, bio-desulfurisasi juga digunakan untuk menyingkirkan sulfur dari batubara.

Proses Shell-Paques Untuk Bio-Desulfurisasi Aliran GasSalah satu lisensi proses bio-desulfurisasi untuk aliran gas adalah Shell Paques dari Shell Global Solutions International dan Paques Bio-Systems. Proses ini sudah diterapkan secara komersial sejak tahun 1993, dan saat ini kurang lebih terdapat sekitar 35 unit bio-desulfurisasi dengan lisensi Shell-Paques beroperasi di seluruh dunia. Proses ini dapat menyingkirkan sulfur dari aliran gas dan menghasilkan hidrogen sulfida dengan kapasitas mulai dari 100 kg/hari sampai dengan 50 ton/hari, menggunakan mikroorganisme Thiobacillus yang sekaligus bertindak sebagai katalis proses bio-desulfurisasi. Dalam proses ini, aliran gas yang mengandung hidrogen sulfida dilewatkan pada absorber dan dikontakkan pada larutan soda yang mengandung mikroorganisme. Senyawa soda mengabsorbi hidrogen sulfida, dan kemudian dialirkan ke bioreaktor THIOPAQ berupa tangki atmosferik teraerasi dimana mikroorganisme mengubah hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer secara biologis dalam kondisi pH 8,2-9. Sulfur hasil reaksi kemudian melalui proses dekantasi untuk memisahkan dengan cairan soda. Cairan soda dikembalikan ke absorber, sedangkan sulfur diperoleh sebagai cake atau sebagai sulfur cair murni. Karena sifatnya yang hidrofilik sehingga mudah diabsorpsi oleh tanah, maka sulfur yang dihasilkan dari proses ini dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk.Tahapan reaksi bio-desulfurisasi dapat digambarkan sebagai berikut :

Absorpsi H2S oleh senyawa soda

Pembentukan sulfur elementer oleh mikroorganisme

Keunggulan dari proses Shell-Paques adalah :

dapat menyingkirkan sulfur dalam jumlah besar (efisiensi penyingkiran hidrogen sulfida dapat mencapai 99,8%) hingga

menyisakan kandungan hidrogen sulfida yang sangat rendah dalam aliran gas (kurang dari 4 ppm-volume)

pemurnian gas dan pengambilan kembali (recovery) sulfur terintegrasi dalam 1 proses- gas buang (flash gas/vent gas) dari proses ini tidak mengandung gas berbahaya, sehingga sebelum dilepas ke lingkungan tidak perlu dibakar di flare. Hal ini membuat proses ini ideal untuk lokasi-lokasi dimana proses yang memerlukan pembakaran (misalnya flare atau incinerator) tidak dimungkinkan.

menghilangkan potensi bahaya dari penanganan solvent yang biasa digunakan untuk melarutkan hidrogen sulfida dalam proses ekstraksi

sifat sulfur biologis yang hidrofilik menghilangkan resiko penyumbatan (plugging atau blocking) pada pipa

Bio-katalis yang digunakan bersifat self-sustaining dan mampu beradaptasi pada berbagai kondisi proses

Konfigurasi proses yang sederhana, handal dan aman (antara lain beroperasi pada suhu dan tekanan rendah) sehingga mudah untuk dioperasikan

Proses Shell-Paques ini dapat diterapkan pada gas alam, gas buang regenerator amine, fuel gas, synthesis gas, serta aliran oksigen yang mengandung gas limbah yang tidak dapat diproses dengan pelarut

BLENDING

Proses blending adalah penambahan bahan-bahan aditif kedalam fraksi minyak bumi dalam rangka untuk meningkatkan kualitas produk tersebut. Bensin yang memiliki berbagai persyaratan kualitas merupakan contoh hasil minyak bumi yang paling banyak digunakan di barbagai negara dengan berbagai variasi cuaca. Untuk memenuhi kualitas bensin yang baik, terdapat sekitar 22 bahan pencampur yang dapat ditambanhkan pada proses pengolahannya. Diantara bahan-bahan pencampur yang terkenal adalah tetra ethyl lead (TEL). TEL berfungsi menaikkan bilangan oktan bensin. Demikian pula halnya dengan pelumas, agar diperoleh kualitas yang baik maka pada proses pengolahan diperlukan penambahan zat aditif. Penambahan TEL dapat meningkatkan bilangan oktan, tetapi dapat menimbulkan pencemaran udara.

Pembentukan BatubaraBatubara adalah mineral organik yang dapat terbakar, terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk

akibat proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun. Oleh karena itu, batubara termasuk dalam kategori bahan bakar fosil. Adapun proses yang mengubah tumbuhan menjadi batubara tadi disebut dengan pembatubaraan (coalification).Faktor tumbuhan purba yang jenisnya berbeda – beda sesuai dengan jaman geologi dan lokasi tempat tumbuh dan berkembangnya, ditambah dengan lokasi pengendapan (sedimentasi) tumbuhan, pengaruh tekanan batuan dan panas bumi serta perubahan geologi yang berlangsung kemudian, akan menyebabkan terbentuknya batubara yang jenisnya bermacam – macam. Oleh karena itu, karakteristik batubara berbeda – beda sesuai dengan lapangan batubara (coal field) dan lapisannya (coal seam)

Gambar 1. Proses Terbentuknya Batubara(Sumber: Kuri-n ni Riyou Sareru Sekitan, 2004)

Pembentukan batubara dimulai sejak periode pembentukan Karbon (Carboniferous Period) – dikenal sebagai zaman batu bara pertama – yang berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Kualitas dari setiap endapan batu bara ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik’. Proses awalnya, endapan tumbuhan berubah menjadi gambut (peat), yang selanjutnya berubah menjadi batu bara muda (lignite) atau disebut pula batu bara coklat (brown coal). Batubara muda adalah batu bara dengan jenis maturitas organik rendah. Setelah mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, maka batu bara muda akan mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batubara muda menjadi batu bara sub-bituminus (sub-bituminous). Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batu bara menjadi lebih keras dan warnanya lebih hitam sehingga membentuk bituminus (bituminous) atau antrasit (anthracite). Dalam kondisi yang tepat, peningkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus berlangsung hingga membentuk antrasit.Dalam proses pembatubaraan, maturitas organik sebenarnya menggambarkan perubahan konsentrasi dari setiap unsur utama pembentuk batubara. Berikut ini ditunjukkan contoh analisis dari masing – masing unsur yang terdapat dalam setiap tahapan pembatubaraan.

Tabel 1. Contoh Analisis Batubara (daf based)(Sumber: Sekitan no Kiso Chishiki)

Data – data di atas apabila ditampilkan dalam bentuk grafik hasilnya adalah sebagai berikut:

Gambar 2. Hubungan Tingkat Pembatubaraan – Kadar Unsur UtamaDari tabel di atas dapat diketahui bahwa semakin tinggi tingkat pembatubaraan, maka kadar karbon akan meningkat, sedangkan hidrogen dan oksigen akan berkurang. Karena tingkat pembatubaraan secara umum dapat diasosiasikan dengan mutu atau kualitas batubara, maka batubara dengan tingkat pembatubaraan rendah – disebut pula batubara bermutu rendah – seperti lignite dan sub-bituminus biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti tanah, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah. Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu, kelembabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat, sehingga kandungan energinya juga semakin besar.Pemanfaatan BatubaraKlasifikasi batubara berdasarkan tingkat pembatubaraan biasanya menjadi indikator umum untuk menentukan tujuan pengggunaannya. Misalnya, batubara ketel uap atau batubara termal (steam coal) banyak digunakan untuk bahan bakar pembangkit listrik, pembakaran umum seperti pada industri bata atau genteng, dan industri semen, sedangkan batubara metalurgi (metallurgical coal atau coking coal) digunakan untuk keperluan industri besi dan baja serta industri kimia. Kedua jenis batubara tadi termasuk dalam batubara bituminus. Adapun batubara antrasit digunakan untuk proses sintering bijih mineral, proses pembuatan elektroda listrik, pembakaran batu gamping, dan untuk pembuatan briket tanpa asap.

Gambar 3. Jenis – jenis Batubara dan Pemanfaatannya(Sumber: The Coal Resource, 2004)

Kualitas BatubaraDalam pemanfaatannya, batubara harus diketahui terlebih dulu kualitasnya. Hal ini dimaksudkan agar spesifikasi mesin atau peralatan yang memanfaatkan batubara sebagai bahan bakarnya sesuai dengan mutu batubara yang akan digunakan, sehingga mesin – mesin tersebut dapat berfungsi optimal dan tahan lama. Secara umum, parameter kualitas batubara yang lazim digunakan adalah kalori, kadar kelembaban, kandungan zat terbang, kadar abu, kadar karbon, kadar sulfur, ukuran, dan tingkat ketergerusan, disamping parameter lain seperti analisis unsur yang terdapat dalam abu (SiO2, Al2O3, P2O5,Fe2O3, dll), analisis komposisi sulfur (pyritic sulfur, sulfate sulfur, organic sulfur), dan titik leleh abu (ash fusion temperature).

Pembentukan gas alam Pembentukanas BumiMenurut teori organik, minyak dan gas bumi sebagai senyawa hidrokarbon terbentuk sebagai hasil proses kimiawi alam (pemanasan, tekanan, dan waktu yang lama) dari organik-organik sisa-sisa kehidupan (material organik) yang berupa algae/ganggang yang semula hidup di kedalaman laut/danau dan selanjutnya terendapkan dalam lapisan kulit bumi berupa batuan yang berukuran halus (batuan lempung atau serpih halus – clay/shale).

Setelah terendapkan, material organik tersebut berubah secara alamiah di alam menjadi mineral hidrokarbon karena adanya tiga faktor yaitu tekanan, temperature yang tinggi (suhu minimal 200 derajat Fahrenheit), dan dalam waktu yang lama (minimal 6 juta tahun).

Dari material organik yang dikandung shale hanya 30% yang dapat

terubah menjadi minyak dan gas bumi. Dan yang perlu diingat adalah,Minyak dan Gas Bumi tidak dapat kita temukan di tempat dimana ia terbentuk.

Adapun syarat-syarat agar minyak dan gas bumi yang terbentuk dapat tersimpan dalam bumi untuk kemudian ditemukan oleh manusia adalah:

1. Terdapatnya batuan induk (source rock), yaitu batuan sediment yang mengandungmaterial organik.

2. Adanya migrasi, yaitu proses berpindahnya minyak dan gas bumi yang terbentuk di source rock menuju lapisan reservoir.

3. Adanya batuan reservoir yang merupakan batuan sediment berpori sehingga minyak dan gas bumi dapat tersimpan disitu,

4. Adanya perangkap minyak dan gas bumi atau yang biasanya disebut oil trap yaitubentukan yang menyebabkan minyak dan gas bumi terperangkap didalamnya.

5. Terdapatnya batuan penutup yang merupakan batuan sediment kedap air yang menyebabkan minyak dan gas bumi tidak bisa keluar lagi sampai saatnya ditemukan oleh manusia.

Komposisi kimia

6. Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang

merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas

alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih

berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10), selain

juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga

merupakan sumber utama untuk sumber gas helium.

7. Metana adalah gas rumah kaca yang dapat

menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan

umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang

berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan

ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari 

metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang 

berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian 

(diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-

turut).

Komponen %

Metana (CH4)80-95

Etana (C2H6) 5-15

Propana (C3H8) and Butane (C4H10)

< 5

8. Nitrogen , helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), dan

air dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga

terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi

sesuai dengan sumber ladang gasnya.

9. Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan

(pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan

jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan

sering disebut juga sebagai "acid gas (gas asam)". Gas alam yang

telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak

berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke

pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi bau dengan

menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran

gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak

berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan

tercekiknya pernafasan karena ia dapat mengurangi kandungan

oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan.

10. Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat

mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan

dari udara, sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan

tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah,

konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah

meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang

dapat menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang

berbahaya di udara adalah antara 5% hingga 15%.

11. Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya

tidak mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan

konsentrasi yang di luar rentang 5 - 15% yang dapat menimbulkan

ledakan.

Minyak bumi (bahasa Inggris : petroleum, dari bahasa Latin petrus – karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak Bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya.Komponen kimia dari minyak bumi dipisahkan oleh proses distilasi, yang kemudian, setelah diolah lagi, menjadi minyak tanah, bensin, lilin, aspal, dll.

Minyak bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawaan hidrogen dan karbon.Empat alkana teringan— CH4 (metana), C2H6 (etana), C3H8 (propana), dan C4H10 (butana) — semuanya adalah gas yang mendidih pada -161.6°C, -88.6°C, -42°C, dan -0.5°C, berturut-turut (-258.9°, -127.5°, -43.6°, dan +31.1° F).Rantai dalam wilayah C5-7 semuanya ringan, dan mudah menguap, nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan sebagai pelarut, cairan pencuci kering (dry clean),

dan produk cepat-kering lainnya. Rantai dari C6H14 sampai C12H26 dicampur bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai di wilayah C10 sampai C15, diikuti oleh minyak diesel (C10 hingga C20) dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. Senyawaan dari minyak bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu ruangan.Minyak pelumas dan gemuk setengah-padat (termasuk Vaseline) berada di antara C16 sampai ke C20.Rantai di atas C20 berwujud padat, dimulai dari "lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal.

Titik pendidihan dalam tekanan atmosfer fraksi distilasi dalam derajat Celcius:1. minyak eter: 40 - 70 °C (digunakan sebagai pelarut)2. minyak ringan: 60 - 100 °C (bahan bakar mobil)3. minyak berat: 100 - 150 °C (bahan bakar mobil)4. minyak tanah ringan: 120 - 150 °C (pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga)5. kerosene: 150 - 300 °C (bahan bakar mesin jet)6. minyak gas: 250 - 350 °C (minyak diesel/pemanas)7. minyak pelumas: > 300 °C (minyak mesin)8. sisanya: tar, aspal, bahan bakar residu 

Minyak bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawaan hidrogen dan karbon.Empat alkana teringan— CH4 (metana), C2H6 (etana), C3H8 (propana), dan C4H10 (butana) — semuanya adalah gas yang mendidih pada -161.6°C, -88.6°C, -42°C, dan -0.5°C, berturut-turut (-258.9°, -127.5°, -43.6°, dan +31.1° F).Rantai dalam wilayah C5-7 semuanya ringan, dan mudah menguap, nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan sebagai pelarut, cairan pencuci kering (dry clean), dan produk cepat-kering lainnya. Rantai dari C6H14 sampai C12H26 dicampur bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai di wilayah C10 sampai C15, diikuti oleh minyak diesel (C10 hingga C20) dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. Senyawaan dari minyak bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu ruangan.Minyak pelumas dan gemuk setengah-padat (termasuk Vaseline) berada di antara C16 sampai ke C20.Rantai di atas C20 berwujud padat, dimulai dari "lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal.

Titik pendidihan dalam tekanan atmosfer fraksi distilasi dalam derajat Celcius:1. minyak eter: 40 - 70 °C (digunakan sebagai pelarut)2. minyak ringan: 60 - 100 °C (bahan bakar mobil)3. minyak berat: 100 - 150 °C (bahan bakar mobil)4. minyak tanah ringan: 120 - 150 °C (pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga)5. kerosene: 150 - 300 °C (bahan bakar mesin jet)6. minyak gas: 250 - 350 °C (minyak diesel/pemanas)7. minyak pelumas: > 300 °C (minyak mesin)

8. sisanya: tar, aspal, bahan bakar residu