minyak bumi

KOMPETENSI

Setelah mempelajari materi ini diharapkan siswa dapat:

Menjelaskan asal mula terjadinya minyak bumi dan gas alam

Menuliskan komposisi dan struktur minyak bumi

Menjelaskan proses pengolahan minyak bumi

Menyebutkan produk pengolahan minyak bumi dan pemanfaatannya

PENGANTAR

Minyak bumi (Crude Oil) dan gas alam merupakan

senyawa hidrokarbon. Rantai karbon yang menyusun

minyak bumi dan gas alam memiliki jenis yang

beragam dan tentunya dengan sifat dan karakteristik

masing-masing. Sifat dan karakteristik dasar minyak

bumi inilah yang menentukan perlakuan selanjutnya

bagi minyak bumi itu sendiri pada pengolahannya. Hal

ini juga akan mempengaruhi produk yang dihasilkan

dari pengolahan minyak tersebut.

Berdasarkan model OWEM (OPEC World Energy Model), permintaan minyak dunia

pada periode jangka menengah (2002-2010) diperkirakan meningkat sebesar 12 juta barel

per hari (bph) menjadi 89 juta bph atau tumbuh rata-rata 1,8% per tahun. Sedangkan pada

periode berikutnya (2010-2020), permintaan naik menjadi 106 juta bph dengan

pertumbuhan sebesar 17 juta bph.

Sumber data: http://dtwh2.esdm.go.id/dw2007/

Pengetahuan tentang minyak bumi dan gas alam sangat penting untuk kita ketahui,

mengingat minyak bumi dan gas alam adalah suatu sumber energi yang tidak dapat

diperbaharui, sedangkan penggunaan sumber energi ini dalam kehidupan kita sehari-hari

cakupannya sangat luas dan cukup memegang peranan penting atau menguasai hajat

hidup orang banyak. Sebagai contoh minyak bumi dan gas alam digunakan sebagai

sumber energi yang banyak digunakan untuk memasak, kendaraan bermotor, dan

industri, kedua bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan sisa-sisa organisme sehingga

disebut bahan bakar fosil.

Oleh karena itu sebagai generasi penerus bangsa, kita juga harus memikirkan bahan bakar

alternatif apa yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil ini, jika suatu

saat nanti bahan bakar ini habis.

PROSES PEMBENTUKAN 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:

1. Pembentukan sendiri, terdiri dari:

- pengumpulan zat organik dalam sedimen

- pengawetan zat organik dalam sedimen

- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

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

3. 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 thermal

Akibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan

suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.

2. Reaksi katalis

Adanya katalis dapat mempercepat proses kimia.

3. Radioaktivasi

Pengaruh 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 sumber

Jenis 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

minyaak 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 Sulfur

Crude 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 Oksigen

Kandungan 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 Nitrogen

Umumnya 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 Metalik

Logam-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:

5.

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).

Menara destilasi

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 C5

Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)



3. Kerosin (Minyak Tanah)



4. Solar



5. Minyak Berat

Rentang ranai karbon : C31 sampai C40


6. Residu

Rentang rantai karbon : di atas C40

Trayek 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 Gas

Salah 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.

PRODUK PENGOLAHAN MINYAK BUMI dan MANFAATNYA

Keberadaan minyak bumi dan berbagai macam produk olahannya memiliki manfaat yang sangat

penting dalam kehidupan kita sehari-hari, sebagai contoh penggunaan minyak tanah, gas, dan

bensin. Tanpa ketiga produk hasil olahan minyak bumi tersebut mungkin kegiatan pendidikan,

perekonomian, pertanian, dan aspek-aspek lainnya tidak akan dapat berjalan lancar. Dibawah ini

adalah beberapa produk hasil olahan minyak bumi beserta pemanfaatannya:

1. Bahan bakar gas

Bahan bakar gas terdiri dari :

LNG (Liquified Natural Gas) dan LPG (Liquified Petroleum Gas)

Bahan baker gas biasa digunakan untuk keperluan rumah tangga dan indusri.

Elpiji, LPG (liquified petroleum gas,harfiah: "gas minyak bumi yang dicairkan"), adalah

campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal darigas alam. Dengan menambah

tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi propana

dan butana . Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil,

misalnya etana dan pentana .

Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk cair lebih kecil

dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam

bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi

panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara penuh,

hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila menguap dengan gas

dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasaya

sekitar 250:1.

Tekanan di mana elpiji berbentuk cair, dinamakan tekanan uap-nya, juga bervariasi tergantung

komposisi dan temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi

butana murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair, dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi propana murni

pada 55°C (131 °F).

Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran, elpiji propana dan

elpiji butana. Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur Jendral

Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. Elpiji yang dipasarkan Pertamina adalah

elpiji campuran.

Sifat elpiji

Sifat elpiji terutama adalah sebagai berikut:

Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar

Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat

Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder.

Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.

Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang

rendah.

Penggunaan elpiji

Penggunaan Elpiji di Indonesia terutama adalah sebagai bahan bakar alat dapur (terutama

kompor gas). Selain sebagai bahan bakar alat dapur, Elpiji juga cukup banyak digunakan sebagai

bahan bakar kendaraan bermotor (walaupun mesin kendaraannya harus dimodifikasi terlebih

dahulu).

Bahaya elpiji

Salah satu resiko penggunaan elpiji adalah terjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gas

sehingga bila terkena api dapat menyebabkan kebakaran. Pada awalnya, gas elpiji tidak berbau,

tapi bila demikian akan sulit dideteksi apabila terjadi kebocoran pada tabung gas. Menyadari itu

Pertamina menambahkan gas mercaptan, yang baunya khas dan menusuk hidung. Langkah itu

sangat berguna untuk mendeteksi bila terjadi kebocoran tabung gas. Tekanan elpiji cukup besar

(tekanan uap sekitar 120 psig), sehingga kebocoran elpiji akan membentuk gas secara cepat dan

merubah volumenya menjadi lebih besar.

Sumber: "http://id.wikipedia.org/wiki/Elpiji"

2. Naptha atau Petroleum eter, biasa digunakan sebagai pelarut dalam industri.

3. Gasolin (bensin), biasa digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.

4. Kerosin (minyak tanah), biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah

tangga. Selain itu kerosin juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan bensin melalui proses

cracking.

Minyak tanah (bahasa Inggris: kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon yang tak

berwarna dan mudah terbakar. Dia diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari petroleum pada

150°C and 275°C (rantai karbon dari C12 sampai C15). Pada suatu waktu dia banyak digunakan

dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya digunakan sebagai bahan bakar mesin jet

(lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari kerosene dikenal sebagai

RP-1dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket. Nama kerosene diturunkan dari

bahasa Yunani keros (κερωσ, wax ).

Biasanya, kerosene didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus,

dalam sebuah unit Merox atau, hidrotreater untuk mengurangi kadar belerangnya dan

pengaratannya. Kerosene dapat juga diproduksi oleh hidrocracker, yang digunakan untuk

mengupgrade bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak.

Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas di negara berkembang, di mana dia

kurang disuling dan mengandung ketidakmurnian dan bahkan "debris".

Bahan bakar mesin jet adalah kerosene yang mencapai spesifikasi yang diperketat, terutama titik

asap dan titik beku.

Kegunaan lain

Kerosene biasa di gunakan untuk membasmi serangga seperti semut dan mengusir kecoa.

Kadang di gunakan juga sebagai campuran dalam cairan pembasmi serangga seperti pada merk/

brand baygone.

5. Minyak solar atau minyak diesel, biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel

pada kendaraan bermotor seperti bus, truk, kereta api dan traktor. Selain itu, minyak solar juga

digunakan sebagai bahan baku pembuatan bensin melalui proses cracking.

6. Minyak pelumas, biasa digunakan untuk lubrikasi mesin-mesin.

7. Residu minyak bumiyang terdiri dari :

Parafin , digunakan dalam proses pembuatan obat-obatan, kosmetika, tutup botol,

industri tenun menenun, korek api, lilin batik, dan masih banyak lagi.

Aspal , digunakan sebagai pengeras jalan raya

SOAL LATIHAN

Pasangkan Masing-masing fraksi minyak bumi ketempatnya masing-masing....

1. Minyak

bumi harus digunakan secara hemat karena proses pembentukannya memerlukan waktu yang

sangat lama. Menurut teori pembentukannya, minyak bumi berasal dari….

a. Gunung berapi

b. Air laut yang terpendam

c. Reaksi alkali dan gas CO2

d. Reaksi besi karbida dan air

e. Pelapukan hewan dan tumbuhan

2. Hasil penyulingan minyak bumi yang memiliki titik didih paling tinggi adalah….

a. Bensin

b. Kerosin

c. Solar

d. Nafta

e. Residu

3. Senyawa yang paling banyak terdapat dalam minyak bumi adalah….

a. Sikloalkana dan aromatik

b. Alkana dan heterosiklik

c. Alkana dan aromatik

d. Heterosiklik dan aromatik

e. Alkana dan sikloalkana

4.Zat aditif yang ditambahkan untuk menaikkan bilangan oktan bensin adalah….

a. Normal oktana

b. Timbal

c. Timbal oksida

e. Dietil timbal

f. Tetraetil timbal

5. Bensin yang memiliki rantai karbon pendek dapat dibuat dari minyak bumi yang

memiliki rantai karbon panjang, seperti solar dan kerosin melalui proses….

a. Reforming

b. Cracking

c. Treating

d. Blending

e. Polimerisasi

6. Proses pemisahan minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didih komponen-

komponennya disebut….

7. Pengubahan alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang disebut….

8. Kerosin merupakan fraksi minyak bumi yang dalam kehidupan sehari-hari dikenal

dengan nama….

9. Bensin super (premix) diperoleh dari minyak bumi dengan cara….

10. Komponen utama dari minyak bumi dan gas alam adalah….

11. Sebutkan dan jelaskan teori yang menjelaskan tentang asal mula terjadinya minyak

bumi dan gas alam!

12. Jelaskan cara yang dapat dilakukan untuk menaikkan bilangan oktan pada bensin!

13. Selain sebagai bahan bakar, sebutkan dan jelaskan kegunaan lain dari minyak bumi

dan gas alam!

14. Jelaskan kerugian minyak bumi yang mengandung banyak belerang!

15. Kemukakan pendapat anda mengenai bahan bakar alternatif di masa yang akan

datang sebagai pengganti bahan bakar minyak!

Kerjakan soal di atas dengan baik!

minyak bumi

Documents