Minyak Bumi (Pretoleum)

Oleh : Nody Risky Pratomo (22)X-6

Apa itu Minyak Bumi?

Minyak bumi adalah cairan kental berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari berberapa area di kerak bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagain besar seri alkana dan sikloalkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya.

Proses pembentukan Minyak Bumi

Minyak bumi terkandung dari peruraian senyawa-senyawa organik yang berasal dari jasad organisme kecil yang hidup di laut jutaan tahun yang lalu. Proses penguraian berlangsung lambat di bawah suhu dan bertekanan tinggi, dan menghasilkan campuran hidrokarbon yang kompleks.

Karena minyak bumi memiliki nilai kerapatan yang lebih rendah dari air, maka minyak bumi dapat bergerak ke atas melalui batuan sedimen yang berpori. Jika tidak menemui hambatan, minyak bumi akan sampai ke permukaan bumi. Namun, umumnya minyak bumi terperangkap dalam bebatuan yang tidak berpori. Sehingga minyak bumi disebut juga Petrolium (petrus: batu, oleum: minyak).

Bagaimana para ahli menemukan lokasi minyak bumi?

1. Awalnya, para ahli menggunakan petunjuk di permukaan bumi. Minyak bumi biasanya ditemukan di bawah permukaan yang berbentuk kubah di darat (yang dulunya lautan) dan di lepas pantai.

2. Kemudian, para ahli melakukan survei seismik untuk menentukan struktur batuan di bawah permukaan tersebut.

3. Selanjutnya, para ahli melakukan pengeboran kecil untuk menentukan ada tidaknya minyak. Jika ada, maka dilakukan beberapa pengeboran untuk memperkirakan apakah jumlah minyak bumi ekonomis untuk diambil atau tida

Pengelolahan minyak bumi

Distalasi bertingkat

Proses konversi

Pemisahan pengotor

dalam fraksi

Pencampuran fraksi

1. Distalasi bertingkat

Pada proses ini, minyak mentah tidak dipisahkan menjadi komponen-komponen murni, melainkan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu.Proses destilasi bertingkat ini dapat dijelaskan sebagai berikut:

Proses Destilasi

a. Minyak mentah dipanaskan dalam boiler menggunakan upa air bertekanan tinggi sampai suhu ~600˚C. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan ke bagian bawah menara distilasi

b. Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat. Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung yang memungkinkan uap lewat.

c. Dalam pergeraknnya, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagaian uap akan mencapai ketinggian di mana uap tersebut akan terkondensasi membentuk zat cair (fraksi).

d. Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi di bagian bawah menara distilasi. Sedangkan frkasi senyawa-senyawa dengan titik didih rendah terkondensasi di bagian atas menara.

Fraksi Minyak Bumi

Fraksi Minyak Bumi

Jumlah Atom Karbon

Titik didih

Gas 1-4 < 20

Nafta (gasolin) 5-10 27 – 177

Kerosin 10-15 177 – 293

Minyak Gas Ringan 13-18 204 – 343

Minyak Gas 16-40 315 – 565

Residu Bitumen >40 > 565

2. Proses konversi

Adalah penyusunan ulang struktur molekul hidrokarbon, yang bertujuan untuk memperoleh fraksi-frkasi dengan kuantitas dan kualitas sesuai permintaan pasar. Beberapa jenis proses konversi dalam kilang minyak adalah:A. CrackingB. ReformingC. AlkilasiD. coking

a. cracking

Adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contohnya: perengkahan fraksi minyak ringan/berat menjadi fraksi gas, bensin, kerosin, dan minyak solar/diesel

b. reforming

Reforming bertujuan mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang / alisiklik/ aromatik. Sebagai contoh, komponen rantai lurus (C5-C6) dari fraksi bensin diubah menjadi aromatik.

c. alkilasi

Adalah penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Contohnya, penggabungan molekul propena dan butena menjadi komponen fraksi bensin

d. coking

Adalah proses perengkahan fraksi residu padat menjadi fraksi minyak bakar dan hidrokarbon intermediat (produk antara). Dalam produk ini dihasilkan kokas (coke). (kokas dihunakan di industri alumunium sebagai elektrode untuk ekstrasi logam Al).

3. Pemisahan pengotor dalam fraksi

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:

a. Menara asam sulfat ( memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen dan residu padat)

b. Menara absorpsi ( mengandung agen pengering untuk memisahkan air)

c. Scrubber ( memisahkan belerang/ senyawa belerang)

4. Pencampuran fraksi

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

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

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

c. Fraksi nafta dengan kualitas (grade) untuk industri petrokimia.

Kegunaan Minyak Bumi

LPG Bensin

Kerosin Minyak Solar

Minyak Pelumas dan

Aspal

1. LPG

LPG merupakan singkatan dari Liquefied Petroleum Gas. LPG adalah campuran dari berbagia unsur hidrokarbon yang berasal dari fraksi gas hasil penyulingan minyak mentah. Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk cair karena volume LPG dalam bentuk cair lebih kecil dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas diubah menjadi cair dengancara menambah tekanan dan menurunkan suhunya. Fungsi LPG digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermotor, bahan bakar kompor masak, dan bahan pendingin.

2. bensin

bensin mengandung senyawa hidrokarbon dengan jumlah atom karbon antara 5 hingga 12 yang berasal dari fraksi nafta dan fraksi minyak gas berat hasil penyulingan minyak bumi. Senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam bensin dapat berupa alkana rantai lurus, alkana rantai bercaban, sikloalkana, aromatik, dan alkena. Bensin cocok digunkana sebagai bahan bakar kendaraan yang tidak bermesin deisel, seperti sepeda motor dan sebagian kendaraan bermotor roda empat.

Mampir dulu ke Bilangan Oktan...

Bilangan Oktan

Bilangan oktan menyatakan tingkat kemampuan daya bahan bakar bensin. Semakin tinggi nilai bilangan oktan, semakin cepat kemampuan daya bakarnya.Nilai bilangan oktan dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:

Bilangan Oktan : (% isooktana x 100) + (% n-heptana x 100)

Lanjutan...

Bilangan oktan bensin dapat ditingkatakan dengan berbagai cara, di antaraya dengan menambahkan Tetra Enthyl Lead (TEL) dan mengubah struktur senyawa hidrokarbon yang terdapat dalam bensin.a. TEL ditemukan oleh ilmuwa amerika Thomas midgley.

Pembakaran bensin ditambakan TEL akan mengurangi ketukan pada mesin

b. Mengubah struktur senyawa hidrokarbon dilakukan dengan mengubah senyawa hidrokarbon yang berbilangan oktan rendah menjadi tinggi (urutan dari rendah ke tinggi : aromatik, alkena, alkana rantai bercabang, naftlena, sikloalkana, dan alkana rantai lurus)

Teknik pengubahan struktur senyawa hidrokarbon

Teknik pengubahan Penjelasan

Catalytic naptha reforming

Fluided catalytic cracking

Isomerisation

Alkylation

Mengubah alkana menjadi senyawa aromatik

Mengubah hidrokarbon rantai panjang yang mempunyai titik didih tinggi menjadi hidrokarbon dengan rantai lebih pendek

Mengubah alkana rantai lurus menjadi alkan berantai cabang

Mereaksikan alkena dengan isobutana untuk menghasilkan isoalkana yang berbilangan oktan tinggi

Balik lagi ke Kegunaan Minyak Bumi....

3. Kerosin

Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari minyak mentah pada 150˚C dan 275˚C (rantai karbon dari C12 sampai C15 ). Kerosin digunakan sebagai bahan bakar kompor masak, bahan bakar alat penerang, dan bahan bakar pesawat terbang. Kerosin yang digunakan untuk masak dan alat penerang dikenal dengan minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat terbang dikenal avtur.

4. Minyak Solar

Solar adalah fraksi minyak bumi dengan titik didih antara 250-340˚C. Minyak solar digunakan sebagai bahan bakar diesel. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setena. Angka setena adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakar dari suatu bahan bakar di dalam mesin diesel.

5. Minyak Pelumas dan Aspal

Minyak pelumas atau minyak oli berasal dari fraksi minyak gas berat. Kegunaan dari minyak pelumas, di ataranya mencegah karat dan mengurangi gesekan. Aspal berasal dari residu bumi. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tidak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan.

Manfaat Senyawa Hidrokarbon dalam kehidupan sehari-hari

Bidang Pangan

Bidang Sandang

Bidang Papan

Bidang Industri dan Perdagangan

Bidang Seni

Bidang Estetika

1. Bidang Pangan

Propilen glikol mempunyai banyak kegunaan dalam bidang pangan. Propilen glikol digunakan sebagai bahan penyedap rasa, pelarut zat warna makanan dan humektran bahan tambahan makanan.Gas etilen dan gas asetilena biasa digunakan untuk mempercepat pematangan buah. Gas etilena dapat diproduksi dari cracking fraksi minyak bumi. Gas asetilen dihasilkan selama pengkarbitan, yaitu hasil reaksi karbit (CaC2) dengan air

2. Bidang sandang

Saat ini banyak dikembangkan bahan pakian yang terbuat dari polimer, di antaranya poliester, polipropilena, poliuretan, dan nilon. Polimer berasal dari senyawa hidrokarbon seperti etilena, prolilena dan benzena. Beberapa produk sandang dengan bahan baku polimer yaitu jaket, sarung tangan, sepatu dan rok wanita

3. Bidang papan

Polistirena dapat digunakan sebagai busa penahan panas yang dipasang pada rumah-rumah yang berada di daerah dingin. Polistirena (karet sintetis) diperoleh dari polimerisasi turunan benzena, yaitu striena (C6H5 –CH=CH2).

4. Bidang industri dan perdagangan

1. Etenamerupakan bahan baku pembuatan pembuatan plastik polietena/polietilna. Selain itu, etena dapat diubah menjadi 1.2-dikloroetana, etil benzena, dan vinil asetat. Ketiga zat kimia tersebut masing-masing merupakan bahan dasar pembuatan plastik PVC, polistirena, dan polivinil asetat.I. Polietena digunakan sebagai bahan baku kantong

plastik, gelas plastik, kemasan makanan, botol, dan mainan anak-anak.

II. polivinil klorida banyak digunakan sebagai bahan pipa air

III. Polivinil asetat merupakan polimer yang dimanfaatkan sebagai zat perekat , bahan baku cat, dan disket komputer.

Perubahan etilena

a. Etilena OksidaEtilena oksida direaksikan dengan air untuk menghasilkan etilena glikol. Etilena glikol digunakan sebagai zat anti beku dan pendingin mesin kendaraan. b. EtanolEtanol dapat dimanfaatkan dalam bidang kesehatan sebagai pembersih luka, pelarut, dan bahan bakar kendaraan.

2. PropenaPropilena dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan plastik polipropilena (PP). Plastik PP merupakan plastk yang tidak tembus cahaya, kuat, dan keras.Perubahan Propena:a. Isopropil Alkohol (Zat aditif bahan bakar,

pembersih CD)b. Aseton (pelarut, pembersih kuku, pembersih

lem)c. Propilena Oksida dan Propilena Glikol

( pembuatan shampo, sabun mandi, dan tisu.)

5. Bidang Seni

Propilena glikol dapat digunakan untuk membuat asap buatan dalam pertunjukan teater dan musik. Selain itu, bahan plastik yang terbuat dari polipropilena dapat dicetak menjadi berbagai bentuk yang menarik dan bernilai tinggi.

6. Bidang Estetika

Beberapa senyawa hidrokarbon dapat digunakan untuk bahan baku minyak wangi. Senyawa terpena yang terdiri dari dua atau lebih unit isoprena (2-metil-1,3-butadiena) dapat menghasilkan aroma bunga mawar dan laveender.

Dampak Penggunaan Minyak Bumi

Dampak Partikulat

Dampak CO

Dampak Logam Timbel

Dampak Ozon

1. Dampak Partikulat

Partikulat merupakan zat pencemar padat maupun cair yang terdispersi di udara. Salah satu zat pencemar yang biasa berada dalam bentuk pertikulat adalah sulfur yang terkandung dalam bahan bakar solar. Sulfur dapat menyebabkan pembengkakan membran mukosa karena iritasi sehingga menghambat aliran udara pada saluran pernafasan.

2. Dampak CO

Gas CO dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna. Penyebabnya adalah kurangnya oksigen. Karbon monoksida bersifat racun, mengakibatkan turunnya berat janin, meningkatkan jumlah kematian bayi, serta menimbulkan kerusakan otak.

3. Dampak Logam timbel

Tel dapat meningkatkan bilangan oktan, akan tetapi penggunaan TEL dalam bensin menimbulkan dampak negatif. Besin yang dicampur TEL akan menghasilkan gas buang yang mengandung logam timbel. Logam timbel dapat mengakibatkan penurunan kecerdasan, penghambat pertumbuhan, mengurangi kemampuan mendangar dan memahami bahasa, menghilangkan konsntrasi pada anak, dan menurunkan kesuburan pada pria dan wanita dewasa.

4. Dampak Ozon

Ozon merupakan gas yang sangat beracun dan berbau sengit. Secara kimiawi, ozon lebih akitf dibandingkan oksigen biasa dan juga merupakan zat pengoksidasi yang lebih baik. Biasanya, ozon digunakan dalam proses pemurnian air, sterilisasi udara, dan pemutihan jenis makanan tertentu. Ozon dapat menimbulkan kerusakan serius pada tanaman, menimbulkan pernyakit pernapasan seperti bronkitis dan asma.

Cara Mengatasi dampak dari penggunaan minyak bumi

Bensin bebas timbel

Bioetanol

Biodiesel

Mobil Listrik

Mobil Hibrida

1. Memproduksi bensin bebas timbel

TEL ditambahkan pada bensin untuk meningkatkan kualitasnya. Namun, hasil keluaran dari bensin yang dicampur timbel, akan menghasilkan timbel. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan MTBE (methyl tertiary butyleteher). Namun, MTBE mempunyai sifat yang mirip dengan minyak dan sukar terurai dalam tanah.

2. Bioetanol

Adalah etanol yang diproduksi dari tumbuhan. Misalnya air tebu. Bioetanol dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan, baik murni maupun dicampur dengan bensin. Bensin yang dicampur alkohol dikenal dengan gasohol. Pembakaran bioetanol menciptakan CO2 bersih ke lingkungan karena zat yang sama akan diperlukan untuk pertumbuhan tanaman sebagai bahan baku bioetanol.

3. Biodiesel

Bahan bakar biodiesel berasal dari tumbuhan atau dari hewan yang direaksikan dengan metanol sehingga diperoleh minyak metil ester yang sering disebut dengan biodiesel.Biodiesel sangat mudah digunakan dan dapat langsung dimasukan ke dalam mesin diesel tanpa perlu memodifikasikan mesin. Dan dapat dicampur solar untuk mendapatkan setana yang lebih tinggi (semakin aman emisi gas buangnya).Biodisel juga berfungsi sebagai pelumas sekaligus membersihkan injector, serta dapat mengurangi emisi karbon dioksida, partikulat berbahaya, dan sulfur oksida

4. Mobil Listrik

Adalah mobil yang menggunakan listrik sebagai sumber tenaganya. Rangkaian mekanis dari motor tersebut hanya dapat difungsikan jika dialiri arus listrik AC maupun DC. Dalam setiap unit motor terdapat komponen penyimpanan energi menyerupai bateai atau aki. Sumber tenaga aki 200Ah/12V yang digunakan sebanyak 3 buah.

5. Mobil Hibrida

Energi yang digunakan untuk menggerakan mobil hibrida berasal dari gabungan mesin pembakaran internal (sumber energi BBM) dan listrik (sumber energi baterai). Baterai dapat diisi ulang pada saat kendaraan berhenti. Kelebihan lainnya, emisi keluaran mesin pembakaran internal digunakan untuk menggerakan generator menghasilkan listrik yang kemudian disimpan dalam baterai.