Proses Operasi di dalam Kilang Minyak[sunting|sunting sumber]

Minyak mentah yang baru dipompakan ke luar dari tanah dan belum diproses umumnya tidak begitu bermanfaat. Agar dapat dimanfaatkan secara optimal, minyak mentah tersebut harus diproses terlebih dahulu di dalam kilang minyak.Minyak mentah merupakan campuran yang amat kompleks yang tersusun dari berbagai senyawahidrokarbon. Di dalam kilang minyak tersebut, minyak mentah akan mengalami sejumlah proses yang akan memurnikan dan mengubah struktur dan komposisinya sehingga diperoleh produk yang bermanfaat.Secara garis besar, proses yang berlangsung di dalam kilang minyak dapat digolongkan menjadi 5 bagian, yaitu: ProsesDistilasi, yaitu proses penyulingan berdasarkan perbedaan titik didih; Proses ini berlangsung diKolom DistilasiAtmosferik dan Kolom Destilasi Vakum. Proses Konversi, yaitu proses untuk mengubah ukuran dan struktur senyawa hidrokarbon. Termasuk dalam proses ini adalah: Dekomposisidengan cara perengkahan termal dan katalis (thermal and catalytic cracking) Unifikasimelalui prosesalkilasidanpolimerisasi Alterasimelalui prosesisomerisasidancatalytic reforming Proses Pengolahan(treatment). Proses ini dimaksudkan untuk menyiapkan fraksi-fraksi hidrokarbon untuk diolah lebih lanjut, juga untuk diolah menjadi produk akhir. FormulasidanPencampuran(Blending), yaitu proses pencampuran fraksi-fraksi hidrokarbon dan penambahan bahan aditif untuk mendapatkan produk akhir dengan spesikasi tertentu. Proses-proses lainnya, antara lain meliputi: pengolahan limbah, proses penghilangan air asin (sour-water stripping), proses pemerolehan kembali sulfur (sulphur recovery), proses pemanasan, proses pendinginan, proses pembuatan hidrogen, dan proses-proses pendukung lainnya.Proses Distilasi[sunting|sunting sumber]

Gambar ini memperlihatkan proses distilasi (penyulingan) minyak mentah yang berlangsung di Kolom Distilasi.Tahap awal proses pengilangan berupa proses distilasi (penyulingan) yang berlangsung di dalamKolom Distilasi AtmosferikdanKolom Distilasi Vacuum. Di kedua unit proses ini minyak mentah disuling menjadi fraksi-fraksinya, yaitu gas, distilat ringan (seperti minyak bensin), distilat menengah (seperti minyak tanah, minyak solar), minyak bakar (gas oil), dan residu. Pemisahan fraksi tersebut didasarkan pada titik didihnya.Kolom distilasi berupabejana tekansilindris yang tinggi (sekitar 40 m) dan di dalamnya terdapat tray-tray yang berfungsi memisahkan dan mengumpulkan fluida panas yang menguap ke atas. Fraksi hidrokarbon berat mengumpul di bagian bawah kolom, sementara fraksi-fraksi yang lebih ringan akan mengumpul di bagian-bagian kolom yang lebih atas.Fraksi-fraksi hidrokarbon yang diperoleh dari kolom distilasi ini akan diproses lebih lanjut di unit-unit proses yang lain, seperti:Fluid Catalytic Cracker, dll.Produk-produk Kilang Minyak[sunting|sunting sumber]Produk-produk utama kilang minyak adalah: Minyak bensin(ashole). Minyak bensin merupakan produk terpenting dan terbesar dari kilang minyak. Minyak tanah(kerosene) LPG(Liquified Petroleum Gas) Minyak distilat(distillate fuel) Minyak residu(residual fuel) Kokas(coke) danaspal Bahan-bahan kimia pelarut(solvent) Bahan baku petrokimia Minyak pelumas

Pengolahan tahap pertama (primary process)

Pengolahan tahap pertama ini berlangsung melalui proses distilasi bertingkat, yaitu pemisahan minyak bumi ke dalam fraksi-fraksinya berdasarkan titik didih masing-masing fraksi.

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 menara gelembung. Makin ke atas, suhu dalam menara fraksionasi itu makin rendah. Hal itu menyebabkan komponen dengan titik didih lebih tinggi akan mengembun dan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian seterusnya, sehingga komponen yang mencapai puncak menara adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas.

Perhatikan diagram fraksionasi minyak bumi pada gambar 2 di atas.

Hasil-hasil frasionasi minyak bumi yaitu sebagai berikut.

1)Fraksi pertama

Pada fraksi ini dihasilkan gas, yang merupakan fraksi paling ringan. Minyak bumi dengan titik didih di bawah 30oC, berarti pada suhu kamar berupa gas. Gas pada kolom ini ialah gas yang tadinya terlarut dalam minyak mentah, sedangkan gas yang tidak terlarut dipisahkan pada waktu pengeboran.

Gas yang dihasilkan pada tahap ini yaitu LNG (Liquid Natural Gas) yang mengandung komponen utama propana(C3H8)dan butana(C4H10),dan LPG (Liquid Petroleum Gas) yang mengandung metana(CH4)dan etana(C2H6).

2)Fraksi kedua

Pada fraksi ini dihasilkan petroleum eter. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil 90oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendinginan dengan suhu 30oC 90oC. Pada trayek ini, petroleum eter (bensin ringan) akan mencair dan keluar ke penampungan petroleum eter. Petroleum eter merupakan campuran alkana dengan rantaiC5H12 C6H14.

3)Fraksi Ketiga

Pada fraksi ini dihasilkan gasolin (bensin). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 175oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 90oC 175oC. Pada trayek ini, bensin akan mencair dan keluar ke penampungan bensin. Bensin merupakan campuran alkana dengan rantaiC6H14C9H20.

4)Fraksi keempat

Pada fraksi ini dihasilkan nafta. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 200oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175oC- 200oC. Pada trayek ini, nafta (bensin berat) akan mencair dan keluar ke penampungan nafta. Nafta merupakan campuran alkana dengan rantaiC9H20C12H26.

5)Fraksi kelima

Pada fraksi ini dihasilkan kerosin (minyak tanah). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 275oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175oC- 275oC. Pada trayek ini, kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantaiC12H26C15H32.

6)Fraksi keenam

Pada fraksi ini dihasilkan minyak gas (minyak solar). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 375oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 250oC- 375oC. Pada trayek ini minyak gas (minyak solar) akan mencair dan keluar ke penampungan minyak gas (minyak solar). Minyak solar merupakan campuran alkana dengan rantaiC15H32C16H34.

7)Fraksi ketujuh

Pada fraksi ini dihasilkan residu. Minyak mentah dipanaskan pada suhu tinggi, yaitu di atas 375oC, sehingga akan terjadi penguapan.

Pada trayek ini dihasilkan residu yang tidak menguap dan residu yang menguap. Residu yang tidak menguap berasal dari minyak yang tidak menguap, seperti aspal dan arang minyak bumi. Adapun residu yang menguap berasal dari minyak yang menguap, yang masuk ke kolom pendingin dengan suhu 375oC. Minyak pelumas(C16H34C20H42)digunakan untuk pelumas mesin-mesin, parafin(C21H44C24H50)untuk membuat lilin, dan aspal (rantai C lebih besar dariC36H74)digunakan untuk bahan bakar dan pelapis jalan raya.

b.Pengolahan tahap kedua

Pengolahan tahap kedua merupakan pengolahan lanjutan dari hasil-hasil unit pengolahan tahapan pertama. Pada tahap ini, pengolahan ditujukan untuk mendapatkan dan menghasilkan berbagai jenis bahan bakar minyak (BBM) dan non bahan bakar minyak (non BBM) dalam jumlah besar dan mutu yang lebih baik, yang sesuai dengan permintaan konsumen atau pasar.

Pada pengolahan tahap kedua, terjadi perubahan struktur kimia yang dapat berupa pemecahan molekul (proses cracking), penggabungan molekul (proses polymerisasi, alkilasi), atau perubahan struktur molekul (proses reforming).

Proses pengolahan lanjutan dapat berupa proses-proses seperti di bawah ini.

1)Konversi struktur kimia

Dalam proses ini, suatu senyawa hidrokarbon diubah menjadi senyawa hidrokarbon lain melalui proses kimia.

a) Perengkahan (cracking)

Dalam proses ini, molekul hidrokarbon besar dipecah menjadi molekul hidrokarbon yang lebih kecil sehingga memiliki titik didih lebih rendah dan stabil.

Caranya dapat dilaksanakan, yaitu sebagai berikut:

Perengkahan termal; yaitu proses perengkahan dengan menggunakan suhu dan tekanan tinggi saja. Perengkahan katalitik; yaitu proses perengkahan dengan menggunakan panas dan katalisator untuk mengubah distilat yang memiliki titik didih tinggi menjadi bensin dan karosin. Proses ini juga akan menghasilkan butana dan gas lainnya. Perengkahan dengan hidrogen (hydro-cracking); yaitu proses perengkahan yang merupakan kombinasi perengkahan termal dan katalitik dengan "menyuntikkan" hidrogen pada molekul fraksi hidrokarbon tidak jenuh.

Dengan cara seperti ini, maka dari minyak bumi dapat dihasilkan elpiji, nafta, karosin, avtur, dan solar. Jumlah yang diperoleh akan lebih banyak dan mutunya lebih baik dibandingkan dengan proses perengkahan termal atau perengkahan katalitik saja.

Selain itu, jumlah residunya akan berkurang.

b) Alkilasi

Alkilasi adalah suatu proses penggabungan dua macam hidrokarbon isoparafin secara kimia menjadi alkilat yang memiliki nilai oktan tinggi. Alkilat ini dapat dijadikan bensin atau avgas.

c) Polimerisasi

Polimerisasi adalah penggabungan dua molekul atau lebih untuk membentuk molekul tunggal yang disebut polimer. Tujuan polimerisasi ini ialah untuk menggabungkan molekul-molekul hidrokarbon dalam bentuk gas (etilen, propena) menjadi senyawa nafta ringan.

d) Reformasi

Reformasi adalah proses yang berupa perengkahan termal ringan dari nafta untuk mendapatkan produk yang lebih mudah menguap seperti olefin dengan angka oktan yang lebih tinggi. Di samping itu, dapat pula berupa konversi katalitik komponen-komponen nafta untuk menghasilkan aromatik dengan angka oktan yang lebih tinggi.

e) Isomerisasi

Dalam proses ini, susunan dasar atom dalam molekul diubah tanpa menambah atau mengurangi bagian asal. Hidrokarbon garis lurus diubah menjadi hidrokarbon garis bercabang yang memiliki angka oktan lebih tinggi. Dengan proses ini, n-butana dapat diubah menjadi isobutana yang dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam proses alkilasi.

2)Proses ekstraksi

Melalui proses ini, dilakukan pemisahan atas dasar perbedaan daya larut fraksifraksi minyak dalam bahan pelarut (solvent) seperti SO2, furfural, dan sebagainya. Dengan proses ini, volume produk yang diperoleh akan lebih banyak dan mutunya lebih baik bila dibandingkan dengan proses distilasi saja.

3)Proses kristalisasi

Pada proses ini, fraksi-fraksi dipisahkan atas dasar perbedaan titik cair (melting point) masing-masing. Dari solar yang mengandung banyak parafin, melalui proses pendinginan, penekanan dan penyaringan, dapat dihasilkan lilin dan minyak filter. Pada hampir setiap proses pengolahan, dapat diperoleh produk-produk lain sebagai produk tambahan. Produk-produk ini dapat dijadikan bahan dasar petrokimia yang diperlukan untuk pembuatan bahan plastik, bahan dasar kosmetika, obat pembasmi serangga, dan berbagai hasil petrokimia lainnya.

4)Membersihkan produk dari kontaminasi (treating)

Hasil-hasil minyak yang telah diperoleh melalui proses pengolahan tahap pertama dan proses pengolahan lanjutan sering mengalami kontaminasi dengan zat-zat yang merugikan seperti persenyawaan yang korosif atau yang berbau tidak sedap. Kontaminan ini harus dibersihkan misalnya dengan menggunakan caustic soda, tanah liat, atau proses hidrogenasi.

Proses pengolahan minyak mentah menjadi fraksi-fraksi minyak bumi yang bermanfaat dilakukan di kilang minyak (oil refinery). Di Indonesia terdapat sejumlah kilang minyak, antara lain:http://ichsanrizqia17994.weebly.com/1/post/2014/02/proses-pengolahan-minyak-bumi-minyak-mentah-dan-komposisinya.html1. kilang minyak Cilacap, Jawa Tengah (Kapasitas 350 ribu barel/hari);2. kilang minyak Balongan, Jawa Tengah (Kapasitas 125 ribu barel/hari);3. kilang minyak Balikpapan, Kalimantan Timur (Kapasitas 240 ribu barel/hari);4. kilang minyak Dumai, Riau;5. kilang minyak Plaju, Sumatra Selatan;6. kilang minyak Pangkalan Brandan, Sumatra Utara; dan7. kilang minyak Sorong, Papua.

1. DESTILASIDestilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya.Dalam hal ini adalah destilasi fraksinasi. Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalamfurnace(tanur) sampai dengan suhu 370C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagianflash chamber(biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengansteam(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. GasRentang rantai karbon : C1 sampai C5Trayek didih : 0 sampai 50C2. Gasolin (Bensin)Rentang rantai karbon : C6 sampai C11Trayek didih : 50 sampai 85C3. Kerosin (Minyak Tanah)Rentang rantai karbon : C12 sampai C20Trayek didih : 85 sampai 105C4. SolarRentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135C5. Minyak BeratRentang ranai karbon : C31 sampai C40Trayek didih : 135 sampai 300C6. ResiduRentang rantai karbon : di atas C40Trayek didih : di atas 300CFraksi-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. CRACKINGSetelah 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.HidrocrackingHidrocracking 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. REFORMINGReforming 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 POLIMERISASIAlkilasi 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=CRRR-CH2-CHRRPolimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :M CnH2nCm+nH2(m+n)Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu isooktana.

5. TREATINGTreating 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. Dewaxingyaitu proses penghilangan wax (n parafin) dengan berat molekul tinggi dari fraksi minyak pelumas untuk menghasillkan minyak pelumas denganpour pointyang rendah. Deasphaltingyaitu 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, serta2. 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 adalahShell PaquesdariShell Global Solutions InternationaldanPaques 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.Senin, 18 November 2013Pengolahan Minyak Bumi

Laporan Proses Pengolahan Minyak BumiMinyak bumi bukan merupakan senyawa homogen, tapi merupakan campuran dari berbagai jenis senyawa hidrokarbon dengan perbedaan sifatnya masing-masing, baik sifat fisika maupun sifat kimia.

MINYAK BUMI

Minyak mentah (petroleum) adalah campuran yang kompleks, terutama

terdiri dari hidrokarbon bersama-sama dengan sejumlah kecil komponen yang mengandung sulfur, oksigen dan nitrogen dan sangat sedikit komponen yang mengandung logam.

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. Siklo alkana (napten) CnH2n

Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

Sikloheksana Siklopentana3. Aromatik CnH2n -6

Aromatik memiliki cincin 6 (enam)

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. Pengilangan/penyulingan (refining) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk yang dapat dijual (marketeble product) melalui kombinasi proses fisika dan kimia. Produk yang dihasilkan dari proses pengilangan/penyulingan tersebut antara lain:

1. Light destilates adalah komponen dengan berat molekul terkecil.

a. Gasoline (Amerika Serikat) atau motor spirit (Inggris) atau bensin (Indonesia) memiliki titik didih terendah dan merupakan produk kunci dalam penyulingan yang digunakan sebagai bahan pembakar motor 45% dari minyak mentah diproses untuk menghasilkan gasolin.

b. Naphta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerasin. Beberapa naphta digunakan sebagai :

- Pelarut dry cleaning (pencuci)

- Pelarut karet

- Bahan awal etilen

- Dalam kemileteran digunakan sebagai bahan bakar jet dikenanl sebagai jP-4

c. Kerosin memiliki titik didih tertinggi dan biasanya digunakan sebagai :

- Minyak tanah

- Bahan bakar jet untuk air plane

2. Intermediate destilates merupakan minyak gas atau bahan bakar diesel yang penggunaannya sebagai bahan bakar transportasi truk-truk berat, kereta api, kapal kecil komersial, peralatan pertanian dan lain-lain.

3. Heavy destilates merupakan komponen dengan berat molekul tinggi. Fraksi ini biasanya dirubah menjadi minyak pelumas (lubricant oils), minyak dengan berat jenis tinggi dari bahan bakar, lilin dan stock cracking.

4. Residu termasuk aspal, residu bahan bakar minyak dan petrolatum.

Fraksi Minyak Bumi

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari

minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Jangka titik

Didih (C)

Banyaknya atom karbon

Nama Penggunaan

Dibawah 30 1 - 4 Fraksi Gas Bahan Bakar Pemanas

30 180 5 10 Bensin Bahan bakar mobil

180 230 11 12 Minyak Tanah Bahan bakar jet

230 305 13 17 Minyak Gas Bahan bakar diesel,Pemanas 305 405 18 - 25 Minyak Gas Berat Bahan bakar pemanas

Sisa: 1. Minyak bisa menguap : Minyak-minyak pelumas, lilin, parafin dan vaselin.

2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi.

Proses Pengolahan Minyak Bumi

Energi yg paling banyak kita gunakan utk transportasi adalah bensin. Bensin ini memiliki spesifikasi yg bermacam-macam, contohnya premium, pertamax, pertamax plus. Perbedaan dari ketiganya adalah Bilangan Oktan yang artinya kemampuan bahan bakar utk menahan knocking (ketukan) dan terbakar scr spontan, juga bisa diartikan nilai perbandingan antara isooktana dengan n-heptana. Isooktana adalah hidrokarbon dalam minyak bumi yg sangat bagus karena tidak mudah terbakar scr spontan dan beda dengan n-heptana yg sangat mudah terbakar dg sendirinya. Isooktana mempunyai struktur rantai bercabang dan n-heptana rantai lurus. Semakin tinggi isooktana maka semakin bagus kualitas bensin. Sering juga utk menaikkan oktan, mengurangi knocking dan menghindari polusi ditambahkan TEL (Tetra Ethyl Lead), MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether).

Pertamax '92 artinya dalam bahan bakar tsb tersusun dari 92% isooktana dan 8% n-heptana. Adapun spesifikasi dari bensin adalah

Premium bilangan oktannya '80 - 82 Pertamax '91-92 Pertamax Plus '95-98

Bensin dengan oktan tinggi akan terbakar lambat apabila terkena tekanan shg irit BBM. Pemilihan bahan bakar agar efisien dan ramah lingkungan terus diupayakan shg kandungan terbanyak nantinya adalah isooktana dan menekan n-heptana, caranya akan saya jelaskan dibawah.

Di bidang teknik kimia kita seharusnya harus paham tentang pengolahan minyak bumi, bagaimana bahan bakar diperoleh. Masih ingat dalam SMA dulu saya menghafalkan urutan fraksi minyak bumi dari yang teringan ke terberat ( L Be Na Ke So Min ) yaitu LPG, BEnsin, NAfta, KErosin, SOlar, MINyak pelumas. Prosesnya sebagai berikut:

Distilasi Bertingkat / Fraksinasi

Minyak bumi yg didapat dari pengeboran lepas pantai masih berupa cairan kental (crude oil) yang mengandung komponen-komponen lain seperti logam, belerang, nitrogen, air, dan garam-garam. Maka perlu dilakukan pembersihan yg disebut Desalting (menghilangkan garam-garam yg terikut dg mencampurkan minyak + air, shg garam akan terlarut, selain itu juga mencucinya dengan asam basa shg komponen selain hidrokarbon akan hilang). Setelah itu dilakukan pemasakan dgn furnace pada suhu 370 - 400C, uap yang dihasilkan dimasukkan lewat kolom feed (tempat masukan) menuju menara distilasi. Menara distilasi memisahkan komponen berdasarkan titik didihnya. Menara distilasi didesain seperti yg sudah saya jelaskan di postingan lalu "desain kolom pemisah distilasi". Uap yang masuk akan bergerak keatas, dan semakin keatas suhu menara semakin rendah, shg komponen yg mempunyai titik didih rendah akan terus bergerak keatas dan masuk pada kolom distilat teratas dan komponen dg titik didih tinggi akan mengisi kolom distilat bawah. Fase yg bukan uap akan tertampung pada kolom bagian bawah sebagai residu. Selanjutnya setelah melewati kolom distilat dilakukan kondensasi menggunakan refrigerant.

Fraksi hidrokarbon yg didapatkan mulai dari kolom distilat teratas adalah :

1. Proses Cracking / PemecahanPada tahap ini fraksi minyak bumi bisa direkayasa untk menghasilkan jenis bahan bakar. Misalnya saja ingin bensin yg banyak dg jumlah karbon antara 5 -10.

Ada 3 cara cracking :

Thermal Cracking

Prosesnya dinamakan pyrolisis (menggunakan api) yaitu hidrokarbon jenis alkana dilewatkan pada kolom dg suhu tinggi ( 700 - 900C )dan cepat-cepat didinginkan shg terjadi pemendekan rantai alkana (menjadi alkena + hidrogen ). Juga bisa diartikan fraksi minyak bumi dengan jumlah atom C besar ingin dipecah ke jumlah atom C kecil

Catalytic Cracking

Proses penggunaan katalis dan biasanya SiO2 dan Al2O3

Hydro Cracking

Kombinasi antara keduanya dan menghasilkan senyawa jenuh, dilakukan pada tekanan tinggi

3. Reforming

Pengubahan struktur molekul dari yg semula lurus menjadi bercabang, utk memperbaiki kualitas dari bahan bakar (bensin) karena isooktana (bercabang) lebih baik daripada n-heptana (lurus). Prosesnya dengan menggunakan katalis dan pemanasan suhu tinggi.

4. Polimerisasi

Penggabungan molekul-molekul sederhana menjadi molekul komplek. Misalnya isooktana hasil penggabungan antara isobutana dan isobutene.

5. Treating

Pemurnian minyak bumi dg penghilangan pengotor-pengotornya, misalnya penambahan soda kaustik (NaOH).

6. Blending

Proses penambahan zat aditif, misal pada bensin ditambah TEL.

Pada prinsipnya pengolahan minyak bumi dilakukan dengan dua langkah, yaitu desalting dan distilasi.

A. Desalting

Proses desalting merupakan proses penghilangan garam yang dilakukan dengan cara mencampurkan minyak mentah dengan air, tujuannya adalah untuk melarutkan zat-zat mineral yang larut dalam air. Pada proses ini juga ditambahkan asam dan basa dengan tujuan untuk menghilangkan senyawa-senyawa selain hidrokarbon. Setelah melalui proses desalting, maka selanjutnya minyak akan menjalani proses distilasi.

B. Distilasi

Minyak mentah yang telah melalui proses desalting kemudian diolah lebih lanjut dengan prosesdistilasi bertingkat, yaitu cara pemisahan campuran berdasar perbedaan titik didih. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari proses distilasi bertingkat ini adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada interval (range) suhu tertentu. Proses distilasi bertingkat dan fraksi yang dihasilkan dari distilasi bertingkat tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

Diagram menara fraksionasi (distilasi bertingkat) untuk penyulingan minyak bumi. Pandangan irisan menunjukkan bagaimana fasa uap dan cairan dijaga agar selalu kontak satu sama lain, sehingga pengembunan dan penyulingan berlangsung menyeluruh sepanjang kolom.

Fraksi Hidrokarbon yang Didapatkan dari Distilasi Bertingkat

FraksiJumlah Atom CTitik DidihKegunaan

GasC1 C5-164 C 30 Cbahan bakar gas

Eter petroleumC5 C730 C 90 Cpelarut, binatu kimia

BensinC5- C1230 C 200 Cbahan bakar motor

Minyak tanahC12 C16175 C 275 Cminyak lampu, bahan bakar kompor

Minyak gas, bakar, dan dieselC15 C18250 C 400 Cbahan bakar mesin diesel

Minyak-minyak pelumas, gemuk, jeli petroleumC16 ke atas350 C ke ataspelumas

Parafin (lilin)C20 ke atasmeleleh 52 C 57 Clilin gereja, pengendapan air bagi kain, korek api,dan pengawetan

Terresiduaspal buatan

Kokas petroleumresidubahan bakar, elektrode

Fraksi-faksi yang didapatkan setelah proses distilasi selanjutnya diolah lebih lanjut dengan proses reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

1. Reforming

Reformingmerupakan suatu cara pengubahan bentuk, yaitu dari rantai lurus menjadi bercabang. Proses ini digunakan untuk meningkatkan mutu bensin.

2. Polimerisasi

Polimerisasimerupakan suatu cara penggabungan monomer (molekul molekul sederhana) menjadi molekul-molekul yang lebih kompleks.

3. Treating

Treatingmerupakan proses penghilangan kotoran pada minyak bumi.

4. Blending

Blendingmerupakan proses penambahan zat aditif.

Pemrosesan Minyak Bumi

Pada pemrosesan minyak bumi melibatkan 2 proses utama, yaitu :

1. Proses pemisahan (separation processes)

2. Proses konversi (convertion processes)

Proses pengilangan (refines) pertama-tama adalah mengubah komponen

minyak menjadi fraksi-fraksi yang laku dijual berupa beberapa tipe dari destilasi. Beberapa perlakuan kimia dan pemanasan dilakukan untuk memperbaiki kualitas dari produk minyak mentah yang diperoleh. Misalnya pada tahun 1912 permintaan gasolin melebihi supply dan untuk memenuhi permintaan tersebut maka digunakan proses "pemanasan" dan "tekanan" yang tinggi untuk mengubah fraksi yang tidak diharapkan. Molekul besar menjadi yang lebih kecil dalam range titik didih gasolin, proses ini disebut cracking.

A. Proses Pemisahan (Separation Processes)

Unit operasi yang digunakan dalam penyulingan minyak biasanya sederhana tetapi yang kompleks adalah interkoneksi dan interaksinya.

Proses pemisahan tersebut adalah :

1. Destilasi

Bensin, kerasin dan minyak gas biasanya disuling pada tekanan atmosfer,

fraksi-fraksi minyak pelumas akan mencapai suhu yang lebih tinggi dimana zat-zat hidrokarbon mulai terurai (biasanya kira-kira antara suhu 375 -400C) karena itu lebih baik jika minyak pelumas disuling dengan tekanan yang diturunkan. Pengurangan tekanan diperoleh dengan menggunakan sebuah pompa vakum (vacuum pump).

2. Absorpsi

Umumnya digunakan untuk memisahkan zat yang bertitik didih tinggi dengan gas. Minyak gas digunakan untuk menyerap gasolin alami dari gas-gas basah. Gas gas dikeluarkan dari tank penyimpanan gas sebagai hasil dari pemanasan matahari yang kemudian diserap ulang oleh tanaman. Steam stripping pada umumnya digunakan untuk mengabsorpsi hidrokarbon fraksi ringan dan memperbaiki kapasitas absorpsi minyak gas.

Proses ini dilakukan terutama dalam hal-hal sebagai berikut:

- Untuk mendapatkan fraksi-fraksi gasolin alami yang dapat dicampurkan pada bensin.

- Untuk pemisahan gas-gas rekahan dalam suatu fraksi yang sangat ringan

(misalnya fraksi yang terdiri dari zat hidrogen, metana, etana) dan fraksi yang lebih berat yaitu yang mempunyai komponen-komponen yang lebih tinggi.

- Untuk menghasilkan bensin-bensin yang dapat dipakai dari berbagai gas ampas dari suatu instalasi penghalus.

3. Adsorpsi

Proses adsorpsi digunakan untuk memperoleh material berat dari gas.

Pemakaian terpenting proses adsorpsi pada perindustrian minyak adalah :

- Untuk mendapatkan bagian-bagian berisi bensin (natural gasoline) dari gas-gas bumi, dalam hal ini digunakan arang aktif.

- Untuk menghilangkan bagian-bagian yang memberikan warna dan hal-hal lain yang tidak dikehendaki dari minyak, digunakan tanah liat untuk menghilangkan warna dan bauxiet (biji oksida-aluminium).

4. Filtrasi

Digunakan untuk memindahkan endapan lilin dari lilin yang mengandung

destilat. Filtrasi dengan tanah liat digunakan untuk decolorisasi fraksi.

5. Kristalisasi

Sebelum di filtrasi lilin harus dikristalisasi untuk menyesuaikan ukuran Kristal dengan cooling dan stirring. Lilin yang tidak diinginkan dipindahkan dan menjadi lilin mikrokristalin yang diperdagangkan.

6. Ekstraksi

Pengerjaan ini didasarkan pada pembagian dari suatu bahan tertentu dalam dua bagian yang mempunyai sifat dapat larut yang berbeda.

B. Proses Konversi (conversion processes)

Hampir 70% dari minyak mentah di proses secara konversi di USA,

mekanisme yang terjadi berupa pembentukan "ion karbonium" dan "radikal bebas". Dibawah ini ada beberapa contoh reaksi konversi dasar yang penting:

1. Cracking atau Pyrolisis

Cracking atau pyirolisis merupakan proses pemecahan molekul-molekul

hidrokarbon besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dengan adanya pemanasan atau katalis. C7H15C15H30C7H15 C7H16 + C6H12CH2 + C14H28CH2

minyak gas berat gasolin gasalin (anti knock) recycle stock

Dengan adanya pemanasan yang cukup dan katalis maka hidrokarbon paraffin akan pecah menjadi dua atau lebih fragmen dan salah satunya berupa olefin. Semua reaksi cracking adalah endotermik dan melibatkan energi yang tinggi.

Proses cracking meliputi:

* Proses cracking thermis murni

Proses ini merupakan proses pemecahan molekul-molekul besar dari zat

hidrokarbon yang dilakukan pada suhu tinggi yang bekerja pada bahan awal selama waktu tertentu. Pada pelaksanaannya tidak mungkin mengatur produk yang dihasilkan pada suatu proses crackingi, biasanya selain menghasilkan bensin (gasoline) juga mengandung molekul-molekul yang lebih kecil (gas) dan molekul-molekul yang lebih besar (memiliki titik didih yang lebih tinggi dari bensin).

Proses cracking dilakukan unuk menghasilkan fraksi-fraksi bensin yang berat yaitu yang mempunyai bilangan oktan yang buruk karena umunya bilangan oktan itu meningkat jika titik didihnya turun. Maka pada cracking bensin berat akan diperoleh suatu perbaikan dalam kualitas bahan pembakarnya yang disebabkan oleh 2 hal, yaitu:

- Penurunan titik didih rata-rata

- Terbentuknya alken

Oleh karena itu bilangan oktan dapat meningkat dengan sangat tinggi, misalnya dari 45-50 hingga 75-80.

* Proses cracking thermis dengan katalisator

Dengan adanya katalisator maka reaksi cracking dapat terjadi pada suhu

yang lebih rendah. Keuntungan dari proses thermis-katalisator adalah:

- Perbandingan antara bensin terhadap gas adalah sangat baik karena disebabkan oleh pendeknya waktu cracking pada suhu yang lebih rendah.

- Bensin yang dihasilkan menunjukkan angka oktan yang lebih baik.

Dengan adanya katalisator dapat terjadi proses isomerisasi, dimana alkena dengan rantai lurus diubah menjadi hidrokarbon bercabang, selanjtnya terjadi aromatik-aromatik dalam fraksi bensin yang lebih tinggi yang juga dapat mempengaruhi bilangan oktan.

* Proses cracking dengan chlorida-aluminium (AlCl3) yang bebas air

Bila minyak dengan kadar aromatik rendah dipanaskan dengan AlCl3 bebas air pada suhu 180-2000C maka akan terbentuk bensin dalam keadaan dan waktu tertentu. Bahan yang tidak mengandung aromatik (misalnya parafin murni) dengan 2 atau 5% AlCl3 dapat merubah sebagian besar (90%) dari bahan itu menjadi bensin, bagian lain akan ditingga/ sebagai arang dalam ketel. Anehnya pada proses ini bensin yang dihasilkan tidak mengandung alkena-alkena tetapi masih memiliki bilangan oktan yang lumayan, hal ini mungkin disebabkan kerena sebagian besar alkena bercabang. Kerugian dari proses ini adalah :

- Mahal karena AlCl3 yang dipakai akan menyublim dan mengurai.

- Bahan-bahan yang dapat dikerjakan terbatas.

- Pada saat reaksi berlangsung, banyak sekali gas asam garam maka harus memakai alat-alat yang tahan korosi.

2. Polimerisasi

Terbentuknya polimer antara ikatan molekul yang sama yaitu ikatan bersama dari light gasoline.

C C katalis C C

C C = C + C C = C C C C C = C+ C - C- C- C = C - C

suhu /tekanan C C C

rantai pendek tidak jenuh rantai lebih panjang

Proses polimerisasi merubah produk samping gas hirokarbon yang dihasilkan pada cracking menjadi hidrokarbok liquid yang bisa digunakan sebagai:

- Bahan bakar motor dan penerbangan yang memiliki bilangan oktan yang tinggi.

- Bahan baku petrokimia.

Bahan dasar utama dalam proses polimerisasi adalah olefin (hidrokarbon

tidak jenuh) yang diperoleh dari cracking still. Contohnya: Propilen, n-butilen, isobutilen.

CH3 CH3 CH3 H3PO4

2CH3 C - CH2 CH3 - C - CH2 - C = CH2 C12H24

CH3 tetramer atau tetrapropilen

Isobutelin diisobutilen (campuran isomer)

3. Alkilasi

Proses alkilasi merupakan proses penggabungan olefin dari aromat atau

hidrokarbon parafin.

C katalis C

C = C + C - C - C C - C - C - C

C

etilen isobutan 2,2-dimetilbutan atau neoheksan

(unsaturated) (isounsaturated) ( saturated branched chain)

Proses alkilasi adalah eksotermik dan pada dasarnya sama dengan

polimerisasi, hanya berbeda pada bagian-bagian dari charging stock need be unsaturated. Sebagai hasilnya adalah produk alkilat yang tidak mengandung olefin dan memiliki bilangan oktan yang tinggi. Metode ini didasarkan pada reaktifitas dari karbon tersier dari isobutan dengan olefin, seperti propilen, butilen dan amilen.

4. Hidrogenasi

Proses ini adalah penambahan hidrogen pada olefin. Katalis hidrogen adalah logam yang dipilih tergantung pada senyawa yang akan di reduksi dan pada kondisi hidrogenasi, misalnya Pt, Pd, Ni, dan Cu.

C H2 C

C C C = C - C C - C C C - C

C katalis C C

diisobutilen isooktan

Disamping untuk menjenuhkan ikatan ganda, hidrogenasi dapat digunakan untuk mengeliminasi elemen-elemen lain dari molekul, elemen ini termasuk oksigen, nitrogen, halogen dan sulfur.

5. Hydrocracking

Proses hydrocracking merupakan penambahan hidrogen pada proses

cracking. C17H15C15H30C7H15 + H2 C7H16 + C7H16 + C15H32

6. Isomerisasi

Proses isomerisasi merubah struktur dari atom dalam molekul tanpa adanya perubahan nomor atom.

3000C

C - C - C - C C - C - C

AlCl3

Proses ini menjadi penting karena dapat menghasilkan iso-butana yang

dibutuhkan untuk membuat alkilat sebagai dasar gasoline penerbangan.

CH3

CH3 - CH2 - CH2 - CH3 CH3 - CH - CH3

n-butana iso-butana

7. Reforming atau Aromatisasi

Reforming merupakan proses konversi dari naptha untuk memperoleh produk yang memiliki bilangan oktan yang tinggi, dalam proses ini biasanya menggunakan katalis rhenium, platinum dan chromium.

Pengolahan Minyak Mentah

Minyak mentah merupakan campuran yang sangat kompleks maka perlu diolah lebih lanjut untuk dapat dimanfaatkan.Gambar 9.5merupakan tempat pengolahan minyak mentah menjadi fraksi-fraksi minyak bumi, seperti yang ada di SPBU dilakukan melalui penyulingan (distillation) bertingkat.

1. Penyulingan Minyak Bumi

Minyak yang ditambang masih berupa minyak mentah yang belum dapat digunakan. Untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar dan aplikasi lain, minyak mentah perlu diolah di kilang-kilang minyak melalui penyulingan bertingkat denganteknik fraksionasi. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalahperbedaantitik didihdi antara fraksi-fraksi minyak mentah. Jika selisih titik didih tidak berbeda jauh maka penyulingan tidak dapat diterapkan (perhatikanTabel 9.1).

Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi. Jadi, secara bertahap, senyawa hidrokarbon dapat dipisahkan dari campuran minyak mentah.

Tabel 9.1Proses Penyulingan Minyak Mentah Menjadi Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

DistilatHasilJumlah Atom CAplikasi

GasGasolinKerosinDieselPelumasResidu1 45 1011 1516 2021 40> 50Bahan bakar gas, plastik,bahan kimiaBahan bakar cair (bensin), Bahan kimiaBahan bakar pesawat, bahan bakar kompor, bahan kimiaBahan bakar diesel, bahan kimiaPelumas, lilin, malam (wax)Aspal, zat anti bocor(waterproof)

Fraksi minyak mentah yang pertama keluar dari penyulingan adalah senyawa hidrokarbon dengan massa molekul rendah, kurang dari 70 sma. Fraksi ini dikemas dalam tabung bertekanan sampai mencair. Hasil pengolahan pada fraksi ini dikenal dengan LPG (liquid petroleum gas). Setelah semua fraksi teruapkan, fraksi berikutnya yang keluar adalah fraksi gasolin. Suhu yang diterapkan untuk mengeluarkan fraksi ini berkisar antara 40 200C. Pada suhu tersebut, hidrokarbon mulai dari pentana sampai oktana dikeluarkan dari penyulingan (lihat titik didih pentana sampai oktana). Pada suhu kamar, wujud dari fraksi ini adalah cairan tak berwarna hingga agak kuning dan mudah menguap. Demikian seterusnya hingga semua fraksi dapat dipisahkan secara bertahap berdasarkan perbedaan titik didihnya. Hasil fraksionasi itu menyisakan residu yang disebut aspal berwarna hitam pekat.

2. Perengkahan 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 (C5C9) melaluiperengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500C 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)C6H14(l) + C6H12(l)

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 denganperengkahan katalitikmenggunakan 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. Dalamreforming, 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)C7H16(l) + H2(g)

3. Bilangan OktanMinyak Bumi

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (perhatikanGambar 9.6). Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang. 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 istilahbilangan oktan. Bilanganoktanadalahbilanganperbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuranhidrokarbon standar. Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalahn-heptanadan2,2,4-trimetilpentana(isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13%n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan. Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:

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

b. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;

c. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktanroad index.

Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan padaTabel 9.2.

Tabel 9.2Bilangan Oktan Hidrokarbon

HidrokarbonBilangan Oktan Road Indeks

n-heptana0

2-metilheptana23

n-heksana25

2-metilheksana44

1-heptena60

n-pentana62

1-pentena84

1-butena91

Sikloheksana97

2,2,4-trimetil pentana100

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkann-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dann-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, sepertitetraetillead(TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 1520 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebutbensin premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termalreforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500600C) dan tekanan tinggi (2550 atm).http://pramestinirartha18.blogspot.com/2013/11/makalah-minyak-bumi.html