Bahan Ajar MINYAK BUMI
Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu: 1. Menjelaskan Menjelaskan proses proses pembentukan pembentukan minyak minyak bumi. bumi. 2. Menjelaskan Menjelaskan komponen-k komponen-kompo omponen nen utama penyusun penyusun minyak bumi. 3. Menj Menjel elask askan an dasar dasar dan dan tekn teknik ik pemi pemisah sahan an frak fraksi si-fraksi minyak bumi. 4. Menjelaskan Menjelaskan keunaan keunaan fraksi-frak fraksi-fraksi si minyak bumi. bumi. !. Membedakan Membedakan kualitas kualitas bensin bensin berdasarkan berdasarkan bilanan bilanan oktannya.
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak bumi yang cukup banyak. Minyak bumi merupakan sumber alam yang sa Di Indonesia minyak bumi ditemukan di berbagai tempat, oleh karena itu kita perlu mengetahui dan lebih mengenal tentang minya
!"
MINYAK BUMI Pembentukan dan Eksplorasi Minyak Bumi +embentukan Minyak *umi Minyak bumi terbentuk dari fosil-fosil he"an dan tumbuhan ke#il yan hidup di laut dan tertimbun selama berjuta-juta tahun lampau. $etika he"an dan tumbuhan laut mati, jasad mereka tertimbun oleh pasir dan lumpur di dasar laut. Setelah ribuan tahun tertimbun, akibat penaruh tekanan dan suhu bumi yan tini, lapisan-lapisan lumpur dan pasir berubah menjadi batuan. Akibat tekanan dan panas bumi, fosil he"an dan tumbuhan yan terjebak di lapisan batuan se#ara Gambar $ emben#ukan Minyak Bumi perlahan berubah menjadi minyak mentah dan as alam. $edua bahan tersebut terperankap di antara lapisan-lapisan batuan dan tidak dapat keluar %perhatikan ambar di sampin&' ks lorasi Min ak *umi (ahap pertama eksplorasi minyak bumi adalah men#ari petunjuk di permukaan bumi seperti adanya lipatanlipatan batuan. )ipatan-lipatan itu akibat tekanan as dan minyak bumi yan merembes ke dalam batuan berpori sehina minyak bumi dapat naik ke permukaan, tetapi tidak men#apai permukaan bumi karena tertahan oleh lapisan batuan lain. *erdasarkan hasil penamatan dan petunjuk struktur permukaan bumi, area selanjutnya diselidiki menunakan pan#aran elomban seismik. +an#aran elomban seismik diunakan Gambar 2 Eksplorasi Minyak Bumi dengan Menggunakan Sensor enangkap !adar "ipa#an Ba#uan untuk menentukan struktur batuan pada lapisan kulit bumi. elomban seismik di#iptakan menunakan ledakan ke#il. )edakan ini akan menhasilkan elomban dan menirimkannya sampai kedalaman tertentu. ika ada struktur batuan yan menelembun % anti cline', elomban akan dipantulkan kembali. +antulan ini dapat dideteksi oleh sensor sehina dapat diketahui se#ara akurat posisi minyak bumi. Setelah menentukan lokasi yan diperkirakan menandun minyak bumi, tahapan selanjutnya adalah melakukan keiatan eksploitasi. ksploitasi adalah rankaian keiatan yan bertujuan untuk menhasilkan minyak bumi. $eiatan ini terdiri atas peneboran dan !#
penyelesaian sumur, pembanunan sarana penankutan, penyimpanan, dan penolahan untuk pemisahan dan pemurnian minyak. +eneboran sumber minyak bumi menhasilkan minyak mentah yan harus diproses lai.
Komponen enyusun Minyak Bumi Minyak bumi yan baru keluar dari peneboran merupakan minyak mentah %#rude oil' yan kental ber"arna hitam. Minyak mentah merupakan #ampuran dari berbaai ma#am senya"a yan sebaian besar merupakan senya"a hidrokarbon seperti alkana, sikloalkana,dan hidrokarbon aromatik, serta senya"a-senya"a lain. 1. Alkana Senya"a alkana yan terdapat dalam minyak bumi ada yan memiliki rantai karbon lurus seperti n-butana dan n-heptana ada jua yan memiliki rantai ber#aban seperti isooktana %2,2,4/trimetilpentana'. 1 0
0 3 1
2
1 0
2
1 0
3
2
1 0
2
1 0
2
1 0
1 0
3
n-butana 1 0
0 3 1
1 0
2
2
1 0
3
n-heptana 1 0 0 3 1
3
1
1 0
1 0
2
1 0 1 0
3
3
2,2,4/trimetilpentana alam minyak bumi senya"a yan palin banyak ditemukan adalah senya"a hidrokarbon denan rantai lurus
2. Sikloalkana Sikloalkana yan ditemukan dalam minyak bumi #ontohnya metil siklopentana dan etil sikloheksana denan rumus struktur sebaai berikut: 1 0
1 0 0
0 2 1 0 2 1
2
2
1 0 1 0
1 0 2
metil siklopentana
3
0
1
1 0
1
1 0
2
2
1
0
1 0 2
2
etil sikloheksana
3. 0idrokarbon Aromatik !$
2
1 0
3
Senya"a hidrokarbon aromatik palin sederhana yan terdapat pada minyak bumi adalah benena dan metilbenena denan rumus struktur sebaai beriku
4. Sen a"a )ain Senya"a lain yan terdapat dalam minyak bumi dalam jumlah ke#il yaitu: a. Senya"a beleran, antara lain alkanatiol -S-0. b. Senya"a nitroen, antara lain pirol %40! 5', #. Senya"a oksien, berupa asam karboksilat. d. Senya"a orano loam, berupa senya"a 6anadium dan nikel denan jumlah sedikit. (abel $omponen +enyusun Minyak *umi enis senya"a +rosentase 0idrokarbon 78-779 Senya"a beleran 8,-9 Senya"a nitroen 8,81-8,79 Senya"a oksien 8,81-8,479 ;rano loam Sanat ke#il
$andunan Senya"a Alkana, sikloalkana dan alkana aromatis Alkanatiol +irol % 40! 5' Asam karboksilat Senya"a loam nikel
engolahan Minyak Bumi Minyak mentah yan baru dikeluarkan dari dalam bumi belum memiliki banyak keunaan sehina perlu diolah lebih dulu. (ahapan penolahan minyak mentah meliputi proses distilasi, cracking, reforming , polimerisasi, treating , dan blending . 1. istilasi istilasi atau penyulinan adalah #ara pemisahan #ampuran senya"a berdasarkan perbedaan titik didih komponen penyusun #ampuran tersebut. Minyak mentah menandun #ampuran senya"a hidrokarbon yan memiliki titik didih ber6ariasi berantun dari struktur molekulnya. Melalui proses destilasi ini, minyak mentah dapat diuraikan menjadi berbaai senya"a hidrokarbon penyusunnya sesuai titik didih senya"a tersebut. ara distilasi yan dilakukan menunakan pendininan bertahap
fraksinasi itu makin rendah. 0al itu menyebabkan komponen denan titik didih lebih tini akan menembun dan terpisah,sedankan komponen yan titik didihnya lebih rendah akan naik ke baian yan lebih atas lai. emikian seterusnya sehina komponen yn men#apai pun#ah menara adalah komponen yan pada suhu kamar berupa as. +erhatikan diaram fraksinasi minyak bumi berikut&
=raksi-fraksi minyak bumi =raksi /fraksi Minyak *umi as
umlah Atom 1-4
(itik idih %o' >28
*ensin
!-18
48-1?8
5afta
@-18
8-1?8
$erosin
11-14
1?8-2!8
iesel Minyak pelumas esidu
1!-1 1?-28
2!8-388 388-3!8
28
3!8
$eunaan bahan bakar yan dikenal denan )5 dan )+ bahan b akar motor, mobil, dan k endaraan bermotor lainnya sintetis senya"a oranik seperti #at, plastik, kosmetik, karet sintetis, deteren, obat, dan bahan pakaian bahan bakar pesa"at, bahan bakar kompor, dan insektisida bahan bakar industry dan mesin diesel pelumas mesin-mesin bahan pembuatan aspal, isolasi listrik, dan bahan penedap suara di lantai.
n 2. ra#kin ra#kin dilakukan untuk menuraikan molekul-molekul senya"a hidrokarbon yan besar menjadi molekul-molek senya"aa yan lebih ke#il. ua #ara proses #ra#kin antara lain: a. +roses cracking denan menunakan suhu tini dan tekanan rendah. !!
b. +roses cracking denan menunakan bubukkatalis platina atau molybdenum oksida. ontoh #ra#kin berupa penubahan minyak solar atau minyak tanah %kerosin' menhasilkan bensin. ontoh peme#ahan senya"a n-pentadekana % 1!032' menjadi n-oktana, etena, dan propena
2. eformin eformin dilakukan untuk menubah bentuk molekuk bensin yan bermutu kuran baik %rantai karbon lurus' menjadi bensin yan bermutu lebih baik %rantai karbon ber#aban'. +roses ini dilakukan denan menunakan katalis dan pemanasan. 1 0 0 3 1
1 0
2
1 0
1 0
2
1 0
2
katalis
1
0 3 1
3
3
1 0
1 0
3
3
4. +olimerisasi +olimerisasi dilakukan untukmenbunkan molekul ke#il menjadi molekul besar. Misalnya, penabunan senya"a isobutena denan senya"a isobutana yan menhasilkan bensin berkualitas tini, yaitu isooktana. 1 0 0 3 1
1 1 0
Csobutene
1 0 3
3
B
0 3 1
1 0 1 0
1 0
3
0 3 1
1 1 0
3
isobutana
3
1 0
1 0 3
1 0
1 0
3
3
isooktana
!. (reatin (reatin dilakukan untuk memurnikan minyak bumi denan #ara menhilan penotor-penotornya. +roses treatin adalah sebaai berikut: a. opper s"eetenin dan do#tor treatin adalah proses penhilanan penotor yan dapat menimbulkan bau yan tidak sedap. b. A#id treatment adalah proses penhilanan lumpur dan perbaikan "arna. #. esulfuriin %desulfurisasi' adalah proses penhilanan unsur beleran.
@.
*lendin !&
*lendin atau pen#ampuran merupakan tahapan akhir pada penolahan minyak bumi. +ada tahapan ini minyak bumi yan dihasilkan di#ampur denan suatu at aditif tertentu aar kualitasnya sesuai denan apa yan diininkan
Mu#u Bensin *ensin merupakan salah satu fraksi minyak bumi yan palin banyak diunakan dalam kehidupan sehari-hari. $omponen utama penyusun bensin adalah alkana berupa nheptana %rantai lurus' dan isooktana %rantai ber#aban'. *erbaai jenis bensin yan beredar di pasaran antara lain premium, pertalite, premiD, dan pertamaD. 0ara tiap-tiap jenis bensin di pasaran berbeda karena terdapat perbedaan mutu. Mutu bensin ditentukan oleh efekti6itas pembakarannya di dalam mesin. *ahan bakar yan baik bila didalam mesin tidak menimbulkan ketukan (knocking). $etukan pada mesin terjadi bila bensin terbakar tidak pada saat yan tepat sehina akan menanu erakan piston pada mesin. +enyusun utama bensin yaitu alkana rantai lurus %n-heptana' memiliki titik didih yan lebih tini dari isooktana sehina dalam mesin tidak terbakar sempurna. (idak sempurnanya proses pembakaran tersebut menimbulkan suara ketukan pada mesin dan menyebabkan mesin aus. Sementara itu, alkana denan rantai ber#aban %isooktana' dalam mesin terbakar sempurna sehina tidak menimbulkan suara ketukan pada mesin. ;leh karena itu kandunan isooktana dalam bensin dijadikan sebaai standar mutu bensin. $ualitas bensin ditentukan berdasarkan bilanan oktan, yaitu anka yan menunjukkan persentase isooktana dalam bensin. *ilanan oktan 188 berarti bensin tersebut setara denan isooktana murni dalam hal sifat pembakaran. Sedankan bilanan oktan 8 berarti bensin tersebut setara denan heptana murni. *ilanan oktan ! berarti bensin tersebut terdiri dari !9 isooktana dan 2!9 heptana. Semakin tini bilanan oktan, semakin baik kualitas bensin tersebut. *ensin premium memiliki bilanan oktan ?!, dan bensin super memiliki bilanan oktan 7?. *ensin yan dihasilkan dari proses distilasi biasanya masih mempunyai bilanan oktan yan rendah. Entuk meninkatkan bilanan oktan, perlu ditambahkan at aditif %at anti knocking ', seperti:
Tetra Ethyl Lead (TEL); mempunyai rumus molekul +b% 20!'4. () biasanya dalam bentuk #ampurannya yan disebut Ethyl Fluid , yaitu terdiri atas: @!9 (), 2!9 1,2dibromoetana, 189 1,2-dikloroetana. Adanya unsur *r dan l sanat pentin untuk men#eah oksida timbal menempel pada mesin, yaitu denan membentuk timbal bromida +b*r 2 yan mudah menuap. enan demikian, semua timbal akan keluar bersama asap kendaraan bermotor le"at knalpot. Tersier-butil metil eter (MTE ! Metil Tersier util Eter); mempunyai rumus molekul !;012. Fat aditif ini biasanya diunakan sebaai penanti (), yaitu untuk menhindari adanya timbal yan dapat men#emari udara. en"ena; mempunyai rumus molekul @0@.
!'
