1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sumb Sumber er energ energii yang yang bany banyak ak digu diguna naka kan n untu untuk k mema memasa sak, k, kend kendar araan aan bermotor dan industri berasal dari minyak bumi, gas alam, dan batubara. Ketiga jenis bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan sisa-sisa organisme sehingga disebut bahan bakar fosil. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasad renik, tumbuhan dan hewan yang mati. Sisa-s Sisa-sisa isa organi organisme sme itu mengen mengendap dap di dasar dasar bumi bumi kemudi kemudian an ditutu ditutupi pi lumpur. 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 itu menjadi minyak dan gas. Selain bahan bakar, minyak dan gas bumi merupakan bahan industri yang penting. Bahan-b Bahan-baha ahan n atau produk produk yang yang dibuat dibuat dari dari minyak minyak dan gas bumi bumi ini disebu disebutt petro petrokim kimia. ia. Dewasa Dewasa ini puluha puluhan n ribu ribu jenis jenis bahan bahan petrok petrokimi imiaa tersebu tersebutt dapat dapat digolongkan ke dalam plastik, serat sintetik, karet sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, dan berbagai jenis obat.
1.2 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah: •
Dapat mengetahui serta mendalami pengetahuan penulis terkait minyak bumi.
•
Dapat mengetahui manfaat serta kegunaan minyak bumi bagi kehidupan manusia.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Eksplorasi Energi
Eksplorasi Eksplorasi energi adalah suatu kegiatan kegiatan untuk untuk mencari,men mencari,mengiden gidentifikas tifikasii dan mendeskripsikan keberadaan sumber daya energi (Syaroni, 2009). Eksplorasi atau pencarian miny minyak ak bumi bumi meru merupa paka kan n suat suatu u kaji kajian an panj panjan ang g yang yang meli meliba batk tkan an beberapa bidang kajian kebumian dan ilmu eksak. Perlu diketahui bahwa minyak di dalam bumi bukan berupa wadah yang menyerupai danau, namum berada di dalam pori-pori batuan bercampur bersama air. Dalam eksplorasi minyak bumi terdapat kajian geologi dan kajian geofisika. Secara ilmu geologi geologi,, untuk menentukan suatu daerah mempunyai potensi akan minyak bumi, maka ada beberapa kondisi yang harus ada di daerah tersebut. Jika salah satu saja tidak ada maka daerah tersebut tidak potensial atau bahkan tidak mengandung hidrokarbon. Kondisi itu adalah:
Batuan Sumber (Source Rock)
Yaitu batuan yang menjadi bahan baku pembentukan hidrokarbon hidrokarbon.. biasanya yang berp berpera eran n seba sebaga gaii batu batuan an sumb sumber er ini ini adala adalah h serp serpih ih.. batu batuan an ini ini kaya kaya akan akan kandungan
unsur
atom karbon (C) yang
didapat
dari
cangkang
-
cangkangfosil cangkangfosil yang terendapkan di batuan itu. Karbon inilah yang akan menjadi unsur utama dalam rantai penyusun ikatan kimia hidrokarbon hidrokarbon..
Tekanan dan Temperatur
Untuk mengubah fosil tersebut menjadi hidrokarbon hidrokarbon,, tekanan dan temperatur yang tinggi tinggi di perluk perlukan. an. Tekana Tekanan n dan temper temperatu aturr ini akan akan mengub mengubah ah ikatan ikatan kimia kimia karbon yang ada dibatuan menjadi rantai hidrokarbon.
Migrasi
Hirdokarbon yang telah terbentuk dari proses di atas harus dapat berpindah ke tempat dimana hidrokarbon memiliki nilai ekonomis untuk diproduksi. Di batuan sumber sumbernya nya sendir sendirii dapat dapat dikata dikatakan kan tidak tidak memung memungkin kinkan kan untuk untuk di ekploi ekploitas tasii
3
karena hidrokarbon di sana tidak terakumulasi dan tidak dapat mengalir. Sehingga tahapan
ini
sangat penting
untuk
menentukan kemungkinan
eksploitasi
hidrokarbon tersebut.
Reservoar
Adalah batuan yang merupakan wadah bagi hidrokarbon untuk berkumpul dari proses migrasinya. Reservoar ini biasanya adalah batupasir dan batuan karbonat, karena kedua jenis batu ini memiliki pori yang cukup besar untuk tersimpannya hidrokarbon. Reservoar sangat penting karena pada batuan inilah minyak bumi di produksi.
Perangkap (Trap)
Sangat penting suatu reservoar di lindungi oleh batuan perangkap. tujuannya agar hidrokarbon yang ada di reservoar itu terakumulasi di tempat itu saja. Jika perangkap ini tidak ada maka hidrokarbon dapat mengalir ketempat lain yang berarti ke ekonomisannya akan berkurang atau tidak ekonomis sama sekali. Perangkap dalam hidrokarbon terbagi 2 yaitu perangkap struktur dan perangkap stratigrafi. Kajian geologi merupakan kajian regional, jika secara regional tidak memungkinkan untuk mendapat hidrokarbon maka tidak ada gunanya untuk diteruskan. Jika semua kriteria di atas terpenuhi maka daerah tersebut kemungkinan mempunyai potensi minyak bumi atau pun gas bumi. Sedangkan untuk menentukan ekonomis atau tidaknya diperlukan kajian yang lebih lanjut yang berkaitan dengan sifat fisik batuan. Maka penelitian dilanjutkan pada langkah berikutnya. Setelah
kajian
secara
regional
dengan
menggunakan
metoda geologi dilakukan, dan hasilnya mengindikasikan potensi hidrokarbon, maka tahap selanjutnya adalah tahapan kajian geofisika. Pada tahapan ini metoda khusus digunakan untuk mendapatkan data yang lebih akurat guna memastikan keberadaan hidrokarbon dan kemungkinannya untuk dapat di ekploitasi. Data-data yang dihasilkan dari pengukuran pengukuran merupakan cerminan kondisi dan sifat-sifat batuan di dalam bumi. Ini penting sekali untuk mengetahui apakan batuan tersebut memiliki sifat - sifat sebagai batuan sumber, reservoar, dan batuan perangkap atau hanya batuan yang tidak penting dalam artian hidrokarbon.
4
Metoda-metoda ini menggunakan prinsip-prinsip fisika yang digunakan sebagai aplikasi engineering. Metoda tersebut adalah: 1.
Eksplorasi seismik . Ini adalah ekplorasi yang dilakukan sebelum
pengeboran. kajiannya meliputi daerah yang luas. dari hasil kajian ini akan didapat gambaran lapisan batuan didalam bumi. 2.
Data resistiviti. Prinsip dasarnya adalah bahwa setiap batuan
berpori akan di isi oleh fluida. Fluida ini bisa berupa air, minyak atau gas. Membedakan kandungan fluida didalam batuan salah satunya dengan menggunakan sifat resistan yang ada pada fluida. Fluida air memiliki nilai resistan yang rendah dibandingkan dengan minyak, demikian pula nilai resistan minyak lebih rendah dari pada gas. dari data log kita hanya bisa membedakan resistan rendah dan resistan tinggi, bukan jenis fluida karena nilai resitan fluida berbeda beda dari tiap daerah. sebagai dasar analisa fluida perlu kita ambil sampel fluida didalam batuan daerah tersebut sebagai acuan kita dalam interpretasi jenis fluida dari data resistiviti yang kita miliki. 3.
Data porositas
4.
Data berat jenis
Data ini diambil dengan menggunakan alat logging dengan bantuan bahan radioaktif yang memancarkan sinar gamma. Pantulan dari sinar ini akan menggambarkan berat jenis batuan. Dapat kita bandingkan bila pori batuan berisi air dengan batuan berisi hidrokarbon akan mempunyai berat jenis yang berbeda (Anonim, 2009 ) 2.2 Senyawa Penyusun Minyak Bumi
Penyusun minyak bumi menurut Purba (2004) dikelompokkan ke dalam empat kelompok, yaitu: Hidrokarbon Jenuh (alkana) •
Dikenal dengan alkana atau parafin
5
•
Keberadaan rantai lurus sebagai komponen utama (terbanyak), sedangkan rantai bercabang lebih sedikit
•
Senyawa penyusun diantaranya:
1. Metana CH4 2. etana CH3 CH3 3. propana CH 3 CH2 CH3 4. butana CH 3 (CH2)2 CH3 5. n-heptana CH3 (CH2)5 CH3 6. iso oktana CH3 – C(CH3)2 CH2 CH (CH3)2
Hidrokarbon Tak Jenuh (alkena) •
Dikenal dengan alkena
•
Keberadaannya hanya sedikit
•
Senyawa penyusunnya:
1. Etena, CH2 CH2 2. Propena, CH2 CH CH3 3. Butena, CH2 CH CH2 CH3
Hidrokarbon Jenuh berantai siklik (sikloalkana) •
Dikenal dengan sikloalkana atau naftena
•
Keberadaannya lebih sedikit dibanding alkana
•
Senyawa penyusunnya :
1. Siklopropana
2. Siklobutana
3.
4.
Siklopentana
Siklopheksana
Hidrokarbon aromatik •
Dikenal sebagai seri aromatik
6
•
Keberadaannya sebagai komponen yang kecil/sedikit
•
Senyawa penyusunannya:
1. Naftalena
3.
Benzena
2. Antrasena
4.
Toluena
(Purba, 2004) Senyawa Lain menurut Sari (2006): •
Keberadaannya sangat sedikit sekali
•
Senyawa yang mungkin ada dalam minyak bumi adalah belerang, nitrogen, oksigen dan organo logam (kecil sekali)
2.3 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 (Wiseman, 1983): Tabel 1. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi Fraksi
Jumlah
Titik Didih/
Kegunaan
ᵒ
Gas
atom C C 1 – C4
C < 20
Sebagai bahan baku LPG dan
Bensin
C5 – C12
40 - 180
sintesis senyawa organik Bahan bakar kendaraan bermotor
(Gasoline) Nafta
C6 – C20
70 - 180
Sintesis senyawa organik, seperti cat, lilin, obat, kosmetik dan
7
Kerosin Minyak solar Minyak Pelumas Parafin
2.4.
C11 – C14 C15 – C17 C16 ke atas C20 ke atas
180 - 250
lain-lain Sebagai bahan bakar pesawat
250 - 300
udara dan kompor parafin Digunakan sebagai bahan bakar
300 - 350
diesel Digunakan sebagai minyak
Sangat
pelumas Sebagai bahan baku pembuatan
rendah
lilin
Pengolahan Minyak Bumi
Proses pengolahan minyak bumi sendiri terdiri dari dua jenis proses utama, yaitu Proses Primer dan Proses Sekunder. Sebagian orang mendefinisikan Proses Primer sebagai proses fisika, sedangkan Proses Sekunder adalah proses kimia. Hal itu bisa dimengerti karena pada proses primer biasanya komponen atau fraksi minyak bumi dipisahkan berdasarkan salah satu sifat fisikanya, yaitu titik didih. Sementara pemisahan dengan cara Proses Sekunder bekerja berdasarkan sifat kimia kimia, seperti perengkahan atau pemecahan maupun konversi, dimana didalamnya terjadi proses perubahan struktur kimia minyak bumi tersebut (Nawawi, 1955).
8
BAB III PEMBAHASAN
3. 1. Proses Pembentukan Minyak Bumi
Proses terbentuknya minyak bumi dijelaskan berdasarkan dua teori, yaitu (Mc Murry, 1992): 1. Teori Anorganik Teori Anorganik dikemukakan oleh Berthelok (1866) yang menyatakan bahwa minyak bumi berasal dan reaksi kalsium karbida, CaC2 (dan reaksi antara batuan karbonat dan logam alkali) dan air menghasilkan asetilen yang dapat berubah menjadi minyak bumi pada temperatur dan tekanan tinggi. CaCO3 + Alkali → CaC2 + HO → HC = CH → Minyak bumi 2. Teori Organik Teori Organik dikemukakan oleh Engker (1911) yang menyatakan bahwa minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan dan penguraian secara anaerob jasad renik (mikroorganisme) dari tumbuhan laut dalam batuan berpori. 3. 2. Eksplorasi Minyak Bumi
Langkah-langkah menemukan lokasi minyak bumi dapat dilakukan sebagai berikut (Nawawi, 1955): •
Pertama, melihat petunjuk di permukaan bumi. Minyak bumi biasanya ditemukan di bawah permukaan yang berbentuk kubah. Lokasinya bisa di darat (yang dulunya lautan) atau di lepas pantai.
•
Kedua, melakukan survei seismik untuk menentukan struktur batuan di bawah permukaan tersebut.
9
•
Ketiga, melakukan pengeboran kecil untuk menentukan ada tidaknya minyak.
Jika
ada,
maka
dilakukan
beberapa
pengeboran
untuk
memperkirakan apakah jumlah minyak bumi tersebut ekonomis untuk diambil atau tidak.
Gambar 1. Alat berat untuk pengeboran minyak bumi
Pengeboran untuk mengambil minyak bumi (dan gas alam) di lepas pantai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu (Nawawi, 1955) : •
Menanam jalur pipa di dasar laut dan memompa minyak (dan gas alam) ke daratan. Cara ini digunakan apabila jarak ladang minyak cukup dekat ke daratan.
•
Membuat anjungan di mana minyak bumi (dan gas alam) selanjutnya dibawa oleh kapal tanker menuju daratan.
Di darat, minyak bumi (dan gas alam) dibawa ke kilang minyak (refinery) untuk diolah.
3.3.
Pengolahan Minyak Bumi
Minyak mentah (Crude oil ) yang peroleh dari pengeboran berupa cairan hitam kental yang pemanfaatannya harus diolah terlebih dahulu. Pengeboran minyak bumi di Indonesia, terdapat di pantai utara Jawa (Cepu, Wonokromo,
10
Cirebon), Sumatra (Aceh, Riau), Kalimantan (Tarakan, Balikpapan) dan Irian (Papua). Pengolahan minyak bumi melalui dua tahapan, diantaranya (Nawawi, 955):
3. 3. 1. Pengolahan pertama, Dalam proses distilasi bertingkat, minyak mentah tidak dipisahkan menjadi komponen-komponen murni, melainkan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompokkelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Hal ini dikarenakan jenis komponen
hidrokarbon
begitu
banyak
dan
isomer-isomer
hidrokarbon
mempunyai titik didih yang berdekatan. Proses distilasi bertingkat ini dapat dijelaskan sebagai berikut (Nawawi, 955) : •
Minyak mentah dipanaskan dalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi sampai suhu ~600
o
C. Uap minyak mentah yang dihasilkan
kemudian dialirkan ke bagian bawah menara/tanur distilasi. •
Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat (tray). Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung (bubble cap) yang memungkinkan uap lewat.
•
Dalam pergerakannya, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap akan mencapai ketinggian di mana uap tersebut akan terkondensasi membentuk zat cair. Zat cair yang diperoleh dalam suatu kisaran suhu tertentu ini disebut fraks i.
•
Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi di bagian bawah menara distilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih rendah akan terkondensasi di bagian atas menara.
Sebagian fraksi dari menara distilasi selanjutnya dialirkan ke bagian kilang minyak lainnya untuk proses konversi .
3. 3. 2. Pengolahan kedua, Pada tahapan ini merupakan proses lanjutan hasil penyulingan bertingkat dengan proses sebagai berikut (Nawawi, 955):
11
1. Perengkahan (cracking) 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 untuk 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
12
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 le bih rendah. - Bensin yang dihasilkan menunjukkan angka oktan yang lebih baik. Dengan adanya katalisator dapat terjadi proses isomerisasi, dimana alkenaalkena dengan rantai luru dirubah menjadi hidrokarbon bercabang, selanjtnya terjadi aromatik-aromatik dalam fraksi bensin yang lebih tinggi yang juga dapat mempengaruhi bilangan oktan. * Proses cracking dengan chlorida-aluminium (AlCl 3) yang bebas air Bila minyak dengan kadar aromatik rendah dipanaskan dengan AlCl3 bebas air pada suhu 180-200 oC maka akan terbentuk bensin dalam keadaan dan waktu tertentu. Bahan yang tidak mengandung aromatik (misalnya parafin murni) dengan 2 atau 5% AlCl 3 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. Ekstrasi Pengerjaan ini didasarkan pada pembagian dari suatu bahan tertentu dalam dua bagian yang mempunyai sifat dapat larut yang berbeda. 3. 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.
13
4. Pembersihan dari kontaminasi
3.4.
Fraksi-Fraksi Minyak Bumi
Hasil pengolahan minyak bumi menjadi fraksi-fraksi yang mempunyai sifat masing-masing. Di bawah ini akan dibahas secara rinci mengenai sifat dari setiap fraksi. 3. 4. 1.
Fraksi Gas
Gas alam dapat diperoleh secara terpisah maupun bersama-sama dengan minyak bumi. Gas alam sebagian besar terdiri dari alkana berantai karbon rendah yaitu antara lain metana, etana, propana, butana dan iso-butana. Gas alam dapat dipergunakan sebagai (Nawawi, 1955):
1. Bahan bakar rumah tangga atau pabrik Gas alam merupakan bahan bakar yang paling bersih dan praktis, tetapi gas alam mempunyai keburukan yaitu sifatnya yang tidak berbaun (bila dibandingkan dengan gas dari batubara) sehingga sering terjadi kecelakaan karena bocor. Oleh karena itu kadang-kadang gas ini diberi "bau" yaitu sedikit zat yang berbau sekali. Propana yang merupakan salah satu fraksi gas pada perusahaan biasanya digunakan sebagai : - Mengelas paduan-paduan tembaga, alumunium dan magnesium. - Mengelas besi tuang. - Menyolder dan mengelas solder. - Menyemprot Jogam. - Memotong besi dengan gas karbit. - Penerangan pantai. Butana dipakai dalam rumah tangga sebagai : - Pemanas ruangan. - Penerangan. - Pemakaian di dapur. Butana mempunyai batas meledak yang lebih kecil bila dibandingkan dengan propana.
14
2. Karbon hitam (Carbon Black) Karbon hitam (Carbon black) adalah arang harus yang dibuat oleh pembakaran yang tidak sempurna. Pegunaannya antara lain sebagai (Nawawi, 1955) : - Bahan dalam pembuatan cat, tinta cetak dan tinta Gina. - Zat pengisi pada karet terutama dalam pembuatan ban-ban mobil dan sepeda. Karbon hitam dibuat dengan membawa nyala gas bumi ke sebuah bidang datar yang didinginkan, arang yang terbentuk kemudian dipisahkan dari bidang ini dan dibagi berdasarkan kehalusannya. Metana yang mengandung 75% karbon akan menghasilkan 4 atau 4,5% zat penghitam dan sisanya hilang sebagai asap, zat asam arang dan sebagainya.
3. Tujuan-tujuan Sintesis Hasil sintesis dibuat dengan oksidasi zat-zat hidrokarbon dari gas alam. Proses pembuatan lainnya, yaitu : - Pembuatan zat cair dari metana. - Pembuatan bensin-bensin untuk kapal terbang yang bernilai tinggi dengan cara menggandeng (alkylering) iso-butana dengan butena-butena.
3. 4. 2. Bensin
Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara, antara lain yaitu (Nawawi, 1955) ; 1. Penyulingan langsung dari minyak bumi (bensin straight run), dimana kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari bahan-bahan dasar. Bila mengandung banyak aromatik-aromatik dan napthen-naphten akan menghasilkan bensin yang tidak mengetok (anti knocking). 2. Merengkah (cracking) dari hasil-hasil minyak bumi berat, misalnya dari minyak gas dan residu. 3. Merengkah (retor ming) bensin berat dari kualitas yang kurang baik. 4. Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah. Bensin biasanya digunakan sebagai :
1. Bahan bakar motor
15
Sebagai bahan bakar motor ada beberapa sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik atau tidaknya bensin tersebut. * Keadaan terbang (titik embun) Gangguan yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas didalam karburator dari sebuah motor yang disebabkan oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dalam bensin. Hal ini terutama disebabkan oleh terlalu banyaknya propana dan butana yang berasal dari bensin. Gelembung-gelembung gas yang terdapat dalam keadaan tertentu dapat menutup lubang-lubang perecik yang sempit dan pengisian bensin akan terhenti.
* Kecendrungan mengetok (knocking) Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi, pembakaran bisa menyebabkan peletusan (peledakan) didalam sijinder, sehingga : - Timbulnya kebisingan knock - Kekuatan berkurang - Menyebabkan kerusakan mesin Hidrokarbon
rantai
bercabang
dan
aromatik
sangat
mengurangi
kecendrungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking, misalnya 2,2,4 -trimetil pentane (iso-oktan) adalah anti knock fuels. Harga yang tinggi dari bilangan oktan mengakibatkan makin baik melawan knocking. Mesin automibil modern memerlukan bahan bakar dengan bilangan oktan antara 90 dan 100, semakin tinggi rasio penekanan (compression) maka diperlukan bilangan oktan yang tinggi pula. Bilangan oktan dapat dinaikkan dengan menambahkan beberapa substansi, antara lain tetraetyl lead (TEL) dan tetrametyl lead (l-MI) yang ditambahkan dalam bensin dengan kuantitas yang kecil karena dikuatirkan apabila ditambahkan terlalu banyak efek timah bagi lingkungan. TEL (Pb(C 2Hs)4) dibuat dari campuran timah hitam dengan natrium dan etilklorida, reaksinya : Pb + 4Na + 4C 2H5CI → Pb (C2H5 )4 + 4 NaCI TEL * Keadaan "damar" dan stabilitas penyimpanan
16
Damar dapat terbentuk karena adanya alkena-alkena yang mempunyai satu ikatan ganda sehingga berpotensi untuk berpolirherisasi membentuk molekulmolekul yang lebih besar. Pembentukan damar ini dipercepat oleh adanya zat asam di udara, seperti peroksiden. Kerugian yang disebabkan oleh pembentukan damar ini antara lain; - Bahan ini dapat menempel pada beberapa tempat dalam motor, antara lain saluran-saluran gas dan pada kutub yang dapat mengakibatkan kerusakan pada motor. - Menurunkan bilangan oktan karena hilangnya alkena-alkena dari bensin. Pembentukan damar dapat dicegah dengan penambahan senyawa-senyawa dari tipe poliphenol dan aminophenol, seperti hidroquinon dan p-aminophen. * Titik beku Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dari mengakibatkan tertutupnya lubang- lubang penyemprotan dalam karburator. Titik beku ini terutama dipengaruhi oleh benzen (titik beku benzen murni ± 5ºC). * Kadar belerang Kerugian yang disebabkan bila kadar belerang terlalu tinggi, adalah : - Memberikan bau yang tidak enak dari gas-gas yang dihasilkan. - Mengakibatkan korosi dari bagian-bagian logam, seperti rusaknya silindersilinder yang disebabkan oleh asam yang mengembun pada didnding silinder. - Mempunyai pengaruh yang tidak baik terhadap bilangan oktan.
2. Bahan Ekstraksi, Pelarut dan Pembersih Sebelum digunakan sebaagi pengekstraksi bensin di fraksinasi dengan destilasi bertingkat menjadi fraksi yang lebih kecil. Bensin biasanya digunakan untuk mengekstraksi berbagai bahan, seperti minyak kedelai, minyak kacang tanah, minyak kelapa dan bahan-bahan alam lain. Sebagai bahan pelarut bagi karet digunakan fraksi dengan titik didih antara 80 -130°C dan 100 -130°C. Larutan karet ini biasanya digunakan untuk : - Mencelupkan kanvas pada pembuatan ban. - Melekatkan karet.
17
- Perekat-perekat untuk industri sepatu. - Larutan untuk pasta-pasta karet untuk memadatkan dan melaburkan tenunan. Bensin
juga
dapat
digunakan
sebagai
bahan
pembersih
yaitu
membersihkan secara kimia dengan cara diuapkan. Keuntungan menggunakan bensin sebagai bahan pembersih adalah: - Bensin memiliki titik didih rendah sehingga barang-barang yang dicuci lekas menjadi kering dan baunya cepat hilang. - Tidak mudah terbakar di ruang terbuka. - Kualitas dari bahan wol tahan terhadap ini.
3. Bahan bakar penerangan dan pemanasan Bensin digunakan pada lampu-lampu tambang dimana tidak terdapat tenaga listrik.
3. 4. 3. Kerosin
Pemakaian kerasin sebagai penerangan di negara-negara maju semakin berkurang, sekarang kerasin digunakan untuk pemenasan. Pemakaian terpenting dari kerasin antara lain(Nawawi, 1955) : 1. Minyak Lampu Kerosin sebagai minyak lampu dihasilkan dengan jalan penyulingan langsung, sifat-sifat yang harus diperhatikan bila kerasin digunakan sebagai minyak lampu adalah : * Warna Kerosin dibagai dalam berbagai kelas warna: - Water spirit (tidak berwarna) - Prime spirit - Standar spirit Di India, pemakai di pedalaman tidak mau membeli kerosin putih karena mengira ini adalah air dan mengira hanya yang berwarna kuning atau sawo matang saja yang dapat membakar dengan baik. * Sifat bakar Nyala kerasin tergantung pada susunan kimia dari minyak tanah :
18
- Jika mengandung banyak aromatik maka apinya tidak dapat dibesarkan karena apinya mulai berarang. - Alkana-alkana memiliki nyala api yang paling baik. - Sifat bakar napthen terletak antara aromatik dan alkana. * Viskositas Minyak dalam lampu kerasin mengalir ke sumbu karena adanya gaya kapiler dalam saluran-saluran sempit antara serat-serat sumbu. Aliran kerosin tergantung pada viskositas yaitu jika minyak cair kental dan lampu mempunyai tinggi-naik yang besar maka api akan tetap rendah dan sumbu menjadi arang (hangus) karena kekurangan minyak. * Kadar belerang Sama seperti kadar belerang pada bensin. 2. Bahan bakar untuk pemanasan untuk memasak Macam-macam alat pembakar kerosin: - Alat pembakar dengan sumbu gepeng: baunya tidak enak. - Alat pembakar dengan sumbu bulat: mempunyai pengisian hawa yang dipusatkan. - Alat pembakar dengan pengabutan tekan: merek dagang primus 3. Bahan bakar motor Motor-motor yang menggunakan kerosin sebagai bahan bakar adalah : - Alat-alat pertanian (traktor). - Kapal perikanan. - Pesawat penerangan listrik kecil. Motor ini selain memiliki sebuah karburator juga mempunyai alat penguap untuk kerosin. Motor ini jalannya dimulai dengan bensin dan dilanjutkan dengan kerosin kalau alat penguap sudah cukup panas. Motor ini akan berjalan dengan baik bila kadar aromatik didalam bensin tinggi. 4. Bahan pelart untuk bitumen Kerosin jenis white spirit sering digunakan sebagai pelarut untuk bitumen aspal. 5. Bahan pelarut untuk insektisida
19
Bubuk serangga dibuat dari bunga Chrysant (Pyerlhrum cinerarieotollum) yang telah dikeringkan dan dihaluskan, sebagai bahan pelarut digunakan kerosin. Untuk keperluan ini kerasin harus mempunyai bau yang enak atau biasanya obat semprot itu mengandung bahan pengharum.
3. 4. 4. Minyak Gas
Minyak gas pada awalnya banyak digunakan sebagai penerangan dalam gerbong kereta api, tetapi sekarang sebagian telah diganti oleh listrik karena lebih mudah dipakai dan sedikit bahaya kebakaran jika ada kecelakaan kereta api. Minyak gas juga digunakan sebagai (Nawawi, 1955) : - Bahan bakar untuk motor diesel. - Pesawat-pesawat pemanasan pusat otomatis dengan nama minyak bakar untuk keperluan rumah tangga, biasanya adalah minyak gas tanpa bagian-bagian residual. Seperti pada bensin untuk menaikkan bilangan oktan pada minyak gas maka perlu ditambahkan : - Persenyawaan yang mengandung banyak sekali zat asam, misalnya amilnitrit dan etilnitrit. Untuk memperoleh hasil yang nyata maka persentasenya harus besar yaitu kira-kira 5% sehingga pemakaian senyawa ini menjadi mahal. - Persenyawaan yang penggunaannya lebih sedikit peroksida (peroxyden) dan berbagai persenyawaan organik, dipakai 0,5% untuk menaikkan 10 atau 15 titik bilangan oktan.
3. 4. 5.
Minyak Bakar
Walaupun setiap minyak yang dibakar dapat dinamakan minyak bakar tetapi nama ini biasanya hanya digunakan untuk bahan bakar residual dan untuk bahan bakar sulingan. Bahan bakar residua! biasanya diperoleh dengan cara mengentalkan minyak bumi atau merengkah minyak gas dan residu minyak tanah. Bahan bakar digunakan sebagai (Nawawi, 1955) : - Motor diesel tipe besar. - Minyak yang dinyalakan dengan pembakar dalam tungku masak yang digunakan untuk :
20
- Memproduksi uap - Pengerjaan panas dari logam - Mencairkan hasil perindustrian - Membakar batu, emaile, dan sebagainya. Sifat-sifat yang harus ada pada minyak bakar adalah : * Memiliki batas viskositas tertentu Viskositas minyak bakar terletak antara viskositas minyak gas yaitu kira-kira 4 cs = 1,30E pada 50°C dan kira-kira 550/650 cs = 75/850E pada 50°C. Minyak bakar yang lebih encer diperlukan untuk pesawat bakar yang lebih kecil, misalnya untuk alat pemanasan sentral otomatis dalam rumah. * Banyaknya panas yang diberikan Kalor pembakaran minyak bakar batasnya kira-kira 10.000 dan 10.550 cal/g. * Kadar belerang Lebih penting pada minyak diesel daripada minyak bakar karena pada minyak disesi belerang dapat menyebabkan kerusakan silinder dan kerosi dari sistem buang. * Titik beku - Mempunyai titik beku maksimal tertentu. - Biasanya titik beku tergantung pada perlakuan terlebih dahulu yang dikerjakan terhadap bahan. Misalnya minyak bakar sebagian terdiri dari residu cracking yang sesudah dipanaskan hingga 100 oC memiliki titik didih –21 oC, tetapi sesudah dibiarkan untuk waktu yang lama titik beku menjadi 150 oC.
3.5.
Kegunaan Minyak Bumi
3. 5. 1. Petrokimia
Minyak bumi selain sebagai bahan bakar juga sebagai bahan industri kimia yang penting dan bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Bahan-bahan atau produk yang terbuat dari bahan dasarnya minyak dan gas bumi disebut petrokimia. Bahan-bahan petrokimia dapat digolongkan: plastik, serat sintetik,
21
karet sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, berbagai jenis obat dan vitamin (Fieser, 1950).
Gambar 1. Proses Petrokimia
Proses petrokimia umumnya melalui tiga tahapan, yaitu: 1. Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan dasar petrokimia 2. Mengubah bahan dasar petrokimia menjadi produk antara, dan 3. Mengubah produk antara menjadi produk akhir yang dapat dimanfaatkan. Hampir semua produk petrokimia berasal dari tiga jenis bahan dasar yaitu: 1. Olefin (alkena-alkena) Olefin yang terpenting adalah etena (etilina), propena (propilena), butena (butilena) dan butadiena. CH2 = CH2 CH2 = CH – CH3 Etilena
propilena
CH3 – CH = CH – CH 3 CH2 = CH – CH = CH 2 Butilena
butadiena
2. Aromatika (benzena dan turunannya) Aromatika yang terpenting adalah benzena (C6H6), totuena (C6H5CH3) dan xilena (C6H4 (CH3)2
22
3. Gas Sintesis Gas sintetis disebut juga syn-gas yang merupakan campuran karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H 2). Syn-gas dibuat dari reaksi gas bumi atau LPG melalui proses yang disebut stean reforming atau oksidasi parsial. Reaksi stean reforming :
CH4(g) + H2O → CO(g) + 3H2(g)
Reaksi oksidasi parsial :
2CH4(g) + O2 → 2CO(g) + 4H2(g)
3. 5. 1. 1. Petrokimia dari Olefin Berikut ini beberapa petrokimia dari olefin dengan bahan dasar etilena: 1. Polietilena Polietilena adalah plastik yang paling banyak diproduksi yang digunakan sebagai kantong plastik dan plastik pembungkus/sampah. 2. PVC PVC adalah polivinilkiorida yang merupakan plastik untuk pembuat pipa (pralon). 3. Etanol Etanol adalah bahan yang sehari-hari kita kenal sebagai alkohol yang digunakan untuk bahan bakar atau bahan antar produk lain. Alkohol dibuat dari etilena: CH2 = CH2 + H2O → CH3 – CH2OH 4. Etilen glikol atau Glikol Glikol digunakan sebagai bahan anti beku dalam radiator mobil di daerah beriklim dingin.
Berikut ini beberapa petrokimia dari olefin dengan bahan dasar propilena.
23
5. Polipropilena Plastik polipropilena lebih kuat dibanding polietilena. Jenis plastik polipropilena sering digunakan untuk karung plastik dan tali plastik. 6. Gliserol Zat ini digunakan sebagai bahan kosmetik (pelembab), industri makanan dan bahan untuk membuat bahan peledak (nitrogliserin) 7. Isopropil alkohol Zat ini digunakan sebagai bahan utama untuk produk petrokimia lainnya seperti aseton (bahan pelarut, misalnya untuk melarutkan kutek) Petrokimia yang pembuatannya menggunakan bahan dasar butadiene adalah karet sintetik seperti SBR (styrene-butadilena-rubber) dan nylon -6,6, sedangkan yang menggunakan bahan dasar isobutilena adalah MTBE (metil tertiary butyl eter)
3. 5. 1. 2.
Petrokimia dari Aromatik
Bahan dasar aromatik yang terpenting adalah benzena, toluena, dan xilena (BTX). Bahan dasar benzena umumnya diubah menjadi stirena, kumena dan sikloheksana 1. Stirena digunakan untuk membuat karet sinetik 2. Kumena digunakan untuk membuat fenol, selanjutnya fenol untuk membuat perekat 3. Sikloheksana digunakan terutama untuk membuat nylon 4. Benzena digunakan sebagai bahan dasar untuk membuat detergen. Bahan dasar untuk toluena dan xilena untuk membuat bahan peledak (TNT), asam tereftalat (bahan pembuat serat).
24
3. 5. 1. 3.
Petrokimia dan gas-sinetik
Gas sinetik merupakan campuran dari karbon monoksida dan hidrogen. Beberapa contoh petrokimia dari syn-gas sebagai berikut: 1. Amonia (NH3)
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) Gas nitrogen dari udara dan gas hidrogennya dari syn-gas. Amonia digunakan untuk membuat pupuk [CO(NH 2)2] urea, [(NH4)2SO4]; pupuk ZA dan (NH4 NO3); amonium nitrat. 2. Urea [CO(NH2)2]
CO2(g) + 2NH3(g) → NH2COH4(S) NH2CONH4(S) → CO(NH2)2(S) + H2O(g) 3. Metanol (CH3OH)
CO(g) + 2H3(g) → CH3OH(g) Sebagian besar metanol diubah menjadi formal-dehida dan sebagian digunakan untuk membuat serat dan campuran bahan bakar. 4. Formal dehida (HCHO) CH3OH(g) → HCHO(g) + H2(g) Formal dehida dalam air dikenal dengan formalin yang digunakan mengawetkan preparat biologi.
3. 5. 2.
Sandang
Dari bahan hidrokarbon yang bisa dimanfaatkan untuk sandang adalah PTA ( purified terephthalic acid ) yang dibuat dari para-xylene dimana bahan dasarnya adalah kerosin (minyak tanah). Dari Kerosin ini semua bahannya dibentuk menjadi senyawa aromat, yaitu para-xylene. Bentuknya senyawa benzen (C6H6), tetapi ada dua gugus metil pada atom C 1 dan C3 dari molekul benzen tersebut (Sari, 2006).
Para-xylene ini kemudian dioksidasi menggunakan udara menjadi PTA (lihat peta proses petrokimia diatas). PTA yang berbentuk seperti tepung detergen ini
25
kemudian direaksikan dengan metanol menjadi serat poliester. Serat poli ester inilah yang menjadi benang sintetis yang bentuknya seperti benang. Hampir semua pakaian seragam yang adik-adik pakai mungkin terbuat dari poliester. Untuk memudahkan pengenalannya bisa dilihat dari harganya. Harga pakaian yang terbuat dari benang sintetis poliester biasanya relatif lebih murah dibandingkan pakaian yang terbuat dari bahan dasar katun, sutra atau serat alam lainnya. Kehalusan bahan yang terbuat dari serat poliester dipengaruhi oleh zat penambah (aditif) dalam proses pembuatan benang (saat mereaksikan PTA dengan metanol) (Austin, 1985).
3. 5. 3.
Papan
Bahan bangunan yang berasal dari hidrokarbon pada umumnya berupa plastik. Bahan dasar plastik hampir sama dengan LPG, yaitu polimer dari propilena, yaitu senyawa olefin / alkena dari rantai karbon C 3. Dari bahan plastik inilah kemudian jadi bermacam-macam produk mulai dari atap rumah (genteng plastik), furniture, peralatan interior rumah, bemper mobil, meja, kursi, piring, dan lain-lain (Sari, 2006).
3. 5. 4.
Seni
Untuk urusan seni, terutama seni lukis, peranan utama hidrokarbon ada pada tinta /cat minyak dan pelarutnya. Mungkin adik-adik mengenal thinner yang biasa digunakan untuk mengencerkan cat. Sementara untuk urusan seni patung banyak patung yang berbahan dasar dari plastik atau piala, dan lain-lain (Sari, 2006). Hidrokarbon yang digunakan untuk pelarut cat terbuat dari Low Aromatic
White Spirit atau LAWS merupakan pelarut yang dihasilkan dari Kilang PERTAMINA di Plaju dengan rentang titik didih antara 145 oC – 195 oC. Senyawa hidrokarbonyang membentuk pelarut LAWS merupakan campuran dari parafin, sikloparafin, dan hidrokarbon aromatic (Nawawi, 1995).
26
27
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
3.1.1 Eksplorasi minyak bumi dapat dilakukan dengan cara pengeboran dengan terlebih dahulu dilakukan tinjauan secara geologis.
3.1.2 Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui dua tahap yaitu tahap pertama distilasi dan tahap kedua meliputi cracking, ekstraksi, kristalisasi, dan pembersihan dari kontaminan.
3.1.3 Kegunaan minyak bumi diantaranya sebagai bahan petrokimia, sandang, papan, dan untuk kesenian.
28
DAFTAR PUSTAKA
Austin, T. George. 1985. Shreves Chemical Process Industries . Mc Graw Hill Book Company Fieser, Louis F and Mary Fieser. 1950. Organic Chemistry . Second Edition. D.C. Heatch and Company: Boston Mc Murry, Jhon. 1992. Organic Chemistry . Third Edition. Brooks Publishing Company: California Nawawi, Harun. 1955. Minyak Bumi dan Hasil Minyak Bumi, Penggalian,
Pengerjaan dan Pemakaiannya. Penerbit Buku Teknik: Jakarta Purba Michael. 2004. Kimia Untuk SMA : Jakarta. PT Erlangga Sari, Ika Ratna S.Pd. 2006. Metode Belajar Efektif Kimia : Jawa Tengah. CV Media Karya Putra Syaroni, Ahmad Imam. 2009. Seismik Eksplorasi . http://geodesy.its.ac.id . diakses pada 14 November 2010 Wiseman, Peter. 1983. An Introduction to Industrial Organic Chemistry . Second Edition. Applied Science Publisher: London Anonim. 2009. Eksplorasi Minyak Bumi. http://id.wikipedia.org diakses pada 14 November 2010
