BAB II DASAR TEORI
2.1Miny 2.1 Minyak ak Bumi Minya Min yak k bum bumii (ba (bahas hasa a Ing Inggri gris s : pet petrol roleum eum,, da dari ri ba bahas hasa a Lat Latin in petrus – karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, hit am, ada adalah lah ca cairan iran ken kental tal,, cok coklat lat ge gelap lap,, ata atau u keh kehija ijauan uan ya yang ng mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kera ke rak k Bu Bumi. mi. Mi Miny nyak ak bu bumi mi te terd rdiri iri da dari ri ca camp mpur uran an ko komp mple leks ks da dari ri berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi berariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. 2.1. 2. 1.1 1 Ko Komp mpos osis isii !ompo !om ponen nen kim kimia ia dar darii min minya yak k bum bumii dip dipisa isahka hkan n ole oleh h pro proses ses distilasi, yang kemudian, setelah diolah lagi, menjadi minyak tanah, bens be nsin in,, li lilin lin,, as aspa pal, l, dl dll. l. Mi Miny nyak ak bu bumi mi te terd rdiri iri da dari ri hi hidr drok okar arbo bon, n, senya sen ya"a "aan an hid hidrog rogen en da dan n kar karbon bon.. #mp #mpat at alk alkana ana ter tering ingan an $ %&' (metan (me tana), a), %& (et (etana ana), ), % *&+ (pro (propan pana), a), dan %'&- (bu (butan tana) a) $ semuan sem uanya ya ad adala alah h gas ya yang ng men mendid didih ih pad pada a . ./%, /%, ++ ++./ ./%, %, '/%, dan -.0/%, berturutturut (0+.1/, 2.0/, '*./, dan 3*./ 4). 5antai dalam "ilayah %0 %2 semuanya ringan, dan mudah mengua men guap, p, na6 na6ta ta jer jernih nih.. 7en 7enya ya"a "aan an ter terseb sebut ut dig diguna unaka kan n seb sebaga agaii pelarut, cairan pencuci kering (dry clean), dan produk cepatkering 6
7
lainnya. 5antai dari %&' sampai %& dicampur bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai di "ilayah %- sampai %0, diikuti oleh minyak diesel (% - hingga %-) dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. 7enya"aan dari minyak bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu r uangan. Minyak pelumas dan lotion setengahpadat (termasuk 8aseline 9) berada di antara % sampai ke %-. 5antai di atas %- ber"ujud padat, dimulai dari lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal. itik pendidihan dalam tekanan atmos6er 6raksi distilasi dalam derajat %elcius:
minyak eter : '- 2- /% (digunakan sebagai pelarut) minyak ringan : - -- /% (bahan bakar mobil) minyak berat : -- 0- /% (bahan bakar mobil) minyak tanah ringan : - 0- /% (pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga) kerosene : 0- *-- /% (bahan bakar mesin jet) minyak gas : 0- *0- /% (minyak diesel;pemanas) minyak pelumas : < *-- /% (minyak mesin) sisanya : tar, aspal, bahan bakar residu Beberapa ilmu"an menyatakan bah"a minyak adalah =at
abiotik, yang berarti =at ini tidak berasal dari 6osil tetapi berasal dari =at anorganik yang dihasilkan secara alami dalam perut bumi. >amun, pandangan ini diragukan dalam lingkungan ilmiah. 2.1.2 Proses Penyulingan Berperingkat &idrokarbon dalam petroleum diasingkan melalui proses penyulingan
berperingkat.
7emasa
penyulingan
berperingkat,
8
petroleum
dipanaskan
dalam
sebuah
menara
pemeringkat.
&idrokarbon dengan takat didih yang lebih rendah meruap terlebih dahulu naik ke bagian atas menara lalu dikondensasikan dan diasingkan. &idrokarbon dengan takat didih yang lebih tinggi akan terkumpul di bahagian ba"ah menara dan dikondensasikan sebagai cecair. &idrokarbon (pecahan) dalam petroleum dapat diasingkan kerana setiap hidrokarbon mempunyai takat didihnya tersendiri. ?roses peretakan digunakan untuk memecahkan molekul hidrokarbon yang besar kepada molekul hidrokarbon yang kecil. 7ebelum setiap hidrokarbon dipasarkan, proses peretakan dan penulenan dilakukan bagi menjamin mutu pecahan tersebut.
@ambar . ?enyulingan Berperingkat ?etroleum
9
2.2 Pea!an"pea!an Petroleum #an Kegunaannya Ta$el 2.1 Pea!an"Pea!an Petroleum #an Kegunaannya Pea!an Petroleum
Kegunaan
@asgas petroleum (takat
Aicairkan
didih paling rendah )
digunakan
di
ba"ah
tekanan
sebagai
gas
dan untuk
memasak. ?etrol
Aigunakan sebagai bahan api untuk kereta dan kenderaan ringan.
>a6ta
7umber
bagi
pembuatan
plastik,
dadah, dan kain sintetik dalam industri petrokimia dan sebagai pelarut. !erosin
Aigunakan sebagai bahan api untuk pesa"at
terbang
serta
untuk
pemanasan dan pencahayaan (lampu kerosin). Aiesel
Aigunakan sebagai bahan api untuk kenderaan berat seperti bas , lori dan kereta api.
Minyak pelincir
Aigunakan
sebagai
pelincir
untuk
mengurangkan geseran. ?ara6in
Aigunakan untuk membuat lilin,bahan penggilap dan bahan pencuci.
10
Minyak Bahan pi
Aigunakan sebagai bahan api dalam kapal , mesin kilang dan stesen jana kuasa.
Bitumen (takat didih paling
Aigunakan untuk membuat jalan raya
tinggi)
dan bahan kalis air.
7i6at pecahanpecahan petroleum yang diperolehi : Makin rendah takat didih pecahan petroleum itu Makin kurang likat pecahan itu Makin cerah "arnanya Makin mudah pecahan itu terbakar Makin bersih nyalanya ( kurang berjelaga ) Makin tinggi takat didih pecahan petroleum itu Makin likat pecahan itu Makin gelap "arnanya Makin sukar pecahan itu terbakar Makin berjelaga nyalanya
• • • • • • • • • •
2.%Ba!an Baku Petrokimia Bahan;produk petrokimia ialah segala bahan atau produk kimia yang dibuat;dihasilkan secara sintetik dari bahan baku migas atau komponenkomponennya;6raksi6raksinya, seperti : a) ?akaian, produk kosmetik dan par6um yang kita kenakan sehari hari. b) !antongkantong plastik, botolbotol plastik dan barangbarang plastik lainnya yang sering kita gunakan seharihari. c) Cendela pesa"at terbang, payung penerjun, interior, dan cat dinding, lapisan te6lon pada penggorengan, sikat rambut, sikat
11
gigi, katup jantung untuk operasi, container, 6iber glass, dan lain lain. Bahan baku petrokimia yang berasal dari minyak dan gas bumi, sumbernya dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu : . Dang berasal dari kilang minyak . Dang berasal dari lapangan gas bumi, baik yang langsung maupun yang dari komponenkomponennya setelah diadakan pemisahan. 2.%.1 &enis Ba!an Baku In#ustri Petrokimia yang Berasal #ari Kilang Minyak Melalui proses pengolahan dalam kilang minyak berupa distilasi minyak bumi pada tekanan atmos6er biasa akan didapat hasilhasil pengilangan minyak yang disebut Eminyak intermediateF. ?roduk ini sangat cocok untuk dipakai sebagai bahan baku petrokimia, akan tetapi peman6aatannya lebih diutamakan untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar minyak, seperti : a) E4uel gasF (bahan bakar gas untuk kilang). b) @as propana dan @as butana (dicampurkan sebagai gas penyusun utama bahan bakar L?@). c) EMogasF (sebagai bahan bensin;premium). d) >a6ta (%&' – %&), bahan baku petrokimia ini baik untuk industri ole6in dan aromatik. e) !erosin atau minyak tanah, yang
kalau diekstrasi
akan
menghasilkan npara6in yaitu bahan baku pembuatan sabun detergen. 6) E@asoilF (untuk bahan bakar minyak solar). g) E4uel oilF (minyak bakar).
12
h) E7hortresidue;GaHyresidueF (untuk bahan bakar minyak residu lain juga untuk bahan baku industri petrokimia E%okeF dan E%arbon blackF ataupun untuk industri ole6in). 2.%.2 &enis Ba!an Baku In#ustri Petrokimia yang Berasal #ari 'apangan (as Bumi !omponenkomponen gas bumi yang dapat dipergunakan sebagai bahan baku petrokimia yang berasal dari lapangan gas bumi adalah : a) Metana (%&'), gas ini sekitar - +- olume gas bumi yang dihasilkan sesuatu lapangan gas, dan dapat dipergunakan sebagai bahan baku gas sintesis %J dan & yang selanjutnya dapat dipergunakan untuk pembuatan ammonia;urea, metanol, Ecarbon blackF, dll. b) #tana (%&), dapat dijadikan bahan baku untuk industri ole6in untuk menghasilkan bahanbahan sintetik seperti plastik, sabun deterjen, bahan kosmetik, dll. c) ?ropana (%*&+), yang dalam industri ole6in dapat dijadikan bahan baku untuk menghasilkan polipropelin, suatu bahan plastik sintetik. d) Butana (n%'&-),
yang
merupakan
bahan
baku
untuk
pembuatan karet sintetik butadiene. e) !ondesat (%0& – %&'), yang disebut juga sebagai Enatural gasolineF yang mempunyai si6atsi6at seperti minyak;na6ta dan dapt dipergunakan untuk bahan baku dalam industri ole6in atau industri aromatik. 2.) *ara"ara Men#apatkan Ba!an Baku In#ustri Petrokimia
13
7epanjang perkembangan teknologi industri migas yang sudah terbukti keberhasilannya, maka bahan baku petrokimia berupa minyak dan gas bumi, baik yang berbentuk gasgas ringan yang bersi6at jenuh (seperti gas propana), maupun yang berbentuk cairan (seperti
na6ta
dan
kondesat),
dapat
diperoleh
dari
kilang
minyak;kilang BBM maupun dari lapangan gas yang berproduksi secara besarbesaran. %ara memperoleh bahan baku petrokimia;industri petrokimia tersebut antara lain adalah sebagai berikut : . @as metana (%&'), dapat diperoleh secara langsung dari pengeboran gas di lapangan, setelah dipisahkan dari kotoran kotoran yang tidak diinginkan. 7ebaliknya, gas metana yang dihasilkan kilang BBM (disebut juga sebgai Eo66gasesF), tidak ekonomis untuk dipakai sebgaai bahan baku petrokimia, sehingga dijadikan gas buangan; gas E6lareF. . @as etana (%&), la=imnya diperoleh dari lapangan gas bumi yang berproduksi secara besarbesaran. @as ini terlebih dulu harus dipisahkan dari komponenkomponen gas lainnya seperti gas metana, propane, butane dan kondesat dengan cara ekstraksi dan absorpi. *. @as etilena (%&'), merupakan gas yang tidak jenuh dan pada la=imnya dapat dihasilkan dari gas etana, na6ta, dan kondesat dengan cara proses EcrackingF (perengkahan).
14
'. @as propana (%*&+), merupakan gas jenuh dan dapat dihasilkan dari gas bumi suatu lapangan atau gas kilang, yaitu dengan cara ekstraksi dan absorpsi. 0. @as propilena (%*&), merupakan gas tidak jenuh dan la=imnya dapat dihasilkan dari gas etana, propane, na6ta dan kondesat dengan cara cracking. . @as butana (n%'&-), dapat diperolehdari hasil pemisahan gas kilang BBM yaitu dengan cara ekstraksi dan absorpsi. 2. !ondesat (%0& – %&'), berbentuk cairan dan mempunyai si6atsi6at sama dengan na6ta yang berasal dari kilang BBM. !ondesat ini seperti juga gasgas jenuh lainnya (gas metana, etana, propana, dan butana) dapat dihasilkan dari gas bumi suatu lapangan dengan cara ekstraksi dan absorpsi. +. Ben=ena, oluena, dan Kilena (Kylene atau BKromatik). Bahan baku petrokimia aromatik ini sangat banyak digunakan untuk
menghasilkan produk petrokimia seperti seratserat
sintetik, resinresin sintetik, bahan plastik sintetik, bahan sabun deterjen, bahan pe"arna cat dan lainlain. BKromatik ini dapat dihasilkan dari bahan baku na6ta atau kondesat melalui proses Ecatalytic re6ormingF atau proses pembentukan dengan katalis. 1. >a6ta (%&' – %&), komposisinya sama seperti kondesat. >a6ta banyak dipergunakan sebagai bahan baku dalam industri petrokimia aromatik atau ole6in. >a6ta berbentuk cair dan dapat dihasilkan dari kilang BBM melalui proses distilasi biasa.
15
-.!erosin (%&), kerosin dapat dihasilkan kilang BBM dengan cara
distilasi
atmos6erik
dan
dapat
dipergunakan
untuk
menghasilkan bahan baku sabun deterjen. Melalui proses klorinasi terhadap kerosin yang dilanjutkan dengan alkilasi dan sul6onasi akan dihasilkan bahan baku sabun deterjen yang disebut E7odium dodecyl ben=ene sul6onate sur6actantF, dengan 6ormula (%&0 – %&'7J*>a). . E7hortresidue;"aHyresidueF dapat
dihasilkan
kilang
BBM
setelah melalui beberapa tingkatan proses terhadap minyak bumi yang mengandung Epara66in"aHF. EGaHyresidueF ini sangat berman6aat untuk menghasilkan produk petrokimia seperti EcarbonblackF dan EcokesF. Melalui proses Ethermal crackingF dan EdelayedcokingF terhadap E"aHyresidueF akan dihasilkan EcarbonblackF dan EcokesF. Melalui proses Ethermal blackF dan EcokesF yang kegunaannya sangat diperlukan pada industri ban dan industri peleburan alumunium. 2.+Ba!an Baku ,a-ta */ 0 *12 Baha baku na6ta adalah bahan baku minyak berbentuk cairan, yang banyak dipakai untuk bahan baku industri petrokimia di dunia baik yang memakai dengan jalur EJle6insenterF maupun dengan jalur EromatiksenterF, karena pengangkutan mudah dilakukan biarpun dengan jarak jauh seperti pengangkutan untuk minyak mentah lainnya.
16
2.+.1 Ole-in #engan Ba!an Baku ,a-ta Jle6in
adalah
senya"a
hidrokarbon
tidak
jenuh
yang
mempunyai ikatan rangkap terbuka yang sangat reakti6. Jle6in Mudah terpolimerisasi. Calur ole6in menghasilkan etilena, propilena dan butilena produk dasar dari cracking bahan baku na6ta . Aengan proses perengkahan yang berlangsung di dalam reaktor berbentuk Etubular 6urnacesF (dapur pipapipa baja), operasi berjalan pada suhu dan tekanan tinggi (*2-'-- o% dan - 40 atm). ?roses cracking dapat berjalan terusmenerus sampai akhirnya terbentuk EcokesF dan ter atau EtarF. a) !alau bahan baku na6ta 6raksi berat (%0 – %*) dan dari jenis minyak para66in, mengalami proses cracking, akan terbentuk campuran molekulmolekul antara para66in (?) dan ole6in (J), dengan reaksireaksi yang terjadi sebagai berikut : C 23 H 48 cracking C 8 H 18+ C 15 H 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . → () >a6ta (?)
(?)
(J)
C 15 H 30 cracking C 3 H 8 + C 12 H 22 →
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
() (?) (diole6in) b) 5eaksi cracking dapat berjalan terus hingga akhirnya terbentuk EcokesF C 12 H 22 cracking C 2 H 6 + C 10 H 16 →
(*)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
(?;etana) (tri ole6in)
C 10 H 16 cracking C 2 H 4 + C 8 H 12 →
........ ........ ........ ..
(') (etilena) (tetra ole6in) C 8 H 12 cracking 2 CH 4 + C 6 H 4 →
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(0) (?)
(J)
C 6 H 4 cracking CH 4 + 5 C →
..............................
() (cokes) Ai samping itu terbentuknya cokes, pecahannya molekulmolekul tidak selalu berjalan sebagaimana tertera pada reaksireaksi () s;d () di atas. Banyak sekali kemungkinan yang dapat terjadi, seperti terbentuknya ter atau EtarF dari hasil dimerisasi dan kopolimerisasi ole6in sebagai berikut : c) Aimerisasi dari %-& hasil reaksi (*) : C 10 H 16+ C 10 H 16 →C 20 H 32
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)
d) &asil reaksi (2) tersebut mengadakan kopolimerisasi dengan %0&*- hasil reaksi () : C 15 H 30+ C 15 H 30 →C 35 H 62
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (+)
Aalam proses cracking 6raksi minyak berat, ter atau EtarF tersebut Edi recycleF (didalur ulang) agar dapat mengalami proses cracking lagi.
18
2.+.2 &alur Aromatik #engan Ba!an Baku ,a-ta &idrokarbon aromatik (BK) dihasilkan melalui proses Ecatalytic re6ormingF (proses re6ormasi katalitik) yang berlangsung dalam re6orming unit, dengan menggunakan na6ta sebagai bahan baku dan serbuk platina (?t) sebagai katalis pada suhu '0-0-- o %. 7enya"a hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai ikatan atom % siklis, berupa ikatan atom antara % – %+, seperti ben=ena, toluena, Hilena, dlL. 7angat reakti6 sehingga mudah bereaksi dan terpolimerisasi. Menghasilkan Ben=ena, oluena dan Kilena(BK) sebagai hasil utama, serta sikloheksana (%&K) sebagai produk samping. •
5eaksi pembentukan ben=ena : dehidrogenasi hidrokarbon siklopara6in
@ambar . 5eaksi ?embentukan Ben=ena
•
5eaksi pembentukan toluena : isomerisasi hidrokarbon dimetil siklopentana disusul dengan dehidrogenasi
19
@ambar .* 5eaksi ?embentukan oluena
5eaksi pembentukan orto, meta dan
•
para
(o,m,p)
Hilena
:
reaksi
isomerisasi
hidrokarbon
trimetilsiklopentana, disusul dengan dehidrogenasi.
@ambar .' 5eaksi ?embentukan Jrto, Meta dan ?ara (J,M,?) Kilena
20
