Minyak Bumi

MINYAK BUMI

Nama kelompok:

1. Amarida Hayyun Nurvie (03)
2. Dita Rofi’atul Afrida (08)
3. Dyanjas Syarifudin Y (09)
4. Ferdy Rezka R (11)
5. Riska Wulandari (24)
6. Vany Bangkit O (29)

ü  KOMPOSISI MINYAK BUMI

A. KOMPOSISI HIDROKARBON
                Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon yang berbeda beda. Perbedaan ini tergatung dari faktor umur, suhu pembentukan dan cara pembentukan. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan , diketahui bahwa dalam minyak bumi terdiri atas bermacam macam senyawa hidro karbon  diantaranya :

1. ALKANA

                Alkana adalah hidrokarbon yang hanya mengandung ikatan tunggal. Ini adalah hidrokarbon jenuh, sehingga semua karbon dalam molekul terikat hidrogen pada setiap lokasi yang tersedia. Rumus umum alkana CnH_2n +2. Ini berarti untuk setiap satu karbon dalam alkana, ada dua kali jumlah hidrogen, ditambah dua lagi.

2. SIKLOALKANA

                Selain alkana dengan rantai terbuka, di alam juga terdapat alkana             dalam bentuk cincin. Senyawa tersebut dinamakan sikloalkana atau         senyawa alisiklik (alifatik siklik). Apabila cincin sikloalkana adalah –            CH2- maka senyawa tersebut memiliki rumus umum (CH2)n atau       CnH2n. 

3. HIDRIKARBON AROMATIK

                Hidrokarbon aromatik adalah kelas bahan kimia yang ditandai     dengan memiliki struktur molekul yang disebut cincin benzena. Yang      paling sederhana adalah kimiawi benzena, dan struktur hidrokarbon       ini meminjamkan nama menjadi cincin benzena. Banyak hidrokarbon     ini beracun, dan mereka sayangnya di antara polutan organik yang                 paling tersebar luas.

B.            KANDUNGAN  UNSUR  KIMIA  PADA      MINYAK BUMI

Secara umum, kompnen minyak bumi terdiri atas unsur kimia, yaitu 83-87 % karbon, 10-14 % hidrogen, 0,05-6% belerang, 0,05-1,5% oksigen, 0,1-2% nitrogen dan < 0,1% unsur unsur logam

1. Sulfur (belerang)

2. Oksigen

3. Nitrogen

4. Unsur Unsur Logam

C.            KOMPOSISI MOLEKUL   HIDROKARBON DALAM MINYAK               BUMI

Berdasarkan komponen terbanyak dalam minyak bumi, dibedakan menjadi tiga golongan diantaranya :

1. Minyak Bumi golongan Parafin
2. Minyak Bumi golongan Naftalena
3. Miyak Bumi golongan Parafin dan Naftalena

ü Proses Pembentukan Minyak Bumi

Minyak bumi terbentuk dari penguraian senyawa-senyawa organik dari jasad mikroorganisme jutaan tahun yang lalu di dasar laut atau di darat.

Proses pengolahan minyak bumi 

Selanjutnya, kegiatan dilanjutkan dengan melakukan penyelidikan geofisika. Caranya dengan membuat gempa kecil atau getaran-getaran di bawah tanah (kegiatan seismik). Gelombang-gelombang getaran dari ledakan ini turun ke bawah dan memantul kembali ke permukaan bumi. Dengan cara ini, lokasi yang mengandung minyak bumi dapat diperkirakan secara ilmiah. Pada daerah lapisan bawah tanah yang tak berpori tersebut dikenal dengan nama antiklinal atau cekungan. Daerah cekungan ini terdiri dari beberapa lapisan, lapisan yang paling bawah berupa air, lapisan di atasnya berisi minyak, sedang di atas minyak bumi tersebut terdapat rongga yang berisi gas alam. Jika cekungan mengandung minyak bumi dalam jumlah besar, maka pengambilan dilakukan dengan jalan pengeboran.

Setelah menentukan lokasi yang diperkirakan mengandung minyak bumi, tahapan selanjutnya adalah melakukan kegiatan eksploitasi. Eksploitasi adalah rangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menghasilkan minyak bumi. Kegiatan ini terdiri atas pengeboran dan penyelesaian sumur, pembangunan sarana pengangkutan, penyimpanan, dan pengolahan untuk pemisahan dan pemurnian minyak. Pengeboran sumber minyak bumi menghasilkan minyak mentah yang harus diproses lagi.Selain minyak mentah, terdapat juga air dan senyawa pengotor lainnya. Zat-zat selain minyak mentah dipisahkan terlebih dahulu sebelum dilakukan proses selanjutnya. Kandungan utama minyak mentah hasil pengeboran merupakan campuran dari berbagai senyawa hidrokarbon. Adapun senyawa lain, seperti sulfur, nitrogen, dan oksigen hanya terdapat dalam jumlah sedikit. Tabel berikut menunjukkan persentase komposisi senyawa yang terkandung dalam minyak mentah (crude oil).

Kelompok Unsur: Karbon 84%; Hidrogen 14%; Sulfur Antara 1% hingga 3%; Nitrogen Kurang dari 1%; Oksigen Kurang dari 1%; Logam Kurang dari 1%; Garam Kurang dari 1%.

Campuran hidrokarbon dalam minyak mentah terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naftalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa ini memiliki panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan, komponen-komponen minyak mentah harus dipisahkan berdasarkan titik didihnya. Metode yang digunakan adalah distilasi bertingkat. Menurut Anda, adakah metode pemisahan selain distilasi? Gambar berikut menunjukkan fraksi-fraksi hasil pengolahan menggunakan metode distilasi bertingkat.

a. 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 30 oC, 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 90 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendinginan dengan suhu 30 oC – 90 oC. Pada trayek ini, petroleum eter (bensin ringan) akan mencair dan keluar ke penampungan petroleum eter. Petroleum eter merupakan campuran alkana dengan rantai C5H12 – C6H14.

3) Fraksi Ketiga

Pada fraksi ini dihasilkan gasolin (bensin). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 175 oC , masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 90 oC – 175 oC. Pada trayek ini, bensin akan mencair dan keluar ke penampungan bensin. Bensin merupakan campuran alkana dengan rantai C6H14–C9H20.

4) Fraksi keempat

Pada fraksi ini dihasilkan nafta. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 200 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 oC - 200 oC. Pada trayek ini, nafta (bensin berat) akan mencair dan keluar ke penampungan nafta. Nafta merupakan campuran alkana dengan rantai C9H20–C12H26.

5) Fraksi kelima

Pada fraksi ini dihasilkan kerosin (minyak tanah). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 275 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 oC - 275 oC. Pada trayek ini, kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantai C12H26–C15H32.

6) Fraksi keenam

Pada fraksi ini dihasilkan minyak gas (minyak solar). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 375 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 250 oC - 375 oC. Pada trayek ini minyak gas (minyak solar) akan mencair dan keluar ke penampungan minyak gas (minyak solar). Minyak solar merupakan campuran alkana dengan rantai C15H32–C16H34.

7) Fraksi ketujuh

Pada fraksi ini dihasilkan residu. Minyak mentah dipanaskan pada suhu tinggi, yaitu di atas 375 oC, 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 375 oC. Minyak pelumas (C16H34–C20H42) digunakan untuk pelumas mesin-mesin, parafin (C21H44–C24H50) untuk membuat lilin, dan aspal (rantai C lebih besar dari C36H74) 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.

ü F R A K S I N A S I  M I N Y A K  B U M I

PENGERTIAN

Fraksinasi = pemurnian minyak à langkah untuk menghasilkan produk minyak bumi

Suatu pemisahan komponen-komponen (fraksi) minyak bumi berdasarkan titik didih.

                Minyak bumi hasil pengeboran  masih berupa minyak mentah (crude oil) yg kental dan hitam.

               

KOMPOSISI MINYAK BUMI        

                crude oil terdiri dari campuran hidrokarbon, yaitu :

1. ALKANA à fraksi yg terbesar dalam minyak mentah;              n-oktana dan siklooktana
2. HIDROKARBON AROMATIK CnH2n-6 à etil benzene yang memiliki cincin 6
3. SIKLOALKANA (NAPTEN) CnH2n à siklopentana dan etil sikloheksana
4. BELERANG (0,01-0,7%)
5. NITROGEN (0,01-0,9%)
6. OKSIGEN (0,06-0,4%)
7. KARBONDIOKSIDA [CO2]
8. HIDROGEN SULFIDA [H2S]

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat.

Hasil yg diperoleh:

1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, vaselin.
2. Bahan yg tidak bisa menguap: aspal dan arang minyak bumi.

ü Bilangan Oktan

•       “oktan” berasal dari oktana(C₈), karena oktana memiliki sifat kompresi paling bagus.

•        Oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan.

•        Merupakan  bilangan yang memperlihatkan ukuran anti ketukan atau antiknocking dari bahan bakar minyak atau bensin.

Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Misalnya menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb(C₂H₅)₄) menambahkan MTBE (methyl tertiary butyl ether, C₅H₁₁O atau dengan Etanol.

                Nilai oktan sebuah bahan bakar yang paling umum di seluruh dunia adalah nilai Research Octane Number (RON)

Cracking (Perekahan)

                Cracking adalah proses penguraian molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi hidrokarbon yang memiliki struktur molekul yang kecil. Proses penguraian dg metode cracking yaitu

1. Thermal Cracking

Proses penguraian dengan menggunakan suhu yang tinggi (800°C )serta tekanan yang rendah (700 kpa). Panas yang digunakan dalam proses ini menggunakan steam cracking yaitu uap yang memiliki suhu yang tinggi.Reaksi yang terjadi pada proses ini disebut homolitik fision dan memproduksi alkena yang menjadi bahan dasar untuk memproduksi polimer secara ekonomis.

2. Catalytic Cracking

                Menggunakan katalis sebagai media yang dapat mempercepat laju reaksi, proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil dilakukan dengan suhu tinggi. Jenis katalis yang sering digunakan adalah silica, alumunia dll

3. Hydrocracking

                Merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. Proses pereaksian dilakukan dengan tekanan tinggi, produk utama yang dihasilkan ialah bahan bakar jet, bensin, diesel yang mempuyai bilangan oktan yang tinggi. Hydrocracking memiliki kelebihan yaitu dapat mempermudah proses pelepasan sulfur .

ü  Tetraethyllead (TEL)

                Merupakan senyawa organolead dengan rumus

( CH3CH2 ) 4PB . Pada awalnya TEL dicampur dengan bensin ( bensin ) sebagai octane booster dipatenkan yang memungkinkan kompresi mesin dinaikkan secara substansial  yang dapat meningkatkan performa kendaraan atau ekonomi bahan bakar. TEL dalam bahan bakar otomotif telah dihapus awal di Amerika Serikat pada pertengahan 1970-an karena neurotoksisitas kumulatif dan efek merusak pada catalytic converter . Ketika hadir dalam bahan bakar , TEL juga merupakan penyebab utama dari busi fouling . [ 5 ] TEL masih digunakan sebagai aditif dalam beberapa nilai bensin penerbangan, dan di beberapa negara berkembang

ü  DAMPAK PENGGUNAAN MINYAK BUMI

a. Partikulat

Zat pencemar berupa debu, abu, atau asap.

Mengandung sulfur (S)

Dapat mempengaruhi kesehatan, seperti pembengkakan paru2 dan jantung.

b. Logam timbel

Gangguan peredaran darah dan syaraf

Menyebabkan iritasi tenggorokan dan paru2

Menurunkan kecerdasan

Menghambat pertumbuhan

Menghilangkan kosentrasi

Kanker pada ginjal

c. CO

Akibat dari pembakaran tidak sempurna disebabkan oleh kurangnya jumlah oksigen. CO sangat berbahaya bagi kesehatan karena bersifat racun yang mengakibatkan :

Gangguan pernapasan

Turunnya berat janin

meningkatkan jumlah kematian bayi

menimbulkan kerusakan otak

d. Ozon

Gas yang beracun dan berbau.

Ozon terjadi ketika percikan listrik melintas dalam oksigen.

Biasanya digunakan dalam proses

                                -Pemurnian air

                                -Sterilisasi udara

                                -Pemutihan makanan tertentu

Disamping itu, ozon memilik dampak negative, yaitu

                                -Menimbulkan kerusakan pada tanaman

                                -Mengalami bronchitis dan asma

ü  BENSIN

Bahan bakar transportasi yang mengandung >500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5-C10.

10% dari produk distilasi minyak mentah dg rantai tdk bercabang

PEMBUATAN BENSIN

1. Penyulingan langsung dari minyak bumi, kualitas tergantung susunan kimia dari bahan dasar
2. Merekah (cracking) dari hasil minyak berat          à minyak gas dan residu
3. Merekah (retorming) bensin berat yg kualitasnya kurang baik

Kegunaan Bensin

Bensin sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan.

DAMPAK PEMBAKARAN BENSIN