Bahan Bakar hasil pengolahan minyak bumiKata Kunci: bahan bakar, minyak bumi, minyak dieselDitulis oleh Zulfikar pada 09-09-2010

Hasil pengolahan minyak bumi merupakan bahan bakar dan dapat kita golongkan kedalam beberapa kelompok; gas-gas hidrokarbon ringan, bensin (gasoline), kerosin, bahan bakar pesawat jet dan minyak diesel, minyak bakar dan produk-produk lainnya, perhatikan bagan 10.21

Bagan 10.21. Hasil pengolahan minyak bumi

Gas hidrokarbon ringan merupakan senyawa paraffin dengan titik didih normal <30oC pada tekanan 1 atmosfer berwujud gas, seperti metana (CH4), etana (C2H6), propane (C3H8), dan n-butana (C4H10). Propane dan butane biasanya dicairkan untuk dijual sebagai LPG (Liquefied Petroleum Gases) bahan bakar rumah tangga.

Produk utama pengolahan minyak bumi awalnya adalah Bensin yang merupakan campuran kompleks dari ratusan hidrokarbon dan memiliki rentang pendidihan antara 30-200oC. Bensin adalah bahan bakar alat transportasi darat (mobil).

Kerosin, bahan bakar pesawat jet dan minyak diesel rentang titik didih yang mirip. Kerosin disebut juga dengan minyak tanah dan digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga, memiliki rentang titik antara 175-275 oC.

Bahan bakar pesawat jet memiliki dua daerah rentang titik didih, yang pertama antara 175-290oC di pergunakan untuk keperluan sipil, dengan kadar aromatik maksimum 20%

volum. Sedangkan untuk keperluan militer rentang didihnya antara 65-290 oC dengan kadar aromat maksimum 25% volum.

Minyak diesel adalah bahan bakar untuk mesin diesel sering disebut dengan solar. Minyak diesel memiliki rentang titik didih antara 175-340oC. Sedangkan untuk mesin diesel kereta api rentang titik didihnya antara 180-370 oC.

Produk minyak bakar dibagi dalam lima jenis yaitu minyak bakar no. 1, no. 2, no. 4, no. 5 dan no. 6. Minyak bakar no. 1 sangat mirip kerosin tetapi memiliki rentang titik akhir pendidihan lebih tinggi. Minyak bakar no. 2 adalah minyak diesel untuk industry sangat mirip dengan minyak diesel otomotif.

Minyak bakar no. 1 dan no. 2 serta kerosin, bahan bakar pesawat jet dan minyak diesel biasa disebut sebagai BBM distilat (distillate fuels).

Minyak bakar no. 4, no. 5 dan no. 6 dikenal dengan BBM residu, merupakan hasil sisa destilasi minyak bumi. Minyak bakar no. 4 adalah yang paling ringan di antara ketiganya. Minyak bakar no. 5 masih berupa cairan pada suhu di atas 10 oC sedangkan minyak bakar no. 6 harus dipanaskan terlebih dahulu untuk bisa mencair.

Produk-produk lain dari proses pengolahan minyak bumi, masih sangat bermanfaat seperti minyak pelumas, waxes (lilin), greases (gemuk), aspal dan kokas.

Komposisi Minyak BumiKata Kunci: minyak bumi, senyawa hidrokarbonDitulis oleh Zulfikar pada 08-09-2010

Minyak bumi memiliki adalah senyawa hidrokarbon (Hidrogen-karbon) dan berupa campuran. Senyawa hidrokarbon sebanyak 50-98% berat, dan sisanya merupakan senyawa organik yang mengandung belerang, oksigen, dan nitrogen serta senyawa-senyawa anorganik seperti vanadium, nikel, natrium, besi, aluminium, kalsium, dan magnesium. Komposisi minyak bumi disederhanakan dalam Tabel 10.4.

Tabel. 10.4. Komposisi unsur yang dikandung minyak bumi

Jika kita fokuskan pada senyawa yang ada dalam minyak bumi, maka kita dapat mengklasifikasikannya menjadi tiga bagian yaitu golongan hidrokarbon dan non-hidrokarbon serta senyawa-senyawa logam.

Senyawa hidrokarbonGolongan hidrokarbon-hidrokarbon yang utama adalah parafin, olefin, naften, dan aromatik.

Parafin merupakan kelompok senyawa yang memiliki ciri khas sebagai senyawa hidrokarbon jenuh (alkana), CnH2n+2. Senyawa ini juga dapat kita kelompokkan ke dalam normal paraffin, dan yang memiliki gugus cabang. Kelompok normal paraffin meliputi metana(CH4), etan (C2H6), n-butana (C4H10), dan yang memiliki gugus cabang seperti isobutana (2-metilpropane, C4H10), isopentana (2-metilbutana, C5H12), dan isooktana (2,2,4-trimetil pentane, C8H18). Jumlah senyawa yang tergolong ke dalam senyawa yang memiliki gugus cabang jauh lebih banyak daripada senyawa yang tergolong normal paraffin.

Olefin adalah merupakan kelompok senyawa senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n (Alkena). Contohnya etilena (C2H4), proprna (C3H6), dan butena (C4H8).

Naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon jenuh bentuk siklis (cincin) dengan rumus molekul CnH2n. struktur cincinnya tersusun atas 5 atau 6 atom karbon, seperti siklopentana (C5H10), metilsiklopentana (C6H12) dan sikloheksana (C6H12). Dalam minyak bumi mentah, naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon yang memiliki kadar terbanyak kedua setelah normal paraffin.

Aromatik adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, dengan kerangka utama molekul, cincin benzene (C6H6). Beberapa contoh molekul aromatik benzene (C6H6), metilbenzene (C7H8) dan naftalena (C10H8) (C10H8).

Senyawa non HidrokarbonSenyawa non hidrokarbon sebenarnya adalah senyawa hidrokarbon yang mengandung atom atau unsure anorganik seperti belerang, nitrogen, oksigen, vanadium, nikel dan natrium. Umumnya unsur ini terikat pada rantai atau cincin hidrokarbon. Kehadiran unsure ini menurunkan kualitas serta mengganggu proses pengolahan minyak bumi.

Minyak BumiKata Kunci: alkana, aromatik, bensin, gasoline, heavy destilates, intermediate destilates, kerosin, komposisi minyak bumi, light destilates, minyak bumi, naphta, pengilangan, penyilangan, petroleum, refining, residu, sikloalkana, struktur hidrokarbonDitulis oleh Ratna dkk pada 01-02-2010

Minyak bumi (bahasa Inggris:  petroleum, dari  bahasa Latin petrus – karang dan  oleum – minyak), dijuluki juga sebagai  emas hitam, adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri  alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. Minyak Bumi adalah campuran dari berbagai jenis hidrokarbon.

Komposisi minyak bumi Minyak mentah (petroleum) adalah campuran 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:

Alkana. Fraksi ini merupakan yang terbesar di dalam minyak mentah.

Sikloalkana (napten) CnH2n Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

Aromatik CnH2n -6 Aromatik memiliki cincin 6 (enam).

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. Ini ada beberapa buah :

Bensin

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).

Naphta

Naphta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin. Beberapa naphta digunakan sebagai : – Pelarut karet – Bahan awal etilen – Dalam kemiliteran

digunakan sebagai bahan bakar jet dan dikenal sebagai jP-4. – Pelarut dry cleaning

(pencuci)

Kerosin

Kerosin memiliki titik didih tertinggi dan biasanya digunakan sebagai :

- Minyak tanah

- Bahan bakar jet untuk air plane

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.

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.

Residu termasuk aspal, residu bahan bakar minyak dan petrolatum. Residu memiliki prosentasi yang tidak besar.

Sumber Minyak BumiKata Kunci: minyak bumi

Ditulis oleh Sukarmin pada 01-07-2009

Sumber energi utama yang digunakan untuk bahan bakar rumah tangga, kendaraan bermotor dan mesin industri berasal dari minyak bumi, batubara dan gas alam. Ketiga jenis bahan bakar tersebut terbentuk dari peruraian senyawa-senyawa organik yang berasal dari jasad organisme kecil yang hidup di laut jutaan tahun yang lalu. Proses peruraian berlangsung lambat di bawah suhu dan tekanan tinggi, dan menghasilkan campuran hidrokarbon yang kompleks. Sebagian campuran berada dalam fase cair dan dikenal sebagai minyak bumi. Sedangkan sebagian lagi berada dalam fase gas dan disebut gas alam.

Karena memiliki nilai kerapatan yang lebih rendah dari air, maka minyak bumi (dan gas alam) dapat bergerak ke atas melalui batuan sedimen yang berpori. Jika tidak menemui hambatan, minyak bumi dapat mencapai permukaan bumi. Akan tetapi, pada umumnya minyak bumi terperangkap dalam bebatuan yang tidak berpori dalam pergerakannya ke atas. Hal ini menjelaskan mengapa minyak bumi juga disebut petroleum. (Petro-leum dari bahasa Latin petrus artinya batu dan oleum artinya minyak). Untuk memperoleh minyak bumi atau petroleum ini, dilakukan pengeboran.

Bagaimana para ahli menemukan lokasi minyak bumi?

Awalnya, mereka 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.

Mereka kemudian melakukan survei seismik untuk menentukan struktur batuan di bawah permukaan tersebut.

Selanjutnya, mereka 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

Pengeboran untuk mengambil minyak bumi (dan gas alam) di lepas pantai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

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.

Apa komposisi dari minyak bumi?Kata Kunci: aspaltin, besi, butana, fraksinasi, gasoline, halogen, hidrokarbon, isomer, katalis, kilang, klorida, logam, merkaptan, minyak bumi, naften, natrium, nikel, nitrogen, oil, oksigen, olefin, organik, parafin, sulfur, tembaga, vanadiumDitulis oleh EG Giwangkara S pada 24-05-2007

Oleh EG Giwangkara S.

Minyak bumi adalah campuran komplek hidrokarbon plus senyawaan organik dari Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga.

Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur.

Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 % sedangkan dalam jenis asphaltik berat paling rendah 50 %.

Komponen HidrokarbonPerbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :

Karbon : 83,0-87,0 % Hidrogen : 10,0-14,0 % Nitrogen : 0,1-2,0 % Oksigen : 0,05-1,5 % Sulfur : 0,05-6,0 %

Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan atas tiga golongan, yaitu :

golongan parafinik golongan naphthenik golongan aromatik sedangkan golongan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam crude oil,

demikian juga hidrokarbon asetilenik sangat jarang.

Crude oil mengandung sejumlah senyawaan non hidrokarbon, terutama senyawaan Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen, senyawaan Organo Metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagai suspensi koloidal).

1. Senyawaan SulfurCrude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.

2. Senyawaan OksigenKandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik.

3. Senyawaan NitrogenUmumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak

dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer.

4. Konstituen MetalikLogam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.

Agar dapat diolah menjadi produk-produknya, minyak bumi dari sumur diangkut ke Kilang menggunakan kapal, pipa, mobil tanki atau kereta api. Didalam Kilang, minyak bumi diolah menjadi produk yang kita kenal secara fisika berdasarkan trayek titik didihnya (distilasi), dimana gas berada pada puncak kolom fraksinasi dan residu (aspal) berada pada dasar kolom fraksinasi.

Setiap trayek titik didih disebut “Fraksi”, misal :

0-50°C : Gas50-85°C : Gasoline85-105°C : Kerosin105-135°C : Solar> 135°C : Residu (Umpan proses lebih lanjut)

Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil adalah merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.

Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat jenis, yaitu :

1. Parafin2. Olefin3. Naften4. Aromat

Tetapi karena di alam bisa dikatakan tidak pernah ditemukan minnyak bumi dalam bentuk olefin, maka minyak bumi kemudian dikelompokkan menjadi tiga jenis saja, yaitu Parafin, Naften dan Aromat.

Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang sama. Misal pada normal-butana pada gambar berikut memiliki isomer 2-

metil propana, atau kadang disebut juga iso-butana. Keduanya memiliki rumus kimia yang sama, yaitu C4H10 tetapi memiliki rumus bangun yang berbeda seperti tampak pada gambar.

Jika atom karon (C) dinotasikan sebagai bola berwarna hitam dan atom hidrogen (H) dinotasikan sebagai bola berwarna merah maka gambar dari normal-butan dan iso-butan akan tampak seperti gambar berikut :

Senyawa hidrokarbon ‘normal’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai lurus, sedangkan senyawa isomernya atau ‘iso’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai cabang. Keduanya merupakan jenis minyak bumi jenis parafin.

Sedangkan sisa kandungan hidrokarbon lainnya dalam minyak bumi adalah senyawa siklo-parafin yang disebut juga naften dan/atau senyawa aromat. Berikut adalah contoh dari siklo-parafin dan aromat.

‘Keluarga hidrokarbon’ terebut diatas disebut homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan kedalam beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial. Secara umum, di dalam kilang minyak bumi, pemisahan perbandingan kemurnian dilakukan terhadap hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang lebih kecil dari C7. Pada umumnya kandungan tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di laboratorium.

Campuran siklo parafin dan aromat dalam rantai hidrokarbon panjang dalam minyak bumi membuat minyak bumi tersebut digolongkan menjadi minyak bumi jenis aspaltin.

Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk parafin murni maupun aspaltin murni, tetapi selalu dalam bentuk campuran antara parafin dan aspaltin. Pengelompokan minyak bumi menjadi minyak bumi jenis parafin dan minyak bumi jenis aspaltin berdasarkan banyak atau dominasi minyak parafin atau aspaltin dalam minyak bumi. Artinya minyak bumi dikatakan jenis parafin jika senyawa parafinnya lebih dominan dibandingkan aromat dan/atau siklo parafinnya. Begitu juga sebaliknya.

Dalam skala industri, produk dari minyak bumi dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih ini lebih sering dilakukan dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.

Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni. Dalam minyak bumi terdapat juga zat pengotor (impurities) berupa sulfur (belerang), nitrogen dan logam. Pada umumnya zat pengotor yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa sulfur organik yang disebut merkaptan. Merkaptan ini mirip dengan hidrokarbon pada umumnya, tetapi ada penambahan satu atau lebih atom sulfur dalam molekulnya, seperti pada gambar berikut :

Senyawa sulfur yang lebih kompleks dalam minyak bumi terdapat dalam bentuk tiofen dan disulfida. Tiofen dan disulfida ini banyak terdapat dalam rantai hidrokarbon panjang atau pada produk distilat pertengahan (middle distillate).

Selain itu zat pengotor lainnya yang terdapat dalam minyak bumi adalah berupa senyawa halogen organik, terutama klorida, dan logam organik, yaitu natrium (Na), Vanadium (V) dan nikel (Ni).

Titik didih minyak bumi parafin dan aspaltin tidak dapat ditentukan secara pasti, karena sangat bervariasi, tergantung bagaimana komposisi jumlah dari rantai hidrokarbonnya. Jika minyak bumi tersebut banyak mengandung hidrokarbon rantai pendek dimana memiliki jumlah atom karbon lebih sedikit maka titik didihnya lebih rendah, sedangkan jika memiliki hidrokarbon rantai panjang dimana memiliki jumlah atom karbon lebih banyak maka titik didihnya lebih tinggi.