This Paper A short summary of this paper 35 Full PDFs related to this paper
FRAKSI MINYAK BUMI Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana. Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan). Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak prakstis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 1800C-2500C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi (Gambar 19.5). Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut: Sisa :
PENGOLAHAN MINYAK BUMI Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya. Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu. Penyulingan Minyak Bumi Menara destilasi Gambar 1 Menara destilasi Destilasi Fraksinasi Minyak Bumi Meskipun komposisinya kompleks, terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, yang disebut proses distilasi bertingkat. Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Diagram pemisahan komponen-komponen minyak bumi dengan cara destilasi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini: Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi). Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing. Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai, karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah). Fraksi Minyak Bumi
Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi
Untuk lebih jelasnya, kegunaan beberapa fraksi minyak bumi dijelaskan di bahwa ini:
Perengkahan (Cracking) Minyak Bumi Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming). Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12). C12H26 (l) à C6H14 (l) + C6H12 (l) (pada 500oC, 25 atm) Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi. Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hidrogen atau katalis tertentu Dalam reforming, molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya: C4H10 (g)+ C3H8 (g) à C7H16 (l) + H2 (g) BENSIN Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang Kualitas Bensin Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan. Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:
Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel 2 Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm) Jenis Bensin Jenis-jenis bensin yang diproduksi pertamina yaitu:
Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium, yaitu:
Dampak Pembakaran Bensin
Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:
Gambar. Skema Pengolahan Minyak Bumi Pencampuran Fraksi Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh:
Gambar. Pencampuran Fraksi Kegunaan Minyak Bumi Pengkilangan/penyulingan (refening) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk seperti:
Gambar. 14. SPBU
Jika dibuat tabel kegunaan minyak bumi adalah sebaga berikut :
Bensin Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang memegang peranan penting. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5 – C 10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Bensin dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain yaitu:
Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:
Jenis Bensin Ada 3 jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal. Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka/nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax ber-oktan 92 dan seterusnya. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibanding Premium:
Bensin berfungsi 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. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan berikut:
Beberapa aditif dalam bensin
Dampak Pembakaran Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan Bahan bakar dari minyak bumi salah satunya adalah bensin, pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat sehingga dapat mengakibatkan pencemaran udara.
LANGKAH-LANGKAH MENGATASI DAMPAK DARI PEMBAKARAN BENSIN
1. Pengantar Minyak bumi sangatlah bermanfaat terutama dalam bahan bakar dan plastik. Namun, minyak bumi haruslah diolah terlebih dahulu supaya bisa digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku plastik. Proses pengolahan minyak bumi disebut distilasi. Dalam destilasi bertingkat, komponen-komponen minyak mentah akan dipisahkan berdasarkan titik didihnya agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pemilihan metode tersebut berdasarkan pada kandungan minyak mentah yang terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naptalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa tersebut mempunyai panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Proses distalasi melalui beberapa tahap di dalam menara distilasi. Proses distilasi menghasilkan beberapa fraksi-fraksi minyak bumi yang dapat kita manfaatkan. Minyak mentah mula-mula dipanaskan hingga suhunya mencapai sekitar 500-600oC. Pemanasan minyak mentah itu dilakukan dalam pemanas (boiler) dengan menggunakan uap air bertekanan tinggi. Hasil pemanasan berupa uap minyak dialirkan ke dasar menara distilasi. Selanjutnya, uap minyak akan bergerak naik melewati pelat-pelat yang terdapat dalam menara. Pada saat mencapai suhu tertentu sesuai titik didihnya, uap minyak mentah akan berubah menjadi zat cair. Perubahan uap air (gas) menjadi zat cair disebut kondensasi. Zat cair hasil kondensasi itu disebut fraksi minyak. 2. Fraksi-Fraksi Minyak Bumi Kegunaan fraksi-fraksi minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositasnya (kekentalan), dan juga sifat kimianya. Hasil dari distilasi minyak bumi menghasilkan beberapa fraksi minyak bumi seperti berikut. 2.1. Residu Saat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Bagian minyak bumi yang menguap akan naik ke atas dan kembali diolah menjadi fraksi minyak bumi lainnya. Aspal digunakan untuk melapisi permukaan jalan. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik, dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Unsur-unsur selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa unsur lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hidrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium. 2.2. Oli Oli adalah pelumas kendaraan bermotor untuk mencegak karat dan mengurangi gesekan. Oli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali. 2.3. Solar Solar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5.000 ppm. 2.4. Kerosin dan Avtur Kerosin (minyak tanah) adalah bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Kerosin yang digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak disebut minyak tanah, sedangkan untuk bahan bakar pesawat disebut avtur. 2.5. Nafta Nafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. 2.6. Petroleum Eter dan Bensin Petroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin. Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin. Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n-heptana dan isooktan. Misalnya bensin Premium (salah satu produk bensin Pertamina) yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n-heptana. Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n-heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: Premium dengan bilangan oktan 80-88, Pertamax dengan bilangan oktan 91-92, dan Pertamax Plus dengan bilangan oktan 95. Penambahan zat antiketikan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain dengan ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol. Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (-SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin. Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan dengan cara:
2.7. Gas Hasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair. Sebenarnya, senyawa alkana yang terkandung dalam LPG berwujud gas pada suhu kamar. LPG dibuat dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Wujud gas LPG diubah menjadi cair dengan cara menambah tekanan dan menurunkan suhunya. FRAKSI MINYAK BUMI DAN TEHNIK PEMISAHAN Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi. Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap: 1. Pemisahan ( distlasi ) Distilasi merupakan cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi, diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat. 2. Perengkahan ( cracking ) Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang dipanaskan pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi. 3. Refoming Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan. 4.Polimerisasi Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana. 5. Proses Pembersihan ( Treating ) Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan cara menghilangkan pengotor-pengotornya. Cara-cara proses treating adalah: a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap. b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna. c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang. |