Tugas Kimia-Makalah
Minyak Bumi dan Gas Bumi
Di Susun Oleh:
Nama :
Yudika Simatupang
Kelas :
XI-IPA
Guru Bid Studi : Jackson
Sumitro Simamora
Waktu :
15 Sept 2015 – 22 Sept 2015
Daftar isi
1. Pengertian Minyak Bumi Dan Gas
2.
Proses Terjadi
3. Proses
Pengolahan Dan Pemisahan
4. Hasil Olahan
5. Dampak
Pembakaran Minyak Bumi
6.
Bilangan Oktan
7. Kegunaaan/ Manfaat Alkana, Akena Dan Alkuna
8. Sifat
Fisika Alkana, Alkena Dan Alkuna
a.
Pengertian minyak bumi
dan gas bumi
1. Pengertian Minyak
Bumi
Minyak
bumi adalah istilah yang meluas dalam kehidupan sehari-hari. Sebelumnya orang
menggunakan istilah minyak tanah atau minyak yang dihasilkan dari dalam tanah
namun istilah yang lazim dipakai sekarang adalah miyak bumi sementara kata
‘minyak tanah’ lazim digunakan untuk menyebut bahan bakar kompor minyak atau
bahasa Inggrisnya kerosene. Secara harfiah, minyak bumi berarti
‘minyak di dalam perut bumi’. Istilah minyak bumi lebih tepat karena minyak ini
terdapat didalam perut bumi bukan didalam tanah.
Tiga
negara yang memproduksi minyak terbanyak adalah Arab Saudi, Rusia, dan Amerika
Serikat. Sekitar 80 persen minyak dunia dihasilkan dari Timur Tengah, dengan
62,5 persennya berasal dari Arab 5: Arab Saudi, Uni Emirat Arab, Irak, Qatar,
dan Kuwait.
2. Komposisi Minyak Bumi
Penampakan
fisik minyak bumi sangat beragam, tergantung dari komposisinya. Pada umumnya,
minyak bumi yang baru dihasilkan dari sumur pengeboran berupa lumpur berwarna
hitam atau cokelat gelap, meskipun ada juga minyak bumi yang berwarna
kekuningan, kemerahan, atau kehijauan. Sumur minyak sebagian besar menghasilkan
minyak mentah, terkadang ada juga kandungan gas di dalamnya Karena tekanan di
permukaan Bumi lebih rendah daripada di bawah tanah, beberapa gas akan keluar
dalam bentuk campuran.
Jenis
hidrokarbon yang terdapat pada minyak Bumi sebagian besar terdiri dari alkana,
sikloalkana, dan berbagai macam jenis hidrokarbon aromatik, ditambah dengan
sebagian kecil elemen-elemen lainnya seperti nitrogen, oksigen dan sulfur,
ditambah beberapa jenis logam seperti besi, nikel, tembaga, dan vanadium.
Jumlah komposisi molekul sangatlah beragam dari minyak yang satu ke minyak yang
lain.
Ø Komposisi Hidrokarbon pada Minyak Bumi
Minyak
bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon yang berbeda-beda. Perbedaan ini
tergantung dari faktor umur, suhu pembentukan, dan cara pembentukan. Minyak
dari Indonesia mengandung banyak senyawa aromatik seperti benzena, sedangkan
minyak bumi dari Rusia mengandung banyak senyawa sikloalkana seperti
sikloheksana. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, diketahui bahwa
dalam minyak bumi terdiri atas bermacam-macam senyawa hidrokarbon.
Senyawa-senyawa hidrokarbon tersebut sebagai berikut.
·
Alkana
·
Sikloalkana
·
Hidrokarbon
Aromatik
Ø 3.2. Kandungan Unsur Kimia dalam Minyak Bumi
Secara
umum, komponen minyak bumi terdiri atas lima 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.
·
.
Sulfur (Belerang)
·
Oksigen
·
Nitrogen
·
Unsur-Unsur
Logam
Ø 3.3. Komposisi Molekul Hidrokarbon dalam Minyak Bumi
·
3.3.1.
Minyak Bumi Golongan Parafin
·
3.3.2.
Minyak Bumi Golongan Naftalena
·
3.3.3.
Minyak Bumi Golongan Campuran Parafin-Naftalena
b.
Proses terjadi
v
Teori Pembentukan Minyak Bumi
1. Teori Biogenesis (Organik)
Berdasarkan
teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang
permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfer dengan
permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan,
di mana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (C02)(gambar
1.1). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2
diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah
yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup
(tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).
2.
Teori Abiogenesis (Anorganik)
Barth
Barthelot (1866) mengemukakan di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang
dalam keadaan bebas dengan temperatur tingi akan bersentuhan denagn C02
membentuk asitilena. Kemudian Mendeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi
tebentuk akibat adanya pengauh kerja uap pada kabida-karbida logam di dalam
bumi
3.
Teori Duplex
Teori
Duplex merupakan perpaduan dari Teori Biogenetik dan Teori Anorganik. Teori
Duplex yang banyak diterima oleh kalangan luas, menjelaskan bahwa minyak dan
gas bumi berasal dari berbagai jenis organisme laut baik hewani maupun nabati.
Diperkirakan bahwa minyak bumi berasal dari materi hewani dan gas bumi berasal
dari materi nabati.
v Proses Pembentukan Minyak Bumi
Berikut adalah langkah-langkah proses pembentukan minyak
bumi:
1. Ganggang hidup di danau tawar (juga di laut).
Mengumpulkan energi dari matahari dengan fotosintesis.
2. Setelah ganggang-ganggang ini mati, maka
akan terendapkan di dasar cekungan sedimen dan membentuk batuan induk (source rock). Batuan induk adalah batuan yang mengandung
karbon (High
Total Organic Carbon).
Batuan ini bisa batuan hasil pengendapan di danau, di delta, maupun di dasar
laut. Proses pembentukan karbon dari ganggang menjadi batuan induk ini sangat
spesifik. Itulah sebabnya tidak semua cekungan sedimen akan mengandung minyak
atau gas bumi. Jika karbon ini teroksidasi maka akan terurai dan bahkan menjadi
rantai karbon yang tidak mungkin dimasak.
3. Batuan induk akan terkubur di bawah
batuan-batuan lainnya yang berlangsung selama jutaan tahun. Proses pengendapan
ini berlangsung terus menerus. Salah satu batuan yang menimbun batuan induk
adalah batuan reservoir atau batuan sarang. Batuan sarang adalah batu
pasir, batu gamping, atau batuan vulkanik yang tertimbun dan terdapat ruang
berpori-pori di dalamnya. Jika daerah ini terus tenggelam dan terus ditumpuki
oleh batuan-batuan lain di atasnya, maka batuan yang mengandung karbon ini akan
terpanaskan. Semakin kedalam atau masuk amblas ke bumi, maka suhunya akan
bertambah. Minyak terbentuk pada suhu antara 50 sampai 180 derajat Celsius.
Tetapi puncak atau kematangan terbagus akan tercapai bila suhunya mencapat 100
derajat Celsius. Ketika suhu terus bertambah karena cekungan itu semakin turun
dalam yang juga diikuti penambahan batuan penimbun, maka suhu tinggi ini akan
memasak karbon yang ada menjadi gas.
Karbon terkena panas dan bereaksi dengan
hidrogen membentuk hidrokarbon. Minyak yang dihasilkan oleh batuan induk yang
telah matang ini berupa minyak mentah. Walaupun berupa cairan, ciri fisik
minyak bumi mentah berbeda dengan air. Salah satunya yang terpenting adalah
berat jenis dan kekentalan. Kekentalan minyak bumi mentah lebih tinggi dari
air, namun berat jenis minyak bumi mentah lebih kecil dari air. Minyak bumi
yang memiliki berat jenis lebih rendah dari air cenderung akan pergi ke atas.
Ketika minyak tertahan oleh sebuah bentuk batuan yang menyerupai mangkok
terbalik, maka minyak ini akan tertangkap dan siap ditambang.
c.
Proses pengolahan dan pemisahan
Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan.
Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumbu bor. Minyak mentah yang diperoleh
ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau
ke kilang minyak.
Minyak mentah (crude oil) bebentuk caian kental hitam dan berbau
tidak sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan baka maupun
keperluan lainnya, tetapi haus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung
sekitar 500 jenis hidrokarbon denagn jumlah atom C-1 hingga C-50. Pengolahan
minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah
dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok dengan rentang titik didih tertentu.
Pengolahan minyak bumi dimulai dengan memanaskan minyak
mentah pada suhu 400oC, kemudian dialirkan ke dalam menara
fraksionasi dimana akan tejadi pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih.
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 sungkup gelembung.
Sementara itu, semakin ke atas, suhu semakin rendah,
sehinga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi naik, akan
mengembun dan terpisah, sedangkan komponen yang itik didihnya lebih rendah akan
terus naik ke bagian atas yang lebih tinggi. Sehingga komponen yang mencapai
puncak menara adalah komponen yang pada suhu kamar beupa gas. Komponen berupa
gas tadi disebut gas proteleum. Melalui kompresi dan pendinginan, gas proteleum
dicairkan sehingga diperoleh LPG (Liquid Proteleum Gas)
Minyak mentah mengandung berbagai senyawa hidrokarbon
dengan berbagai sifat fisiknya. Untuk memperoleh materi-materi yang berkualitas
baik dan sesuai dengan kebutuhan, perlu dilakukan tahapan pengolahan minyak
mentah yang meliputi proses distilasi, cracking, reforming, polimerisasi,
treating, dan blending.
Proses
Primer
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) agar dapat memenuhi spesifikasi atau
persyaratan atau baku mutu yang ditentukan oleh Dirjen Migas RI untuk
masing-masing produk tersebut.
Proses
Sekunder
Pada kenyataannya minyak bumi tidak pernah ada yang sama, bahkan untuk sumur
minyak yang berdekatan sekalipun. Kenyataannya banyak sumur minyak yang
menghasilkan minyak bumi dengan densitas (specific gravity) yang lebih berat,
terutama untuk sumur minyak yang sudah udzur atau memang jenis minyak dalam
sumur tersebut adalah jenis minyak berat. Pada pemompaan minyak dari dalam
sumur (reservoir) biasanya yang akan terpompakan pada awal-awal produksi adalah
bagian yang ringannya. Sehingga pada usia akhir sumur yang dipompakan adalah
minyak beratnya.
Untuk pengolahan minyak berat jenis ini maka bisa dipastikan produk yang
dihasilkan akan lebih banyak fraksi beratnya daripada fraksi ringannya.
Maksudnya, kalo yang dimasak minyak bumi jenis minyak berat seperti penjelasan
diatas maka produk yang dihasilkan akan lebih banyak fraski solar, minyak berat
atau residunya daripada gas, bensin atau minyak tanahnya. Sementara konsumsi
produk minyak bumi di Indonesia kan lebih banyak dari fraksi bensin dan solarnya,
terutama untuk otomotif.
Jadi, jika yang dimasak oleh proses primer adalah minyak bumi jenis minyak
berat maka hasilnya akan lebih banyak fraksi beratnya (solar, minyak berat dan
residu) daripada fraksi ringannya. Sementara tuntutan pasar lebih banyak produk
dari fraksi ringan dibandingkan fraksi beratnya. Maka untuk menyiasatinya
adalah dengan melakukan perubahan struktur kimia dari produk fraksi berat.
Teknologi yang banyak digunakan adalah dengan cara melakukan cracking
(perengkahan atau pemutusan) terhadap hidrokarbon rantai panjang menjadi
hidrokarbon rantai pendek, sehingga bisa menjadi fraksi ringan juga. Misal,
dengan cara merengkah sebuah molekul hidrokarbon C30 yang merupakan produk dari
fraksi solar atau minyak berat menjadi dua buah molekul hidrokarbon C15 yang
merupakan produk dari fraksi minyak tanah atau kerosin, atau menjadi sebuah
molekul hidrokarbon C10 yang merupakan produk dari fraksi bensin dan sebuah
molekul hidrokarbon C20 yang merupakan produk dari fraksi solar.
Proses
perengkahan ini sendiri ada dua dua cara, yaitu dengan cara menggunakan katalis
(catalytic cracking) dan cara tanpa menggunakan katalis atau dengan cara
pemanasan tinggi menggunakan suhu diatas 350°C (thermal cracking).
Perbedaan dari kedua jenis perengkahan tersebut adalah pada kemudahan
“mengarahkan” produk yang diinginkan. Pada cara thermal cracking sangat sulit
untuk mengatur atau mengarahkan produk fraksi ringan mana yang diinginkan.
Dengan cara ini jika kita menginginkan membuat bensin yang lebih banyak dibandingkan
minyak tanah akan sulit dilakukan, padahal keduanya masih termasuk fraksi
ringan. Sementara jika menggunakan catalytic cracking kita akan lebih mudah
mengatur mood operasi. Misal kita hanya ingin memperbanyak produk bensin
dibandingkan minyak tanahnya, atau sebaliknya. Ilustrasinya kira-kira seperti
jika kita akan memecah sekeping kaca lebar. Jika menggunakan cara thermal
cracking kita ibarat memecahkan kaca tersebut dengan cara dibanting, ukurannya
tidak akan teratur. Sedangkan jika menggunakan cara catalytic cracking ibarat
memecahkan kaca dengan menggunakan pisau kaca, lebih teratur dan bisa sesuai
keinginan kita.
Minyak hasil rengkahan tersebut kemudian dipisahkan kembali berdasarkan fraksi
yang lebih sempit dalam kolom fraksinasi dengan proses seperti halnya proses
primer, untuk selanjutnya didinginkan dan ditampung dalam tanki produk setengah
jadi dan selanjutnya ditambahkan aditif sesuai spesifikasi produk akhir yang
diinginkan.
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.
a. 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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
e. 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.
f.
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:
- Cracking (perengkahan),
yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil.
- Reforming, yaitu mengubah
struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.
- Alkilasi atau polimerisasi,
yaitu penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar.
g. 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.
Minyak bumi
bukan merupakan senyawa homogen, tapi merupakan campuran dari berbagai jenis
senyawa hidrokarbon dengan perbedaan sifatnya masing-masing, baik sifat fisika
maupun sifat kimia.
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.
Rantai Hidrokarbon Minyak Bumi
Seperti
kita kitahui dalam Kimia Organik bahwa senyawa hidrokarbon, terutama yang
parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang
rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin
panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar.
Nah, sifat fisika inilah yang kemudian menjadi dasar dalam Proses Primer.
Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat
dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi
atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut :
1. Karbon
Rentang rantai karbon : C1 sampai C5
Trayek didih : 0 sampai 50°C
Peruntukan : Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.
2. Gasolin
(Bensin)
Rentang rantai karbon : C6 sampai C11
Trayek didih : 50 sampai 85°C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan
proses petrokomia
3. Kerosin
(Minyak Tanah)
Rentang rantai karbon : C12 sampai C20
Trayek didih : 85 sampai 105°C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan
bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia
4. Solar
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30
Trayek didih : 105 sampai 135°C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar industri
5. Minyak
Berat
Rentang rantai karbon dari C31 sampai C40
Trayek didih dari 130 sampai 300°C
Peruntukan : Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia
6. Residu
Rentang rantai karbon diatas C40
Trayek didih diatas 300°C
Peruntukan : Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan
pelapis anti bocor.
Kondisi ideal diatas sulit dicapai karena senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi
banyak mengandung isomernya.
d.
Hasil olahan
Dari skema di halaman
sebelumnya kita dapat melihat hasil-hasil dari proses destilasi minyak mentah.
Diatnaranya yaitu :
a.
LPG
Liquefied
Petroleum Gas (LPG) PERTAMINA dengan brand ELPIJI, merupakan gas hasil produksi
dari kilang minyak (Kilang BBM) dan Kilang gas, yang komponen utamanya adalah
gas propana (C3H8) dan butana (C4H10) lebih kurang 99 % dan selebihnya adalah
gas pentana (C5H12) yang dicairkan
b. Bahan
bakar penerbangan
Bahan bakar
penerbangan salah satunya avtur yang digunakan sebagai bahan bakar persawat terbang.
c.
Bensin
Bensin merupakan
bahan bakar transportasi yang masih memegang peranan penting sampai saat ini.
Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5-C10.
Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang
diinginkan.
d.
Minyak tanah ( kerosin )
Bahan bakar
hidrokarbon yang diperoleh sebagai hasil penyulingan minyak bumi dengan titik
didih yang lebih tinggi daripada bensin; minyak tanah; minyak patra.
e.
Solar
Diesel, di
Indonesia lebih dikenal dengan nama solar, adalah suatu produk akhir yang
digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin diesel yang diciptakan oleh Rudolf
Diesel, dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.
f.
Pelumas
Pelumas adalah zat
kimia, yang umumnya cairan, yang diberikan diantara dua benda bergerak untuk
mengurangi gaya gesek. Pelumas berfungsi sebagai lapisan pelindung yang
memisahkan dua permukaan yang berhubungan
g.
Lilin
Lilin adalah
sumber penerangan yang terdiri dari sumbu yang diselimuti oleh bahan bakar
padat. Bahan bakar yang digunakan adalah paraffin
h.
Minyak bakar
Minyak bakar
adalah hasil distilasi dari penyulingan minyak tetapi belum membentuk residu
akhir dari proses penyulingan itu sendiri. Biasanya warna dari minyak bakar ini
adalah hitam chrom. Selain itu minyak bakar lebih pekat dibandingkan dengan
minyak diesel
i.
Aspal
Aspal ialah bahan
hidro karbon yang bersifat melekat (adhesive), berwarna hitam kecoklatan, tahan
terhadap air, dan visoelastis. Aspal sering juga disebut bitumen merupakan
bahan pengikat pada campuran beraspal yang digunakan sebagai bahan pelapis
jalan raya.
j.
Plastik
Plastik adalah
bahan yang elastik, tahan panas, mudah dibentuk, lebih ringan dari kayu, dan
tidak berkarat oleh adanya kelembapan. Plastik selain harganya murah, juga
dapat digunakan sebagai isolator dan mudah diwarnai. Sedangkan kelemahan
plastik adalah tidak dapat dihancurkan (degredasi). Contoh plastik adalah
polietilena, polistirena, (Styron, Lustrex, Loalin), poliester (Mylar,
Celanex, Ekonol), polipropilena (Poly- Pro, Pro-fax), polivinil
asetat.
e.
Dampak pembakaran minyak bumi
Dampak Positif Penggunaan minyak bumi
Dampak positif penggunaan bumi ya jelas saja
dong sebagai bahan bakar. Karena satu- satunya sumber energi yang sangat
diperlukan dan dapat dieksplorasi secara besar-besaran adalah minyak bumi.
Minyak bumi bisa diolah menjadi LPG dan LNG, bensin, kerosin, aspal, dll
Dampak Negatif
Penggunaan Minyak Bumi
1.
Perubahan
iklim Penggunaan minyak bumi
akan menghasilkan zat sisa berupa CO2¬. Gas tersebut dapat menimbulkan efek
rumah kaca di bumi sehingga terjadilah pemanasan global yang sekarang ini
sedang terjadi. Pemanasan global tersebutlah yang memicu perubahan iklim di
berbagai balahan dunia.
2.
Pencemaran
air Eksploitasi miyak bumi
dengan menggunakan kapal tangker, tidak menutup kemungkinan adanya kebocoran
pada kapal tangker tersebut. Karena kapal tangker itu bocor, maka minyak mentah
yang ada di dalamnya akan keluar dan jatuh keair sehingga mengakibatkan
pencemaran air.
3.
Air
laut tercemar oleh logam - logam berat dari buangan
industri petrokimia.
Sifat fsiik air ini meliputi temperatur, warna, kekeruhan, salinitas (
kandungan garam ), derajat keasaman ( pH ), dan muatan padatan tersuspensi.
4.
Kebisingan, disebabkan akibat bunyi mesin - mesin
pembangkit listrik, pompa, kompresor , dan sebagainya yang memerlukan energi
besar. Apabila nilai ambang batas kebisingan telah terlewati, maka akan
menimbulkan gangguan kesehatan pada pekerja atau penduduk setempat. Bahkan
mengusik satwa-satwa yang hidup disekitar proyek.
5.
Dampak terhadap lingkungan
Dampak lingkungan yang ditimbulkan oleh sistem
transportasi yang tidak "sustainable" dapat dibagi dalam 2 kelompok
besar yaitu dampak terhadap lingkungan udara dan dampak terhadap lingkungan
air.
6.
Dampak terhadap kesehatan
Dampak terhadap kesehatan merupakan dampak
lanjutan dari dampak terhadap lingkungan udara. Tingginya kadar timbal dalam
udara perkotaan telah mengakibatkan tingginya kadar timbal dalam darah.
7.
Dampak terhadap ekonomi
Dampak terhadap ekonomi lebih banyak merupakan
dampak turunan terutama dari adanya dampak terhadap kesehatan. Dampak terhadap
ekonomi akan semakin bertambah dengan terjadinya kemacetan dan tingginya waktu
yang dihabiskan dalam perjalanan sehari-hari. Akibat dari tingginya kemacetan
dan waktu yang dihabiskan di perjalanan, maka waktu kerja semakin menurun dan
akibatnya produktivitas juga berkurang.
8.
Polusi Udara Akibat
Pembakaran Bahan Bakar Fosil
1. Sumber Bahan Pencemaran
a. Pembakaran Tidak Sempurna
Menghasilkan asap yang mengandung gas karbon
monoksida (CO), partikel karbon (jelaga), dan sisa bahan bakar (hidroksida).
b. Pengotor dalam Bahan Bakar
Bahan bakar fosil mengandung sedikit belerang yang
akan menghasilkan oksida belerang (SO2 atau SO3).
c. Bahan Aditif (Tambahan) dalam Bahan Bakar
Bensin yang ditambahi tetraethyllead (TEL) yang
punya rumus molekul Pb(C2H5)4 akan menghasilkan partikel timah hitam berupa
PbBr2.
2. Asap Buang Kendaraan Bermotor
a. Gas
Karbon Dioksida (CO2)
Sebenarnya, gas karbon dioksida tidak berbahaya.
Tetapi, gas karbon dioksida tergolong gas rumah kaca, sehingga peningkatan
kadar gas karbon dioksida di udara dapat mengakibatkan peningkatan suhu
permukaan bumi yang disebut pemanasan global.
b. Gas
Karbon Monoksida (CO)
Gas karbon monoksida tidak berwarna dan berbau,
sehingga kehadirannya tidak diketahui. Gas karbon monoksida bersifat racun,
dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernapasan, dan paru-paru. Bila
masuk ke dalam darah melalui pernapasan, gas karbon monoksida bereaksi dengan
hemoglobin darah, membentuk karboksihemoglobin (COHb).
CO + Hb → COHb
Hemoglobin seharusnya bereaksi dengan oksigen
menjadi oksihemoglobin (O2Hb) dan dibawa ke sel-sel jaringan tubuh yang
memerlukan.
O2 + Hb → O2Hb
Namun, afinitas gas karbon monoksida terhadap
hemoglobin sekitar 300 kali lebih besar daripada oksigen. Bahkan hemoglobin
yang telah mengikat oksigen dapat diserang oleh gas karbon monoksida.
CO + O2Hb → COHb + O2
Jadi, gas karbon monoksida menghalangi fungsi
vital hemoglobin untuk membawa oksigen bagi tubuh.
Cara mencegah peningkatan gas karbon monoksida di
udara adalah dengan mengurangi penggunaan kendaraan bermotor dan pemasangan
pengubah katalitik pada knalpot.
c. Oksida
Belerang (SO2 dan SO3)
Belerang dioksida yang terhisap pernapasan
bereaksi dengan air di dalam saluran pernapasan, membentuk asam sulfit yang
dapat merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Bila SO3 terhisap, yang
terbentuk adalah asam sulfat (lebih berbahaya). Oksida belerang dapat larut dalam
air hujan dan menyebabkan terjadi hujan asam.
d. Oksida
Nitrogen (NO dan NO2)
Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar udara biasa
ditandai dengan lambang NOx. Ambang batas NOx di udara adalah 0,05 ppm. NOx di
udara tidak beracun (secara langsung) pada manusia, tetapi NOx ini bereaksi
dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asbut (asap-kabut).
Asbut menyebabkan berkurangnya daya pandang, iritasi pada mata dan saluran
pernapasan, menjadikan tanaman layu, dan menurunkan kualitas materi.
e. Partikel
Timah Hitam
Senyawa timbel dari udara dapat mengendap pada
tanaman sehingga bahan makanan terkontaminasi. Keracunan timbel yang ringan
dapat menyebabkan gejala keracunan timbel, seperti sakit kepala, mudah
teriritasi, mudah lelah, dan depresi. Keracunan yang lebih hebat menyebabkan
kerusakan otak, ginjal, dan hati.
9.
Efek Rumah Kaca
Berbagai gas dalam atmosfer, seperti karbon
dioksida, uap air, metana, dan senyawa keluarga CFC, berlaku seperti kaca yang
melewatkan sinar tampak dan ultraviolet tetapi menahan radiasi inframerah. Oleh
karena itu, sebagian besar dari sinar matahari dapat mencapai permukaan bumi
dan menghangatkan atmosfer dan permukaan bumi. Tetapi radiasi panas yang
dipancarkan permukaan bumi akan terperangkap karena diserap oleh gas-gas rumah
kaca.
Efek rumah kaca berfungsi sebagai selimut yang
menjaga suhu permukaan bumi rata-rata 15˚C. Tanpa karbon dioksida dan uap air
di atmosfer, suhu rata-rata permukaan bumi diperkirakan sekitar –25˚C. Jadi,
jelaslah bahwa efek rumah kaca sangat penting dalam menentukan kehidupan di
bumi. Akan tetapi, peningkatan kadar dari gas-gas rumah kaca dapat menyebabkan
suhu permukaan bumi menjadi terlalu tinggi sehingga dapat mneyebabkan berbagai
macam kerugian.
10.
Hujan Asam
Air hujan biasanya sedikit bersifat asam (pH
sekitar 5,7). Hal itu terjadi karena air hujan tersebut melarutkan gas karbon
dioksida yang terdapat dalam udara, membentuk asam karbonat.
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
asam karbonat
Air hujan dengan pH kurang dari 5,7 disebut hujan
asam.
a. Penyebab Hujan Asam
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
asam sulfit
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
asam sulfat
2NO2(g) + H2O(l) → HNO2(aq) + HNO3(aq)
asam nitrit asam nitrat
b. Masalah yang Ditimbulkan Hujan Asam
- Kerusakan Hutan
- Kematian Biota Air
- Kerusakan Bangunan
Bahan bangunan sedikit-banyak mengandung kalsuim
karbonat. Kalsium karbonat larut dalam asam, maka dapat bereaksi.
CaCO3(s) + 2HNO3(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2O(l) +
CO2(g)
c. Cara Menangani Hujan Asam
- Menetralkan asam
- Mengurangi emisi SO2
- Mengurangi emisi oksida nitrogen
f. Bilangan
oktan
Bilangan oktan adalah
angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan
sebelum bensin terbakar secara spontan. Di dalam mesin, campuran
udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume
yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi.
Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara
spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Jika campuran gas ini terbakar
karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan
terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini
akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.
Nama oktan berasal
dari oktana (C8), karena dari seluruh molekul penyusun
bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus. Oktana dapat
dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti
yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun
baru ditekan sedikit.
Beberapa angka oktan untuk
bahan bakar:
87 → Bensin standar di Amerika Serikat
88 → Bensin tanpa timbal Premium
91 → Bensin standar di Eropa, Pertamax
92 → Bensin standar di Taiwan
91 → Pertamax
95 → Pertamax Plus
Angka oktan bisa
ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Menambahkan tetraethyl
lead (TEL, Pb(C2H5)4) pada bensin akan
meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin "murah"
dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan timbal ini. Untuk
mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang mengandung
TEL dibutuhkan etilen bromida (C2H5Br). Celakanya,
lapisan tipis timbal terbentuk pada atmosfer dan membahayakan makhluk hidup,
termasuk manusia. Di negara-negara maju, timbal sudah dilarang untuk dipakai
sebagai bahan campuran bensin.
Zat tambahan lainnya yang
sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether,
C5H11O), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE murni
berbilangan setara oktan 118. Selain dapat meningkatkan bilangan oktan, MTBE
juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan
mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO.
Belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena
mempunyai sifat karsinogenikdan mudah bercampur dengan air, sehingga jika
terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa
bensin) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air
minum lainnya.
Etanol yang berbilangan oktan 123 juga
digunakan sebagai campuran. Etanol lebih unggul dari TEL dan MTBE karena tidak
mencemari udara dengan timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh
dari fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk
pembuatannya cukup melimpah. Etanol semakin sering dipergunakan sebagai
komponen bahan bakar setelah harga minyak bumi semakin meningkat.
g.
Kegunaaan/ manfaat alkana, akena dan alkuna
1.
Manfaat Alkana Secara umum, alkana berguna
sebagai bahan bakar dan bahan baku dalam industri petrokimia.
a.
Metana :
zat bakar, sintesis dan carbon black (tinta, cat, semir, ban)
b.
Propana,
butana, isobutana : bahan bakar LPG (liqiud Petrillium Gases)
c.
Etana:
bahan bakar untuk memasak dan sebagai refrigerant dalam sistem pendinginan dua
tahap untuk suhu rendah
d.
Pentana, heksana, heptana : sebagai pelarut pada
sintesis
e.
Oktana: komponen utama bahan bakar kendaraan
bermotor, yaitu bensin
a.
Etena : bahan baku pembuatan plastik polietena
(PE).
b.
Propena : membuat plastik Polimer : membuat
serat sintesis dan peralatan memasak
3.
Manfaat Alkuna
a.
Etuna
(asetilena) yang sehari-hari dikenal sebagai gas karbit untuk bahan bakar las -
dihasilkan dari batu karbit yang direaksikan dengan air: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2
+ C2H2
h. Sifat fisika
alkana, alkena dan alkuna