TINJAUAN PUSTAKA
2.2 Klasifikasi Minyak Bumi
Komposisi merupakan parameter kualitas setiap fraksi utama dalam minyak mentah. Indikasi kasar terhadap komposisi minyak bumi ini disajikan
RU II Dumai
Teknik Kimia
Universitas Riau 31
dalam bentuk Bureau of Mines Correlation Index (BMCI). Nilai BMCI ditentukan berdasarkan pengukuran titik didih dan spesifik gravity.
1. Bureau of Mines Correlation Index (BMCI)
Bureau of Mines Correlation Index (BMCI) menunjukkan kadar parafin dan aromatik di dalam minyak mentah. Minyak mentah dengan nilai 0 BMCI mengandung 100% parafin, sedangkan minyak mentah dengan nilai 100 BMCI mengandung 100% aromatik (misalnya benzena). BMCI menunjukkan hubungan titik didih rata-rata dari fraksi distilasi dengan densitasnya, sehingga dapat didefenisikan sebagai berikut :
8 , 456 7 , 473 48640 SG T BMCI
Dengan T adalah titik didih rata- rata minyak mentah [K].
Klasifikasi minyak mentah berdasarkan BMCI disajikan dalam Tabel 2.1, berikut :
Tabel 2.1. Klasifikasi Minyak Mentah Berdasarkan Harga BMCI
Tipe minyak Mentah Nilai BMCI
Ultra- parafinik 10
Parafinik 30
Naftenik 30 s/d 40
Aromatik 40 s/d 60
2. K-UOP (K-Universal Oil Product)
Nilai K ini ditentukan oleh lisensor Pertamina yaitu Universal Oil Product, dan didefinisikan sebagai berikut :
SG xT UOP K 3 1,8
RU II Dumai
Teknik Kimia
Universitas Riau 32
Berdasarkan K-UOP, minyak mentah diklasifikasikan seperti yang tersaji dalam Tabel 2.2 berikut :
Tabel 2.2. Klasifikasi Minyak Mentah Berdasarkan K-UOP
Tipe Minyak Mentah Nilai K-UOP
Parafinik 12.5 s/d 13.0
Naftenik 11.0 s/d 12.0
Aromatik 9.8 s/d 11.8
2.3. Komposisi Minyak Bumi
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, hampir semua senyawa dalam minyak bumi terdiri atas atom karbon dan hydrogen (Hidrokarbon). Selain itu juga terdapat senyawa-senyawa yang mengandung belerang, oksigen dan nitrogen. Berbagai seri hidrokarbon dapat ditemui dalam minyak bumi. Seri utama yang dapat diketahui berada dalam minyak bumi sangat bervariasi, namun komposisi elemental pada umumnya adalah adalah tetap.
Tabel 2.3 Komposisi Elemental dalam Minyak Mentah
Elemen Komposisi (% w/w) Karbon (C) 84-87 Hydrogen (H) 11-14 Sulfur (S) 0-3 Nitrogen (N) 0-1 Oksigen (O) 0- 2
Komposisi yang konstan ini terjadi karena suatu minyak disusun dari beberapa seri homolog hidrokarbon. Setiap seri mempunyai komposisi elemental yang konstan. Dekomposisi tak sempurna protein dapat menjelaskan kandungan nitrogen dan sulfur yang berada dalam minyak mentah, sedangkan oksigen dapat berasal dari asal sumber bahan atau merupakan hasil oksidasi produk antara.
RU II Dumai
Teknik Kimia
Universitas Riau 33
Dalam minyak mentah, konsentrasi sulfur dan nitrogen bertambah dengan kenaikan titik didih fraksi.
2.3.1. Senyawa Hidrokarbon dan Non Hidrokarbon
Minyak bumi merupakan senyawa organik yang terdiri dari karbon dan hydrogen, sehingga disebut sebagai hidrokarbon. Berdasarkan strukturnya secara umum, maka senyawa hidrokarbon dibagi atas empat kategori yaitu parafinik, naphtenik aromatik dan olefin.
Di dalam minyak bumi juga terdapat pengotor-pengotor lainnya (non hidrokarbon) yang dapat mengganggu keberlangsungan proses karena dapat merusak katalis dan menyebabkan kerusakan alat.
2.3.1.1 Senyawa Hidrokarbon
a. Senyawa paraffinik (CnH2n+2)
Hidrokarbon golongan ini mempunyai ikatan rantai yang dalam bentuk lurus maupun bercabang dengan kestabilan yang tinggi. Pada temperatur kamar dan tekanan atmosferik, maka metana (CH4), etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10) akan berada dalam fase gas. Senyawa paraffinik yang berbentuk cair pada atmosferik adalah propane (C3H8) sampai gasoline range. Paraffin bereaksi dengan gas klor perlahan-lahan pada sinar matahari dan dengan klor dan brom jika terdapat katalis. Semakin panjang rantai paraffinik, maka semakin tinggi titik bekunya.
b. Senyawa naphtenik (CnH2n)
Naphten adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang memebentuk struktur siklik. Naphten tidak memiliki ikatan rangkap sehingga tidak dapat bereaksi secara langsung. Panjang dan jumlah senyawa paraffin yang melekat pada rantai cincin sangat bervariasi sesuai dengan formula CnH2n. Pada Catalytic Reforming Unit, Naphten tersebut akan kehilangan atom hidrogennya dan terkonversi menjadi aromatik.
RU II Dumai
Teknik Kimia
Universitas Riau 34
c. Senyawa aromatik (CnH2n-6)
Bentuk dan rangkaian yang paling sederhana dari aromatik adalah benzene (C6H6). Senyawa ini hampir sama dengan naphten yang mempunyai cincin, tetapi hanya satu atom hydrogen yang dilepaskan dari setiap cincin karbon. Karakteristik dari golongan senyawa aromatik ini terdiri dari struktur benzene segi enam. Aromatik umumnya bersifat kurang efektif dan pada range gasoline merupakan pelarut yang bagus serta mempunyai angka oktan yang tinggi.
d. Senyawa olefinik (CnH2n)
Contoh olefin adalah etena (etilen), propena dan butena. Hidrokarbon yang termasuk dalam seri ini dapat bereaksi langsung dengan klor, brom, asam klorida dan asam sulfat, sehingga dapat dihilangkan dari minyak mentah. Olefin dengan titik didih rendah kemungkinan tidak ditemukan pada minyak mentah, tetapi berada dalam produk perengkahan.
Senyawa golongan ini agak jarang terdapat dalam minyak bumi oleh karena senyawa ini merupakan hasil dekomposisi dari tipe golongan hidrokarbon lainnya. Olefin pada konsentrasi tinggi dapat kita peroleh pada produk dari thermal cracking atau catalytic cracking.
2.3.1.2 Senyawa Non Hidrokarbon
Selain dari beberapa senyawa hidrokarbon seperti yang telah disebutkan di atas, maka minyak bumi juga mengandung material yang digolongkan sebagai impurities seperti garam, sulfur, logam-logam, pasir mineral dan air.
a. Garam
Unsur ini adalah klorida yang selalu menimbulkan kesulitan pada kolom fraksinasi. Garam dapat terurai menjadi asam menyebabkan korosi terutama pada dinding atas kolom. Garam ini juga sering menimbulkan terjadinya penyumbatan pada tray dan heat exchanger.
b. Sulfur
Senyawa sulfur yang merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi, dapat menyebabkan korosi. Jumlah dan tipe senyawa sulfur yang terdapat dalam minyak bumi sangat beragam. Senyawa sulfur yang paling ringan adalah
RU II Dumai
Teknik Kimia
Universitas Riau 35
hydrogen sulfide (H2S), sangat korosif. Contoh senyawa sulfur yang lain adalah mercaptan.
c. Logam-logam
Logam-logam yang umum terdapat dalam minyak bumi adalah arsenik, timbal, nikel dan besi. Sebagian logam-logam ini akan mengendap sebagai bottom produk vacuum coloumn. Arsenik dan timbal merupakan racun bagi katalis cracking.
d. Pasir mineral dan lain- lain
Senyawa-senyawa ini tersuspensi dalam umpan minyak. Dalam analisa minyak senyawa- senyawa ini digolangkan base sediment dan water (B.S & W) dan pada umumnya kurang dari 0,5% material ini akan dikeluarkan oleh desalter.