Komposisi Crude Oil
Perbedaan appearance dan sifat-sifat crude karena adanya perbedaan komponen atau struktur molekul dan senyawa kimia yang terkandung di dalamnya.
Persenyawaan kimia dalam Minyak Bumi :
• Senyawa yang dikehendaki adalah senyawa hidrokarbon ( HC, C1 – C60) : Parafin, Naften dan Aromat.
• Senyawa yang tidak dikehendaki adalah senyawa non hidrokarbon, seperti senyawa sulfur, nitrogen, oksigen, logam dan garam-garaman.
Senyawa non hidrokarbon dikatakan sebagai senyawa pengganggu (impurities), oleh sebab itu harus dihilangkan atau diturunkan kadarnya.
Proses untuk menghilangkan impurities disebut proses treating.
Susunan kimia dari crude terdiri dari unsur-unsur : – Karbon (C) : 83 – 87 %
Di dalam crude terdapat juga garam-garaman, pada umumnya bisa larut dalam air seperti NaCl, MgCl2, CaCl2
dan lain-lainnya yang disebut Salt Water.
Untuk mengetahui unsur-unsur tersebut di atas, crude harus dianalisa dan dievaluasi di laboratorium perminyakan.
Perbedaan struktur molekul dari senyawa hidrokarbon antara lain disebabkan oleh : a. ukuran molekul : perbandingan banyaknya karbon dan hydrogen
b. tipe molekulnya : susunan unsur karbon dan hydrogen
Menurut susunan molekulnya, golongan senyawa hidrokarbon dikelompokkan sbb : a. Parafinik (Alkana) : CnH2n+2
Adalah persenyawaan hidrokarbon jenuh dengan rantai atom C terbuka, contohnya : CH4 = metana C9H20 = nonana
Terdiri dari normal parafin dan parafin cabang (isomer) b. Naftenik (Sikloparafin) : CnH2n
Adalah persenyawaan hidrokarbon jenuh dengan rantai atom C tertutup, contohnya : C3H6 = siklo propana C5H10 = siklo pentana
C4H8 = siklo butana C6H12 = siklo heksana
Terdiri dari normal naften (mononaften dan polinaften) dan naften cabang c. Aromatik : CnH2n-6
Adalah persenyawaan hidrokarbon jenuh dengan satu inti benzena atau lebih, contohnya : C6H6 = benzena
C8H10 = naftalena
C6H5CH3 = metil benzena
C6H5CH2CH3 = etil benzena
Terdiri dari normal benzena (monobenzena, monoaromat dan polibenzena, poliaromat) dan benzena cabang. d. Olefin : CnH2n
Adalah persenyawaan hidrokarbon tidak jenuh dengan rantai atom C terbuka yang dalam struktur molekulnya terdapat ikatan rangkap dua diantara dua atom C yang berdekatan. Contohnya :
C2H4 = etilena
C3H6 = propilena
C4H8 = butilena
Senyawa olefin biasanya tidak ada dalam minyak bumi, karena susunan komponen tersebut tidak stabil. Sifat, susunan atau komposisi kimia dalam crude memegang peranan untuk merencanakan tipe unit pengolahan yang dipersiapkan serta produk apa saja yang dapat dihasilkan.
a. Paraffinic Crude :
– Mempunyai berat jenis yang rendah
– Susunan hidrokarbonnya bersifat parafinik, mengandung kadar parafin wax yang tinggi dan sedikit mengandung komponen asphaltic.
– Menghasilkan bensin dengan kualitas kurang baik karena mempunyai angka oktan yang rendah – Menghasilkan kerosine, solar dan wax yang bermutu baik.
b. Naphthenic Crude :
– Mempunyai berat jenis yang tinggi
– Susunan hidrokarbonnya bersifat naftenik, sedikit sekali mengandung kadar parafin dan mengandung komponen asphaltic.
– Menghasilkan bensin dengan kualitas baik karena mempunyai angka oktan yang tinggi – Menghasilkan kerosine yang kurang baik, solar bersifat medium sampai kurang baik. – Dapat diproses untuk pembuatan asphalt dan fuel oil
c. Mixed base :
– Mempunyai berat jenis diantara kedua jenis tersebut diatas
– Susunan hidrokarbonnya mengandung parafinik, naftenik dan aromatik.
– Tipe minyak ini dapat diproses menjadi berbagai jenis produk minyak, tergantung dari tipe unit pengolahannya.
Fraksi-fraksi dalam crude sering mengandung komponen-komponen dari tipe campuran, antara lain sebagai naften atau aromatik dengan rantai samping parafin yang panjang.
Beberapa crude mengandung aromatik dalam fraksi ringannya, tetapi banyak mengandung parafin dalam fraksi beratnya.
Selain mengandung fraksi-fraksi yang bisa didistilasi untuk mendapatkan bahan bakar, di dalam crude terdapat fraksi yang tidak bisa didistilasi walaupun dengan proses pada tekanan rendah.
Fraksi yang tidak bisa didistilasi ini memiliki berat molekul > 2000, dan dibedakan berdasarkan kelarutan terhadap pelarut tertentu, yaitu :
Maltenes :
– senyawa ini larut dalam normal Heptane – memiliki struktur parafinik.
Asphaltenes :
– Senyawa ini tidak larut dalam n-Heptane, tetapi larut dalam Benzene
– memiliki struktur aromatik dengan kadar carbon tinggi dan hidrogen rendah – menyebabkan crude dan produk residu berwarna gelap
Impurities
Impurities adalah merupakan kandungan yang tidak diinginkan, yang dapat merusak atau meracuni unit proses pengolahan maupun dalam penggunaan BBM.
Impurities dalam crude seperti S, N, O, logam dan garam-garaman terdapat dalam seluruh fraksi minyak, tetapi konsentrasinya meningkat ke arah fraksi berat.
Walaupun kandungan impurities dalam minyak relatif kecil, tetapi pengaruhnya cukup berarti. Kandungan asam dan merkaptan bersifat korosif.
Adanya sodium, vanadium dan nickel dapat merusak katalis dalam proses pengolahan. Dan pada finish products adanya impurities dapat menyebabkan off spec produk tersebut.
Senyawa Sulfur (Sulphur, belerang) :
Senyawa sulfur terdapat dalam semua fraksi minyak, meskipun konsentrasinya berbeda. Umumnya minyak dengan berat jenis lebih besar mengandung senyawa sulfur yang lebuh besar pula.
Senyawa sulfur bersifat korosif dan baunya tidak sedap. Contohnya :
– H2S (Hydrogen Sulphide) berbentuk gas
– CH3SH (Methantiol) berbentuk gas
– Mercaptane Sulphur : R-SH, dari C2 sampai C5 terdapat dalam fraksi gasoline sampai solar.
– Thiofan dan Thiofen : sulfur yang terikat senyawa siklo dengan C5
– Disulfide RSR, Disulphide RSSR, dan lain-lainnya.
Senyawa Nitrogen biasanya terdapat dalam struktur aromatik, yang makin besar konsentrasinya dengan semakin beratnya fraksi dalam crude.
Senyawa nitrogen menyebabkan warna gelap kehijauan pada crude, merupakan racun terhadap katalis, dan mengakibatkan warna yang tidak stabil pada produk kerosine atau avtur, walaupun dapat menaikkan angka oktan pada produk gasoline.
Contoh : senyawa pyridine dan Quinoline
Senyawa Oksigen, O :
Di dalam minyak senyawa oksigen biasa berbentuk resin, phenol dan asam organik.
