Bahan Ajar Minyak Bumi.docx

MINYAK BUMI

MINYAK BUMI

Bahan Ajar

Bahan Ajar

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak bumi yang cukup banyak. Minyak bumi merupakan sumber alam yang sa Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak bumi yang cukup banyak. Minyak bumi merupakan sumber alam yang sa Di Indonesia minyak bumi ditemukan di berbagai tempat, oleh karena itu

Di Indonesia minyak bumi ditemukan di berbagai tempat, oleh karena itu kita perlu mengetahui dan lebih mengenal tentang minyakita perlu mengetahui dan lebih mengenal tentang minya

 

!" !" Setelah mempelajari

Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu:bab ini, Anda diharapkan mampu: 1.

1. MenjelMenjelaskan proaskan proses pembenses pembentukan mitukan minyak bumnyak bumi.i. 2.

2. MenjelMenjelaskan kompaskan komponen-konen-kompoomponen utama penyusunen utama penyusunn minyak bumi.

minyak bumi. 3.

3. MeMenjnjelelaskaskan an dadasar sar dadan n teteknknik ik pepemimisahsahan an frfrakaksi si--fraksi minyak bumi.

fraksi minyak bumi. 4.

4. MenjelMenjelaskan keaskan keunaan frakunaan fraksi-fraksi-fraksi minyak busi minyak bumi.mi. !.

!. MembeMembedakan kuadakan kualitas bensilitas bensin berdasarkn berdasarkan bilanan bilananan oktannya.

Minyak bumi terbentuk dari fosil-fosil he"an dan tumbuhan ke#il yan hidup di laut dan tertimbun selama berjuta-juta tahun lampau. $etika he"an dan tumbuhan laut mati, jasad mereka tertimbun oleh pasir dan lumpur di dasar laut. Setelah ribuan tahun tertimbun, akibat penaruh tekanan dan suhu  bumi yan tini, lapisan-lapisan lumpur dan  pasir berubah menjadi batuan. Akibat tekanan dan panas bumi, fosil he"an dan tumbuhan yan terjebak di lapisan batuan se#ara  perlahan berubah menjadi minyak mentah dan

as alam. $edua bahan tersebut terperankap di antara lapisan-lapisan batuan dan tidak dapat keluar %perhatikan ambar di sampin&'

(ahap pertama eksplorasi minyak   bumi adalah men#ari petunjuk di  permukaan bumi seperti adanya lipatan-lipatan batuan. )ipatan-lipatan-lipatan itu akibat tekanan as dan minyak bumi yan merembes ke dalam batuan berpori sehina minyak bumi dapat naik ke  permukaan, tetapi tidak men#apai  permukaan bumi karena tertahan oleh lapisan batuan lain. *erdasarkan hasil  penamatan dan petunjuk struktur   permukaan bumi, area selanjutnya diselidiki

menunakan pan#aran elomban seismik. +an#aran elomban seismik diunakan untuk menentukan struktur batuan pada lapisan kulit bumi.

elomban seismik di#iptakan menunakan ledakan ke#il. )edakan ini akan menhasilkan elomban dan menirimkannya sampai kedalaman tertentu. ika ada struktur   batuan yan menelembun %anti cline', elomban akan dipantulkan kembali. +antulan ini

dapat dideteksi oleh sensor sehina dapat diketahui se#ara akurat posisi minyak bumi.

Setelah menentukan lokasi yan diperkirakan menandun minyak bumi, tahapan selanjutnya adalah melakukan keiatan eksploitasi. ksploitasi adalah rankaian keiatan yan bertujuan untuk menhasilkan minyak bumi. $eiatan ini terdiri atas peneboran dan

!#

MINYAK BUMI

Pembentukan dan Eksplorasi Minyak Bumi

+embentukan Minyak *umi

ks lorasi Min ak *umi

Gambar 2 Eksplorasi Minyak Bumi dengan Menggunakan Sensor enangkap !adar "ipa#an Ba#uan

Komponen enyusun Minyak Bumi

 penyelesaian sumur, pembanunan sarana penankutan, penyimpanan, dan penolahan untuk pemisahan dan pemurnian minyak. +eneboran sumber minyak bumi menhasilkan minyak mentah yan harus diproses lai.

Minyak bumi yan baru keluar dari peneboran merupakan minyak mentah %#rude oil' yan kental ber"arna hitam. Minyak mentah merupakan #ampuran dari berbaai ma#am senya"a yan sebaian besar merupakan senya"a hidrokarbon seperti alkana, sikloalkana,dan hidrokarbon aromatik, serta senya"a-senya"a lain.

Senya"a alkana yan terdapat dalam minyak bumi ada yan memiliki rantai karbon lurus seperti n-butana dan n-heptana ada jua yan memiliki rantai ber#aban seperti isooktana %2,2,4/trimetilpentana'. 0 3 1 1 0 2 1 0 2 1 0 3 n-butana 0 3 1 1 0 2 1 0 2 1 0 2 1 0 2 1 0 2 1 0 3 n-heptana 1 1 0 3 1 0 3 0 3 1 1 0 ₂ 1 0 1 0 3 1 0 3 2,2,4/trimetilpentana

alam minyak bumi senya"a yan palin banyak ditemukan adalah senya"a hidrokarbon denan rantai lurus

Sikloalkana yan ditemukan dalam minyak bumi #ontohnya metil siklopentana dan etil sikloheksana denan rumus struktur sebaai berikut:

0 2 1 0 2 1 1 0 2 1 0 1 0 2 1 0 3 0 2 1 0 2 1 1 0 2 1 0 1 0 2 1 0 3 1 0 2 1 0 2

metil siklopentana etil sikloheksana

!$

1. Alkana

2. Sikloalkana

engolahan Minyak Bumi

Senya"a hidrokarbon aromatik palin sederhana yan terdapat pada minyak bumi adalah benena dan metilbenena denan rumus struktur sebaai beriku

Senya"a lain yan terdapat dalam minyak bumi dalam jumlah ke#il yaitu: a. Senya"a beleran, antara lain alkanatiol -S-0.

 b. Senya"a nitroen, antara lain pirol %40! 5',

#. Senya"a oksien, berupa asam karboksilat.

d. Senya"a orano loam, berupa senya"a 6anadium dan nikel denan jumlah sedikit. (abel $omponen +enyusun Minyak *umi

enis senya"a +rosentase $andunan Senya"a

0idrokarbon 78-779 Alkana, sikloalkana dan alkana aromatis

Senya"a beleran 8,-9 Alkanatiol

Senya"a nitroen 8,81-8,79 +irol %40! 5'

Senya"a oksien 8,81-8,479 Asam karboksilat

;rano loam Sanat ke#il Senya"a loam nikel

Minyak mentah yan baru dikeluarkan dari dalam bumi belum memiliki banyak  keunaan sehina perlu diolah lebih dulu. (ahapan penolahan minyak mentah meliputi  proses distilasi, cracking, reforming , polimerisasi, treating , dan blending .

istilasi atau penyulinan adalah #ara pemisahan #ampuran senya"a berdasarkan  perbedaan titik didih komponen penyusun #ampuran tersebut. Minyak mentah menandun #ampuran senya"a hidrokarbon yan memiliki titik didih ber6ariasi berantun dari struktur  molekulnya. Melalui proses destilasi ini, minyak mentah dapat diuraikan menjadi berbaai senya"a hidrokarbon penyusunnya sesuai titik didih senya"a tersebut. ara distilasi yan dilakukan menunakan pendininan bertahap<bertinkat untuk titik didih masin-masin fraksi minyak bumi. ara distilasi ini dikenal sebaai proses distilasi bertinkat.

$omponen yan titik didihnya lebih tini akan tetap berupa #airan dan turun ke  ba"ah, sedankan yan titik didihnya lebih rendah akan menuap dan naik ke baian atas

melalui sunkup-sunkui yan disebut menara elembun. Makin ke a tas,suhu dalam menara

!%

4. Sen a"a )ain

fraksinasi itu makin rendah. 0al itu menyebabkan komponen denan titik didih lebih tini akan menembun dan terpisah,sedankan komponen yan titik didihnya lebih rendah akan naik ke baian yan lebih atas lai. emikian seterusnya sehina komponen yn men#apai  pun#ah menara adalah komponen yan pada suhu kamar berupa as.

+erhatikan diaram fraksinasi minyak bumi berikut&

=raksi-fraksi minyak bumi =raksi /fraksi Minyak *umi umlah Atom (itik idih %o_' $eunaan

as 1-4 >28 bahan bakar yan dikenal denan )5 dan

)+

*ensin !-18 48-1?8 bahan b akar motor, mobil, dan k endaraan

 bermotor lainnya

 5afta @-18 8-1?8 sintetis senya"a oranik seperti #at, plastik,

kosmetik, karet sintetis, deteren, obat, dan  bahan pakaian

$erosin 11-14 1?8-2!8 bahan bakar pesa"at, bahan bakar kompor,

dan insektisida

iesel 1!-1 2!8-388 bahan bakar industry dan mesin diesel

Minyak   pelumas

1?-28 388-3!8 pelumas mesin-mesin

esidu 28 3!8 bahan pembuatan aspal, isolasi listrik, dan

 bahan penedap suara di lantai.

n

ra#kin dilakukan untuk menuraikan molekul-molekul senya"a hidrokarbon yan  besar menjadi molekul-molek senya"aa yan lebih ke#il. ua #ara proses #ra#kin antara

lain:

a. +rosescracking  denan menunakan suhu tini dan tekanan rendah.

!!

 b. +roses cracking  denan menunakan bubukkatalis platina atau molybdenum oksida. ontoh #ra#kin berupa penubahan minyak solar atau minyak tanah %kerosin' menhasilkan bensin. ontoh peme#ahan senya"a n-pentadekana %1!032' menjadi n-oktana,

etena, dan propena

eformin dilakukan untuk menubah bentuk molekuk bensin yan bermutu kuran  baik %rantai karbon lurus' menjadi bensin yan bermutu lebih baik %rantai karbon ber#aban'.

+roses ini dilakukan denan menunakan katalis dan pemanasan.

0 3 1 1 0 2 1 0 2 1 0 2 1 0 3 1 1 0 3 1 0 3 1 0 3 0 3 1 k a t a l i s

+olimerisasi dilakukan untukmenbunkan molekul ke#il menjadi molekul besar. Misalnya, penabunan senya"a isobutena denan senya"a isobutana yan menhasilkan  bensin berkualitas tini, yaitu isooktana.

1 1 0 3 1 0 3 0 3 1 _B 1 0 1 0 3 1 0 3 0 3 1 ₁ 1 0 3 1 0 3 0 3 1 _{1 0} 1 0 1 0 3 1 0 3

Csobutene isobutana isooktana

(reatin dilakukan untuk memurnikan minyak bumi denan #ara menhilan  penotor-penotornya. +roses treatin adalah sebaai berikut:

a. opper s"eetenin dan do#tor treatin adalah proses penhilanan penotor yan dapat menimbulkan bau yan tidak sedap.

 b. A#id treatment adalah proses penhilanan lumpur dan perbaikan "arna. #. esulfuriin %desulfurisasi' adalah proses penhilanan unsur beleran.

!& 2. eformin

4. +olimerisasi

!. (reatin

Mu#u Bensin

*lendin atau pen#ampuran merupakan tahapan akhir pada penolahan minyak bumi. +ada tahapan ini minyak bumi yan dihasilkan di#ampur denan suatu at aditif tertentu aar  kualitasnya sesuai denan apa yan diininkan

*ensin merupakan salah satu fraksi minyak bumi yan palin banyak diunakan dalam kehidupan sehari-hari. $omponen utama penyusun bensin adalah alkana berupa n-heptana %rantai lurus' dan isooktana %rantai ber#aban'. *erbaai jenis bensin yan beredar di  pasaran antara lain premium, pertalite, premiD, dan pertamaD. 0ara tiap-tiap jenis bensin di  pasaran berbeda karena terdapat perbedaan mutu.

Mutu bensin ditentukan oleh efekti6itas pembakarannya di dalam mesin. *ahan bakar  yan baik bila didalam mesin tidak menimbulkan ketukan (knocking). $etukan pada mesin terjadi bila bensin terbakar tidak pada saat yan tepat sehina akan menanu erakan  piston pada mesin. +enyusun utama bensin yaitu alkana rantai lurus %n-heptana' memiliki

titik didih yan lebih tini dari isooktana sehina dalam mesin tidak terbakar sempurna. (idak sempurnanya proses pembakaran tersebut menimbulkan suara ketukan pada mesin dan menyebabkan mesin aus. Sementara itu, alkana denan rantai ber#aban %isooktana' dalam mesin terbakar sempurna sehina tidak menimbulkan suara ketukan pada mesin. ;leh karena itu kandunan isooktana dalam bensin dijadikan sebaai standar mutu bensin.

$ualitas bensin ditentukan berdasarkan bilanan oktan, yaitu anka yan menunjukkan persentase isooktana dalam bensin. *ilanan oktan 188 berarti bensin tersebut setara denan isooktana murni dalam hal sifat pembakaran. Sedankan bilanan oktan 8  berarti bensin tersebut setara denan heptana murni. *ilanan oktan ! berarti bensin tersebut terdiri dari !9 isooktana dan 2!9 heptana. Semakin tini bilanan oktan, semakin baik  kualitas bensin tersebut. *ensin premium memiliki bilanan oktan ?!, dan bensin super  memiliki bilanan oktan 7?.

*ensin yan dihasilkan dari proses distilasi biasanya masih mempunyai bilanan oktan yan rendah. Entuk meninkatkan bilanan oktan, perlu ditambahkan at aditif %at

anti knocking ', seperti:

 Tetra Ethyl Lead (TEL); mempunyai rumus molekul +b%20!'4. () biasanya dalam  bentuk #ampurannya yan disebut Ethyl Fluid , yaitu terdiri atas: @!9 (), 2!9 1,2-dibromoetana, 189 1,2-dikloroetana. Adanya unsur *r dan l sanat pentin untuk  men#eah oksida timbal menempel pada mesin, yaitu denan membentuk timbal bromida +b*r 2yan mudah menuap. enan demikian, semua timbal akan keluar bersama asap kendaraan bermotor le"at knalpot.

 Tersier-butil metil eter (MTE ! Metil Tersier util Eter); mempunyai rumus molekul !;012. Fat aditif ini biasanya diunakan sebaai penanti (), yaitu untuk  menhindari adanya timbal yan dapat men#emari udara.

  en"ena; mempunyai rumus molekul @0@.