Kimia materi minyak bumi

MINYAK BUMI
created by : Shalfa Hisana W - X3

created by: Shalfa Hisana W - X3

Pendahuluan
Minyak Bumi merupakan bahan bakar yang dihasilkan oleh alam dari
fosil-fosil yang terpendam berjuta-juta tahun. Fosil adalah sisa
tulang-belulang binatang atau sisa tumbuhan zaman purba yang
telah membatu dan tertanam di bawah lapisan tanah. Minyak
mentah (petroleum) adalah campuran yang kompleks, terutama
terdiri dari hidrokarbon bersama-sama dengan sejumlah kecil
komponen yang mengandung sulfur, oksigen, dan nitrogen dan
sangat sedikit komponen yang mengandung logam.

 Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah
adalah alkana (parafin), sikloalkana (napten), dan aromatik
 Proporsi dari ketiga tipe hidrokarbon sangat tergantung pada
sumber minyak bumi.
 Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak
tetapi kadang-kadang mengandung sikloalkana sebagai komponen
yang terbesar, sedangkan aromatik selalu merupakan komponen
yang paling sedikit.
 Untuk memisahkan fraksi-fraksi dalam minyak bumi dapat
dilakukan dengan cara distilasi bertingkat. Setelah melalui
distilasi bertingkat minyak bumi akan terpisah menjadi gas,
bensin, kerosin, solar dan lain-lain.

Pembentukan Minyak Bumi
 Ada tiga jenis bahan bakar fosil yaitu: gas alam, minyak bumi, dan
batu bara. Fosil adalah sisa tulang-belulang binatang atau sisa
tumbuhan zaman purba yang telah membatu dan tertanam di bawah
lapisan tanah. Minyak bumi dan Gas Alam berasal dari pelapukan sisa
kehidupan purba yang terpendam bersama air laut dan masuk ke
dalam batuan pasir, lempung, atau gamping. Minyak bumi terbentuk
sekitar 2 juta tahun lalu.
 Minyak bumi dikenal dengan sebutan petroleum atau minyak mentah.
Kata "Petroleum" berasal dari bahasa latin yaitu: Petro, berarti
"Batuan" dan Oleum, berarti "Minyak".

Proses pembentukan minyak bumi
terjadi karena endapan sisa zat organik
dari hewan laut dan mikroorganisme
yang masuk kerongga pori-pori batuan
yang berisi air laut. Tekanan dan suhu
yang tinggi serta adanya bakteri
memecah sisa zat organik menjadi
molekul hidrokarbon sederhana berupa
minyak bumi akan terpisah dan
terdorong untuk bergerak mencari
tempat lain. Minyak dapat terperangkap
dalam batuan sedimen yang kedap atau
kadang-kadang merembes keluar
permukaan bumi.

Pada umumnya minyak
bumi terperangkap
dalam bebatuan yang
tidak berpori dalam
pergerakannya ke atas.
Untuk memperoleh
minyak bumi atau
petroleum ini dilakukan
pengeboran.

Komponen Penyusun Minyak Bumi
 Minyak bumi merupakan campuran kompleks dari berbagai senyawa golongan hidrokarbon
yaitu golongan alifatik, golongan alisiklik dan golongan aromatik. Tabel berikut
menyatakan komposisi senyawa hidrokarbon dalam beberapa komponen minyak bumi
 Sumber : http://ana90.multiply.com/journal/item/5
Komponen
Minyak
Bumi
% volume
n.Alkana Sikloalkana Isoalkana
Aromatik Residu
Gas 100 - - - -
Bensin 38 43 20 9 -
Kerosin 23 43 15 19 -
Solar 22 48 9 21 -
Minyak
Pelumas
16 52 6 24 -
Residu 13 51 1 27 8

Pengolahan Minyak Bumi

a.Proses Penyulingan (Distilasi Bertingkat)
 Proses penyulingan (fraksionasi) minyak
bumi, minyak mentah (Crude Oil) yang baru
diperoleh dari pengeboran tidak dapat digunakan
secara langsung. Minyak mentah merupakan
campuran dengan komponen utama hidrokarbon
alifatik dan hidrokarbon rantai atom C sederhana
hingga rantai atom C kompleks.
 Dengan memperhatikan perbedaan titik didih dari
komponen minyak mentah dilakukan pemisahan
melalui proses distilasi bertingkat yaitu; penyulingan
dengan menggunakan fraksi-fraksi pendinginan sesuai
rentang titik didih senyawa yang diinginkan. Dengan
cara ini, proses pengembunan terjadi dalam beberapa
tahap dan disebut fraksinasi.

b.Proses Konversi
Hampir 70% dari minyak mentah diproses secara konversi.
Tujuan dari proses konversi untuk memperoleh fraksi-fraksi
dengan kuantitas dan kualitas sesuai permintaan pasar.
Beberapa jenis konversi dalam kilang minyak adalah:

 Cracking
Merupakan proses pemecahan molekul-molekul hidrokarbon
besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dengan adanya
pemanasan atau katalis. Contohnya perekahan fraksi minyak
ringan/berat menjadi fraksi gas, bensin, kerosin, dan minyak
solar.
 Reforming
Bertujuan mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi
rantai bercabang/alisiklik, aromatik. Contohnya komponen
rantai lurus dari fraksi bensin diubah menjadi aromatik.

 Alkilasi
Adalah penggabungan molekul-
molekul kecil menjadi molekul
besar Contohnya penggabungan
molekul propena dan butena
menjadi komponen fraksi bensin.
 Coking
Adalah proses perekahan fraksi
residu padat menjadi fraksi
minyak bakar dan hidrokarbon
intermediat.

c. Pemisahan Pengotor dalam Fraksi
 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:
 Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh,
senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat
seperti aspal.
 Mengandung agen pengering untuk memisahkan air
 Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang

d. Pencampuran Fraksi
 Pencampuran fraksi dilakukan untuk
mendapatkan produk akhir sesuai yang
diinginkan sebagai contoh:
 Fraksi bensin dicampur dengan
hidrokarbon rantai
bercabang/alisiklik/aromatik dan
berbagai aditif untuk mendapatkan
kualitas tertentu.
 Fraksi nafta dengan berbagai kualitas
(grade) untuk industri petrokimia.
(Sumber: buku kimia esis kelas X)

Kegunaan Minyak Bumi
 Tabel produk hasil olahan minyak bumi
Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan
Gas C1 - C4 < 20
Bahan bakar LPG dan
bahan baku untuk senyawa
organik.
Bensin (Gasolin) C5 - C10 40 - 180 Bahan bakar organik.
Nafta C6 - C10 70 - 180
Nafta diperoleh dari fraksi
bensin, digunakan untuk
sintetis senyawa organik,
pembuatan plastik, karet
sintetis, detergen, obat,
cat, bahan pakaian dan
kosmetik.
Kerosin C11 - C14 180 - 250
Digunakan sebagai bahan
bakar pesawat udara dan
bahan bakar kompor
parafin.

Fraksi Jumlah atom C Titik didih (°C) Kegunaan
Minyak solar dan
diesel
C15 - C17 250 - 300
Digunakan sebagai bahan
bakar kendaraan bermesin
diesel dengan rotasi tinggi.
Minyak pelumas C18 - C20 300 - 350
Digunakan sebagai minyak
pelumas. Hal ini terkait
dengan kekentalannya
(Viskositas) yang cukup
besar.
Lilin > C20 > 350
Sebagai lilin parafin untuk
membuat lilin, kertas
pembungkus berlapis, dll.
Minyak bakar > C20 > 350
Bahan bakar dikapal,
industri pemanas dan
pembangkit listrik.
Bitumen > C40 > 350
Materi aspal jalan dan atap
bangunan, anti korosi, isolasi
listrik, kedap suara pada
lantai

LPG
 Elpiji, pelafalan bahasa Indonesia dari akronim bahasa Inggris LPG
(liquified petroleum gas, harfiah: "gas minyak bumi yang
dicairkan"), adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal
dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas
berubah menjadi cair. Komponennya didominasi propana (C3H8) dan butana
(C4H10). Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah
kecil, misalnya etana (C2H6) dan pentana (C5H12).
 Penggunaan Elpiji di Indonesia terutama adalah sebagai bahan bakar alat
dapur (terutama kompor gas). Selain sebagai bahan bakar alat dapur, Elpiji
juga cukup banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor
(walaupun mesin kendaraannya harus dimodifikasi terlebih dahulu).

Bensin (Gasoline)
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:
 Penyulingan langsung dari mnyak bumi, dimana
kualitasnya tergantung pada susunan kimia dari
bahan-bahan dasar.
 Merekah (cracking) dari hasil-hasil minyak
berat, misal dari minyak gas dan residu.
 Merekah (retorming) bensin berat dari kualitas
yang kurang baik.
 Sintesis dari zat-zat berkarbon rendah.

Sifat yang diperhatikan untuk menentukan baik tidaknya bensin adalah sebagai berikut:
 Keadaan terbang (titik embun)
Gangguan oleh gelembung-gelembung gas dalam karburator dari sebuah motor disebabkan
oleh adanya kadar yang terlalu tinggi dari fraksi-fraksi yang sangat ringan dari bensin.
 Kecenderungan mengetok (knocking)
Ketika rasio tekanan dari motor relatif tinggi. Pembakaran menyebabkan letusan
(peledakan). Hidrokarbon rantai bercabang dan aromatik sangat mengurangi
kecenderungan dari bahan bakar yang menyebabkan knocking misal dengan: 2,2,2-tri
metil pentane (Iso Oktan) adalah anti knock fuels. Mesin automobile modern
memerlukan bilangan oktan 90 dan 100.
 Titik Beku
Jika dalam bensin terdapat prosentasi yang tinggi dari aromatik-aromatik tertentu maka
pada waktu pendinginan, aromatik itu akan mengkristal dan mengakibatkan tertutupnya
alat penyemprotan dalam karburator.
 Kadar Belerang tinggi
Menyebabkan korosi, mempengaruhi bilangan oktan, merusak dinding silinder-silinder.

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:
 Mempunyai bilangan oktan yang tinggi kecepatan tinggi.
Mesin yang membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang
tinggi dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi lebih besar dan
kendaraan dapat melaju dengan cepat.
 Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga.
Pertamax dan Pertamax plus memilik stabilitas oksidasi yang
tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran
bensin menjadi semakin sempurna sehingga kenerja mesin
bertambah baik.

 Bersifat ramah lingkungan.
Pertamax dan Pertamax plus tidak mengandng Pb yang
bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga
dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan
NOx.
 Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya
perawatan.
Pertamax dan Pertamax plus sudah mengandung aditif
sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat
melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

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:
• Sewaktu piston
turun, campuran
uap bensin dan
udara ditarik
masuk ke dalam
silinder melalui
katup
Gerakan
pengambilan
udara (Air-intake
stroke)
• Kedua katup
tertutup dan piston
kembali
naik, sehingga
menekan
campuran uap
bensin dan udara.
Gerakan
kompresi
(Compression
stroke)
• Percikan listrik
dilewatkan untuk
membakar
campuran uap
bensin dan udara
sebelum piston
mencapai bagian
atas silinder.
Gerakan daya
(Power stroke)
• Katup gas buang
terbuka dan produk
pembakaran keluar
dari silinder.
Gerakan
pelepasan gas
(Exhaust stroke)

Beberapa aditif dalam bensin
Jenis aditif Keterangan
Antiketukan Untuk memperlambat pembakaran bahan TEL (tetra etil lead),
sekarang diganti dengan etanol.
Antioksidan Untuk menghambat pembentukan kerak yang dapat
menyumbat saringan dan saluran bensin.
Pewarna Untuk membedakan berbagai jenis bensin.
Antikorosi Untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan dengan
bensin, contohnya asam karboksilat.
Detergen karburator Untuk mencegah/ membersihkan kerak dalam karburator.
Detergen karburator mengandung berbagai senyawa seperti
amina dan amida
Antikerak PFI (Port fuel
injection)
Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan.
Contohnya adalah dispersan polimer yang mengandung amina
dan polieter amina

Nafta
 Nafta adalah material yang memiliki titik didih antara
gasolin dan kerosin, yang digunakan untuk :
 Pelarut dry cleaning (pencuci)
 Pelarut karet
 Bahan awal etilen
 Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

Kerosin
Pemakaian kerosin sebagai penerangan di negara-negara maju semakin berkurang,
sekarang kerosin digunakan untuk pemanasan. Pemakaian terpenting dari kerosin antara
lain:
 Minyak Lampu , kerosin sebagai minyak lampu dihasilkan dengan jalan penyulingan
langsung
 Bahan bakar untuk pemanasan dan memasak
 Bahan bakar motor, motor-motor yang menggunakan kerosin sebagai bahan bakar
adalah traktor, kapal perikanan dan pesawat terbang.
 Bahan pelarut untuk bitumen, kerosin jenis white spirit sering digunakan sebagai
pelarut untuk bitumen aspal.
 Bahan pelarut untuk insektisida, bubuk serangga dibuat dari bunga Chrysant
(Pyerlhrum cinerarieotollum) yang telah dikeringkan dan dihaluskan, sebagai bahan
pelarut digunakan kerosin. Untuk keperluan ini kerosin harus mempunyai bau yang
enak atau biasanya obat semprot itu mengandung bahan pengharum.

Solar
 Solar adalah fraksi minyak bumi dengan titik didih antara 250-
340 (°C). Minyak solar digunakan sebagai bahan bakar
kendaraan yang menggunakan mesin diesel. Umumnya, soalr
mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas
minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana.
 Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah
lingkungan dengan nama dagang Pertamina DEX (Diesel
Environment Extra). Bahan bakar ramah lingkungan tersebut
memiliki kandungan sulfur lebih rendah dibanding produk-produk
sebelumnya.

Minyak pelumas (Oli)
Pelumas adalah zat kimia, yang umumnya
cairan, yang diberikan di antara dua benda bergerak
untuk mengurangi gaya gesek. Zat ini merupakan
fraksi hasil destilasi minyak bumi yang memiliki suhu
105-135 derajat celcius. Pelumas berfungsi
sebagai lapisan pelindung yang memisahkan dua
permukaan yang berhubungan. Umumnya pelumas
terdiri dari 90% minyak dasar dan 10% zat
tambahan. Salah satu penggunaan pelumas paling
utama adalah oli mesin yang dipakai pada mesin
pembakaran dalam.

Lilin
 Lilin adalah sumber penerangan yang terdiri dari sumbu yang
diselimuti oleh bahan bakar padat. Sebelum abad ke-19, bahan
bakar yang digunakan biasanya adalah lemak sapi (yang banyak
mengandung asam stearat. Sekarang yang biasanya digunakan
adalah parafin.
 Dengan menyebarnya penerangan listrik, saat ini lilin lebih
banyak digunakan untuk keperluan lain, misalnya dalam upacara
agama, perayaan ulang tahun, pewangi ruangan, dan sebagainya.

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. Secara umum kegunaan minyak bakar adalah
untuk bahan bakar pengapian langsung pada industri - industri
besar, PLTU dan juga digunakan sebagai salah satu alternatif
bahan bakar pada industri menengah kecil lainnya. Minyak bakar
juga sering dikenal dengan istilah fuel oil.

Bitumen (Aspal)
Aspal ialah bahan hidro karbon yang bersifat melekat berwarna hitam
kecoklatan, tahan terhadap air. Aspal sering juga disebut bitumen. Aspal
atau bitumen adalah suatu cairan kental yang merupakan senyawa
hidrokarbon dengan sedikit mengandung sulfur, oksigen, dan klor. Aspal
sebagai bahan pengikat dalam perkerasan lentur mempunyai sifat
viskoelastis. Aspal akan bersifat padat pada suhu ruang dan bersifat cair
bila dipanaskan. Aspal merupakan bahan yang sangat kompleks dan secara
kimia belum dikarakterisasi dengan baik. Kandungan utama aspal adalah
senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik dan aromatic yang mempunyai
atom karbon sampai 150 per molekul. Kegunaan aspal adalah untuk
melapisi permukaan jalan.

Dampak Penggunaan Minyak Bumi
 Pencemaran udara
Turunnya kualitas udara akibat zat sisa dari pemakaian minyak bumi
 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
 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.

Dampak Pembakaran
Zat Pencemar Sumber
Dampak terhadap
lingkungan
CO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global/ efek
rumah kaca
CO Pembakaran bahan bakar yang
tidak sempurna
Bersifat racun dan dapat
menyebabkan kematian
jika CO di udara mencapai
0,1%
NOx ( NO, NO2 ) Pembakaran bahan bakar pada
suhu tinggi di mana nitrogen
dalam udara ikut teroksidasi
Hujan asam dan smog
fotokimia
Pb Penggunaan bensin yang
mengandung aditif senyawa
timbal
Timbal bersifat racun

Cara Mengatasi Dampak dari Penggunaan
Produk Minyak Bumi
 Memproduksi Bensin Bebas TimbelPenggantian Penggunaan TEL dalam
pengangkatan bilangan oktan denganMTBE (Methyl Tertiary-
Butylrther).namun menurut hasil penelitian terakhirMTBE ini bersifat
karsinogenik maka diganti HOMC (High OctaneMotorgass dalam proses
ini),khususnya dinegara kita saat ini.
 Memproduksi Bioetanol sebagai pengganti Bensin. Dibuat dengan cara
mengambil produk hidrokarbon dari tumbuhan(tebu),disebut Bioetanol
murni.Baik Bioetanol murni atau dicampur dengan bensin (Gasohol)
memilikikemampian yang setara dengan bensin / lebih baik karena tidak
menciptakanCO2. Selain itu mengandung solar beerbilangan oktan
tinggi.

 3.Memproduksi Biodiesel sebagai pengganti SolarDibuat dengan cara
mengambil produk hidrokarbon dari tumbuhan(tebu),disebut Biodiesel
murni. Baik Biodiesel murni atau dicampur dengan solarmemiliki
kemampian yang setara dengan solar / lebih baik karena tidak
menciptakan CO2.Selain itu mengandung solar berbilangan setana
tinggi.Adapunperbandingan antara Solar biasa dengan Biodiesel adalaha
bahwa sanya Biodieselmemiliki angka setana 64 sedang Solar (DEX
daribiasa pertamina) berbilangan setana48.4.Membuat Kendaraan bahan
Bakat ramah Lingkungan (lebih akrab disebut”MARLIT”)
 dikembangkan oleh negara kita saat ini / dalam hal ini oleh LIPI (
LembagaIlmu Pengetahuan Indonesia).Dapat berjalan / hidup hanya
denganberdasarkan sel-sel fotofoltalik yang ada disekitarnya,walau
begitumasihmenggunakan bahan bakar minyak dalam pengoperasiannya
namun sangat minim.

Kimia materi minyak bumi

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Kimia materi minyak bumi

Similaire à Kimia materi minyak bumi (20)

Dernier

Dernier (20)

Kimia materi minyak bumi