TUGAS MEKANIKA RESEREVOIR

BAB II : “PETROLEUM CHEMISTRY”

Dosen Pembimbing : Ira Herawati, ST, MT

OLEH :

KELOMPOK 9

DENNY WAHYU PERMANA 123210168

HENDRI 123210355

RAFHIE ADRIAN 123210611

YUSRON ISWANDI 123210

KELAS A

JURUSAN PERMINYAKAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ISLAM RIAU

2013

PETROLEUM CMHEMISTRY

Perminyakan sering ditandai dengan jumlah relatif dari empat seri senyawa. Para

anggota masing-masing seri adalah serupa dalam struktur dan sifat kimia. Empat seri

senyawa yang ditemukan dalam Perminyakan adalah: (1) seri normal dan bercabang alkana

(parafin), (2) sikloalkana (naphthenes), (3) seri aromatik, dan (4) aspal, asphaltenes, dan resin

(kompleks, senyawa polisiklik tinggi berat molekul yang mengandung nitrogen, sulfur, dan

atom oksigen dalam struktur mereka: senyawa NSO). Perminyakan umumnya

diklasifikasikan sebagai parafin, naftenat, aromatik dan aspal sesuai dengan jumlah relatif

dari setiap seri [14]

Tissot dan Welte menyempurnakan klasifikasi ini lebih lanjut menjadi enam

kelompok dengan menambahkan jenis antara minyak menggunakan diagram terner (gambar

2.19) [14]. Berdasarkan klasifikasi ini, minyak dianggap aromatik jika isi total aromatik,

asphaltenes, dan resin adalah 50% atau lebih. Minyak parafin mengandung setidaknya 50%

senyawa jenuh, 40% di antaranya adalah parafin. Demikian juga, minyak naftenat terdiri dari

50% atau senyawa yang lebih jenuh, yang 40% atau lebih naphthenes. Gas-gas dan fraksi titik

didih rendah dari minyak bumi mengandung jumlah yang lebih besar dari alkana dengan

berat molekul rendah. Fraksi mendidih Menengah mengandung jumlah yang lebih besar dari

alkana siklik dan aromatik, dimana semakin tinggi fraksi titik didih (> 750 F-399 C) yang

sebagian besar terdiri dari naphtheno-aromatik. Dari gambar yang terlihat komposisi minyak

mentah, yang diklasifikasikan sebagai naftenat sesuai dengan Gambar 2.19, karena minyak

mengandung 49% naphthenes dan jumlah total hidrokarbon jenuh (parafin dan naphthenes)

adalah 79% (Tabel 2.9).

Juga tercantum dalam tabel adalah rentang ukuran molekul (jumlah atom karbon per

molekul) dari fraksi kilang rata-rata minyak mentah ini dan persentase perkiraan berat

masing-masing fraksi yang bisa diperoleh dari minyak mentah naftenat sperti dijelaskan di

atas.

Sebuah pusat penelitan di Tulsa, Oklahoma, standar klasifikasi minyak mentah

dengan distilasi dan ditandai sejumlah besar minyak dari ladang minyak di seluruh dunia.

Penyulingan minyak mentah dari ladang minyak Oklahoma City ditunjukkan pada Tabel

2.10. Satu liter minyak ditempatkan dalam labu dan suhu dinaikkan secara bertahap

sedangkan persen volume uap terkondensasi dikumpulkan pada suhu tertentu lalu dicatat.

Setelah mencapai 275oC, labu ditempatkan di bawah vakum dari 40 mm Hg dan distilasi

dilanjutkan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.10.

Alkana juga disebut sebagai hidrokarbon jenuh karena valensi (atau kapasitas ikatan)

dari semua atom karbon sama dengan atom hidrogen (Gambar 2.20). Setiap atom karbon

dihubungkan dengan atom karbon lain dengan ikatan kovalen tunggal, dan kapasitas ikatan

tersisa ditempati oleh atom hidrogen seperti yang diilustrasikan untuk etana, propana, butana,

dan pentana pada Gambar 2.20. Isomer adalah senyawa yang memiliki komposisi atom yang

sama tetapi berbeda dalam sifat dan struktur molekul. Ada tiga pentana struktural berbeda

meskipun mereka semua memiliki jumlah karbon yang sama dan atom hidrogen-n-pentana,

iso-pentana dan 2, propana Zdimethyl (Gambar 2.21). Perbedaan hasil struktural dalam

sedikit perbedaan reaktivitas kimia dan sifat fisik yang ditunjukkan dengan perbedaan titik

didih dari tiga pentana. Karena jumlah karbon atom peningkatan seri homolog, jumlah isomer

yang mungkin juga meningkat, misalnya, ada 18 isomer oktan (delapan atom karbon) dan 75

isomer dekana (10 atom karbon).

Dengan demikian, satu seri homolog senyawa menunjukkan kompleksitas besar.

Meskipun minyak mentah dari lokasi yang berbeda tetapi mungkin memiliki oAPI gravitasi

dan viskositas yang sama, mereka dapat bervariasi sehubungan dengan komposisi kimia.

Alkana dengan dua puluh lima atau lebih atom karbon adalah padatan pada suhu

kamar dan diekstraksi dari minyak mentah untuk membuat lilin parafin industri. Minyak

mentah mengandung alkana ini menjadi mendung ketika didinginkan. Suhu di mana hal ini

terjadi disebut titik awan dan digunakan dalam kilang sebagai indikasi umum kelimpahan

lilin parafin. Pembentukan sekitar lubang sumur dan produksi tabung harus dibersihkan

secara berkala untuk menghilangkan endapan tinggi berat molekul alkana yang mengurangi

tingkat produksi [34].

Minyak mentah terutama berasal dari tanaman terestrial bahan organik mengandung

jumlah alkana yang tinggi, sedangkan minyak yang dihasilkan dari bahan organik laut

umumnya mengandung jumlah yang lebih besar dari senyawa jenuh dan tak jenuh. Jika,

setelah itu telah bermigrasi dari batuan induk ke jebakan minyak, minyak parafin terkena

perkolasi air meteorik karena diastrophism, bakteri aerobik akan menghapus parafin

degradasi bertahap menjadi asam karboksilat dan karbon dioksida [14] Sebuah minyak

mentah yang telah terkena degradasi bakteri aerobik akan terdiri dari aromatik, aspal, dan

resin.

Sikloalkana (naphthenes) terdiri dari atom karbon terikat dalam rantai siklik dengan

valensi sisanya dipenuhi oleh atom hidrogen. Gambar 2.22 menunjukkan struktur dari

sikloheksana dan dekalin yang bersama dengan turunan metil, merupakan konstituen penting

dari minyak bumi. Tri-, tetra, dan pentacycloalkanes hadir dalam minyak mentah dalam

jumlah kecil dari mono-dan dicycloalkanes. Para naphthenes merupakan konstituen penting

dari pelarut komersial yang berasal dari perminyakan

Rangkaian senyawa yang dikenal sebagai aromatik terdiri dari kelipatan benzena,

cincin beranggota enam karbon dihubungkan dengan ikatan ganda dan tunggal (Gambar

2.23).

Senyawa aromatik yang terdapat dalam minyak bumi mengandung rantai panjang.

Para aspal dan resin terdiri dari tinggi-berat molekul struktur cincin kental yang mengandung

aromatik, senyawa cincin jenuh, dan rantai samping alkana dan diselingi dengan senyawa

nitrogen, sulfur dan oksigen [15]

Berbagai seri homolog yang dibahas di atas dapat dengan mudah dipisahkan dengan

terlebih dahulu mengencerkan sampel minyak mentah dengan pentana dan kemudian

menyaringnya. Para asphaltenes tidak larut dalam pentana dan dengan demikian dapat

dihapus dan ditimbang. Kemudian sampel yang diencerkan dapat disaring melalui kolom

ganda mineral liat aktif di atas kolom gel silika, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.24,

dan dielusi dengan pentana. Resin yang teradsorpsi oleh tanah liat, sedangkan parafin dan

aromatik melewati kolom tanah liat. Para aromatik yang teradsorpsi oleh kolom silika gel dan

non-parafin menyerap lalu dikumpulkan dalam labu alas. Resin dan aromatik dikeluarkan

dari tanah liat dan silika gel dengan campuran dari bagian yang sama benzena dan aseton, dan

dapat diperoleh secara kuantitatif dengan penguapan pelarut [35] (Gambar 2.25). Sebuah

kromatografi cair tekanan tinggi (HPLC) juga dapat digunakan untuk mendapatkan fraksi

yang sama menggunakan kurang dari satu mililiter sampel. Hasil dari HPLC ditunjukkan

pada Gambar 2.26.

Senyawa logam metalik biasanya berhubungan dengan resin karena karakteristik

mereka sama. Turunan alkil nikel dan vanadium porfirin telah diisolasi dari minyak mentah,

terutama minyak berat Boscan dari Venezuela.

Porfirin ditandai dengan inti tetrapyrolic, yang juga adalah struktur dasar klorofil pada

tanaman dan hemin dalam darah (Gambar 2.27). Transformasi dari senyawa alami untuk

porfirin mungkin terjadi hanya selama sedimentasi dengan penggantian magnesium dalam

klorofil dan besi dalam hemin oleh vanadium atau nikel. Ini menstabilkan molekul,

mengasuransikan pelestariannya. Blumer dan Snyder menyarankan bahwa prekursor porfirin

dimasukkan ke dalam kerogen dan kemudian ditransformasikan ke porfirin selama berbagai

perubahan yang terjadi sebagai kerogen tipe organik berubah menjadi minyak mentah [17]

Alkena adalah hidrokarbon tak jenuh yang mengandung ikatan rangkap antara karbon.

Dengan demikian, keseimbangan atom karbon tidak sama dengan atom hidrogen. Contoh dari

hal ini adalah 1-propena, di mana atom karbon kedua dan ketiga yang bergabung dengan

ikatan ganda dan sisanya adalah tunggal-berikat (Gambar 2.20). Aspal adalah koloid hitam

terdiri dari senyawa tinggi-berat molekul polynuclear aromatik, senyawa tak jenuh tinggi

molekul-berat, dan hidrokarbon heterogen yang mengandung nitrogen, sulfur, oksigen, dan

logam dalam struktur mereka. Minyak berat dan bitumen umumnya mengandung lebih

banyak senyawa nitrogen, sulfur, oksigen, dan dibandingkan minyak ringan, dan banyak

mengandung minyak gas hidrogen sulfida yang bebas.