MINYAK BUMI

1. Definisi Minyak Bumi

Minyak bumi yang biasanya disebut crude oil adalah merupakan campuran

yang komlek dari senyawa hidrokarbon, karena senyawa ini dominan oleh unsur

carbon (C) dan hydrogen (H) dan sebagai kecil unsur lain seperti : Oksigen (O),

Nitrogen (N), sulfur (S) dan beberapa metal antara lain : Fe, Na, Va yang

susunannya sebagai senyawa ikatan / impurities. Minyak mentah sebagaian besar

terdiri dari hidrokarbon yang dapat dibedakan sebagai berikut : Parafinik,

Naphtenik, Olefin dan Aromatik.

Susunan rantai carbon dan rumus bangun senyawa hidrokarbon akan

menentukan sifat fisika maupun sifat kimia dari gas bumi serta akan

mempengaruhi produk secara kualitatif maupun kuantitatif. Dengan makin

berkembangnya teknologi pembakaran serta industri – industri lain dan

perkembangan dilakukan atas dasar penelitian – penelitian di industri migas dari

hulu sampai dengan hilir. Dengan perkembangan – perkembangan mesin

automotif dan mesin industry lain yang makin cepat yang memerlukan tuntutan

kualitas maupun kuantitas dari bahan bakar maupun pelumas yang dipergunakan ,

sehingga untuk memenuhi kebutuhan tersebut dalam proses pengolahannya juga

akan berkembang. Dengan makin besarnya kebutuhan tersebut sehingga

dikembangkan bermacam – macam proses pengolahan untuk meningkatkan bahan

bakar dari nilai rendah ke produk yang lebih tinggi.

2. Pembentukan Minyak Bumi

Dewasa ini terdapat dua teori utama yang berkembang mengenai asal usul

terjadinya minyak bumi, antara lain:

1. Teori Anorganik (Abiogenesis)

Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat

logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan

bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev

(1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya

pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih

ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa

minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi

terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan

tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam

beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Berdasarkan

teori anorganik, pembentukan minyak bumi didasarkan pada proses kimia.

2. Teori Organik (Biogenesis)

Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena

adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus

karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang

digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana

karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama,

karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari

atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua

CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup

(tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).P.G. Mackuire yang pertama kali

mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan.

Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa

minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:

- Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini

disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam

darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak

dapat memutar bidang polarisasi.

- Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari

hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.

- Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip

dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat

organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.

- Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian

integral sedimentasi.

- Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai

pleistosan.

- Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.

2.3. Komposisi Minyak Bumi

Minyak bumi memiliki campuran senyawa hidrokarbon sebanyak

50-98% berat, sisanya terdiri atas zat-zat organik yang mengandung

belerang, oksigen, dan nitrogen serta senyawa-senyawa anorganik seperti

vanadium, nikel, natrium, besi, aluminium, kalsium, dan magnesium.

Secara umum, komposisi minyak bumi terdiri dari Karbon (C) 84 – 87%,

Hidrogen (H) 11 – 14%, Sulfur (S) 0 – 3%, Nitrogen (N) 0 – 1%, Oksigen

(O) 0 – 2%.

Berdasarkan kandungan senyawanya, minyak bumi dapat dibagi

menjadi golongan hidrokarbon dan non-hidrokarbon serta senyawa-

senyawa logam.

1. Hidrokarbon

Golongan hidrokarbon-hidrokarbon yang utama adalah parafin, olefin,

naften, dan aromatik.

a. Parafin

Parafin adalah kelompok senyawa hidrokarbon jenuh berantai lurus

(alkana), CnH2n+2. Contohnya adalah metana (CH4), etana (C2H6),

n-butana (C4H10), isobutana (2-metil propana, C4H10), isopentana

(2-metilbutana, C5H12), dan isooktana (2,2,4-trimetil pentana,

C8H18). Jumlah senyawa yang tergolong ke dalam senyawa

isoparafin jauh lebih banyak daripada senyawa yang tergolong n-

parafin. Tetapi, di dalam minyak bumi mentah, kadar senyawa

isoparafin biasanya lebih kecil daripada n-parafin.

b. Olefin

Olefin adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n.

Contohnya etilena (C2H4), propena (C3H6), dan butena (C4H8).

c. Naften

Naften adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang membentuk struktur

cincin dengan rumus molekul CnH2n. Senyawa-senyawa kelompok

naften yang banyak ditemukan adalah senyawa yang struktur

cincinnya tersusun dari 5 atau 6 atom karbon. Contohnya adalah

siklopentana (C5H10), metilsiklopentana (C6H12) dan sikloheksana

(C6H12). Umumnya, di dalam minyak bumi mentah, naftena

merupakan kelompok senyawa hidrokarbon yang memiliki kadar

terbanyak kedua setelah n-parafin.

d. Aromatik

Aromatik adalah hidrokarbon-hidrokarbon tak jenuh yang berintikan

atom-atom karbon yang membentuk cincin benzen (C6H6).

Contohnya benzen (C6H6), metilbenzen (C7H8), dan naftalena

(C10H8). Minyak bumi dari Sumatera dan Kalimantan umumnya

memiliki kadar aromat yang relatif besar.

2. Non Hidrokarbon

Selain senyawa-senyawa yang tersusun dari atom-atom karbon dan

hidrogen, di dalam minyak bumi ditemukan juga senyawa non hidrokarbon

seperti belerang, nitrogen, oksigen, vanadium, nikel dan natrium yang

terikat pada rantai atau cincin hidrokarbon. Unsur-unsur tersebut

umumnya tidak dikehendaki berada di dalam produk-produk pengilangan

minyak bumi, sehingga keberadaannya akan sangat mempengaruhi

langkah-langkah pengolahan yang dilakukan terhadap suatu minyak bumi.

a. Belerang

Belerang terdapat dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S), belerang

bebas (S), merkaptan (R-SH, dengan R=gugus alkil), sulfida (R-S-R’),

disulfida (R-S-S-R’) dan tiofen (sulfida siklik). Senyawa-senyawa

belerang tidak dikehendaki karena :

- menimbulkan bau tidak sedap dan sifat korosif pada produk

pengolahan.

- mengurangi efektivitas zat-zat bubuhan pada produk pengolahan.

- meracuni katalis - katalis perengkahan.

- menyebabkan pencemaran udara (pada pembakaran bahan bakar

minyak, senyawa belerang teroksidasi menjadi zat-zat korosif yang

membahayakan lingkungan, yaitu SO2 dan SO3).

b. Nitrogen

Senyawa-senyawa nitrogen dibagi menjadi zat-zat yang bersifat basa

seperti 3-metilpiridin (C6H7N) dan kuinolin (C9H7N) serta zat-zat

yang tidak bersifat basa seperti pirol (C4H5N), indol (C8H7N) dan

karbazol (C12H9N). Senyawa-senyawa nitrogen dapat mengganggu

kelancaran pemrosesan katalitik yang jika sampai terbawa ke dalam

produk, berpengaruh buruk terhadap bau, kestabilan warna, serta sifat

penuaan produk tersebut.

c. Oksigen

Oksigen biasanya terikat dalam gugus karboksilat dalam asam-asam

naftenat (2,2,6-trimetilsikloheksankarboksilat, C10H18O2) dan asam-

asam lemak (alkanoat), gugus hidroksi fenolik dan gugus keton.

Senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah serius seperti halnya

senyawa belerang dan senyawa nitrogen pada proses-proses katalitik.

d. Senyawa logam

Minyak bumi biasanya mengandung 0,001-0,05% berat logam.

Kandungan logam yang biasanya paling tinggi adalah vanadium, nikel

dan natrium. Logam-logam ini terdapat bentuk garam terlarut dalam

air yang tersuspensi dalam minyak atau dalam bentuk senyawa

organometal yang larut dalam minyak. Vanadium dan nikel

merupakan racun bagi katalis-katalis pengolahan minyak bumi dan

dapat menimbulkan masalah jika terbawa ke dalam produk

pengolahan.