Minyak Bumi dan Gas Alam

Minyak Bumi• Minyak Bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus – karang dan oleum – minyak),

dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak Bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar serialkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. Minyak Bumi diambil dari sumur minyak di pertambangan-pertambangan minyak. Lokasi sumur-sumur minyak ini didapatkan setelah melalui proses studi geologi, analisis sedimen, karakter dan struktur sumber, dan berbagai macam studi lainnya. Setelah itu, minyak Bumi akan diproses di tempat pengilangan minyak dan dipisah-pisahkan hasilnya berdasarkan titik didihnya sehingga menghasilkan berbagai macam bahan bakar, mulai dari bensin dan minyak tanah sampai aspal dan berbagai reagen kimia yang dibutuhkan untuk membuat plastik dan obat-obatan.Minyak Bumi digunakan untuk memproduksi berbagai macam barang dan material yang dibutuhkan manusia disusun atas senyawa senyawa alifatik (senyawa alkana), Siklik (siklo alkana), dan Aromatik (benzena)

• Cara menemukan minyak bumi ada 3 macam yaitu• A. dengan meneliti keberadaan fosil di sekitar dasr laut• B. meneliti kandungan minyak yang terdapat di sekitar antiklinal bumi• C. menggunakan radiasi sina atau sonar

Proses Pembentukan Minyak Bumi dan Gas Alam

• Para ahli berpendapat bahwa minyak bumi terbentuk dari pelapukan sisa kehidupanpurba (hewan, tumbuhan, dan jasad-jasad renik) yang terpendam bersama air laut dan masuk ke dalam batuan pasir, lempung, atau gamping yang terdapat di dalamlapisan kerak bumi selama berjuta-juta tahun melalui proses fisika dan kimia

• Prosesterbentuknya minyak bumi dapat dijelaskan sebagai berikut

• A. Pada zaman purba, di darat dan di dalam lautan hidup beraneka ragam binatangdan tumbuh-tumbuhan. Binatang serta tumbuh-tumbuhan yang mati ataupunpunah itu akhirnya tertimbun di bawah endapan lumpur. Endapan lumpur inikemudian dihanyutkan oleh arus sungai menuju lautan bersama bahan organik lainnya dari daratan

• B. Selama berjuta-juta tahun, sungai-sungai menghanyutkan pasir dan lumpur kedasar laut dan membuat lapisan batuan yang bercampur dengan fosil-fosilbinatang dan tumbuh-tumbuhan

• C. Akibat peristiwa alam, lapisan dan permukaan bumi mengalami perubahanbesar berupa pergeseran-pergeseran sehingga fosil hewan dan tumbuhan yangterkubur di perut bumi masuk ke celah-celah lapisan bumi yang bersuhu danbertekanan tinggi Akibat pengaruh waktu, temperatur tinggi, dan tekanan bebanlapisan batuan di atasnya, menyebabkan binatang dan tumbuh-tumbuhan yangmati tadi mengalami proses penguraian berupa perubahan kimia, berubahmenjadi bintik-bintik dan gelembung minyak yang berbentuk cairan kental dangas Akibat pengaruh yang sama, maka endapan lumpur berubah menjadi batuansedimen. Batuan lunak yang berasal dari lumpur yang mengandung bintik-bintik minyak dikenal sebagai batuan induk atau source rock

• D. Karena ringan, minyak bumi akan terdorong dan terapung, lalu bergerak mencari tempat yang lebih baik (berimigrasi menuju tempat yang bertekananlebih rendah) untuk berhenti dan terperangkap dalam batuan sedimen yangkedap atau kadang-kadang merembes ke luar permukaan bumi. Batuan sedimentersusun atas fragmen-fragmen atau butiran mineral dari yang halus sampaiyang kasar satu sama lain saling terikat oleh materi yang sangat halus danberfungsi sebagai semen, sehingga di antaranya terdapat pori-pori. Pada kondisi tertentu, pori-pori ini dapat mengandung fluida minyak, gas, atau air. Peristiwa terperangkapnya minyak bumi dan gas alam dalam batuan sedimendisebut proses akumulasi

Komposisi minyak bumi• Minyak bumi hasil pengeboran masih berupa minyak mentah (crude oil)

yang kental dan hitam. Crude oil ini terdiri dari campuran hidrokarbon yaitu

• AlkanaSenyawa alkana yang paling banyak ditemukan adalah n-oktana dan isooktana (2,2,4-trimetil pentana)

• Hidrokarbon aromatisDiantaranya adalah etil benzene• Sikloalkana Antara lain siklopentana dan etil sikloheksana• Belerang (0,01-0,7%)• Nitrogen (0,01-0,9%)• Oksigen (0,06-0,4%)• Karbon dioksida [CO2]• Hidrogen sulfida [H2S]• Benzena

Benzena• Benzena, juga dikenal dengan rumus kimia C6H6, PhH, dan benzol,

adalah senyawa kimia organik yang merupakan cairan tak berwarna dan mudah terbakar serta mempunyai bau yang manis. Benzena terdiri dari 6 atom karbon yang membentuk cincin, dengan 1 atom hidrogen berikatan pada setiap 1 atom karbon. Benzena merupakan salah satu jenis hidrokarbon aromatik siklik dengan ikatan pi yang tetap. Benzena adalah salah satu komponen dalamminyak bumi, dan merupakan salah satu bahan petrokimia yang paling dasar serta pelarut yang penting dalam dunia industri. Karena memiliki bilangan oktan yang tinggi, maka benzena juga salah satu campuran penting pada bensin. Benzena juga bahan dasar dalam produksi obat-obatan, plastik, bensin,karet buatan, dan pewarna. Selain itu, benzena adalah kandungan alami dalam minyak bumi, namun biasanya diperoleh dari senyawa lainnya yang terdapat dalam minyak bumi. Karena bersifat karsinogenik, maka pemakaiannya selain bidang non-industri menjadi sangat terbatas. Dan berguna untuk mengurangi ketukan pada mesin

Setelah Minyak bumi di ambilA. DesaltingProses desalting merupakan proses penghilangan garam yang dilakukan dengan cara mencampurkan minyak mentah dengan air, tujuannya adalah untuk melarutkan zat-zat mineral yang larut dalam air. Pada proses ini juga ditambahkan asam dan basa dengan tujuan untuk menghilangkan senyawa-senyawa selain hidrokarbon. Setelah melalui proses desalting, maka selanjutnya minyak akan menjalani proses distilasi.B. DistilasiMinyak mentah yang telah melalui proses desalting kemudian diolah lebih lanjut dengan proses distilasi bertingkat, yaitu cara pemisahan campuran berdasar perbedaan titik didih. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari proses distilasi bertingkat ini adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada interval (range) suhu tertentu. Proses distilasi bertingkat dan fraksi yang dihasilkan dari distilasi bertingkat tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

• Fraksi-faksi yang didapatkan setelah proses distilasi selanjutnya diolah lebih lanjut dengan proses reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

• 1. Reforming• Reforming merupakan suatu cara pengubahan bentuk, yaitu dari rantai lurus

menjadi bercabang. Proses ini digunakan untuk meningkatkan mutu bensin.• 2. Polimerisasi• Polimerisasi merupakan suatu cara penggabungan monomer (molekul

molekul sederhana) menjadi molekul-molekul yang lebih kompleks.• 3. Treating• Treating merupakan proses penghilangan kotoran pada minyak bumi.• 4. Blending• Blending merupakan proses penambahan zat aditif. Seperti TEL dan MTBE

Cracking• Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul

senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh cracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki kualitas dan perolehan fraksi gasolin (bensin). Kualitas gasolin sangat ditentukan oleh sifat anti knock (ketukan) yang dinyatakan dalam bilangan oktan. Bilangan oktan 100 diberikan pada isooktan (2,2,4-trimetil pentana) yang mempunyai sifat anti knocking yang istimewa, dan bilangan oktan 0 diberikan pada n-heptana yang mempunyai sifat anti knock yang buruk. Gasolin yang diuji akan dibandingkan dengan campuran isooktana dan n-heptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.

• Terdapat 3 cara proses cracking, yaitu :• a. Cara panas (thermal cracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah.• Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah sebagai berikut :• b. Cara katalis (catalytic cracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2

atau Al2O3 bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis karena bersifat asam menambahkna proton ke molekul olevin atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan terbentuknya ion karbonium :

• c. Hidrocracking• Hidrocracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang

jenuh. Reaksi tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan lain dari Hidrocracking ini adalah bahwa belerang yang terkandung dalam minyak diubah menjadi hidrogen sulfida yang kemudian dipisahkan.

Bilangan Oktan• Bilangan Oktan Minyak Bumi

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor . Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilanganperbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar. Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan. Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:a. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;b. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;c. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

• Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termalreforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm).

Penggunaan Minyak Bumi Sebagai Bahan Bakar

• Sebagian besar produk minyak bumi digunakan sebagai bahan bakar, baik bahan bakar di rumah tangga, industri maupun bahan bakar kendaraan. Bahan bakar minyak yang digunakan di rumah tangga adalah minyak tanah dan gas elpiji. Minyak tanah berasal dari fraksi kerosin, sedangkan gas elpiji berasal dari fraksi gas. Selain digunakan sebagai bahan bakar kompor, minyak bumi juga digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Produk-produk minyak bumi yang digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor adalah bensin dan minyak solar. Bensin mengandung sekitar ratusan jenis hidrokarbon dengan jumlah rantai karbon antara 5 hingga 10. Minyak solar digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan bermesin diesel. Ada tiga jenis bensin yang beredar di pasaran, yaitu premium, pertamax, dan pertamax plus. Apakah perbedaan antara premium dan pertamax? Kedua jenis bahan bakar ini dibedakan dari bilangan oktannya. Bilangan oktan menyatakan jumlah ketukan pada mesin yang dihasilkan bensin. Semakin besar nilai bilangan oktannya, semakin sedikit jumlah ketukannya. Artinya, semakin besar bilangan oktan, semakin baik kualitas bensin. Nilai bilangan oktan dapat dihitung menggunakan rumus berikut. Bilangan Oktan = (% isooktana × 100) + (% n-heptana × 100) Pertamax memiliki bilangan oktan yang lebih besar dari premium. Bilangan oktan pertamax adalah 94, sedangkan premium hanya 88. Bilangan oktan dapat ditingkatkan melalui berbagai cara, di antaranya dengan menambahkan TEL (tetra ethyl lead), MTBE (methyl tertier buthyl ether), dan HOMC (high octane mogas component). Penambahan zat-zat ini dapat meningkatkan bilangan oktan antara 3–5 poin.

Petro KimiaPenggunaan Minyak Bumi Sebagai Bahan Baku Industri PetrokimiaSelain sebagai bahan bakar, minyak bumi dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan produk-produk lainnya. Misalnya, plastik, bahan peledak, detergen, nilon, urea, dan metanol. Produk-produk dari minyak bumi tersebut dinamakan petrokimia. Suatu industri petrokimia dapat terbuat dari senyawa alkena (olefin), benzena dan turunannya (aromatik), dan gas sintetis. Bahan baku untuk industri petrokimia ini dihasilkan dari fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi. Untuk lebih jelasnya, amatilah tabel berikut.Tabel 7.2 Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan Industri Petrokimia

Dampak Pembakaran Produk Minyak Bumi

• Pembakaran bahan bakar minyak dapat berlangsung dua cara yaitu pembakaran sempurna dan tidak sempurna. Pembakaran sempurna menghasilkan energi yang cukup besar dibandingkan pembakaran tidak sempurna. Tetapi gas CO2 yang dihasilkan dapat menyebabkan terjadinya greenhouse effect (efek rumah kaca). Reaksi pembakaran sempurna:

• CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) + Energi

• Gas CO2 merupakan gas tak berwarna, tak berbau, mudah larut dalam air, meneruskan sinar matahari gelombang pendek tapi menahan pantulan energi matahari gelombang panjang (sinar inframerah). Jika jumlahnya melebihi ambang batas (lebih dari 330 bpj), maka akan menyebabkan sesak napas dan membentuk “selubung” di atmosfer. Gas CO2 mempunyai kemampuan untuk menahan energi matahari gelombang panjang sehingga panas tidak dapat dilepaskan ke ruang angkasa. Peristiwa terjebaknya sinar matahari oleh gas CO2 inilah yang disebut efek rumah kaca. Akibatnya suhu bumi menjadi naik atau lebih dikenal dengan istilah pemanasan global. Coba bayangkan jika suhu di seluruh permukaan bumi ini naik, apa yang terjadi? Bukankah es di kedua kutub bumi akan mencair? Dapatkan membayangkan apa dampak selanjutnya?

• Pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar minyak akan menghasilkan jelaga yang dapat mengotori alat-alat seperti perkakas rumah tangga, mesin, knalpot, dan lain-lain. Sehingga mempercepat kerusakan pada alat-alat tersebut. Selain itu juga menghasilkan gas CO yang dapat menyebabkan keracunan. Reaksi pembakaran tak sempurna:

• 2 CH4(g) + 3 O2(g) → 2 CO(g) + 4 H2O(g) + Energi• Gas CO merupakan gas tak berwarna, tak berbau, tak berasa, dan sukar larut dalam

air. Gas CO mempunyai daya ikat yang lebih tinggi dibanding gas oksigen terhadap hemoglobin, sehingga jika terhirup manusia menyebabkan dalam darah lebih banyak mengandung CO daripada oksigen. Gejala yang timbul jika keracunan gas CO adalah sesak napas, daya ingat berkurang, ketajaman penglihatan menurun, dan lelah jantung. Tubuh akan kekurangan suplai oksigen, akibatnya badan lemas, pingsan, bahkan dapat menyebabkan kematian. Reaksi:

• CO(g) + Hb(aq) → HbCO(aq)• Pembakaran bahan bakar minyak juga dapat menghasilkan zat polutan lain seperti:

oksida belerang (SO2 dan SO3), oksida nitrogen (NO dan NO2), dan partikel-partikel debu. Gas-gas tersebut jika masuk di udara dapat menyebabkan terjadinya hujan asam. Gas SO2 merupakan gas tak berwarna tetapi berbau sangat menyengat dan larut dalam air. Gas CO2 dapat menyesakkan napas, memedihkan mata, dan mematikan daun karena merupakan racun bagi klorofil. Gas SO2 dan SO3 di udara lembap dapat bereaksi dengan uap air membentuk asam.

• Reaksinya:• SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)

• Bereaksi dengan O2 membentuk SO3 kemudian bereaksi dengan uap air membentuk asam sulfat. Reaksinya:

• 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)

• SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)• Asam sulfat di udara lembap mudah larut dalam air hujan sehingga air hujan bersifat asam, atau dikenal

dengan hujan asam. Hujan asam dapat menyebabkan tumbuhan dan hewan yang tidak tahan hidup dalam suasana asam akan mati, dan perabotan yang berasal dari logam terkorosi. Selain gas SO2 dan SO3, gas NO dan NO2 juga dapat menyebabkan hujan asam. Gas NO merupakan gas yang tak berwarna tetapi beracun. Gas NO dapat bereaksi dengan O2 menghasilkan gas NO2. Reaksinya:

• 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)

• Gas NO2 berwarna merah cokelat, berbau menyengat, mudah larut dalam air, dan beracun. Gas NO2 dapat menyebabkan kanker karena bersifat karsinogenik. Gas-gas tersebut juga mempunyai potensi menjadi gas rumah kaca yang dapat menyebabkan terjadinya efek rumah kaca. Gas NO dan NO2 juga menjadi katalis pada penguraian ozon di stratosfer. Mengingat dampak yang ditimbulkan dan terbatasnya sumber tambang minyak di dunia ini, maka mulai sekarang dicari energi alternatif lain seperti:

• licol /batu bara yang dibersihkan (sumber Buletin Khusus–Warta untuk Warga Agustus 2006);• biodiesel dari minyak jarak (sumber Yunior–Suara Merdeka 1 Oktober 2006);• biodiesel (etanol dari tebu, minyak jagung, minyak kelapa sawit);• biogas dari kompos/kotoran hewan;• tenaga nuklir;• tenaga panas bumi /geothermal;• tenaga air terjun;• tenaga gelombang air laut;• tenaga angin;• tenaga surya.

The End

• Disusun Oleh• Jourast Ladzuardy Putra• Riva Rizki• Givari Maulana• M. Asyraf