PRODUK PENGOLAHAN MINYAK BUMI

dan MANFAATNYA Keberadaan minyak bumi dan berbagai macam produk olahannya

memiliki manfaat yang sangat penting dalam kehidupan kita sehari-

hari, sebagai contoh penggunaan minyak tanah, gas, dan bensin.

Tanpa ketiga produk hasil olahan minyak bumi tersebut mungkin

kegiatan pendidikan, perekonomian, pertanian, dan aspek-aspek

lainnya tidak akan dapat berjalan lancar. Dibawah ini adalah beberapa

produk hasil olahan minyak bumi beserta pemanfaatannya:

PROSES PENGOLAHAN MINYAK BUMI Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak.Minyak mentah (cude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada di dalam molekulnya. Oleh karena itu, pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip. Secara umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:

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.

3. REFORMING

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin

yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi

bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang).

Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk

strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut

isomerisasi. Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis

dan pemanasan.

Reforming juga dapat merupakan pengubahan struktur molekul

dari hidrokarbon parafin menjadi senyawa aromatik dengan

bilangan oktan tinggi. Pada proses ini digunakan katalis

molibdenum oksida dalam Al2O3 atauplatina dalam lempung.

4. ALKILASI dan POLIMERISASI

Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul

menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini

menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam

kuat Lewis). Reaksi secara umum adalah sebagai berikut:

RH + CH2=CR’R’’ R-CH2-CHR’R”

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil

menjadi molekul besar. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :

M CnH2n Cm+nH2(m+n)

Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan

senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu

isooktana.

5. TREATING

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan cara menghilangkan

pengotor-pengotornya. Cara-cara proses treating adalah sebagai berikut :

Copper sweetening dan doctor treating, yaitu proses penghilangan

pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.

Acid treatment, yaitu proses penghilangan lumpur dan perbaikan warna.

Dewaxing yaitu proses penghilangan wax (n parafin) dengan berat molekul

tinggi dari fraksi minyak pelumas untuk menghasillkan minyak pelumas

dengan pour point yang rendah.

Deasphalting yaitu penghilangan aspal dari fraksi yang digunakan untuk

minyak pelumas

Desulfurizing (desulfurisasi), yaitu proses penghilangan unsur belerang.

Sulfur merupakan senyawa yang secara alami terkandung dalam minyak

bumi atau gas, namun keberadaannya tidak dinginkan karena dapat

menyebabkan berbagai masalah, termasuk di antaranya korosi pada

peralatan proses, meracuni katalis dalam proses pengolahan, bau yang

kurang sedap, atau produk samping pembakaran berupa gas buang yang

beracun (sulfur dioksida, SO2) dan menimbulkan polusi udara serta hujan

asam. Berbagai upaya dilakukan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari

minyak bumi, antara lain menggunakan proses oksidasi, adsorpsi selektif,

ekstraksi, hydrotreating, dan lain-lain. Sulfur yang disingkirkan dari minyak

bumi ini kemudian diambil kembali sebagai sulfur elemental.

Desulfurisasi merupakan proses yang digunakan untuk menyingkirkan

senyawa sulfur dari minyak bumi. Pada dasarnya terdapat 2 cara

desulfurisasi, yaitu dengan :

1. Ekstraksi menggunakan pelarut, serta

2. Dekomposisi senyawa sulfur (umumnya terkandung dalam minyak

bumi dalam bentuk senyawa merkaptan, sulfida dan disulfida) secara

katalitik dengan proses hidrogenasi selektif menjadi hidrogen sulfida

(H2S) dan senyawa hidrokarbon asal dari senyawa belerang tersebut.

Hidrogen sulfida yang dihasilkan dari dekomposisi senyawa sulfur

tersebut kemudian dipisahkan dengan cara fraksinasi atau

pencucian/pelucutan.

Akan tetapi selain 2 cara di atas, saat ini ada pula teknik desulfurisasi

yang lain yaitu bio-desulfurisasi. Bio-desulfurisasi merupakan

penyingkiran sulfur secara selektif dari minyak bumi dengan

memanfaatkan metabolisme mikroorganisme, yaitu dengan mengubah

hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer yang dikatalis oleh enzim hasil

metabolisme mikroorganisme sulfur jenis tertentu, tanpa mengubah

senyawa hidrokarbon dalam aliran proses. Reaksi yang terjadi adalah

reaksi aerobik, dan dilakukan dalam kondisi lingkungan teraerasi.

Keunggulan proses ini adalah dapat menyingkirkan senyawa sulfur yang

sulit disingkirkan, misalnya alkylated dibenzothiophenes. Jenis

mikroorganisme yang digunakan untuk proses bio-desulfurisasi

umumnya berasal dari Rhodococcus sp, namun penelitian lebih lanjut

juga dikembangkan untuk penggunaan mikroorganisme dari jenis lain.

Proses ini mulai dikembangkan dengan adanya kebutuhan untuk menyingkirkan kandungan sulfur dalam jumlah menengah pada aliran gas, yang terlalu sedikit jika disingkirkan menggunakan amine plant, dan terlalu banyak untuk disingkirkan menggunakan scavenger. Selain untuk gas alam dan hidrokarbon, bio-desulfurisasi juga digunakan untuk menyingkirkan sulfur dari batubara.

Proses Shell-Paques Untuk Bio-Desulfurisasi Aliran GasSalah satu lisensi proses bio-desulfurisasi untuk aliran gas adalah Shell Paques dari Shell Global Solutions International dan Paques Bio-Systems. Proses ini sudah diterapkan secara komersial sejak tahun 1993, dan saat ini kurang lebih terdapat sekitar 35 unit bio-desulfurisasi dengan lisensi Shell-Paques beroperasi di seluruh dunia.

Proses ini dapat menyingkirkan sulfur dari aliran gas dan menghasilkan hidrogen sulfida dengan kapasitas mulai dari 100 kg/hari sampai dengan 50 ton/hari, menggunakan mikroorganisme Thiobacillus yang sekaligus bertindak sebagai katalis proses bio-desulfurisasi. Dalam proses ini, aliran gas yang mengandung hidrogen sulfida dilewatkan pada absorber dan dikontakkan pada larutan soda yang mengandung mikroorganisme. Senyawa soda mengabsorbi hidrogen sulfida, dan kemudian dialirkan ke bioreaktor THIOPAQ berupa tangki atmosferik teraerasi dimana mikroorganisme mengubah hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer secara biologis dalam kondisi pH 8,2-9. Sulfur hasil reaksi kemudian melalui proses dekantasi untuk memisahkan dengan cairan soda. Cairan soda dikembalikan ke absorber, sedangkan sulfur diperoleh sebagai cake atau sebagai sulfur cair murni. Karena sifatnya yang hidrofilik sehingga mudah diabsorpsi oleh tanah, maka sulfur yang dihasilkan dari proses ini dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk.Tahapan reaksi bio-desulfurisasi dapat digambarkan sebagai berikut :

Absorpsi H2S oleh senyawa soda:H2S + OH-

HS- +H2O Pembentukan sulfur elementer oleh mikroorganisme HS- +1/2 O2 S+OH-

Keunggulan dari proses Shell-Paques adalah : dapat menyingkirkan sulfur dalam jumlah besar

(efisiensi penyingkiran hidrogen sulfida dapat mencapai 99,8%) hingga menyisakan kandungan hidrogen sulfida yang sangat rendah dalam aliran gas (kurang dari 4 ppm-volume)

pemurnian gas dan pengambilan kembali (recovery) sulfur terintegrasi dalam 1 proses- gas buang (flash gas/vent gas) dari proses ini tidak mengandung gas berbahaya, sehingga sebelum dilepas ke lingkungan tidak perlu dibakar di flare. Hal ini membuat proses ini ideal untuk lokasi-lokasi dimana proses yang memerlukan pembakaran (misalnya flare atau incinerator) tidak dimungkinkan.

menghilangkan potensi bahaya dari penanganan solvent yang biasa digunakan untuk melarutkan hidrogen sulfida dalam proses ekstraksi

sifat sulfur biologis yang hidrofilik menghilangkan resiko penyumbatan (plugging atau blocking) pada pipa

Bio-katalis yang digunakan bersifat self-sustaining dan mampu beradaptasi pada berbagai kondisi proses

Konfigurasi proses yang sederhana, handal dan aman (antara lain beroperasi pada suhu dan tekanan rendah) sehingga mudah untuk dioperasikan

Proses Shell-Paques ini dapat diterapkan pada gas alam, gas buang regenerator amine, fuel gas, synthesis gas, serta aliran oksigen yang mengandung gas limbah yang tidak dapat diproses dengan pelarut.

BLENDING Proses blending adalah penambahan bahan-

bahan aditif kedalam fraksi minyak bumi dalam rangka untuk meningkatkan kualitas produk tersebut. Bensin yang memiliki berbagai persyaratan kualitas merupakan contoh hasil minyak bumi yang paling banyak digunakan di barbagai negara dengan berbagai variasi cuaca. Untuk memenuhi kualitas bensin yang baik, terdapat sekitar 22 bahan pencampur yang dapat ditambanhkan pada proses pengolahannya. Diantara bahan-bahan pencampur yang terkenal adalah tetra ethyl lead (TEL). TEL berfungsi menaikkan bilangan oktan bensin. Demikian pula halnya dengan pelumas, agar diperoleh kualitas yang baik maka pada proses pengolahan diperlukan penambahan zat aditif. Penambahan TEL dapat meningkatkan bilangan oktan, tetapi dapat menimbulkan pencemaran udara.

Pertanyaan beserta jawaban

1. Apakah perbadaan antara minyak bumi

dengan batu bara?

2. Dalam kimia acid berarti asam, jadi

pertanyaannya adalah dalam acid

treatment,asam apa yang digunakan

dalam cara tersebut?

3. Apakesamaan antara thermal creacking,

catalytic cracking, dan hidrocraecking?

4. Kenapa rantai yang bercabang lebih baik

dari pada rantai lurus?

Jawaban1. Perbedaannya adalah wujudnya, minyak berwujud cair

sedangkan batu bara berwujud padat dan cara pengambilannya, minyak bumi dengan car di bor sedangkan batu bara dengan cara di gali, seperti menaambang emas

2. Yang digunakan dalam cara tersebut adalah asam yang bersifat lemah, agar mesin yang menggunakan bahan bakar tersebut tidak cepat rusak. Sedangkan di proses katalis, menggunakan asam juga tetapi asam tersebut tidak sebagai hasil dari produk.

3. Kesamaannya tidak ada kecuali pada proses hidrocreacking karena hidrocreacking adalah penggabungan dari cara thermal creacking, catalytic cracking, dan hidrocraecking.penyebab perbedaan antara thermal creacking, catalytic cracking adalah jika thermal creacking menggunakan suhu yang cukup tinggi sedangkan catalytic cracking menggunakan senyawa kimia seperti SiO2. jadi dari proses tersebut terlihat perbedaan yang sangat nyata.

4. Kerena rantai yang bercabang dapat meningkatkan jumlah bilangan oktan. Jadi jika bilangan oktannya tinggi maka kualitas bahan bakar tersebut bekualitas tinggi