Tugas Kimia Organik

Shobrun Jamil (1406531656)

Mustika Saraswati (1406552906)

Ghassan Tsabit Rivai (1406552976)

Teknik Kimia 2014

Universitas Indonesia, Depok 2015

Kilang minyak merupakan pabrik atau fasilitas industri yang mengolah minyak

mentah menjadi produk petroleum yang bisa langsung digunakan maupun produk-produk lain

yang menjadi bahan baku bagi industri petrokimia. Produk-produk utama yang dihasilkan

dari kilang minyak antara lain: minyak bensin (gasoline), minyak disel, minyak tanah

(kerosene). Kilang minyak merupakan fasilitas industri yang sangat kompleks dengan

berbagai jenis peralatan proses dan fasilitas pendukungnya. Selain itu, pembangunannya juga

membutuhkan biaya yang sangat besar.

Gmbr.1[ proses distilasi (penyulingan) minyak mentah yang berlangsung di Kolom Distilasi.]

o Fraksi hidrokarbon hasil penyulingan minyak bumi.

Fraksi Ukuran

molekul

Titik didih Kegunaan

Gas C1 - C5 -160 -30 Bahan bakar (LPG) sumber

hydrogen.

Petroleum

eter

C5 – C7 30 – 90 Pelarut, binatu kimia (dry

cleaning)

Bensin

(gasoline)

C5 – C12 30 – 200 Bahan bakar motor

Kerosin,

minyak

C12 – C18 180 – 400 Bahan bakar mesin diesel,

bahan bakar industry, untuk

diesel/solar cracking

Minyak

pelumas

C16 ke atas 350 ke atas Pelumas

Paraffin C20 ke atas Merupakan zat

padat dengan titik

cair rendah

Lilin dan lain-lain

Aspal C25 ke atas Residu Bahan bakar dan untuk pelapis

jalan raya

o Fraksi dengan titik didih terendah:

Fraksi dari yang terendah yaitu:

1. Parafin (titik cair terendah)

2. Gas dengan (-160 – 30)

3. Bensin dengan (30 – 200)

4. Kerosin dan minyak solar (180 – 400)

5. Pelumas (350 ke atas)

6. Aspal (residu)

o Kilang minyak yang tedapat di Indonesia :

Pertamina Unit Pengolahan IV Cilacap (Kapasitas 548 ribu barel/hari)

Pertamina Unit Pengolahan V Balikpapan, Kalimantan Timur (Kapasitas 266 ribu

barel/hari)

Pertamina Unit Pengolahan VI Balongan, Jawa Barat (Kapasitas 125 ribu barel/hari)

Pusdiklat Migas Cepu, Jawa Tengah (Kapasitas 45 ribu barel/hari)

Pertamina Unit Pengolahan VII Sorong, Irian Jaya Barat (Kapasitas 10 ribu barel/hari)

Pertamina Unit Pengolahan I Pangkalan Brandan, Sumatera Utara (Kapasitas 5 ribu

barel/hari). Kilang minyak pangkalan brandan sudah ditutup sejak awal tahun 2007

Pertamina Unit Pengolahan II Dumai/Sei Pakning, Riau (Kapasitas Kilang Dumai 127

ribu barel/hari, Kilang Sungai Pakning 50 ribu barel/hari)

Pertamina Unit Pengolahan III Plaju, Sumatera Selatan (Kapasitas 145 ribu barel/hari)

o Komposisi penyusun minyak bumi dan gas alam

Minyak bumi dan gas alam adalah campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa-

senyawa organik lain. Komponen hidrokarbon adalah komponen yang paling banyak

terkandung di dalam minyaak bumi dan gas alam. Gas alam terdiri dari alkana suku rendah,

yaitu metana, etana, propana, dan butana. Selain alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti

karbondioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S), beberapa sumur gas juga mengandung

helium.

Sedangkan hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi terutama adalah alkana

dan sikloalkana, senyawa lain yang terkandung didalam minyak bumi diantaranya adalah

Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam

terutama Nikel, Besi dan Tembaga. Komposisi minyak bumi sangat bervariasi dari satu

sumur ke sumur lainnya dan dari daerah ke daerah lainnya.

Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan

hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :

Karbon : 83,0-87,0 %

Hidrogen : 10,0-14,0 %

Nitrogen : 0,1-2,0 %

Oksigen : 0,05-1,5 %

Sulfur : 0,05-6,0 %

o Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah:

1. Alkana (parafin) CnH2n + 2 , alkana ini memiliki rantai lurus dan

bercabang, fraksi ini merupakan yang terbesar di dalam minyak mentah.

2. Sikloalkana (napten) CnH2n , Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima)

yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

Siklopentana

sikloheksana

3. Aromatik CnH2n -6

aromatik memiliki cincin 6

Aromatik hanya terdapat dalam jumlah kecil, tetapi sangat diperlukan dalam bensin

karena :

- Memiliki harga anti knock yang tinggi

- Stabilitas penyimpanan yang baik

- Dan kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuels)

Proporsi dari ketiga tipe hidrokarbon sangat tergantung pada sumber dari minyak bumi.

Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak tetapi kadang-kadang (disebut

sebagai crude napthenic) mengandung sikloalkana sebagai komponen yang terbesar,

sedangkan aromatik selalu merupakan komponen yang paling sedikit.

Zat-Zat Pengotor yang sering terdapat dalam minyak bumi:

1. Senyawa Sulfur

Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang

lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak

menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya

dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari

oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.

2. Senyawa Oksigen

Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan

menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila

produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada

dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa

monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat

(asam alisiklik) dan asam alifatik.

3. Senyawa Nitrogen

Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-

0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat

racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan

nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang

mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral

encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak

dengan asam mineral encer.

4. Konstituen Metalik

Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses

catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk

gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator

temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama

vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari

pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi

dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur

campuran sehingga merusakkan refractory itu.

o Komposisi Hidrokarbon pada Minyak Bumi

Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon yang berbeda-beda. Perbedaan ini

tergantung dari faktor umur, suhu pembentukan, dan cara pembentukan. Minyak dari Indonesia

mengandung banyak senyawa aromatik seperti benzena, sedangkan minyak bumi dari Rusia

mengandung banyak senyawa sikloalkana seperti sikloheksana. Berdasarkan hasil analisis yang

telah dilakukan, diketahui bahwa dalam minyak bumi terdiri atas bermacam-macam senyawa

hidrokarbon. Senyawa-senyawa hidrokarbon tersebut sebagai berikut.

Alkana

Golongan alkanan yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah n-alkana dan isoalkana. n-

alkana adalah alkana jenuh berantai lurus dan tidak bercabang, contoh n-oktana.

Isoalkana adalah alkana jenuh yang rantai induknya mempunyai atom C tersier dan bercabang,

contoh isooktana.

Alkana disebut juga parafin. Parafin adalah senyawa hidrokarbon tersatuasi yang mengandung

rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya terdiri atas atom karbon (C) dan hidrogen

(H).

Sikloalkana

Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon berantai tunggal dan berbentuk cincin.

Golongan sikloalkana yang terdapat dalam minyak bumi adalah siklopentana seperti metil

siklopentana dan sikloheksana seperti etil sikloheksana.

Sikloalkana juga dikenal dengan nama naptena. Naptena adalah senyawa hidrokarbon tersaturasi

yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya. Naptena memiliki rumus umum

CnH2n dan mempunyai ciri-ciri mirip alkana tetapi mempunyai titik didih yang lebih tinggi.

Hidrokarbon Aromatik

Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon yang tidak tersaturasi, memiliki satu atau lebih

cincin planar karbon-6 atau cincin benzena. Pada struktur ini, atom hidrogen berikatan dengan

atom karbon dengan rumus umum CnHn. Jika hidrokarbon aromatik dibakar, akan menimbulkan

asap hitam pekat dan beberapa bersifat karsinogen (menyebabkan kanker). Senyawa hidrokarbon

aromatik yang terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa benzena, contoh etil benzena.

o Kandungan Unsur Kimia dalam Minyak Bumi

Secara umum, komponen minyak bumi terdiri atas lima unsur kimia, yaitu 83-87%

karbon, 10-14% hidrogen, 0,05-6% belerang, 0,05-1,5% oksigen, 0,1-2% nitrogen, dan < 0,1%

unsur-unsur logam.

Sulfur (Belerang)

Minyak mentah mempunyai kandungan belerang yang lebih tinggi. Keberadaan belerang

dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat

menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau basah), karena terbentuknya asam

yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.

Oksigen

Oksigen dapat terbentuk karena kontak yang cukup lama antara minyak bumi dengan

atmosfer di udara. Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah antara 0,05 sampai 1,5

persen dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila

produk itu terlalu lama berhubungan dengan udara. Senyawa yang terbentuk dapat berupa:

alkohol, keton, eter, dll, sehingga dapat menimbulkan sifat asam pada minyak bumi. Oksigen

dapat meningkatkan titik didih bahan bakar.

Nitrogen

Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-2%.

Kandungan tertinggi terdapat pada tipe asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap

katalis dan dapat membentuk gum (getah) pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat

pada fraksi titik didih tinggi.

Unsur-Unsur Logam

Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic

cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan

banyak gas, dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired

gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor

turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama

vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik

lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.

o Komposisi Molekul Hidrokarbon dalam Minyak Bumi

Golongan hidrokarbon-hidrokarbon yang utama adalah parafin, naptena, aspaltena, dan

aromatik. Komposisi molekul hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi berdasarkan

beratnya adalah sebagai berikut:

No. Hidrokarbon Rata-Rata Rentang

1. Naptena 49% 30-60%

2. Parafin 30% 15-60%

3. Aromatik 15% 3-30%

4. Aspaltena 6% sisa-sisa

Berdasarkan komponen terbanyak dalam minyak bumi, minyak bumi dibedakan menjadi tiga

golongan, yaitu parafin, naftalena, dan campuran parafin-naftalena.

Minyak Bumi Golongan Parafin

Sebagian besar komponen dalam minyak bumi jenis parafin adalah senyawa hidrokarbon

rantai terbuka. Minyak bumi jenis ini dimanfaatkan untuk bahan bakar karena merupakan sumber

penghasil gasolin.

Minyak Bumi Golongan Naftalena

Komponen terbesar dalam minyak bumi jenis naftalena berupa senyawa hidrokarbon

rantai siklis atau rantai tertutup. Minyak bumi jenis ini digunakan untuk pengeras jalan dan

pelumas.

Minyak Bumi Golongan Campuran Parafin-Naftalena

Minyak bumi golongan ini komponen penyusunnya berupa senyawa hidrokarbon rantai

terbuka dan rantai tertutup.

DAFTAR PUSTAKA

1. Septiadevana,Riski.(Available

at:http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%20

0606249_IE6.0/halaman_9.html).(Accessed : 20 Februari 2015)

2. Giwangkara,EG.2007.Apa komposisi dari minyak bumi?.(http://www.chem-is-

try.org/tanya_pakar/apa_komposisi_dari_minyak_bumi/).(Accessed : 20 Februari

2015)

3. Sasrawan,Hedi.2013.Komposisis minyak bumi.(Available at:

http://hedisasrawan.blogspot.com/2013/06/komposisi-minyak-bumi-materi-

lengkap.html).(Accessed : 20 Februari 2015)

4. Gmbr.1 http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Crude_Oil_Distillation.png).(Accessed :

20 Februari 2015)