Minyak Bumi dan Produk-Produknya
Minyak mentah (petroleum) adalah campuran yang kompleks, terutama terdiri dari hidrokarbon bersama-sama dengan sejumlah kecil komponen yang mengandung sulfur, oksigen dan nitrogen dan sangat sedikit komponen yang mengandung logam. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. Minyak bumi berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lampau.Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar lautan yang kemudian ditutupi oleh lumpur. Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh suhu dan tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu,dengan meningkatnya tekanandan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik itu dan mengubahnya menjadi minyak.
Minyak bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawaan hidrogen dan karbon yang mana rasio atomnya iala 1.85 atom hydrogen dan 1 atom karbon. Di dalam batuan sedimen yang mengandung kerogen (bahan organic), gas, minyak bumi, aspal, dan batubara, mangandung banyak komposisi yang bervariasi. Berdasarkan hasil analis maka table di bawah ini menunjukkan komposisi unsur yang terdapat dalam kerogen, minyak bumi, aspal dan batu bara:
Komposis | Gas | Minyak bumi | Aspal | Batubara | Kerogen |
Karbon | 76 | 84.5 | 84 | 83 | 79 |
Hydrogen | 24 | 13 | 10 | 5 | 6 |
Sulfur | 0 | 1.5 | 3 | 1 | 5 |
Nitrogen | 0 | 0.5 | 1 | 1 | 2 |
Oksigen | 0 | 0.5 | 2 | 10 | 8 |
Jumlah | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Crude oil adalah merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat jenis, yaitu : Parafin, Olefin, Naften, dan Aromat.
1. Parafin
Parafin adalah kelompok senyawa hidrokarbon jenuh berantai lurus (alkana), CnH2n+2.Dalam kimia. parafin adalah nama umum untuk hidrokarbon alkan dengan formula CnH2n+2. Lilin parafin merujuk pada benda padat dengan n=20–40.
Molekul parafin paling simpel adalah metana, CH4, sebuah gas dalam temperature ruangan. Anggota sejenis ini yang lebih berat, seperti oktan C8H18, muncul sebagai cairan pada temperatur ruangan. Bentuk padat parafin, disebut lilin parafin, berasal dari molekul terberat mulai C20H42 hingga C40H82. Lilin parafin pertama ditemukan oleh Carl Reichenbach tahun 1830.
Contoh Molekul parafin lainnya adalah 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.
Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang sama. Parafin, atau hidrokarbon parafin, juga merupakan nama teknis untuk sebuah alkan pada umumnya, tapi dalam beberapa hal kata ini merujuk pada satu linear, atau alkan normal - dimana bercabang, atau isoalkan juga disebut isoparafin. Misal pada normal-butana pada gambar berikut memiliki isomer 2-metil propana, atau kadang disebut juga iso-butana. Keduanya memiliki rumus kimia yang sama, yaitu C4H10 tetapi memiliki rumus bangun yang berbeda seperti tampak pada gambar. Jika atom karbon (C) dinotasikan sebagai bola berwarna hitam dan atom hidrogen (H) dinotasikan sebagai bola berwarna merah maka gambar dari normal-butan dan iso-butan akan tampak seperti gambar berikut : Senyawa hidrokarbon ‘normal’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai lurus, sedangkan senyawa isomernya atau ‘iso’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai cabang. Keduanya merupakan jenis minyak bumi jenis parafin .
Paraffin merupakan kelompok minyak yang dicirikan dengan adanya rantai atom karbon (bercabang atau tidak bercabang atau membentuk siklik) berikatan dengan atom hidrogen, dan merupakan rantai atom jenuh (tidak memiliki ikatan ganda). Termasuk dalam kelompok ini adalah golongan alkana (paraffin), yang mewakili 10-40 % komposisi minyak mentah. Senyawa alkana bercabang (branched alkanes) biasanya terdiri dari alkana bercabang satu ataupun bercabang banyak (isoprenoid), contoh dari senyawa ini adlah pristana, phytana yang terbentuk dari sisa-sisa pigment chlorofil dari tumbuhan. Kelompok terakhir dari famili ini adalah napthana (Napthenes) atau disebut juga cycloalkanes atau cycloparaffin. Kelompok ini secara umum disusun oleh siklopentana dan siklohexana yang masanya mewakili 30-50% dari massa total minyak mentah
2. Naftena
Naftena adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang membentuk struktur cincin dengan rumus molekul CnH2n. Senyawa-senyawa kelompok naftena 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.
Keluarga hidrokarbon’ naftena disebut homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan kedalam beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial. Secara umum, di dalam kilang minyak bumi, pemisahan perbandingan kemurnian dilakukan terhadap hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang lebih kecil dari C7. Pada umumnya kandungan tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di laboratorium
3. Aromatik Hidrokarbon
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.
Family minyak ini adalah senyawa hidrokarbon yang berbentuk siklik segienam,berikatan rangkap dua selang – seling, dan senyawa hidrokarbon takjenuh. Jumlah senyawa hidrokarbon ini paling sedikit di antara jenis lainnya. Pada umumnya, senyawa hidrokarbon aromatik ini terdapat dalam minyak bumi yang memiliki jumlah atom C besar. Kelompok ini terdiri dari benzene beserta turunannya (monoaromatik dan polyalkil), naphtalena (2 ring aromatik), phenanthren (3 ring), pyren, benzanthracen, chrysen (4 ring) serta senyawa lain dengan 5-6 ring aromatic. Aromatik ini merupakan komponen minyak mentah yang paling beracun, dan bisa memberi dampak kronik (menahun, berjangka lama) dan karsinogenik (menyebabkan kanker). Hampir kebanyakan aromatik bermassa rendah (low-weight aromatics), dapat larut dalam air sehingga meningkatkan bioavaibilitas yang dapat menyebabkan terpaparnya organisma didalam matrik tanah ataupun pada badan air. Jumlah relative hidrokarbon aromatic didalam mnyak mentah bervariasi dari 10-30 %.
4. Hidrokarbon olefin
Olefin adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n. Contohnya etilena (C2H4), propena (C3H6), dan butena (C4H8). Hidrokarbon olefins mengandung ikatan ganda antara 2 atau lebih atom karbon, hal ini menyebabkan mereka menjadi sangat reaktif dibandingkan dengan jenis hidrokarbon lain. Keadaan tak jenuh dari olefin jauh lebih tidak stabil daripada aromatik. jika hidrogen atau elemen yang tidak tersedia untuk bereaksi dengan jenuh, beberapa olefin akan bereaksi dengan diri mereka sendiri untuk membentuk polimer molekul tinggi dan berat.
5. Non Hidrokarbon
Crude oil mengandung sejumlah senyawaan non hidrokarbon, terutama senyawaan Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen, senyawa Organo Metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagai suspensi koloidal)
ü Senyawaan 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.
ü Senyawaan 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.
ü Senyawaan 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.
Agar dapat diolah menjadi produk-produknya, minyak bumi dari sumur diangkut ke Kilang menggunakan kapal, pipa, mobil tanki atau kereta api. Didalam Kilang, minyak bumi diolah menjadi produk yang kita kenal secara fisika berdasarkan trayek titik didihnya (distilasi), dimana gas berada pada puncak kolom fraksinasi dan residu (aspal) berada pada dasar kolom fraksinasi.
Setiap trayek titik didih disebut “Fraksi”, misal :
0-50°C : Gas
50-85°C : Gasoline
85-105°C : Kerosin
105-135°C : Solar
> 135°C : Residu (Umpan proses lebih lanjut)
Setiap trayek titik didih disebut “Fraksi”, misal :
0-50°C : Gas
50-85°C : Gasoline
85-105°C : Kerosin
105-135°C : Solar
> 135°C : Residu (Umpan proses lebih lanjut)
Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil adalah merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih. Minyak bumi merupakan campuran yang sangat kompleks dari hidrokarbon-hidrokarbon penyusunnya. Oleh karena itu, analisis kadar senyawa-senyawa penyusunnya yang bukan saja amat sulit dilakukan, juga kurang berguna dalam praktek. Analisis elemental yang menentukan kadar-kadar unsur karbon, hidrogen, belerang, nitrogen, oksigen dan logam-logam juga tidak memberi gambaran mengenai karakter dan sifat minyak bumi yang dihadapi. Padahal, dalam merancang proses pengolahan minyak bumi mentah, informasi-informasi tersebut sangat dibutuhkan. Mengingat hal itu, orang mulai mengembangkan metode-metode semi empirik untuk mengkarakterisasi minyak bumi berdasarkan hasil-hasil pengukuran sifat-sifat fisik dan kimia yang mudah ditentukan.
Ø Gas
Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosilberbentuk gas yang terutama terdiri dari metana CH4). Ia dapat ditemukan di ladang minyak,ladang gas bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan. Gas alam terdiri dari alkana suhu rendah yaitu metana (CH4),, etana (C2H6), , propane (C3H8),dan butane (C4H10), dengan metana sebagai komponen utamanya. Metana yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium. Selain itu alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti karbon dioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S).
Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksidadan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut).
Komponen | % |
Metana (CH4) | 80-95 |
Etana (C2H6) | 5-15 |
Propana (C3H8) and Butane (C4H10) | < 5 |
Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), dan air dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Reaksi pembakaran propana
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Jika pembakaran tidak sempurna menghasilkan CO dan H2O,atau jelaga (partikel karbon )
Beberapa sumur gas juga mengfandung helium. Etana dalam gas alam biasanya dipisahkan untuk keperluan industri. Propana dan Butana juga dipisahkan kemudian dicairkan yang dikenal dengan LPG. Metana terutama digunakan sebagai bahan bakar,sumber hidrogen dan untuk pembuatan metanol.
Ø Bensin
Bensin adalah cairan campuran yang berasal dari minyak bumi. Sebagian besar bensin tersusun dari hidrokarbon.. Bensin adalah campuran kompleks lebih dari 500 hidrokarbon yang mungkin memiliki antara 5 sampai 12 karbon. Hampir tidak ada alkena atau alkynes yang hadir dalam bensin. Bensin yang paling sering dihasilkan dari penyulingan fraksional minyak mentah.. Minyak mentah dipisahkan menjadi pecahan sesuai dengan titik didih yang berbeda dari panjang rantai hidrokarbon bervariasi.. Proses distilasi fraksional menghasilkan sekitar 25% dari bensin yang dijalankan langsung dari setiap barel minyak mentah
Ø Kerosin
Minyak tanah adalah cairan hidrokarbon yang tak berwarna dan mudah terbakar. Dia diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari petroleum pada 150 °C and 275 °C (rantai karbon dari C12 sampai C15). Pada suatu waktu dia banyak digunakan dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya digunakan sebagai bahan bakar mesin jet (lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari minyak tanah dikenal sebagai RP-1 dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket. Nama kerosene diturunkan dari bahasa Yunani keros (κερωσ, malam).
Biasanya, minyak tanah didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus, dalam sebuah unit Merox atau hidrotreater, untuk mengurangi kadar belerang dan pengaratannya. Minyak tanah dapat juga diproduksi oleh hidrocracker, yang digunakan untuk memperbaiki kualitas bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak.
Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas di negara berkembang, setelah melalui proses penyulingan seperlunya dan masih tidak murni dan bahkan memilki pengotor (debris). Avtur (bahan bakar mesin jet) adalah minyak tanah dengan spesifikasi yang diperketat, terutama mengenai titik uap dan titik beku.
Ø Solar
Solar pada umumnya adalah cairan bahan bakar yang digunakan dalam mesin diesel. Yang paling umum adalah tertentu distilat fraksional minyak bahan bakar minyak , tetapi alternatif tersebut tidak berasal dari minyak bumi, seperti biodiesel , biomassa untuk cair (BTL) atau gas cair (GTL) diesel, semakin sedang dikembangkan dan diadopsi. Untuk membedakan jenis ini, yang berasal dari diesel minyak bumi semakin disebut solar. [1] low sulfur diesel-Ultra (ULSD) adalah standar untuk mendefinisikan bahan bakar diesel dengan substansial menurunkan belerang isinya. Pada tahun 2007, hampir setiap bahan bakar solar tersedia di Amerika dan Eropa adalah jenis ULSD. Di Inggris, diesel yang biasa disingkat derv, berdiri untuk Diesel bermesin Jalan Kendaraan (bahan bakar). Minyak solar yang diturunkan terdiri dari sekitar 75% hidrokarbon jenuh (terutama parafin termasuk n , iso , dan cycloparaffins ), dan 25% hidrokarbon aromatik (termasuk naphthalenes dan Alkilbenzena ). Rumus kimia rata-rata untuk bahan bakar diesel yang umum adalah C 12 H 23, mulai sekitar dari C 10 H 20 sampai C 15 H 28.
Pengolahan Minyak Bumi
Minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gas alam. Minyak bumi yang telah dipisahkan dari gas alam disebut juga minyak mentah (crude oil). Minyak mentah dapat dibedakan menjadi:
1. Minyak mentah ringan (light crude oil) yang mengandung kadar logam dan belerang rendah, berwarna terang dan bersifat encer (viskositas rendah).
2. Minyak mentah berat (heavy crude oil) yang mengandung kadar logam dan belerang tinggi, memiliki viskositas tinggi sehingga harus dipanaskan agar meleleh.
Minyak mentah merupakan campuran yang kompleks dengan komponen utama alkana dan sebagian kecil alkena, alkuna, siklo-alkana, aromatik, dan senyawa anorganik. Meskipun kompleks, untungnya terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya, yakni berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya, proses ini disebut distilasi bertingkat. Minyak mentah mengandung berbagai senyawa hidrokarbon denganberbagai sifat fisiknya. Untuk memperoleh materi-materi yang berkualitas baikdan sesuai dengan kebutuhan, perlu dilakukan tahapan pengolahan minyakmentah (crude oil).
Pada pemrosesan minyak bumi melibatkan 2 proses utama, yaitu :
1. Proses pemisahan (separation processes)
2. Proses konversi (convertion processes)
Proses pengilangan (refines) pertama-tama adalah mengubah komponen minyak menjadifraksi-fraksi yang laku dijual berupa beberapa tipe dari destilasi. Beberapa perlakuankimia dan pemanasan dilakukan untuk memperbaiki kualitas dari produk minyak mentahyang diperoleh. Misalnya pada tahun 1912 permintaan gasolin melebihi supply dan untukmemenuhi permintaan tersebut maka digunakan proses "pemanasan" dan "tekanan" yangtinggi untuk mengubah fraksi yang tidak diharapkan. Molekul besar menjadi yang lebihkecil dalam range titik didih gasolin, proses ini disebutcr acking
a. Proses Pemisahan (Separation Processes)
Unit operasi yang digunakan dalam penyulingan minyak biasanyasederhana tetapi yang kompleks adalah interkoneksi dan interaksinya. Proses pemisahan tersebut adalah :
1. Destilasi
Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Bensin, kerasin dan minyak gas biasanya disuling pada tekanan atmosfer, fraksi-fraksi minyak pelumas akan mencapai suhu yang lebih tinggidimana zat-zat hidrokarbon mulai terurai (biasanya kira-kira antara suhu 375-400°C) karena itu lebih baik jika minyak pelumas disuling dengan tekananyang diturunkan. Pengurangan tekanan diperoleh dengan menggunakan sebuahpompa vakum (vacum pump).
2. Absorpsi
Umumnya digunakan untuk memisahkan zat yang bertitik didih tinggi dengan gas. Minyak gas digunakan untuk menyerap gasolin alami dari gas-gasbasah. Gas-gas dikeluarkan dari tank penyimpanan gas sebagai hasil dari pemanasan matahari yang kemudian diserap ulang oleh tanaman. Steam stripping pada umumnya digunakan untuk mengabsorpsi hidrokarbon fraksiringan dan memperbaiki kapasitas absorpsi minyak gas.
Proses ini dilakukan terutama dalam hal-hal sebagai berikut:
§ Untuk mendapatkan fraksi-fraksi gasolin alami yang dapat dicampurkan pada bensin.
§ Untuk pemisahan gas-gas rekahan dalam suatu fraksi yang sangat ringan (misalnya fraksi yang terdiri dari zat hidrogen, metana, etana) dan fraksi yang lebih berat yaitu yang mempunyai komponen-komponen yang lebih tinggi.
§ Untuk menghasilkan bensin-bensin yang dapat dipakai dari berbagai gas ampas dari suatu instalasi penghalus.
3. Adsorpsi
Proses adsorpsi digunakan untuk memperoleh material berat dari gas. Pemakaian terpenting proses adsorpsi pada perindustrian minyak adalah :
· Untuk mendapatkan bagian-bagian berisi bensin (natural gasoline) dari gas-gas bumi, dalam hal ini digunakan arang aktif.
· Untuk menghilangkan bagian-bagian yang memberikan warna dan hal-hal lain yang tidak dikehendaki dari minyak, digunakan tanah liat untuk menghilangkan warna dan bauxiet (biji oksida-aluminium).
4. Filtrasi
Digunakan untuk memindahkan endapan lilin dari lilin yang mengandung destilat. Filtrasi dengan tanah liat digunakan untuk decolorisasifraksi.
5. Kristalisasi
Sebelum di filtrasi lilin harus dikristalisasi untuk menyesuaikan ukuran kristal dengan cooling dan stirring. Lilin yang tidak diinginkan dipindahkan dan menjadi lilin mikro kristalin yang diperdagangkan.
6. Ekstraksi
Pengerjaan ini didasarkan pada pembagian dari suatu bahan tertentu dalam dua bagian yang mempunyai sifat dapat larut yang berbeda
b. Proses Konversi (conversion processes)
Hampir 70% dari minyak mentah di proses secara konversi di USA,mekanisme yang terjadi berupa pembentukan "ion karbonium" dan "radikalbebas". Dibawah ini ada beberapa contoh reaksi konversi dasar yang penting:
1. Cracking atau Pyrolisis
Cracking atau pyirolisis merupakan proses pemecahan molekul-molekul hidrokarbon besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dengan adanya pemanasan atau katalis. Minyak gas berat gasolin gasalin (anti knock) recyclestock. Dengan adanya pemanasan yang cukup dan katalis maka hidrokarbon parafin akan pecah menjadi dua atau lebih fragmen dan salah satunya berupaolefin. Semua reaksi cracking adalah endotermik dan melibatkan energi yang tinggi. Proses cracking meliputi:
* Proses cracking thermis murni
Proses ini merupakan proses pemecahan molekul-molekul besardari zat hidrokarbon yang dilakukan pada suhu tinggi yang bekerja padabahan awal selama waktu tertentu. Pada pelaksanaannya tidak mungkin mengatur produk yang dihasilkan pada suatu proses crackingi, biasanyaselain menghasilkan bensin (gasoline) juga mengandung molekul-molekul yang lebih kecil (gas) dan molekul-molekul yang lebih besar (memiliki titik didih yang lebih tinggi dari bensin). Proses cracking dilakukan untuk menghasilkan fraksi-fraksi bensin yang berat yaitu yang mempunyai bilangan oktan yang buruk karena umunya bilangan oktan itu meningkat jika titik didihnya turun. Maka pada cracking bensin berat akan diperolehsuatu perbaikan dalam kualitas bahan pembakarnya yang disebabkan oleh2 hal, yaitu:
· Penurunan titik didih rata-rata
· Terbentuknya alken
Oleh karena itu bilangan oktan dapat meningkat dengan sangat tinggi,
misalnya dari 45-50 hingga 75-80.
* Proses cracking thermis dengan katalisator
Dengan adanya katalisator maka reaksi cracking dapat terjadi padasuhu yang lebih rendah. Keuntungan dari proses thermis-katalisator adalah:
§ Perbandingan antara bensin terhadap gas adalah sangat baik karenadisebabkan oleh pendeknya waktu cracking pada suhu yang lebihrendah.
§ Bensin yang dihasilkan menunjukkan angka oktan yang lebih baik.
Dengan adanya katalisator dapat terjadi proses isomerisasi, dimana alkena alkena dengan rantai luru dirubah menjadi hidrokarbon bercabang, selanjtnya terjadi aromatik-aromatik dalam fraksi bensin yang lebih tinggiyang juga dapat mempengaruhi bilangan oktan.
* Proses cracking dengan chlorida-aluminium (AlCl3) yang bebas air
Bila minyak dengan kadar aromatik rendah dipanaskan dengan AlCl3 bebas air pada suhu 180-2000C maka akan terbentuk bensin dalam keadaan dan waktu tertentu. Bahan yang tidak mengandung aromatic (misalnya parafin murni) dengan 2 atau 5% AlCl3 dapat merubah sebagianbesar (90%) dari bahan itu menjadi bensin, bagian lain akan ditingga/sebagai arang dalam ketel. Anehnya pada proses ini bensin yang dihasilkan tidak mengandung alkena-alkena tetapi masih memiliki bilangan oktan yang lumayan, hal ini mungkin disebabkan kerena sebagian besar alkena bercabang. Kerugian dari proses ini adalah :
· Mahal karena AlCl3 yang dipakai akan menyublim dan mengurai.
· Bahan-bahan yang dapat dikerjakan terbatas.
· Pada saat reaksi berlangsung, banyak sekali gas asam garam maka harus memakai alat-alat yang tahan korosi.
2. Polimerisasi
Terbentuknya polimer antara ikatan molekul yang sama yaitu ikatan bersama dari light gasoline. Proses polimerisasi merubah produk samping gas hirokarbon yang dihasilkan pada cracking menjadi hidrokarbok liquid yangbisa digunakan sebagai:
· Bahan bakar motor dan penerbangan yang memiliki bilangan oktan yang tinggi.
· Bahan baku petrokimia.
Bahan dasar utama dalam proses polimerisasi adalah olefin (hidrokarbon tidakjenuh) yang diperoleh dari cracking still. Contohnya: Propilen, n-butilen,isobutilen.
3. Alkilasi
Proses alkilasi merupakan proses penggabungan olefin dari aromat atau hidrokarbon parafin. Proses alkilasi adalah eksotermik dan pada dasarnya samadengan polimerisasi, hanya berbeda pada bagian-bagian dari charging stock need be unsaturated. Sebagai hasilnya adalah produk alkilat yang tidak mengandung olefin dan memiliki bilangan oktan yang tinggi. Metode inididasarkan pada reaktifitas dari karbon tersier dari isobutan dengan olefin,seperti propilen, butilen dan amilen.
4. Hidrogenasi
Proses ini adalah penambahan hidrogen pada olefin. Katalis hydrogen adalah logam yang dipilih tergantung pada senyawa yang akan di reduksi danpada kondisi hidrogenasi, misalnya Pt, Pd, Ni, dan Cu. Di samping untuk menjenuhkan ikatan ganda, hidrogenasi dapat digunakan untuk mengeliminasi elemen-elemen lain dari molekul, elemen ini termasuk oksigen, nitrogen, halogen, dan sulfur.
5. Hydrocracking
Proses hydrocracking merupakan penambahan hidrogen pada proses cracking.
6. Isomerisasi
Proses isomerisasi merubah struktur dari atom dalam molekul tanpaadanya perubahan nomor atom. Proses ini menjadi penting karena dapat menghasilkan iso-butana yang dibutuhkan untuk membuat alkilat sebagai dasar gas oline penerbangan.
7. Reforming atau Aromatisasi
Reforming merupakan proses konversi dari naptha untuk memperoleh produk yang memiliki bilangan oktan yang tinggi, dalam proses ini biasanya menggunakan katalis rhenium, platinum dan chromium
Berat Jenis
Berat jenis minyak bumi umumnya dinyatakan dalam satuan °API, yang didefinisikan sebagai berikut:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar