Minyak Bumi

Gambar 1. Pengeboran Minyak

Minyak bumi merupakan sumber utama fraksi-fraksi senyawa alkana. Pemisahan minyak bumi menjadi fraksi-fraksinya  dilakukan melalui tehnik destilasi, yaitu tehnik pemisahan yang didasarkan pada perbedaan titik didih. Fraksi-fraksi ini digunakan untuk keperluan yang berbeda-beda tergantung pada sifat-sifat fisik seperti volatilas (kemudahan penguapan) dan viskositas (kekentalan).

Minyak bumi diperkirakan berasal dari sisa tumbuh-tumbuhan dan binatang-binatang kecil terutama plankton-plankton yang tergenang dalam rawa-rawa atau air laut, kemudian tertimbun oleh endapan-endapan lain. Lapisan-lapisan endapan ini mengakibatkan penekanan-penekanan (kompresi) dan melalui perubahan kimiawi dalam waktu lama, berjuta-juta tahun, terjadilah minyak dan gas bumi. Jika tekanan-tekanan itu disertai gerakan-gerakan, penekanan menjadi besar (misalnya, penekanan suatu lapisan yang semula tebalnya 12 meter menjadi 0,5 meter) sehingga terbentuk batu bara.

1.      Komposisi Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan komoditi hasil tambang yang sangat besar perananya dalam perekonomian Indonesia. Minyak bumi merupakan campuran dari berbagai senyawa. Penyusun utama minyak bumi adalh hidrokarbon, terutama alkana, sikloalkana, dan senyawa aromatis. Komponen penyusun minyak bumi selengkapnya dapat dilihat pada table berikut.

Tabel 1. Komposisi Minyak Bumi

Jenis Senyawa	Jumlah (Presentase)	Contoh
Hidrokarbon	90-99%	Alkana, sikloalkana, dan aromatis
Senyawa Belerang	0,1-7%	Tioalkana (R-S-R) Alkanatiol (R-S-H)
Senyawa Nitrogen	0,01-0,9%	Pirol (C4H5N)
Senyawa Oksigen	0,01-0,4%	Asam Karboksilat (RCOOH)
Organo Logam	Sangat kecil	Senyawa logam nikel

2.      Fraksi Minyak Bumi

a.       C₁-C₂

Empat alkana yang pertama (metana, etana, propana, butana) berwujud gas pada suhu kamar dan tekanan atmosfer. Gas metana dan etana sukar dicairkan sehingga biasanya disimpan sebagai gas tertekan. Pendinginan metana dan etana pada suhu yang sangat rendah dapat mengubah kedua gas menjadi gas alam cair yang dapat disimpan dalam tangki dingin.

b.      C₃-C₄

Gas propana dan butana mudah dicairkan pada suhu kamar dan tekanan biasa. Kedua gas ini disimpan dalam silinder bertekanan rendah sebagai gas minyak cair. Propana dan butana merupakan bahan bakar yang baik untuk pemanasan maupun untuk mesin pembakaran internal. Kedua gas ini terbakar secara bersih sehingga tidak diperlukan peralatan pengendali polusi.

c.       C₅-C₈

Keempat alkana C₅-C₈ berwujud cair yang mudah menguap. Isomer-isomer pentana, heksana, heptana, dan oktana merupakan komponen utama bahan bakar bensin karena sifatnya yang mudah menguap. Jika bensin tidak mudah menguap, bahan bakar ini akan mencapai mesin dalam bentuk tetesan-tetesan yang tidak dapat terbakar secara efisien sehingga mesin akan berasap dan lambat panas.

d.      C₉-C₁₆

Nonana dan heksadekana adalah cairan kental dengan titik didih yang tinggi. Alkana-alkana ini digunakan sebagai minyak tanah, bahan bakar jet, dan minyak diesel.

e.       C₁₆- ke atas

Alkana dengan atom karbon lebih dari 16 paling sering digunakan sebagai pelumas dan minyak pemanas. Fraksi-fraksi ini sering disebut sebagai minyak mineral karena berasal dari minyak yang dianggap sebagai mineral.

3.       Pengolahan Minyak Bumi

Gambar 2. Proses Pengolahan Minyak Bumi

Minyak mentah berwujud cair kental berwarna hitam yang bekum dapat dimanfaatkan. Agar dapat dimanfaatkan, minyak bumi harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu. Pengolahan minyak bumi dilakukan pada kilang minyak melalui dua tahap. Pengolahan tahap pertama (primary processing) dilakukan dengan cara destilasi bertingkat dan pengolahan tahap kedua (secondary processing) dilakukan dengan berbagai cara.

1.      Pengolahan Tahap Pertama

Pengolahan tahap pertama dilakukan dengan cara destilasi bertingkat, yaitu proses destilasi berulang-ulang sehingga didapatkan berbagai macam hasil berdasarkan perbedaan titik didihnya. Hasil pada proses destilasi bertingkat ini meliputi:

·    Fraksi pertama menghasilkan gas yang pada akhirnya dicairkan kembali dan dikenal dengan nama elpiji atau LPG (Liquefied Petroleum Gas). LPG digunakan untuk bahan bakar kompor, gas, dan mobil BBG, atau dioleh lebih lanjut menjadi bahan kimia lainnya.

·      Fraksi kedua disebut nafta (gas bumi). Nafta tidak dapat langsung digunakan, tapi diolah lebih lanjut pada tahap kedua menjadi bensin (premium) atau bahan bakar petrokimia yang lain. Nafta sering juga disebut dengan bensin berat.

·     Fraksi ketiga atau farksi tengah, selanjtnya dibuat menjadi kerosin (minyak tanah) dan avtur (bahan bakar pesawat jet).

·   Fraksi keempat sering disebut solar yang digunakan sebagi bahan bakar mesin diesel.

·        Fraksi kelima disebut juga residu yang berisi hidrokarbon rantai panjang dan dapat diolah lebih lanjut pada tahap kedua menjadi berbagai senyawa karbon lainnya, dan sisanya sebagai aspal dan lilin.

2.      Pengolahan Tahap Kedua

Pada pengolahan tahap kedua, dilakukan beberapa proses lanjutan dari hasil penyulingan tahp pertama. Proses-proses tersebut meliputi:

·    Perengkahan (Cracking): pada proses perengkahan, dilakukan perubahan struktur kimia senyawa-senyawa hidrokarbon yang meliputi: pemecahan rantai, alkilasi (pembentukan alkil), polimerisasi (penggabungan rantai karbon), reformasi (perubahan struktur), dan isomerisasi (perubahan isomer).

·   Proses ekstraksi: pembersihan prosuk dengan menggunakan pelarut sehingga didapatkan hasil lebih banyak dengan mutu yang lebih baik.

·   Proses kristalisasi: proses pemisahan produk-produk melalui perbedaan titik cairnya. Misalnya, dari pemurnian solar melalui proses pendinginan, penekanan, dan penyaringan akan diperoleh produk sampingan lilin.

·     Pembersihan dari kontaminasi (treating): pada proses pengolahan tahap pertama dan tahap kedua sering terjadi kontaminasi (pengotoran). Kotoran-kotoran ini harus dibersihkan dengan cara menambahkan soda kaustik (NaOH), tanah liat atau proses hidrogenasi

4.      Dampak Pembakaran Bahan Bakar

Gambar 3. Polusi udara adalah salah satu
dampak pembakaran bahan bakar

Salah satu dampak pembakaran bahan bakar yang berlibahan adalah pencemaran udara. Pencemaran udara atau polusi udara adalah masuknya zat-zat asing ke udara atau meningkatnya konsentrasi salah satu komponen udara dalam jumlah maupun batas waktu tertentu yang secara karakteristik mengubahn susunan udara normal sehingga mampu menimbulkan gangguan-gangguan bagi kehidupan maupun benda-benda lain. Zat-zat yang menimbulkan pecemaran disebut pencemar atau polutan. Dalam jumlah dan batas waktu tertentu, setiap zat pencemar dapat mengakibatkan pengaruh bagi kehidupan. Salah satu ukuran yang dapat dipakai untuk menunjukan batas banyaknya bahan-bahan atau gas di udara yang belum berbahaya untuk kesehatan disebut nilai ambang batas (NAB). NAB berfungsi sebagi indikator untuk sedini mungkin mengetahui bahwa suatu lingkungan udara sudah mulai tercemari oleh suatu zat yang dinyatakan sebagai NAB-nya. Zat-zat hasil pembakaran bahan bakar yang menimbulkan pencemaran udara antara lain partikulat, karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO₂), dan oksida belerang (SO₄).