Proses Pembentukan Minyak Bumi Minyak bumi dan gas alam diduga berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lalu. Dugaan tersebut didasarkan pada kesamaan unsur-unsur yang terdapat dalam bahan tersebut dengan unsur-unsur yang terdapat pada makhluk hidup. Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar laut, kemudian ditutupi oleh lumpur yang lambat laun mengeras karena tekanan lapisan diatasnya sehingga berubah menjadi batuan. Sementara itu bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa organisme itu sehingga menjadi minyak bumi dan gas yang terperangkap di antara lapisan-lapisan kulit bumi.

Proses pembentukan minyak bumi dan gas ini membutuhkan waktu yang sangat lama. Bahkan sepanjang umur kita pun belum cukup untuk membuat minyak bumi dan gas. Jadi kita harus melakukan penghematan dan berusaha mencari sumber energi alternatif.

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 Alkana Senyawa 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]

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:

Minyak mentah Penyimpanan Penghilangan garam Destilasi Fraksinasi Fraksi berat dan ringan Proses Hidrokarbon Produk Akhir Minyak Bumi

Proses Destilasi Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Dalam hal ini adalah destilasi fraksinasi. Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).

Menara Destilasi

Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas).

Proses 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 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.

Proses 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.

Proses Alkilasi lkilasi 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”

Proses Polimerisasi 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.

Proses 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.

Proses 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.

BENSIN/GASOLIN Bensin, atau Petrol (biasa disebut gasoline di Amerika Serikat dan Kanada adalah cairan campuran yang berasal dari minyak bumi. Sebagian besar bensin tersusun dari hidrokarbon. Di banyak tempat di Sumatera, bensin disebut juga dengan minyak. Kini bensin sudah hampir mejadi kebutuhan pokok masyarakat dunia yang semakin dinamis. Bahkan orang Amerika menggunakan 1,36 miliar liter bensin setiap hari. Karena merupakan campuran berbagai bahan, daya bakar bensin berbeda-beda menurut komposisinya. Ukuran daya bakar ini dapat dilihat dari Oktan setiap campuran. Di Indonesia, bensin diperdagangkan dalam dua kelompok besar: campuran standar, disebut premium, dan bensin super.

Pembakaran bensin yang didinginkan Menghasilkan dorongan yang mulus terhadap penurunan piston. Hal ini tergantung dari ketepatan waktu pembakaran agar jumlah energi yang ditransfer ke piston menjadi maksimum. Ketepatan waktu pembakaran tergantung dari jenis rantai hidrokarbon yang selanjutnya akan menentukan kualitas bensin. -Alkana rantai lurus dalam bensin seperti n-heptana, n-oktana, dan n­nonana sangat mudah terbakar. Akibatnya timbul bunyi ledakan yang dikenal sebagai ketukan (knocking).

a. Bilangan Oktan Bilangan oktan merupakan suatu bilangan yang menyatakan kualitas bensin. Makin besar bilangan oktan suatu bensin maka kualitasnya semakin baik yang berarti pembakaran di dalam mesin dapat berlangsung sempurna.Contoh mengubah n-oktana menjadi isooktana CH3­CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3 C CH2 CH CH3 CH3 CH3 CH3 n-oktana isooktana

Tabel Angka Oktan Beberapa Bahan Bakar Senyawa Angka Angka Oktan n-heptana metilsikloheksana 104 2-metil heksana 41 benzena 108 3-metil heksana 56 metilbenzena 124 2,2-dimetil pentana 89 1-heptana 68 2,3-dimetil pentana 87 5-metil-1-heksena 96 2,4-dimetil pentana 77 2-metil-2-heksena 129 3,3-dimetil pentana 95 2,4-dimetil-1-1- pentena 142 3-etil pentana 64 4,4-dimetil-1-1-pentena 144 2,2,3-trimetil butana 113 2,3-dimetil-2-pentena 165 n-heksana 26 2,3-dimtil-2-pentena 135 sikloheksana 2,2,3-trimetil-1-butena 145

5. Penggunaan Residu Minyak Bumi Dalam Petrokimia Petrokimia adalah bahan atau produk yang dibuat dari minyak dan gas bumi. Proses industri petrokimia melalui tiga tahap, yaitu: Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan dasar petrokimia. Mengubah bahan dasar menjadi produk Mengubah produk antara menjadi produk jadi

Bahan Dasar Petrokimia Olefin Olefin adalah bahan dasar yang utama dalam petrokimia dan yang terpenting adalah etilena/etena, propena, butena, dan butadiena Aromatika Aromatika adalah bnzena dan turunannya, yang terpnting adalah benzena (C6H6), toluena (C6H5CH3), dan (C6H4(CH3)2)

3. Gas Sintesis Gas sintesis adalah campuran dari gas karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2). Gas sintsis dibuat dari raksi gas bumi (LPG) melalui oksidasi parsial. 2CH4(g) + O2(g) 2CO(g) + 4H2(g)

Contoh petrokimia dari gas sintesis : Amonia (NH3), digunakan untuk membuat pupuk, misalnya urea, ZA, dan amonium nitrat (NH4)2SO4 Metanol/CH3OH, digunakan untuk membuat serat dan bahan bakar Formaldehida (HCHO), digunakan untuk mengawetkan preparat biologi

6. Dampak Pembakaran Bahan Bakar Terhadap Lingkungan 1. Sumber Bahan Pencemar a. Pembakaran tidak sempurna CxHy + O2 CO2(g) + H2O(l) + CO(g) + C(s) b. Pengotor dalam bahan bakar c. Bahan aditif dalam bahan bakar. TEL (Pb(C2H5)4) pada pembakarannya akan menghasilkan PbO

2. Dampak dari Bahan Pencemar a. CO2 CO2 tergolong gas rumah kaca. Peningkatan suhu karena meningkatnya kadar gas rumah kaca di udara disebut pemanasan global b. CO Gas CO bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernapasan, dan paru-paru. Gas CO dapat breaksi dengan hemoglobin membentuk COHb (karbonksihemoglobin) : CO(g) + Hb(aq) COHb(aq)

c. SO2 dan SO3 Reaksinya : SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq) d. NO dan NO2 Gas tersebut bila bereaksi dapat membentuk asam sulfit dan asam sulfat yan dapat merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit Reaksinya : SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq) d. NO dan NO2 Campuran gas NO dan NO2 dilambangkan sebagai Nox yang dapat bereaksi dengan bahan pencemar lain mnimbulkan asbut,(asap kabut) atau smog yang menyebabkan iritasi pada mata

Reaksinya : 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) Gas NO dan NO2 juga dapat menjadi katalis pada penguraian ozon di stratosfer