Tugas Kimia Minyak Bumi [PDF]

Citation preview

1. Rangkuman Minyak Bumi  Minyak bumi/minyak mentah (kadang-kadang disebut “Emas Hitam”) saat keluar dari tanah, adalah campuran kompleks hidrokarbon dengan berbagai bobot molekul.  Minyak bumi (petroleum) terbentuk dari pelapukan sisa-sisa organisme dan merupakan campuran berbagai senyawa karbon, terutama hidrokarbon baik alifatik (mempunyai rantai berbentuk lurus) maupun aromatik (mempunyai rantai yang tertutup), dan didalamnya terdapat pula belerang dan nitrogen. Berikut rinciannya: 1.



Alkana Senyawa alkana yang paling banyak ditemukan adalah n-oktana dan isooktana (2,2,4-trimetil pentana)



2.



Hidrokarbon aromatisDiantaranya adalah etil benzene



3.



Sikloalkana Antara lain siklopentana dan etil sikloheksana



4.



Belerang (0,01-0,7%)



5.



Nitrogen (0,01-0,9%)



6.



Oksigen (0,06-0,4%)



7.



Karbon dioksida [CO2]



8.



Hidrogen sulfida [H2S]



 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 kelompokkelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip. Proses pemisahan ini disebut refining (kilang).  Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya.  Fraksi-fraksi minyak bumi dari proses destilasi bertingkat belum memiliki kualitas yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat, sehingga perlu pengolahan lebih lanjut yang meliputi proses cracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.



1



 Secara umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:



 Komposisi fraksi minyak bumi yang dihasilkan: No. 1



Fraksi Minyak Bumi



Jumlah



Rentang t.d.



atom C



(C)



Kegunaan



Gas Alam a. Metana & Etana



C1 – C2



Gas



Bahan bakar (LNG)



b. Propana & Butana



C3 – C4



Gas



Bahan bakar (LPG)



c. Olefin



C2 – C4



Gas



Plastik, alkohol



2



2



Gasolin a. Petroleum eter



C5 – C6



30 – 60



Pelarut



b. Bensin



C7 – C8



70 – 150



Bahan bakar motor



c. Nafta



C9 – C11



150 – 175



Pelarut



3



Kerosin (Minyak Tanah)



C12 – C16



175 – 300



Bahan bakar, pelarut



4



Solar



C16 – C18



300 – 380



Bahan bakar diesel



5



Pelumas



C19 – C20



>380



Pelumas



6



Parafin



>30



>400



Lilin, cat, aspal



7



Kokas



>30



Tidak



bisa Metalurgi, elektroda



menguap



karbon



 Diagram fraksinasi minyak bumi:



 Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan.



3



 Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar yaitu n-heptana dan 2,2,4trimetilpentana (isooktana)



2. Industri Petrokimia Pada industri tersebut dihasilkan barang-barang yang kita gunakan sehari-hari diantaranya: 1. Di bidang pangan 



asam asetana (asam cuka) dan ester.



2. Di bidang sandang 



untuk menbuat pakaian dan benang



3. Dibidang papan 



aspi digunakan untuk pengeras jalan, materi atap bangunan dan pengedap suara pada lantai



4. Dibidang perdagangan 



SBR digunakan sebagai ban kendaraan







MTBE digunakan untuk menaikan angka oktan bensin







PVC digunakan untuk membuat pipa praton dan pelapis lantai







Politalina digunakan sebagai kantong pelastik dan sampul



5. Dibidang seni dan estetika 



Eseton digunakan untuk melarutkan pelapis kuku atau kutex (bahan dasar: isoropil alcohol)







Lilin digunakan untuk membuat patung-patung







Anilin digunakan sebagai bahan baku pembuatan zat-zat warna (bahan dasar: benzene)



3. Hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). 



Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil.







Contoh cracking: pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.



4







Tujuan cracking terutama 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.







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.



5



4. Hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang melalui proses reforming (isomerisasi). 



Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang).







Contoh: 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.



Contoh reforming adalah sebagai berikut :







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. Contoh reaksinya :



5. Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Contoh: a. Tetraethyl Lead (TEL, Pb(C2H5)4) –namun di negara-negara maju, zat ini sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran bensin.



6



b. MTBE (methyl tertiary butyl ether, C5H11O) –yang berasal dan dibuat dari etanol. Namun belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa bensin) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air minum lainnya. c. Alkohol –hanya saja jenis alkohol memiliki sifat mengikat air. Bila dalam tangki kita terdapat air, maka octane booster jenis ini akan mengendap didasar tangki bersama air dan tidak akan tercampur sempurna dengan bahan bakar. d. MMT (Manganese) –namun pemakaian MMT cenderung meningkatkan konsentrasi gas buang dengan jumlah senyawa hydrocarbon yang tidak terbakar (HC ), serta gas Karbon kesehatan



Monoksida karena



(CO).



Selain



itu



MMT



menyebabkan



mengandung logam berat mangan dan merusak



gangguan struktur



kandungan air dalam tanah. e. Napthalene; salah satu komponen yang termasuk benzena aromatikhidrokarbon, tetapi tidak termasuk polisiklik. Hanya saja senyawa ini bersifat karsinogen (penyebab kanker), dan emisi gas buangnya sangat beracun.



6. Tabel Perbedaan Premium dan Pertamax No.



1



2



Premium Mempunyai Nilai Oktan 88 (mengandung 88% isoheksana dan 12% n-heptana) warna kuning dapat dipakai pada mesin dengan batas



3



kompresi hingga 9,0 : 1 pada semua jenis kondisi



4



Pertamax Menpunyai Nilai Oktan 92 (mengandung 92% isoheksana dan 8% n-heptana) warna biru dianjurkan digunakan untuk kendaraan bahan bakar bensin yang mempunyai perbandingan kompresi tinggi (9,1 : 1 sampai 10,0 : 1)



kandungan maksimum sulfur (S) 0,05%,



kandungan maksimum sulfur (S) 0,1%,



timbal (Pb) 0,013% (jenis tanpa timbal) dan



timbal (Pb) 0,013% (jenis tanpa timbal)



Pb 0,3% (jenis dengan timbal), oksigen (O)



dan Pb 0,3% (jenis dengan timbal),



2,72%, pewarna 0,13 gr/100 L, tekanan uap



oksigen (O) 2,72%, pewarna 0,13 7



62 kPa, titik didih 215 ºC, serta massa jenis



gr/100 L, tekanan uap 45 ÷ 60 kPa,



(suhu 15ºC) 715 ÷ 780 kg/m3



titik didih 205 ºC, serta massa jenis (suhu 15ºC) 715 ÷ 780 kg/m3



5



kalau dipegang lebih panas dari pertamax



6



harganya lebih murah dari pertamax



kalau dipegang lebih dingin dari premium harganya lebih mahal dari premium



8