Proses pengolahan minyak bumi – Setiap hari pasti sobat mengkonsumsi beragam bahan bakar entah itu berupa bensin, solar, minyak tanah, atau gas LPG. Jika sobat naik pesawat, transportasi itu mengkonsumsi bahan bakar avtur. Aneka bahan bakar tersebut merupakan produk turunan dari minyak bumi. Dari hasil pengolahan minyak bumi di hasilkan beragam produk turunan tersebut.
Pengolahan minyak bumi mentah ini akan menghasilkan produk turunan yang memberikan lebih banyak manfaat bagi manusia. Lalu bagaimana proses atau tahapan pengolahan minyak mentah menjadi beragam produk tersebut?
Minyak mentah yang diperoleh dari kilang minyak berupa cairan hitam dengan bau yang kurang sedap. Dalam bentuk ini minyak bumi belum dapat dimanfaatkan dan harus diolah terlebih dahulu. Dalam minyak mentah mengandung ratusan jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai dengan C-50. Berikut tahapan pengolahan minyak bumi
Proses pengolahan minyak bumi menjadi bahan bakar
1. Proses Destilasi
Destilasi adalah proses pemisahan bagian-bagian atau fraksi minyak bumi dengan memanfaatkan perbedaan titik didihnya dari fraksi-fraksinya. Oleh karena itu proses ini sering disebut juga dengan destilasi fraksinasi. Pada mulanya dilakukan pemanasan pada minyak mentah. Kemudian ia dialirkan ke dalam kolom destilasi. Dalam kolom atau tabung distilasi ini minyak mentah akan menguap dan bergerak ke bagian atas kolom dan kemudian terkondensasi pada tingkatan suhu yang berbeda-beda.
Dalam kolom distilasi semakin tinggi kolom maka semakin rendah suhu dalam kolom tersebut. Fraksi minyak bumi yang memiliki titik didih lebih rendah akan bergerak ke atas dan kemudian di kondensasi menjadi gas bumi cair (LPG). Sedangkan fraksi dengan titik didih lebih tinggi akan menguap pada suhu yang sesuai dengan kolom-kolom destilasi.
Perhatikan gambar di bawah ini:
source : www.howstuffworks.com
Hasil-hasil fraskionasi minyak bumi yaitu sebagai berikut :
1) Fraksi pertama
Pada fraksi ini dihasilkan gas, yang merupakan fraksi paling ringan. Minyak bumi dengan titik didih di bawah 30 oC, berarti pada suhu kamar berupa gas. Gas pada kolom ini ialah gas yang tadinya terlarut dalam minyak mentah, sedangkan gas yang tidak terlarut dipisahkan pada waktu pengeboran.
Gas yang dihasilkan pada tahap ini yaitu LNG (Liquid Natural Gas) yang mengandung komponen utama propana (C3H8) dan butana (C4H10), dan LPG (Liquid Petroleum Gas) yang mengandung metana (CH4)dan etana (C2H6).
2) Fraksi kedua
Pada fraksi ini dihasilkan petroleum eter. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil 90 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendinginan dengan suhu 30 oC – 90 oC. Pada trayek ini, petroleum eter (bensin ringan) akan mencair dan keluar ke penampungan petroleum eter. Petroleum eter merupakan campuran alkana dengan rantai C5H12 – C6H14.
3) Fraksi Ketiga
Pada fraksi ini dihasilkan gasolin (bensin). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 175 oC , masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 90 oC – 175 oC. Pada trayek ini, bensin akan mencair dan keluar ke penampungan bensin. Bensin merupakan campuran alkana dengan rantai C6H14–C9H20.
4) Fraksi keempat
Pada fraksi ini dihasilkan nafta. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 200 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 oC - 200 oC. Pada trayek ini, nafta (bensin berat) akan mencair dan keluar ke penampungan nafta. Nafta merupakan campuran alkana dengan rantai C9H20–C12H26.
5) Fraksi kelima
Pada fraksi ini dihasilkan kerosin (minyak tanah). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 275 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 oC - 275 oC. Pada trayek ini, kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantai C12H26–C15H32.
6) Fraksi keenam
Pada fraksi ini dihasilkan minyak gas (minyak solar). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 375 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 250 oC - 375 oC. Pada trayek ini minyak gas (minyak solar) akan mencair dan keluar ke penampungan minyak gas (minyak solar). Minyak solar merupakan campuran alkana dengan rantai C15H32–C16H34.
7) Fraksi ketujuh
Pada fraksi ini dihasilkan residu. Minyak mentah dipanaskan pada suhu tinggi, yaitu di atas 375 oC, sehingga akan terjadi penguapan.
Pada trayek ini dihasilkan residu yang tidak menguap dan residu yang menguap. Residu yang tidak menguap berasal dari minyak yang tidak menguap, seperti aspal dan arang minyak bumi. Adapun residu yang menguap berasal dari minyak yang menguap, yang masuk ke kolom pendingin dengan suhu 375 oC. Minyak pelumas (C16H34–C20H42) digunakan untuk pelumas mesin-mesin, parafin (C21H44–C24H50) untuk membuat lilin, dan aspal (rantai C lebih besar dari C36H74) digunakan untuk bahan bakar dan pelapis jalan raya.
proses distilasi bertingkat dan fraksi yang dihasilkan dari distilasi bertingkat tesebut dapat digambarkan sebagai berikut.
Diagram menara fraksionasi (destilasi bertingkat) untuk penyulingan minyak bumi. Pandangan irisan menunjukkan bagaimana fasa uap dan cairan dijaga agarselalu kontak sau sama lain, sehingga pengembunan dan penyulingan berlansung menyeluruh sepanjang kolom.
Tidak semua fraksi minyak bumi menguap. Sisa proses destilasi yang tidak menguap akan menjadi residu yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan aspal, lilin, maupun parafin (rantai karbon C > 40).
Berikut tabel fraksi minyak bumi dan rentang titik didihnya:
Meskipun fraksi sudah dapat dipisah dengan menggunakan destilasi namum hasilnya belum memiliki kualifikasi untuk dimanfaakann langsung oleh manusia sehingga memerlukan proses pengolahan minyak bumi lanjutan berupa proses cracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.
2. Proses Cracking
Setelah dari proses destilasi hasil pengolahan akan dilakukan proses cracking(pemecahan/pemutusan).
Proses ini adalah proses penguraian molekul-molekul senyawa karbon besar menjadi senyawa-senyawa karbon yang lebih kecil.
Tujuannya adalah untuk memperoleh hasil pengolahan dengan kualitas dan manfaat yang lebih baik.
Contoh cracking ini adalah pada 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 nheptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.
Ada tiga cara yang dapat dilakukan untuk pemecahan/cracking:
• Thermal Cracking, yaitu pemecahan dengan menggunakan suhu tinggi. Contohnya:
• Catalyc Cracking, yaitu pemecahan dengan menggunakan bantuan katalis. Proses ini biasanya menggunakan katalis AlO3 atau SiO2 Contohnya:
• Hydro Cracking, yaitu gabungan dari proses pemecahan dengan hidrogenasi yang dilakukan pada tekanan tinggi hingga dihasilkan senyawa jenuh. Keuntungan dari penggunaan hydro Cracking adalah dapat memisahkan belerang yang yang terkandung dalam minyak bumi.
3. Proses Reforming
Proses pengolahan minyak bumi setelah cracking adalah reforming (pembentukan ulang).
Proses ini adalah aktivitas mengubah bentuk molekul bensin yang memiliki kualitas rendah (memiliki rantai C lurus) menjadi molekul bensin dengan kualitas yang lebih baik (memiliki rantai C bercabang). Proses ini sama dengan proses isomerasi, proses pembentukan isomer suatu molekul karena tidak mengubah jumlah atom C. Reforming dilakukan dengan pemanasan dan penambahan katalis. Contoh:
4. Proses Alkilasi dan Polimerasi
Proses alkilasi adalah proses untuk menambah jumlah atom molekul sehingga dihasilkan molekul panjang. Biasanya menggunakan katalis H2SO4 da HCl.
Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :
Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu isooktana.
5. Proses Treating
Treating adalah proses pemurnian hari dari proses sebelumnya dari pengotor-pengotornya.
Proses treating dapat dilakukan dengan :
• Defulsuriasai, yaitu proses penghilangan sulfur. Asal sobat ketahui di dalam minyak bumi secara alami terkandung senyawa sulfur. Senyawa ini keberadaannya tidak bagus karena dapat menimbulkan berbagai kerugian seperti korosi pada mesin pemroses, meracuni katali, baunya yang tidak sedap, gas buang hasil pembakaran bersifat racun, dan menimbulkan polusi udara. Sulfur ini dihilangkan dengan proses desulfuriasai. Pada dasarnya terdapat 2 cara desulfurisasi, yaitu dengan:
1. Ekstraksi menggunakan pelarut, serta
2. Dekomposisi senyawa sulfur (umumnya terkandung dalam minyak bumi dalam bentuk senyawa merkaptan, sulfida dan disulfida) secara katalitik dengan proses hidrogenasi selektif menjadi hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa hidrokarbon asal dari senyawa belerang tersebut. Hidrogen sulfida yang dihasilkan dari dekomposisi senyawa sulfur tersebut kemudian dipisahkan dengan cara fraksinasi atau pencucian/pelucutan.
• Deaspalisasi, yaitu proses penghilangan aspal untuk menghasilkan minyak pelumas.
• Dewaxing, yaitu proses penghilangan parafin untuk menghasilkan minyak pelumas dengan pour point rendah.
• Treatmen Asam, proses penggunaan asam untuk penghilangan lumpur dan memperbaiki warna.
• Copper sweetening, yaitur proses penghilangan pengotor yang menyebabkan bau tidak sedap.
6. Proses Blending
Tahap pengolahan minyak bumi berikutnya adalah blending. Proses ini berupa aktivitas penambahan bahan-bahan yang bersifat aditif ke dalam fraksi minyak bumi dengan tujuan untuk meningkatkan kualitas produk yang dihasilkan. Contohnya Tetra Ethyl Lead (TEL) yang digunakan untuk menaikkan angka oktan dari bahan bakar bensin. Selain itu ia juga dipakai dalam pelumas agar diperoleh kualitas pelumas yang lebih baik. Namun demikian penggunaan TEL dapat mencemari udara.
Setelah melalui 6 proses pengolahan minyak bumi di atas, minya bumi yang semula warnanya hitamg, baunya tidak enak, dan kurang bisa dimanfaatkan berubah menjadi produk turunan yang sangat penting bagi kehidupan manusia.
EmoticonEmoticon