Pembentukan dan Komposisi minyak bumi (Gabungan)

Pembentukan dan Komposisi Minyak Bumi- Istilah minyak bumi diterjemahkan dari bahasa latin (petroleum), artinya petrol (batuan) dan oleum (minyak). Nama petroleum diberikan kepada fosil hewan dan tumbuhan yang ditemukan dalam kulit bumi berupa gas alam, batubara, dan minyak bumi.

1. Pembentukan dan Eksplorasi Minyak Bumi

Minyak bumi terbentuk dari fosil-fosil hewan dan tumbuhan kecil yang hidup di laut dan tertimbun selama berjuta-juta tahun lampau. Ketika hewan dan tumbuhan laut mati, jasad mereka tertimbun oleh pasir dan lumpur di dasar laut. Setelah ribuan tahun tertimbun, akibat pengaruh tekanan dan suhu bumi yang tinggi, lapisan-lapisan lumpur dan pasir berubah menjadi batuan. Akibat tekanan dan panas bumi, fosil hewan dan tumbuhan yang terjebak di lapisan batuan secara perlahan berubah menjadi minyak mentah dan gas alam. Kedua bahan tersebut terperangkap di antara lapisan-lapisan batuan dan tidak dapat keluar (perhatikan Gambar 9.1).

Gambar 9.1 Pembentukan minyak bumi berasal dari fosil yang tertimbun di dasar laut.

Sekarang, minyak bumi banyak dijumpai di dasar laut dekat lepas pantai sehingga dibangun anjungan minyak bumi lepas pantai seperti pada Gambar 9.2 dan daratan yang tidak jauh dari pantai. Hal ini akibat adanya gerakan kerak bumi yang menimbulkan pergeseran pada lapisan batuan, seperti gempa bumi dan letusan gunung berapi. Untuk mengetahui sumber minyak bumi diperlukan pengetahuan geologi dan pengalaman. Pekerjaan ini merupakan tugas dan tanggung jawab para insinyur pertambangan dan geologi. Tahap pertama eksplorasi minyak bumi adalah mencari petunjuk di permukaan bumi seperti adanya lipatan-lipatan batuan. Lipatan-lipatan itu akibat tekanan gas dan minyak bumi yang merembes ke dalam batuan berpori sehingga minyak bumi dapat naik ke permukaan, tetapi tidak mencapai permukaan bumi karena tertahan oleh lapisan batuan lain. Berdasarkan hasil pengamatan dan petunjuk struktur permukaan bumi, area selanjutnya diselidiki menggunakan pancaran gelombang seismik. Pancaran gelombang seismik digunakan untuk menentukan struktur batuan pada lapisan kulit bumi.

Gambar 9.2 Anjungan minyak bumi lepas Pantai

Gelombang seismik diciptakan menggunakan ledakan kecil. Ledakan ini akan menghasilkan gelombang dan mengirimkannya sampai kedalaman tertentu. Jika ada struktur batuan yang menggelembung (anti cline), gelombang akan dipantulkan kembali. Pantulan ini dapat dideteksi oleh sensor sehingga dapat diketahui secara akurat posisi minyak bumi (perhatikan Gambar 9.3).

Untuk mengeluarkan minyak bumi dan gas alam dari lapisan batuan diperlukan pemboran lapisan bumi hingga mencapai ke dasar lapisan batuan yang mengandung minyak bumi. Kedalamannya dapat mencapai ratusan meter. Setelah dibor, pada awalnya minyak bumi akan memancar sendiri akibat tekanan lapisan bumi yang tinggi, tetapi makin ke atas tekanan ini makin lemah sehingga diperlukan tekanan dari luar. Ini dilakukan dengan cara memompa menggunakan air atau udara hingga minyak bumi dapat dipompa keluar. Pengangkutan minyak mentah dapat dilakukan dengan menggunakan kapal tanker seperti pada Gambar 9.4.

Gambar 9.4 Transportasi minyak mentah menggunakan kapal tanker.

2. Komposisi Minyak Bumi

Gas alam merupakan campuran dari alkana dengan komposisi bergantung pada sumbernya. Umumnya, mengandung 80% metana (CH₄), 7% etana (C₂H₆), 6% propana (C₃H₈), 4% butana dan isobutana (C₄H₁₀), dan 3% pentana (C₅H₁₂). Gas alam yang dipasarkan sudah diolah dalam bentuk cair, disebut LNG (liquid natural gas). Minyak bumi hasil pertambangan yang belum diolah dinamakan minyak mentah (crude oil). Minyak mentah merupakan campuran yang sangat kompleks, yaitu sekitar 50–95% adalah hidrokarbon, terutama golongan alkana dengan berat molekul di atas 100–an; sikloalkana; senyawa aromatik; senyawa mikro, seperti asam-asam organik; dan unsur-unsur anorganik seperti belerang. Hidrokarbon dalam minyak mentah terdiri atas hidrokarbon jenuh, alifatik, dan alisiklik. Sebagian besar komponen minyak mentah adalah hidrokarbon jenuh, yakni alkana dan sikloalkana. Di Indonesia, minyak bumi terdapat di bagian utara pulau Jawa, bagian timur Kalimantan dan Sumatra; daerah Papua; dan bagian timur pulau Seram. Minyak bumi juga diperoleh di lepas pantai utara Jawa dan pantai timur Kalimantan. Minyak bumi yang ditambang di Indonesia umumnya banyak mengandung senyawa hidrokarbon siklik, baik sikloalkana maupun aromatik. Berbeda dengan minyak dari Indonesia, minyak bumi dari negara-negara Arab lebih banyak mengandung alkana dan minyak bumiRusia lebih banyak mengandung sikloalkana.

Pengolah Minyak Bumi

Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang di peroleh ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak mentah (Crude Oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Pengolahan minyak mentah melalui beberapa proses di antaranya proses penyulingan, proses konversi, pemisahan logam dan pencampuran fraksi. Gambar. Pengeboran minyak bumi lepas pantai Sumber:http://www.solarnavigator.net/images/oil_platform_rig_hibernia.jpg   Gambar. Kapal tanker untuk menampung minyak bumi   Proses Penyulingan (Distilasi Bertingkat) Proses penyulingan (fraksionasi) minyak bumi, minyak mentah (Crude Oil) yang baru diperoleh dari pengeboran tidak dapat digunakan secara langsung. Minyak mentah merupakan campuran dengan komponen utama hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon rantai atom C sederhana hingga rantai atom C kompleks. Dengan memperhatikan perbedaan titik didih dari komponen minyak mentah dilakukan pemisahan melalui proses distilasi bertingkat yaitu; penyulingan dengan menggunakan fraksi-fraksi pendinginan sesuai rentang titik didih senyawa yang diinginkan. Dengan cara ini, proses pengembunan terjadi dalam beberapa tahap dan disebut fraksinasi. Proses Konversi (Conversion Processes)  Hampir 70% dari minyak mentah diproses secara konversi. Tujuan dari proses konversi untuk memperoleh fraksi-fraksi dengan kuantitas dan kualitas sesuai permintaan pasar. Beberapa jenis konversi dalam kilang minyak adalah: Cracking (perekahan) Merupakan proses pemecahan molekul-molekul hidrokarbon besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dengan adanya pemanasan atau katalis. Contohnya perekahan fraksi minyak ringan/berat menjadi fraksi gas, bensin, kerosin, dan minyak solar. Reforming Bertujuan mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang/alisiklik, aromatik. Contohnya komponen rantai lurus dari fraksi bensin diubah menjadi aromatik. Alkilasi Adalah penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar Contohnya penggabungan molekul propena dan butena menjadi komponen fraksi bensin. Coking Adalah proses perekahan fraksi residu padat menjadi fraksi minyak bakar dan hidrokarbon intermediat. Pemisahan Pengotor dalam Fraksi  Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui: Berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal. Mengandung agen pengering untuk memisahkan air Berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang Gambar. Skema Pengolahan Minyak Bumi  Pencampuran Fraksi  Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai yang diinginkan sebagai contoh: Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu. Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu. Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. (Sumber: buku kimia eksis kelas X)