tambang minyak 1
dunia ini, sehingga jika seandainya minyak bumi itu tidak ada, maka
dunia tidak akan semaju seperti sekarang ini. Di mana-mana dalam
kehidupan sehari-hari, hampir selalu dij umpai produk-produk yang
berasal dari minyak bumi, baik produk yang berasal dari kilang minyak
atau produk petrokimia
Walapun minyak bumi ini telah lama sekali dikenal orang,
namun industri minyak bumi baru muncul setelah Drake berhasil
mengeluarkan „minyak bumi dari dalam bumi dengan bor tumbuknya
pada tahun 1859 di Titusville, Pennsylvania, Amerika Serikat.
Bukti bahwa minyak bumi telah lama sekali dikenal orang yaitu
dengah ditemukannya aspal sebagai bahan perekat pada bangunan
bangunan kuno yang didirikan lebih dari 6.000 tahun yang lalu di tepi
sungai Euphrat, yang sekarang dikenal dengan nama Irak. Penggalian
kota-kota kuno seperti Kish, Ur, Babilon dan Niniveh menunjukkan
bahwa aspal telah digunakan orang sebagai bahan yang tahan terhadap
air untuk bak mandi, kapal dan juga sebagai bahan perekat barang
pecah belah dan sebagai cat.
Di Mesir lebih dari 1.000 tahun sebelum Masehi aspal telah
digunakan untuk pembuatan mumi dengan jalan melapisi kain
pembungkus mayat yang telah dibalsam dengan aspal.
Di dalam Alkitab dalam perjanjian lama yang ditulis orang
beberapa ribu tahun sebelum Masehi juga disebut-sebut tentang minyak
bumi. Misalnya di dalam kitab kejadian, kitab Nabi Musa yang
pertama. bab 14 ayat 10 berbunyi: "Di lembah Sidim itu di mana-mana
ada sumur aspal. Ketika raja Sodom dan raja Gomora melarikarin diri,
jatuhlah mereka ke dalamnya, dan orang-orang yang masih tinggal
hidup melarikan diri ke pegunaungan”.
Peradaban Cina yang berkembang di sungai kuning juga telah
mengenal dan menggunakan minyak bumi yang diperoleh pada
pengeboran sumur dengan maksud terutama untuk menghasilkan
garam. Sekurang kurangnya 2000 tahun yang lampau minyak dan gas
bumi telah digunakan di Cina untuk pemanasan dan penerangan. Gas
bumi disalurkan dari sumur-sumur gas dengan pipa-pipa bambu.
Setelah Drake berhasil mengeluarkan minyak bumi dari perut
bumi dengan jalan mengebornya, maka kemudian banyak orang mulai
berlomba-lomba berspekulasi untuk mendapatkan minyak bumi dengan
jalan melakukan pemboran di mana-mana.
1. SEJARAH MINYAK BUMI DI INDONESIA
Menurut cerita lama, pada abad ke VII orang-orang Indonesia
yang diam di sekitar selat sumatera telah mengenal minyak bumi dan
telah memanfaatkannya sebagai alat pembakar dalam pertempuran di
laut. Pada abad ke XVI, armada laut Aceh dapat mengalahkan armada
laut Portugis yang dipimpin oleh Alfonso D‟albuquergue dengan
menggunakan bola api yang dilemparkan dari kapal perang Aceh. Pada
waktu itu minyak yang digunakan adalah minyak bumi yang merembes
keluar ke permukaan bumi.
Pada zaman penjajahan Belanda, sejak tahun 1871 orang-orang
Belanda telah berusaha untuk mendapatkan minyak bumi di Indonesia
dengan melakukan pengeboran di daerah-daerah yang ada rembesan
minyak bumi yang selanjutnya diolah menjadi minyak lampu. Pada
tanggal 15 Juni 1885, seorang pemimpin perkebunan Belanda bernama
Aeilco Janszoon Zylker berhasil melakukan pengeboran yang pertama
di Telaga Tunggal dekat Pangkalan Brandan di Sumatera Utara pada
kedalaman kira-kira 400 kaki. Sejak penemuan ini, pencarian minyak
bumi terus berlanjut yang saat hampir bersamaan telah pula ditemukan
minyak bumi di tempat lain di Indonesia, seperti di desa Ledok Jawa
Tengah, desa Minyak Hitam di daerah Muara Enim Palembang, dan
Riam Kiwa dekat Sangasanga di Kalimantan Timur.
Di Indonesia penemuan minyak bumi mengakibatkan
tumbuhnya banyak perusahaan minyak asing, mengakibatkan
tumbuhnya perusahaan minyak asing, di mana pada akhir abad XIX
tidak kurang dari 18 perusahaan asing yang secara aktif mengusahakan
sumber-sumber minyak di Indonesia. Karena usaha eksplorasi dan
kekuatan finansialnya, maka pada tahun 1902, Royal Dutch Company
yaitu perusahaan yang mengambil alih konsesi Zylker, dapat
menyisihkan perusahaan-perusahaan yang ada pada waktu itu. Tahun
1907, Royal Dutch Company bergabung dengan Shell Transport and
Trading Company, dan perusahaan yang beroperasi dari kelompok
Royal Dutch dan Shell di Indonesia adalah Bataafshe Petroleum
Maatschppij (B.P.M), dan ini merupakan satu-satunya perusahaan yang
beroperasi di Indonesia sampai tahun 1911. Pada tahun 1912, Standard
Vacum Oil Company (STANVAC), suatu anak perusahaan Standard
Oil (New Jersey) dan Vacum Oil Company mulai beroperasi di
Indonesia dan mengerjakan lapangan-lapangan minyak di Talang Akar
dan Pendopo Sumatera Selatan. Untuk menghadapi saingan dari
Standard Oil ini, maka pada tahun 1930 oleh pemerintah colonial
Belanda dan B.P.M dibentuklah suatu perusahaan campuran, yaitu N.V.
Nederlandsche Indische Aardolie Maatschappij (N.I.A.M). Pada tahun
1935, CALTEX yaitu sebuah anak perusahaan Standard Oil of
California and Texas Company mulai beroperasi di Indonesia, di mana
lapangan produksinya terletak di Minas dan Duri di daerah Daratan
Riau. Pada tahun 1935, dibentuk perusahaan minyak bernama
Nederlandsche Nieuw Guinea Petroleum Maatschappij (N.N.G.P.M)
untuk mengeksploitasi Irian Jaya bagian barat, yang sahamnya dari
Royal Dutch-Shell, Stanvac, dan Caltex. Kilang minyak yang ada
sebelum perang dunia II ada buah yaitu Plaju (B.P.M), Sungai Gerong
(STANVAC), Balikpapan (B.P.M), Cepu (B.P.M), Wonokromo
(B.P.M), dan Pangkalan Brandan (B.P.M).
Dengan pecahnya perang dunia II, karena serbuan tentara
Jepang ke Indonesia, maka karena sistem politik bumi hangus
pemerintah Hindia Belanda, sebagian besar instalasi-instalasi kilang
minyak hancur, terutama kilang minyak Pangkalan Brandan.
Dalam perjuangan kemerdekaan Indonesia tanggal 17 Agustus
1945, satu-satunya lapangan minyak yang dapat dikuasai oleh pejuangpejuang kemerdekaan Indonesia adalah lapangan minyak sekitar
pangkalan Brandan dan daerah Aceh, bekas milik Shell-B.P.M., yang
selanjutnya merupakan perusahaan minyak Indonesia yang pertama dan
diberi nama perusahaan Tambang Minyak Negeri Republik Indonesia
(PT. M.N.R.I.). Pada tahun 1945, B.P.M. berhasil meneruskan
produksinya di Kalimantan dan mengaktifkan sebagai kilangnya di
Balikpapan. Dalam bulan Oktober 1946, kilang plaju dan sungai gerong
masing-masing dikembalikan kepada B.P.M. dan STANVAC untuk
rekonstruksi di Jawa Tengahm B.P.M. tidak berhasil memperoleh
kembali lapangan minyak kawengan dan ledok, dan kilang minyak
cepu, karena telah dikuasai oleh koperasi buruh minyak yang kemudian
menjadi perusahaan Negara PERMIGAN.
Karena sesudah selesainya perjuangan fisik di tahun 1950,
P.T.M.N.R.I. juga belum menunjukkan usaha-usaha pembangunannya,
maka pada bulan April 1954 P.T.M.N.R.I. diubah menjadi tambang
minyak Sumatra Utara (T.M.S.U.). Tindakan ini ternyata juga tidak ada
manfaatnya, sehingga pada tanggal 10 Desember 1957 T.M.S.U. diubah
menjadi P.T. Perusahaan Tambang Minyak Nasional (P.T.PERMINA).
Setelah kira-kira tiga setengah tahun, maka pada tanggal 1 Juli 1961
statusnya diubah menjadi Perusahaan Negara Pertambangan Minyak
Nasional (P.N. PERMINA).
Dengan penyerahan kedaulatan oleh pemerintah colonial
Belanda kepala Republik Indonesia, maka pada tanggal 1 Januari 1959
status N.V. N.I.A.M. diubah menjadi P.T. Pertambangan Minyak
Indonesia (P.T. PERMINDO). Karena Jangka waktu berdirinya
N.V.N.I.A.M. hanya sampai tanggal 31 Desember 1960, maka pada
bulan Februari 1961 didirikan perusahaan Negara Pertambangan
Minyak Indonesia (P.N. PERTAMIN) dan untuk melancarkan usaha
tersebut, P.N PERTAMIN ditunjuk sebagai satu-satunya distributor
minyak di dalam negeri dan bertanggung jawab atas penyediaan minyak
bagi angkatan bersenjata Republik Indonesia. Akhirnya untuk
mempertegas strukur dan prosedur kerja demi memperlancar usaha
peningkatan produksi minyak dan gas bumi, maka pada tanggal 20
Agustus 1968 P.N. PERMINA dan P.N. PERTAMIN dilebur menjadi
Perusahaan Negara Minyak dan Gas Bumi Nasional (P.N.
PERTAMINA).
2. KILANG MINYAK DI INDONESIA
Kilang minyak di Indonesia tersebar di beberapa tempat di pulau
Jawa, Sumatera, Kalimantan, dan Irian Jaya. Tabel 1-1 berikut ini
menunjukkan kilang minyak di Indoneisa beserta kapasitas
perancangannya pada saat ini. Sebagian dari kilang minyak ini didirikan
pada zaman penjajahan Belanda, yaitu kilang minyak Pangkalan
Brandan, Sungai Gerong , Plaju, Cepu, Wonokromo dan Balikpapan,
dan sebagaian didirikan setelah Indonesia merdeka yaitu kilang minyak
sungai Pakning, Dumai, Cilacap, Balongan dan Kasim, Kilang
Wonokromo sekarang ini sudah tidak beroperasi lagi.
Tabel 1-1, Kilang minyak di Indonesia
Kilang Kapasitas, ribu barel/hari
Musi 132,5
Dumai 120
Sungai Pakning 50
Pangkalan Brandan 5
Cilacap 300
Balikpapan 253,6
Cepu 4
Balongan (Exor I) 125
Kalsim 4
Total 994,1
Secara singkat minyak mentah yang diolah, unit-unit yang ada
dan produk yang dihasilkan oleh kilang-kilang minyak tersebut adalah
sebagai berikut:
2.1 Kilang Musi ( Plaju-Sungai Gerong)
Minyak mentah yang diolah: minyak mentah Palembang
Selatan, Jambi, Minas, Talang Akar-Pendopo dan Lirik. Unit-unit
yang ada: unit distilasi atmosferis, unit distilasi hampa, unit
rengkahan termal, unit rengkahan katalitis, unit polimerisasi, unit
alkilasi, unit pembuatan aspal dan unit pembuatan malam. Produkproduk yang pembuatan aspal dan unit pemuatan malam. Produkproduk yang dihasilkan: bensin, bensin pesawat terbang, bahan bakar
jet,, kerosin, solar, minyak diesel, minyak bakar, malam parafin dan
aspal.
2.2 Kilang Dumai
Minyak mentah yang diolah: minyak mentah minas. Unit-unit
yang ada: unit distilasi atmoferis, unit distilasi hampa, unit delayed
coker, unit hydrocracker, unibon, unit distillate hydrotreater, unit naphta
hydroteater, unit platforming, unit LPG recovery, pabrik hydrogen dan
unit coke calciner. Produk yang dihasilkan: elpiji, bensin, premium,
naphta, kerosin, solar dan kokas kalsinasi.
2.3 Kilang Sungai Pakning
Minyak mentah yang diolah: minyak mentah Minas dan Pedada.
Hanya ada satu unit saja yang ada yaitu unit distilasi atmosferis. Produk
yang dihasilkan: naphta, kerosin, solar dan residu malam belerang
rendah (Low Sulphur Waxy Residue, LSWR).
2.4 Kilang Pangkalan Brandan
Minyak mentah yang diolah: minyak mentah minas dan pedada.
Unit yang ada: unit distilasi atmosferis. Produk yang dihasilkan: bensin,
kerosin, solar dan residu.
2.5 Kilang Cilacap
Minyak mentah yang diolah: minyak mentah ringan arab
(Arabian Light Crude), Minyak mentah arjuna, minyak mentah Attaka,
unit-unit yang ada: unit distilasi atmosferis, unit distilasi hampa, unit
platforming, unit hydrotreating, unit hydrodesulfurisasi, unit
meroxtreating, unit visbreaking, unit propane deasphalting, unit ekstrasi
furfural dan unit dewaxing MEK. Produk yang dihasilkan: elpiji,
bensin, avtur, kerosin, solar, minyak diesel, minyak bakar, minyak
pelumas dan aspal.
2.6 Kilang Balikpapan
Minyak mentah yang diolah: Minyak mentah Minas, Tanjung,
Warukin, Bekapai, Sepinggan, Handil, Attaka, Arjuna, Samboja,
Sangata, dan Sanga-sanga. Unit-unit yang ada: unit Distilasi
Atmosferis, unit distilasi Hampa, pabrik malam, unit naphta
hydrotreater, unit Platforming, unit LPG Recovery, unit hydrotreater
dan Pabrik hidrogen. Produk yang dihasilkan: elpiji, bensin
premium, avtur, kerosin, solar, minyak diesel, minyak bakar dan
malam.
2.7 Kilang Cepu
Minyak mentah yang diolah adalah minyak kawengan dan
Ledok. Unit yang ada adalah unit distilasi atmosferis dan pabrik malam.
Produk yang dihasilkan adalah nafta, pertasol, kerosin, solar, minyak
bakar dan malam batik
2.8 Kilang Balongan (Exor I)
Minyak mentah yang diolah adalah minyak duri (80%) dan
minas (20%). Unit yang ada adalah unit distilasi atmosferis, unit
demetalisasi residu atmosferis, unit hidroteater minyak gas, unit
rengkahan katalitis residu, unit hidroteater minyak daur ringan, pabrik
hydrogen, unit treating amin, unit propylene recovery dan pabrik
belerang. Produk yang dihasilkan adalah elpiji, propilen, bensin,
kerosin, solar, minyak diesel, minyak bakar dan belerang.
2.9 Kilang Kasim
Mengolah minyak mentah yang berasal dari lapangan Kasim
dan sekitarnya. Unit yang ada adalah unit distilasi atmosferis.
3. ASAL MULA MINYAK BUMI
Minyak bumi berasal dari formasi batuan yang berumur antara
sepuluh juta sampai empat ratus juta tahun, dan sekarang ini telah
terbukti bahwa pembentukan minyak bumi berkaitan dengan
pengembangan batuan sedimen berbutir halus, yang mengendap dilaut
atau di dekat laut dan bahwa minyak bumi adalah produk dari binatang
dan tumbuh-tumbuhan yang hidup di laut. Walaupun demikian
mengenai asal usul minyak bumi ini telah banyak teori yang diajukan di
antaranya ada yang mengganggap bahwa minyak bumi berasal dari
bahan anorganik.
Pada tahun 1866, Berthelot mengajukan teori bahwa minyak
bumi berasal dari dari reaksi antara karbid dengan air yang
menghasilkan asetilen, yang selanjutnya karena suhu dan tekanan yang
tinggi asetlin berubah menjadi minyak bumi. Berthelot menganggap
bahwa karbid terjadi karena reaksi antara karbonat dengan logam alkali.
CaCO3 → CaC2 → HC = CH → Minyak Bumi
Teori anorganik yang lain, dimana asetilen juga merupakan
bahan dasar, diajukan oleh Mendelejeff. Menurut Mendeejeff asetilen
terjadi karena rekasi antara logam karbid dengan asam.
Teori organic mengenai terjadinya minyak bumi diajukan oleh
Engler pada tahun 1911 yang mengatakan bahwa minyak bumi terjadi
dari bahan organic melalui tiga tahap. Tahap pertama, deposit binatang
dan tumbuh-tumbuhan berkumpul pada dasar laut, yang selanjutnya
akan terurai oleh bakteri. Karbohidrat dan Protein yang diubah menjadi
bahan yang dapat larut dalam air atau menjadi gas, akan terbawa oleh
aliran air atau aliran udara. Sedangkan lemak, malam dan bahan lain
yang stabil (rosin, kolesterol dll) akan tetap tinggal. Tahap kedua, suhu
dan tekanan yang tinggi akan mengakibatkan terbentuknya karbon
dioksid dari senyawa yang mengandung gugus karboksi, dan air akan
terbentuk dari asam hidroksi dan alcohol dan akan menghasilkan residu
bitumen. Panas dan tekanan selanjutnya dapat menyebabkan terjadinya
rengkahan, yang menghasilkan cairan yang mempunyai kandungan
olefin yang tinggi, yang disebut protopetroleum akan berpolimerisasi
karena pengaruh katalis, sehingga poliolefin akan berubah menjadi
senyawa hidrokarbon naften dan paraffin. Senyawa hidrokarbon
aromatis dianggap terbentuk secara langsung pada proses rengkahan
atau siklisasi melalui reaksi kondensasi. Keberatan dari teori ini antara
lain ialah bahwa hasil akhir yang diperoleh pada percobaan berbeda
dengan komposisi minyak bumi yang terutama terdiri dari senyawa
hidrokarbon paraffin, naften dan aromat.
4. SIFAT BAHAN SUMBER
Menurut penelitian ternyata bahwa minyak bumi mengandung
bahan yang optis aktif, sehingga hal ini memperkuat anggapan
bahwa minyak bumi berasal dari sistem yang hidup. Porfirin yang
ditemukan dalam minyak bumi, yang merupakan turunan dari
senyawa porfin, yaitu senyawa kompleks yang mengandung
nitrogen, dikenal sebagai senyawa hasil peruraian khlorofil dan
hematin, baik yang terdapat dalam tumbuh-tumbuhan dan binatang.
Porfirin dalam minyak mentah terdapat sebagai senyawa kompleks
dengan logam, terutama dengan vanadium, kemudian nikel dan
terakhir dengan besi dan tembaga.
Asam lemak telah lama dianggap sebagai sumber bahan untuk
minyak bumi yang dapat diubah menjadi hidrokarbon menurut reaksi
berikut ini:
R-COOH -------->RH + CO2
Asam lemak alami kebanyakan mempunyai rantai atom karbon
lurus dan banyak diantaranya yang mempuntai ikatan rangkap dua.
Asam lemak dapat terikat dengan gliserol sebagai minyak atau lemak.
Karbohidrat yang merupakan bagian yang penting dari semua
tumbuh-tumbuhan, diperkirakan merupakan bahan penyumbang sifatsifat yang sangat berbeda-beda, dari gula yang sederhana seperti
glucose dan galactose sampai kepada polisakarida, seperti glikogen,
tepung dan selulosa. Karbohidrat yang sederhana dapat larut dalam air,
seperti glukosa dan fruktosa, sehingga dapat membentuk substrat yang
dapat menjadi makanan bakteri. Jadi, sebagian karbohidrat akan dirusak
oleh mikroorganisme, sebagaian akan dimakan oleh binatang dan
diubah menjadi jaringan dan sebagian lainnya akan terperangkap dalam
sedimen. Protein yang merupakan bagian yang sangat penting yang
terdapat dalam semua makhluk hidup adalah bahan polimer yang terdiri
dari berbagai asam amino yang dihubungkan oleh karbon karboksil dan
nitrogen. Protein dapat mengalami denaturasi dan protein yang
mengalami denaturasi kelarutannya akan menurun. Sehingga proses
denaturasi inilah yang membantu protein dalam pembentukn minyak
bumi.
Sterol yang banyak terdapat dalam binatang dan tumbuhtumbuhan juga diperkirakan sebagai sumber bahan bagi minyak bumi.
Walaupun reaksi kimia peruraiannya masih banyak yang belum
diketahui.
5. AKUMULASI MINYAK BUMI
Minyak bumi biasanya tidak terdapat dalam batuan dimana
minyak bumi tersebut terbentuk. Minyak bumi terbentuk dalam batuan
induk yang berupa batuan sedimen yang berbutir halus dari batuan
lempung dan kapur. Pemboran minyak ke dalam batuan induk jarang
menghasilkan minyak bumi, kecuali dalam jumlah yang relatif kecil.
Minyak bumi terdapat dalam batuan pasir yang terbuka dan batuan
kapur yang berpori yang disebut batuan reservoir. Karena tekanan
yang tinggi dalam batuan sedimenn induk, maka minyak bumi
bersama dengan gas yang terbentuk dan air laut akan terdorong dan
berpindah atau bermigrasi melalui batuan pasir yang berpori dan
retakan-retakan batuan kapur, yang akhirnya akan tertahann oleh
struktur batuan yang tak tembus (impervious) dari batuan reservoir.
Karena gerakan gas, minyak bumi dan air ke atas, maka batuan
reservoir harus tertutup pada bagian puncak dan sisinya oleh batuan
yang cukup rapat (dense).
Jadi adaya lapangan minyak bumi tidak saja tergantung kepada
minyak bumi saja, tetapi juga tergantung kepada adanya batuan yang
mempunyai porositas dan permeabilitas yang cukup dan yang ditutup
oleh batuan tudung (cap rock). Struktur geologi yang demikian disebut
jebakan (trap). Berbagai macam jebakan mempunyai berbagai macam
nama. Jebakan yang umum adalah antiklin. Antiklin yang bentuknya
lebih bundar disebut dome. Jebakan stratigrafis adalah jebakan dimana
sifat lapisan batuan berubah dari berpori menjadi tidak berpori,
sehingga menghasilkan kantong yang dapat terisi minyak.
Minyak bumi adalah suatu campuran yang sangat kompleks
yang terutama terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon, yaitu
senyawa-senyawa organic dimana setiap molekulnya hanya
mempunyai unsur karbon dan hydrogen saja. Kandungan senyawa
hidrokarbon murni dapat mencapai 97 sampai 98% untuk minyak
bumi Pennsylvania dan dapat hanya 50% saja untuk beberapa
minyak berat dari Mexico atau Missisippi. Disamping itu dalam
minyak bumi juga terdapat unsur-unsur belerang, nitrogen, oksigen
dan logam-logam khususnya vanadium, nikel, besi dan tembaga,
yang terdapat dalam jumlah yang relatif sedikit yang terikat sebagai
senyawa-senyawa organik. Air dan garam hamper selalu terdapat
dalam minyak bumi dalam keadaan terdispersi. Bahan-bahan bukan
hidrokarbon ini biasanya dianggap sebagai kotoran karena pada
umumnya akan memberikan gangguan dalam proses pengolahan
minyak bumi dalam kilang minyak dan berpengaruh jelek terhadap
mutu produk.
Baik senyawa hidrokarbon maupun senyawa bukan hidrokarbon
keduanya akan berpengaruh dalam menentukan cara-cara pengolahan
yang dilakukan dalam kilang minyak.
1. SENYAWA HIDROKARBON
Walaupun senyawa hidrokarbon yang terdapat dalam minyak
bumi sangat banyak jumlahnya, namun senyawa tersebut dapat
dikelompokkan ke dalam tiga golongan senyawa hidrokarbon, yaitu:
senyawa hidrokarbon paraffin, naften dan aromat. Di samping senyawasenyawa tersebut, dalam produk minyak bumi juga terdapat senyawa
hidrokarbon monoolefin dan dioefin, yang terjadi karena rengkahan
dalam proses pengolahan minyak bumi alam kilan, misalnya pada
distilasi minyak mentah dan proses rengkahan.
1.1 Senyawa hidrokarbon Parafin
Senyawa Senyawa hidrokarbon parafin adalah senyawa
hidrokarbon jenuh dengan rumus umum πΆππ»2π+2
. Senyawa ini
mempunyai sifat-sifat kimia stabil pada suhu biasa tidak bereaksi
dengan asam sulfat pekat dan asam sulfat berasap, larutan alkali pekat,
asam nitrat maupun oksidator kuat seperti asam khromat, kecuali
senyawa yang mempunyai atom karbon tersier. Bereaksi lambat dengan
khlor dengan bantuan sinar matahari; bereaksi dengan khlor dan brom
kalau ada katalis.
Senyawa hidrokarbon parafin sampai dengan empat buah atom
karbon, pada suhu kamar dan tekanan atmosfir berupa gas. Metan dan
etan terutama terdapat dalam gas alam, sedangkan propan, butan dan ibutan mempakan komponen utama elpiji. Senyawa hidrokarbon parafin
dengan lima sampai enam belas buah atom karbon pada suhu kamar dan
tekanan atmosfir berupa cairan dan terdapat dalam fraksi nafta, bensin,
kerosin, solar, minyak diesel dan minyak bakar. Senyawa hidrokarbon
parafin dengan lebih dari enam belas buah atom karbon, pada suhu
kamar dan tekanan atmosfn' berupa zat padat, dan terutama terdapat
dalam malam parafin.
1.2 Senyawa Hidrokarbon naften
Senyawa hidrokarbon naften adalah senyawa hidrokarbon jenuh
dengan rumus umum πΆππ»2π . Karena senyawa hidrokarbon ini
mempunyai sifat kimia seperti senyawa hidrokarbon parafm dan
mempunyai struktur molekul siklis, maka senyawa ini juga disebut
senyawa sikloparafm. Senyawa hidrokarbon naften yang terdapat dalam
minyak bumi ialah siklopentan dan sikloheksan, yang terdapat dalam
fraksi nafta dan fraksi minyak bumi dengan titik didih lebih tinggi.
Walaupun jumlah atom karbon dalam cincin naften dapat mempunyai
harga 3, 4, 5, 6, 7 dan 8, namun umumnya dianggap orang bahwa
senyawa naften dalam fraksi minyak bumi hanyalah senyawa naften
yang mempunyai cincin dengan 5 dan 6 atom karbon, karena memang
senyawa naften inilah yang dapat diisolasi dari fraksi minyak bumi.
Adapun struktur molekul siklopentan dan sikloheksan dapat dilihat pada
gambar 2-1 berikut ini.
Gambar 2-1. Struktur molekul siklopentan dan sikloheksan
Disamping senyawa naften sederhana, dalam minyak bumi
khususnya dalam fraksi beratnya, juga terdapat senyawa naften
polisklis, seperti dekalin atau dekahidronaftalen, yang dapat dilihat pada
gambar 2-2 berikut ini.
Gambar 2-2. Struktur molekul dekalin
1.3 Senyawa hidokarbon aromat
Senyawa hidokarbon aromat adalah senyawa hidrokarbon tidak
jenuh degan rumus umum πΆππ»2π−6
, sehingga karenanya senyawa ini
mempunyai sifat kimia yang sangat reaktif. Senyawa ini mudah
dioksidasi menjadi asam, dapat mengalami reaksi substitusi atau reaksi
adisi tergantung kepada kondisi reaksi. Hanya sedikit sekali minyak
mentah yang mengandung snyawa aromat dengan titik didih rendah.
Minyak mentah dari Sumatera dan Kalimantan ada yang mempunyai
kandungan senyawa aromat yang tinggi.
Disamping senyawa hidrokarbon aromat sederhana bensen,
dalam minyak mentah juga terdapat senyawa hidrokarbon poliaromar
seperti naftalen dan antrasen, terutama dalam fraksi beratnya. Adapun
struktur naftalen dan antrasen dapat dilihat pada gambar 2-3 berikut
Gambar 2-3. Struktur molekul naftalen dan antrasen
1.4 Senyawa hidrokarbon monoolefin
Senyawa hidrokarbon monoolefin mempunyai rumus umum
πΆππ»2π dan merupakan senyawa hidrokarbon yang tidak jenuh dengan
sebuah ikatan rangkap dua. Monoolefin dianggap tidak terdapat dalam
minyak mentah, tetapi sedikit banyak terbentuk dalam distilasi minyak
mentah dan banyak terbentuk dalam proses rengkahan, sehingga bensin
rengkahan mengandung banyak senyawa monoolefin. Senyawa
hidrokarbon akan mulai mengalami rengkahan apabila dipanaskan pada
suhu sekitar 680 F. karena mempunyai ikatan rangkap, maka senyawa
monoolefin adalah reaktif, sehingga banyak digunakan sebagai bahan
dasar utama dalam industry petrokimia, seperti etilen (πΆ2π»4
) dan
propilen (πΆ3π»6
) .
1.5 Senyawa hidrokarbon diolefin
Senyawa hidrokarbon diolefin mempunyai rumus umum
πΆ2π»2π−2 dan merupakan senyawa tidak jenuh dengan dua buah ikatan
rangkap dua. Seperti halnya dengan monoolefin, senyawa ini tidak
terdapat dalam minyak mentah tetapi terbentuk dalam proses
rengkahan. Senyawa diolefin tidak stabil, sangat reaktif dan cenderung
akan berpolimerisasi dan membentuk damar.
2. DISTRIBUSI SENYAWA HIDROKARBON DALAM MINYAK
BUMI
Dalam minyak bumi ternyata bahwa senyawa-senyawa
hidrokarbon parafin, naften dan aromat tidak terdisitribusi secara
merata dalam semua fraksi. Senyawa hidrokarbon naften polisiklis dam
poliaromatis tidak terdapat dalam fraksi ringan tetapi terdapat dalam
fraksi berat. Adapun distribusi senyawa hidrokarbon dalam minyak
bumi terlihat pada gambar 2-4. Terlihat bahwa poliaromat dan
polinaften tidak terdapat dalam fraksi ringan, tetapi terdapat dalam
fraksi berat. Makin berat fraksinya, kandungan poliaromat dan
polinaften akan semakin besar.
3. KOMPLEKSITAS KOMPOSISI MINYAK BUMI
Walaupun senyawa hidrokarbon yang menyusun minyak bumi
hanyalah senyawa hidrokarbon parafin, naften dan aromat, namun
demikian komposisi minyak bumi adalah sengat kompleks sekali. Hal
ini disebabkan karena senyawa-senyawa tersebut di samping berupa
senyawa murni, juga dapat berupa senyawa gabungan antara senyawa
hidrokarbon parafin – naften, parafin – aromat, naften – naften
(polinaften), naften-aromat, aromat-aromat (poliaromat) dan parafin –
naften – aromat dan kemungkinan kombinasi yang lain.
Gambar 2-4. Distribusi senyawa hidrokarbon dalam minyak
bumi (Speight, “The Chemistry and Technology of Petroleum”, Marcel
Deker)
Disamping itu, adanya isomeri dalam senyawa hidrokarbo
menyebabkan komposisi minyak bumi menjadi lebih kompleks lagi.
Senyawa-senyawa isomer adalah senyawa-senyawa yang mempunyai
rumus molekul yang sama tetapi struktur molekulnya berlainan.
Misalnya senyawa hidrokarbon parafin yang pertama-tama mempunyai
isomer ialah senyawa hidrokarbon yang mempunyai 4 buah atom
karbon yaitu butan. Butan (πΆ4π»10) mempunyai dua buah isomer yaitu
n-butan dan i-butan, dimana struktur molekulnya masing-masing
ditunjukkan oleh gambar 2-5 berikut. Selanjutnya pentan (πΆ5π»12),
mempunyai 3 buah isomer dan heksan πΆ6π»14 mempunyai 5 buah
isomer. Ternyata bahwa jumlah senyawa isomer dalam senyawa
hidrokarbon sangat meningkat dengan bertambahnya jumlah atom
karbon. Jumlah isomer yang mungkin untuk senyawa hidrokarbon
parafin dapat dilihat pada tabel 2-1.
Akhirnya susunan minyak bumi akan menjadi semakin
bertambah kompleks lagi, karena adanya senyawa-senyawa bukan
hidrokarbon yang mengandung arom unsur S, O, N dan logam-logam.
Gambar 2-5. Struktur molekul n-butan dan i-butan.
Tabel 2-1. Jumlah isomer dalam senyawa hidrokarbon parafin.
Jumlah atom karbon Jumlah isomer
4 2
5 3
6 5
7 9
8 18
9 35
12 355
15 4.347
18 60.523
25 36.797.588
4. SENYAWA BUKAN HIDROKARBON
Senyawa bukan hindrokarbon yang terdapat dalam minyak bumi
dan produknya adalah senyawa organic yang mengandung atom unsur
belerang, oksigen, nitrogen dan logam-logam. Lazimnya senyawa ini
dianggap sebagai pengotor karena pengaruhnya yang tidak baik selama
proses pengolahan minyak bumi dalam kilang minyak seperti korosi
dan peracunan karalis ataupun pengaruhnya yang tidak baik selama
proses pengolahan minyak bumi dalam kilang minyak seperti korosi
dan peracunan katalis ataupun pengaruhnya yang jelek terhadap mutu
produk. Karena pengotor ini dapat larut dalam minyak bumi atau
produknya, maka pengotor ini disebut pengotr oleofilik. Di samping itu,
air dengan garam-garam yang terlarut di dalamnya, yang ikut minyak
mentah dalam keadaan terdispersi dan tidak larut dalam fase minyak,
disebut pengotor oleofobik.
4.1 Senyawa belerang
Disamping sebagai senyawa belerang, didalam minyak bumi
belerang dapat juga terdapat sebagai unsur belerang yang terlarut,
karena sedikit banyak belerang dapat larut dalam minyak bumi. Kadar
belerang dalam minyak mentah berkisar dari 0,04 sampai 6%. Senyawa
belerang yang umum terdapat dalam minyak bumi dan produkproduknya, dapat dilihat pada tabel 2.2.
Minyak bumi Indonesia terkenal sebagai minyak bumi berkadar
belerang rendah sampai sedang yang pada umumnya kandungannya
kurang dari 1% berat. Apabila minyak mentah didistilasi, maka
belerang akan terdistribusi sedemikian ehingga makin berat frraksinya
kandungan belerangnya makin besar, dan kira-kira 95% berat dari
belerang yang berasal dari umpan akan terdapat dalam fraksi minyak
gas dan residu, seperti terlihat dalam tabel 2-3.
Adanya senyawa belerang dalam minyak bumi dan produknya
perlu mendapat perhatian, karena senyawa ini dapat menimbilkan
beberapa macam kerugian yaitu:
a. pencemaran udara
Pencemaran udara pertama-tama dapat disebabkan oleh
beberapa senyawa belerang yang berbau tidak sedap. Senyawa belerang
yang berbau tidak sedap adalah senyawa belerang yang mempunyai
titik didih rendah, seperti hydrogen silfis, belerang dioksid dalam gas
buang hasil pembakaran, merkaptan sampai dengan enam atom karbon
(titik didih sekitar 400 F), sulfide sampai dengan delapan atom karbon
(titik didih sekitar 3450 F) dan diantara disulfide hanya metil disulfide
saja (titik didih 243 F)
Selanjutanya pencemaran udara dapat juga terjadi karena gas
belerang dioksid yang berasal dari gas buang terlarut di dalam kabut,
yaitu tetes-tetes halus air di dalam udara. Hal ini dikenal dengan nama
smog yang dapat terjadi di kota-kota industry besar yang selalu
berkabut. Belerang dioksid yang berasal dari gas buang dapat juga
mengakibatkan hujan asam.
Akhirnya hidogen sulfide disamping mempunyai bau yang tidak
enak, juga sanga beracun dimana konsentrasi 0,1% saja dalam udara
sudah dapat mematikan dalam waktu satu setengah jam.
b. Korosi
Korosi yang disebabkan oleh kebanyakan senyawa belerang
terutama terjadi pada shu di atas 300 F. Korosi ini akan meruskkan
alat-alat pengolahan dalam kilang minyak, khususnya alat-alat yang
bekerja pada suhu tinggi. Pada suhu rendah senyawa belerang yang
disulfide dan boleh jadi merkaptan yang mempunyai titik didih rendah.
Misalnya hydrogen sulfide dalam udara lembab akan mengubah besi
menjadi besi sulfide yang rapuh.
Selanjutnya gas belerang dioksid dalam gas buang yang terjadi
pada pembakaran bahan bakar minyak aan meruskkan ceroong baja dan
saluran pembuangan gas buang hasil pembakaran mesin, apabila gas ini
bereaksi dengan air dan membentuk asam.
c. Menurunkan angka oktan bensin
Penuruanan angka oktan bensin oleh senyawa belerang
tergantung kepada jumlah dan tipe senyawa belerang. Menurut
penelitian yang dilakukan oleh Birch dan Stausfield ternyata bahwa
penurunan angka oktan yang terbesar disebabkan oleh unsur belerang.,
merkapran dan etil trisulfid, sedangkan monosulfid, tiofen dan karbon
disulfide tidak berpengaaruh. Penyelidikan menunjukkan bahwa 0,1%
belerang akan menurunkan angka oktan 0 sampai 2 satuan angka oktan.
Bensin straight run mengandung sebagian kecil dari belerang
yang mula-mula ada dalam minyak mentah, tetapi bensin rengkahan
mengandung belerang 2 sampai 10 kali lebih banyak dari pada bensin
straight run, karena kondisi rengkahan menyebabkan terurainya
senyawa belerang berat menjadi senyawa belerang yang mendidih
dalam daerah didih bensin.
d. menurunkan suseptibilitas bensin terhadap timbal tetraetil
Yang dimaksud dengan suseptibilas (susceptibility) bensin
terhadap timbal tetraetil (tetraethyl lead = TEL) yaitu kenaikan angka
oktan bensin apabila ke dalam satu gallon Amerika bensin ditambhkan
satu sentimeter kubik timbal tetraetil. Fungsi TEL dalam bensin ialah
untuk menaikkan angka oktan bensin. Sehingga untuk memperoleh
angka oktan bensin dengan harga tertentu, maka bensin dengan
kandungan belerang yang lebih tinggi memerlukan jumlah TEL yang
lebih banyak disbanding dengan bensin yang mempunyai kandungan
belerang yang lebih rendah, dan ini berarti pula bahwa beayaynya
menjadi lebih mahal. Penurunan suseptibilas bensin terhadap TEL,
dapat ditunjukkan oleh percobaan Birch dan Stausfielf, yang
menggunakan campuran heptan-oktan yang mempunyai angka oktan 65
dan etil disulfide dengan berbagai macam konsesntrasi (tabel 2-4).
e. Meracuni katalis
Pada proses reforming katalitik nafta atau bensin untuk
membuat nafta atau bensin dengan angkta oktan yang tinggi, adanya
belerang dalam umpan nafta atau bensin dapat meracuni katalis platina.
Sehingga pada prses reforming yang menggunakan katalis platina ini
menjadi suatu kaharusan bahwa kandungan belerang dalam umpan
harus dibatasi serendah mungkin, maksimum 0,2 ppm.
4.2 Senyawa Oksigen
Kadar oksigen dalam minyak bumi bervariasi dari sekitar 0,1
sampai 2% berat. Oksidasi minyak bumi dengan oksigen karena kontak
yang lama dengan udara juga dapat menaikkan kadar oksigen dalam
minyak bumi.
Dalam minyak bumi, oksigen terutama terdapat sebagai asam
organik yang terdisribusi dalam semua fraksi dengan konsentrasi yang
tertinggi pada fraksi minyak gas. Asam organic tersebut terutama
terdapat sebagai asam naftenat dan sebagian kecil sebagai asam alifatk.
Disamping itu dalam distilat rengkahan dapat terdapat fenol dan kresol.
Asam naftenat mempunyai sifat sedikit korosif dan mempunyai bau
tidak enak.
4.3 Senyawa nitrogen
Kadar nitrogen dalam minyak bumi umumnya rendah, berkisar
dari kurang 0,1% sampai 2% berat. Minyak yang mempunyai kadar
belerang dan aspal tinggi, biasanya juga mempunyai kadar nitrogen
tinggi. Senyawa nitrogen terdapat dalam semua fraksi minyak bumi,
tetapi konsentrasinya makin tinggi dalam fraksi-fraksi yang mempunyai
titik didih yang tinggi.
Senyawa nitrogen yang terdapat dalam minyak bumi dapat
dibagi menjadi senyawa nitrogen basa, yaitu senyawa piridin atau
turunan piridin seperti kinolin dan iso kinolin, yang dapat dilihat pada
tabel 2-5, dan senyawa nitrogen bukan basa yaitu senyawa pirol dan
turunannya, seperti indol dan kabasol yang dapat dilihat pada tabel 2-6.
Semua senyawa nitrogen mempunyai bau yang tidak sedap dan
menusuk.
Porfirin yaitu suatu senyawa kompleks logam-nitrogen, juga
merupakan konstituen minyak bumi, di mana pirol adalah penyusun
utamanya. Porfirin yang sederhana ialah porfin yang terdiri dari 4 buah
molekul pirol yang dihubungkan oleh jembatan metin (-CH=), di mana
struktur molekulnya dapat dilihat pada gambar 2-6.
Adapun kerugian-kerugian yang diakibatkan oleh adanya
senyawa nitrogen yang terdapat dalam minyak bumi dan produknya
ialah:
a. menurunkan aktivitas katalis yang digunakan dalam proses
rengkahan, reforming, polimerisasi dan isomerisasi.
b. Kerosin yang jernih seperti air (water white) pada waktu distilasi,
warnanya akan berubah menjadi kemerahan kalau terkena sinar
matahari.
c. Nitrogen dalam bensin juga akan mempercepat pembentukan damar
dalam karburator.
d. Menyebabkan terjadinya endapan dalam minyak bakar pada
penyimpannya.
4.4 Senyawa Logam
Praktis semua logam dapat terdapat dalam minyak bumi, tetapi
karena jumlhanya yang sangat kecil, yaitu antara 5 sampai 400 bagian
per juta, maka adanya logam dalam minyak bumi pada umumnya tidak
menimbulkan permasalahan. Kecuali beberapa macam logam seperti
besi, nikel, vanadium dan arsen yang walaupun jumlahnya hanya
sedikit sekali, namun sudah dapat meracuni beberapa katalis.
Disamping itu logam vanadium yang terdapat dalam minyak bakar
dapat menyebabkan korosi turbin gas dan pipa-pipa pembangkit uap,
merusak batu tahan api dinding apur dan menurunkan mutu produk
pecah belah dalam industry keramik. Logam-logam berat seperti
vanadium, nikel dan tembaga di dalam minyak bumi umumnya
dianggap terdapat sebagai senyaa kompleks porfirin, dimana logamlogam ini terdapat di pusatnya, seperti pada gambar 2-7 berikut ini.
Sedangkan logam garam anorganik yang dapat larut dalam air,
seperti garam khlorid dan sulfat dari logam natrium, kalium,
magnesium dan kalsium, terdapat dalam minyak bumi dalam keaadan
terdispersi.
Dalam distilasi minyak mentah, senyawa logam cenderung
untuk berkumpul dalam fraksi residu.
5. KOMPOSISI ELEMENTER MINYAK BUMI
Walaupun minyak bumi mempunyai komposisi kimia dan sifat
fisis yang dapat sangat berbeda-beda, namun komposisi elementer
mempunyai daerah harga yang sempit. Komposisi elementer minyak
bumi dapat dilihat pada tabel 2-7.
Komposisi elementer minyak bumi yang mempunyai kisaran
harga yang sempit ini, khususnya untuk unsur karbon dan hidrogen.
Disebabkan karena minyak mentah hanya terdiri dari beberapa
deret homolog hidrokarbon saja,, yaitu parafin, naften dan aromat dan
dimana setiap deret homolog mempunyai daerah komposisi elementer
dalam batas-batas yang sempit. Hal ini dapat terlihat dari rumus umum
senyawa hidrokarbon parafin, senyawa hidrokarbon naften dan senyawa
hidrokarbon aromat yang masing-masing yaitu πΆ2π»2π+2
, πΆ2π»2π dan
πΆ2π»2π−6
. Dengan demikian maka rasio antara atom unsur karbon dan
hidrogen juga mempunyai daerah harga yang sempit. Dalam minyak
bumi, banyaknya atom karbon dalam senyawa hidrokarbon paradin
dapat mencapai lebih dari pada 40 buah, dalam senyawa hidrokarbon
naften hanya ada 5 dan 6 buah, sedangkan dalam senyawa hidrokarbon
aromatis hanya 6 buah saja.
Juga adanya perbedaan bagian deret homolog dalam minyak
bumi, tidak akan banyak berpengaruh terhadap komposisi campuran
keseluruhan. Adanya bahan aspal dalam jumlah yang cukup banyak
dalam minyak mentah hanya lebih mempersulit untuk mendapatkan
minyak pelumas yang baik dari minyak mentah. Adanya malam parafin
dalam jumlah yang cukup banyak terhadap komposisi elementer
minyak mentah adanya kandungan malam parafin yang besar dalam
minyak mentah hanya akan mempersulit untuk mendapatkan minyak
pelumas dengan titik tuang yang rendah. Selanjutnya adanya kandungan
aromat yang tinggi dalam minyak mentah, juga tidak akan berpengaruh
banyak terhadap komposisi elementer minyak mentah, tetapi hanya
akan lebih menyulitkan untuk memperoleh kerosin yang baik dari
minyak mentah tersebut.
KLASIFIKASI MINYAK BUMI
Karena setiap lapangan minyak menghasilkan minyak mentah
yang berbeda dengan minyak mentah yang dihasilkan oleh lapangan
minyak lainnya, maka perlu adanya suatu cara klasifikasi untuk
menentukan golongan-golongan minyak mentah sehingga dapat
diperoleh suatu gambaran mengenai produk-produk yang sekiranya
dapat dihasilkan dari setiap golongan minyak mentah. Berhubung
komposisi kimia minyak mentah mempunyai variasi yang praktis tidak
terhingga, maka klasifikasi minyak mentah menjadi sangat sukar dan
sampai sekarang belum ada satupun cara klasifikasi yang benar-benar
memuaskan.
Berikut ini akan diuraikan beberapa cara kasifikasi minyak
mentah yang pernah diajukan.
1. KLASIFIKASI BERDASARKAN GRAVITAS API ATAU
BERAT JENIS
Klasifikasi yang paling sederhana ialah klasifikasi yang
didasarkan kepada gravitas API atau berat jenis, karena jika gravitas
API minyak mentah tinggi atau berat jenis minyak mentah rendah,
maka ada kecenderungan bahwa minyak mentah tersebut mengandung
fraksi ringan dalam jumlah yang besar. Jadi minyak mentah dengan
gravitas 35API biasanya lebih berharga daripada mintak mentah
dengan gravitas 30API, karena minyak mentah yang pertama akan
mengandung fraksi ringan (bensin, kerosin) lebih banyak dan fraksi
berat (residu) lebih sedikit dibandingkan dengan minyak mentah yang
kedua.
Berdasarkan gravitas API atau berat jenis, minyak mentah
dibagi kedalam lima jenis minyak mentah yaitu: minyak mentah ringan,
minyak mentah ringan sedang, minyak mentah berat sedang, minyak
mentah berat dan minyak mentah sangat berat, seperti terlihat pada
tabel 3-1.
2. KLASIFIKASI BERDASARKAN KANDUNGAN MALAM
DAN ASPAL
Pada permulaan perkembangan industry minyak bumi ternyata
bahwa minyak mentah dari Pennsylvania mengandung malam parafin
dan tidak mengandung aspal, minyak mentah dari California
mengandung aspal dan tida mengandung malam parafin, sedang minyak
mentah dari Mid Continent mengandung baik malam parafin dan aspal.
Sehingga berdasarkan kandungan malam parafin dan aspla minyak
mentah dapat dibagi ke dalam tiga golongan dasar minyak mentah
yaitu:
1. Minyak mentah dasar parafin
2. Minyak mentah dasar aspal
3. Minyak mentah dasar campuran atau tengahan.
Minyak mentah dasar aspal selanjutnya juga disebut minyak
mentah dasar naften, dengan anggapan yang keliru bahwa minyak
mentah dasar aspal sebagian besar terdiri dari senyawa hidrokarbon
naften.
Ternyata bahwa sebagian besar minyak mentah, kira-kira 90%
termasuk dalam golongan minyak mentah daasar campuran, sedang
10% lainnya termasuk dalam golongan minyak mentah dasar parafin
dan aspal.
Dengan makin banyak ditemukannya lapangan minyak baru,
ternyata ada beberapa minyak bumi yang kaya akan senyawa aromat.
Sehingga timbu golongan dasar minyak mentah yang baru yaitu
golongan dasar aromat.
Minyak mentah juga diberi nama lapangan atau daerah dimana
minyak mentah itu ditemukan, misalnya minyak mentah Minas, minyak
mentah Duri, minyak mentah Rantau, minyak mentah Lirik, minyak
mentah Sumatera Selatan, minyak mentah Kawengan, minyak mentah
Ledok, minyak mentah Tanjung dan lain sebagainya.
3. KLASIFIKASI BERDASARKAN KOMPOSISI KIMIA
Klasifikasi ini diajukan oleh Sachanen yang didasarkan kepada
komposisi kimia fraksi minyak bumi yang mempunyai daerah didih
antara 250 - 300 C, seperti terlihat pada tabel 3-2 di bawah.
Kesulitan dalam klasifikasi ini ialah bahwa fraksi yang
mendidih di atas 200, molekul – molekulnya jarring terdapat dalam
keadaan murni tetapi dalam keadaan gabungan. Molekul naften atau
aromat murni sangat jarang dijumpai; senyawa silkils umumnya
mengandung rantai cabang parafin dan malahan seringkali cincin
aromat dan cincin naften berdampingan..
4. KLASIFIKASI MENURUT U.S. BUREAU OF MINES
Klasifikasi minyak bumi yang pada waktu sekarang banyak
digunakan ialah klasifikasi menurut Lane dan Garton dari U.S.
Bureau of Mines. Sebagai dasr klasidikasinya digunakan gravitas
API fraksi kunci nomer 1 dan nomer 2, yang diperoleh dengan jalan
distilasi dengan alat disilasi Hempel Standard. Fraksi kunci nomer 1
adalah fraksi minyak bumi yang mendidih pada suhu antara 482
sampai 527F atau antara 250 sampai 275 C pada tekanan 1
atmosfer, sedang fraksi kunci nomer 2 mendidih pada suhu antara
527 sampai 572 F atau antara 275 sampai 300 F pada tekanan 40
mm Hg. Fraksi kunci nomer 1 termasuk dalam fraksi kerosin, sedang
fraksi kunci nomer 2 termasuk dalam fraksi minyak pelumas. Untuk
minyak mentah dasar parafin, fraksi kunci nomer 1 harus mempunyai
gravitas API sama atau lebih dari 40 dan fraksi kunci nomer 2 harus
mempinyai gravitas API sama atau lebih dari 30. Untuk minyak
mentah dasar naften, fraksi kunci nomer 1 harus mempunyai gravitas
API sama tau kurang dari 33 dan fraksi kunci nomer 2 harus
mempunyai gravitas API sama atau kurang dari 20. Sedang untuk
minyak mentah dasar tengahan, fraksi kunci nomer 1 harus
mempunyai gravitas API antara 33 dan 40, dan fraksi kunci nomer
2 harus mempunyai gravitas API antara 20 dan 30. Dengan
demikian ada sembila kemungkinan golongan dasar minyak mentah,
seperti tertera pada tabel 3-3 di bawah. Sebagai tambahan, adanya
malam parafin dalam fraksi kunci no2 dapat ditunjukkan oleh titik
kabutnya. Apabila titik kabutnya di bawah 5 F, berarti bahwa
kandungan malam paradin kecil dan dikatakan bahwa minyak
mentah bebas malam parafin.
Walaupun secara teoritis ada Sembilan golongan dasar
minyak mentah, tetapi dalam praktek hanya ada tujuh golongan dasar
minyak mentah saja yang dikenal. Dua golongan dasar minyak
mentah yang belum pernah dijumpai sampai sekarang adalah
golongan dasar parafin-naften dan naften-parafin. Adapun klasifikasi
minyak mentah Indonesia menurut U.S. Bureau of Mines dapat
dilihat pada lampiran I.
5. KLASIFIKASI MENURUT DISTRIBUSI AROM KARBON
Klasifikasi ini diajukan oleh Van Ness dan Van Westen yang
didasarkan atas distribusi karbon parafinik, naftenik dan aromatic dalam
minyak mentah. Untuk klasifikias ini dapat digunakan diagram segitiga,
di mana ketiga titik sudutnya masing-masing menunjukkan serratus
persen karbon parafin πΆπ
, serratus persen karbon naften πΆπ dan serratus
persen karbon aromat πΆπ΄. Jadi sebuah titik yang ada di dalam diagram
akan menunjukkan distribusi struktur karbon parafin, naften dan aromat
dalam sesuatu minyak mentah, seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3-
1.
Distribusi karbon dapat ditentukan dengan metoda n-d-M, yaitu
dengan jalan mengukur indeks bias n, denditas d dan berat molekul
rata-rata contoh M. indeks bias dan densitas ditentukan pada suhu 20C.
Selanjutnya dengan menggunakan rumus empiri dapatalah hitungan
persentase karbon parafin, karbon naften dan karbon aromat dalam
minyak mentah, yang selanjutnya kedudukan minyak mentah tersebut
dalam diagram segitga dapat ditentukan.
6. KLASIFIKASI BERDASARKAN FAKTOR KARAKTERISASI
Klasifikasi ini diajukan oleh Waston dari Universal Oil Product
Company yang didefinisikan factor karakterisasi Watson K sebagai
berikut:
πΎ =
ππ΅
3
π
Dimana ππ΅ mula – mula didefinisikan sebagai titik didih rerata
molal, kemudian berubah menjadi titik didih rerata kubis dan akhirnya
menjadi titik didih rerata tengahan dalam R dan S adalah berat jenis
pada 60/60F. klasifikasi ini juga berlaku untuk fraksi minyak bumi
langsung (Straight run fractions). Adapun factor karakteristik untuk
berbagai golongan dasar minyak mentah adalah sebagai berikut:
Minyak mentah dasar parafin: K > 12,1
Minyak mentah dasar tengahan: K = 11,5 – 12,1
Minyak mentah dasar naften: K = 10,5 – 11,45
Minyak mentah dasar aromat: K < 10,5
7. KLASIFIKASI BERDASARKAN INDEKS KORELASI
Klasifikasi ini dikembangkan oleh H.M. Smith dari US Bureau
of Mines yang juga berlaku untuk fraksi minyak bumi. Indeks ini
diperoleh dengan jalan melukiskan kebalikan titik didih rata-rata
volumetric sesuatu fraksi terhadap berat jenis pada 60/60 F di dalam
garis untuk setiap hidrokarbon. Untuk senyawa hidrokarbon parafin
normal garis ini diberik angka nol, sedangkan untuk bensin diberi angka
100, seperti terihat pada gambar 3-2.
Berdasarkan grafik tersebut, selanjutnya dapat dijabarkan
persamaan empiric sebagai berikut:
I.K. = 473,78 – 456,8 + 48.640/K
Dimana I.K. adalah indeks korelasi, S adalah gravitas jenis pada
60/60 F dan K adalah titik didih rerata dalam K. Harga indeks antara 0,
sampai 15 menunjukkan bahwa hidrokarbon parafin dalam fraksi
dominan; harga antara 15 sampai 50 menunjukkan bahwa hidrokarbon
naften atau campuran hidrokarbon parafin, naftendean aromat dalam
fraksi dominan dan harga indeks di atas 50 menunjukkan bahwa
hidrokarbon aromat dalam fraksi dominan.
8. KLASIFIKASI MINYAK BUMI LAINNYA
Disamping klasifikasi minyak bumi yang telah diuraikan di atas,
masih ada beberapa cara klasifikasi lainnya, di antaranya ialah
klasifikasi minyak bumi yang di dasarkan kepa kandungan belerang, di
maa minyak mentah digolongkan kedalam 3 golongan minyak mentah,
yaitu minyak mentah dengan kandungan belerang rendah (kurang dari
0,1%), minyak mentah dengan kandungan belerang sedang (antara 0,1
sampai 1,0%) dan minyak mentah dengan kandungan belerang tinggi
(di atas 1,0%). Di samping itu minyak mentah dapat juga dibagi ke
dalam minyak mentah masam (sour crude) dan minyak mentah manis
(sweet crude) yang tidak di dasarkan kepada kandungan belerang, tetapi
kandungan hidrogen sulfide. Batas kandungan hidrogen sulfide adalah
0,05 ft3/100 galon minyak mentah.
9. SIFAT-SIFAT UMUM MINYAK BUMI
Karena minyak bumi mempunyai komposisi yang berbeda satu
dengan yang lain, maka dengan sendirinya sifat-sifatnya juga berbeda.
Walaupun demikian untuk minyak bumi yang mempunyai golongan
dasar tertentu, terdapat kesamaan sifat-sifat umum seperti terlihat dalam
tabel 3-4 dibawah.
Minyak mentah dasar tengahan mempunyai sifat-sifat yang
terletak diantara sifat-sifat minyak mentah dasar parafin dan minyak
mentah naften. Dari tabel diatas terlihat bahwa tidak ada minyak
mentah yang fraksi-fraksinya mempunyai sifat-sifat yang semuanya
serba baik. Namun hal ini sekarang tidak menjadi masalah, karena
dengan tekologi yang ada pada waktu sekarang oang dapat
memperbaiki sifat produk sampai ada tingkat yang diinginkan.
Uji minyak bumi dan produknya yang dilakukan di dalam
laboratorium sebagian bersifat fisis dan sebagian lainnya bersifat kimia.
Agar dapat dibuat duplikat hasil uji, maka dalam uuji-uji diperlukan
alat-alat baku dan prosedur-prosedur baku. Untuk itu maka komite D-2
American Society for Testing and Metrials menerbitkan suatu publikasi
tahunan Annual Book of ASTM Standards untuk produk minyak bumi
dan bahan pelumas “Petroleum Products and Lubricants” yang memuat
secara rinci mengenai prosedur-prosedur baku dan alat-alat baku yang
digunakan dalam uji minyak bumi dan produknya. Disamping itu,
prosedur-prosedur baku dan alat-alat baku uji minyak bumi dan
produknya dapat juga diperoleh dari Standard Methods for Testing
Petroleum. Beberapa uji baku tertentu juga dibuat oleh beberapa
perusahaan minyak antara lain misalnya oleh Shell.
Pada umumnya uji minyak bumi dan produknya dapat
dikerjakan dengan cepat, mudah dibuat duplikat oleh teknisi
laboratorium biasa dan hasil ujinya dapat di interpretasikan sebagai
fungsi kinerja produk selama penggunaan. Disamping itu, uji rutin juga
dikerjakan dalam laboratorium kilang dan dimaksudkan agar hasilhasilny dapat digunakan untuk mengendalikan alat-alat atau unit-unit
dalam operasi kilang. Uji ini tidak hanya dikenakan kepada bahan baku
dan produk antara, tetapi juga dikenakan kepada produk jadi yang ada
dalam tangki penyimpanan, kereta tangka, pipa saluran, tangker dan
stasiun pengisian.
Karena sangat banyaknya jenis-jenis uji, maka hanya beberapa
macam uji yang sering dijumpao saja yang akan dibicarakan di sini,
sedagkan uji-uji lainnya dapat dilihat pada pustaka yang telah
disebutkan di atas.
Pengertian duplikat hasil uji tidakla berarti bahwa uji yang
kedua hasilnya harus persis sama dengan hasil uji yang pertama. Hasil
uji kedua sudah boleh dikatakan sama dengan hasil uji pertama apabila
telah memenuji harga-harga repitibilitas dan reproduksibilitas yang
disyaratkan untuk setiap jenis uji.
Reptibilitas adalah hal diulanginya kembali sesuatu uji apabila
beda hasil kedua uji yang dilakukan oleh seseorang melampaui harga
yang telah ditetapkan. Sedangkan reproduksibilitas adalah hal
diulanginya kembali sesuatu uji apabila hasil kedua uji yang dilakukan
oelh dua orang melampaui harga yang telah ditetapkan.
1. Densitas, Berat Jenis dan Gravitasi API
Densitas minyak adalah massa minyak per satuan volum pada
suhu tertentu. Berat jenis (Specific fravity) atau rapat relative (relative
density) minyak adalah perbandingan antara rapat minyak pada suhu
tertentu dengan rapat air pada suhu tertentu. Untuk minyak bumi suhu
yang digunakan adalah 15 C atau 60 F. Gravitas API (American
Petroleum Institute) yang sangat mirip dengan gravitas Baume adalah
suatu besaran yang merupakan fungsi dari berat jenis yang dapat
dinyatakan dngan persamaan:
πΊπππ£ππ‘ππ π΄ππΌ =
141,5
π60/60F
− 131,5
Dimana S60/60F adalah berat jenis pada suhu 60 F.
Densitas, berat jenis dan gravitas API minyak bumi dan
produknya dapat ditentukan dengan beberapa macam cara, antara lain
dengan menggunakan hydrometer (ASTM D 1298-85; IP 160/82) yang
umumnya dikenakan kepada minyak mentah dan produknya yang
berupa cairan dan yang mempunyai tekanan uap Reid kurang dari 26 lb
(179 kPa). Di samping itu khusus untuk gravitas API saja, dapat juga
ditentukan dengn cara hydrometer dengan metode ASTM D 287-82.
Pada dasarnya uji ini dilakukan dengan menempatkan hydrometer yang
mempunyai skala densitas, berat jenis atau gravitas API pada contoh
yang akan diuji yang mempunyai suhu tertentu dan selanjutnya dibaca
skala hydrometer yang dipotong oleh permukaan contoh sebagai
densitas, berat jenis atau gravitas API contoh pada suhu yang berlaku
(gambar 4-1). Harga yang diperoleh harus dikembalikan kesuhu 15 C
(60 F), dengan menggunakan Petroleum Measurement Tables, ASTM
D 1250-80. Uji tidak harus dilakukan pada suhu 15 C(60 F), tetapi
disesuaikan dengan keadaan contoh. Namun pengukuran yang paling
teliti ialah apabila suhu contoh adalah 15C(60F). suhu uji antara 0 dan
190F masih dimungkinkan, selama masih sesuai dengan tipe contoh,
sesuai dengan kondisi batas yang diharuskan.
Gambar 4-1. Penentuan densitas, berat jenis atau grabitas API dengan
cara hydrometer
Untuk menentukan densitas atau berat jenis hidrokarbon ringan,
elpiji misalnya dapat digunakan hydrometer termo tekanan (ASTM D
1657). Uji dilakukan pada suhu 15 C (60 F) dengan menggunakan
hydrometer dan bantuan penangas air yang dilengkapi dengan
thermostat untuk mempertahankan suhu penangas tetap pada suhu
tersebut. Di samping itu densitas dan berat jenis hidrokarbon dan fraksi
minyak bumi yang mendidih antara 90 dan 110 C dan berupa cairan
pada suhu 20 dan 25C, dapat ditentukan dengan pinkometer bingham
(ASTM D 1217-86). Sedangkan untuk bahan cair yang kental, densitas
dan berat jenis dapat ditentukan dengan pinkometer Bingham (ASTM D
1480-86) atau pinkometer bikapiler Lipkin (ASTMD 1481-86).
2. Tekanan Uap Reid
Uji tekanan uap reid (Reid Vapor Pressure-RVP, ASTM D 323-
90) dikenakan kepada bensin, minyak mentah yang volatile dan produk
mnyak bumi lainyya yang voalatil. Tekanan uap Reid adalah tekanan
mutlak pada suhu 37,8C (100F) dalam psi atau kpa. Tekanan uap
Reid tidaklah sama dengan tekanan uap contoh yang sesungguhnya
karena terjadinya sedikit penguapan contoh dank arena adanya uap air
dan udara dalam ruangan. Untuk menentukan tekanan uap elpiji,
digunakan metode uji ASTM D 1267, sedangkan untuk menentukan
tekanan uap campuran bensin-oksigen, digunakan metode uji ASTM D
4953.
Alat utama untuk menentukan tekanan uap Reid terdiri dari
ruangan bensin, ruangan udara, manometer, thermometer dan penegas
air yang dilengkapi dengan thermostat. Ruangan bensin, ruangan udara
dan manometer dapat dilepas atau dihubungkan satu dengan lainnya
(gambar 4-2). Uji ini dilakukan dengan mengisi ruangan bensin sampai
penuh dengan contoh yang sebelumnya telah didinginkan. Ruangan
bensin kemudian dihubungkan dengan ruangan udara dan manometer
dan selanjutnya rangkaian alat ini direndam di dalam penangas air yang
mempunyai suhu tetap yaitu 37,8 + 0,1C atau 100 + 0,2F. secara
periodic rangkaian alat ini dikeluarkan dari penangas air dan digojok
sampai akrhirnya manometer menunjukkan harga tekanan
keseimbangan yang tetap merupakan tekanan uap Reid contoh.
Gambar 4-2. Alat uji tekanan uap Reid
Dalam praktek, uji tekanan uap reid mempunyai arti yang
penting sehubungan dengan:
a. Keamanna dalam pengangkutan bahan bakar minyak
b. Sumbatan uap (Vapor lock) dalam sistem pengumpanan bensin.
c. Karakteristik mesin motor untuk dihidupkan dalam keadaan dingin
(Starting characteritics).
d. Tipe tangka penyimpan minyak yang digunakan.
3. Distilasi Produk Minyak Bumi
Distilasi produk minyak bumi (ASTM D 86-90) ini dikenakan
kepada produk minyak bumi yaitu: bensin alam, bensin motor, bensin
pesawat terbang, bahan bakar turbin pesawat terbang, nafta, kerosin,
minyak gas dan minyak bakar distilat dan produk minyak bumi yang
telah digunakan pada waktu yang lampau, sehingga distilasi ASTM ini
seringkali juga disebut distilasi Engler. Susunan alat distilasi ini dapat
dilihat pada gambar 4-3.
Dalam distilasi ini, 100 mililiter contoh distilasi untuk prosedur
tertentu. Selama distilasi dilakukan pengamatan dan pencatatan suhu
temometer dan volum distilat yang tertampung. Yang perlu dilaporkan
dalam uji distilasi ini yaitu:
Gambar 4-3. Susunan alat distilasi ASTM
Titik didih awal (initial boiling point – IBP ), yaitu suhu dimana
distilat pertama-tama menetes dari ujung kondensor.
Suhu pada berbagai persentase distilasi, yaitu pada: 5, 10, 20, 30,
40, 50, 60, 70, 80, 90, dan 95% distilasi.
Titik didih akhir (end point – EP menurut ASTM atau final boiling
point – FBP menurut IP), ,yaitu suhu tertinggi yang dicapai selama
uji, yang biasanya terjadi setelah penguapan semua cairan dari
dasar labu
Persen perolehan (percent recovery), yaitu persentase volum
kondensat yang tetampung dalam gelas ukur penerima.
Persen residu (percent residue), yaitu persentase volum residu yang
tertinggal dalam labu.
Persen perolehan total (percent total recovery), yaitu jumlah persen
perolehan dan persen residu.
Persen kehilangan (percent loss), yaitu 100 dikurangi dengan
persen perolehan total.
Persen teruapkan (percent evaporated), yaitu jumlah persen
perolehan dengan persen kehilangan.
Dari data distilasi tersebut selanjutnya dapat dibuat kurve
distilasi ASTM yang menunjukkan hubungan suhu dengan persen
penguapan pada kondisi uji. Setiap bensin mempunyai kurve distilasi
tertentu, dan dengan jalan membandingkan kurve-kurve distilasinya,
dapatlah ditentukan volatilitas relative bensin. Bensin yang mempunyai
tekanan uap Reid yang sama, belum tentu mempunyai kurve destilasi
yang sama, sehingga sifat volatilitasnyapun juga berbeda.
4. Titik Nyala dan Titik Bakar
Titik nyala (flash point) adalah suhu terendah dimana uap
minyak bimi dan produknya dalam campurannya dengan udara akan
menyala kalau dikenai nyala uji (test flame) pada kondisi tertentu.
Sendang titik bakar (fire point) adalah suhu terendah dimana uap
minyak bumi dan produknya akan menyala dan terbakar secara terus
menerus kalau dikenai nyala uji (test flame) pada kondisi tertentu.
Ada tiga macam alat uji yang dapat digunakan untuk
memnrukan titik nyala dan titik bakar minyak bumi dan produknya,
yaitu:
a. Alat uji cawan terbuka Cleveland (ASTM D 92-90, IP 36/84) yang
dapat digunakan untuk menentukan titik nyala dan titik bakar semua
produk minyak bumi, kecuali minyak bakar yang mempunyai titik
nyala cawan terbuka dibawah 79 C (175 F), seperti terlihat pada
gambar 4-4.
b. Alat uji cawan tertutup pesku-martens (ASTM D 93-80; IP 34/85)
yang dapat digunakan untuk menentukan titik nyala minyak bakar,
minyak pelumas dan suspense pdatan (gambar 4-5).
c. Alat uji cawan tertutup Abel (IP 170/75), yang dapat digunakan
untuk menentukan titik nyala produk minyak bumi yang mempunyai
titik nyala antara 18 C (0F) dan 71C (160F).
Gambar 4-4. Alat uji cawan terbuka Cleveland
Titik nyala ditentukan dengan jalan memanaskan contoh yang
ditempatkan di dalam cawan dengan kecepatan pemanasan yang tetap,
yaitu 5-6 C/menit atau 10 F/menit untuk alat uji Cleveland dan
Pensky Ma
.jpg)
