Hidro Karbon Dan Minyak Bumi

HIDRO KARBON DAN MINYAK BUMI

I.       PENGERTIAN MINYAK BUMI

Minyak bumi merupakan bahan bakar fosil yang berbentuk cairan kental, berwarna coklat atau kehijauan yang  mudah terbakar. Minyak bumi terbentuk dari bahan renik yang tertimbun jutaan tahun yang lalu dengan tekanan dan suhu yang tinggi. Minyak bumi merupakan salah satu bentuk hidrokarbon, yaitu senyawa kimia yang mengandung hidrogen dan karbon. Minyak bumi terletak di lapisan atas dari beberapa tempat di kerak bumi. Secara bahasa minyak bumi (petroleum) berasal dari bahasa Yunani πέτρα (petra) yang berarti ‘batu’ dan ἔλαιον (elaison) yang berarti minyak. Kata petroleum pertama kali digunakan dalam karangan De Natura Fossilium yang dikarang pada tahun 1546 oleh Georg Bauer yang berkebangsaan Jerman.

II.       PEMBENTUKAN MINYAK BUMI

Secara umum minyak bumi terbagi menjadi 2 kelompok berdasarkan zat pembentuknya, yaitu:

 A.      Minyak Bumi dari zat Anorganik

Teori pembentukan minyak bumi dari zat anorganik telah ada sejak dulu. Banyak sekali ilmuwan yang melakukan riset dan penelitian untuk membuktikannya hal tersebut. Pada tahun 1877 Dmitri Ivanovick Mendeleev mengemukakan bahwa besi karbida didalam bumi bereaksi dengan air dan membentuk gas asatilena. Reaksi ini mirip dengan reaksi yang terjadi antara batu karbida dan air.

Sebelumnya kimiawan perancis bernama Berthelot pada tahun 1856 menyatakan bahwa logam-logam alkali dalam bumi bereaksi dengan CO₂ pada suhu tinggi membentuk gas asatilena (C₂H₂).

B.       Minyak Bumi dari zat Organik

Teori pembentukan minyak bumi dari tumbuh-tumbuhan (zat organik) pertama kali dikemukakan oleh ilmuwan prancis, P.G. Macquir pada 1758 yang didasari pada sumber batu bara yang juga berasal dari tumbuhan.

Selain itu terdapat teori yang menyatakan bahwa minyak bumi berasal dari hewan dikemukakan oleh J.P. Lesley,  kemudian dilakukan destilasi minyak bumi  dari moluska (hewan lunak) oleh H. Hofer dan C Heugler. Mereka melakukan distilasi pada daging kerang pada suhu 300⁰C – 400⁰C dan tekanan 10 atm. Pada proses tersebut dihasilkan zat menyerupai minyak bumi.

Berdasarkan teori pembentukannya, minyak bumi berasal dari pelapukan oranisme hidup yang berlangsung selama berjuta-juta tahun. Daerah pantai yang memiliki muara sungai menghadap laut terbuka memiliki kemungkinan lebih besar memproduksi zat organik. Selanutnya, zat organik tersebut menyebar ke dalam batuan serpih lempung yang halus, terakumulasi dan terkonsentrasi.

III.       KOMPOSISI MINYAK BUMI

Berdasarkan komposisinya minyak bumi dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu Berdasarkan Komposisi Hidrokarbon,  Berdasarkan kandungan unsur, dan Berdasarkan Komposisi Molekul Hidrokarbon (Berat).

A.       Berdasarkan Komposisi Hidrokarbon, Minyak Tersusun Atas:

1.   Alifatik Rantai lurus (Alkana) merupakan sebuah rantai karbon panjang dengan ikatan-ikatan tunggal. Golongan alkanan yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah n-alkana dan isoalkana. n-alkana adalah alkana jenuh berantai lurus dan tidak bercabang. Alkana disebut juga parafin. Parafin adalah senyawa hidrokarbon tersatuasi yang mengandung rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya terdiri atas atom karbon (C) dan hidrogen (H), contoh etana dan propana.

2.  Senyawa Hidrokarbon bentuk siklik (Sikloalkana) merupakan senyawa hidrokarbon berantai tunggal dan berbentuk cincin. Senyawa ini memiliki rumus kimia yang sama dengan alkena (C_nH₂N), tetapi tidak memiliki ikatan rangkap dua. Senyawa sikloalkana dalam minyak bumi berupa campuran siklopentana dan sikloheksana yang disebut naften.

3.   Hidrokarbon Alifatik Rantai Bercabang memiliki jumlah tidak sebanyak Hidrokarbon Alifatik Rantai  lurus dan senyawa Hidrokarbon bentuk siklik. Senyawa yang termasuk golongan hidrokarbon ini adalah isoalkana dan isoparafin.

4.  Hidrokarbon Aromatik merupakan senyawa hidrokarbon yang berbentuk siklik segienam , berikatan rangkap dua selang-seling dan merupakan senyawa hidrokarbon tak jenuh. senyawa hidrokarbon aromatik yang terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa benzena, contoh etil benzene, 3,4 – etil benzene.

B.       Berdasarkan kandungan unsur, minyak tersusun atas:

1.  Sulfur (Belerang) merupakan unsur terbanyak dalam komposisi minyak mentah. Keberadaan belerang dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau basah), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.

2.   Oksigen terbentuk karena  kontak yang cukup lama antara minyak bumi dengan atmosfer di udara. Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah antara 0,05 sampai 1,5 persen dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu terlalu lama berhubungan dengan udara. Senyawa yang terbentuk dapat berupa: alkohol, keton, eter, dll, sehingga dapat menimbulkan sifat asam pada minyak bumi. Oksigen dapat meningkatkan titik didih bahan bakar.

3.   Nitrogen dalam minyak bumi memiliki jumlah yang rendah, yaitu 0,1-2%. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum (getah) pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi.

4.  Unsur-unsur logam lain dalam minyak bumi antara lain besi, tembaga,  nikel dan vanadium. Unsur-unsur tersebut pada proses catalytic cracking dapat mempengaruhi aktifitas katalis. Dikarenakan unsur-unsur tersebut dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas, dan mengakibatkan pembentukkan coke.

B.       Berdasarkan Komposisi Molekul Hidrokarbon (Berat), Minyak Tersusun Atas:

IV.       PENGOLAHAN DAN HASIL MINYAK BUMI

 A.      Dalam pengolahan minyak bumi terdapat 6 proses antara lain:

1.   Distilasi atau penyulingan merupakan cara pemisahan campuran senyawa berdasarkan pada perbedaan titik didih  komponen-komponen penyusun campuran tersebut. Cara distilasi  yang dilakukan dengan menggunakan beberapa tingkatan suhu pendingin atau pengembunan disebut dengan distilasi bertingkat.

2.       Cracking merupakan proses penguraian (pemecahan) molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh cracking antara lain pengubahan minyak solar atau minyak tanah (keosin) menjadi bensin.

3.    Reforming merupakan  proses pengubahan 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, tetapi bentuk strukturnya berbeda sehingga proses ini disebut isomerisasi. Reforming dilakukan dengan katalis dan pemanas.

4.      Polimerisasi merupakan proses  penggabungan molekul-molekul  kecil menjadi  molekul-molekul besar. Contohnya, penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana yang menghasilkan bensin berkualitas tinggi.

5.  Treating merupakan proses pemurnian minyak bumi dengan cara menghilangkan pengotor-pengororannya. Proses treating antara lain: 1) Cooper Sweetening adalah proses penghilangan bau tidak sedap, 2) Acid Treatment adalah proses penghilangan lumpur, 3) Desulfurizing adalah proses penghilangan unsur belerang.

6.    Blending merupakan  proses  pencampuran dengan tujuan  memperoleh  kualitas  bensin yang baik. Terdapat sekitar 22 bahan pencampur (zat aditif) yang dapat ditambahkan dalam proses pengolahan. Bahan pencampur tersebut antara lain tetraethyllead (TEL), MTBE, etanol, dan methanol.

B.       Hasil pengolahan minyak bumi:

Hasil pengolahan minyak bumi salah satunya adalah bensin. Komponen utama dalam bensin antara lain n-heptana (C₇H₁₆) dan isooktana (C₈H₁₈). Kualitas bensin ditentukkan oleh kandungan isooktana (bilangan oktana). Bilangan oktana untuk n-heptana = 0 dan isooktana =100.

        Fungsi kandungan isooktana pada bensin antara lain:

1.   Mengurangi ketukan (knocking) pada mesin

2.  Meningkatkan efisiensi pembakaran sehingga energi yang dihasilkan lebih besar.

Bilangan oktan bensin dapat ditingkatkan dengan:

1.   Memperbesar kandungan isooktana

2.  Menambahkan zat akditif antiketukan (TEL, MTBE, dan etanol)

  1) Tetrathylleed (TEL) Pb (C₂H₅)4 dalam prosesnya harus diubah dulu dalam bentuk gas dikarenakan dalam bentuk padat sulit untuk diolah. Dalam proses tersebut juga ditambahkan zat aditif lain yaitu etilen bromida (C₂H₅Br) yang nantinya akan bereaksi membentuk uap PbBr₂. Namun Pb nantinya dapat membahayakan kesehatan karna merupakan logam berat.

  2) Methyl Tertier Buthyl Ether (MTBE) memiliki bilangan oktan 118, dan lebih aman dibanding TEL karena tidak mengandung logam berat namun tetap berpotensi mencemari lingkungan karena  sulit diuraikan mikroorganisme.

  3) Etanol memiliki bilangan oktan 123 dan lebih unggul dibanding TEL dan MTBE karena tidak mencemari lingkungan dan mudah diuraikan oleh mikroorganisme. Etanol terbentuk dari hasil fermentasi tumbuh-tumbuhan yang melimpah dialam dan dapat dibudidayakan.

V.       PEMANFAATAN MINYAK BUMI

Banyak sekali pemanfaatan minyak bumi dalam kehidupan, baik dalam industri maupun kebutuhan rumah tangga. Pemanfaatan minyak bumi antara lain:

1.  Bahan bakar gas

  1) Liquefied Natural Gas (LNG) Terkenal sebagai gas rawa yang terdiri atas 90% metana dan 10%   butana.  

 2) Liquefied Petroleum Gas (LPG)  mempunyai  komponen  utama propana (C₃H₈) dan butana  (C4H10).   

Bahan  bakar gas digunakan untuk  keperluan  rumah tangga dan industri. Pada kendaraan bermotor bertujuan menekan pencemaran udara. Selain itu digunakan sebagai bahan pembuatan plastik dan zat aditif bensin.

2.    Pelarut dalam industri, contoh petroleum enter

3.   Bahan bakar kendaraan bermotor, contoh bensin dan solar.

4.   Bahan bakar rumah tangga dan bahan pembuatan bensin

5.    Bahan bakar untuk mesin diesel.

6.   Minyak pelumas

7.    Bahan baku pembuatan sabun dan detergen.

VI.    DAMPAK PENGGUNAAN MINYAK BUMI

Selain memiliki dampak postif, minyak bumi juga memiliki dampak yang negatif untuk kehidupan manusia. Dampak tersebut antara lain:

1.  Pemanasan Global. Penggunaan minyak bumi untuk bahan bakar kendaraan ataupun dalam perindustrian yang mengeluarkan karbon dioksida dapat menyebabkan terjadinya pencemaran udara. Selain hal tersebut, karbon dioksida yang dihasilkan juga dapat menyebabkan terjadinya pemanasan global yang nantinya juga akan mempengaruhi 

2.  Pencemaran Air. Proses pembentukan minyak bumi sering terjadi di daerah sekitar pantai. Sedangkan pendistribusiannya dilakukan dengan ditampung dengan kapal khusus untuk menampung minyak bumi. Hal tersebut mengkhawatirkan dikarenakan kapal dapat mengalami kebocoran maupun kebakaran. Hal ini tentunya akan menyebabkan minyak yang ditampung di kapal tersebut menjadi tumpah ke laut dan akan mengganggu ekosistem air laut. Tidak hanya itu, selain mengganggu ekosistem air laut juga mencemari perairan disekitarnya yang dapat menyebabkan keanekaragaman hayati laut menjadi banyak yang mati.

3.    Pencemaran Udara. Asap yang dikeluarkan dari kendaraan membuat udara menjadi tercemar dan menjadi udara yang tidak sehat.

4.  Lahan Tanah Menipis. Pengeksplorasian terhadap sumber minyak bumi memiliki dampak menipisnya lahan tanah. Hal tersebut akan mengganggu keseimbangan tata guna lahan.

5.  Mempengaruhi Iklim. Udara yang telah tercemar oleh gas-gas berbahaya nantinya akan mempengaruhi iklim dunia. Dimana gas-gas tersebut nantinya akan terkumpul dalam lapisan atmosfer yang lama kelamaan akan mengendap disana. Hal ini tentunya akan membuat lapisan ozon menjadi tidak stabil dan terjadinya perubahan iklim seperti musim hujan yang sangat lama serta musim panas yang sangat ekstream.

6.   Hujan Asam. Pada proses pembakaran minyak bumi tentunya akan melepaskan gas yang berupa CO2, NO2 dan SO2 (sulfur) yang dari ketiga gas tersebut nantinya akan menyebabkan terjadinya hujan asam.

VII.   PENCEGAHAN PENCEMARAN MINYAK BUMI:

Penggunaan minyak bumi memiliki dampak yang buruk bagi lingkungan. Apabila minyak bumi mencemari lingkungan hal tersebut sangat membahayakan. Cara mengatasi pencemaran minyak bumi adalah:

1.    Mengembangkan mobil listrik dan mobil surya.

2.  Memproduksi biodisel sebagai pengganti solar.

3.  Membangun taman kota untuk menjaga kestabilan tata guna lahan.

4.  Memproduksi bensin bebas timbel.

5.  Memproduksi bioetanol sebagai pengganti bensin.