KOMPOSISI MINYAK BUMI
Kebanyakan senyawa-senyawa yang
terkandung di dalam minyak dan gas bumi terdiri dari hidrogen dan karbon sebagai
unsur-unsur utamanya. Senyawa-senyawa
tersebut disebut senyawa hidrokarbon. Selain daripada senyawa-senyawa tersebut terdapat pula senyawa-senyawa lain dalam jumlah
yang sedikit yang mengandung unsur-unsur belerang atau sulfur, oksigen, dan nitrogen.
Minyak
mentah atau crude oil adalah cairan coklat kehijauan sampai hitam yang
terutama terdiri dari karbon dan hidrogen.Teori yang paling umum digunakan
untuk menjelaskan asal-usul minyak bumi adalah “organic source materials”. Teori ini
menyatakan bahwa minyak bumi merupakan produk perubahan secara alami dari
zat-zat organik yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mengendap
selama ribuan sampai jutaan tahun. Akibat dari pengaruh tekanan, temperatur, kehadiran senyawa
logam dan mineral serta letak geologis selama proses perubahan tersebut, maka
minyak bumi akan mempunyai komposisi yang berbeda di tempat yang berbeda.
Komposisi
minyak mentah dan gas bumi berdasarkan unsur-unsur penyusunnya adalah sebagai
berikut:
UNSUR
|
%
WT
|
Karbon
|
83 - 87
|
Hidrogen
|
10 – 14
|
Nitrogen
|
0,1 – 2
|
Oksigen
|
0,05 – 1,5
|
Sulfur
|
0,05 – 6
|
Metal
|
0,5 – 5
|
Selain
unsur-unsur diatas terdapat juga unsur-unsur logam seperti vanadium, besi,
nikel, khrom, posfor, dan logam-logam lain yang jumlahnya kurang dari 0,03%
berat. Operasi-operasi pengilangan minyak secara fisis seperti
penguapan, fraksionasi, dan pendinginan dilaksanakan oleh adanya sejumlah besar
penyusun minyak dan gas bumi, sedangkan operasi-operasi kimiawi seperti
pemurnian (treating) dan filtrasi dilaksanakan oleh adanya
senyawa-senyawa sulfur, oksigen, dan nitrogen juga dilakukan oleh adanya
sejumlah kecil senyawa hidrogen reaktif yang mungkin terikat dalam minyak dan
gas bumi.
Di dalam minyak mentah dan gas bumi terdapat beberapa
kelompok senyawa-senyawa hidrokarbon dan masih ada beberapa kelompok senyawa
hidrokarbon yang lain yang dihasilkan oleh proses-proses pengolahan minyak
seperti perengkahan dan hidrogenasi. Diantara minyak dan gas bumi mempunyai
rumus molekul seperti alkana (CnH2n), alkena (CnH2n)
dan alkuna (CnH2n-2).
Berdasarkan
kandungan senyawanya, minyak bumi dapat dibagi menjadi golongan hidrokarbon dan
non-hidrokarbon serta senyawa-senyawa logam.
A.
Senyawa Hidrokarbon
·
golongan parafinik
·
golongan
olefinik
·
golongan
naphthenik
·
golongan aromatik
1.
Parafin
Parafin
adalah kelompok senyawa hidrokarbon jenuh yang sangat
stabil dan berantai lurus
(alkana), CnH2n+2. Contohnya adalah metana (CH4), etana
(C2H6), n-butana (C4H10), isobutana
(2-metil propana, C4H10), isopentana (2-metilbutana, C5H12),
dan isooktana (2,2,4-trimetil pentana, C8H18) dan lain-lain. Jumlah senyawa yang tergolong ke
dalam senyawa isoparafin jauh lebih banyak daripada senyawa yang tergolong
n-parafin. Tetapi, di dalam minyak bumi mentah, kadar senyawa isoparafin
biasanya lebih kecil daripada n-parafin.
2.
Olefin
Olefin atau disebut
juda dengan etilen adalah
kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n yang mempunyai
ikatan rangkap yang menghubungkan dua atom karbon.Contohnya etilena (C2H4), propena (C3H6),
dan butena (C4H8) dan lain-lain. Contoh : etena, propena/propilena, butena
3.
Naften
Naften
adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang membentuk struktur cincin dengan rumus
molekul CnH2n. Senyawa-senyawa kelompok naften yang banyak ditemukan
adalah senyawa yang struktur cincinnya tersusun dari 5 atau 6 atom
karbon.Contohnya adalah siklopentana (C5H10) dan
sikloheksana (C6H12), siklohepatana
dan lain-lain. Umumnya,
di dalam minyak bumi mentah, naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon
yang memiliki kadar terbanyak kedua setelah n-parafin.
4.
Aromatik
Aromatik atau sering
disebut senyawa benzene adalah
hidrokarbon-hidrokarbon tak jenuh yang berbentuk cincin atau rantai melingkar.Contohnya benzene (C6H6), fenol, anilin,
dan lain-lain. Minyak
bumi dari Sumatera dan Kalimantan umumnya memiliki kadar aromatik yang relatif besar.
B.
Senyawa Non
Hidrokarbon
Selain
senyawa-senyawa yang tersusun dari atom-atom karbon dan hidrogen, di dalam
minyak bumi ditemukan juga senyawa non hidrokarbon seperti :
·
senyawaan sulfur
·
senyawaan nitrogen
·
senyawaan oksigen
·
senyawaan organometal (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan)
·
garam-garam anorganik (sebagai suspensi koloidal)
Unsur-unsur tersebut umumnya tidak dikehendaki berada di
dalam produk-produk pengilangan minyak bumi, sehingga keberadaannya akan sangat
mempengaruhi langkah-langkah pengolahan yang dilakukan terhadap suatu minyak
bumi.
1.
Belerang (sulfur)
Belerang
terdapat dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S), belerang bebas (S),
merkaptan (R-SH, dengan R=gugus alkil), sulfida (R-S-R’), disulfida (R-S-S-R’)
dan tiofen (sulfida siklik). Senyawa-senyawa belerang tidak dikehendaki, karena:
a)
Menimbulkan bau tidak sedap dan sifat
korosif pada produk pengolahan.
b)
Mengurangi efektifitas zat-zat bubuhan
pada produk pengolahan.
c)
Meracuni katalis-katalis perengkahan.
d)
Menyebabkan pencemaran udara (pada
pembakaran bahan bakar minyak senyawa belerang teroksidasi menjadi zat-zat
korosif yang membahayakan lingkungan yaitu SO2 dan SO3.
2.
Nitrogen
Senyawa-senyawa
nitrogen dibagi menjadi zat-zat yang bersifat basa seperti 3-metil piridin (C6H7N)
dan kuinolin (C9H7N) serta zat-zat yang tidak bersifat
basa seperti pirol (C4H5N), indol (C8H7N)
dan karbazol (C12H9N). Senyawa-senyawa nitrogen dapat mengganggu kelancaran
pemrosesan katalitik yang jika sampai terbawa ke dalam produk, berpengaruh
buruk terhadap bau, kestabilan warna, serta sifat penuaan produk tersebut.
3.
Oksigen
Oksigen
biasanya terikat dalam gugus karboksilat dalam asam-asam naftenat
(2,2,6-trimetil sikloheksan karboksilat, C10H18O2)
dan asam-asam lemak (alkanoat), gugus hidroksi fenolik dan gugus keton. Senyawa
oksigen tidak menyebabkan masalah serius seperti halnya senyawa belerang dan
senyawa nitrogen pada proses-proses katalitik.
4.
Senyawa logam
Minyak
bumi biasanya mengandung 0,001-0,05% berat logam. Kandungan logam yang biasanya
paling tinggi adalah vanadium, nikel dan natrium.Logam-logam ini terdapat dalam bentuk garam terlarut dalam air yang
tersuspensi dalam minyak atau dalam bentuk senyawa organometal yang larut dalam
minyak.Vanadium dan nikel merupakan racun bagi katalis-katalis pengolahan
minyak bumi dan dapat menimbulkan masalah jika terbawa ke dalam produk
pengolahan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar