Fraksi-fraksi Minyak Bumi

Fraksi-fraksi minyak bumi (LNG, LPG, Petroleum Eter, Bensin, Kerosin, Solar, Oli, Lilin, Aspal)adalah senyawa hidrokarbon yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari contohnya minyak bumi. Karena pentingnya minyak bumi bagi kelangsungan hidup kita, maka pada bab ini akan dibahas proses terbentuknya minyak bumi, penyulingan minyak bumi, fraksi-fraksi minyak bumi, dan dampak pembakaran minyak bumi.

Sekarang ini pemakaian minyak bumi semakin meningkat dengan meningkatnya berbagai macam industri. Karenaselain untuk rumah tangga pemakaian minyak bumi dalam industri menjadi sangat vital, bahkan menduduki peringkat pertama dalam pemakaian bahan bakar. Permasalahan minyak bumi tidak lagi menjadi masalah ekonomi tetapi sudah menjadi masalah politik. Permasalahan yang muncul belakangan ini adalah semakin menipisnya cadangan minyak bumi di seluruh dunia. Mengapa bisa terjadi? Perlu kiranya kita tahu bagaimana proses terbentuknya minyak bumi.

Minyak bumi terbentuk dari peruraian senyawa-senyawa organik dari jasad mikroorganisme jutaan tahun yang lalu di dasar laut. Hasil peruraian yang berbentuk cair akan menjadi minyak bumi dan yang berwujud gas menjadi gas alam. Proses peruraian ini berlangsung sangat lamban sehingga untuk membentuk minyak bumi dibutuhkan waktu yang sangat lama. Itulah sebabnya minyak bumi termasuk sumber bahan alam yang tidak dapat diperbarui, sehingga dibutuhkan kearifan dalam eksplorasi dan pemakaiannya. Untuk mendapatkan minyak bumi ini dapat dilakukan dengan pengeboran.

Minyak bumi merupakan campuran senyawa-senyawa hidrokarbon. Untuk dapat dimanfaatkan perlu dipisahkan melalui distilasi bertingkat, yaitu cara pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya pada kolom bertingkat. Komponen utama minyak bumi dan gas alam adalah alkana.

Gas alam mengandung 80% metana, 7% etana, 6% propana, 4% butana dan isobutana, sisanya pentana. Untuk dapat dimanfaatkan gas propana dan butana dicairkan yang dikenal sebagai LNG (Liquid Natural Gas). Karena pembakaran gas alam murni lebih efisien dan sedikit polutan, maka gas alam banyak digunakan untuk bahan bakar industri dan rumah tangga. Dalam tabung kecil sering digunakan untuk kemah, barbekyu, dan pemantik api. LNG juga banyak digunakan untuk bahan dasar industri kimia seperti pembuatan metanol dan pupuk.

Senyawa penyusun minyak bumi: alkana, sikloalkana, dan senyawa aromatik. Di samping itu terdapat pengotor berupa senyawa organik yang mengandung S, N, O, dan organo logam. Dari hasil distilasi bertingkat diperoleh fraksifraksi LNG, LPG, petroleum eter, bensin, kerosin, solar, oli, lilin, dan aspal.

Tabel 1. Fraksi-fraksi minyak bumi

Fraksi	Jumlah atom C	Titik didih (°C)	Kegunaan
Gas	1–4	(–160)–30	Bahan bakar LPG, sumber hidrogen, bahan baku sintesis senyawa organik.
Petroleum eter	5–6	30–90	Pelarut.
Bensin (gasoline)	5–12	70–140	Bahan bakar kendaraan.
Nafta (bensin berat)	6–12	140–80	Bahan kimia (pembuatan plastik, karet sintetis, detergen, obat, cat, serat sintetis, kosmetik), zat aditif bensin.
Minyak tanah (kerosin),	9–14	180–250	Rumah tangga.
Avtur (Aviationturbine kerosene)			Bahan bakar mesin pesawat terbang.
Solar dan minyak diesel	12–18	270–350	Bahan bakar diesel, industri.
Pelumas (Oli)	18–22	350 ke atas	Pelumas.
Parafin/lilin/malam	20–30	350 ke atas	Lilin, batik, korek api, pelapis kertas bungkus, semir sepatu.
Aspal	25 ke atas	350 ke atas	Pengaspalan jalan, atap bangunan, lapisan antikorosi, pengedap suara pada lantai.

Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin.

Bilangan oktan merupakan ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin. Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa n–heptana dan isooktan. Misalnya bensin premium yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% n–heptana.

Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% n–heptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: premium (bilangan oktan 80–88), pertamax (bilangan oktan 91–92) dan pertamax plus (bilangan oktan 95). Penambahan zat antiketukan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol.

Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (–SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin. Reaksinya:

Protein–SH + Pb²⁺ + SH–protein → protein–S–Pb–S–protein + 2H⁺

Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan cara-cara :

1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:

C₁₀H₂₂(l) → C₈H₁₈(l) + C₂H₄(g)

2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.

3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekulmolekul kecil menjadi molekul besar. Contoh:

a. propena + butena → bensin

b. isobutana + isobutena → isooktana

Dampak pembakaran bensin dapat diatasi dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1.        Produksi bensin ramah lingkungan (tanpa timbal).

2.        Penggunaan converter katalitik pada sistem pembuangan kendaraan.

3.        Penggunaan Electronic Fuel Injection (EFI) pada sistem bahan bakar.

4.        Penghijauan atau pembuatan taman kota.

5.        Penggunaan energi alternatif.

Referensi :

Harnanto, A. dan Ruminten. 2009. Kimia 1 : untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 194.

Sumber : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/fraksi-fraksi-minyak-bumi-lng-lpg-petrolium-bensin-kerosin-solar-oli-lilin-aspal.html#ixzz2nnib5AGU

MINYAK BUMI

MINYAK BUMI

Minyak bumi (bahasa Inggris:  petroleum, dari bahasa Latinpetrus – karang dan  oleum – minyak), dijuluki juga sebagai  emas hitam, adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri  alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. Minyak Bumi adalah campuran dari berbagai jenis hidrokarbon.

Komposisi minyak bumi Minyak mentah (petroleum) adalah campuran kompleks, terutama terdiri dari hidrokarbon bersama-sama dengan sejumlah kecil komponen yang mengandung sulfur, oksigen dan nitrogen dan sangat sedikit komponen yang mengandung logam.

Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah:

Alkana. Fraksi ini merupakan yang terbesar di dalam minyak mentah.

Sikloalkana (napten) CnH2n Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

Aromatik CnH2n -6 Aromatik memiliki cincin 6 (enam).

hanya terdapat dalam jumlah kecil, tetapi sangat diperlukan dalam bensin karena :

- Memiliki harga anti knock yang tinggi

- Stabilitas penyimpanan yang baik

- Dan kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuels).

Proporsi dari ketiga tipe hidrokarbon sangat tergantung pada sumber dari minyak bumi. Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak tetapi kadang kadang (disebut sebagai crude napthenic) mengandung sikloalkana sebagai komponen yang terbesar, sedangkan aromatik selalu merupakan komponen yang paling sedikit.

Pengilangan/penyulingan (refining) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk yang dapat dijual (marketeble product) melalui kombinasi proses fisika dan kimia. Produk yang dihasilkan dari proses pengilangan/penyulingan tersebut antara lain:

1.   Light destilates adalah komponen dengan berat molekul terkecil. Ini ada beberapa buah :

·   Bensin

Gasoline  (Amerika Serikat) atau motor spirit (Inggris) atau bensin (Indonesia) memiliki titik didih terendah dan merupakan produk kunci dalam penyulingan yang digunakan sebagai bahan pembakar motor (45% dari minyak mentah diproses untuk menghasilkan gasolin).

·         Naphta

Naphta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin. Beberapa naphta digunakan sebagai : – Pelarut karet – Bahan awal etilen – Dalam kemiliteran digunakan sebagai bahan bakar jet dan dikenal sebagai jP-

                               Pelarut dry cleaning (pencuci) 

·         Kerosin

Kerosin memiliki titik didih tertinggi dan biasanya digunakan sebagai :

- Minyak tanah

- Bahan bakar jet untuk air plane

Intermediate destilates merupakan minyak gas atau bahan bakar diesel yang penggunaannya sebagai bahan bakar transportasi truk-truk berat, kereta api, kapal kecil komersial, peralatan pertanian dan lain-lain.

Heavy destilates merupakan komponen dengan berat molekul tinggi. Fraksi ini biasanya dirubah menjadi minyak pelumas (lubricant oils), minyak dengan berat jenis tinggi dari bahan bakar, lilin dan stock cracking.

Residu termasuk aspal, residu bahan bakar minyak dan petrolatum. Residu memiliki prosentasi yang tidak besar.

KOMPOSISI MINYAK BUMI

Minyak bumi memiliki adalah senyawa hidrokarbon (Hidrogen-karbon) dan berupa campuran. Senyawa hidrokarbon sebanyak 50-98% berat, dan sisanya merupakan senyawa organik yang mengandung belerang, oksigen, dan nitrogen serta senyawa-senyawa anorganik seperti vanadium, nikel, natrium, besi, aluminium, kalsium, dan magnesium. Komposisi minyak bumi disederhanakan dalam Tabel 10.4.

            Tabel. 10.4. Komposisi unsur yang dikandung minyak bumi

Jika kita fokuskan pada senyawa yang ada dalam minyak bumi, maka kita dapat mengklasifikasikannya menjadi tiga bagian yaitu golongan hidrokarbon dan non-hidrokarbon serta senyawa-senyawa logam.

Senyawa hidrokarbon
Golongan hidrokarbon-hidrokarbon yang utama adalah parafin, olefin, naften, dan aromatik.

Parafin merupakan kelompok senyawa yang memiliki ciri khas sebagai senyawa hidrokarbon jenuh (alkana), CnH2n+2. Senyawa ini juga dapat kita kelompokkan ke dalam normal paraffin, dan yang memiliki gugus cabang. Kelompok normal paraffin meliputi metana(CH4), etan (C2H6), n-butana (C4H10), dan yang memiliki gugus cabang seperti isobutana (2-metilpropane, C4H10), isopentana (2-metilbutana, C5H12), dan isooktana (2,2,4-trimetil pentane, C8H18). Jumlah senyawa yang tergolong ke dalam senyawa yang memiliki gugus cabang jauh lebih banyak daripada senyawa yang tergolong normal paraffin.

Olefin adalah merupakan kelompok senyawa senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n (Alkena). Contohnya etilena (C2H4), proprna (C3H6), dan butena (C4H8).

Naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon jenuh bentuk siklis (cincin) dengan rumus molekul CnH2n. struktur cincinnya tersusun atas 5 atau 6 atom karbon, seperti siklopentana (C5H10), metilsiklopentana (C6H12) dan sikloheksana (C6H12). Dalam minyak bumi mentah, naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon yang memiliki kadar terbanyak kedua setelah normal paraffin.

Aromatik adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, dengan kerangka utama molekul, cincin benzene (C6H6). Beberapa contoh molekul aromatik benzene (C6H6), metilbenzene (C7H8) dan naftalena (C10H8) (C10H8).

Senyawa non Hidrokarbon
Senyawa non hidrokarbon sebenarnya adalah senyawa hidrokarbon yang mengandung atom atau unsure anorganik seperti belerang, nitrogen, oksigen, vanadium, nikel dan natrium. Umumnya unsur ini terikat pada rantai atau cincin hidrokarbon. Kehadiran unsure ini menurunkan kualitas serta mengganggu proses pengolahan minyak bumi.

REAKSI SENYAWA HIDROKARBON

Reaksi Senyawa Hidrokarbon

Reaksi Hidrokarbon terdiri dari reaksi oksidasi, substitusi, adisi, eliminasi. Pada senyawa-senyawa hidrokarbon dapat terjadi reaksi-reaksi tersebut. Pada subbab ini, Anda akan mempelajari reaksi-reaksi tersebut.

1. Reaksi Oksidasi pada Senyawa Hidrokarbon

Suatu senyawa alkana yang bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air disebut dengan reaksi pembakaran. Perhatikan persamaan reaksi oksidasi pada senyawa hidrokarbon berikut.

CH₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g)

Reaksi pembakaran tersebut, pada dasarnya merupakan reaksi oksidasi. Pada senyawa metana (CH₄) dan karbon dioksida (CO₂) mengandung satu atom karbon. Kedua senyawa tersebut harus memiliki bilangan oksidasi nol maka bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa metana adalah –4, sedangkan bilangan oksidasi atom karbon pada senyawa karbon dioksida adalah +4.

Bilangan oksidasi atom C pada senyawa karbon dioksida meningkat (mengalami oksidasi), sedangkan bilangan oksidasi atom C pada senyawa metana menurun.

2. Reaksi Substitusi pada Senyawa Hidrokarbon

Reaksi substitusi merupakan reaksi penggantian gugus fungsi (atom atau molekul) yang terikat pada atom C suatu senyawa hidrokarbon.

Pada reaksi halogenasi alkana, atom hidrogen yang terikat pada atom C senyawa alkana digantikan dengan atom halogen. Ketika campuran metana dan klorin dipanaskan hingga 100°C atau radiasi oleh sinar UV maka akan dihasilkan senyawa klorometana, seperti reaksi berikut.

	100 °C
CH4(g) + Cl2(g)	→	CH3Cl(g) + HCl(g)

Jika gas klorin masih tersedia dalam campuran, reaksinya akan berlanjut seperti berikut.

	100 °C
CH3Cl(g) + Cl2(g)	→	CH2Cl2(g) + HCl(g)
	100 °C
CH2Cl2(g) + Cl2(g)	→	CHCl3(g) + HCl(g)
	100 °C
CHCl3(g) + Cl2(g)	→	CCl4(g) + HCl(g)

Reaksi substitusi tersebut digunakan dalam pembuatan senyawa diklorometana. Jika reaksi dilakukan pada senyawa etana, reaksi akan menghasilkan dikloroetana. Diklorometana digunakan untuk pengelupasan cat, sedangkan triklorometana digunakan untuk dry–clean.

3. Reaksi Adisi pada Senyawa Hidrokarbon

Reaksi adisi adalah reaksi penggabungan dua atau lebih molekul menjadi sebuah molekul yang lebih besar dengan disertai berkurangnya ikatan rangkap dari salah satu molekul yang bereaksi akibat adanya penggabungan. Biasanya satu molekul yang terlibat mempunyai ikatan rangkap. Reaksi ini hanya terjadi hidrokarbon tak jenuh (alkena dan alkuna). Contoh reaksi adisi adalah reaksi antara etena dengan gas klorin membentuk 1,2-dikloroetana.

Hidrokarbon yang memiliki ikatan rangkap dua atau rangkap tiga merupakan senyawa tak jenuh. Pada senyawa tak jenuh ini memungkinkan adanya penambahan atom hidrogen. Ketika suatu senyawa tak jenuh direaksikan dengan hidrogen halida maka akan menghasilkan produk tunggal.

4. Reaksi Eliminasi pada Senyawa Hidrokarbon

Reaksi eliminasi merupakan reaksi kebalikan dari reaksi adisi. Reaksi eliminasi melibatkan pelepasan atom atau gugus atom dari sebuah molekul membentuk molekul baru. Contoh reaksi eliminasi adalah eliminasi etil klorida menghasilkan etana dan asam klorida.

C₂H₅Cl(aq) → C₂H₄(aq) + HCl(aq)

Reaksi eliminasi terjadi pada senyawa jenuh (tidak memiliki ikatan rangkap) dan menghasilkan senyawa tak jenuh (memiliki ikatan rangkap).

Contoh Soal 1 :

Diketahui reaksi senyawa karbon:

CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)

CH₄(g) + CH₂Br(g) → CH₂ ─ CH₂(g) + HBr(g)

Kedua reasi tersebut termasuk jenis reaksi ....

A. adisi dan substitusi
B. adisi dan eliminasi
C. substitusi dan adisi
D. substitusi dan eliminasi
E. eliminasi dan adisi

Kunci Jawaban :

Reaksi substitusi: reaksi penukaran unsur.

Contoh:

H₃C ─ H + Cl ─ Cl → H₃CCl + HCl

Reaksi eliminasi: perubahan senyawa jenuh menjadi tak jenuh, pembentukan ikatan tunggal menjadi rangkap.

Referensi :

Rahayu, I. 2009. Praktis Belajar Kimia, Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p 210.
www.ilmukimia.org