Artikel Minyak Bumi

         
MINYAK BUMI

PENGERTIAN MINYAK BUMI
Minyak bumi adalah cairan kental yang mempunyai warna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar dan yang berada pada 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.

  PROSES TERBENTUKNYA MINYAK BUMI

Minyak bumi terbentuk dari penguraian senyawa-senyawa organik dari jasad mikroorganisme jutaan tahun yang lalu di dasar laut atau di darat. Sisa-sisa tumbuhan dan hewan tersebut tertimbun oleh endapan pasir, lumpur, dan zat-zat lain selama jutaan tahun dan mendapat tekanan serta panas bumi secara alami. Bersamaan dengan proses tersebut, bakteri pengurai merombak senyawa-senyawa kompleks dalam jasad organik menjadi senyawa-senyawa hidrokarbon. Proses penguraian ini berlangsung sangat lamban sehingga untuk membentuk minyak bumi dibutuhkan waktu yang sangat lama.

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

a.     Distilasi

Destilasi adalah proses pemisahan fraksi-fraksi dalam minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didih. Proses destilasi biasanya dilakukan pada sebuah tanur tinggi yang kedap udara. Minyak bumi mentah dialirkan ke dalamnya untuk dipanaskan dalam tekanan 1 atmosfer pada suhu 370°C. Pemanasan minyak mentah ini kemudian membuat fraksi-fraksi dalam minyak bumi terpisah. Fraksi yang memiliki titik didih terendah akan berada di bagian atas tanur, sedangkan fraksi yang memiliki titik didih tinggi akan berada di dasar tanur.

b.     Cracking

Fraksi-fraksi yang dihasilkan dari proses destilasi kemudian dimurnikan melalui proses cracking. Cracking adalah tahapan pengolahan minyak bumi yang dilakukan untuk menguraikan molekul-molekul besar senyawa hidrokarbon menjadi molekul-molekul hidrokarbon yang lebih kecil, misalnya pengolahan fraksi minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin. Proses cracking dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu cara panas (thermal cracking), cara katalis (catalytic cracking), dan hidrocracking.

c.      Reforming

Reforming adalah proses merubah struktur molekul fraksi yang mutunya buruk (rantai karbon lurus) menjadi fraksi yang mutunya lebih baik (rantai karbon bercabang) yang dilakukan dengan penggunaan katalis atau proses pemanasan. Karena dilakukan untuk merubah struktur molekul, maka proses ini juga bisa disebut sebagai proses isomerisasi.

d.     Alkilasi dan Polimerisasi

Setelah diperbaiki struktur molekulnya, fraksi-fraksi yang dihasilkan dari pengolahan minyak bumi mentah kemudian melalui proses alkilasi dan polimerisasi. Alkilasi adalah tahap penambahan jumlah atom pada fraksi sehingga molekul fraksi menjadi yang lebih panjang dan bercabang. Proses alkilasi menggunakan penambahan katalis asam kuat seperti HCl, H2SO4, atau AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). Sedangkan polimerisasi adalah tahap penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul yang lebih besar dalam fraksi sehingga mutu dari produk akhir akan lebih meningkat.

e.     Treating

Treating adalah proses pemurnian fraksi minyak bumi melalui eliminasi bahan-bahan pengotor yang terikut dalam proses pengolahan atau yang berasal dari bahan baku minyak mentah. Bahan-bahan pengotor yang dihilangkan dalam proses treating tersebut antara lain bau tidak sedap melalui copper sweetening dan doctor treating, lumpur dan warna melalui acid treatment, parafin melalui dewaxing, aspal melalui deasphalting, dan belerang melalui desulfurizing.

f.       Blending

Tahap terakhir yang dilalui dalam proses pengolahan minyak bumi sehingga menghasilkan bahan siap guna adalah proses blending. Blending adalah tahapan yang dilakukan untuk meningkatkan kualitas produk melalui penambahan bahan-bahan aditif ke dalam fraksi minyak bumi. Bahan-bahan aditif yang digunakan tersebut salah satunya adalah tetra ethyl lead (TEL). TEL adalah bahan aditif yang digunakan menaikkan bilangan oktan bensin. 

MUTU BENSIN

Mutu bahan bakar bensin ditentukan oleh jumlah ketukan (knocking) yang ditimbulkan. Jumlah ketukan dinyatakan dengan nilai oktan. Semakin tinggi mutu bensin, berarti jumlah ketukan semakin sedikit, dan angka oktanya semakin tinggi. Sebagai pembanding dalam penentuan bilangan oktan pada bensin digunakan nilai n – heptana dan isooktana. Kedua senyawa ini merupakan sebagian senyawa yang terdapat dalam bensin. Isooktana memberikan ketukan paling sedikit, diberi nilai oktan 100. N – heptane menghasilkan ketukan paling sedikit, diberi nilai nol. Suatu campuran yang terdiri dari 80% isooktana dan 20% n – heptane mempunyai nilai oktan sebesar 80 .
Salah satu jenis bensin, misalnya premium mempunyai nilai oktan 88. Ini berarti mutu premium setara dengan campuran 88% isooktan dan 12% n – heptane. Namun, mutu premium atau jumlah ketukan yang dihasilkan setara dengan campuran 88% isooktan dan 12% n – heptana. Pada umumnya bensin menimbulkan banyak ketukan. Hal ini terjadi karena sebagian besar bensin yang merupakan hasil penyulingan terdiri dari alkane rantai lurus.
Bensin yang berantai hidrokarbon lurus kualitasnya kurang baik karena mengakibatkan penyalakan/knocking pada mesin sehingga mesin menjadi cepat rusak. Namun, knocking ini dapat dikurangi dengan menambahkan TEL (tetraethyl lead), yaitu Pb(C₂H₅)₄. Penambahan 2-3 mL TEL kedalam 1 galon bensin, dapat menaikan nilai oktan 15 poin. Kekurangan dari penambahan TEL ini adalah dalam pembakaran bensin akan menghasilkan oksida timah hitam yang keluar bersama asap knalpot atau menempel pada mesin.

DAMPAK PEMBAKARAN MINYAK BUMI

Pembakaran bahan bakar fosil (batubara, minyak bumi dan gas alam) dapat menyebabkan masalah pencemaran lingkunagan, khususnya pencemaran udara. Seperti yang terjadi di kota-kota besar dan padat penduduk. Agar lebih memahami manfaat pemakaian bahan bakar fosil dan dampak yang mungkin terjadi, akan dibahas berbagai pencemaran udara, efek rumah kaca dan hujan asam.
1. Pencemaran Udara
Penggunaan bahan bakar fosil jika pembakarannya tidak sempurna dapat menimbulkan pencemaran udara yang berupa partikulat atau gas dapat membahayakan kesehatan manusia atau kestabilan bumi. Berikut beberapa pencemaran yang mungkin terjadi :
a. Pengotor dalam bahan bakar
Batubara mengandung sedikit belerang dan saat dibakara akan menghasilkan SO2 dan meninggalkan abu yang mengandung oksida-oksida logam.
b. Bahan Additif
Untuk menaikkan bilangan oktan dalam bensin ditambahkan zat-zat additive yang pembakarannya menghasilkan PbBr2 sebagai pencemar udara karena dapat merusak ginjal, otak dan hati.
c. Karbon dioksida (CO2)
CO2 yang dihasilkan kendaraan bermotor sebenarnya tidak berbahaya bagi manusia, namun peningkatan suhu permukaan bumi (efek rumah kaca) atau pemanasan global yang berpengaruh pada iklim dan pencairan es di kutub
d. Karbon Monoksida (CO)
Pembakaran yang berlangsung tidak sempurna selain menghasilkan CO2 juga menghasilkan CO dan Jelaga. CO beracun dan dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernafasan dan paru-paru. Jika CO masuk dalam darah melalui pernafasan dapat bereaksi dengan hemoglobin dalam darah membentuk karbosihemoglobin sehingga menghalangi darah membawa oksigen ke seluruh tubuh sehingga tubuh kekurangan oksigen yang dapat menimbulkan kematian yang diawali rasa lemas.
e. Oksida belerang (SO2 dan SO3)
Gas hasil pembakaran bahan bakar fosil khususnya batu bara adalah SO2 dan SO3. Jika SO2 terhisap dalam pernafasan membentuk asam sulfit yang akan merusak jaringan sehingga menimbulkan rasa sakit. Sedangkan jika yang terhisap SO3 akan membentuk asam sulfat yang berbahaya. Jika oksida belerang larut dalam hujan akan menyebabkan hujan asam.
f. Oksida Nitrogen (NO dan NO2)
Dalam silinder bunga api listrik menyebabkan sedikit nitrogen bereaksi dengan oksigen membbentuk NO dan setelah keluar dari knalpot NO bereaksi dengan udara (oksigen) membentuk NO2.
N2 + O2 2NO(g)
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
Sebenarnya NO dan NO2 tidak beracun secara langsung tetapi NO bereaksi dengan bahan pencemar lain menimbulkan asap kabut atau Smog yang dapat menimbulkan iritasi pada mata dan saluran pernafasan.

2. Efek Rumah Kaca
a. Karbon dioksida (CO2)
CO2 merupakan gas rumah kaca paling penting karena kelimpahan diatmosfer paling banyak. Akhir-akhir ini kelimpahan CO2 meningkat dengan adanya kemajuan teknologi, pertambahan penduduk dan semakin banyaknya pabrik, kendaraan dan pembakaran utan.
b. Uap air
Kelimpahan uap air di udara cukup besar, namun keberadaannya tidak terkait langsung dengan aktivitas manusia, sehingga peningkatan atau berkurangnya tidak mengkhawatirkan.
c. Metana
Kelimpahan metana jauh lebih sedikit dibandingkan CO2(g) dan H2O namun mempunyai efek rumah kaca yang lebih kuat daripada CO2 per molekulnya. Keberadaan CH4 merupakan hasil penguraian sisa-sisa tumbuhan.
d.CFC
CFC merupakan gas rumah kaca namun keberadaannya dapat merusak lapisan ozon. CFC dihasilkan dari penggunaan lemari es, berbagai alat semprot (deodorant, minyak wangi, hairspray, berbagai pembersih dll).

3. Hujan Asam
Air hujan pada umumnya bersifat asam dengan pH (derajat keasaman) sekitar 5,7. Jika air hujan mempunyai pH kurang dari 5,7 disebut hujan asam.
a. Penyebab hujan asam
Air hujan mencapai pH 5,7 (normal) dikarenakan melarutkan gas CO2 di udara
CO2(g) + H2O (l) H2CO3(aq)
Air hujan yang pH nya kurang dari 5,7 dikarenakan diudara banyak mengandung pollutant : SO2, SO3 dan NO2 dengan reaksi sebagai berikut :
SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq) (asam sulfit)
SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) (asam sulfat)
2NO2(g) + H2O(l) HNO2(aq) + HNO3(aq)
b. Dampak Hujan Asam
Hujan asam menimbulkan masalah lingkungan terutama tanaman, biota air dan bangunan
1) Kerusakan hutan
Hujan asam dapat melarutkan unsure hara yang penting seperti kallsium dan magnesium sehingga tanah bersifat asam yang tidak baik bagi tumbuhan. Selain itu hujan asam membebaskan ion aluminium yang merupakan racun bagi tanaman dan gas SO2 yang ada bersama hujan asam dapat mematikan daun tumbuhan.
2) Kematian Biota Air
Hujan asam mengakibatkan air sungai dan danau bersifat asam yang akan mematikan ikan dan tumbuhan air.
3) Kerusakan bangunan
4) Hujan asam dapat merusak bangunan.

Bahan bangunan seperti batu kapur, marmer dan beton sedikit banyak mengandung CaCO3 yang akan larut dalam asam
CaCO3(s) + 2HNO3(aq) Ca(NO3)2(aq) + H2O(l) + CO2(g)