Kamis, 06 Agustus 2009

Komposisi Minyak Bumi

Hidrogen (H) dan Karbon (C) merupakan komponen terbesar yang terdapat dalam minyak bumi dan sering disebut dengan senyawa Hidrokarbon. Komponen yang lebih kecil jumlahnya disebut dengan senyawa non hidrokarbon seperti : Belerang, Oksigen, Nitrogen, dan Logam.

A. Senyawa Hidrokarbon
Senyawa Hidrokarbon merupakan senyawa yang tersusun atas unsur Hidrogen (H) dan Carbon (C). Menurut A. Hardjono tahun 2006, 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 parafin, naften dan aromatis. Di samping senyawa-senyawa tersebut, dalam produk minyak bumi juga terdapat senyawa hidrokarbon olefin dan diolefin, yang terjadi karena rengkahan dalam proses pengolahan minyak bumi dalam kilang, misalnya pada distilasi minyak mentah dan proses perengkahan.
1. Senyawa Hidrokarbon Parafin (CnH2n+2)
Senyawa hidrokarbon parafin adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rumus umum CnH2n+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. Merupakan gugus alkana, contoh :
n-hexane (C6H14)
Iso parafin
Golongan ini merupakan golongan rantai bercabang dan merupakan komponen yang paling di inginkan dalam jumlah besar, komponen ini biasanya terbentuk oleh reaksi hidrocracking atau alkilasi dan isomerisasi  
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 i-butan merupakan 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 atmosfir berupa zat padat dan terutama terdapat dalam malam parafin.
2. Senyawa hidrokarbon naften
Senyawa hidrokarbon naften adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rumus umum CnH2n. Karena senyawa hidrokarbon ini mempunyai sifat kimia seperti senyawa hidrokarbon paraffin dan mempunyai struktur molekul siklis, maka senyawa ini juga disebut senyawa sikloparafin. 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. Struktur molekul siklopentana dan sikloheksana sebagai berikut :
3. Senyawa hidrokarbon aromatis
Senyawa hidrokarbon aromatis adalah senyawa hidrokarbon tidak jenuh dengan rumus umum CnH2n-6. Senyawa ini sangat reaktif, mudah dioksidasi dengan asam, dapat mengalami reaksi substitusi atau reaksi adisi tergantung kepada kondisi reaksi. Hanya sedikit sekali minyak mentah yang mengandung senyawa aromatis dengan titik didih rendah seperti : benzene (C6H6) dan toluene (C6H5CH3).
4. Senyawa hidrokarbon Olefin (CnH2n)
Senyawa hidrokarbon olefin mempunyai rumus umum CnH2n dan merupakan senyawa hidrokarbon yang tidak jenuh dengan sebuah ikatan rangkap dua. Olefin 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 olefin. Karena mempunyai ikatan rangkap, maka senyawa olefin adalah reaktif, sehingga banyak digunakan sebagai bahan dasar utama dalam industri petrokimia, seperti etilen (C2H4) dan propilen (C3H6).
Contoh :
a. Etilen (C2H4)
H2C ══ CH2
b. Propilen (C3H6)
H2C ══ CH ─ CH3
5. Senyawa Hidrokarbon Diolefin (CnH2n-2)
Senyawa hidrokarbon diolefin mempunyai rumus umum CnH2n-2 dan merupakan senyawa tidak jenuh dengan dua buah ikatan rangkap dua. Seperti halnya dengan senyawa olefin, senyawa ini tidak terdapat dalam minyak mentah tetapi terbentuk dalam proses rengkahan. Senyawa diolefin tidak stabil, sangat reaktif dan cenderung akan berpolimerisasi membentuk damar.
Contoh :
a. Butadiene (C4H6)
CH2 ══ CH ─ CH ══ CH
b. Pentadiene (C5H8)
CH2 ══ CH ─ CH2 ─ CH ══CH2
2.1.1.4 Senyawa Bukan Hidrokarbon
Menurut Hardjono, 2006, senyawa bukan hidrokarbon yang terdapat dalam minyak bumi dan produknya adalah senyawa organic yang mengandung unsur belerang, oksigen, nitrogen, dan logam-logam.
1. Senyawa Belerang
Kadar belerang dalam minyak mentah berkisar dari 0,04-6% berat. Senyawa belerang ini dapat menimbulkan beberapa kerugian, yaitu :
• Pencemaran udara
Pencemaran udara disebabkan oleh bau yang tidak enak pada senyawa belerang (titik didih rendah). Hidrogen sulfida (H2S), belerang dioksida (SO2), belerang monoksida (SO) yang merupakan hasil pembakaran yang tidak sempurna dari senyawa belerang. H2S juga sangat beracun.
• Korosi
Korosi yang disebabkan oleh kebanyakan senyawa belerang terutama terjadi pada suhu diatas 300°F. Korosi ini akan merusakkan alat-alat pengolahan dalam kilang minyak, khususnya alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi.
• Menurunkan angka oktan bensin
Penurunan angka oktan bensin oleh senyawa belerang tergantung kepada jumlah dan tipe senyawa belerang. Penelitian menunjukan bahwa 0,1% belerang akan menurunkan angka oktan 0 sampai 2 satuan angka oktan.
• Meracuni katalis
Pada proses reforming katalitik untuk membuat nafta atau bensin dengan angka oktan yang tinggi, adanya belerang dalam umpan nafta atau bensin dapat meracuni katalis platina, sehingga kandungan belerang dalam umpan harus dibatasi serendah mungkin, maksimal 0,2 ppm.
2. Senyawa Oksigen
Kadar oksigen dalam minyak bumi bervariasi dari 0,1-2% berat. Hasil oksidasi yang tidak larut akan menyumbat pipa-pipa pada sistem perpipaan.
3. Senyawa Nitrogen
Kadar nitrogen dalam minyak bumi umumnya rendah, berkisar dari 0,1-2% berat. Minyak bumi yang mempunyai kadar belerang dan aspal yang tinggi, biasanya juga mempunyai kandungan nitrogen yang tinggi pula.
 Senyawa nitrogen terdapat dalam semua fraksi minyak bumi, tetapi konsentrasinya tergantung pada titik didihnya, semakin tinggi fraksi minyak bumi semakin besar konsentrasinya. Senyawa nitrogen dalam minyak bumi adalah seperti pirimidin, qinolin, indol, dan karbasol. Adapun kerugian yang diakibatkan karena adanya senyawa nitrogen dalam minyak bumi dan produknya adalah :
a. Menurunkan aktivitas katalis yang digunakan dalam proses perengkahan, reforming, polimerisasi, dan isomerisasi.
b. Kerosin yang semestinya jernih seperti air (water white) warnanya akan berubah menjadi kemerah-merahan kalau terkena matahari.
c. Nitrogen dalam bensin akan mempercepat pembentukan dammar dalam karburator.
d. Menyebabkan terjadinya endapan pada minyak bakar dalam penyimpanannya. 
4. Senyawa Logam 
Menurut Hardjono, 2006 Hampir semua logam terdapat dalam minyak bumi, tetapi karena jumlahnya sangat kecil yaitu sekitar 5-400 ppm, sehingga tidak menimbulkan permasalahan. Terkecuali beberapa logam yang jumlahnya kecil tetapi dapat bersifat racun terdapat beberapa katalis, seperti vanadium, arsen, besi, dan nikel. Disamping itu logam vanadium yang terdapat dalam minyak bakar dapat menyebabkan korosi turbin gas dan pipa-pipa pembangkit uap, merusak batu tahan api dinding dapur dan menurunkan mutu produk pecah belah dalam industri keramik. Logam-logam berat seperti vanadium, nikel, dan tembaga di dalam minyak bumi umumnya dianggap sebagai senyawa kompleks. Sedangkan logam garam anorganik yang dapat larut dalam air, seperti garam khlorida dan sulfat dari logam natrium, kalium, magnesium, terdapat dalam minyak bumi dalam keadaan terdispersi. Pada umumnya senyawa logam cenderung untuk berkumpul dalam fraksi residu.