Minggu, 06 November 2011

MINYAK BUMI




























































Tiga gambar, tentang Pembentukan Minyak & Gas.Gambar pertama tentang Samudera 300 sampai 400 juta tahun yang lalu. Tumbuhan dan hewan laut kecil mati dan terkubur di dasar laut. Seiring waktu, mereka tertutup oleh lapisan pasir dan lumpur. Gambar kedua adalah tentang Samudera 50 sampai 100 juta tahun yang lalu. Selama jutaan tahun, sisa-sisa tumbuhan dan hewan terkubur lebih dalam dan lebih dalam. Panas yang sangat besar dan tekanan mengubahnya menjadi minyak dan gas. Gambar ketiga adalah tentang Deposito Minyak & Gas ."menara bor (derrick)"



Element atau unsur minyak bumi bisa dibagi menjadi 5 bagian.
1. Batuan induk (Source): batuan yang mempunyai banyak kandungan material organik. Batuan ini biasanya batuan yang mempunyai sifat mampu mengawetkan kandungan material organik seperti batu lempung atau batuan yang punya banyak kandungan material organik seperti batu gamping.
2. Batuan penyimpan (Reservoir): batuan yang mempunyai kemampuan menyimpan fluida seperti batu pasir dimana minyak atau gas dapat berada di antara butiran batu pasir. Atau bisa juga di batu gamping yang banyak rongga-rongganya. Intinya batu yang punya rongga dan rongga-rongga ini terhubung satu sama lain.
3. Batuan penutup (Seal): batuan yang impermeable atau batuan yang tidak gampang tembus karena berbutir sangat halus dimana butiran satu sama lain sangat rapat.
4. Migrasi (Migration): berpindahnya minyak atau gas bumi yang terbentuk dari batuan induk ke batuan penyimpan sampai dimana minyak dan gas bumi tidak dapat berpindah lagi.
5. Jebakan (Trap): bentuk dari suatu geometri yang mampu menahan minyak dan gas bumi untuk dapat berkumpul.
Proses juga tidak kalah pentingnya dengan unsur penyusun minyak bumi. Kalau kita punya unsur tapi proses tidak mendukung atau sebaliknya maka minyak bumi juga tidak akan terbentuk. Proses juga bisa dibagi menjadi 5 tahap.
1. Pembentukan (Generation): Tekanan dari batuan2 di atas batuan induk membuat temperatur dan tekanan menjadi lebih besar dan dapat menyebabkan batuan induk berubah dari material organik menjadi minyak atau gas bumi.
2. Migrasi atau perpindahan (Migration): Senyawa hidrokarbon (minyak dan gas bumi) akan cenderung berpindah dari batuan induk (source) ke batuan penyimpan (reservoir) karena berat jenisnya yang ringan dibandingkan air.
3. Pengumpulan (Accumulation): Sejumlah senyawa hidrokarbon yang lebih cepat berpindah dari batuan induk ke batuan penyimpan dibandingkan waktu hilangnya jebakan akan membuat minyak dan gas bumi terkumpul.
4. Penyimpanan (Preservation): Minyak atau gas bumi tetap tersimpan di batuan penyimpan dan tidak berubah oleh proses lainnya seperti biodegradation (berubah karena ada mikroba-mikroba yang dapat merusak kualitas minyak).
5. Waktu (Timing): Jebakan harus terbentuk sebelum atau selama minyak bumi berpindah dari batuan induk ke batuan penyimpan.

Bagaimana Minyak Dibentuk?


Minyak terbentuk dari sisa-sisa hewan dan tumbuhan (diatom) yang hidup jutaan tahun yang lalu di lingkungan laut (air) sebelum dinosaurus. Selama jutaan tahun, sisa-sisa hewan dan tanaman ini ditutupi oleh lapisan pasir dan lumpur. Panas dan tekanan dari lapisan-lapisan ini membantu sisa-sisa hewan dan tanaman ini berubah menjadi apa yang sekarang kita sebut minyak mentah. Kata "petroleum" berarti "minyak batu" atau "minyak dari bumi."




PENYULINGAN MINYAK BUMI
Minyak yang ditambang masih berupa minyak mentah yang belum dapat digunakan. Untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar dan aplikasi lain, minyak mentah perlu diolah di kilang-kilang minyak melalui penyulingan bertingkat dengan teknik fraksionasi. Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah perbedaan titik didih di antara fraksi-fraksi minyak mentah.
 
Hidrokarbon yang memiliki titik didih paling rendah akan terpisah lebih dulu, disusul dengan hidrokarbon yang memiliki titik didih lebih tinggi. Jadi, secara bertahap, senyawa hidrokarbon dapat dipisahkan dari campuran minyak mentah. Fraksi minyak mentah yang pertama keluar dari penyulingan adalah senyawa hidrokarbon dengan massa molekul rendah, kurang dari 70 sma. Fraksi ini dikemas dalam tabung bertekanan sampai mencair. Hasil pengolahan pada fraksi ini dikenal dengan LPG (liquid petroleum gas). Setelah semua fraksi teruapkan, fraksi berikutnya yang keluar adalah fraksi gasolin.


PENGOLAHAN MINYAK MENTAH

Suhu yang diterapkan untuk mengeluarkan fraksi ini berkisar antara 40 – 200°C. Pada suhu tersebut, hidrokarbon mulai dari pentana sampai oktana dikeluarkan dari penyulingan (lihat titik didih pentana sampai oktana). Pada suhu kamar, wujud dari fraksi ini adalah cairan tak berwarna hingga agak kuning dan mudah menguap. Demikian seterusnya hingga semua fraksi dapat dipisahkan secara bertahap berdasarkan perbedaan titik didihnya. Hasil fraksionasi itu menyisakan residu yang disebut aspal berwarna hitam pekat.

PERENGKAHAN MINYAK BUMI

Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming). Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C5–C9) melalui perengkahan termal. Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C12H26) dapat direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi senyawa heksana (C6H14) dan heksena (C6H12).

Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama. Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi. Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan campuran silikon (SiO2) dan alumina (Al2O3), ditambah gas hydrogen atau katalis tertentu. Dalam reforming, molekul-molekul kecil digabungkan menjadi molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:


PENGOLAHAN MINYAK MENTAH

BILANGAN OKTAN

Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (perhatikan Gambar.2). Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.

Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan. Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:
a. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin;
b. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian;
c. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index.

PENGOLAHAN MINYAK MENTAH

Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4.

PENGOLAHAN MINYAK MENTAH

Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi.

Kilang minyak (oil refinery) adalah pabrik/fasilitas industri yang mengolah
minyak mentah menjadi produk petroleum yang bisa langsung digunakan maupun produk-produk lain yang menjadi bahan baku bagi industri petrokimia. Produk-produk utama yang dihasilkan dari kilang minyak antara lain: minyak bensin (gasoline), minyak disel, minyak tanah (kerosene). Kilang minyak merupakan fasilitas industri yang sangat kompleks dengan berbagai jenis peralatan proses dan fasilitas pendukungnya. Selain itu, pembangunannya juga membutuhkan biaya yang sangat besar.

Proses Operasi di dalam Kilang Minyak


Minyak mentah yang baru dipompakan ke luar dari tanah dan belum diproses umumnya tidak begitu bermanfaat. Agar dapat dimanfaatkan secara optimal, minyak mentah tersebut harus diproses terlebih dahulu di dalam kilang minyak.
Minyak mentah merupakan campuran yang amat kompleks yang tersusun dari berbagai senyawa
hidrokarbon. Di dalam kilang minyak tersebut, minyak mentah akan mengalami sejumlah proses yang akan memurnikan dan mengubah struktur dan komposisinya sehingga diperoleh produk yang bermanfaat.
Secara garis besar, proses yang berlangsung di dalam kilang minyak dapat digolongkan menjadi 5 bagian, yaitu:

  • Proses
  • Distilasi, yaitu proses penyulingan berdasarkan perbedaan titik didih; Proses ini berlangsung di Kolom Distilasi Atmosferik dan Kolom Destilasi Vakum.
  • Proses Konversi, yaitu proses untuk mengubah ukuran dan struktur senyawa hidrokarbon. Termasuk dalam proses ini adalah:

  • · Dekomposisi dengan cara perengkahan termal dan katalis (thermal and catalytic cracking)
    · Unifikasi melalui proses
    alkilasi dan polimerisasi
    · Alterasi melalui proses
    isomerisasi dan catalytic reforming
  • Proses Pengolahan (treatment). Proses ini dimaksudkan untuk menyiapkan fraksi-fraksi hidrokarbon untuk diolah lebih lanjut, juga untuk diolah menjadi produk akhir.
  • Formulasi dan Pencampuran (Blending), yaitu proses pencampuran fraksi-fraksi hidrokarbon dan penambahan bahan aditif untuk mendapatkan produk akhir dengan spesikasi tertentu.
  • Proses-proses lainnya, antara lain meliputi: pengolahan limbah, proses penghilangan air asin (sour-water stripping), proses pemerolehan kembali sulfur (sulphur recovery), proses pemanasan, proses pendinginan, proses pembuatan hidrogen, dan proses-proses pendukung lainnya.

  • Proses Distilasi


    Gambar ini memperlihatkan proses distilasi (penyulingan) minyak mentah yang berlangsung di Kolom Distilasi.
    Tahap awal proses pengilangan berupa proses distilasi (penyulingan) yang berlangsung di dalam
    Kolom Distilasi Atmosferik dan Kolom Distilasi Vacuum. Di kedua unit proses ini minyak mentah disuling menjadi fraksi-fraksinya, yaitu gas, distilat ringan (seperti minyak bensin), distilat menengah (seperti minyak tanah, minyak solar), minyak bakar (gas oil), dan residu. Pemisahan fraksi tersebut didasarkan pada titik didihnya.
    Kolom distilasi berupa
    bejana tekan silindris yang tinggi (sekitar 40 m) dan di dalamnya terdapat tray-tray yang berfungsi memisahkan dan mengumpulkan fluida panas yang menguap ke atas. Fraksi hidrokarbon berat mengumpul di bagian bawah kolom, sementara fraksi-fraksi yang lebih ringan akan mengumpul di bagian-bagian kolom yang lebih atas.
    Fraksi-fraksi hidrokarbon yang diperoleh dari kolom distilasi ini akan diproses lebih lanjut di unit-unit proses yang lain, seperti:
    Fluid Catalytic Cracker, dll.

    Produk-produk Kilang Minyak

    Produk-produk utama kilang minyak adalah:


  • Minyak bensin (gasoline). Minyak bensin merupakan produk terpenting dan terbesar dari kilang minyak.

  • Minyak tanah (kerosene)

  • LPG (Liquified Petroleum Gas)

  • Minyak distilat (distillate fuel)

  • Minyak residu (residual fuel)

  • Kokas (coke) dan aspal

  • Bahan-bahan kimia pelarut (solvent)

  • Bahan baku petrokimia

  • Minyak pelumas

    Kilang Minyak di Indonesia

    Di Indonesia terdapat sejumlah kilang minyak, antara lain:

  • Pertamina Unit Pengolahan I Pangkalan Brandan, Sumatera Utara (Kapasitas 5 ribu barel/hari). Kilang minyak pangkalan brandan sudah ditutup sejak awal tahun 2007

  • Pertamina Unit Pengolahan II Dumai/Sei Pakning, Riau (Kapasitas Kilang Dumai 127 ribu barel/hari, Kilang Sungai Pakning 50 ribu barel/hari)

  • Pertamina Unit Pengolahan III Plaju, Sumatera Selatan (Kapasitas 145 ribu barel/hari)

  • Pertamina Unit Pengolahan IV Cilacap (Kapasitas 348 ribu barel/hari)

  • Pertamina Unit Pengolahan V Balikpapan, Kalimantan Timur (Kapasitas 266 ribu barel/hari)

  • Pertamina Unit Pengolahan VI Balongan, Jawa Barat (Kapasitas 125 ribu barel/hari)

  • Pertamina Unit Pengolahan VII Sorong, Irian Jaya Barat (Kapasitas 10 ribu barel/hari)

  • Pusdiklat Migas Cepu, Jawa Tengah (Kapasitas 5 ribu barel/hari)
    Semua kilang minyak di atas dioperasikan oleh
    Pertamina.
    http://id.wikipedia.org/wiki/Kilang_minyak

    Tidak ada komentar:

    Poskan Komentar