Minyak Bumi

MINYAK BUMI

Oleh

Ni Putu Juni Artini, NIM 1129061027

Pendidikan Sains, Undiksha, Singaraja

ABSTRAK

          Salah satu sumber energi utama yang digunakan untuk bahan bakar rumah tangga, kendaraan bermotor dan mesin industri berasal dari minyak bumi. Minyak bumi merupakan hasil proses alam, dari zat organik yang tertimbun selama ribuan tahun. Cadangan minyak bumi Indonesia sudah mulai menipis, yang kini diperkirakan  hanya tersedia untuk jangka waktu sekitar 15 tahun. Cadangan energi alternatif pengganti minyak bumi yakni biofuel dan energi nuklir. Fraksi-fraksi dari minyak bumi diantaranya gas, bensin (gasolin), nafta, kerosin, minyak solar dan diesel, minyak pelumas, lilin, minyak bakar, serta bitumen yang memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari. Pengolahan minyak bumi dilakukan dengan beberapa tahap yakni distilasi bertingkat yang dilanjutkan dengan proses konversi, pemisahan pengotor dalam fraksi, dan pencampuran fraksi.

Kata kunci: minyak bumi, fraksi, biofuel

PETROLEUM

by
Ni Putu Juni Artini, NIM 1129061027

Science Education, Undiksha, Singaraja

ABSTRACT

One of the primary energy source used for household fuel, motor vehicles and industrial engines derived from petroleum. Petroleum is the result of natural processes, of organic matter buried for thousands of years. Indonesia's oil reserves are running low, which is now estimated to be only available for a period of about 15 years. Alternatives energy reserves of petroleum to the biofuels and nuclear energy. Fractions of petroleum such as gas, gasoline (petrol), naphtha, kerosene, diesel fuel and diesel oil, lubricating oil, wax, oil, and bitumen which has many benefits in everyday life. Petroleum processing is done by some stage of the distillation-rise, followed by the conversion process, the separation of impurities in the fractions, and mixing fractions.

Alpha

Keywords: petroleum, fractions, biofuel

I.              PENDAHULUAN

          Sumber energi utama yang digunakan untuk bahan bakar rumah tangga, kendaraan bermotor dan mesin industri berasal dari minyak bumi, batubara dan gas alam. Ketiga jenis bahan bakar tersebut terbentuk dari peruraian senyawa-senyawa organik yang berasal dari jasad organisme kecil yang hidup di laut jutaan tahun yang lalu (Sukarmin, 2004). Proses peruraian berlangsung lambat di bawah suhu dan tekanan tinggi, dan menghasilkan campuran hidrokarbon yang kompleks. Sebagian campuran berada dalam fase cair dan dikenal sebagai minyak bumi. Sedangkan sebagian lagi berada dalam fase gas dan disebut gas alam.

          Karena memiliki nilai kerapatan yang lebih rendah dari air, maka minyak bumi dan gas alam dapat bergerak ke atas melalui batuan sedimen yang berpori. Jika tidak menemui hambatan, minyak bumi dapat mencapai permukaan bumi. Akan tetapi, pada umumnya minyak bumi terperangkap dalam bebatuan yang tidak berpori dalam pergerakannya ke atas. Hal ini menjelaskan mengapa minyak bumi juga disebut petroleum. (Petro-leum dari bahasa Latin petrus artinya batu dan oleum artinya minyak). Untuk memperoleh minyak bumi atau petroleum ini, dilakukan pengeboran.

          Dalam artikel ini akan dibahas beberapa hal mengenai minyak bumi, diantaranya sumber, cadangan, fraksi dan manfaat, serta pengolahan dari minyak bumi. Selain itu, akan ditunjukkan data warehouse mengenai besarnya produksi, konsumsi, ekspor dan impor minyak bumi per tahun. Tujuan penulisan artikel ini tidak lain adalah mengetahui lebih mendalam mengenai minyak bumi.

II.           PEMBAHASAN

2.1         Sumber Minyak Bumi

Minyak bumi tidak lain merupakan hasil proses alam, dari zat organik yang tertimbun selama ribuan tahun. Menurut Samperuru (2003), dilihat dari asal mula terbentuknya minyak bumi, ada tiga faktor yang menyebabkan terbentuknya minyak bumi. Pertama, terdapat “bebatuan asal” (source rock) yang secara geologis memungkinkan terbentuknya minyak bumi. Kedua, adanya perpindahan (migrasi) hidrokarbon dari bebatuan asal menuju ke “bebatuan reservoir” (reservoir rock), umumnya sandstone atau limestone yang berpori-pori (porous) dan ukurannya cukup untuk menampung hidrokarbon tersebut. Ketiga, adanya jebakan (entrapment) geologis. Struktur geologis kulit bumi yang tidak teratur bentuknya, akibat dari pergerakan bumi sendiri (misalnya gempa bumi dan erupsi gunung api) dan erosi oleh air dan angin secara terus menerus dapat menciptakan suatu “ruangan” bawah tanah yang dapat menjadi jebakan hidrokarbon. Jika jebakan ini dilingkupi oleh lapisan impermeabel, maka hidrokarbon tersebut akan diam di tempat dan tidak dapat bergerak lagi. Temperatur dalam yang semakin lama semakin tinggi merupakan faktor penting lainnya dalam pembentukan hidrokarbon. Hidrokarbon jarang terbentuk pada temperatur kurang dari 65^oC dan umumnya teruarai pada suhu di atas 260^oC. Hidrokarbon kebanyakan ditemukan pada suhu moderat, dari suhu 107^oC ke 177^oC.

Para geologis umumnya sependapat bahwa minyak bumi terbentuk selama jutaan tahun dari organisme, tumbuhan dan hewan, berukuran sangat kecil yang hidup di lautan purba. Begitu organisme ini mati, badannya terkubur di dasar lautan lalu tertimbun pasir dan lumpur, membentuk lapisan yang kaya akan zat organik yang akhirnya menjadi batuan endapan (sendimentary rock). Proses ini berlangsung terus, satu lapisan menutupi lapisan sebelumnya. Lalu selama jutaan tahun berikutnya, lauatan di bumi ada yang menyusut atau ada yang berpindah tempat. Deposit yang membentuk batuan endapan umumnya tidak cukup mengandung oksigen untuk mendekomposisi material organik secara komplit. Bakteri menguraikan zat ini molekul demi molekul menjadi material yang kaya akan hidrogen dan karbon. Tekanan dan temperatur yang semakin tinggi dari lapisan bebatuan yang ada di atasnya kemudian mendistilasi sisa-sisa bahan organik, lalu perlahan mengubahnya menjadi minyak bumi dan gas alam (Samperuru, 2003).

2.2         Cadangan Minyak Bumi

          Cadangan minyak bumi Indonesia sudah mulai menipis, yang kini diperkirakan  hanya tersedia untuk jangka waktu sekitar 15 tahun. Hitungan tersebut dengan asumsi tingkat konsumsi tinggi seperti sekarang, yang berada pada kisaran tingkat pertumbuhan konsumsi 5-6% setahun. Perkiraan itu  bisa lebih parah lagi kalau pola hidup dari  masyarakat Indonesia  yang sangat boros dalam penggunaan energi fosil ini masih dipertahankan (Anonim, 2009).

          US Geological Survey Oil and Gas Journal, 1995 – 2000 (dalam Anonim, 2009), melaporkan Amerika Serikat yang hanya bisa memproduksi dan menikmati minyak bumi kurang dari 1 dekade, termasuk Kanada, Inggris, Norwegia, Mesir, Argentina, Australia, dan Ekuador. Dalam kelompok ini menurut US Geological Survey Oil and Gas Journal, termasuk Indonesia. Sumber yang sama juga memperkirakan negara-negara seperti China, Negeria, Aljazair, Malaysia, Kolombia, Oman, India, Qatar, Angola, Rumania, Yaman, dan Brunei, masih bisa menikmati energi fosil ini dalam 50 tahun mendatang. Disamping itu dilaporkan juga negara-negara yang produksi minyak buminya bisa berkelanjutan sampai 100 tahun seperti Saudi Arabia, Rusia, Meksiko, Libya, Brazil, Azerbeijan, dan Trinidad, Iran dan Venezuela. Terdapat beberapa negara yang bisa melanjutkan produksi minyaknya untuk masa lebih dari 100 tahun ke depan seperti Irak, Emirat Arab, Kuwait, Kazakhstan, Turkmenistan, Tunisia, dan Uzbekistan.

          Indonesia telah melakukan berbagai upaya untuk mengatasi masalah energi alternatif, seperti mengembangkan bahan bakar dari tumbuh-tumbuhan (biofuel) yang saat ini sedang menjadi bahan perhatian banyak kalangan. Biofuel adalah sejenis bahan bakar yang terbuat dari minyak nabati. Beberapa sumber bahan baku biofuel adalah sawit (palm), jarak (jatropha), sorgum, jagung, tebu dan singkong (casava). Indonesia adalah negara yang sangat kaya akan sumber-sumber alam nabati yang dibutuhkan sebagai bahan dasar biofuel tersebut, hanya permasalahan penyediaan tenaga ahlinya. Selain biofuel, energi nuklir merupakan salah satu alternatif yang dipandang cocok untuk Indonesia. Sayangnya, pengembangan energi nuklir terkendala masalah teknologi dan sumber daya manusia sehingga perlu kerja sama dengan pihak asing.

2.3         Fraksi Minyak Bumi dan Manfaatnya

Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat. Manfaat fraksi-fraksi yang diperoleh dari minyak bumi terkait dengan sifat fisis (titik didih dan viskositas) dan sifat kimia yang dimilikinya. Adapun hasil fraksionasi yang diperoleh dan manfaatnya adalah sebagai berikut (Sukarmin, 2004).

Fraksi	Jumlah atom C	Titik didih (oC)	Manfaat
Gas	C1- C4	< 20	Sebagai bahan bakar elpiji (LPG-Liquefied Petroleum Gas) dan bahan baku untuk sintesis senyawa organik.
Bensin (Gasolin)	C5 - C10	40 - 180	Bahan bakar kendaraan bermotor.
Nafta	C6 - C10	70 - 180	Fraksi nafta diperoleh dari fraksi bensin. Nafta digunakan untuk sintesis senyawa organik lainnya yang digunakan untuk pembuatan plastik, karet sintetis, deterjen, obat, cat, bahan pakaian, dan kosmetik.
Kerosin	C11 - C14	180 - 250	Digunakan sebagai bahan bakar pesawat udara dan bahan bakar kompor parafin.
Minyak solar dan diesel	C15 - C17	250 - 300	Digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin diesel; minyak solar untuk kendaraan mesin diesel dengan rotasi tinggi, dan minyak diesel untuk rotasi sedang/rendah, serta sebagai bahan bakar tungku di industri.
Minyak pelumas	C18 - C20	300 - 350	Digunakan sebagai minyak pelumas. Hal ini terkait dengan kekentalan (viskositas) yang cukup besar.
Lilin	> C20	> 350	Sebagai lilin parafin untuk membuat lilin, kertas pembungkus berlapis lilin, lilin batik, korek api, dan bahan pengkilap, serta semir sepatu.
Minyak bakar	> C20	> 350	Bahan bakar di kapal, industri pemanas, dan pembangkit listrik.
Bitumen	> C40	> 350	Materi aspal jalan dan atap bangunan. Aspal juga digunakan sebagai lapisan anti korosi, isolasi listrik dan pengedap suara pada lantai.

2.4         Pengolahan Minyak Bumi

          Minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gas alam. Minyak bumi yang telah dipisahkan dari gas alam disebut juga minyak mentah (crude oil). Minyak mentah dapat dibedakan menjadi (Sukarmin, 2004):

·                Minyak mentah ringan (light crude oil) yang mengandung kadar logam dan belerang rendah, berwarna terang dan bersifat encer (viskositas rendah).

·                Minyak mentah berat (heavy crude oil) yang mengandung kadar logam dan belerang tinggi, memiliki viskositas tinggi sehingga harus dipanaskan agar meleleh.

          Minyak mentah merupakan campuran yang kompleks dengan komponen utama alkana dan sebagian kecil alkena, alkuna, siklo-alkana, aromatik, dan senyawa anorganik. Meskipun kompleks, untungnya terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya, yakni berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya. Proses ini disebut distilasi bertingkat. Untuk mendapatkan produk akhir sesuai dengan yang diinginkan, maka sebagian hasil dari distilasi bertingkat perlu diolah lebih lanjut melalui proses konversi, pemisahan pengotor dalam fraksi, dan pencampuran fraksi (Sukarmin, 2004).

a)             Distilasi Bertingkat

          Dalam proses distilasi bertingkat, minyak mentah tidak dipisahkan menjadi komponen-komponen murni, melainkan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompok-kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Hal ini dikarenakan jenis komponen hidrokarbon begitu banyak dan isomer-isomer hidrokarbon mempunyai titik didih yang berdekatan. Proses distilasi bertingkat ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

             Minyak mentah dipanaskan dalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi sampai suhu ~600^oC. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan ke bagian bawah menara/tanur distilasi.

             Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat (tray). Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung (bubble cap) yang memungkinkan uap lewat.

             Dalam pergerakannya, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap akan mencapai ketinggian di mana uap tersebut akan terkondensasi membentuk zat cair. Zat cair yang diperoleh dalam suatu kisaran suhu tertentu ini disebut fraksi.

             Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi di bagian bawah menara distilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih rendah akan terkondensasi di bagian atas menara. Sebagian fraksi dari menara distilasi selanjutnya dialirkan ke bagian kilang minyak lainnya untuk proses konversi.

b)      Proses Konversi

          Proses konversi bertujuan untuk memperoleh fraksi-fraksi dengan kuantitas dan kualitas sesuai permintaan pasar. Sebagai contoh, untuk memenuhi kebutuhan fraksi bensin yang tinggi, maka sebagian fraksi rantai panjang perlu diubah/dikonversi menjadi fraksi rantai pendek. Di samping itu, fraksi bensin harus mengandung lebih banyak hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dibandingkan rantai lurus. Jadi, diperlukan proses konversi untuk penyusunan ulang struktur molekul hidrokarbon. Beberapa jenis proses konversi dalam kilang minyak adalah sebagai berikut.

             Perengkahan (cracking)

          Perengkahan adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contohnya, perengkahan fraksi minyak ringan/berat menjadi fraksi gas, bensin, kerosin, dan minyak solar/diesel.

             Reforming

          Reforming bertujuan mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang/alisiklik/aromatik. Sebagai contoh, komponen rantai lurus (C5 - C6) dari fraksi bensin diubah menjadi aromatik.

             Alkilasi

          Alkilasi adalah penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Contohnya, penggabungan molekul propena dan butena menjadi komponen fraksi bensin.

             Coking

          Coking adalah proses perengkahan fraksi residu padat menjadi fraksi minyak bakar dan hidrokarbon intermediat. Dalam proses ini, dihasilkan kokas (coke). Kokas digunakan dalam industri alumunium sebagai elektrode untuk ekstraksi logam Al.

c)       Pemisahan Pengotor dalam Fraksi

          Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor, antara lain senyawa organik yang mengandung unsur S, N, O; air; logam; dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:

             Menara asam sulfat, yang berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.

             Menara absorpsi, yang mengandung agen pengering untuk memisahkan air.

             Scrubber, yang berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang.

d)      Pencampuran Fraksi

          Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai dengan yang diinginkan. Sebagai contoh:

             Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

             Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.

             Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia.

Selanjutnya, produk-produk ini siap dipasarkan ke berbagai tempat, seperti pengisian bahan bakar dan industri petrokimia.

2.5     Produksi, Konsumsi, Ekspor dan Impor Minyak Bumi Per Tahun (2006-2010)

          (Data Warehouse, Pusat Data dan Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral)

http://dtwh2.esdm.go.id/dtwh3/mod_pri/index.php?page=detail_og_prod_dom_eks_imp_tahun_ft 

III.        PENUTUP

3.1         Simpulan

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan beberapa hal yakni:

1.             Minyak bumi merupakan hasil proses alam, dari zat organik yang tertimbun selama ribuan tahun.

2.             Cadangan minyak bumi Indonesia sudah mulai menipis, yang kini diperkirakan  hanya tersedia untuk jangka waktu sekitar 15 tahun. Cadangan sebagai alternatif pengganti energi minyak bumi yakni biofuel dan energi nuklir.

3.             Fraksi minyak bumi yakni gas, bensin (gasolin), nafta, kerosin, minyak solar dan diesel, minyak pelumas, lilin, minyak bakar, serta bitumen yang memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari.

4.             Pengolahan minyak bumi dilakukan dengan beberapa tahap yakni distilasi bertingkat yang dilanjutkan dengan proses konversi, pemisahan pengotor dalam fraksi, dan pencampuran fraksi.

3.2         Saran

Adapun saran yang disampaikan dalam penulisan artikel ini, hendaknya kita menggunakan minyak bumi secara pintar dan bijaksana serta mencari sumber-sumber energi alternatif guna meminimalisir konsumsi terhadap minyak bumi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Sisa Cadangan Minyak Indonesia 15 Tahun. Tersedia pada http://www.indomigas.com/sisa-cadangan-minyak-indonesia-15-tahun/ (diakses tanggal 05 Juli 2012).

Data Warehouse, Pusat Data dan Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral. 2011. Produksi, Konsumsi, Ekspor dan Impor Minyak Bumi Per Tahun. Tersedia pada http://dtwh2.esdm.go.id/dtwh3/mod_pri/index.php?page=detail_og_prod_dom_eks_imp_tahun_ft (diakses tanggal 05 Juli 2012).

Samperuru, Doddy. 2003. Dari Mana Datangnya Minyak Bumi. Tersedia pada http://faculty.petra.ac.id/dwikris/docs/cvitae/docroot/files/techno/Minyak%20Bumi.pdf (diakses tanggal 05 Juli 2012).

Sukarmin. 2004. Hidrokarbon dan Minyak Bumi. Jakarta Departemen Pendidikan Nasional.