kimia : minyak bumi

Pembentukan Minyak Bumi

Proses terbentuknya minyak bumi dijelaskan berdasarkan dua teori, yaitu:

Teori Anorganik

Teori Anorganik dikemukakan oleh Berthelok (1866) yang menyatakan bahwa minyak bumi berasal dan reaksi kalsium karbida, CaC₂ (dan reaksi antara batuan karbonat dan logam alkali) dan air menghasilkan asetilen yang dapat berubah menjadi minyak bumi pada temperatur dan tekanan tinggi.

CaCO₃ + Alkali → CaC2 + HO → HC = CH → Minyak bumi

Teori Organik

Teori Organik dikemukakan oleh Engker (1911) yang menyatakan bahwa minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan dan penguraian secara anaerob jasad renik (mikroorganisme) dari tumbuhan laut dalam batuan berpori.

Komposisi Minyak Bumi

Komposisi minyak bumi dikelompokkan ke dalam empat kelompok, yaitu:

Hidrokarbon Jenuh (alkana)

• Dikenal dengan alkana atau parafin
• Keberadaan rantai lurus sebagai komponen utama (terbanyak), sedangkan rantai bercabang lebih sedikit
• Senyawa penyusun diantaranya:

1. Metana CH₄
2. etana CH₃ CH₃
3. propana CH₃ CH₂ CH₃
4. butana CH₃ (CH₂)₂ CH₃
5. n-heptana CH₃ (CH₂)₅ CH₃
6. iso oktana CH₃ – C(CH₃)₂ CH₂ CH (CH₃)₂

Hidrokarbon Tak Jenuh (alkena)

• Dikenal dengan alkena
• Keberadaannya hanya sedikit
• Senyawa penyusunnya:

1. Etena, CH₂ CH₂
2. Propena, CH₂ CH CH₃
3. Butena, CH₂ CH CH₂ CH₃

Hidrokarbon Jenuh berantai siklik (sikloalkana)

• Dikenal dengan sikloalkana atau naftena
• Keberadaannya lebih sedikit dibanding alkana
• Senyawa penyusunnya :

1. Siklopropana                   3.     Siklopentana
   
2. Siklobutana                  4.    Siklopheksana
   

Hidrokarbon aromatik

• Dikenal sebagai seri aromatik
• Keberadaannya sebagai komponen yang kecil/sedikit
• Senyawa penyusunannya:

1. Naftalena                             3.    Benzena
   
2. Antrasena                                                4.     Toluena
   

Senyawa Lain

• Keberadaannya sangat sedikit sekali
• Senyawa yang mungkin ada dalam minyak bumi adalah belerang, nitrogen, oksigen dan organo logam (kecil sekali)

Pengolahan Minyak Bumi

Minyak mentah (Crude oil) yang peroleh dari pengeboran berupa cairan hitam kental yang pemanfaatannya harus diolah terlebih dahulu. Pengeboran minyak bumi di Indonesia, terdapat di pantai utara Jawa (Cepu, Wonokromo, Cirebon), Sumatra (Aceh, Riau), Kalimantan (Tarakan, Balikpapan) dan Irian (Papua). Pengolahan minyak bumi melalui dua tahapan, diantaranya:

Pengolahan pertama,

Pada tahapan ini dilakukan “distilasi bertingkat memisahkan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan titik didihnya. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah. Sedangkan titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sangkup-sangkup yang disebut sangkup gelembung.

Pengolahan kedua,

Pada tahapan ini merupakan proses lanjutan hasil penyulingan bertingkat dengan proses sebagai berikut:

1. Perengkahan (cracking)
2. Ekstrasi
3. Kristalisasi
4. Pembersihan dari kontaminasi

Bensin

Komposisi bensin terdiri dari n – heptana dan iso oktana, yaitu:

Zat Aditif Bensin

Tetra Ethyl Leat (TEL)

• Rumus molekul Pb (C₂H₅)₄
• Rumus struktur
  

Ethyl Tertier Butil Eter (ETBE)

• Rumus molekul CH₃ O C(CH₃)₃Tersier Amil Metil Eter (TAME)

• Rumus molekul CH₃ O C(CH₃)₂ C₂H₅Metir Tersier Buthil Eter (MTBE)

• Rumus molekul CH₃ O C(CH₃)₃

Petrokimia

Minyak bumi selain sebagai bahan bakar juga sebagai bahan industri kimia yang penting dan bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Bahan-bahan atau produk yang terbuat dari bahan dasarnya minyak dan gas bumi disebut petrokimia. Bahan-bahan petrokimia dapat digolongkan: plastik, serat sintetik, karet sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, berbagai jenis obat dan vitamin.

Bahan Dasar Petrokimia

Proses petrokimia umumnya melalui tiga tahapan, yaitu:

1. Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan dasar petrokimia
2. Mengubah bahan dasar petrokimia menjadi produk antara, dan
3. Mengubah produk antara menjadi produk akhir yang dapat dimanfaatkan.

Hampir semua produk petrokimia berasal dari tiga jenis bahan dasar yaitu:

1. Olefin (alkena-alkena)
   Olefin yang terpenting adalah etena (etilina), propena (propilena), butena (butilena) dan butadiena.
   CH₂ = CH₂ CH₂ = CH – CH₃
   Etilena                       propilena
   CH₃ – CH = CH – CH₃ CH₂ = CH – CH = CH₂
   Butilena                                    butadiena
2. Aromatika (benzena dan turunannya)
   Aromatika yang terpenting adalah benzena (C₆H₆), totuena (C₆H₅CH₃) dan xilena (C₆H₄ (CH₃)₂
3. Gas Sintesis
   Gas sintetis disebut juga syn-gas yang merupakan campuran karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H₂). Syn-gas dibuat dari reaksi gas bumi atau LPG melalui proses yang disebut stean reforming atau oksidasi parsial.
   Reaksi stean reforming :    CH_4(g) + H₂O → CO_(g) + 3H_2(g)
   Reaksi oksidasi parsial :    2CH_4(g) + O₂ → 2CO_(g) + 4H_2(g)

Petrokimia dari Olefin

Berikut ini beberapa petrokimia dari olefin dengan bahan dasar etilena:

1. Polietilena
   Polietilena adalah plastik yang paling banyak diproduksi yang digunakan sebagai kantong plastik dan plastik pembungkus/sampah.
2. PVC
   PVC adalah polivinilkiorida yang merupakan plastik untuk pembuat pipa (pralon).
3. Etanol
   Etanol adalah bahan yang sehari-hari kita kenal sebagai alkohol yang digunakan untuk bahan bakar atau bahan antar produk lain.
   Alkohol dibuat dari etilena:
   CH₂ = CH₂ + H₂O → CH₃ – CH₂OH
4. Etilen glikol atau Glikol
   Glikol digunakan sebagai bahan anti beku dalam radiator mobil di daerah beriklim dingin.
   
   Berikut ini beberapa petrokimia dari olefin dengan bahan dasar propilena.
5. Polipropilena
   Plastik polipropilena lebih kuat dibanding polietilena. Jenis plastik polipropilena sering digunakan untuk karung plastik dan tali plastik.
6. Gliserol
   Zat ini digunakan sebagai bahan kosmetik (pelembab), industri makanan dan bahan untuk membuat bahan peledak (nitrogliserin)
7. Isopropil alkohol
   Zat ini digunakan sebagai bahan utama untuk produk petrokimia lainnya seperti aseton (bahan pelarut, misalnya untuk melarutkan kutek)
   Petrokimia yang pembuatannya menggunakan bahan dasar butadiene adalah karet sintetik seperti SBR (styrene-butadilena-rubber) dan nylon -6,6, sedangkan yang menggunakan bahan dasar isobutilena adalah MTBE (metil tertiary butyl eter)
   

Petrokimia dari Aromatik

Bahan dasar aromatik yang terpenting adalah benzena, toluena, dan xilena (BTX). Bahan dasar benzena umumnya diubah menjadi stirena, kumena dan sikloheksana

1. Stirena digunakan untuk membuat karet sinetik
2. Kumena digunakan untuk membuat fenol, selanjutnya fenol untuk membuat perekat
3. Sikloheksana digunakan terutama untuk membuat nylon
4. Benzena digunakan sebagai bahan dasar untuk membuat detergen. Bahan dasar untuk toluena dan xilena untuk membuat bahan peledak (TNT), asam tereftalat (bahan pembuat serat).

Petrokimia dan gas-sinetik

Gas sinetik merupakan campuran dari karbon monoksida dan hidrogen. Beberapa contoh petrokimia dari syn-gas sebagai berikut:

1. Amonia (NH₃)
   N2_(g) + 3H_2(g) → 2NH_3(g)
   Gas nitrogen dari udara dan gas hidrogennya dari syn-gas. Amonia digunakan untuk membuat pupuk [CO(NH₂)₂] urea, [(NH₄)₂SO₄]; pupuk ZA dan (NH₄NO₃); amonium nitrat.
2. Urea [CO(NH₂)₂]
   CO_2(g) + 2NH_3(g) → NH₂COH_4(S)
   NH₂CONH_4(S) → CO(NH₂)_2(S) + H₂O_(g)
3. Metanol (CH3OH)
   CO_(g) + 2H_3(g) → CH₃OH_(g)
   Sebagian besar metanol diubah menjadi formal-dehida dan sebagian digunakan untuk membuat serat dan campuran bahan bakar.
4. Formal dehida (HCHO)
   CH₃OH_(g) → HCHO_(g) + H_2(g)
   Formal dehida dalam air dikenal dengan formalin yang digunakan mengawetkan preparat biologi.