Minyak Bumi

Minyak bumi

Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus – karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di 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. Minyak bumi diambil dari sumur minyak di pertambangan-pertambangan minyak. Lokasi sumur-sumur minyak ini didapatkan setelah melalui proses studi geologi, analisis sedimen, karakter dan struktur sumber, dan berbagai macam studi lainnya.^[1][2] Setelah itu, minyak bumi akan diproses di tempat pengilangan minyak dan dipisah-pisahkan hasilnya berdasarkan titik didihnya sehingga menghasilkan berbagai macam bahan bakar, mulai dari bensin dan minyak tanah sampai aspal dan berbagai reagen kimia yang dibutuhkan untuk membuat plastik dan obat-obatan.^[3] Minyak bumi digunakan untuk memproduksi berbagai macam barang dan material yang dibutuhkan manusia.^[4]

^{komposisi minyak bumi}

Jika dilihat kasar, minyak bumi hanya berisi minyak mentah saja, tapi dalam penggunaan sehari-hari ternyata juga digunakan dalam bentuk hidrokarbon padat, cair, dan gas lainnya. Pada kondisi temperatur dan tekanan standar, hidrokarbon yang ringan seperti metana, etana, propana, dan butana berbentuk gas yang mendidih pada -161.6 °C, -88.6 °C, -42 °C, dan -0.5 °C, berturut-turut (-258.9°, -127.5°, -43.6°, dan +31.1° F), sedangkan karbon yang lebih tinggi, mulai dari pentana ke atas berbentuk padatan atau cairan. Meskipun begitu, di sumber minyak di bawah tanah, proporsi gas, cairan, dan padatan tergantung dari kondisi permukaan dan diagram fase dari campuran minyak bumi tersebut.^[5]

Sumur minyak sebagian besar menghasilkan minyak mentah, dan terkadang ada juga kandungan gas alam di dalamnya. Karena tekanan di permukaan Bumi lebih rendah daripada di bawah tanah, beberapa gas akan keluar dalam bentuk campuran. Sumur gas sebagian besar menghasilkan gas. Tapi, karena suhu dan tekanan di bawah tanah lebih besar daripada suhu di permukaan, maka gas yang keluar kadang-kadang juga mengandung hidrokarbon yang lebih besar, seperti pentana, heksana, dan heptana dalam wujud gas. Di permukaan, maka gas ini akan mengkondensasi sehingga berbentuk kondensat gas alam. Bentuk fisik kondensat ini mirip dengan bensin.

Persentase hidrokarbon ringan di dalam minyak mentah sangat bervariasi tergantung dari ladang minyak, kandungan maksimalnya bisa sampai 97% dari berat kotor dan paling minimal adalah 50%.

Jenis hidrokarbon yang terdapat pada minyak bumi sebagian besar terdiri dari alkana, sikloalkana, dan berbagai macam jenis hidrokarbon aromatik, ditambah dengan sebagian kecil elemen-elemen lainnya seperti nitrogen, oksigen dan sulfur, ditambah beberapa jenis logam seperti besi, nikel, tembaga, dan vanadium. Jumlah komposisi molekul sangatlah beragam dari minyak yang satu ke minyak yang lain tapi persentase proporsi dari elemen kimianya dapat dilihat di bawah ini:^[6]

Komposisi elemen berdasarkan berat
Elemen	Rentang persentase
Karbon	83 sampai 87%
Hidrogen	10 sampai 14%
Nitrogen	0.1 sampai 2%
Oksigen	0.05 sampai 1.5%
Sulfur	0.05 sampai 6.0%
Logam	< 0.1%

Ada 4 macam molekul hidrokarbon yang ada dalam minyak mentah. Persentase relatif setiap molekul berbeda-beda tiap lokasi minyaknya, sehingga menggambarkan ciri-ciri dari setiap minyak.^[5]

Fraksi

Fraksi Minyak Bumi

Senyawa hidrokarbon, terutama parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masing-masing, dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik didih dan densitasnya. Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya semakin besar. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut:

1.         Gas
Rentang rantai karbon : C1 sampai C5
Trayek didih : 0 sampai 50°C

2.         Gasolin (Bensin)
Rentang rantai karbon : C6 sampai C11
Trayek didih : 50 sampai 85°C

3.         Kerosin (Minyak Tanah)
Rentang rantai karbon : C12 sampai C20
Trayek didih : 85 sampai 105°C

4.         Solar
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30
Trayek didih : 105 sampai 135°C

5.          Minyak Berat
Rentang rantai karbon dari C31 sampai C40
Trayek didih dari 130 sampai 300°C

6.         Residu
Rentang rantai karbon diatas C40
Trayek didih diatas 300°C

Kegunaan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

1.         Gas
Kegunaan: Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.

2.         Gasolin (Bensin)
Kegunaan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia

3.         Kerosin (Minyak Tanah)
Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia

4.         Solar
Kegunaan: Bahan bakar motor, bahan bakar industry

5.         Minyak Berat
Kegunaan: Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia

6.         Residu
Kegunaan: Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan pelapis anti bocor.

Bilangan oktan

Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar secara spontan. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.

Nama oktan berasal dari oktana (C₈), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus. Oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.

Beberapa angka oktan untuk bahan bakar:

·         87 → Bensin standar di Amerika Serikat

·         88 → Bensin tanpa timbal Premium

·         91 → Bensin standar di Eropa, Pertamax

·         92 → Bensin standar di Taiwan^[1]

·         91 → Pertamax^[2]

·         95 → Pertamax Plus

Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb(C₂H₅)₄) pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin "murah" dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan timbal ini. Untuk mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang mengandung TEL dibutuhkan etilen bromida (C₂H₅Br). Celakanya, lapisan tipis timbal terbentuk pada atmosfer dan membahayakan makhluk hidup, termasuk manusia. Di negara-negara maju, timbal sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran bensin.

Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether, C₅H₁₁O), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE murni berbilangan setara oktan 118. Selain dapat meningkatkan bilangan oktan, MTBE juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenikdan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa bensin) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air minum lainnya.

Etanol yang berbilangan oktan 123 juga digunakan sebagai campuran. Etanol lebih unggul dari TEL dan MTBE karena tidak mencemari udara dengan timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh dari fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya cukup melimpah. Etanol semakin sering dipergunakan sebagai komponen bahan bakar setelah harga minyak bumi semakin meningkat.

Manfaat minyak bumi

·         1. Kegunaan Minyak Bumi

·         2. 1. Gas Alam • Gas dari hasil distilasi yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar rumah tangga atau pabrik. • Bahan bakar fosil berbentuk gas terutama terdiri dari Metana (CH4).

·         3. 2. Bensin • Bensin adalah cairan campuran yang berasal dari minyak bumi dan sebagian besar tersusun dari hidrokarbon. Bensin banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor seperti sepeda motor. • Beberapa jenis bensin yang dikenal di Indonesia diantaranya: 1.Premium, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 87 2.Pertamax, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 92. 3.Pertamax Plus, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 95. 4.Pertamax Racing, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 100. Khusus untuk kebutuhan balap mobil.

·         4. 3. Nafta • Nafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin yang digunakan untuk : – Pelarut dry cleaning (pencuci) – Pelarut karet – Bahan awal etilen – Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

·         5. 4. Kerosin • Kerosin digunakan sebagai: - Minyak tanah - Bahan bakar jet dikenal dengan air plane - Bahan bakar motor Motor-motor yang menggunakan kerosin sebagai bahan bakar adalah : 1. Alat-alat pertanian (traktor). 2. Kapal perikanan. 3. Pesawat penerangan listrik kecil.

·         6. 5. Solar dan diesel • Solar adalah fraksi minyak bumi dengan titik didih antara 270- 350°C. Minyak Solar biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel pada kendaraan bermotor seperti bus, truk, kereta api dan traktor . • Solar dan diesel digunakan sebagai – Pada bahan bakar motor, diesel tipe besar (seperti Bus & Truk ) – Memproduksi uap – Mencairkan hasil perindustrian – Membakar batu – Mengerjakan panas dari logam

·         7. 6. Minyak Pelumas • Pelumas adalah zat kimia, yang umumnya cairan, yang diberikan di antara dua benda bergerak untuk mengurangi gaya gesek. • Pelumas berfungsi sebagai lapisan pelindung yang memisahkan dua permukaan yangberhubungan. Umumnya pelumas terdiri dari 90% minyak dasar dan 10% zat tambahan. Salah satu penggunaan pelumas paling utama adalah oli mesin yang dipakai pada mesinpembakaran dalam. Kegunaan minyak pelumas diantaranya mencegah karat dan mengurangi gesekan

·         8. 7. Lilin • Digunakan untuk penerangan, kertas pembungkus berlapis, lilin batik, korek api, dan bahan pengkilap seperti semir sepatu.

·         9. 8. Bitumen (Aspal) Aspal ialah bahan hidro karbon yang bersifat melekat berwarna hitam kecoklatan, tahan terhadap air. Aspal sering juga disebut bitumen. Aspal atau bitumen adalah suatu cairan kental yang merupakan senyawa hidrokarbon dengan sedikit mengandung sulfur, oksigen, dan klor. Aspal sebagai bahan pengikat dalam perkerasan lentur mempunyai sifat viskoelastis. Aspal akan bersifat padat pada suhu ruang dan bersifat cair bila dipanaskan. Aspal merupakan bahan yang sangat kompleks dan secara kimia belum dikarakterisasi dengan baik. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik dan aromatic yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Kegunaan aspal adalah untuk melapisi permukaan jalan.

·         10. Dampak Positif Penggunaan minyak bumi Dampak positif penggunaan bumi ya jelas saja dong sebagai bahan bakar. Karena satu- satunya sumber energi yang sangat diperlukan dan dapat dieksplorasi secara besar-besaran adalah minyak bumi. Minyak bumi bisa diolah menjadi LPG dan LNG, bensin, kerosin, aspal, dll

·         11. Dampak Negatif Penggunaan Minyak Bumi 1. Pencemaran udara Turunnya kualitas udara akibat zat sisa dari pemakaian minyak bumi. 2. Perubahan iklim Penggunaan minyak bumi akan menghasilkan zat sisa berupa CO2¬. Gas tersebut dapat menimbulkan efek rumah kaca di bumi sehingga terjadilah pemanasan global yang sekarang ini sedang terjadi. Pemanasan global tersebutlah yang memicu perubahan iklim di berbagai balahan dunia

·         12. 3. Pencemaran air Eksploitasi miyak bumi dengan menggunakan kapal tangker, tidak menutup kemungkinan adanya kebocoran pada kapal tangker tersebut. Karena kapal tangker itu bocor, maka minyak mentah yang ada di dalamnya akan keluar dan jatuh keair sehingga mengakibatkan pencemaran air.

·         13. Dampak Negatif Yang Ditimbulkan Oleh Limbah Petrokimia • Efek rumah kaca yang disebabkan oleh gas -gas buang CO2, CH4 dan N2O. Pengaruh efek rumah kaca terhadap tumbuhan dan mikroorganisme atau biomassa adalah terganggunya proses fotosintesis, karena rantai makanan gas CO2 dari sinar matahari dan H2O dalam tanah diubah oleh tumbuhan menjadi karbohidrat sebagai sumber energi, apabila proses fotosintesis terganggu akhirnya tumbuhan banyak yang mati, karena kehilangan energi dan mikroorganisme tanah tidak dapat menguraikan organisme yang telah mati menjadi sumber mineral yang siap diserap oleh tumbuhan. Selain itu, banyak hewan herbivora yang mati karena kehilangan sumber makanannya yaitu karbohidrat yang dapat diubah menjadi protein. • Gas buang CO2 dihasilkan dari industri yang menghasilkan amonia untuk pembuatan pupuk urea . Amonia diperoleh dari pembakaran gas methane dengan steam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : CH4 + O2 + 2H2O + N2 2CO2 + 4NH3 ( amonia ).

·         14. • Hujan Asam, yaitu air hujan yang terkontaminasi SOX dan NOX menjadi hujan yang mengandung H2SO4 dan HNO3 sehingga pHnya menjadi sekitar 3. Hujan normal mempunyai derajat keasaman sekitar 5,6. Hujan asam ini akan mengakibatkan tanah menjadi tidak subur karena kehilangan 3 nutriennya. Perairan yang terkena hujan asam menjadi perairan yang mati atau tidak menghasilkan ikan. Sumber gas SOX berasal dari pembakaran batubara untuk menghasilkan gas hidrokarbon (seperti methane ) untuk bahan baku amonia. Sedangkan gas NOX berasal dari industri penghasil asam nitrat untuk pembuatan pupuk amonium nitrat.

·         15. • Air laut tercemar oleh logam - logam berat dari buangan industri petrokimia. Sifat fsiik air ini meliputi temperatur, warna, kekeruhan, salinitas ( kandungan garam ), derajat keasaman ( pH ), dan muatan padatan tersuspensi. Semua sifat fisik ini merupakan salah satu faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi sifat fisik dan kimia perairan. Apabila buangan industri petrokimia mengandung logam berat seperti Pb, Hg, Ca, Mg, Fe, Cd, dan Mn dalam konsentrasi yang tinggi (1,3- 7 ppm), maka ekosistem laut tercemar dan banyak ikan - ikan yang terakumulasi logam berat ( standar Hg dalam ikan 0,5 ppm ). Apabila air laut yang tercemar digunakan untuk keperluan irigasi di perkotaan dan desa maka air tanah yang berfungsi untuk keperluan rumah tangga sehari hari akan terkontaminasi logam berat. Logam berat yang berasal dari buangan industri pertokimia juga dapat mencemari tanah. Logam berat itu adalah Cd, Cu, Pb, Zn, Mn, dan Ni. Sebenarnya tanah mengandung logam berat dalam jumlah yang sedikit ( disebut unsur hara mikro ) yang berasal dari mineral-mineral dalam bahan induk tanah dan berasal dari bahan organik. Apabila logam berat tersebut dibuang dalam konsentrasi yang besar ke tanah, maka akan menyebabkan tanaman yang tumbuh diatas tanah akan keracunan logam berat.

·         16. • Polusi udara yang disebabkan industri petrokimia, juga dapat menyebabkan penyakit kanker paru-paru. Kasus ini pernah diselidiki di Taiwan yang menyebabkan kematian pada wanita karena kanker paru - paru dari tahun 1990 - 1994. Data tentang kematian akibat kanker paru- paru diperoleh dari Bureau of Vital Statisctic Departemen Kesehatan Taiwan. Dari penelitian yang telah dilakukan, secara statistik diperoleh tingkat significant probabilitas < 0,05 (tingkat kepercayaan 95%).Hal ini menunjukan bahwa pengaruh pencemaran udara akibat kegiatan industri petrokimia memang menyebakan kanker paru - paru pada wanita. Proporsi sampel diambil dari total penduduk kota Taiwan yang bekerja di industri petrokimia, dalam hal ini wanita.

·         17. • Kebisingan, disebabkan akibat bunyi mesin - mesin pembangkit listrik, pompa, kompresor , dan sebagainya yang memerlukan energi besar. Apabila nilai ambang batas kebisingan telah terlewati, maka akan menimbulkan gangguan kesehatan pada pekerja atau penduduk setempat. Bahkan mengusik satwa-satwa yang hidup disekitar proyek. Sejak tahun 1979 di Jerman dilakukan penelitian tentang kebisingan yang ditimbulkan oleh industri petrokimia dan penyulingan minyak. Dari hasil yang diperoleh, ternyata masalah kebisingan sangat menggangu pekerjaan para karyawan pabrik dan data yang diperoleh digunakan untuk perkiraan tahun 1991. Dari penelitian tersebut dipe-r oleh jarak yang ideal untuk tempat tinggal dari suara kebisingan adalah 1.500 m dari sumber keb- isingan dalam hal ini adalah industri petrokimia. ( kasus di North Rhine, Jerman ). Selain itu, penyebaran kebisingan dipengaruhi oleh sejumlah faktor fisik yang mengakibatkan penerusan dan pengurangan kebisingan. Antara lain adalah meteorologi, suhu, dan karakteristik permukaan tanah yang mengabsorbsi atau meneruskan suara. •