Gambar berikut menampilkan berbagai fraksi minyak bumi yang diperoleh pada suhu tertentu

Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu menceritakan cara memperoleh minyak bumi dan menyebutkan fraksi-fraksinya. Di samping itu dapat mencari bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi.

Minyak Bumi

Solar Kerosin

Bensin

Gasolin Pelumas Residu

Fraksi-Fraksi

Komponen Penyusun Senyawa AlkanaSenyawa Sikloalkana Senyawa Hidrokarbon Dampak Negatif Polusi Udara Distilasi Bertingkat Desalting

Namun, seiring berkembangnya waktu, ketika manusia semakin mengingin-kan kenyamanan dan kemudahan hidup, penggunaan sumber energi alamiah semakin berkurang. Jika dahulu otot manusia menyumbangkan persentase terbesar sumber energi alamiah, kini otot manusia hanya menyumbang sekitar 1% dari sumber energi tersebut. Sebagai gantinya, manusia kini menggantungkan hidupnya dari sumber energi minyak bumi dan segala turunannya untuk semua kenyamanan dan kemudahan hidup saat ini. Kini, semua barang dan jasa yang dinikmati merupakan hasil dari pemanfaatan sumber energi fosil tersebut.

A. Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan campuran berbagai macam zat organik, tetapi komponen pokoknya hidrokarbon. Minyak bumi disebut juga minyak mineral karena diperoleh dalam bentuk campuran dengan mineral lain. Minyak bumi tidak dihasilkan dan didapat secara langsung dari hewan atau tumbuhan, melainkan dari fosil. Oleh karena itu, minyak bumi dikatakan sebagai salah satu bahan bakar fosil.

Minyak bumi terbentuk dari peluruhan tumbuhan dan hewan, yang kemungkinan besar berasal dari laut. Minyak bumi mentah, atau biasa disebut minyak mentah pada umumnya terdiri dari campuran rumit senyawa alifatik dan aromatis serta sedikit senyawa sulfur dan nitrogen. Sejauh ini telah ditemukan sedikitnya 500 senyawa yang terkandung dalam cuplikan minyak bumi. Minyak bumi memiliki komposisi yang berbeda-beda dalam setiap sumur, meski secara umum sama.

Manusia tidak pernah lepas dari kebutuhan akan energi. Ketergantungan manusia akan energi tersebut dapat dilihat sejak awal keberadaannya di bumi. Pada awalnya, manusia hanya memanfaatkan sumber energi alamiah saja. Sebagai contoh, bajak ditarik hewan, kincir angin untuk menggiling jagung, dan tentu saja otot manusia untuk mengerjakan banyak hal.

Gambar 9.1

Persentase berbagai sumber energi di alam

minyak batubara gas nuklir

1. Komposisi Minyak Bumi

Komposisi utama minyak bumi yaitu senyawa hidrokarbon. Di samping senyawa-senyawa hidrokarbon, minyak bumi pada umumnya mengandung unsur-unsur belerang, nitrogen, oksigen, dan logam (khususnya vanadium, nikel, besi, dan tembaga).

Secara umum, komposisi minyak bumi dapat digolongkan sebagai berikut.

a. Senyawa n-alkana

Senyawa alkana merupakan komponen utama minyak bumi. Pada suhu kamar, metana dan etana berupa gas. Metana dan etana merupakan komponen utama LNG. Sementara itu, propana dan butana merupakan komponen utama LPG berbentuk cair.

b. Senyawa sikloalkana

Senyawa sikloalkana merupakan komponen terbesar kedua setelah n-alkana. Senyawa sikloalkana yang paling banyak terdapat pada minyak bumi yaitu siklopentana dan sikloheksana.

c. Senyawa isoalkana

Hanya sedikit isoalkana yang terkandung dalam minyak bumi. d. Senyawa aromatik

Hanya sedikit senyawa aromatik dengan titik didih rendah dalam minyak bumi.

Berikut ini kegunaan senyawa-senyawa alkana yang terdapat dalam minyak mentah.

a. Metana (CH4) dan etana (C2H6) sebagai bahan utama LNG. b. Propana (C3H8) dan butana (C4H10) sebagai bahan utama LPG.

c. Pentana (C5H12) dan heptana (C7H16) sebagai bahan pelarut, cairan pencuci kering (dry clean), dan produk cepat kering lainnya.

d. C6H14 sampai C12H26 dicampur bersama dan dimanfaatkan sebagai bensin.

e. C10 sampai C15 dimanfaatkan sebagai bahan utama minyak tanah. f. C10 dan C20 dimanfaatkan sebagai bahan utama diesel dan bahan bakar

minyak untuk mesin kapal.

g. C16 sampai C20 dimanfaatkan sebagai bahan utama solar untuk bahan bakar mesin jet.

h. C20 ke atas yang berbentuk setengah padat digunakan sebagai bahan utama minyak pelumas dan vaselin.

i. Mulai C25 berbentuk padat dan dimanfaatkan sebagai lilin dan bitumen aspal.

Hasil penyulingan di atas hanya sedikit menghasilkan fraksi bensin. Padahal kebutuhan manusia akan bensin sangat besar. Oleh karena itu, untuk menghasilkan bensin yang lebih banyak diperlukan proses lanjutan.

B. Bensin

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang paling dibutuhkan manusia saat ini. Komponen utama penyusun bensin yaitu n-heptana dan iso-oktana. Peningkatan kuantitas dan kualitas bensin dalam pengolahan minyak bumi dilakukan melalui proses kertakan (cracking) dan reformasi fraksi-fraksi bertitik didih tinggi. Ada dua jenis kertakan yang biasanya dilakukan pada fraksi bensin. 1. Kertakan katalitik, berupa proses memanaskan bahan bakar bertitik didih tinggi di bawah tekanan dengan penambahan katalis (tanah liat aluminium silikat dicuci dengan asam dan dijadikan bubuk halus). Dalam kondisi demikian, molekul besar akan patah-patah menjadi fragmen kecil.

2. Pengolahan Minyak Bumi

Minyak bumi yang masih mentah atau biasa disebut minyak mentah tidak terlalu bermanfaat. Upaya yang harus dilakukan agar minyak mentah dapat digunakan yaitu memisahkannya dalam fraksi-fraksi atau campuran-campuran tertentu dalam sebuah kilang. Hal pertama yang dilakukan yaitu distilasi fraksional.

Tabel berikut menampilkan berbagai fraksi hidrokarbon yang diperoleh dari minyak bumi.

Tabel Fraksi-Fraksi Minyak Bumi

Fraksi Jumlah Atom C Titik Didih (°C) Kegunaan

Gas Petroleum eter Bensin Minyak tanah Minyak gas Solar Minyak pelumas Aspal C1 – C4 C5 – C7 C6 – C12 C10 – C15 C10 – C20 C16 – C20 > C20 > C25 < 30 30 – 90 30 – 180 180 – 230 230 – 305 > 305

Zat padat, titik cair rendah Residu

Bahan bakar pemanas Pelarut

Bahan bakar mobil Bahan bakar, pemanas

Bahan bakar diesel, pemanas

Bahan bakar mesin jet

Pelumas

Lilin, malam, pelapis jalan raya No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Peningkatan Suhu Bumi Pada tahun 2100 suhu bumi meningkat 1,5 – 3,5° C yang akan me-nyebabkan kekacauan cuaca.

Kualitas bensin ditentukan berdasarkan bilangan oktan, yaitu angka yang menunjukkan persentase isooktana dalam bensin. Bilangan oktan 100 berarti bensin tersebut setara dengan isooktana murni dalam hal sifat pembakaran. Sedangkan bilangan oktan 0 berarti bensin tersebut setara dengan heptana murni. Bilangan oktan 75 berarti bensin tersebut terdiri dari 75% isooktana dan 25% heptana. Semakin tinggi bilangan oktan, semakin baik kualitas bensin tersebut. Bensin premium memiliki bilangan oktan 85, dan bensin super memiliki bilangan oktan 98. Dimungkinkan diperoleh bilangan oktan lebih dari 100 karena beberapa senyawa memiliki karakteristik bakar lebih baik daripada isooktana.

Penambahan zat aditif ke dalam bensin bertujuan untuk mengurangi ketukan dan meningkatkan bilangan oktan. Beberapa zat aditif yang biasa digunakan dan memiliki bilangan oktan lebih dari 100 yaitu benzena, t-butilalkohol [(CH3)3COH], dan t-butil metil eter [(CH3)3COCH3]. Terkadang digunakan juga campuran zat aditif dalam bensin bertimbal yaitu etilfluid: 65% tetraetil timbal [(CH3CH2)4Pb], 25% 1,2-dibromoetana (BrCH2CH2Br), dan 10% 1,2-dikloroetana (ClCH2CH2Cl). Senyawa-senyawa hidrokarbon yang telah terhalogenasi tersebut bermanfaat untuk mengubah timbal yang dihasilkan pada pembakaran bensin menjadi timbal (II) bromida (PbBr2) yang mudah menguap agar mudah dibuang bersama gas buang lainnya.

Penggunaan tetraetil timbal dalam bensin akan segera dihentikan karena menimbulkan pencemaran udara yang sangat parah. Saat ini telah dikembangkan MTBE (metil tersier butil eter), metanol, dan etanol.

2. Kertakan kukus, merupakan suatu teknik mengubah alkana menjadi alkena. Reformasi katalitik mengubah senyawa alifatik menjadi senyawa aromatik. Alkena dan senyawa aromatik yang terbentuk dimanfaatkan sebagai bahan baku plastik dan senyawa sintetik organik.

Proses kertakan akan menghasilkan alkana bercabang dan senyawa aromatik yang mengurangi suara ketukan (knocking). Sebagaimana Anda ketahui bahwa penyusun utama bensin yaitu alkana rantai lurus dan isooktana. Alkana rantai lurus tersebut memiliki titik didih yang lebih tinggi dari isooktana, sehingga di dalam mesin tidak terbakar sempurna. Tidak sempurnanya proses pembakaran tersebut menimbulkan suara ketukan pada mesin ketika mobil dipercepat, maupun pada tanjakan. Hal ini menyebabkan mesin aus. Untuk mengurangi hal tersebut, bensin berkualitas harus lebih banyak terdiri dari alkana rantai cabang dan senyawa aromatik.

• cracking (kertakan) • knocking (ketukan) • bilangan oktan

D. Energi Terbarukan

Pemanfaatan hidrokarbon sebagai sumber energi utama tampaknya harus mulai dipertimbangkan. Realitas menunjukkan bahwa ketersediaan bahan bakar fosil tersebut semakin hari semakin menipis. Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. Selain itu, eksplorasi dan pemanfaatan yang berlebihan terhadap bahan bakar fosil tersebut menyebabkan kerusakan lingkungan yang cukup parah. Berhemat dalam menggunakan bahan bakar merupakan salah satu solusi. Solusi lain yang dapat dilakukan yaitu memanfaatkan sumber energi alamiah yang ada di bumi dengan teknologi modern.

Sumber energi alamiah tersebut tidak hanya ada dalam jumlah melimpah, namun juga dapat diperbaharui, sehingga tidak perlu khawatir akan habis. Sumber-sumber energi alamiah tersebut di antaranya sebagai berikut.

1. Air

Air dapat dijadikan sumber energi listrik. Oleh karena itu, saat ini dikembangkan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTA memanfaatkan air untuk memutar turbin yang menghidupkan generator listrik. Energi listrik yang dihasilkan setara dengan yang dihasilkan oleh pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

C. Batubara

Sebelum minyak bumi melimpah dan murah pada tahun 1940-an, batubara memegang peranan penting sebagai sumber utama senyawa organik sintetik. Penemuan minyak bumi menyebabkan orang beralih dari batubara, mengingat sumber yang melimpah dan proses yang lebih ramah lingkungan dan murah. Namun, seiring pemanfaatan minyak bumi yang meningkat sedangkan sumbernya semakin berkurang, kini orang mulai beralih ke batubara kembali. Sampai saat ini terus dilakukan penelitian untuk mengolah batubara dengan lebih efisien.

Batubara sendiri terbentuk dari peluruhan tumbuhan oleh bakteri di bawah aneka ragam tekanan. Batubara dikelompokkan menurut kadar karbon di dalamnya: antrasit atau batubara keras dengan kadar karbon paling tinggi, batubara bitumen (lunak), lignit, dan gambut. Batubara juga mengandung sulfur. Sebagaimana senyawa hidrokarbon lainnya, pem-bakaran yang tidak sempurna dari batubara akan menghasilkan polutan karbon monoksida yang beracun.

Dampak Negatif Bahan Bakar

Pembakaran tak sempurna bahan bakar fosil (minyak bumi dan batu bara) meng-hasilkan polutan-polutan berbahaya.

1. Timbal.

2. Karbon dioksida yang menyebabkan efek rumah kaca.

3. Sulfur yang menyebab-kan hujan asam.

2. Angin

Angin siap menyediakan tenaga 17.000 MW di seluruh dunia. Angin akan menggerakkan kincir berbentuk sayap yang dilekatkan pada sebuah tangkai horizontal yang memutar sebuah generator listrik. Negara yang sudah mencoba pemanfaatan tenaga angin yaitu Denmark dan Amerika Serikat.

3. Sinar Matahari

Saat ini, beberapa negara juga tengah mengembangkan pembangkit listrik tenaga surya. Pembangkit listrik tenaga surya dapat menghasilkan daya sebesar 10 MW.

4. Tanaman

Banyak tanaman dapat menghasilkan bahan bakar cair. Bioetanol dapat dibuat dari sisa hasil hutan, jerami, tebu, dan jagung dengan peragian dan penyulingan. Minyak dari kelapa sawit dapat dimanfaatkan sebagai pengganti bahan bakar diesel.

Selain keempat hal di atas, masih banyak sumber energi alamiah lain yang belum termanfaatkan, seperti pasang surut air laut, gelombang laut, panas bawah laut, panas bumi, dan lain-lain.

Apa saja fraksi minyak bumi yang diperoleh pada suhu?

Apa saja fraksi minyak bumi yang diperoleh?

Fraksi manakah yang digunakan sebagai bensin?

Apakah kegunaan minyak bumi dari fraksi fraksinya?