Bab 1-Minyak bumi

MINYAK BUMI

Nama Kelompok :. Achmad Zaini - XI – 3 / 01. Budi Bowo Leksono - XI – 3 / 06. Gayatri Wibaningrum - XI – 3 / 15. M. Rosichunal Ilmi Faz - XI – 3 / 20. Rifqi Cahya Mahendra - XI – 3 / 30. Tiara Neysa Amadea - XI – 3 / 39

APA ITU MINYAK BUMI?

Minyak bumi adalah campuran secara alami dari berbagai unsur hidrokarbon yang terdapat dalam fase cair di reservoir di bawah permukaan tanah dan tetap cair pada tekanan atmosfer di atas permukaan, meskipun telah melalui fasilitas pemisahan di atas permukaan

80-85% unsur

karbon C

15-30% unsur

karbon H

Unsur lain: O, N, S

sampai 5%

SEDANGKAN GAS ALAM adalah semua jenis hidrokarbon yang berupa gas dan dihasilkan dari sumur dan tambang. Dikenal dengan istilah LPG (Liquid Peroleum Gas) dan LNG (Liquifiend Natural Gas)

Perbedaan  LPG LNG

Berasal dariCampuran gas C3H8

dan C4H10

Campuran gas CH4 dan C2H6

Guna Keperluan Rumah Tangga

Bahan bakar, pembangkit tenaga

listrik, umpan industri petrokimia

1. TERBENTUKNYA MINYAK BUMI

2 Teori Terbentuknya Minyak Bumi

Teori anorganik/abiogene

sis

Teori organik/bio

genesis------

Minyak bumi

berasal dari jasad

hewan dan tumbuhan yang mati tertimbun di bawah endapan lumpur.

Kemudian endapan lumpur

dihanyutkan menuju

lautan

2. CARA MENDAPATKAN

MINYAK BUMI

PengolahanPengolahan dapat dilakukan melalui kilang (kilang minyak,petrokimia dan gas)Pengolahan minyak secara garis besar dapat dibagi dalam 2 tahap.Pengolahan tahap pertama merupakan pemisahan minyak bumi ke dalam fraksi fraksinya berdasarkan perbedaan titik didih (Distilasi bertingkat)

Gambar dapat dilihat di buku paket halaman 30

Pengolahan tahap pertama Fraksi pertama : menghasilkan

gas,merupakan fraksi paling ringan.Dapat digunakan sebagai bahan bakar kilang.

Fraksi Kedua : disebut nafta,yang dapat dijadikan premium dan produk petrokimia lainnya

Fraksi Ketiga : digunakan sebagai baha dasar kerosin,juga dapat dibuat Avtur(Aviation Turbo Fuel) yang merupakan bahan bakar pesawat

Fraksi keempat : Disebut solar yang digunakan sebagai bahan bakar diesel

Fraksi kelima : Residu yang dapat dijual langsung atau dapat diolah lebih lanjut pada tahap kedua untuk menghasilkan produk-produk bernilai tambah

Fraksi kelima teridiri atas banyak molekul hidrokarbon besar yang harus dipecah menjadi kecil dalam unit yang bernama cracking unit.

Cara lain adalah mengolahnya dalam penyulingan hampa sehingga menghasilkan residu yang lebih berat yang dapat diolah menjadi aspal.Juga menghasilkan distilat(produk sulingan)yang menghasilkan pelumas dan lilin

Untuk mendapatkan jenis BBM dan nonBBM dalam jumlah besar dan mutu baik diperlukan pengolahan tahap kedua (lanjutan)

Pengolahan tahap dua ini akan mengolah hasil unit tahap pertama sehingga menghasilkan minyak dalam jumlah,jenis serta mutu yang sesuai perminttaan pasar.

Fraksi yang didapat di minyak bumi dan kegunaan

Bensin (2,2,4 – trimetil pentana) dihasilkan dari proses distilasi biasanya ditambah zat lain untuk mendapatkan campuran yang mempunyai efisiensi pembakaran tinggi.

Efisiensi ini diukur dengan suatu besaran yang dikenal dengan bilangan oktan

Bilangan Oktan (Octane Number)Merupakan ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu terbakar dlam mesin.Di dalam mesin,campuran udara dan besin ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan oleh busi.Campuran udara dan bensin bisa terbakar secara spontan seblum percikan api busi keluar.

Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan tinggi maka akan terjadi knocking atau ketukan dalam mesin, knocking ini akan mentebabkan mesin cepat rusak

Semakin besar bilangan oktan semakin baik proses pembakaran

Nilai bilangan oktan=0 untuk n-heptana dan oktan=100 untuk isooktana

Berikut tabel bilangan oktan hidrokarbon

Contoh Suatu campuran 30% n-heptana dan 70% isooktana mempunyai bilangan oktan

= (30/100 x 0) + (70/100 x 100) = 70

Nama Oktan berasal dari oktana (C8 ) karena dari seluruh penyusun bensin,oktana mempunyai sifat kompresi paling bagus

Oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan,tidak seperti heptana.

Bilangan oktana dapat ditingkatkan dengan menamba zat aditif ke dalam mesin,yaitu

1. Tetraethyl lead (TEL, Pb(C2H5)4) : menambahkan zat ini 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.

2. MTBE (methyl tertiary butyl ether, C5H11O), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE murni berbilangan setara oktan 118. Selain dapat meningkatkan bilangan oktan, MTBE dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Namun,MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifatkarsinogenik dan 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.

3. 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.

C. DAMPAK PEMBAKARAN BAHAN BAKAR TERHADAP LINGKUNGAN

Udara merupakan bagian dari atmosfer yang berisi oksigen yang diperlukan oleh manusia, hewan, tumbuh-tumbuhan, dan jasad hidup lainnya.

Atmosfer merupakan sumber karbon dioksida yang sangat diperlukan oleh tumbuh-tumbuhan dan merupakan penyumbang uap air

Para ilmuwan menduga 95% kehidupan di bumi disokong oleh lapisan atmosfer yang tebalnya kurang dari 2 mil

Udara merupakan campuran dari beberapa macam gas yang sangat diperlukan bagi kehidupan. Yaitu gas nitrogen sebanyak 78,04%, oksigen 20,947%, karbon dioksida, uap air, hidrogen, dan ozon

udara

Oksigen sangat esensial bagi jasad hidup untuk memperoleh energi biologis, yaitu sebagai bahan bakar dalam jaringan tubuh

Pada umumnya komponen udara itu penting bagi proses kehidupan. Udara yang bersih dan segar mempunyai susunan seperti pada tabel berikut :

Udara tidak pernah benar-benar bersih. Pada saat ini laju pertumbuhan penduduk bumi semakin meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia dibutuhkan industri-industri dan alat transportasi. Industri dan alat transportasi tersebut membutuhkan bahan bakar minyak. Gas buang yang disebabkan oleh pembakaran mesin menyebabkan pencemaran udara

Pencemaran udara adalah masuknya zat, energi, atau komponen lain kedalam udara ambeien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambeien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya

Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas atau kadar zat, energi, atau komponen lainnya yang keberadaannya dalam udara ambeien

Berdasarkan peraturan pemerintah republik indonesia no. 41 tahun 1999 tentang pengendalian pencemaran udara, baku mutu udara ambien indonesia dapat dilihat pada tabel berikut

Penyumbang terbesar pada pencemaran udara adalah pembakaran bahan bakar, yang berasal dari bahan bakar kendaraan motor dan industri. Di antara zat-zat tersebut adalah karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), belerang oksida (SOx), nitrogen oksida (Nox), dan timbal.

1. ZAT-ZAT PENCEMAR LINGKUNGAN

a. Karbon Monoksida (CO) Merupakan gas yang tidak berwarana, tidak

berbau, tidak merangsang. Membentuk persenyawaan dengan hemoglobin

(HbCO) dalam darah dengan reaksi: CO(g) + Hb(aq) HbCO(aq) Sumber gas CO adalah pembakaran yang tidak

sempurna dari bahan bakar minyak bumi. Contohnya adalah pembakaran oktana, dengan reaksi:

2 C8H18(g) + 17 O2(g) 16 CO(g) + 18 H2O(g)

Untuk mengurangi pencemaran udara karena adanya gas CO, para ahli mesin motor dan industri merancang dan membuat alat katalis yang disebut konverterkatalitik yang dipasangkan pada knalpot. Alat tersebut berfungsi mengubah CO dan NO menjadi gas yang tidak berbahaya. Dengan reaksi sebagai berikut.a) 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)b) 2NO2(g) N2(g) + 2O2(g)

Merupakan gas tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak merangsang. Berasal dari proses pembakaran minyak bumi, batu bara, dan gas alam.

Dengan adanya kemajuan industri dengan bahan bakar batu bara dan minyak bumi serta gas alam, kadar gas CO2 di udara meningkat menjadi 320 ppm yang sebelumnya 300 ppm.

Reaksi pembakaran sempurna dari batu bara dan komponen minyak bumi sebagai berikut.

1. Batu bara 2 C(s) + O2(g) 2 CO(g) H=-221,0 kj 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) H=-566,0 kj 2. Minyak bumi CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g)

b. Karbon Dioksida (CO2)

Pengaruh Gas CO2 terhadap Pemanasan Global 1. Suhu udara di bawah lapisan gas CO2 dan di permukaan

bumi semakin tinggi. 2. Efek rumah kaca, jika kadar CO2 sangat tinggi, maka bumi menyerap panas matahari. Panas tidak dapat dipancarkan,

lalu bumi jadi panas. Kegunaan gas CO2 untuk fotosintesis pada tumbuhan dengan

bantuan sinar ultraviolet dari sinar matahari. Untuk mengurangi jumlah gas CO2 di atmosfer perlu adanya

penghijauhan, yaitu menanam pohon, memperbanyak taman kota, memperluas hutan konservasi serta pengelolaan hutan dengan tebang tanam.

Gas SO2 merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau sangat menyengat serta menyesakkan napas. Gas ini dibentuk oleh oksidasi atau pembakaran belerang yang terlarut dalam minyak bumi.

Contoh reaksi pembentukan oksida belerang :2 Cu2S(s) + 3 O2(g) → 2 Cu2O(s) + 2 SO2(g)Minyak bumi yang mengandung belerang apabila dioksidasikan akan menghasilkan gas oksida belerang. Reaksinya sebagai berikut S(s) + O2(g) → SO2(g)

c. Belerang Oksida (SO2 dan SO3)

AKIBAT YANG DITIMBULKAN OLEH GAS SO2 DAN SO3

Jika gas SO2 dan SO3 bereaksi dengan uap air di udara lembap, akan terbentuk asam yang sifatnya sangat korosif terhadap logam-logam dan berbahaya bagi kesehatan. Gas SO2 dapat bereaksi dengan oksigen di udara.2 SO2 (g) + O2(g) → 2 SO3(g)Gas SO3 mudah larut dalam air dan di udara lembap membentuk asam sulfat. SO3 (g) + H2O(l) → H2SO4(ag)

Asam sulfat di udara lembap dapat membentuk aerosol yang berupa larutan koloid yang mudah larut dalam senyawa hujan. Hal ini yang menyebabkan hujan asam.

d. Oksida Nitrogen (NO dan NO2)

Dengan semakin pesatnya perkembangan mesin-mesin motor maka kegiatan pembakaran bahan bakar semakin meningkat pula. Di dalam proses pembakaran tersebut keperluan gas oksigen di udara semakin bertambah banyak. Pembakaran yang terjadi pada suhu tinggi akan menghasilkan gas NO.N2 (g) + O2(g) → 2 NO(g)

Adanya gas NO2 yang lebih besar dari 1ppm akan menyebabkan terbentuknya zat karsinogenik atau penyebab terjadinya kanker. Menghirup udara yang mengandung 20 ppm dapat menimbulkan kematian secara singkat. Untuk mencegah penyebaran gas NO2 perlu ditambahi katalis logam nikel sebagai converter. Fungsinya adalah untuk mengubah gas-gas buang yang mencemari udara menjadi gas yang tidak berbahaya di udara. 2 NO2(g) → N2 (g) + 2 O2(g)

e. TimbalTimah hitam (Pb) merupakan logam lunak yang kebiru-biruan atau abu-abi keperakan dengan titik leleh pada 327,5°C dan titik didih 1.740°C pada tekanan atmosfer.

Timbal adalah logam yang sangat toksik dan menyebabkan berbagai dampak kesehatan terutama pada anak-anak kecil.

DAMPAK DARI TIMBAL

Kerusakan sistem syaraf Menganggu kecerdasan Menghambat pertumbuhan Mengurangi kemampuan untuk

mendengar dan memahami bahasa Menghilangkan konsentrasi Masalah pada pencernaan Menyebabkam kanker Menggangu pembentukan hemoglobin

Mengatasi Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

Melarang dan mengurangi penggunaan bensin yang mengandung timbal (Pb). Di Amerika Serikat, penggunaan bahan bakar bermuatan timbal sangat kuat pengawasannya.

Pemeliharaan alat pembakar, seperti knalpot kendaraan dan kompor rumah tangga sehingga proses pembakaran lebih sempurna.

Memerhatikan kualitas bahan bakar dengan menurunkan kadar sulfur, sehingga pada saat pembakaran mengeluarkan sulfur oksida lebih sedikit.

Mengganti bahan bakar dengan bahan bakar alternatif non-petroleum, seperti metanol, etanol, dll

Mengoksidasi bahan bakar dengan menambahkan alkohol membentuk gasohol (bensin dan alkohol) yang dapat menurunkan emisi CO2.

Mengadakan bahan bakar alternatiff membakar lebih bersih dari hensin dan minyak diesel yang berupa campuran berwawasan lingkungan.

Menggalakkan penggunaan kendaraan dengan bahan bakar gas alam

Menggunakan tenaga baterai Penggunaan turbin penerbangan Memanfaatkan turbin angin dan sel tenaga

matahari dengan tingkat pencemaran nol Melakukan penghematan berdasarkan pasar