22:30
Unknown
Pada pengolahan minyak bumi melibatkan 2 proses utama, yaitu :
1. Proses Pemisahan (Separation Processes)
Unit operasi yang digunakan dalam penyulingan minyak biasanya sederhana tetapi dalam proses interkoneksi dan interaksinya cukup kompleks. Proses pemisahan tersebut adalah:
a. Destilasi fraksinasi
Bensin, kerosin dan minyak gas pada umumnya dipisahkan dengan destilasi fraksinasi dengan tekanan yang tinggi, fraksi-fraksi minyak pelumas akan mencapai suhu yang lebih tinggi. Pada saat zat-zat hidrokarbon mulai terpisah (pada umumnya kira-kira antara suhu 375 -400°C), sehingga lebih baik jika minyak pelumas didestilasi pada dengan tekanan yang diturunkan. Pengurangan tekanan diperoleh dengan menggunakan sebuah pompa vakum (vacum pump).
1. Proses Pemisahan (Separation Processes)
Unit operasi yang digunakan dalam penyulingan minyak biasanya sederhana tetapi dalam proses interkoneksi dan interaksinya cukup kompleks. Proses pemisahan tersebut adalah:
a. Destilasi fraksinasi
Bensin, kerosin dan minyak gas pada umumnya dipisahkan dengan destilasi fraksinasi dengan tekanan yang tinggi, fraksi-fraksi minyak pelumas akan mencapai suhu yang lebih tinggi. Pada saat zat-zat hidrokarbon mulai terpisah (pada umumnya kira-kira antara suhu 375 -400°C), sehingga lebih baik jika minyak pelumas didestilasi pada dengan tekanan yang diturunkan. Pengurangan tekanan diperoleh dengan menggunakan sebuah pompa vakum (vacum pump).
b. Absorpsi
Absorpsi pada umumnya digunakan untuk memisahkan zat yang memliki titik didih tinggi dengan gas. Proses ini dilakukan terutama untuk mendapatkan fraksi-fraksi gasolin alami dan memisahkan gas-gas rekahan dalam suatu fraksi yang sangat ringan (misalnya fraksi yang terdiri dari zat hidrogen, metana, etana) dan fraksi yang lebih berat yaitu yang mempunyai komponen-komponen yang lebih tinggi.
c. Adsorpsi
Proses adsorpsi digunakan untuk memperoleh material berat dari gas. Pemakaian terpenting proses adsorpsi pada perindustrian minyak adalah :
1) Untuk mendapatkan bagian-bagian yang berisi bensin (natural gasoline) dari gas-gas bumi, pada umumnya digunakan karbon aktif.
2) Untuk menghilangkan bagian-bagian yang memberikan warna dan zat-zat lain yang tidak dikehendaki dari minyak, pada umumnya digunakan tanah liat untuk menghilangkan warna dan bauksit (biji oksida-aluminium).
d. Filtrasi
Digunakan untuk menyaring endapan lilin dari lilin yang mengandung destilat
e. Kristalisasi
Sebelum dilakukan filtrasi, lilin harus dikristalisasi terlebih dahulu untuk menyesuaikan ukuran kristal dengan cooling dan stirring. Lilin yang tidak diinginkan dipisahkan.
f. Ekstraksi
Ekstraksi ini digunakan untuk memisahkan dua zat yang tidak bercampur atau mempunyai sifat kelarutan yang berbeda. Proses ekstraksi ini menggunakan pelarut tertentu misalnya menggunakan air atau pelarut organik).
Proses Konversi (Conversion Processes)
Hampir 70% dari minyak mentah di proses secara konversi, mekanisme reaksi yang terjadi adalah pembentukan "ion karbonium" dan "radikal bebas". Berikut ini beberapa contoh reaksi konversi dasar yang cukup penting dalam pengolahan minyak mentah.
a. Cracking atau Pyrolisis
Cracking atau pyirolisis merupakan proses pemecahan molekul-molekul hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dengan pemanasan atau menggunakan katalis.
Dengan adanya pemanasan yang cukup tinggi dan menggunakan katalis hidrokarbon alkana dengan rantai yang panjang akan pecah menjadi dua atau lebih senyawa dan salah satunya dapat berupa olefin. Reaksi cracking merupakan reaksi endotermik dan melibatkan energi yang tinggi. Proses cracking meliputi:
1) Proses cracking thermis murni
Pada proses ini terjadi pemecahan molekul-molekul yang besar dari zat hidrokarbon dan dilakukan pada suhu tinggi. Proses cracking ini biasanya selain menghasilkan bensin (gasoline), akan menghasilkan molekul-molekul yang lebih kecil (gas) dan molekul-molekul yang lebih besar (memiliki titik didih yang lebih tinggi dari bensin).
Fungsi dari proses cracking adalah untuk menghasilkan fraksi-fraksi bensin yang berat sehingga pada cracking bensin berat akan diperoleh suatu perbaikan dalam kualitas bahan pembakarnya yang disebabkan oleh 2 hal, yaitu penurunan titik didih rata-rata dan terbentuknya alkena. Hal ini menyebabkan bilangan oktan dapat meningkat dengan sangat tinggi, misalnya dari 45-50 hingga 75-80.
2) Proses cracking thermis dengan katalisator
Dengan adanya katalisator maka reaksi cracking dapat terjadi pada suhu yang lebih rendah. Keuntungan dari proses thermis-katalisator adalah:
a) Perbandingan antara bensin terhadap gas adalah sangat baik karena disebabkan oleh pendeknya waktu cracking pada suhu yang lebih rendah.
b) Bensin yang dihasilkan menunjukkan angka oktan yang lebih baik.
Dengan adanya katalisator dapat terjadi proses isomerisasi, dimana alkena¬ dengan rantai lurus diubah menjadi alkana bercabang, selanjutnya juga akan terjadi aromatik-aromatik dalam fraksi bensin yang lebih tinggi akan dapat mempengaruhi bilangan oktan.
3) Proses cracking dengan chlorida-aluminium (AlCl3) yang bebas air
Bila minyak dengan kadar aromatik rendah dipanaskan dengan AlCl3 bebas air pada suhu 180-2000C maka akan terbentuk bensin. Bahan yang tidak mengandung aromatik (misalnya alkana murni) dengan 2 atau 5% AlCl3 dapat mengubah sebagian besar (90%) dari bahan itu menjadi fraksi bensin, sisanya akan menjadii arang dalam ketel. Pada proses ini bensin yang dihasilkan tidak mengandung alkena tetapi masih memiliki bilangan oktan yang cukup baik. Beberapa kelemahan dari dari proses ini adalah :
a) Mahal karena AlCl3 yang dipakai akan menyublim dan mengurai.
b) Bahan-bahan yang dapat dikerjakan jumlahnya terbatas.
c) Pada saat reaksi berlangsung, banyak sekali gas asam garam sehingga harus memakai alat-alat yang tahan terhadap korosi.
2. Polimerisasi
Terbentuknya polimer antara molekul yang sama,
Proses polimerisasi akan merubah produk samping yaitu gas hidrokarbon yang dihasilkan pada proses cracking menjadi hidrokarbon cair yang dapat digunakan sebagai bahan bakar motor dan penerbangan yang memiliki bilangan oktan tinggi, serta digunakan untuk bahan baku petrokimia.
Sebagai bahan dasar dalam proses polimerisasi adalah olefin yang diperoleh dari proses cracking. 3. 3.Alkilasi
Proses alkilasi merupakan proses penggabungan olefin dengan hidrokarbon alkana.
Proses alkilasi termasuk reaksi eksotermik dan pada dasarnya sama dengan polimerisasi, hanya berbeda pada reaktannya, pada polimerasasi molekulnya sama sedangkan pada alkilasi molekulnya berbeda. Sebagai hasilnya adalah produk alkilat yang tidak mengandung olefin dan memiliki bilangan oktan yang tinggi. Metode ini didasarkan pada reaktifitas dari karbon tersier dari isobutan dengan olefin, seperti propilen, butilen dan amilen.4. Hidrogenasi
Proses ini adalah penambahan hidrogen pada olefin. Katalis hidrogenasi adalah logam, dan jenis logam yang dipilih tergantung pada senyawa yang akan di reduksi dan pada kondisi hidrogenasi, Logam yang umumnya dipakai adalah Pt, Pd, Ni, dan Cu.
Disamping untuk menjenuhkan ikatan rangkap (tak jenuh), hidrogenasi dapat digunakan untuk mengeliminasi (menghilangkan) atom-atom selain C dan H seperti atom oksigen, nitrogen, halogen dan sulfur sehingga diperoleh rantai hidrokarbon.5. Hydrocracking
Proses hydrocracking merupakan penambahan hidrogen pada proses
cracking.
6. Isomerisasi
Proses isomerisasi mengubah rumus struktur dari atom dalam molekul tanpa adanya perubahan jumlah atom.
Proses ini menjadi penting karena dapat menghasilkan iso-butana.7. Reforming atau Aromatisasi
Reforming merupakan proses konversi dari naptha untuk memperoleh produk yang memiliki bilangan oktan yang tinggi, dalam proses ini biasanya menggunakan katalis rhenium, platinum dan chromium.
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 + 4 H2
Tabel II.2 Fraksi –fraksi pada minyak bumi dan kegunaannya
Fraksi Jumlah atom C Titik didih Kegunaan
Gas C1- C4 < 20 oC 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 C5-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, sedangkan minyak diesel untuk rotasi sedang/rendah, disamping 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
Absorpsi pada umumnya digunakan untuk memisahkan zat yang memliki titik didih tinggi dengan gas. Proses ini dilakukan terutama untuk mendapatkan fraksi-fraksi gasolin alami dan memisahkan gas-gas rekahan dalam suatu fraksi yang sangat ringan (misalnya fraksi yang terdiri dari zat hidrogen, metana, etana) dan fraksi yang lebih berat yaitu yang mempunyai komponen-komponen yang lebih tinggi.
c. Adsorpsi
Proses adsorpsi digunakan untuk memperoleh material berat dari gas. Pemakaian terpenting proses adsorpsi pada perindustrian minyak adalah :
1) Untuk mendapatkan bagian-bagian yang berisi bensin (natural gasoline) dari gas-gas bumi, pada umumnya digunakan karbon aktif.
2) Untuk menghilangkan bagian-bagian yang memberikan warna dan zat-zat lain yang tidak dikehendaki dari minyak, pada umumnya digunakan tanah liat untuk menghilangkan warna dan bauksit (biji oksida-aluminium).
d. Filtrasi
Digunakan untuk menyaring endapan lilin dari lilin yang mengandung destilat
e. Kristalisasi
Sebelum dilakukan filtrasi, lilin harus dikristalisasi terlebih dahulu untuk menyesuaikan ukuran kristal dengan cooling dan stirring. Lilin yang tidak diinginkan dipisahkan.
f. Ekstraksi
Ekstraksi ini digunakan untuk memisahkan dua zat yang tidak bercampur atau mempunyai sifat kelarutan yang berbeda. Proses ekstraksi ini menggunakan pelarut tertentu misalnya menggunakan air atau pelarut organik).
Proses Konversi (Conversion Processes)
Hampir 70% dari minyak mentah di proses secara konversi, mekanisme reaksi yang terjadi adalah pembentukan "ion karbonium" dan "radikal bebas". Berikut ini beberapa contoh reaksi konversi dasar yang cukup penting dalam pengolahan minyak mentah.
a. Cracking atau Pyrolisis
Cracking atau pyirolisis merupakan proses pemecahan molekul-molekul hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dengan pemanasan atau menggunakan katalis.
Dengan adanya pemanasan yang cukup tinggi dan menggunakan katalis hidrokarbon alkana dengan rantai yang panjang akan pecah menjadi dua atau lebih senyawa dan salah satunya dapat berupa olefin. Reaksi cracking merupakan reaksi endotermik dan melibatkan energi yang tinggi. Proses cracking meliputi:
1) Proses cracking thermis murni
Pada proses ini terjadi pemecahan molekul-molekul yang besar dari zat hidrokarbon dan dilakukan pada suhu tinggi. Proses cracking ini biasanya selain menghasilkan bensin (gasoline), akan menghasilkan molekul-molekul yang lebih kecil (gas) dan molekul-molekul yang lebih besar (memiliki titik didih yang lebih tinggi dari bensin).
Fungsi dari proses cracking adalah untuk menghasilkan fraksi-fraksi bensin yang berat sehingga pada cracking bensin berat akan diperoleh suatu perbaikan dalam kualitas bahan pembakarnya yang disebabkan oleh 2 hal, yaitu penurunan titik didih rata-rata dan terbentuknya alkena. Hal ini menyebabkan bilangan oktan dapat meningkat dengan sangat tinggi, misalnya dari 45-50 hingga 75-80.
2) Proses cracking thermis dengan katalisator
Dengan adanya katalisator maka reaksi cracking dapat terjadi pada suhu yang lebih rendah. Keuntungan dari proses thermis-katalisator adalah:
a) Perbandingan antara bensin terhadap gas adalah sangat baik karena disebabkan oleh pendeknya waktu cracking pada suhu yang lebih rendah.
b) Bensin yang dihasilkan menunjukkan angka oktan yang lebih baik.
Dengan adanya katalisator dapat terjadi proses isomerisasi, dimana alkena¬ dengan rantai lurus diubah menjadi alkana bercabang, selanjutnya juga akan terjadi aromatik-aromatik dalam fraksi bensin yang lebih tinggi akan dapat mempengaruhi bilangan oktan.
3) Proses cracking dengan chlorida-aluminium (AlCl3) yang bebas air
Bila minyak dengan kadar aromatik rendah dipanaskan dengan AlCl3 bebas air pada suhu 180-2000C maka akan terbentuk bensin. Bahan yang tidak mengandung aromatik (misalnya alkana murni) dengan 2 atau 5% AlCl3 dapat mengubah sebagian besar (90%) dari bahan itu menjadi fraksi bensin, sisanya akan menjadii arang dalam ketel. Pada proses ini bensin yang dihasilkan tidak mengandung alkena tetapi masih memiliki bilangan oktan yang cukup baik. Beberapa kelemahan dari dari proses ini adalah :
a) Mahal karena AlCl3 yang dipakai akan menyublim dan mengurai.
b) Bahan-bahan yang dapat dikerjakan jumlahnya terbatas.
c) Pada saat reaksi berlangsung, banyak sekali gas asam garam sehingga harus memakai alat-alat yang tahan terhadap korosi.
2. Polimerisasi
Terbentuknya polimer antara molekul yang sama,
Proses polimerisasi akan merubah produk samping yaitu gas hidrokarbon yang dihasilkan pada proses cracking menjadi hidrokarbon cair yang dapat digunakan sebagai bahan bakar motor dan penerbangan yang memiliki bilangan oktan tinggi, serta digunakan untuk bahan baku petrokimia.
Sebagai bahan dasar dalam proses polimerisasi adalah olefin yang diperoleh dari proses cracking. 3. 3.Alkilasi
Proses alkilasi merupakan proses penggabungan olefin dengan hidrokarbon alkana.
Proses alkilasi termasuk reaksi eksotermik dan pada dasarnya sama dengan polimerisasi, hanya berbeda pada reaktannya, pada polimerasasi molekulnya sama sedangkan pada alkilasi molekulnya berbeda. Sebagai hasilnya adalah produk alkilat yang tidak mengandung olefin dan memiliki bilangan oktan yang tinggi. Metode ini didasarkan pada reaktifitas dari karbon tersier dari isobutan dengan olefin, seperti propilen, butilen dan amilen.4. Hidrogenasi
Proses ini adalah penambahan hidrogen pada olefin. Katalis hidrogenasi adalah logam, dan jenis logam yang dipilih tergantung pada senyawa yang akan di reduksi dan pada kondisi hidrogenasi, Logam yang umumnya dipakai adalah Pt, Pd, Ni, dan Cu.
Disamping untuk menjenuhkan ikatan rangkap (tak jenuh), hidrogenasi dapat digunakan untuk mengeliminasi (menghilangkan) atom-atom selain C dan H seperti atom oksigen, nitrogen, halogen dan sulfur sehingga diperoleh rantai hidrokarbon.5. Hydrocracking
Proses hydrocracking merupakan penambahan hidrogen pada proses
cracking.
6. Isomerisasi
Proses isomerisasi mengubah rumus struktur dari atom dalam molekul tanpa adanya perubahan jumlah atom.
Proses ini menjadi penting karena dapat menghasilkan iso-butana.7. Reforming atau Aromatisasi
Reforming merupakan proses konversi dari naptha untuk memperoleh produk yang memiliki bilangan oktan yang tinggi, dalam proses ini biasanya menggunakan katalis rhenium, platinum dan chromium.
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 + 4 H2
Tabel II.2 Fraksi –fraksi pada minyak bumi dan kegunaannya
Fraksi Jumlah atom C Titik didih Kegunaan
Gas C1- C4 < 20 oC 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 C5-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, sedangkan minyak diesel untuk rotasi sedang/rendah, disamping 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
Posted in: Materi Kimia SMA X
0 comments:
Post a Comment