DI BALIK MINYAK BUMI: STRUKTUR HIDROKARBON 'CANDU' EKONOMI
DUNIA
RANTAI SENYAWA ORGANIK C-H INI MEMIKAT JUTAAN MANUSIA SELAMA RATUSAN TAHUN.
EKONOMI DUNIA SAMPAI SEKARANG MASIH BERTUMPU PADA RANTAI SENYAWA ORGANIK INI. SEBENARNYA BAGAIMANA STRUKTUR DASAR MINYAK BUMI YANG MEMIKAT ITU?
"Terbentuknya
dari fosil hewan-hewan yang terkubur selama berjuta-juta tahun", kata
Ibu/Bapak guru. Kalimat ini akrab kita dengar sejak menempuh bangku sekolah dan
acapkali muncul dalam berbagai ujian. Sejatinya bagaimana minyak bumi
terbentuk? Lalu, apa saja kandungannya sehingga bisa diolah menjadi bahan
bakar?
Minyak mentah atau crude oil adalah cairan coklat kehijauan sampai hitam
yang terutama terdiri dari karbon dan hidrogen. Teori yang paling umum
digunakan untuk menjelaskan asal-usul minyak bumi adalah organic source
material. Teori ini menyatakan bahwa minyak bumi merupakan produk perubahan
secara alami dari zat-zat organik yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan dan hewan
yang mengendap selama ribuan sampai jutaan tahun.
Awalnya, organisme purba (lebih banyak berwujud zooplankton
dan algae) menyerap energi dari sinar matahari dan menyimpannya dalam
bentuk rantai karbon dalam selnya. Ketika organisme-organisme purba ini mati,
tumpukan demi tumpukan lumpur dan batuan sedimen mengubur fosil-fosil ini
semakin dalam ke perut bumi. Semakin dalam terkubur, semakin naik tekanan dan
suhu yang mempengaruhi sedimen fosil tersebut.
Absennya oksigen dalam 'kuburan' fosil tersebut adalah
salah satu faktor materi organik ini mulai berubah wujud menjadi Kerogen.
Pada saat suhu ambient fosil-fosil tersebut naik mencapai kira-kira 110 oC
atau bahkan lebih tinggi dari itu, kerogen secara bertahap berubah
menjadi minyak. Pada suhu yang lebih tinggi lagi, kerogen berubah wujud
menjadi gas alam.
Tapi cerita tak berakhir di situ. Bila deposit minyak yang baru terbentuk ini
tersebar di berbagai area, nampaknya akan sangat mustahil untuk mengambilnya
sebagai komoditas yang bernilai ekonomi (ga lucu klo ngebor minyak cuma dapat
satu gayung..hehehe). Saya lanjutkan ceritanya. Bahkan setelah minyak terbentuk
pada lapisan batuan penyusunnya, tekanan di sekitar formasi ini masih terus
naik, mendorong minyak untuk merembes keluar dari batuan-batuan yang berpori.
Kumpulan-kumpulan minyak tersebut bergerak dengan cara yang sama, merebes
keluar melalui batuan berpori karena pengaruh tekanan di sekitarnya. Hingga,
ada beberapa yang berhasil mecapai permukaan. Namun, beberapa menemui jalan
buntu. Minyak-minyak itu tak lagi mampu merembes keluar karena terhalang
lapisan batuan yang lebih keras, lebih padat, dan hampir tidak berpori.
Tersegel oleh lapisan batu impermeable ini, perlahan-lahan minyak bumi
mulai terkumpul di bawah lapisan batuan ini. Dan inilah bentuk reservoir
yang menyimpan cadangan minyak bumi. Karena dasar pengetahuan inilah nama Petroleum
ada. Petroleum berasal dari bahasa Yunani yang menggabungkan dua kata
dasar yaitu Petra yang berarti batu dan Elaion yang artinya
minyak. Jadi, menurut etimologinya, Petroleum berarti batuan yang
berminyak/mengandung minyak.
Reservoir adalah formasi batuan yang menahan kumpulan minyak, gas alam,
atau bahkan keduanya di bawah keraknya. Reservoir-reservoir ini bisa terbentuk
sangat luas. Hanya saja, kenapa tidak mudah untuk menemukan reservoir-reservoir
ini? Ingat, lempeng kerak bumi selalu bergerak. Karena pergerakan lempeng bumi,
bisa jadi formasi batuan reservoir ini sangat kompleks. Itulah yang menyebabkan
tidak mudah melacak dan menemukan cadangan minyak.
Komposisi
Minyak Bumi : Inilah Pemikat Hati Anak Manusia
Minyak bumi memiliki campuran
senyawa hidrokarbon sebanyak 50-98% beratnya dan sisanya adalah zat-zat organik
yang mengandung belerang, oksigen, dan nitrogen. Ada pula senyawa non-organik
seperti vanadium, nikel, besi, natrium, aluminium, kalsium dan magnesium.
Secara umum, komposisi minyak bumi dapat dilihat seperti tabel di bawah ini:
 |
| Komposisi Minyak Bumi |
Berdasarkan kandungan senyawanya,
minyak bumi dapat dibagi menjadi golongan hidrokarbon dan non-hidrokarbon serta
senyawa-senyawa logam.
1.
Hidrokarbon
1.1 Parafin
Parafin adalah kelompok senyawa hidrokarbon jenuh berantai
lurus (alkana) dengan rumus kimia CnH2n+2. Contoh
dari senyawa ini adalah metana (CH4), etana (C2H6), n-butana (C4H10), iso-butana (2-metil propana, C4H10), iso-pentana (2-metilbutana, C5H12), dan iso-oktana (2,2,4-trimetil pentana, C8H18). Jumlah senyawa yang tergolong ke dalam senyawa iso-parafin jauh lebih banyak daripada senyawa yang tergolong n-parafin. Tetapi, di dalam minyak bumi mentah, kadar senyawa iso-parafin jauh lebih rendah dari n-parafin.
 |
| Rantai Kimia Metana |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
| Rantai Kimia Etana |
|
|
|
|
 |
| Rantai Kimia n-Butana |
 |
| Rantai Kimia Isobutana |
 |
| Rantai Kimia Isopentana |
 |
| Rantai Kimia Isooktana |
1.2 Olefin
Olefin adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n. Contohnya, etilena (C2H4), propena (C3H6), dan butena (C4H8).
 |
| Rantai Kimia Etilena |
|
|
|
|
|
|
 |
| Rantai Kimia Propena |
 |
| Rantai Kimia Butena |
1.3 Naftena
Naftena adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang membentuk struktur cincin dengan rumus molekul CnH2n. Senyawa-senyawa naftena yang sering ditemukan adalah senyawa yang struktur cincinnya tersusun dari 5 atau 6 atom karbon. Contohnya adalah siklopentana (C5H10), metilsiklopentana (C6H12), dan siklohexana (C6H12). Umumnya, di dalam minyak bumi mentah, naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon yang memiliki kadar terbanyak kedua setelah n-parafin.
 |
| Rantai Kimia Siklopentana |
 |
| Rantai Kimia Metil Siklopentana |
 |
| Rantai Kimia Sikloheksana |
2. Non-hidrokarbon
Selain senyawa-senyawa yang tersusun dari atom-atom hidrogen dan karbon, di dalam minyak bumi ditemukan juga senyawa non-hidrokarbon seperti belerang, nitrogen, oksigen, vanadium, nikel dan natrium yang terikat pada rantai atau cincin hidrokarbon. Unsur-unsur tersebut keberadaannya tidak dikehendaki berada di dalam produk-produk pengilangan minyak bumi, sehingga akan mempengaruhi langkah-langkah pengolahan minyak mentah.
2.1 Belerang
Belerang terdapat dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S), belerang bebas (S), merkaptan (R-SH, dengan R=gugus alkil), sulfida (R-S-R'), disulfida (R-S-S-R'), dan tiofen (sulfida siklik). Senyawa-senyawa belerang tidak dikehendaki karena:
1. Menimbulkan bau tidak sedap dan bersifat korosif pada produk pengolahan
2. Mengurangi efektifitas zat-zat bubuhan pada produk pengolahan.
3. Meracuni katalis-katalis perengakahn.
4. Menyebabkan pencemaran udara (pada pembakaran bahan bakar minyak, senyawa belerang teroksidasi menjadi zat-zat korosif yang membahayakan lingkungan seperti SO2 dan SO3).
 |
| Rantai Kimia Hidrogen Sulfida |
|
 |
| Rantai Kimia Merkaptan |
2.2 Nitrogen
Senyawa-senyawa nitrogen dibagi menjadi zat-zat yang bersifat basa seperti 3-metilpiridin (C6H7N) dan kuinolin (C9H7N) juga zat-zat yang tidak bersifat basa seperti pirol (C4H5N), indol (C8H7N) dan karbazol (C12H9N). Senyawa-senyawa nitrogen dapat mengganggu kelancaran proses katalitik yang jika sampai terbawa ke dalam produk, berpengaruh buruk terhadap bau, kestabilan warna, serta sifat penuaan produk tersebut.
 |
| Rantai Kimia 3-metilpyridine |
 |
| Rantai Kimia Kuinolin |
 |
| Rantai Kimia Indol |
 |
| Rantai Kimia Pyrrol |
 |
| Rantai Kimia Karbazol |
2.3 Oksigen
Oksigen biasanya terikat dalam gugus karboksilat dalam asam-asam naftenat (2,2,6-trimetilsikloheksankarboksilat, C10H18O2) dan asam-asam lemak (alkanoat), gugus hidroksi fenolik dan gugus keton. Senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah serius seperti halnya senyawa belerang dan senyawa nitrogen pada proses katalitik.
 |
| Rantai Kimia Naftenat |
 |
| Rantai Kimia Phenol |
|
|
 |
| Rantai Kimia Gugus Keton |
3. Senyawa Logam
Minyak bumi biasanya mengandung 0,001-0,05% berat logam. Kandungan logam yang paling tinggi biasanya adalah vanadium, nikel, dan natrium. Logam-logam ini terdapat dalam bentuk garam terlarut dalam air yang tersuspensi dalam minyak atau dalam bentuk senyawa organometal yang larut dalam minyak. Vanadium dan nikel merupakan racun bagi katalis-katalis pengolahan minyak bumi dan dapat menimbulkan masalah serius jika terbawa ke dalam produk pengolahan.
Inilah sekilas mengenai strukstur dasar hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah. Berdasarkan struktur rantai hidrokarbon ini, minyak mentah akan diolah didalam refinery untuk menjadi berbagai produk jadi yang dibutuhkan masyarakat. :) Thanks for your attention. We'll share other topics next time.
Related articles:
No comments:
Post a Comment