ALAM: Minyak bumi

Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus– karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, 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 berbagaihidrokarbon, 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 ttik didihnya sehingga menghasilkan berbagai macam bahan bakar, mulai dari bensin dan kerosin 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]

Daftar isi

[sembunyikan]

[sunting]Komposisi

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. Di bawah kondisi temperatur dan tekanan standar, hidrokarbon yang lebih ringan seperti metana, etana, propana, dan butana brbentuk 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 daripentana keatas 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 dalamnua. 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%.

Komponen kimia dari minyak bumi dipisahkan oleh proses distilasi, yang kemudian, setelah diolah lagi, menjadi minyak tanah, bensin, lilin,aspal, dll.

Minyak pelumas dan gemuk setengah-padat (termasuk Vaseline®) berada di antara C₁₆ sampai ke C₂₀.

Rantai di atas C₂₀ berwujud padat, dimulai dari lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal.

Titik pendidihan dalam tekanan atmosfer fraksi distilasi dalam derajat Celcius:

minyak eter: 40 - 70 °C (digunakan sebagai pelarut)
minyak ringan: 60 - 100 °C (bahan bakar mobil)
minyak berat: 100 - 150 °C (bahan bakar mobil)
minyak tanah ringan: 120 - 150 °C (pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga)
kerosene: 150 - 250 °C (bahan bakar mesin jet)
minyak gas: 250 - 350 °C (minyak diesel/pemanas)
minyak pelumas: > 300 °C (minyak mesin)
sisanya: tar, aspal, bahan bakar residu

Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa minyak adalah zat abiotik, yang berarti zat ini tidak berasal dari fosil tetapi berasal dari zat anorganik yang dihasilkan secara alami dalam perut bumi. Namun, pandangan ini diragukan dalam lingkungan ilmiah.

[sunting]Kimia

Oktana, hidrokarbon yang ditemukan pada bensin. Garis-garis melambangkanikatan tunggal, bola hitam melambangkankarbon, sedangkan bola putih melambangkanhidrogen.

Minyak bumi merupakan campuran dari berbagai macam hidrokarbon, jenis molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana (baik yang rantai lurus maupun bercabang), sikloalkana,hidrokarbon aromatik, atau senyawa kompleks seperti aspaltena. Setiap minyak bumi mempunyai keunikan molekulnya masing-masing, yang diketahui dari bentuk fisik dan ciri-ciri kimia, warna, dan viskositas.

Alkana, juga disebut dengan parafin, adalah hidrokarbon tersaturasi dengan rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen dengan rumus umum C_nH_2n+2. Pada umumnya minyak bumi mengandung 5 sampai 40 atom karbon per molekulnya, meskipun molekul dengan jumlah karbon lebih sedikit/lebih banyak juga mungkin ada di dalam campuran tersebut.

Alkana dari pentana (C₅H₁₂) sampai oktana (C₈H₁₈) akan disuling menjadi bensin, sedangkan alkana jenis nonana (C₉H₂₀) sampaiheksadekana (C₁₆H₃₄) akan disuling menjadi diesel, kerosene dan bahan bakar jet). Alkana dengan atom karbon 16 atau lebih akan disuling menjadi oli/pelumas. Alkana dengan jumlah atom karbon lebih besar lagi, misalnya parafin wax mempunyai 25 atom karbon, dan aspalmempunyai atom karbon lebih dari 35. Alkana dengan jumlah atom karbon 1 sampai 4 akan berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai elpiji (LPG). Di musim dingin, butana (C₄H₁₀), digunakan sebagai bahan campuran pada bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan membantu mesin menyala pada musim dingin. Penggunaan alkana yang lain adalah sebagai pemantik rokok. Di beberapa negara, propana (C₃H₈) dapat dicairkan dibawah tekanan sedang, dan digunakan masyarakat sebagai bahan bakar transportasi maupun memasak.

Sikloalkana, juga dikenal dengan nama naptena, adalah hidrokarbon tersaturasi yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya, dengan rumus umum C_nH_2n. Sikloalkana memiliki ciri-ciri yang mirip dengan alkana tapi memiliki titik didih yang lebih tinggi.

Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon tidak tersaturasi yang memiliki satu atau lebih cincin planar karbon-6 yang disebut cincin benzena, dimana atom hidrogen akan berikatan dengan atom karbon dengan rumus umum C_nH_n. Hidrokarbon seperti ini jika dibakar maka akan menimbulkan asap hitam pekat. Beberapa bersifat karsinogenik.

Semua jenis molekul yang berbeda-beda di atas dipisahkan dengan distilasi fraksional di tempat pengilangan minyak untuk menghasilkan bensin, bahan bakar jet, kerosin, dan hidrokarbon lainnya. Contohnya adalah 2,2,4-Trimetilpentana (isooktana), dipakai sebagai campuran utama dalam bensin, mempunyai rumus kimia C₈H₁₈ dan bereaksi dengan oksigen secara eksotermik:^[6]

2 C₈H₁₈_(l) + 25 O₂_(g) → 16 CO₂_(g) + 18 H₂O_(g) + 10.86 MJ/mol (oktana)

[sunting]Persamaan empiris untuk ciri-ciri termal pada produk hasil olahan minyak bumi

[sunting]Panas pembakaran

Pada volume yang konstan maka panas pembakaran dari produk minyak bumi dapat diperkirakan dengan rumus:

Q v = 12,400 - 2,100 d 2

dengan

Q v

dalam kal/gram dan d adalah gravitasi khusus pada suhu 60 °F (16 °C).

[sunting]Konduktivitas termal

Konduktivitas termal dari cairan-cairan yang berasal dari minyak bumi dapat dirumuskan sebagai berikut:

$K = \frac{0.813}{d}[1-0.0203(t-32)]$ 0.547

Satuan K adalah BTU hr⁻¹ft⁻² , t diukur dalam °F dan d adalah gravitasi khusus pada suhu 60 °F (16 °C).

[sunting]Kegunaan

Di Indonesia, minyak bumi yang diolah banyak digunakan sebagai Bahan bakar minyak atau BBM, yang merupakan salah satu jenisbahan bakar yang digunakan secara luas di era industrialisasi.

Ada beberapa jenis BBM yang dikenal di Indonesia, di antaranya adalah:

Minyak tanah rumah tangga
Minyak tanah industri
Pertamax Racing
Pertamax
Pertamax Plus
Premium
Bio Premium
Bio Solar
Pertamina DEX
Solar transportasi
Solar industri
Minyak diesel
Minyak bakar

Di Indonesia, harga BBM sering mengalami kenaikan disebabkan alasan pemerintah yang ingin mengurangi subsidi. Tujuan dari pengurangan tersebut dikatakan adalah agar dana yang sebelumnya digunakan untuk subsidi dapat dialihkan untuk hal-hal lain seperti pendidikan dan pembangunan infrastruktur. Di sisi lain, kenaikan tersebut sering memicu terjadinya kenaikan pada harga barang-barang lainnya seperti barang konsumen, sembako dan bisa juga tarif listrik sehingga selalu ditentang masyarakat.