Senyawa Hidrokarbon dari Fraksi Minyak Bumi

Hidrokarbon merupakan suatu senyawa kimia yang strukturnya hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen. Contoh senyawanya yang paling sederhana molekulnya adalah metana yang termasuk ke dalam golongan alkana.

Pada struktunya, satu atom karbon tersebut dapat mengikat empat buah atom hidrogen. Senyawa ini banyak ditemukan di alam karena memang sumber utamanya berasal dari minyak bumi dan batu bara. Oleh karena batu bara dan minyak bumi merupakan fosil makhluk hidup maka senyawa kimia ini digolongkan menjadi senyawa kimia organik.

Penambangan Minyak Bumi untuk Mendapatkan Hidrokarbon

Minyak bumi merupakan hasil dari pelapukan tumbuhan dan hewan yang telah mati berjuta-juta tahun yang lalu dan berada di dasar laut. Jasad tumbuhan dan hewan yang telah mati ini pada awalnya tertimbun oleh pasir atau pun lumpur. Dalam kurun waktu jutaan tahun serta dipengaruhi oleh tingginya suhu dan tekanan di bumi, lapisan pasir tersebut akan menebal dan mengeras menjadi batuan.

Zat-zat organik yang berasal dari jasad hewan dan tumbuhan akan melapuk dan berubah menjadi minyak bumi dan gas alam yang terperangkap di antara lapisan batuan tersebut.

Akibat adanya gerakan kerak bumi yang mengakibatkan terjadinya pergeseran pada lapisan batuan seperti gempa bumi, minyak bumi dapat ditemukan di dasar laut dekat lepas pantai. Selain itu terdapat juga sumber minyak bumi yang berada di daratan. Agar minyak bumi dapat dikeluarkan dari lapisan bumi, maka harus dilakukan penggalian atau pengeboran lapisan bumi.

Pengeboran biasanya dilakukan sampai mencapai lapisan dasar batuan yang diperkirakan mengandung minyak bumi. Minyak bumi ini pertama kali ditambang oleh Edwin Drake pada tahun 1859 di Titusville, Pensylvania.

Lapisan batuan yang telah berhasil dibor biasanya akan langsung memancarkan minyak bumi yang dikandungnya. Hal ini terjadi akibat dari tekanan yang tinggi pada lapisan bumi. Semakin ke atas maka besarnya tekanan akan melemah. Oleh karena itu, diperlukan suatu usaha untuk mendapatkan tekanan dari luar. Cara yang dilakukan yaitu dengan pemompaan menggunakan air atau udara. Proses yang dilakukan ini nantinya akan mendorong minyak bumi untuk dapat keluar.

Selain minyak bumi, ketika dilakukan pengeboran juga akan didapatkan gas alam. Gas alam ini mengandung senyawa metana dengan komposisi yang cukup tinggi. Gas alam merupakan hasil dari pelapukan tumbuhan secara anaerobik yaitu tanpa adanya udara. Selain metana, komponen penyusun gas alam juga terdiri atas etana, propana, nitrogen, dan karbon dioksida. Beberapa gas alam yang ditemukan juga ada yang mengandung gas helium di dalamnya.

Komposisi Hidrokarbon Pada Fraksi Minyak Bumi

Komposisi minyak bumi yang diperoleh dari hasil pengeboran biasanya mengandung hidrokarbon sebanyak 50%-90%. Terutama sekali golongan alkana dengan berat molekul sedang sampai tinggi, sikloalkana, dan senyawa aromatik.

Komposisi penyusun minyak bumi terbanyak yaitu senyawa jenuh alkana dan sikloalkana, untuk sisanya adalah senyawa alifatik dan alisiklik. Sedangkan gas alam tersusun dari alkana rantai pendek yaitu metana (80%), etana (7%), propana (6%), butana (4%), dan pentana (3%).

Minyak bumi yang ditambang di Negara Indonesia pada umunya banyak mengandung senyawa siklik baik itu sikloalkana maupun senyawa aromatik. Di Negara Amerika, komposisi minyak buminya banyak mengandung senyawa alkana. Sedangkan di Negara Rusia, kandungan minyak bumi terbesarnya adalah sikloalkana.

Daerah-daerah penambangan minyak bumi di Indonesia di antaranya adalah pulau Jawa bagian utara, pulau Kalimantan dan Sumatera bagian timur, dan pulau Papua.

Minyak bumi yang telah ditambang pada pertambangan minyak belum dapat digunakan sebagai bahan bakar karena bentuknya masih berbentuk minyak mentah. Oleh karena itu perlu dilakukan pengolahan selanjutnya yang dikerjakan di pabrik pengilangan minyak.

Tahapan yang dilakukan yaitu proses penyulingan bertingkat dengan metode fraksionasi. Metode ini dilakukan berdasarkan perbedaan titik didih senyawa-senyawa penyusun minyak bumi atau disebut juga dengan metode distilasi bertingkat.

Ketika minyak bumi difraksionasi, senyawa yang memiliki titik didih paling rendah akan menguap dan terpisah terlebih dahulu. Setelah itu akan disusul dengan senyawa yang titik didihnya lebih tinggi. Maka dari itu, senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi akan terpisah secara bertahap.

Tiap-tiap senyawa yang memiliki perbedaan titik didih akan ditampung dalam tempat penampungan yang berbeda untuk seterusnya dilakukan pengolahan lebih lanjut lagi.

Pengolahan lebih lanjut terhadap fraksi-fraksi yang dihasilkan dari proses fraksionasi dilakukan untuk memenuhi kebutuhan akan produk-produk tertentu. Misalnya jika kebutuhan menginginkan lebih banyak produksi untuk senyawa berantai pendek maka dapat dilakukan proses perengkahan (cracking).

Perengkahan ini dilakukan untuk memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi rantai pendek. Sebaliknya, jika diinginkan senyawa dengan rantai yang lebih panjang, maka dapat dilakukan proses penggabungan atau reforming.

Bensin Sebagai Fraksi Hidrokarbon Utama dari Minyak Bumi

Bensin (gasolin) nerupakan fraksi terpenting dari pengilangan minyak bumi. Bensin yang berupa rantai lurus menyumbang 10% sebagai komposisi penyusun minyak bumi. Fraksi bensin ini merupakan bahan bakar utama untuk beberapa kendaraan bermotor.

Akan tetapi, hasil yang diperoleh dari penyulingan terlalu sedikit jumlahnya jika dibandingkan dengan kebutuhan penduduk di dunia. Selain itu, kualitas bensin pun masih terlalu rendah sehingga diperlukan proses perengkahan ataupun reforming untuk meningkatkan kualitasnya.

Pembakaran bensin di dalam mesin bertekanan tinggi tidak bisa merata sehingga dapat mengakibatkan terjadinya ketukan pada mesin. Ketukan ini timbul karena adanya gelombang kejut dan akan membuat mesin menjadi cepat panas sehingga mudah rusak. Besarnya kinerja pembakaran bensin dapat diukur dengan menggunakan istilah bilangan oktan.

Bilangan ini digunakan sebagai nilai perbandingan antara ketukan bensin dengan ketukan dari campuran alkana standar yaitu n-heptana dan 2,2,4-trimetil pentana (isooktana). Campuran keduanya memiliki bilangan oktan sebesar 87.

Untuk mengukur bilangan oktan dapat dilakukan menggunakan tiga metode, di antaranya sebagai berikut.

• Mengukur pada suhu dan kecepatan tinggi dan hasilnya dituliskan sebagai bilangan oktan mesin.

• Mengukur pada kecepatan sedang dan hasilnya disebut sebagai bilangan oktan penelitian.

• Mengukur hidrokarbon murni dan hasilnya disebut sebagai road index.

Bilangan oktan bensin dapat ditingkatkan dengan menambahkan senyawa tetraetil timbal (TEL). Dengan menambahkan 6 mL TEL ke dalam satu galon (33,3 L) bensin dapat meningkatkan bilangan oktan sebanyak 15 sampai 20 satuan. Metode lain yang dapat digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan bensin yaitu dengan melakukan reforming untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi rantai bercabang atau sikloalkana.

Dampak Pembakaran Hidrokarbon Dari Fraksi Minyak Bumi

Pembakaran bensin yang mengandung TEL dapat menghasilkan senyawa timbal oksida yang sifatnya tertimbun dalam mesin. Biasanya ke dalam campuran bensin selalu ditambahkan senyawa 1,2-dibromometana agar senyawa timbal oksida tidak tertimbun.

Ketika terjadi pembakaran di dalam bensin, senyawa timbal oksida akan bereaksi dengan 1,2-dibromometana menghasilkan senyawa yang mudah menguap. Senyawa ini akan dibebaskan di udara dan menjadi polutan bagi udara serta akan menjadi racun jika jumlahnya melewati ambang batas tertentu.

Dampak lain dari pembakaran senyawa ini yaitu apabila pembakarannya terjadi secara tidak sempurna. Karena kurangnya pasokan oksigen, maka senyawa yang dihasilkan dari proses pembakarannya adalah karbon monoksida dan jelaga. Karbon monoksida yang terbentuk bersifat berbahaya karena akan berikatan dengan hemoglobin di dalam darah. Sedangkan jelaga yang terbentuk dapat masuk ke dalam paru-paru dan merusak sistem jaringan tubuh.

Segala bentuk pencemaran yang ada di lingkungan saat ini sebagian besar merupakan hasil dari pembakaran bahan bakar kendaraan. Dikarenakan bahaya yang cukup mengancam akibat polusi dari proses pembakaran bahan bakar ini, maka harus segera dilakukan pembatasan terhadap penggunaan bahan bakar.

Tidak hanya untuk menjaga keasrian lingkungan, tetapi langkah ini juga diambil untuk menjaga sumber daya minyak bumi agar tidak cepat punah. Sehingga pasokan senyawa hidrokarbon untuk keperluan lainnya dapat terus terpenuhi.