3/9/12

Hidrokarbon dan Minyak Bumi

Hidrokarbon dan Minyak Bumi

Hidrokarbon dan Minyak Bumi
A. Proses Terbentuknya  Minyak Bumi, Batu Bara dan Gas Alam
Minyak bumi (bahasa Inggris:  petroleum, dari  bahasa Latin petrus: batu dan  oleum: minyak), secara umum minyak bumi juga disebut sebagai  emas hitam. Minyak bumi 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 berbagai hidrokarbon (sebagian besar seri  alkana) tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya.
Minyak mentah adalah campuran kompleks, yang terdiri dari hidrokarbon bersama-sama dengan sejumlah kecil komponen yang mengandung sulfur, oksigen dan nitrogen dan sedikit komponen yang mengandung logam.
Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah:
➢ Alkana: Fraksi ini merupakan yang terbesar di dalam minyak mentah.
➢ Sikloalkana (napten) CnH2n: Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.
➢ Aromatik CnH2n -6: memiliki cincin 6 (enam).
hanya terdapat dalam jumlah kecil, tetapi sangat diperlukan dalam bensin karena :
- Memiliki harga anti knock yang tinggi
- Stabilitas penyimpanan yang baik
- Dan kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuels).
Proporsi dari ketiga tipe hidrokarbon sangat tergantung pada sumber dari minyak bumi. Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak tetapi kadang- kadang (disebut sebagai crude napthenic) mengandung sikloalkana sebagai komponen yang terbesar, sedangkan aromatik selalu merupakan komponen yang paling sedikit. Pengilangan/penyulingan (refining) adalah proses perubahan minyak mentah menjadi produk yang dapat dijual (marketeble product) melalui kombinasi proses fisika dan kimia.
1.Pembentukan Minyak Bumi, Gas Alam, dan Batu Bara
Sumber energi yang banyak digunakan untuk , kendaraan bermotor dan industri berasal dari minyak bumi,gas alam dan batu bara. Ketiga jenis tersebut bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan sisa-sisa organisme sehinggga disebut bahan bakar fosil. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lampau.Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar lautan yang kemudian ditutupi oleh lumpur. Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh suhu dan tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu,dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik itu dan mengubahnya menjadi minyak dan gas.
Proses pembentukan minyak dan gas ini memakan waktu jutaan tahun. Minyak dan gas yang terbentuk meresap dalam batuan yang berpori bagaikan air dalam batu karang. Minyak dan gas dapat pula bermigrasi dari suatu daerah ke daerah lain, kemudian terkonsentrasi jika terhalang oleh lapisan yang kedap. Walaupun minyak bumi dan gas alam terbentuk di dasar lautan, banyak sumber minyak dan gas yang terdapat di daratan. Hal ini terjadi karena pergerakan kulit bumi, sehingga sebagian lautan menjadi daratan.
Adapun batu bara yang dipercaya berasal dari pohon-pohon dan pakis yang hidup sekitar 3 juta tahun yang lalu, kemudian terkubur mungkin karena gempa bumi atau letusan gunung berapi.
Ada banyak hipotesa tentang terbentuknya minyak bumi yang dikemukakan oleh para ahli, beberapa diantaranya adalah :
1.Teori Biogenesis ( organik )
Macqiur (Perancis, 1758) merupakan orang yang pertama kali mengemukakan pendapat bahwa minyak bumi berasal dari tumbuh-tumbuhan. Kemudian M.W. Lamanosow (Rusia, 1763) juga mengemukakan hal yang sama. Pendapat di atas juga didukung oleh sarjana lainnya seperti, New Beery (1859), Engler (1909), Bruk (1936), Bearl (1938) dan Hofer. Mereka menyatakan bahwa: “minyak dan gas bumi berasal dari organisme laut yang telah mati berjuta-juta tahun yang lalu dan membentuk sebuah lapisan dalam perut bumi.”
2.Teori Abiogenesis ( Anorganik )
Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain 2).
Dari sekian banyak hipotesa tersebut yang sering dikemukakan adalah Teori Biogenesis, karena lebih bisa. Teori pembentukan minyak bumi terus berkembang seiring dengan berkembangnya teknologi dan teknik analisis minyak bumi, sampai kemudian pada tahun 1984 G. D. Hobson dalam tulisannya yang berjudul The Occurrence and Origin of Oil and Gas menyatakan bahwa : “The type of oil is dependent on the position in the depositional basin, and that the oils become lighter in going basinward in any horizon. It certainly seems likely that the depositional environment would determine the type of oil formed and could exert an influence on the character of the oil for a long time, even thought there is evolution”
Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).Dalam proses ini, terjadi kebocoran kecil yang memungkinkan satu bagian kecil karbon yang tidak dibebaskan kembali ke atmosfir dalam bentuk CO2, tetapi mengalami transformasi yang akhir-nya menjadi fosil yang dapat terbakar. Bahan bakar fosil ini jumlahnya hanya kecil sekali. Bahan organik yang mengalami oksidasi selama pemendaman. Akibatnya, bagian utama dari karbon organik dalam bentuk karbonat menjadi sangat kecil jumlahnya dalam batuan sedimen.
Pada mulanya senyawa tersebut (seperti karbohidrat, protein dan lemak) diproduksi oleh makhluk hidup sesuai dengan kebutuhannya, seperti untuk mempertahankan diri, untuk berkembang biak atau sebagai komponen fisik dan makhluk hidup itu. Komponen yang dimaksud dapat berupa konstituen sel, membran, pigmen, lemak, gula atau protein dari tumbuh-tumbuhan, cendawan, jamur, protozoa, bakteri, invertebrata ataupun binatang berdarah dingin dan panas, sehingga dapat ditemukan di udara, pada permukaan, dalam air atau dalam tanah.
Apabila makhluk hidup tersebut mati, maka 99,9 % senyawa karbon dan makhluk hidup akan kembali mengalami siklus sebagal rantai makanan, sedangkan sisanya 0,1 % senyawa karbon terjebak dalam tanah dan dalam sedimen. Inilah yang merupakan cikal bakal senyawa-senyawa fosil atau dikenal juga sebagai embrio minyak bumi. Embrio ini mengalami perpindahan dan akan menumpuk di salah satu tempat yang kemungkinan menjadi reservoar dan ada yang hanyut bersama aliran air sehingga menumpuk di bawah dasar laut, dan ada juga karena perbedaan tekanan di bawah laut muncul ke permukaan lalu
menumpuk di permukaan dan ada pula yang terendapkan di permukaan laut dalam yang arusnya kecil. Embrio kecil ini menumpuk dalam kondisi lingkungan lembab, gelap dan berbau tidak sedap di antara mineral-mineral dan sedimen, lalu membentuk molekul besar yang dikenal dengan geopolimer. Senyawa-senyawa organik yang terpendam ini akan tetap dengan karakter masing-masing yang spesifik sesuai dengan bahan dan lingkungan pembentukannya. Selanjutnya senyawa organik ini akan mengalami proses geologi dalam perut bumi. Pertama akan mengalami proses diagenesis, dimana senyawa organik dan makhluk hidup sudah merupakan senyawa mati dan terkubur sampai 600 meter saja di bawah permukaan dan lingkungan bersuhu di bawah 50°C.
Pada kondisi ini senyawa-senyawa organik yang berasal dan makhluk hidup mulai kehilangan gugus beroksigen akibat reaksi dekarboksilasi dan dehidratasi. Semakin dalam pemendaman terjadi, semakin panas lingkungannya, penam-bahan kedalaman 30 – 40 m akan menaik-kan temperatur 1°C. Di kedalaman lebih dan 600 m sampai 3000 m, suhu pemendaman akan berkisar antara 50 – 150 °C, proses geologi kedua yang disebut katagenesis akan berlangsung, maka geopolimer yang terpendam mulal terurai akibat panas bumi. Komponen-komponen minyak bumi pada proses ini mulai terbentuk dan senyawa– senyawa karakteristik yang berasal dan makhluk hidup tertentu kembali dibebaskan dari molekul. Bila kedalaman terus berlanjut ke arah pusat bumi, temperatur semakin naik, dan jika kedalaman melebihi 3000 m dan suhu di atas 150°C, maka bahan-bahan organik dapat terurai menjadi gas bermolekul kecil, dan proses ini disebut metagenesis.
Setelah proses geologi ini dilewati, minyak bumi sudah terbentuk bersama-sama dengan bio-marka. Fosil molekul yang sudah terbentuk ini akan mengalami perpindahan (migrasi) karena kondisi lingkungan atau kerak bumi yang selalu bergerak rata-rata se-jauh 5 cm per tahun, sehingga akan ter-perangkap pada suatu batuan berpori, atau selanjutnya akan bermigrasi membentuk suatu sumur minyak. Apabila dicuplik batuan yang memenjara minyak ini (batuan induk) atau minyak yang terperangkap dalam rongga bu-mi, akan ditemukan fosil senyawa-senyawa organik. Fosil-fosil senyawa inilah yang diten-tukan strukturnya menggunaan be-berapa metoda analisis, sehingga dapat menerangkan asal-usul fosil, bahan pembentuk, migrasi minyak bumi serta hubungan antara suatu minyak bumi dengan minyak bumi lain dan hubungan minyak bumi dengan batuan induk.
2.Komposisi Gas Alam, Minyak Bumi, dan Batu Bara
Gas alam terdiri dari alkana suhu rendah yaitu metana,etana,propana,dan butana dengan metana sebagai komponen utamanya. Selain itu alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti karbon dioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S). Alkana adalah golongan senyawa yang kurang reaktif karena sukar bereaksi sehinggga disebut parafin yang artinya afinitas kecil. Reaksi penting dari alkana adalah pembakaran, substitusi, dan perengkahan (Cracking). Pembakaran sempurna menghasilkan CO2 dan H2O
Reaksi pembakaran propana
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2OJika pembakaran tidak sempurna menghasilkan CO dan H2O,atau jelaga (partikel karbon )
Beberapa sumur gas juga mengfandung helium. Etana dalam gas alam biasanya dipisahkan untuk keperluan industri. Propana dan Butana juga dipisahkan kemudian dicairkan yang dikenal dengan LPG. Metana digunakan sebagai bahan bakar,sumber hidrogen dan untuk pembuatan metanol.
•  Komposisi Minyak Bumi (The Trilogy).
Parafin dan aspaltin adalah deposit organic yang dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan pada formasi atau pada jaringan pengangkut. Keduanya serupa tapi tak sama. Parafin adalah senyawa hidrokarbon rantai lurus, N-alkana dengan rantai sangat panjang (C > 100) yang membentuk struktur kristal. Parafin memiliki titik didih lebih dari 240oF. Alpalten merupakan struktur benzen bermuatan, memiliki densitas yang tinggi, membentuk molekul amorf (biasanya padatan britle/getas). Parafin dapat meleleh sedangkan asphalten terdekomposisi, Deposit keduanya mengambang di air dan larut di air.
Parafin larut dalam heptane dan crude oil sedangkan aspalten tidak. Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil adalah campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.
Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat jenis, yaitu :
1.Parafin
2.Olefin
3.Naften
4. Aromat
Tetapi karena di alam bisa dikatakan tidak pernah ditemukan minnyak bumi dalam bentuk olefin, maka minyak bumi kemudian dikelompokkan menjadi tiga jenis saja, yaitu Parafin, Naften dan Aromat.
Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang sama. ‘Keluarga hidrokarbon’ terebut diatas disebut homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan kedalam beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial. Secara umum, di dalam kilang minyak bumi, pemisahan perbandingan kemurnian dilakukan terhadap hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang lebih kecil dari C7. Pada umumnya kandungan tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di laboratorium.
Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk parafin murni maupun aspaltin murni, tetapi selalu dalam bentuk campuran antara parafin dan aspaltin. Pengelompokan minyak bumi menjadi minyak bumi jenis parafin dan minyak bumi jenis aspaltin berdasarkan banyak atau dominasi minyak parafin atau aspaltin dalam minyak bumi. Artinya minyak bumi dikatakan jenis parafin jika senyawa parafinnya lebih dominan dibandingkan aromat dan/atau siklo parafinnya. Begitu juga sebaliknya.
Dalam skala industri, produk dari minyak bumi dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih ini lebih sering dilakukan dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.. Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni. Dalam minyak bumi terdapat juga zat pengotor (impurities) berupa sulfur (belerang), nitrogen dan logam. Pada umumnya zat pengotor yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa sulfur organik yang disebut merkaptan. Merkaptan ini mirip dengan hidrokarbon pada umumnya, tetapi ada penambahan satu atau lebih atom sulfur dalam molekulnya.
Senyawa sulfur yang lebih kompleks dalam minyak bumi terdapat dalam bentuk tiofen dan disulfida. Tiofen dan disulfida ini banyak terdapat dalam rantai hidrokarbon panjang atau pada produk distilat pertengahan (middle distillate). Selain itu zat pengotor lainnya yang terdapat dalam minyak bumi adalah berupa senyawa halogen organik, terutama klorida, dan logam organik, yaitu natrium (Na), Vanadium (V) dan nikel (Ni).
Titik didih minyak bumi parafin dan aspaltin tidak dapat ditentukan secara pasti, karena sangat bervariasi, tergantung bagaimana komposisi jumlah dari rantai hidrokarbonnya. Jika minyak bumi tersebut banyak mengandung hidrokarbon rantai pendek dimana memiliki jumlah atom karbon lebih sedikit maka titik didihnya lebih rendah, sedangkan jika memiliki hidrokarbon rantai panjang dimana memiliki jumlah atom karbon lebih banyak maka titik didihnya lebih tinggi.
B. Produk yang dihasilkan dari proses pengilangan/penyulingan
1. Light destilates adalah komponen dengan berat molekul terkecil. Ini ada beberapa buah :
• Bensin (Petrol atau Gasolin )
Gasoline  (Amerika Serikat) atau motor spirit (Inggris) atau bensin (Indonesia) memiliki titik didih terendah dan merupakan produk kunci dalam penyulingan yang digunakan sebagai bahan pembakar motor (45% dari minyak mentah diproses untuk menghasilkan gasolin).
Bensin adalah satu jenis bahan bakar minyak yang dimaksudkan untuk kendaraan bermotor roda dua, tiga atau empat. Ada tiga jenis bensin, yaitu premium, pertamax, dan pertamax plus. Ketiganya mempunyai mutu atau perilaku (perfomance) yang berbeda. Mutu bahan bakar bensin dikaitkan dengan jumlah ketukan (knocking) yang ditimbulkannya dan dinyatakannya dengan nilai oktafnya.
Ketukan adalah suatu perilaku yamg kurang baik dari bahan bakar yaitu pembakaran terjadi terlalu dini sebelum piston berada pada posisi yang tepat. Ketukan menyebabkan mesin mengelitik, mengurangi efisiensi bahan bakar dan dapat pula merusak mesin. Untuk menentukan nilai oktan, ditetapkan dua jenis senyawa sebagai pembanding yaitu “isooktana” dan “n-heptana”. Kedua senyawa ini adalah dua diantara macam banyak senyawa yang terdapat dalam bensin. Isooktana menghasilkan ketukan paling sedikit diberi nilai oktan 100, sedangkan n-heptana menghasilkan ketukan paling banyak diberi nilai oktan 0 (nol). Suatu campuran yang terdiri 80 % isooktana dan 20%n-heptana mempunyai nilai oktan sebesar (80/100 x 100) + (20/100 x 0) = 80.
• Naphta
Naphta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin. Beberapa naphta digunakan sebagai :
– Pelarut karet
– Bahan awal etilen
– Dalam kemiliteran digunakan sebagai bahan bakar jet dan dikenal sebagai jP
– Pelarut dry cleaning (pencuci)
• Kerosin
Kerosin memiliki titik didih tertinggi dan biasanya digunakan sebagai :
- Minyak tanah
- Bahan bakar jet untuk air plane
Intermediate destilates merupakan minyak gas atau bahan bakar diesel yang penggunaannya sebagai bahan bakar transportasi truk-truk berat, kereta api, kapal kecil komersial, peralatan pertanian dan lain-lain.
Heavy destilates merupakan komponen dengan berat molekul tinggi. Fraksi ini biasanya dirubah menjadi minyak pelumas (lubricant oils), minyak dengan berat jenis tinggi dari bahan bakar, lilin dan stock cracking.
Residu termasuk aspal, residu bahan bakar minyak dan petrolatum. Residu memiliki prosentasi yang tidak besar.
C. Pengelolaan Minyak Bumi
Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Di Indonesia penambangan minyak terdapat di berbagai tempat, misalnya Aceh, Sumatera Utara, Kalimantan, dan Irian Jaya. Minyak mentah (crude oil ) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu.
Minyak mentah (cruide oil ) mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 hingga 50, karena titik didih karbon telah meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C dalam molekulnya. Oleh karena itu pengolahan (pemurnian: refining ) minyak bumi dilakukan melalui distilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah pada suhu sekitar 400°C, kemudian dialirkan ke dalam menara fraksionasi.
Komponen yang titik didihnya tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup- sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu dalam menara fraksionasi itu semakin rendah. Sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan mengembun dan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak menara adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas).
D. Proses Konversi
Proses konversi bertujuan untuk memperoleh fraksi-fraksi dengan kuantitas dan kualitas sesuai permintaan pasar. Sebagai contoh, untuk memenuhi kebutuhan fraksi bensin yang tinggi, maka sebagian fraksi rantai panjang perlu diubah/dikonversi menjadi fraksi rantai pendek. Di samping itu,  fraksi bensin harus mengandung lebih banyak hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dibandingkan rantai lurus. Jadi, diperlukan proses konversi untuk penyusunan ulang struktur molekul hidrokarbon. Beberapa jenis proses konversi dalam kilang minyak adalah:
• Perengkahan (cracking)
Perengkahan adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contohnya, perengkahan fraksi minyak ringan/berat menjadi fraksi gas, bensin, kerosin, dan minyak solar/diesel.
• Reforming
Reforming bertujuan mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang/alisiklik/aromatik. Sebagai contoh, komponen rantai lurus (C5?C6) dari fraksi bensin diubah menjadi aromatik.
• Alkilasi
Alkilasi adalah penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Contohnya, penggabungan molekul propena dan butena menjadi komponen fraksi bensin.
• Coking
Coking adalah proses perengkahan fraksi residu padat menjadi fraksi minyak bakar dan hidrokarbon intermediat. Dalam proses ini, dihasilkan kokas (coke). Kokas digunakan dalam industri alumunium sebagai elektrode untuk ekstraksi logam Al.
1. Pemisahan pengotor dalam fraksi
Fraksi-fraksi mengandung berbagai pengotor, antara lain senyawa organik yang mengandung S, N, O, air, logam, dan garam anorganik. Pengotor dapat dipisahkan dengan cara melewatkan fraksi melalui:
-Menara asam sulfat, yang berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon tidak jenuh, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan residu padat seperti aspal.
-Menara absorpsi, yang mengandung agen pengering untuk memisahkan air.
-Scrubber, yang berfungsi untuk memisahkan belerang/senyawa belerang.
2.     Pencampuran Fraksi
Pencampuran fraksi dilakukan untuk mendapatkan produk akhir sesuai dengan yang diinginkan. Sebagai contoh:
• Fraksi bensin dicampur dengan hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dan berbagai aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.
• Fraksi minyak pelumas dicampur dengan berbagai hidrokarbon dan aditif untuk mendapatkan kualitas tertentu.
• Fraksi nafta dengan berbagai kualitas (grade) untuk industri petrokimia. Selanjutnya, produk-produk ini siap dipasarkan ke berbagai tempat, seperti pengisian bahan bakar dan industri petrokimia.
E. Bilangan Oktan
Bilangan oktan (octane number) merupakan ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu terbakar dalam mesin. Nilai bilangan oktan 0 ditetapkan untuk n-heptana yang mudah terbakar dan nilai 100 untuk isooktana yang tidak mudah terbakar. Suatu campuran 30% n-heptana dan 70% isooktana akan mempunyai bilangan oktan:
= (30/100 x 0) + (70/100 x 100)
= 70
Bilangan oktan suatu bensin dapat ditentukan melalui uji pembakaran sampel bensin untuk memperoleh karakteristik pembakarannya. Karakteristik tersebut kemudian dibandingkan dengan karakteristik pembakaran dari berbagai campuran n-heptana dan isooktana. Jika ada karakteristik yang sesuai, maka kadar isooktana dalam campuran n-heptana dan isooktana tersebut digunakan untuk menyatakan nilai bilangan oktan dari bensin yang diuji.
Fraksi bensin dari menara distilasi umumnya mempunyai bilangan oktan ~70. Untuk menaikkan nilai bilangan oktan tersebut, ada beberapa hal yang dapat dilakukan:
-Mengubah hidrokarbon rantai lurus dalam fraksi bensin menjadi hidrokarbon rantai bercabang melalui proses reforming Contohnya mengubah n-oktana menjadi isooktana.
-Menambahkan hidrokarbon alisiklik/aromatik ke dalam campuran akhir fraksi bensin.
-Menambahkan aditif anti ketukan ke dalam bensin untuk memperlambat pembakaran bensin. Dulu digunakan senyawa timbal (Pb). Oleh karena Pb bersifat racun, maka penggunaannya sudah dilarang dan diganti dengan senyawa organik, seperti etanol dan MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether).
F. Bensin
Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5-C10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Ada tiga jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Nilai bilangan oktan ketiga jenis bensin ini diberikan pada tabel terlampir. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium adalah:
• Mempunyai bilangan oktan yang tinggi.
Produsen mobil cenderung memproduksi kendaraan yang menggunakan perbandingan kompresi mesin yang tinggi. (Perbandingan kompresi mesin adalah perbandingan volume silinder sebelum dan sesudah kompresi). Hal ini dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi besar dan kendaraan dapat melaju dengan kecepatan tinggi. Mesin demikian membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi.
• Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga
Pertamax dan Pertamax Plus memiliki stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kinerja mesin bertambah baik.
• Bersifat ramah lingkungan
Pertamax dan Pertamax Plus tidak mengandung Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.
• Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan
Pertamax dan Pertamax Plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.
1. Dampak pembakaran bensin terhadap lingkungan
Pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat yang dapat mengakibatkan pencemaran udara.
Langkah-langkah mengatasi dampak dari pembakaran bensin:
-Produksi bensin yang ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb.
-Penggunaan EFI (Electronic Fuel Injection) pada sistem bahan bakar.
-Penggunaan konverter katalitik pada sistem buangan kendaraan.
-Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.
-Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui dan yang lebih ramah lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell).
Nama Produk Bensin
Bensin memiliki berbagai nama, tergantung pada produsen dan Oktan. Beberapa jenis bensin yang dikenal di Indonesia diantaranya:
• Premium, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 87.
• Pertamax, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 92.
• Pertamax Plus, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 95.
• Pertamax Racing, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 100. Khusus untuk kebutuhan balap mobil.
• Primax 92, produksi Petronas yang memiliki Oktan 92.
• Primax 95, produksi Petronas yang memiliki Oktan 95.
• Super 92, produksi Shell yang memiliki Oktan 92.
• Super Extra 94, produksi Shell yang memiliki Oktan 94.
• Performance 92, produksi Total yang memiliki Oktan 92.
• Performance 95, produksi Total yang memiliki Oktan 95.
G. Kegunaan Minyak Bumi
H. Sumber Minyak Bumi
Sumber energi utama yang digunakan untuk bahan bakar rumah tangga, kendaraan bermotor dan mesin industri berasal dari minyak bumi, batubara dan gas alam. Ketiga jenis bahan bakar tersebut terbentuk dari peruraian senyawa-senyawa organik yang berasal dari jasad organisme kecil yang hidup di laut jutaan tahun yang lalu. Proses peruraian berlangsung lambat di bawah suhu dan tekanan tinggi, dan menghasilkan campuran hidrokarbon yang kompleks. Sebagian campuran berada dalam fase cair dan dikenal sebagai minyak bumi. Sedangkan sebagian lagi berada dalam fase gas dan disebut gas alam. Karena memiliki nilai kerapatan yang lebih rendah dari air, maka minyak bumi (dan gas alam) dapat bergerak ke atas melalui batuan sedimen yang berpori. Jika tidak menemui hambatan, minyak bumi dapat mencapai permukaan bumi. Akan tetapi, pada umumnya minyak bumi terperangkap dalam bebatuan yang tidak berpori dalam pergerakannya ke atas. Hal ini menjelaskan mengapa minyak bumi juga disebut petroleum. (Petro-leum dari bahasa Latin petrus artinya batu dan oleum artinya minyak). Untuk memperoleh minyak bumi atau petroleum ini, dilakukan pengeboran.
Bagaimana para ahli menemukan lokasi minyak bumi?
• Awalnya, mereka melihat petunjuk di permukaan bumi. Minyak bumi biasanya ditemukan di bawah permukaan yang berbentuk kubah. Lokasinya bisa di darat (yang dulunya lautan) atau di lepas pantai.
• Mereka kemudian melakukan survei seismik untuk menentukan struktur batuan di bawah permukaan tersebut.
• Selanjutnya, mereka melakukan pengeboran kecil untuk menentukan ada tidaknya minyak. Jika ada, maka dilakukan beberapa pengeboran untuk memperkirakan apakah jumlah minyak bumi tersebut ekonomis untuk diambil atau tidak.
Gambar 1. Alat berat untuk pengeboran minyak
Pengeboran untuk mengambil minyak bumi (dan gas alam) di lepas pantai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:
• Menanam jalur pipa di dasar laut dan memompa minyak (dan gas alam) ke daratan. Cara ini digunakan apabila jarak ladang minyak cukup dekat ke daratan.
• Membuat anjungan di mana minyak bumi (dan gas alam) selanjutnya dibawa oleh kapal tanker menuju daratan.
Di darat, minyak bumi (dan gas alam) dibawa ke kilang minyak (refinery) untuk diolah.
Fraksi Minyak Bumi
Minyak mentah ( crude oil ) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dikandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.
Oleh karena minyak bumi berasal dari fosil organisme, maka minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan).
Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan dan juga tidak praktis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 180 0 C-250 0 C. Proses destilasi dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara destilasi .
Proses pertama dalam pemprosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat, adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:
Sisa :
1. Minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin, parafin, dan vaselin.
2. Bahan yang tidak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi
I. Batu bara
Pembentukan batu bara memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi pada era-era tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman Karbon, kira-kira 340 juta tahun yang lalu (jtl), adalah masa pembentukan batu bara yang paling produktif dimana hampir seluruh deposit batu bara (black coal) yang ekonomis di belahan bumi bagian utara terbentuk.
Pada Zaman Permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk endapan-endapan batu bara yang ekonomis di belahan bumi bagian selatan, seperti Australia, dan berlangsung terus hingga ke Zaman Tersier (70 – 13 jtl) di berbagai belahan bumi lain.
1. Materi pembentuk batu bara
Hampir seluruh pembentuk batu bara berasal dari tumbuhan. Jenis-jenis tumbuhan pembentuk batu bara dan umurnya menurut Diessel (1981) adalah sebagai berikut:
• Alga, dari Zaman Pre-kambrium hingga Ordovisium dan bersel tunggal. Sangat sedikit endapan batu bara dari perioda ini.
• Silofita, dari Zaman Silur hingga Devon Tengah, merupakan turunan dari alga. Sedikit endapan batu bara dari perioda ini.
• Pteridofita, umur Devon Atas hingga Karbon Atas. Materi utama pembentuk batu bara berumur Karbon di Eropa dan Amerika Utara. Tetumbuhan tanpa bunga dan biji, berkembang biak dengan spora dan tumbuh di iklim hangat.
• Gimnospermae, kurun waktu mulai dari Zaman Permian hingga Kapur Tengah. Tumbuhan heteroseksual, biji terbungkus dalam buah, semisal pinus, mengandung kadar getah (resin) tinggi. Jenis Pteridospermae seperti gangamopteris dan glossopteris adalah penyusun utama batu bara Permian seperti di Australia, India dan Afrika.
• Angiospermae, dari Zaman Kapur Atas hingga kini. Jenis tumbuhan modern, buah yang menutupi biji, jantan dan betina dalam satu bunga, kurang bergetah dibanding gimnospermae sehingga, secara umum, kurang dapat terawetkan.
2. Kelas dan jenis batu bara
Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu bara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut.
• Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% – 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.
• Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara yang paling banyak ditambang di Australia.
• Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.
• Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.
• Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.
3. Pembentukan batu bara
Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batu bara disebut dengan istilah pembatu baraan (coalification). Secara ringkas ada 2 tahap proses yang terjadi, yakni:
• Tahap Diagenetik atau Biokimia, dimulai pada saat material tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen utama yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar air, tingkat oksidasi dan gangguan biologis yang dapat menyebabkan proses pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi material organik serta membentuk gambut.
• Tahap Malihan atau Geokimia, meliputi proses perubahan dari lignit menjadi bituminus dan akhirnya antrasit.
4. Batu bara di Indonesia
Di Indonesia, endapan batu bara yang bernilai ekonomis terdapat di cekungan Tersier, yang terletak di bagian barat Paparan Sunda (termasuk Pulau Sumatera dan Kalimantan), pada umumnya endapan batu bara ekonomis tersebut dapat dikelompokkan sebagai batu bara berumur Eosen atau sekitar Tersier Bawah, kira-kira 45 juta tahun yang lalu dan Miosen atau sekitar Tersier Atas, kira-kira 20 juta tahun yang lalu menurut Skala waktu geologi.
Batu bara ini terbentuk dari endapan gambut pada iklim purba sekitar khatulistiwa yang mirip dengan kondisi kini. Beberapa diantaranya tegolong kubah gambut yang terbentuk di atas muka air tanah rata-rata pada iklim basah sepanjang tahun. Dengan kata lain, kubah gambut ini terbentuk pada kondisi dimana mineral-mineral anorganik yang terbawa air dapat masuk ke dalam sistem dan membentuk lapisan batu bara yang berkadar abu dan sulfur rendah dan menebal secara lokal. Hal ini sangat umum dijumpai pada batu bara Miosen. Sebaliknya, endapan batu bara Eosen umumnya lebih tipis, berkadar abu dan sulfur tinggi. Kedua umur endapan batu bara ini terbentuk pada lingkungan lakustrin, dataran pantai atau delta, mirip dengan daerah pembentukan gambut yang terjadi saat ini di daerah timur Sumatera dan sebagian besar Kalimantan.
5. Endapan batu bara Eosen
Endapan ini terbentuk pada tatanan tektonik ekstensional yang dimulai sekitar Tersier Bawah atau Paleogen pada cekungan-cekungan sedimen di Sumatera dan Kalimantan. Ekstensi berumur Eosen ini terjadi sepanjang tepian Paparan Sunda, dari sebelah barat Sulawesi, Kalimantan bagian timur, Laut Jawa hingga Sumatera. Dari batuan sedimen yang pernah ditemukan dapat diketahui bahwa pengendapan berlangsung mulai terjadi pada Eosen Tengah. Pemekaran Tersier Bawah yang terjadi pada Paparan Sunda ini ditafsirkan berada pada tatanan busur dalam, yang disebabkan terutama oleh gerak penunjaman Lempeng Indo-Australia. Lingkungan pengendapan mula-mula pada saat Paleogen itu non-marin, terutama fluviatil, kipas aluvial dan endapan danau yang dangkal.
Dibawah ini adalah kualitas rata-rata dari beberapa endapan batu bara Eosen di Indonesia.
Tambang
Cekungan
Perusahaan
Kadar air total (%ar)
Kadar air inheren (%ad)
Kadar abu (%ad)
Zat terbang (%ad)
Belerang (%ad)
Nilai energi (kkal/kg)(ad)
Satui
Asam-asam
PT Arutmin Indonesia
10.00
7.00
8.00
41.50
0.80
6800
Senakin
Pasir
PT Arutmin Indonesia
9.00
4.00
15.00
39.50
0.70
6400
Petangis
Pasir
PT BHP Kendilo Coal
11.00
4.40
12.00
40.50
0.80
6700
Ombilin
Ombilin
PT Bukit Asam
12.00
6.50
<8.00
36.50
0.50 – 0.60
6900
Parambahan
Ombilin
PT Allied Indo Coal
4.00
-
10.00 (ar)
37.30 (ar)
0.50 (ar)
6900 (ar)
(ar) – as received, (ad) – air dried, Sumber: Indonesian Coal Mining Association, 1998
6. Endapan batu bara Miosen
Pada Miosen Awal, pemekaran regional Tersier Bawah – Tengah pada Paparan Sunda telah berakhir. Pada Kala Oligosen hingga Awal Miosen ini terjadi transgresi marin pada kawasan yang luas dimana terendapkan sedimen marin klastik yang tebal dan perselingan sekuen batugamping. Pengangkatan dan kompresi adalah kenampakan yang umum pada tektonik Neogen di Kalimantan maupun Sumatera. Endapan batu bara Miosen yang ekonomis terutama terdapat di Cekungan Kutai bagian bawah (Kalimantan Timur), Cekungan Barito (Kalimantan Selatan) dan Cekungan Sumatera bagian selatan. Batu bara Miosen juga secara ekonomis ditambang di Cekungan Bengkulu.
Batu bara ini umumnya terdeposisi pada lingkungan fluvial, delta dan dataran pantai yang mirip dengan daerah pembentukan gambut saat ini di Sumatera bagian timur. Ciri utama lainnya adalah kadar abu dan belerang yang rendah. Namun kebanyakan sumberdaya batu bara Miosen ini tergolong sub-bituminus atau lignit sehingga kurang ekonomis kecuali jika sangat tebal (PT Adaro) atau lokasi geografisnya menguntungkan. Namun batu bara Miosen di beberapa lokasi juga tergolong kelas yang tinggi seperti pada Cebakan Pinang dan Prima (PT KPC), endapan batu bara di sekitar hilir Sungai Mahakam, Kalimantan Timur dan beberapa lokasi di dekat Tanjungenim, Cekungan Sumatera bagian selatan.
Tabel dibawah ini menunjukan kualitas rata-rata dari beberapa endapan batu bara Miosen di Indonesia.
Tambang
Cekungan
Perusahaan
Kadar air total (%ar)
Kadar air inheren (%ad)
Kadar abu (%ad)
Zat terbang (%ad)
Belerang (%ad)
Nilai energi (kkal/kg)(ad)
Prima
Kutai
PT Kaltim Prima Coal
9.00
-
4.00
39.00
0.50
6800 (ar)
Pinang
Kutai
PT Kaltim Prima Coal
13.00
-
7.00
37.50
0.40
6200 (ar)
Roto South
Pasir
PT Kideco Jaya Agung
24.00
-
3.00
40.00
0.20
5200 (ar)
Binungan
Tarakan
PT Berau Coal
18.00
14.00
4.20
40.10
0.50
6100 (ad)
Lati
Tarakan
PT Berau Coal
24.60
16.00
4.30
37.80
0.90
5800 (ad)
Air Laya
Sumatera bagian selatan
PT Bukit Asam
24.00
-
5.30
34.60
0.49
5300 (ad)
Paringin
Barito
PT Adaro
24.00
18.00
4.00
40.00
0.10
5950 (ad)
(ar) – as received, (ad) – air dried, Sumber: Indonesian Coal Mining Association, 1998
7. Sumberdaya batu bara
Potensi sumberdaya batu bara di Indonesia sangat melimpah, terutama di Pulau Kalimantan dan Pulau Sumatera, sedangkan di daerah lainnya dapat dijumpai batu bara walaupun dalam jumlah kecil dan belum dapat ditentukan keekonomisannya, seperti di Jawa Barat, Jawa Tengah, Papua, dan Sulawesi.
Di Indonesia, batu bara merupakan bahan bakar utama selain solar (diesel fuel) yang telah umum digunakan pada banyak industri, dari segi ekonomis batu bara jauh lebih hemat dibandingkan solar, dengan perbandingan sebagai berikut: Solar Rp 0,74/kilokalori sedangkan batu bara hanya Rp 0,09/kilokalori, (berdasarkan harga solar industri Rp. 6.200/liter). Dari segi kuantitas batu bara termasuk cadangan energi fosil terpenting bagi Indonesia. Jumlahnya sangat berlimpah, mencapai puluhan milyar ton. Jumlah ini sebenarnya cukup untuk memasok kebutuhan energi listrik hingga ratusan tahun ke depan. Sayangnya, Indonesia tidak mungkin membakar habis batu bara dan mengubahnya menjadi energis listrik melalui PLTU. Selain mengotori lingkungan melalui polutan CO2, SO2, NOx dan CxHy cara ini dinilai kurang efisien dan kurang memberi nilai tambah tinggi.
Batu bara sebaiknya tidak langsung dibakar, akan lebih bermakna dan efisien jika dikonversi menjadi migas sintetis, atau bahan petrokimia lain yang bernilai ekonomi tinggi. Dua cara yang dipertimbangkan dalam hal ini adalah likuifikasi (pencairan) dan gasifikasi (penyubliman) batu bara.
Membakar batu bara secara langsung (direct burning) telah dikembangkan teknologinya secara continue, yang bertujuan untuk mencapai efisiensi pembakaran yang maksimum, cara-cara pembakaran langsung seperti: fixed grate, chain grate, fluidized bed, pulverized, dan lain-lain, masing-masing mempunyai kelebihan dan kelemahannya.
8. Gasifikasi batu bara
Coal gasification adalah sebuah proses untuk mengubah batu bara padat menjadi gas batu bara yang mudah terbakar (combustible gases), setelah proses pemurnian gas-gas ini karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), hidrogen (H), metan (CH4), dan nitrogen (N2) – dapat digunakan sebagai bahan bakar. hanya menggunakan udara dan uap air sebagai reacting-gas kemudian menghasilkan water gas atau coal gas, gasifikasi secara nyata mempunyai tingkat emisi udara, kotoran padat dan limbah terendah. Tetapi, batu bara bukanlah bahan bakar yang sempurna. Terikat di dalamnya adalah sulfur dan nitrogen, bila batu bara ini terbakar kotoran-kotoran ini akan dilepaskan ke udara, bila mengapung di udara zat kimia ini dapat menggabung dengan uap air (seperti contoh kabut) dan tetesan yang jatuh ke tanah seburuk bentuk asam sulfurik dan nitrit, disebut sebagai “hujan asam” “acid rain”. Disini juga ada noda mineral kecil, termasuk kotoran yang umum tercampur dengan batu bara, partikel kecil ini tidak terbakar dan membuat debu yang tertinggal di coal combustor, beberapa partikel kecil ini juga tertangkap di putaran combustion gases bersama dengan uap air, dari asap yang keluar dari cerobong beberapa partikel kecil ini adalah sangat kecil setara dengan rambut manusia.
9. Bagaimana membuat batu bara bersih
Ada beberapa cara. Satu cara untuk membersihkan batu bara adalah dengan cara mudah memecah batu bara ke bongkahan yang lebih kecil dan mencucinya. Beberapa sulfur yang ada sebagai bintik kecil di batu bara disebut sebagai “pyritic sulfur ” karena ini dikombinasikan dengan besi menjadi bentuk iron pyrite, selain itu dikenal sebagai “fool’s gold” dapat dipisahkan dari batu bara. Secara khusus pada proses satu kali, bongkahan batu bara dimasukkan ke dalam tangki besar yang terisi air , batu bara mengambang ke permukaan ketika kotoran sulfur tenggelam. Fasilitas pencucian ini dinamakan “coal preparation plants” yang membersihkan batu bara dari pengotor-pengotornya.
Tidak semua sulfur bisa dibersihkan dengan cara ini, bagaimanapun sulfur pada batu bara adalah secara kimia benar-benar terikat dengan molekul karbonnya, tipe sulfur ini disebut “organic sulfur,” dan pencucian tak akan menghilangkannya. Beberapa proses telah dicoba untuk mencampur batu bara dengan bahan kimia yang membebaskan sulfur pergi dari molekul batu bara, tetapi kebanyakan proses ini sudah terbukti terlalu mahal, ilmuan masih bekerja untuk mengurangi biaya dari prose pencucian kimia ini.
Kebanyakan pembangkit tenaga listrik modern dan semua fasilitas yang dibangun setelah 1978 — telah diwajibkan untuk mempunyai alat khusus yang dipasang untuk membuang sulfur dari gas hasil pembakaran batu bara sebelum gas ini naik menuju cerobong asap. Alat ini sebenarnya adalah “flue gas desulfurization units,” tetapi banyak orang menyebutnya “scrubbers” karena mereka men-scrub (menggosok) sulfur keluar dari asap yang dikeluarkan oleh tungku pembakar batu bara.
J. Gas alam
Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana CH4). Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan.
1. Komposisi kimia
Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium.
Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut).
Komponen
%
Metana (CH4)
80-95
Etana (C2H6)
5-15
Propana (C3H8) and Butane (C4H10)
< 5
Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), dan air dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan (pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai “acid gas (gas asam)”. Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan tercekiknya pernafasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan.
Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 5% hingga 15%. Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya tidak mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan konsentrasi yang di luar rentang 5 – 15% yang dapat menimbulkan ledakan.
2. Peyimpanan dan transportasi gas alam
Metode penyimpanan gas alam dilakukan dengan “Natural Gas Underground Storage”, yakni suatu ruangan raksasa di bawah tanah yang lazim disebut sebagai “salt dome” yakni kubah-kubah di bawah tanah yang terjadi dari reservoir sumber-sumber gas alam yang telah depleted. Hal ini sangat tepat untuk negeri 4 musim. Pada musim panas saat pemakaian gas untuk pemanas jauh berkurang (low demand), gas alam diinjeksikan melalui kompresor-kompresor gas kedalam kubah di dalam tanah tersebut. Pada musim dingin, dimana terjadi kebutuhan yang sangat signifikan, gas alam yang disimpan di dalam kubah bawah tanah dikeluarkan untuk disalurkan kepada konsumen yang membutuhkan. Bagi perusahaan (operator) penyedia gas alam, cara ini sangat membantu untuk menjaga stabilitas operasional pasokan gas alam melalui jaringan pipa gas alam.
Pada dasarnya sistem transportasi gas alam meliputi :
• Transportasi melalui pipa salur.
• Transportasi dalam bentuk Liquefied Natural Gas (LNG) dengan kapal tanker LNG untuk pengangkutan jarak jauh.
• Transportasi dalam bentuk Compressed Natural Gas (CNG), baik di daratan dengan road tanker maupun dengan kapal tanker CNG di laut, untuk jarak dekat dan menengah (antar pulau).
Di Indonesia, Badan Pengatur Hilir Migas (BPH Hilir Migas) telah menyusun Master Plan “Sistem Jaringan Induk Transmisi Gas Nasional Terpadu”. Dalam waktu yang tidak lama lagi sistem jaringan pipa gas alam akan membentang sambung menyambung dari Nang roe Aceh Darussalam-Sumatera Utara-Sumatera Tengah-Sumatera Selatan-Jawa-Sulawesi dan Kalimantan. Saat ini jaringan pipa gas di Indonesia dimiliki oleh PERTAMINA dan PGN dan masih terlokalisir terpisah-pisah pada daerah-daerah tertentu, misalnya di Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Sumatera Selatan, Jawa Barat, Jawa Timur dan Kalimantan Timur.
Carrier LNG dapat digunakan untuk mentransportasi gas alam cair (liquefied natural gas, LNG) menyebrangi samudra, sedangkan truk tangki dapat membawa gasa alam cair atau gas alam terkompresi (compressed natural gas, CNG) dalam jarak dekat. Mereka dapat mentransportasi gas alam secara langsung ke pengguna-akhir atau ke titik distribusi, seperti jalur pipa untuk transportasi lebih lanjut. Hal ini masih membutuhkan biaya yang besar untuk fasilitas tambahan untuk pencairan gas atau kompresi di titik produksi, dan penggasan atau dekompresi di titik pengguna-akhir atau ke jalur pipa.
3. Pemanfaatan Gas Alam
Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu :
• Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG/NGV), sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran dan sebagainya.
• Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low density polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene, HDPE = high density polyethylen, PE= poly ethylene, PVC=poly vinyl chloride, C3 dan C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft drink, dry ice pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.
• Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural Gas (LNG.
Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di bandara Bangkok, Thailand dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di Australia.
K. Alternatif Minyak Bumi
Berbagai tumbuhan di Indonesia memiliki potensi untuk menjadi alternatif pengganti bahan bakar minyak (BBM), bahkan sedikitnya60 jenis tanaman telah diidentifikasi bisa menjadi alternatifbioenergi untuk menggantikan ketergantungan terhadap minyak dangas.
Hal itu diungkapkan Menristek Kusmayanto Kadiman dalam seminar nasional Pengembangan dan Pemanfaatan Jarak Pagar SebagaiBioenergi di Indonesia di Jakarta, Sabtu.Seminar yang diselenggarakan Komunitas Tumbuh Bersama, BRI, BNI
dan sejumlah BUMN industri serta perusahaan swasta ini juga mengupas potensi tanaman jarak pagar, cara budidaya dan pengolahan buah jarak. Menristek menyatakan, kebutuhan BBM nasional cenderung meningkat setidaknya enam persen/tahun. Dalam beberapa tahun mendatang, kecenderungan peningkatan kebutuhan tidak akan sebanding dengan kemampuan produksi dan pengelolaan potensi migas nasional. Produksi BBM nasional tahun 2004 sekitar 44,5 juta kiloliter,
sedangkan konsumsi sekitar 62,3 kiloliter. Dengan demikian diperkirakan ada defisit sekitar 17,8 juta kiloliter yang harus diimpor. Potensi migas nasional cenderung berkurang dalam beberapa tahun lagi. Pengembangan energi alternatif sangat dibutuhkan, salah satunya adalah mengembangkan tanaman untuk dijadikan alternatif
pengganti migas. Dari penelitian yang dilakukan, telah ditemukan 60 jenis tanaman
pangan, perkebunan dan non pangan yang berpotensi menjadi bio energi. Untuk tanaman pangan yang bisa menjadi bioetanol, antara lain:
-leguminosa (kacang tanah, kedelai dan sejenisnya),
-umbi-umbian (singkong, ubi jalar dan sejenis),
-serta biji-bijian(jagung, tan, serealia, dan bunga matahari).
Tanaman perkebunan yang bisa menjadi biodiesel dan bioetanol, yaitu:
-jenis palma seperti kelapa, kelapa sawit,
-sagu
-sertaberbagai tanaman berjenis tebu.
Tanaman non pangan yang potensial menjadi biodiesel, antara lain:
-jarak pagar,
-jarak kepyar
-dan kapuk randu.
Jika untuk satu jenis tamanan bioenergi mampu menjadi subtitusi lima persen saja kebutuhan BBM, maka akan terjadi penghematan sekitar dua juta kiloliter atau setara dengan Rp. 9 triliun. Aspek positifnya, membuka lapangan kerja dan lapangan usaha bagi masyarakat untuk mengembangkan tanaman yang berpotensi menjadi Subt itusi BBM. Pihaknya bersama instansi terkait termasuk BPPT dan LIPI terus         mengembangkan tanaman-tanaman yang berpotensi menjadi subtitusi                  BBM, terutama jarak. Pengembangan juga melibatkan kelompok-kelompok masyarakat dan perguruan tinggi. Satu hectare lahan membutuhkan 2.500 biji jarak sebagai bibit. Menristek juga menjelaskan mengenai biodisel (methyl ester). Bahan
ini adalah bahan cair yang diformulasikan khusus untuk mesin disel, terbuat dari minyak nabati (bio oil) tanpa perlu modifikasi mesin. Pemakaian bio diesel dapat digunakan 100 persen maupun sebagai bahan subtitusi pada petrodiesel.
Keuntungan biodiesel memiliki efek pelumasan terhadap mesin, menurunkan koefisien gesek pompa dan melindungi cam-profile pompa. Mengurangi emisi karbon (CO), PM dan free sulfur. Penanganan dan penyimpanan lebih mudah, aman dan tidak beracun. Khusus biodiesel minyak sawit (CPO) memiliki keunggulan bahan baku
tersedia secara komersial, produksi tahun 2003 sebanyak 10,68 juta ton dengan jumlah yang diekspor 5,32 juta ton. Produksi tahun 2010 diperkirakan 17,5 juta ton.
Kelapa sawit sangat potensial untuk dikembangkan lebih lanjut karena bank, sumber daya manusia, lahan dan teknologi telah siap. Hanya saja minyak sawit merupakan minyak yang dapat dimakan (menjadi kebutuhan sehari-hari) sehingga biodiesel harus bersaing dengan pangan. Cloud point CPO berkisar 12-14 Celsius sehingga
hanya dapat digunakan di daerah tropis. Melonjaknya harga bahan bakar bensin yang kian tinggi membuat perusahaan asal Connecticut, Metro Taxi, mencari solusi alternatif bahan bakar pengganti bensin. Langkah yang diambil perusahaan ini adalah dengan membeli 20 kendaraan berbahan bakar compressed natural gas (CNG).
Langkah tersebut diambil karena harga bensin yang kini mencapai US$4 atau Rp34,8 ribu per 3,8 liter atau satu galon di pasar Amerika Serikat.
Manajer pemasaran Ford untuk area Inggris, Rod Phillips, mengatakan, meningkatnya harga bensin dan pergerakan mengarah ke arah ekonomi ramah lingkungan membuat CNG menjadi alternatif bahan bakar yang sangat menarik.
“Manajer armada komersil mulai mengumpulkan alasan yang ada dan menyimpulkan, masuk akal untuk mengganti bensin menjadi CNG,” ungkapnya. Ford mengatakan, penggunaan CNG bisa mengurangi pemanasan global emisi gas rumah kaca.
Perusahaan mobil asal Michigan ini menambahkan, Washington menyediakan insentif US$300 juta (Rp2,6 triliun) untuk mendanai proyek CNG dan untuk meningkatkan jumlah SPBU bahan bakar ini di seluruh AS. Kementrian Energi AS mencatat, harga per liter CNG pada 2008 sempat pada titik tertinggi yakni US$2.34 (Rp20 ribu). Namun kini telah turun menjadi US$1,93 (Rp16,8 ribu).
L. Alternatif Lain Pengganti Minyak Bumi dari Dasar Laut
BPPT kali ini mengadakan kerjasama dengan JAMSTEC (Japan Marine Science and Technology Center) untuk rencana penelitian pemboran laut-dalam wilayah Indonesia dengan menggunakan kapal OD21 buatan Jepang.
Indonesia merupakan suatu wialyah yang secara geologis sangat unik dan kompleks. Letak kepulauan nusantara yang dilandasi oleh pertemuan dari tiga lempeng Indo-Australia, Lempeng Pasifik dan lempeng Eurasia menyimpan berbagai sedimen dasar laut-dalam (seperti di Palung Sunda dan Laut Sulawesi) yang dapat menggambarkan kronologi dari terbentuknya bumi. Disamping itu, kondisi geologis yang sangat dinamis ini menyimpan berbagai prospek mineral dan energi untuk konsumsi masa depan.
Melalui [rogram riset laut-dalam internasional yang dikenal dengan Integrated Ocean Drilling Program (ODP), Jepang melalui JAMSTEC sedang membangun kapal pemboran ilmiah laut-dalam (deep sea Drilling vessel) generasi baru abad 21 dengan sistem pipa Riser yang mampu melakukan pemboman sampel sedimen pada kedalaman 2000-7000 meter di bawah dasar laut-dalam (10.000 meter).
Dengan kemampuan ini maka sampel lapisan sedimen yang terakumulasi di laut-dalam dapat diambil untuk kemudian dianalisa di laboratorium untuk menentukan umur dan waktu terbentuknya. Analisa lebih lanjut dapat dilakukan dapat dilakukan untuk mengetahui perubahan global bumi yang pernah terjadi di masa lalu. Studi seismogenik untuk mitigasi gempa bumi dan tsunami, pemahaman asal usul pembentukan permukaan bumi serta eksplorasi sumber daya mineral dan energi di daerah frontier.
Dan karena itulah BPPT dan JAMSTEC merencanakan penelitian pemboran laut-dalam dengan menggunakan kapal OD21 yang akan beroperasi pada tahun 2004.
Menurut Dr. Iwan Gunawan, Direktur TISDA BPPT saat ditemui BeritaIptek di sela-sela seminar ON Ocean Drilling for the 21st siang tadi mengatakan bahwa pernah ada penelitian di dasar laut Sulawesi yang dilakukan Jerman. Hasil penelitian ini menemukan adanya Methane Hydrates (Methan yang berbentuk padat), yang bisa dijadikan alternatif lain untuk menggantikan minyak bumi atau energi fosil. Dengan penelitian nanti nampaknya kita akan dapat mengetahui daerah-daerah mana saja yang berpotensi mengandung Methane Hydrates ini.
Selain itu juga dari sisi ilmiah, para ilmuwan kelautan Indonesia dapat menggali fakta-fakta baru tentang kondisi geologi dan prospek deposit mineral di daerah yang selama ini tidak dapat dieksplorasi karena ketidakmampuan teknologi

0 comments:

Post a Comment

Untuk berkomentar.Silahkan tinggalkan pesan dibawah iniI.Untuk semua pengguna pilih " beri komentar sebagai : ANONIMOUS "

◄ Posting Baru Posting Lama ►
 

Google+ Badge

Google+ Followers

Copyright © 2012. Poetra Sentence™ - All Rights Reserved B-Seo Versi 3 by Blog Bamz