komposisi minyak bumi

KOMPOSISI MINYAK BUMI
Komposisi Elementer
• Minyak bumi dan gas alam adalah campuran
kompleks hidrokarbon dan senyawa-senyawa organik
lain. Komponen hidrokarbon adalah komponen yang
paling banyak terkandung di dalam minyaak bumi
dan gas alam. Gas alam terdiri dari alkana suku
rendah, yaitu metana, etana, propana, dan butana.
Selain alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti
karbondioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S),
beberapa sumur gas juga mengandung helium.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
2
• Sedangkan hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi
terutama adalah alkana dan sikloalkana, senyawa lain yang
terkandung didalam minyak bumi diantaranya adalah Sulfur,
Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung
konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga.
Komposisi minyak bumi sangat bervariasi dari satu sumur ke
sumur lainnya dan dari daerah ke daerah lainnya.
• Berdasarkan hasil analisa elemen, diperoleh data sebagai
berikut :
Karbon
: 83,0-87,0 %
Hidrogen : 10,0-14,0 %
Nitrogen : 0,1-2,0 %
Oksigen
: 0,05-1,5 %
Sulfur
: 0,05-6,0 %
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
3
Senyawa Hidrokarbon
1)
Golongan parafinik
• Senyawa HC jenuh rumus mum CnH2n+2.
• Sifat : stabil pada suhu biasa, tidak bereaksi dengan asam sulfat
pekat dan asam sulfat berasap, larutan alkali pekat, asam nitrat
maupun oksidator kuat seperti asam kromat, kecuali
mempunyai atom karbon tersier.
• Bereaksi lambat dengan klor dengan bantuan sinar matahari,
bereaksi dengan klor dan brom kalau ada katalis
• C1-C4
: berupa gas pada suhu kamar dan tekanan 1 atm,
metana dan etana (LNG), propana dan butan (LPG),
• C5-C16
: berupa cairan pada suhu kamar dan tekanan 1 atm,
nafta, kerosin, bensin, solar, minyak diesel dan
minyak bakar.
• > C16
: berupa padatan, malam parafin
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
4
2) Golongan naftenik
• Senyawa HC jenuh rumus mum CnH2n.
• Sifat : memiliki sifat seperti senyawa HC
parafin dan mempunyai struktur molekul
siklis, disebut sikloparafin.
• Terdapat dalam minyak bumi ialah
siklopentan dan sikloheksan, yang terdapat
dalam fraksi nafta dan fraksi minyak bumi
dengan titik didih lebih tinggi.
• Selain senyawa naften sederhana, dalam
minyak bumi khususnya dalam fraksi
beratnya, juga terdapat senyawa naften
polisiklis,
seperti
dekalin
atau
dehidronaftalen
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
5
3) Golongan aromat
• Senyawa HC tidak jenuh rumus mum CnH2n-6.
• Sifat : sangat reaktif. Mudah dioksidasi menjadi
asam. Dapat mengalami reaksi adisi dan reaksi
subtitusi tergantung pada kondisi reaksi.
• Hanya sedikit sekali minyak mentah yang
mengandung senyawa aromat dengan titik
rendah.
• Minyak mentah dari Sumatera dan Kalimantan ada
yang mengandung senayawa aromat tinggi.
• Senyawa yang ada : benzen, naftalen dan
antrasen.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
6
4) Golongan Monoolefin
• Senyawa HC tidak jenuh rumus mum CnH2n.
• Merupakan senyawa hidrokarbon yang tidak
jenuh dengan sebuah ikatan rangkap.
• Monoolefin tidak terdapat dalam minyak mentah,
tetapi terbentuk dalam distilasi minyak mentah
dan terbentuk dalam proses rengkahan, sehingga
bensin rengkahan mengandung banyak senyawa
monoolefin. Senyawa HC akan mengalami
perengakahan pada suhu sekitar 680oF.
• Bersifat reaktif, banyak digunakan sebagai bahan
baku utama industri petrokimia, contoh etilen
(C2H4) dan propilen (C3H6)
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
7
5) Golongan Diolefin
• Senyawa HC tidak jenuh rumus mum CnH2n-2.
• Merupakan senyawa hidrokarbon yang tidak
jenuh dengan dua buah ikatan rangkap.
• Monoolefin tidak terdapat dalam minyak mentah,
tetapi terbentuk dalam distilasi minyak mentah
dan terbentuk dalam proses rengkahan.
• Bersifat reaktif, tidak stabil, dan cenderung
berpolimerisasi dan membentuk damar.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
8
Kompleksitas Minyak Buni
• Walaupun senyawa hidrokarbon yang menyusun
minyak bumi hanyalah senayawa hidrokarbon parafin,
naften dan aromat, namun demikian, minyak bumi
adalah sangat kompleks sekali. Hal ini disebabkan
karena senyawa-senyawa tersebut disamping berupa
senyawa murni, juga dapat berupa gabungan antara
senyawa HC parafin-naften, parafin-aromat, naftennaften (polinaften), naften-aromat, aromat-aromat
(poliaromat),
dan
parafin-naften-aromat
dan
kemungkinan kombinasi lainnya.
• Disamping itu isomeri dalam senyawa HC
menyebabkan komposisi minyak bumi menjadi lebih
kompleks lagi.
• Senyawa isomer adalah senyawa yang mempunyai rms
molekul sama tapi struktur moleklnya berlainan.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
9
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
10
Senyawa Non Hidrokarbon
1) Senyawaan Sulfur
• Disamping senyawa belerang, di dalam minyak
bumi belerang juga terdapat sebagai unsur
belerang yang terlarut, karena sedikit banyak
belerang dapat larut dalam minyak bumi.
• Kadar belerang dalam minyak mentah berkisar
dari 0,04 sampai 6%
• Minyak bumi indonesia terkenal sebagai minyak
bumi berkadar belerang rendah sampai sedang
yang umumnya kurang dari 1 % berat.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
11
Kerugian yang ditimbulkan:
a) Pencemaran udara, (H2S, SO2, merkaptan)
H2S larut dalam kabut smog, hujan asam
H2S  0,1% di udara mematikan dalam ½ jam
b) Korosi, terjadi jika pada suhu di atas 300oC.
merusak alat pengolahan dalam kilang,
khususnya alat yang bekerja pada suhu tinggi.
Pada suhu rendah yang korosif H2S.
c) Menurunkan angka oktan, disebabkan oleh
senyawa etil trisulfid dan merkaptan.
0.1% senyawa belerang akan menurunkan angka
oktan 0-2 satuan oktan.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
12
Kerugian yang ditimbulkan:
d) Menurunkan supseptibilitas bensin terhadap
timbal tetraetil.
Supsebtibilitas  kenaikan angka oktan
bensin jika ke dalam satu galon bensin
ditambahkan satu sentimeter kubik TEL.
Fungsi TEL menaikkan angka oktan bensin .
e) Meracuni katalis. Pada reforming katalitik
nafta atau bensin untuk membuat nafta atau
bensin dengan angka oktan yang tinggi,
adanya belerang dalam umpan dapat
meracuni katalis platina.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
13
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
14
2) Senyawa Oksigen
• Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah
kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih
fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk
itu lama berhubungan dengan udara.
• Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk
ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter,
anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol.
Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat
(asam alisiklik) dan asam alifatik.
• Asam naftalet mempnyai sifat sedikit korosif dan
mempnyai bau tidak enak.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
15
3) Senyawaan Nitrogen
• Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak
bumi sangat rendah, yaitu 0,1- 2 %. Minyak yang
mempunyai kadar belerang tinggi dan aspal tinggi
biasanya juga mempunyai kadar belerang tinggi.
• Senyawa nitrogen yang terdapat dalam minyak
bumi dapat dibagi menjadi senyawa nitrogen
basa, yaitu piridin atau turunan piridin seperi
kaolin dan iso kaolin, dan senyawa nitrogen
bukan basa yaitu senyawa pirol dan turunannya,
seperti indol dan karbasol.
• Semua senyawa nitrogen mempunyai bau yang
tidak sedap dan menusuk.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
16
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
17
• Porfirin yaitu senyawa
kompleks
logamnitrogen, juga merupakan
konstituen minyak bumi,
dimana pirol adalah
penyusun
utamanya.
Porfirin yang sederhana
adalah porfin yang terdiri
4 buah molekl pirol yang
dihubngkan
dengan
jembatan metin (-CH=).
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
18
Kerugian yang diakibatkan oleh senyawaan
nitrogen:
a) Menurunkan aktivitas katalis yang digunakan
dalam proses rengkahan, reforming, polimerisasi
dan isomerisasi
b) Kerosin yang jernih seperti air (water white)
pada waktu distilasi, warnanya akan berubah
menjadi kemerahan jika terkena sinar matahari
c) Nitrogen dalam bensin juga akan mempercepat
pembentukan damar dalam karbrator.
d) Menyebabkan terjadinya endapan pada miyak
bakar dalam penyimpanannya.
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
19
4) Senyawa Logam
a)
b)
Heri Rustamaji
Semua logam terdapat dalam
minyak bumi, tetapi karena
jmlahnya yang sangat kecil, yaitu
antara 5 – 400 ppm, maka
adanya logam dalam minyak
bumi pada mmnya tidak
menimbulkan masalah
Kecuali beberapa logam seperti
besi, nikel, vanadium dan arsen,
yang
walaupun
jumlahnya
sedikit
sekali namun sudah
dapat merusak katalis, terutama
vanadim yang dapat merusak
batu tahan api pada dinding
furnace, merusak pipa boiler,
dan menyebabkan korosi .
Teknik Kimia Unila
20
Sekian Terima Kasih
Heri Rustamaji
Teknik Kimia Unila
21