Friday, September 5, 2014

proses dan komponen pembentukan minyak bumi

Bagaimanakah minyak bumi terbentuk? Apa saja komponen pembentukan minyak bumi ?

pembentukan minyak bumi

A. Proses pembentukan minyak bumi


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).

Minyak bumi terbentuk dari penguraian senyawa-senyawa organik dari jasad mikroorganisme jutaan tahun yang lalu di dasar laut atau di darat. Sisa-sisa tumbuhan dan hewan tersebut tertimbun oleh endapan pasir, lumpur, dan zat-zat lain selama jutaan tahun dan mendapat tekanan serta panas bumi secara alami. Bersamaan dengan proses tersebut, bakteri pengurai merombak senyawa-senyawa kompleks dalam jasad organik menjadi senyawa-senyawa hidrokarbon. Proses penguraian ini berlangsung sangat lamban sehingga untuk membentuk minyak bumi dibutuhkan waktu yang sangat lama. Itulah sebabnya minyak bumi termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui, sehingga dibutuhkan kebijaksanaan dalam eksplorasi dan pemakaiannya.

Hasil peruraian yang berbentuk cair akan menjadi minyak bumi dan yang berwujud gas menjadi gas alam. Untuk mendapatkan minyak bumi ini dapat dilakukan dengan pengeboran. Beberapa bagian jasad renik mengandung minyak dan lilin. Minyak dan lilin ini dapat bertahan lama di dalam perut bumi. Bagian-bagian tersebut akan membentuk bintik-bintik, warnanya pun berubah menjadi cokelat tua. Bintink-bintik itu akan tersimpan di dalam lumpur dan mengeras karena terkena tekanan bumi. Lumpur tersebut berubah menjadi batuan dan terkubur semakin dalam di dalam perut bumi. Tekanan dan panas bumi secara alami akan mengenai batuan lumpur sehingga mengakibatkan batuan lumpur menjadi panas dan bintin-bintik di dalam batuan mulai mengeluarkan minyak kental yang pekat. Semakin dalam batuan terkabur di perut bumi, minyak yang dihasilkan akan semakin banyak. Pada saat batuan lumpur mendidih, minyak yang dikeluarkan berupa minyak cair yang bersifat encer, dan saat suhunya sangat tinggi akan dihasilkan gas alam. Gas alam ini sebagian besar berupa metana.

Sementara itu, saat lempeng kulit bumi bergerak, minyak yang terbentuk di berbagai tempat akan bergerak. Minyak bumi yang terbentuk akan terkumpul dalam pori-pori batu pasir atau batu kapur. Oleh karena adanya gaya kapiler dan tekanan di perut bumi lebih besar dibandingkan dengan tekanan di permukaan bumi, minyak bumi akan bergerak ke atas. Apabila gerak ke atas minyak bumi ini terhalang oleh batuan yang kedap cairan atau batuan tidak berpori, minyak akan terperangkap dalam batuan tersebut. Oleh karena itu, minyak bumi juga disebut petroleum. Petroleum berasal dari bahasa Latin, petrus artinya batu dan oleum yang artinya minyak.

Daerah di dalam lapisan tanah yang kedap air tempat terkumpulnya minyak bumi disebut cekungan atau antiklinal. Lapisan paling bawah dari cekungan ini berupa air tawar atau air asin, sedangkan lapisan di atasnya berupa minyak bumi bercampur gas alam. Gas alam berada di lapisan atas minyak bumi karena massa jenisnya lebih ringan daripada massa jenis minyak bumi. Apabila akumulasi minyak bumi di suatu cekungan cukup banyak dan secara komersial menguntungkan, minyak bumi tersebut diambil dengan cara pengeboran. Minyak bumi diambil dari sumur minyak yang ada di pertambangan-pertambangan minyak. Lokasi-lokasi sumur-sumur minyak diperoleh setelah melalui proses studi geologi analisis sedimen karakter dan struktur sumber.

Berikut adalah langkah-langkah proses pembentukan minyak bumi beserta gamar ilustrasi:

1. Ganggang hidup di danau tawar (juga di laut). Mengumpulkan energi dari matahari dengan fotosintesis.


2. Setelah ganggang-ganggang ini mati, maka akan terendapkan di dasar cekungan sedimen dan membentuk batuan induk (source rock). Batuan induk adalah batuan yang mengandung karbon (High Total Organic Carbon). Batuan ini bisa batuan hasil pengendapan di danau, di delta, maupun di dasar laut. Proses pembentukan karbon dari ganggang menjadi batuan induk ini sangat spesifik. Itulah sebabnya tidak semua cekungan sedimen akan mengandung minyak atau gas bumi. Jika karbon ini teroksidasi maka akan terurai dan bahkan menjadi rantai karbon yang tidak mungkin dimasak.


3. Batuan induk akan terkubur di bawah batuan-batuan lainnya yang berlangsung selama jutaan tahun. Proses pengendapan ini berlangsung terus menerus. Salah satu batuan yang menimbun batuan induk adalah batuan reservoir atau batuan sarang. Batuan sarang adalah batu pasir, batu gamping, atau batuan vulkanik yang tertimbun dan terdapat ruang berpori-pori di dalamnya. Jika daerah ini terus tenggelam dan terus ditumpuki oleh batuan-batuan lain di atasnya, maka batuan yang mengandung karbon ini akan terpanaskan. Semakin kedalam atau masuk amblas ke bumi, maka suhunya akan bertambah. Minyak terbentuk pada suhu antara 50 sampai 180 derajat Celsius. Tetapi puncak atau kematangan terbagus akan tercapai bila suhunya mencapat 100 derajat Celsius. Ketika suhu terus bertambah karena cekungan itu semakin turun dalam yang juga diikuti penambahan batuan penimbun, maka suhu tinggi ini akan memasak karbon yang ada menjadi gas.

4. Karbon terkena panas dan bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrokarbon. Minyak yang dihasilkan oleh batuan induk yang telah matang ini berupa minyak mentah. Walaupun berupa cairan, ciri fisik minyak bumi mentah berbeda dengan air. Salah satunya yang terpenting adalah berat jenis dan kekentalan. Kekentalan minyak bumi mentah lebih tinggi dari air, namun berat jenis minyak bumi mentah lebih kecil dari air. Minyak bumi yang memiliki berat jenis lebih rendah dari air cenderung akan pergi ke atas. Ketika minyak tertahan oleh sebuah bentuk batuan yang menyerupai mangkok terbalik, maka minyak ini akan tertangkap dan siap ditambang.

1. Komposisi Hidrokarbon pada Minyak Bumi

Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon yang berbeda-beda. Perbedaan ini tergantung dari faktor umur, suhu pembentukan, dan cara pembentukan. Minyak dari Indonesia mengandung banyak senyawa aromatik seperti benzena, sedangkan minyak bumi dari Rusia mengandung banyak senyawa sikloalkana seperti sikloheksana. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, diketahui bahwa dalam minyak bumi terdiri atas bermacam-macam senyawa hidrokarbon. Senyawa-senyawa hidrokarbon tersebut sebagai berikut.

1.1. Alkana
Golongan alkanan yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah n-alkana dan isoalkana. n-alkana adalah alkana jenuh berantai lurus dan tidak bercabang, contoh n-oktana.

n-oktana

Isoalkana adalah alkana jenuh yang rantai induknya mempunyai atom C tersier dan bercabang, contoh isooktana.

isooktana

Alkana disebut juga parafin. Parafin adalah senyawa hidrokarbon tersatuasi yang mengandung rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya terdiri atas atom karbon (C) dan hidrogen (H).

1.2. Sikloalkana
Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon berantai tunggal dan berbentuk cincin. Golongan sikloalkana yang terdapat dalam minyak bumi adalah siklopentana seperti metil siklopentana dan sikloheksana seperti etil sikloheksana.

etil sikloheksanaSikloalkana juga dikenal dengan nama naptena. Naptena adalah senyawa hidrokarbon tersaturasi yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya. Naptena memiliki rumus umum CnH2n dan mempunyai ciri-ciri mirip alkana tetapi mempunyai titik didih yang lebih tinggi.

1.3. Hidrokarbon Aromatik
Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon yang tidak tersaturasi, memiliki satu atau lebih cincin planar karbon-6 atau cincin benzena. Pada struktur ini, atom hidrogen berikatan dengan atom karbon dengan rumus umum CnHn. Jika hidrokarbon aromatik dibakar, akan menimbulkan asap hitam pekat dan beberapa bersifat karsinogen (menyebabkan kanker). Senyawa hidrokarbon aromatik yang terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa benzena, contoh etil benzena.etil benzena

2. Kandungan Unsur Kimia dalam Minyak Bumi

Kandungan Unsur Kimia dalam Minyak Bumi

Secara umum, komponen minyak bumi terdiri atas lima unsur kimia, yaitu 83-87% karbon, 10-14% hidrogen, 0,05-6% belerang, 0,05-1,5% oksigen, 0,1-2% nitrogen, dan < 0,1% unsur-unsur logam.

2.1. Sulfur (Belerang)
Minyak mentah mempunyai kandungan belerang yang lebih tinggi. Keberadaan belerang dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau basah), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.

2.2. Oksigen
Oksigen dapat terbentuk karena kontak yang cukup lama antara minyak bumi dengan atmosfer di udara. Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah antara 0,05 sampai 1,5 persen dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu terlalu lama berhubungan dengan udara. Senyawa yang terbentuk dapat berupa: alkohol, keton, eter, dll, sehingga dapat menimbulkan sifat asam pada minyak bumi. Oksigen dapat meningkatkan titik didih bahan bakar.

2.3. Nitrogen
Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-2%. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum (getah) pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi.

2.4. Unsur-Unsur Logam
Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas, dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.

3. Komposisi Molekul Hidrokarbon dalam Minyak Bumi

Golongan hidrokarbon-hidrokarbon yang utama adalah parafin, naptena, aspaltena, dan aromatik. Komposisi molekul hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi berdasarkan beratnya adalah sebagai berikut:

No.
Hidrokarbon
Rata-Rata
Rentang
1.
Naptena
49%
30-60%
2.
Parafin
30%
15-60%
3.
Aromatik
15%
3-30%
4.
Aspaltena
6%
sisa-sisa

Berdasarkan komponen terbanyak dalam minyak bumi, minyak bumi dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu parafin, naftalena, dan campuran parafin-naftalena.

3.1. Minyak Bumi Golongan Parafin
Sebagian besar komponen dalam minyak bumi jenis parafin adalah senyawa hidrokarbon rantai terbuka. Minyak bumi jenis ini dimanfaatkan untuk bahan bakar karena merupakan sumber penghasil gasolin.

3.2. Minyak Bumi Golongan Naftalena
Komponen terbesar dalam minyak bumi jenis naftalena berupa senyawa hidrokarbon rantai siklis atau rantai tertutup. Minyak bumi jenis ini digunakan untuk pengeras jalan dan pelumas.

3.3. Minyak Bumi Golongan Campuran Parafin-Naftalena
Minyak bumi golongan ini komponen penyusunnya berupa senyawa hidrokarbon rantai terbuka dan rantai tertutup.

No comments:

Post a Comment

Silahkan corat coret kolom komentar ^_^

Ads Inside Post

semoga bermanfaat