Pengolahan Minyak Bumi

Kilang Minyak

Kilang minyak (oil refinery) adalah pabrik/fasilitas industri yang mengolah minyak mentah menjadi produk petroleum yang bisa langsung digunakan maupun produk-produk lain yang menjadi bahan baku bagi industri petrokimia. Produk-produk utama yang dihasilkan dari kilang minyak antara lain: minyak bensin (gasoline), minyak disel, minyak tanah (kerosene). Kilang minyak merupakan fasilitas industri yang sangat kompleks dengan berbagai jenis peralatan proses dan fasilitas pendukungnya. Selain itu, pembangunannya juga membutuhkan biaya yang sangat besar.

Gambar Peta Lokasi Kilang Minyak di Indonesia

Lokasi dan Kapasitas Kilang Dit. Pengolahan

Lokasi	Nama Unit	Kapasitas (mbsd)
Dumai	Refinery Unit II – RU II	170.0
Plaju	Refinery Unit II – RU III	118.0
Cilacap	Refinery Unit IV – RU IV	348.0
Balikpapan	Refinery Unit V – RU V	260.0
Balongan	Refinery Unit VI – RU VI	125.0
Kasim	Refinery Unit VII – RU VII	10.0
Cepu	Migas	3.8
	Total	1034.8

Fraksi minyak bumi yang dihasilkan berdasarkan rentang titik didihnya antara lain sebagai berikut: 

Copper sweetening dan doctor treating, yaitu proses penghilangan pengotor yang dapat menimbulkan  bau yang tidak sedap.

Acid treatment, yaitu proses penghilangan lumpur dan perbaikan warna.

Dewaxing yaitu proses penghilangan wax (n parafin) dengan berat molekul tinggi dari fraksi minyak pelumas untuk menghasillkan minyak pelumas dengan pour point yang rendah.

Deasphalting yaitu penghilangan aspal dari fraksi yang digunakan untuk minyak pelumas.

Desulfurizing (desulfurisasi), yaitu proses penghilangan unsur belerang.

Produk Kilang & Prosentase on Total Produk

Jenis/klasifikasi minyak mentah

1.    Berdasarkan Berat Jenis:

SG       < 0.830             Ringan

SG       0.830 - 0.850   Medium Ringan

SG       0.850 - 0.865   Medium

SG       0.865 - 0.905   Berat

SG       > 0.905             Sangat Berat

2.    Berdasarkan Kandungan / kadar belerang:

Sweet Crude < 0.5 % wt

Medium 0.5 –2 % wt

Sour Crude> 2 % wt S

3.    Berdasarkan sifat penguapannya:

(Dist ASTM D-86 pada temp max 300C):

Ringan     : Vol yang ditampung pd dist. 300oC            > 50%

Medium   : Vol yang ditampung pd dist. 300oC            20 – 50%

Berat        : Vol yang ditampung pd dist. 300oC            < 20%

4.    Berdasarkan factor UOP K:

K-factor 12.15 –12.9 → Paraffine

K-factor 11.5 –12.1 → Intermediate

K-factor 10.5 –11.45 → Naphtenic

K-factor 9.8 –10.0 → Aromatic

Faktor yang menjadi pertimbangan pemilihan Minyak Mentah

1.   Kebutuhan proses - Konfigurasi Kilang.

      Model Unit Proses yang dibangun dikilang adalah dirancang berbeda-beda menyesuaikan minyak mentah yang akan diolah dan jenis produk yang diinginkan.

2. Design metalurgi peralatan yang digunakan, ketahanan terhadap bahan – bahan impurities (zat racun: S, Cl, Logam dll) yang ada didalam minyak mentah, sering dikenal dengan “Mechanical integrity”.

3.    Aspek keekonomian:

o   Harga (sesuai jenis crude)

o   Cadangan/ ketersediaan jumlah & waktu

o   Lokasi.

      4.   Dll.

Istilah-istilah umum pada kilang

Secara Umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:

Distilasi

Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Dalam hal ini adalah destilasi fraksinasi. Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).

Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih 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 yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas).

Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20.

     1.    Gas

     Rentang rantai karbon : C1 sampai C5

     Trayek didih : 0 sampai 50°C

     2.    Gasolin (Bensin)

     Rentang rantai karbon : C6 sampai C11

     Trayek didih : 50 sampai 85°C

     3.    Kerosin (Minyak Tanah)

     Rentang rantai karbon : C12 sampai C20

     Trayek didih : 85 sampai 105°C

     4.    Solar

     Rentang rantai karbon : C21 sampai C30

     Trayek didih : 105 sampai 135°C

     5.    Minyak Berat

     Rentang ranai karbon : C31 sampai C40

     Trayek didih : 135 sampai 300°C

     6.    Residu

     Rentang rantai karbon : di atas C40

           Trayek didih : di atas 300°C

Fraksi-fraksi minyak bumi dari proses destilasi bertingkat belum memiliki kualitas yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat, sehingga perlu pengolahan lebih lanjut yang meliputi proses kracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

Setelah melalui tahap destilasi, masing-masing fraksi yang dihasilkan dimurnikan (refinery), seperti terlihat dibawah ini:

Kracking

Kracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh kracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.

Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki kualitas dan perolehan fraksi gasolin (bensin). Kualitas gasolin sangat ditentukan oleh sifat anti knock (ketukan) yang dinyatakan dalam bilangan oktan. Bilangan oktan 100 diberikan pada isooktan (2,2,4-trimetil pentana) yang mempunyai sifat anti knocking yang istimewa, dan bilangan oktan 0 diberikan pada n-heptana yang mempunyai sifat anti knock yang buruk. Gasolin yang diuji akan dibandingkan dengan campuran isooktana dan n-heptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.

Terdapat 3 cara proses kracking, yaitu:

a.   Cara panas (thermal kracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah.

b.  Cara katalis (catalytic kracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO₂ atau Al₂O₃ bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis karena bersifat asam menambahkna proton ke molekul olevin atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan terbentuknya ion karbonium.

c.  Hidrokracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan lain dari Hidrokracking ini adalah bahwa belerang yang terkandung dalam minyak diubah menjadi hidrogen sulfida yang kemudian dipisahkan.

Reforming

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut isomerisasi. Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis dan pemanasan.

Contoh reforming adalah sebagai berikut:

Reforming juga dapat merupakan pengubahan struktur molekul dari hidrokarbon parafin menjadi senyawa aromatik dengan bilangan oktan tinggi. Pada proses ini digunakan katalis molibdenum oksida dalam Al₂O₃ atauplatina dalam lempung.contoh reaksinya:

Alkalisasi dan Polimerisasi

Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H₂SO₄, HCl, AlCl₃ (suatu asam kuat Lewis). Reaksi secara umum adalah sebagai berikut:

RH + CH2=CR’R’’ → R-CH2-CHR’R”

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :

M CnH2n  ---> Cm+nH2(m+n)

Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu isooktana.

Treating

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan cara menghilangkan pengotor-pengotornya. Cara-cara proses treating adalah sebagai berikut:

Sulfur merupakan senyawa yang secara alami terkandung dalam minyak bumi atau gas, namun keberadaannya tidak dinginkan karena dapat menyebabkan berbagai masalah, termasuk di antaranya korosi pada peralatan proses, meracuni katalis dalam proses pengolahan, bau yang kurang sedap, atau produk samping pembakaran berupa gas buang yang beracun (sulfur dioksida, SO2) dan menimbulkan polusi udara serta hujan asam. Berbagai upaya dilakukan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi, antara lain menggunakan proses oksidasi, adsorpsi selektif, ekstraksi, hydrotreating, dan lain-lain. Sulfur yang disingkirkan dari minyak bumi ini kemudian diambil kembali sebagai sulfur elemental.

Desulfurisasi merupakan proses yang digunakan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi. Pada dasarnya terdapat 2 cara desulfurisasi, yaitu dengan:

1.     Ekstraksi menggunakan pelarut, serta

2.  Dekomposisi senyawa sulfur (umumnya terkandung dalam minyak bumi dalam bentuk senyawa merkaptan, sulfida dan disulfida).

Blending

Proses blending adalah penambahan bahan-bahan aditif kedalam fraksi minyak bumi dalam rangka untuk meningkatkan kualitas produk tersebut. Bensin yang memiliki berbagai persyaratan kualitas merupakan contoh hasil minyak bumi yang paling banyak digunakan di barbagai negara dengan berbagai variasi cuaca. Untuk memenuhi kualitas bensin yang baik, terdapat sekitar 22 bahan pencampur yang dapat ditambanhkan pada proses pengolahannya.

Diantara bahan-bahan pencampur yang terkenal adalah tetra ethyl lead (TEL). TEL berfungsi menaikkan bilangan oktan bensin. Demikian pula halnya dengan pelumas, agar diperoleh kualitas yang baik maka pada proses pengolahan diperlukan penambahan zat aditif. Penambahan TEL dapat meningkatkan bilangan oktan, tetapi dapat menimbulkan pencemaran udara.

Produk Pengolahan Minyak Bumi dan Manfaatnya

Keberadaan minyak bumi dan berbagai macam produk olahannya memiliki manfaat yang sangat penting dalam kehidupan kita sehari-hari, sebagai contoh penggunaan minyak tanah, gas, dan bensin. Tanpa ketiga produk hasil olahan minyak bumi tersebut mungkin kegiatan pendidikan, perekonomian, pertanian, dan aspek-aspek lainnya tidak akan dapat berjalan lancar. Dibawah ini adalah beberapa produk hasil olahan minyak bumi beserta pemanfaatannya:

download

sumber:

http://id.scribd.com/doc/75828898/Data-Kilang-Minyak-Indonesia (Pertamina)

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_16.html

http://www.kaskus.co.id/thread/000000000000000013203088/proses-pengolahan-minyak-bumi-dan-pemanfaatannya/

http://id.wikipedia.org/wiki/Kilang_minyak