Jelaskan proses pemisahan yang harus dilalui untuk memperoleh fraksi bensin dari minyak bumi

Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Crude oil (minyak mentah) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah  hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.

Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:

Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi,  diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.

Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking.

Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.

    4.   Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.

    5. Proses Pembersihan ( Treating )

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.

Cara-cara proses treating adalah:

1. Copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.
2. Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.
3. Desulfurrizing (desulfurisasi), yakni proses menghilangkan unsur belerang.

Telah kita simak bersama Teknik pemisahan fraksi minyak bumi. Tersedia juga pelatihan dan sertifikasi Oil and Gas management di OMC by Synergy Solusi Indonesia Member of Proxsis. Selain Pelatihan Oil and Gas, ada juga topik pelatihan yang alinnya, klik disini untuk cek agenda pelatihan kami. Atau, gunakan fitur chat dibawah untuk terhubung dengan narahubung kami.

Sumber: http://syahrulrahmadani.blogspot.co.id/

Pada proses penyulingan minyak mentah, terdapat 5 fraksi produk yang dihasilkan, yaitu: refinery gas (banyak mengandung metana, etana, dan hidrogen), light distillates (LPG, gasoline, naptha), middle distillates (kerosene, diesel oil), heavy distillates (fuel oil), dan residuum (lubricating oils, wax, tar). Tiap kategori dari bahan bakar ini memiliki boiling point pada kisaran temperatur yang berbeda-beda, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

a. Proses Pemisahan (Separation Processes)
Unit operasi yang digunakan dalam penyulingan minyak biasanya sederhana tetapi yang kompleks adalahinterkoneksi dan interaksinya. Proses pemisahan tersebut adalah :

• Destilasi
• Absorpsi
• Adsorpsi
• Filtrasi
• Kristalisasi
• Ekstraksi

1. Distilasi

Penyulingan atau Destilasi adalah teknik pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih larutan. Penyulingan terfraksi digunakan untuk solusi memiliki perbedaan titik didih tidak terlalu jauh dari sekitar 30oC atau lebih. Dasar pemisahan suatu campuran dengan penyulingan adalah perbedaan titik didih dari dua atau lebih cairan jika campuran dipanaskan, komponen titik didih lebih rendah akan menguap terlebih dahulu. Dengan mengatur suhu dengan hati-hati,kita dapat menguapkan dan kemudian mengembunkan komponen secara bertahap.

Ada 5 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi bertingkat, distilasi sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum. Selain itu ada pula distilasi ekstraktif dan distilasi azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan garam berion, distilasi pressure-swing, serta distilasi reaktif.

a. Destilasi Bertingkat

Dalam proses distilasi bertingkat, minyak mentah tidak dipisahkan menjadi komponen-komponen murni, melainkan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompok-kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Hal ini dikarenakan jenis komponen hidrokarbon begitu banyak dan isomer-isomer hidrokarbon mempunyai titik didih yang berdekatan.

Proses distilasi bertingkat ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
– Minyak mentah dipanaskan dalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi sampai suhu ~600oC. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan ke bagian bawah menara/tanur distilasi.

– Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat (tray). Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung (bubble cap) yang memungkinkan uap lewat.

– Dalam pergerakannya, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap akan mencapai ketinggian di mana uap tersebut akan terkondensasi membentuk zat cair. Zat cair yang diperoleh dalam suatu kisaran suhu tertentu ini disebut fraksi.

– Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi di bagian bawah menara distilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih rendah akan terkondensasi di bagian atas menara.

b. Distilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

c. Distilasi Fraksionisasi

Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah.[6] Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah[7]

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi.[5] Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya[8]. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya.[8] Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.[8]

d. Distilasi Uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan.

Campuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan.[8] Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu distilat.[8]

e. Distilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C.[6] Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air.[6] Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator.[6] Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.[6]

Tujuan dari percobaan penyulingan ini adalah untuk menentukan konsentrasi maksimum yang dapat diperoleh destilat, menentukan HETP (tinggi setara dengan piring teoretis) di total refluks, dan menentukan jumlah minimum tahap (Nmin) pada total reflux. HETP adalah panjang lapangan (kolom panjang) dibagi dengan jumlah potongan teoretis, bertekad untuk mengetahui efisiensi kolom penyulingan. Prinsip ini didasarkan pada Undang-Undang Roult tekanan uap pada solusi ideal pada temperatur tertentu sebanding dengan tekanan uap dikalikan dengan fraksi murni murni. Dan Dalton’s Law adalah tekanan ideal dalam campuran gas sama dengan tekanan parsial setiap komponen.

2. Absorpsi

Umumnya digunakan untuk memisahkan zat yang bertitik didih tinggi dengan gas. Minyak gas digunakan untuk menyerap gasolin alami dari gas-gas basah. Gas-gas dikeluarkan dari tank penyimpanan gas sebagai hasil dari pemanasan matahari yang kemudian diserap ulang oleh tanaman.

Steam stripping pada umumnya digunakan untuk mengabsorpsi hidrokarbon fraksi ringan dan memperbaiki kapasitas absorpsi minyak gas. Proses ini dilakukan terutama dalam hal-hal sebagai berikut:

Untuk mendapatkan fraksi-fraksi gasolin alami yang dapat dicampurkan pada bensin.

– Untuk pemisahan gas-gas rekahan dalam suatu fraksi yang sangat ringan (misalnya fraksi yang terdiri dari zat hidrogen, metana, etana) dan fraksi yang lebih berat yaitu yang mempunyai komponen-komponen yang lebih tinggi.

– Untuk menghasilkan bensin-bensin yang dapat dipakai dari berbagai gas ampas dari suatu instalasi penghalus.

3. Adsorpsi

Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida, cairan maupun gas , terikat kepada suatu padatan atau cairan (zat penjerap, adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan tipis atau film (zat terjerap, adsorbat) pada permukaannya. Proses adsorpsi digunakan untuk memperoleh material berat dari gas. Pemakaian terpenting proses adsorpsi pada perindustrian minyak adalah:

– Untuk mendapatkan bagian-bagian berisi bensin (natural gasoline) dari gas-gas buni, dalam hal ini digunakan arang aktif.

– Untuk menghilangkan bagian-bagian yang memberikan warna dan hal-hal lain yang tidak dikehendaki dari minyak, digunakan tanah liat untuk menghilangkan warna dan bauxiet (biji oksida-aluminium).

4. Filtrasi

Digunakan untuk memindahkan endapan lilin dari lilin yang mengandung destilat. Filtrasi dengan tanah liat digunakan untuk decolorisasi fraksi.

5. Kristalisasi

Sebelum di filtrasi lilin harus dikristalisasi untuk menyesuaikan ukuran kristal dengan cooling dan stirring. Lilin yang tidak diinginkan dipindahkan dan menjadi lilin mikrokristalin yang diperdagangkan. Kristalisasi adalah proses pembentukan bahan padat dari pengendapan larutan, melt (campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristalisasi juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadi perpindahan massa (mass transfer) dari suat zat terlarut (solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat.

Sumber: http://niisa021010.blogspot.co.id/