Minyak Bumi: Komposisi, Proses, Pengelolaan dan Manfaat

Minyak bumi sangat erat kaitannya dalam kehidupan sehari-hari, misalnya digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan, keperluan memasak, pembangkit listrik, dan masih banyak lagi. Tapi tahukah kamu bahwa saat ini sedang digencarkan dalam mencari energi alternatif untuk pengganti minyak bumi? Mengapa hal tersebut dilakukan? Apa sebenarnya itu minyak bumi? Apa kandungan yang ada dalam minyak bumi? Bagaimana proses pembentukan minyak bumi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut kamu harus memahami materi mengenai minyak bumi terlebih dahulu ya.

Kali ini akan dibahas mengenai materi minyak bumi dimulai dari komposisi minyak bumi, proses pembentukan minyak bumi, pengolahan minyak bumi, distilasi minyak bumi, fraksi – fraksi minyak bumi, manfaat minyak bumi, serta dampak pembakaran minyak bumi. Untuk lebih jelasnya kamu dapat membaca pembahasan berikut ini.

Pendahuluan dan Pengertian

Minyak bumi adalah cairan yang tersusun dari ratusan sampai ribuan senyawa, dimana hampir seluruh senyawa penyusunnya merupakan hidrokarbon, dan sisanya merupakan senyawa organik yang mengandung sulfur, nitrogen, dan oksigen. Minyak bumi merupakan salah satu sumber energi yang berasal dari fosil. Gambar dari minyak bumi bisa kamu lihat di bawah ini.

Sampai sekarang, minyak bumi masih dijadikan prioritas sebagai sumber energi. Menurut perhitungan rasio cadangan minyak bumi dengan produksi serta konsumsi minyak bumi, diperkirakan sekitar tahun 2027, minyak bumi di Indonesia akan habis. Prediksi tersebut bisa terjadi karena minyak bumi merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui, tetapi penggunaannya sangatlah banyak, akibatnya keberadaan minyak bumi akan semakin berkurang dan suatu waktu bisa saja habis.

Minyak bumi biasanya ada pada 3 sampai 4 km di bawah permukaan tanah, sehingga proses pengambilannya menggunakan sumur – sumur bor. Selain itu minyak bumi juga banyak terdapat di dasar laut, maka dilakukan pengeboran di laut. Minyak mentah yang dihasilkan ditampung di kapal tanker atau dialirkan ke kilang minyak untuk kemudian diproses dan produknya dapat digunakan.

Baca juga: Materi Termokimia

Komposisi Minyak Bumi

Komposisi minyak bumi terdiri dari banyaknya senyawa hidrokarbon seperti golongan alkana, sikloalkana, dan aromatik. Selain itu terdapat pula senyawa – senyawa organik yang mengandung sulfur, nitrogen, dan oksigen, tetapi jumlahnya sangat sedikit dibandingkan senyawa hidrokarbon.

Berikut beberapa golongan senyawa yang merupakan komposisi minyak bumi.

• Golongan alkana

Senyawa – senyawa golongan alkana terbanyak dalam minyak bumi adalah n-oktana dan isooktana (2,2,4-trimetilpentana).

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

                                                           n-oktana

Isooktana (2,2,4-trimetilpentana)

• Golongan sikloalkana

Senyawa – senyawa golongan sikloalkana yang ada dalam minyak bumi adalah siklopentana dan sikloheksana.

   Siklopentana                      sikloheksana

• Golongan aromatik

Senyawa golongan aromatik yang ada dalam minyak bumi adalah benzena.

Proses Pembentukan Minyak Bumi

Proses pembentukan minyak bumi membutuhkan waktu yang sangat lama. Adanya minyak bumi di alam merupakan hasil dari pelapukan fosil – fosil tumbuhan, hewan, ataupun jasad – jasad renik pada zaman purba. Akibat waktu yang sangat lama, serta suhu dan tekanan yang sangat tinggi, material tersebut berubah menjadi minyak yang terkumpul dalam pori – pori batu kapur atau batu pasir.

Secara umum, proses pembentukan minyak bumi terbagi menjadi dua tahap, yaitu:

1. Diagenesis membentuk kerogen

Diagenesis adalah proses pemadatan sedimen organik dalam kondisi suhu dan tekanan yang ringan. Melalui reaksi kimia, pemadatan, dan bantuan mikroba, air dari sedimen organik tersebut akan dikeluarkan, serta protein dan karbohidrat akan terurai membentuk struktur baru yang disebut sebagai kerogen dan zat seperti tar hitam yang disebut bitumen. Bitumen terdiri dari komponen minyak bumi. Kerogen akan mengalami perubahan lebih lanjut menjadi senyawa hidrokarbon dan bitumen.

2. Katagenesis (pemecahan) merubah kerogen menjadi minyak bumi dan gas alam

Seiring bertambahnya waktu, keberadaannya di bawah tanah semakin dalam sehingga suhu dan tekanan meningkat, maka proses katagenesis dimulai. Katagenesis adalah degradasi termal kerogen untuk membentuk rantai hidrokarbon yang merupakan komponen minyak bumi. Selain dihasilkan minyak bumi, produk lain yang dihasilkan adalah gas alam.

Pengolahan Minyak Bumi

Minyak bumi yang masih mentah berwujud cairan kental hitam dan berbau kurang sedap, karena selain mengandung kotoran juga mengandung mineral–mineral yang larut dalam air. Maka sebelum digunakan untuk berbagai keperluan, minyak mentah ini harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Berikut proses secara umum untuk pengolahan minyak bumi.

1. Desalting

Langkah pertama yang dilakukan dalam pengolahan minyak bumi adalah desalting, yaitu proses penghilangan garam dari minyak bumi mentah sebelum dilakukannya distilasi. Pada proses ini juga dilakukan penambahan asam dan basa untuk menghilangkan senyawa – senyawa lain selain senyawa hidrokarbon.

2. Distilasi

Setelah desalting, proses selanjutnya yang dilakukan adalah distilasi minyak bumi. Distilasi minyak bumi dilakukan untuk memisahkan komponen campuran minyak bumi berdasarkan rentang titik didihnya. Dari ditilasi ini akan dihasilkan fraksi – fraksi minyak bumi.

3. Desulfurisasi

Yaitu proses untuk menghilangkan belerang dari minyak bumi.

4. Cracking

Merupakan proses pemutusan ikatan karbon – karbon untuk mengubah senyawa hidrokarbon yang berat menjadi ringan.

5. Reforming

Proses pengubahan bentuk senyawa hidrokarbon dari rantai yang lurus menjadi bercabang. Proses ini dilakukan untuk meningkatkan mutu bensin.

6. Blending

Proses penambahan zat aditif ke dalam minyak bumi untuk meningkatkan nilai jual produk yang dihasilkan dari pengolahan minyak bumi.

Baca juga: Mengenal Unsur Golongan Alkali

Distilasi Minyak Bumi

Distilasi yang digunakan untuk memisahkan komponen campuran minyak bumi adalah distilasi fraksinasi atau distilasi bertingkat. Dalam industri minyak bumi, distilasi fraksinasi dilakukan dalam skala besar untuk memisahkan komponen–komponen dalam minyak mentah. Hasil dari distilasi adalah fraksi–fraksi minyak bumi dengan rentang titik didih yang berbeda.

Proses yang terjadi saat dilakukan distilasi minyak bumi bertingkat dapat dijelaskan melalui gambar berikut.

Fraksi–Fraksi Minyak Bumi

Fraksi–fraksi minyak bumi dihasilkan setelah proses distilasi bertingkat. Tujuan minyak bumi dipisahkan menjadi fraksi–fraksinya karena terdiri dari banyaknya senyawa hidrokarbon yang berbeda, dimana komposisi campuran yang berbeda maka kegunaan yang bisa diperolehnyapun berbeda. Fraksi minyak bumi ini merupakan campuran senyawa hidrokarbon yang memiliki rentang titik didih tertentu.

Berikut fraksi – fraksi utama minyak bumi yang dihasilkan melalui proses distilasi bertingkat.

Sumber: R. Chang, 2010

Manfaat Minyak Bumi

Manfaat minyak bumi sangatlah banyak dalam kehidupan. Minyak bumi dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan, memasak makanan, dan pembangkit listrik. Manfaat lain dari minyak bumi adalah aplikasinya dalam berbagai produk yang digunakan sehari–hari.

Berikut beberapa manfaat minyak bumi yang ada dalam produk sehari-hari.

• Deterjen yang digunakan untuk mencucui piring ataupun pakaian mengandung gliserin yang merupakan senyawa turunan dari minyak bumi.
• Plastik terbuat dari petrokimia (bahan kimia yang diperoleh dari hasil pemurnian minyak bumi), terkecuali bioplastik.
• Lilin terbuat dari produk minyak bumi mentah.
• Kosmetik terbuat dari minyak dan parfum yang merupakan senyawa turunan dari minyak bumi.
• Bensin yang merupakan bahan bakar umum untuk kendaraan.
• Minyak yang digunakan sebagai cat atau bahan tambahan cat merupakan petrokimia.
• Etilen yang merupakan petrokimia digunakan sebagai film fotografi.

Dampak Pembakaran Minyak Bumi

Selain adanya manfaat minyak bumi, pembakaran minyak bumi juga memiliki dampak yang negatif, misalnya polusi yang berasal dari asap kendaraan bermotor dan asap pabrik yang berbahaya bagi kesehatan dan juga lingkungan. Asap kendaraan dan asap pabrik mengandung gas–gas beracun yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar minyak bumi. Dampak pembakaran minyak bumi ini bisa mengganggu kesehatan dan juga merusak lingkungan.

Berikut beberapa gas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar minyak bumi dan memiliki dampak negatif.

• Karbon dioksida (CO₂)

Karbon dioksida merupakan gas yang tidak berwarna dan dihasilkan dari pembakaran sempurna bahan bakar minyak bumi. Semakin banyak jumlah kendaraan bermotor dan juga pabrik, maka semakin tinggi pula kadar CO₂ di udara.

Keberadaan CO₂ berlebih di udara akan menyebabkan sinar inframerah dari matahari diserap oleh bumi dan benda – benda di sekitarnya. Kelebihan sinar inframerah ini tidak dapat dikembalikan ke atmosfer karena terhalang oleh lapisan CO₂, akibatnya suhu di bumi semakin panas. Dampak pembakaran minyak bumi yang ditimbulkan oleh berlebihnya CO₂ di udara dikenal dengan istilah efek rumah kaca (green house effect).

• Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau, yang dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna bahan bakar minyak bumi. Gas karbon monoksida ini sangatlah berbahaya bagi kesehatan karena pada kadar rendah saja dapat menyebabkan sesak napas.

Dampak pembakaran minyak bumi yang menghasilkan gas CO ini adalah ketika gas tersebut masuk ke dalam tubuh, CO akan berikatan dengan Hb (hemoglobin) dimana seharusnya Hb itu mengikat oksigen, akibatnya tubuh akan kekurangan oksigen. Kekurangan oksigen dalam darah dapat menyebabkan terjadinya sesak nafas, pingsan, bahkan kematian.

• Sulfur dioksida (SO₂) dan sulfur trioksida (SO₃)

Gas belerang dioksida merupakan gas yang tidak berwarna tetapi berbau sangat menyengat. Gas ini dihasilkan dari pembakaran belerang yang terlarut dalam bahan bakar minyak bumi. Dampak yang ditimbulkan oleh berlebihnya oksida belerang adalah terjadinya hujan asam.

Berikut reaksi kimia untuk proses terjadinya hujan asam.

1. Pembentukan asam sulfit di udara lembap

SO_{2 (g)} + H₂O _(l) H₂SO_{3 (aq)}

2. Gas SO₂ bereaksi dengan oksigen di udara

2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} 2SO_{3 (g)}

3. Gas SO₃ mudah larut dalam air, di udara lembap dapat membentuk asam sulfat

SO_{3 (g)} + H₂O _(l)  H₂SO_{4 (aq)}

Hujan asam sulfat ini dapat mengakibatkan korosif pada logam serta berbahaya bagi kesehatan.

Baca juga: Materi Senyawa Karbon

Pemahaman Akhir

Minyak bumi memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan, sumber energi pembangkit listrik, dan dalam berbagai produk konsumen. Namun, kesadaran tentang keterbatasan sumber daya minyak bumi dan dampak negatifnya terhadap lingkungan mendorong upaya mencari alternatif energi yang lebih berkelanjutan.

Minyak bumi terbentuk melalui proses geologi yang sangat lambat, dimulai dengan pelapukan fosil tumbuhan, hewan, dan jasad renik pada zaman purba. Proses ini membutuhkan tekanan dan suhu tinggi selama jutaan tahun, mengubah material organik menjadi minyak mentah yang terkumpul dalam batuan.

Pengolahan minyak bumi melalui distilasi bertingkat memisahkan minyak mentah menjadi fraksi-fraksi dengan rentang titik didih yang berbeda. Fraksi-fraksi ini memiliki berbagai kegunaan, mulai dari bahan bakar, pelarut, hingga pelumas.

Manfaat minyak bumi sangatlah banyak dalam kehidupan sehari-hari, namun pembakarannya menghasilkan gas beracun seperti karbon dioksida, karbon monoksida, dan sulfur dioksida yang menyebabkan polusi udara dan efek rumah kaca. Oleh karena itu, upaya untuk mencari energi alternatif menjadi sangat penting dalam menjaga keseimbangan lingkungan dan mengurangi ketergantungan pada minyak bumi yang tidak dapat diperbaharui.

Demikian pembahasan mengenai minyak bumi. Semoga pembahasannya bermanfaat dan dapat menambah pengetahuanmu.

Referensi:

Chang, Raymond. (2010). Chemistry 10^th Edition. New York: McGraw-Hill.

Utami, B., dkk. (2009). Kimia Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.