Minyak Bumi

Minyak bumi adalah campuran kompleks hidrokarbon yang terbentuk secara alami dari sisa-sisa organisme laut yang terurai selama jutaan tahun di bawah tekanan dan suhu tinggi di dalam lapisan bumi. Minyak bumi menjadi sumber energi utama dalam kehidupan modern sekaligus dasar dari berbagai produk sintetis seperti plastik, karet, dan bahan kimia lainnya.

Teori Terbentuknya Gas Alam dan Minyak Bumi

Tabel perbandingan teori terbentuknya gas alam dan minyak bumi

Aspek	Teori Biogenik	Teori Abiogenik
Asal Hidrokarbon	Berasal dari sisa-sisa organisme laut seperti plankton dan alga.	Berasal dari reaksi kimia antara $CO_2$ dan $H_2$ di dalam mantel bumi.
Proses Pembentukan	Sisa organisme mati mengendap di dasar laut bercampur sedimen; tekanan dan panas tinggi mengubahnya menjadi hidrokarbon cair dan gas.	Hidrokarbon terbentuk di dalam mantel bumi melalui reaksi kimia lalu naik ke permukaan melalui celah batuan.
Durasi Pembentukan	Memakan waktu jutaan tahun melalui akumulasi sedimen dan transformasi termokimia.	Terjadi melalui reaksi kimia cepat pada tekanan dan suhu tinggi di dalam mantel bumi.
Bukti Pendukung	Kandungan senyawa organik dalam minyak bumi, fosil mikroskopis di batuan reservoir, dan konsistensi formasi dengan lapisan sedimen geologis.	Keberadaan hidrokarbon di lokasi tanpa jejak organik, seperti di mantel bumi atau meteorit.
Penerimaan Ilmiah	Diakui secara luas karena didukung bukti geologis dan kimiawi.	Jarang diterima dan hanya digunakan untuk menjelaskan beberapa kasus hidrokarbon non-konvensional.

Komposisi Minyak Bumi

Tabel komposisi minyak bumi

Komponen	Persentase	Contoh Senyawa	Keterangan
Hidrokarbon	80–90%	Alkana seperti metana ($CH_4$) dan oktana ($C_8H_{18}$), alkena seperti etena ($C_2H_4$), serta senyawa aromatik seperti benzena ($C_6H_6$).	Mayoritas minyak bumi. Digunakan untuk bahan bakar, pelumas, dan bahan baku kimia.
Senyawa Belerang	1–5%	Hidrogen sulfida ($H_2S$) dan tiofen ($C_4H_4S$).	Memberikan bau khas minyak mentah. Dalam jumlah tinggi menyebabkan korosi pada peralatan.
Senyawa Nitrogen	0,1–0,5%	Piridin ($C_5H_5N$) dan quinolin ($C_9H_7N$).	Digunakan sebagai bahan baku produk kimia seperti pupuk dan obat-obatan.
Senyawa Oksigen	0,1–1,5%	Asam naftenat dan fenol ($C_6H_5OH$).	Memberikan sifat asam pada minyak bumi. Digunakan dalam pembuatan pelarut dan resin.
Organo-Logam	< 0,1%	Vanadium porfirin dan nikel kompleks.	Berguna dalam analisis geokimia, tetapi dapat menjadi pengotor dalam pengolahan.

Proses dan Hasil Pengolahan Minyak Bumi

Minyak bumi mentah harus melalui proses pengolahan di kilang untuk memisahkan dan mengubahnya menjadi produk bernilai tinggi.

1. Distilasi fraksional: memisahkan komponen berdasarkan titik didihnya. Minyak mentah dipanaskan hingga menjadi uap, lalu diembunkan pada berbagai tingkatan suhu dalam menara distilasi, menghasilkan fraksi ringan seperti gas dan bensin hingga fraksi berat seperti minyak pelumas dan residu.
2. Katalitik reforming: meningkatkan nilai oktan bensin dengan mengubah hidrokarbon rantai lurus menjadi hidrokarbon bercabang atau aromatik.
3. Cracking: memecah molekul hidrokarbon besar menjadi molekul lebih kecil menggunakan panas atau katalis.
4. Hydrotreating: menghilangkan pengotor seperti sulfur, nitrogen, dan logam untuk menghasilkan produk yang lebih bersih.
5. Blending: mencampur berbagai fraksi minyak untuk menghasilkan bahan bakar dengan sifat yang diinginkan.

Mutu Bahan Bakar Minyak

Tabel parameter mutu bahan bakar

Parameter	Penjelasan	Pengaruh terhadap Mutu
Angka Oktan	Indikator ketahanan bensin terhadap detonasi (pembakaran dini) dalam mesin.	Semakin tinggi angka oktan, semakin baik untuk mesin dengan rasio kompresi tinggi.
Angka Setana	Indikator kemudahan bahan bakar diesel menyala di dalam ruang bakar.	Semakin tinggi angka setana, semakin efisien pembakaran dalam mesin diesel.
Kandungan Sulfur	Jumlah senyawa sulfur dalam bahan bakar.	Kandungan sulfur rendah mengurangi emisi $SO_2$ yang menyebabkan polusi udara.
Viskositas	Ukuran kekentalan bahan bakar.	Viskositas yang sesuai memastikan kelancaran aliran bahan bakar dalam sistem injeksi.
Kandungan Energi	Energi yang dilepaskan selama pembakaran.	Semakin tinggi kandungan energi, semakin efisien bahan bakar menghasilkan daya.

MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) dibuat dari metanol dan isobutena, berfungsi meningkatkan angka oktan bensin sehingga mencegah knocking, serta bersifat anti-karat sehingga menjaga stabilitas bahan bakar selama penyimpanan. ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether) dibuat dari etanol dan isobutena dengan fungsi serupa, namun dianggap lebih ramah lingkungan karena berbasis etanol dari sumber terbarukan. MTBE lebih banyak digunakan di masa lalu, tetapi penggunaannya kini dibatasi karena berpotensi mencemari air tanah.

Tabel contoh mutu bahan bakar

Jenis Bahan Bakar	Angka Oktan/Setana	Kandungan Sulfur	Aditif	Penggunaan
Premium (Bensin)	88	0,1–0,2%	MTBE	Kendaraan bermotor dengan mesin kompresi rendah.
Pertamax	92–98	< 0,05%	MTBE/ETBE	Mesin kendaraan modern dengan teknologi injeksi bahan bakar.
Solar	48–55 (Setana)	Rendah	Tidak umum	Kendaraan diesel dan pembangkit listrik.
Bahan Bakar Jet	–	Sangat rendah	Tidak umum	Pesawat terbang dengan mesin jet.

Dampak Pembakaran Bahan Bakar Minyak

Efek Rumah Kaca

Pembakaran bahan bakar minyak menghasilkan karbon dioksida ($CO_2$), salah satu gas rumah kaca utama yang menyerap panas di atmosfer dan mencegahnya kembali ke luar angkasa, sehingga suhu global meningkat. Dampak jangka panjangnya meliputi kenaikan permukaan laut, pencairan es kutub, dan perubahan pola cuaca ekstrem.

Pembakaran Tidak Sempurna

Pembakaran yang tidak sempurna menghasilkan karbon monoksida (CO) dan partikulat (PM2.5 dan PM10). Karbon monoksida adalah gas beracun yang mengganggu pengangkutan oksigen dalam darah, sedangkan partikulat mencemari udara dan menimbulkan masalah pernapasan, terutama bagi penduduk perkotaan.

Senyawa Belerang Menimbulkan Hujan Asam

Bahan bakar yang mengandung sulfur menghasilkan sulfur dioksida ($SO_2$) saat dibakar. Gas ini bereaksi dengan uap air di atmosfer membentuk asam sulfat ($H_2SO_4$) yang turun sebagai hujan asam, merusak ekosistem perairan, menghancurkan vegetasi, dan mempercepat korosi pada bangunan serta infrastruktur.

Nitrogen Bereaksi dengan Oksigen Membentuk NO₂, Menimbulkan Hujan Asam

Pada suhu tinggi selama pembakaran, nitrogen di udara bereaksi dengan oksigen menghasilkan nitrogen dioksida ($NO_2$). Gas ini bereaksi dengan air di atmosfer membentuk asam nitrat ($HNO_3$) yang menjadi komponen utama hujan asam, berdampak pada keasaman tanah, merusak tanaman, dan menurunkan kualitas air danau dan sungai.