Sains, Teknologi dan Ekonomi Bisnis

Kata Kunci : Minyak Bumi, Refinery, Fossil Fuel, Fraksinasi, Cracking, Crude Oil, Bilangan Oktan

Energi yg paling banyak kita gunakan utk transportasi adalah bensin. Dan tahukah anda bahwa bensin ini memiliki spesifikasi yg bermacam-macam, contohnya premium, pertamax, pertamax plus. Perbedaan dari ketiganya adalah Bilangan Oktan yang artinya kemampuan bahan bakar utk menahan knocking (ketukan) dan terbakar scr spontan, juga bisa diartikan nilai perbandingan antara isooktana dengan n-heptana. Isooktana adalah hidrokarbon dalam minyak bumi yg sangat bagus karena tidak mudah terbakar scr spontan dan beda dengan n-heptana yg sangat mudah terbakar dg sendirinya. Isooktana mempunyai struktur rantai bercabang dan n-heptana rantai lurus. Semakin tinggi isooktana maka semakin bagus kualitas bensin. Sering juga utk menaikkan oktan, mengurangi knocking dan menghindari polusi ditambahkan TEL (Tetra Ethyl Lead), MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether).

"Most of the energy we use for transportation is gasoline. And did you know that gasoline has kind of specification, examples premium, pertamax and pertamax plus. Differences of that is Octane Number mean ability fuel to hold knocking and flammable spontaneous, also mean rasio number between isooctane with n-heptane. Isooctane is the best petroleum hydrocarbon due to not easy flammable and this very different with n-heptane which very easy flammable by self. Isooctane have branch chain structure and n-heptane straight structure. Heigher of isooctane better gasoline quality. Often to raise octane, reduce knocking and avoid pollusion, added TEL and MTBE."

Pertamax '92 artinya dalam bahan bakar tsb tersusun dari 92% isooktana dan 8% n-heptana. Adapun spesifikasi dari bensin adalah

Bensin dengan oktan tinggi akan terbakar lambat apabila terkena tekanan shg irit BBM. Pemilihan bahan bakar agar efisien dan ramah lingkungan terus diupayakan shg kandungan terbanyak nantinya adalah isooktana dan menekan n-heptana, caranya akan dijelaskan dibawah ini.

Di bidang teknik kimia kita seharusnya harus paham tentang pengolahan minyak bumi, bagaimana bahan bakar diperoleh. Masih ingat dalam SMA dulu saya menghafalkan urutan fraksi minyak bumi dari yang teringan ke terberat ( L Be Na Ke So Min ) yaitu LPG, BEnsin, NAfta, KErosin, SOlar, MINyak pelumas. Prosesnya sebagai berikut :

"Gasoline with height octane will flammable slowly if exposed pressure so that more economical fuel. The selection of fuel in order to efficient and environmental friendly continue done so the biggest content is isooctane and reduce n-heptane. The methods will I explain below : In the field of chemical engineering  we must understand about petroleum processing, how fuel is got. The processing like below :"

Minyak bumi yg didapat dari pengeboran lepas pantai masih berupa cairan kental (crude oil) yang mengandung komponen-komponen lain seperti logam, belerang, nitrogen, air, dan garam-garam. Maka perlu dilakukan pembersihan yg disebut Desalting (menghilangkan garam-garam yg terikut dg mencampurkan minyak + air, shg garam akan terlarut, selain itu juga mencucinya dengan asam basa shg komponen selain hidrokarbon akan hilang). Setelah itu dilakukan pemasakan dgn furnace pada suhu 370 - 400 °C , uap yang dihasilkan dimasukkan lewat kolom feed (tempat masukan) menuju menara distilasi. Menara distilasi memisahkan komponen berdasarkan titik didihnya. Menara distilasi didesain seperti yg sudah saya jelaskan di postingan lalu "desain kolom pemisah distilasi". Uap yang masuk akan bergerak keatas, dan semakin keatas suhu menara semakin rendah, shg komponen yg mempunyai titik didih rendah akan terus bergerak keatas dan masuk pada kolom distilat teratas dan komponen dg titik didih tinggi akan mengisi kolom distilat bawah. Fase yg bukan uap akan tertampung pada kolom bagian bawah sebagai residu. Selanjutnya setelah melewati kolom distilat dilakukan kondensasi menggunakan refrigerant.

     "1.  Fractional Distillation
Petroleum is got from offshore drilling still viscous fluid (crude oil), which contain components such as metals, sulfur, nitrogen, water and salts. It is necessary done cleaning "Desalting" (remove salts entrained with mixing oil + water, so salt will dissolved, and also washing with acid - base so component except hydrocarbon will be lost). After it is done cooked with furnace at temperature  370 - 400  °C, vapor is released will entered through feed column to distillation tower. Distillation  tower separated component based on boiling point. Distillation tower is designed like my explain at my post ago about "separation distillation column design". Vapor is entered will move up and higher up column temperature will low so component with low boiling point will continue move up and entry at upper distillate column and component with high boiling point will contain low distillate column. Phase not vapor will collected at low column as residue. An then after through distillate column done condensation using refrigerant." 

Fraksi hidrokarbon yg didapatkan mulai dari kolom distilat teratas adalah :

Distilasi Fraksinasi

       2.  Proses Cracking / Pemecahan
Pada tahap ini fraksi minyak bumi bisa direkayasa untk menghasilkan jenis bahan bakar. Misalnya saja ingin bensin yg banyak dg jumlah karbon antara 5 -10.

"At this stage fraction of petroleum can be engineered to produced kind of fuel. Such as want much gasoline with carbon number 5 - 10"

Ada 3 cara cracking :

• Thermal Cracking

Prosesnya dinamakan pyrolisis (menggunakan api) yaitu hidrokarbon jenis alkana dilewatkan pada kolom dg suhu tinggi ( 700 - 900 °C ) dan cepat-cepat didinginkan shg terjadi pemendekan rantai alkana (menjadi alkena + hidrogen ). Juga bisa diartikan fraksi minyak bumi dengan jumlah atom C besar ingin dipecah ke jumlah atom C kecil.

"The process is called pyrolisis (using fire) is hydrocarbon alkane passed at column with high temperatures  ( 700 - 900 °C ) and quickly cooled so happen shortening alkane chain (convert to alkene + hydrogen). Also can be interpreted petroleum fraction with large atomic number C want to crack in smal atomic number."

• Catalytic Cracking

• Hydro Cracking

Kombinasi antara keduanya dan menghasilkan senyawa jenuh, dilakukan pada tekanan tinggi

     
        3.  Reforming


        4.  Polimerisasi


        5. Treating

        6. Blending
Proses penambahan zat aditif, misal pada bensin ditambah TEL.

"The process adding additives, such as gasoline added TEL"

Dari proses diatas akan didapatkan bahan bakar fosil yang telah bisa kita dapatkan di SPBU.

Referensi : Diolah dari berbagai sumber 

ARTIKEL TERKAIT :
1. Desain Kolom Pemisah Distilasi
2. Macam - Macam Reaktor (Reactor)
3. Macam - Macam Proses Pemisahan (Separation Process)
4. Hukum Kimia - Fisika & Diagram Untuk Air pada Berbagai Kondisi
5. Pemilihan Desain Efektif Reaktor

Pada postingan saya yg lalu, skripsi saya distilasi menggunakan pemanas microwave, disini akan dikorek alasan pemakainya dan dibandingkan dg pemanasan heater biasa.

Microwave (gelombang mikro) adalah salah satu gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi

2,45 GHz dengan panjang gelombang 1 mm - 1 m. Microwave adalah gelombang pendek yg sangat berguna dari dulu mulai pengembangan radar, rudal, televisi dll. Microwave yg ada disekitar kita terdapat dalam oven utk pemanas makanan dan ini disebut oven microwave.

"At my post ago, my final report about distillation using microwave heating, here will explain reason using it and compared than heater.
Microwave is one of electromagnetic waves have frequency 2,45 GHz with wavelength 1 mm - 1 m. Microwave is short waves very useful since ago such as development of radar, missiles, television etc. Microwave around like oven as heating food and this we call oven microwave."

Oven microwave terdiri dari beberapa komponen seperti :

Terdiri dari kumparan-kumparan yg berfungsi menaikkan energi listrik menjadi tegangan tinggi

"Consist of coils have function to raise electrical energy to high voltage"

Berfungsi mengubah energi listrik tegangan tinggi menjadi gelombang mikro. Gelombang dipancarkan oleh elektron dari katode dan anode yg mengelilingi katode menarik elektron. Elektron terus bergerak diantara magnet dan karena terus menerus berputar maka terjadilah medan magnet

"Function to convert high voltage-electrical energy to microwaves. Wave is emitted by electron from catode and anode around catode withdraw electron. Electron continue moving between magnetic and due to continue rotation so magnetic pole"

Berfungsi mengarahkan gelombang ke arah dalam, shg tepat pada makanan yg akan dipanaskan

"Function to direction wave to inside so precise at food will be heated"

Berfungsi memutar makanan yg akan dipanaskan, dilengkapi oleh piringan shg bisa berputar dan penyebaran panas lebih merata

"Function to rotate food will be heated, completed by disc so can be moved and distribution heat more prevalent"

Berfungsi memperangkap gelombang, sbg penetralisir shg gelombang tidak bocor keluar

"Function trap wave as neutralizer so that wave not leakage outside"

Prinsip kerja microwave :

Microwave yg dipancarkan dari magnetron memancar melewati waveguide dan menuju ke makanan, makanan diputar stirrer shg pemanasan lebih merata. Microwave sangat canggih yaitu memantulkan gelombang yg mengenai gelas dan plastik shg gelombang hanya akan mengenai targetnya saja yaitu makanan. Pemanasan dg microwave terjadi pada seluruh bagian makanan dan beda dengan pemanasan dg kompor biasa, yg panas dimulai dari luar baru ke dalam, jadi saat bagian dalam mulai panas bagian luar sudah gosong. Prinsip pemanasan microwave adalah gelombang yg ditransmisikan diserap oleh molekul air yg ada dalam makanan, karena terkena energi molekul air akan bergerak acak shg terjadi tumbukan yg terus menerus, bergesekan dan terjadi panas. Jadi makanan akan matang seluruh bagian.

"The working principle of microwave :
Microwave is emitted from magnetron which emit through waveguide and radiating into food, food is rotated by stirrer so heating more prevalent. Microwave is very sophisticated with working reflected wave which touch glass and plastic so wave only will touch target like food. Heating using microwave occur all part of food and different with heating stove. Which heat initially from outside to inside, so when inside part enough hot, outside part already burnt. The principle of microwave is wave transmitted absorbed by content water molecular in food, due to attach molecular energy, water will random moving so happen collision continue, friction and occuring hot. So food will be cooked in all part."

Microwave

Macam-macam valve yg sering dijumpai di plant adalah sebagai berikut :

Keuntungan :

Kerugian :

"The kinds of valves often we know in plant such as :

      1. Gate Valve, valve consist of wall similar with fence gate. Operation is pulled up - down full and can't be used half opening. So flow is off or on only and can't to control large small flowrate

Advantages :

Disadvantages :

     2. Plug valve, valve yg penghambatnya berbentuk silinder. Aplikasi utk fluida yg densitasnya besar

Keuntungan :

Kerugian :

      3. Globe Valve, disk yang bergerak tegak lurus sehingga saat diangkat naik fluida mengalir dan saat turun kran tertutup. Digunakan utk mengatur laju aliran fluida

Keuntungan :

Kerugian :

       "3. Globe Valve, disk moving vertical so if disk up fluid is flow and disk down mean close valve. Used to regulate flowrate fluid 
Advantages :

      4. Ball Valve, valve yg dilengkapi bola yg berlubang sbg penghalangnya. Jadi saat posisi lubang sejajar aliran maka valve membuka dan saat posisi lubang tdk sejajar aliran maka kran menutup.

Keuntungan :

Kerugian :

      5. Butterfly Valve, digunakan utk aliran fluida bertekanan rendah. Terdiri dari disk tipis yg ditengahnya terdapat sumbu putarnya

Keuntungan :

Kerugian :

       "5. Butterfly Valve, used for fluid with low pressure. Consist of slim disk with middle there is shaft rotate. 

      6. Diaphragm Valve, bisa digunakan utk mengatur laju aliran dan bisa digunakan utk on / off aliran. Efektif utk material kasar

Keuntungan :

Kerugian :

       "6. Diaphragm Valve, can be used to regulate flowrate and also used for on / off flowrate. Effective for rude material 

Advantages :

       7. Pinch Valve, cocok digunakan utk fluida kasar

Keuntungan :

Kerugian :

      8. Check Valve, digunakan utk membuat aliran ke satu arah saja dan membuat aliran tidak bisa balik. Aplikasi biasanya pada sisi suction pompa sentrifugal

Keuntungan :

Kerugian :

      9. Relief Valve dan Safety Valve, valve yg digunakan utk pengamanan alat dari bahaya, misalnya kelebihan tekanan dll. Relief Valve bekerja membuka secara perlahan dan menutup perlahan apabila kondisi normal, cocok utk fluida liquid. Safety valve bekerja membuka secara cepat dan langsung full buka dan kembali menutup dg cepat saat kondisi normal, cocok utk fluida gas.

Keuntungan :

       "9. Relief Valve and safety Valve, valve is used to protect instrument from hazard, like excess pressure etc. Relief valve working slowly open if there is problem and slowly close if normal condition, good for liquid. Safety valve working quick open and direct full open and return close quickly if normal condition, good for gas.

      10. Control Valve, dilengkapi dg pegas jadi saat ada kondisi melebihi set point, pegas akan melar dan valve terbuka dan kondisi normal spring kembali

    "10. Control Valve, completed spring with working if condition excess set point, spring will elastic and valve is open and if normal condition spring will return "