Industri Minyak Bumi

Minyak Mentah

Minyak mentah (crude oil) adalah cairan coklat kehijauan sampai hitam yang terutama terdiri dari karbon dan hidrogen.

Minyak bumi (MB) merupakan produk perubahan secara alami dari zat-zat organik yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mengendap selama ribuan sampai jutaan tahun akibat dari pengaruh tekanan, temperatur, kehadiran senyawa logam dan mineral serta letak geologis.

Faktor Pembentukan Minyak

  1. Adanya bebatuan asal (source rock) yang secara geologis memungkinkn terjadinya pembentukan minyak dan gas bumi.
  2. Adanya perpindahan (migrasi) hidrokarbon dari bebatun asal ke bebatuan reservoir, umumnya sandstone atau limestone yang berpori.
  3. Adanya jebakan (entrapment) geologis

Komposisi MB

MB merupakan campuran rumit dari ratusan rantai karbon. Komposisi MB adalah:

  1. Karbon (C)      84 – 87%
  2. Hidrogen (H)  11 – 14%
  3. Sulfur (S)        0 – 3%
  4. Nitrogen (N)   0 – 1%
  5. Oksigen (O)    0 – 2%

Penggolongan MB

  1. Hidrokarbon, terdiri dari:

ü  Parafin, kelompok hidrokarbon berantai lurus (alkana)

ü  Olefin, kelompok hidrokarbon tidak jenuh

ü  Naftena, senyawa hidrokarbon jenuh yang membentuk struktur cincin (CnH2n)

ü  Aromatik, hidrokarbon tak jenuh yang berintikan atom-atom karbon yang membentuk cincin benzen.

  1. Non Hidrokarbon, terdiri dari:

ü  Belerang, senyawa dengan belerang tidak dikehendaki karena:

  1. Menimbulkan bau tidak sedap dan sifat korosif pada produk pengolahan
  2. Mengurangi efektivitas zat-zat tambahan pada produk pengolahan
  3. Meracuni katalis perengkahan
  4. Pencemaran udara

ü  Nitrogen, senyawa nitrogen dapat mengganggu kelancaran pemrosesan katalitik yang jika sampai terbawa ke produk akan berpengaruh buruk terhadap bau, kestabilan warna, dan sifat penuaan produk.

ü  Oksigen, senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah serius.

  1. Senyawa logam, MB biasanya mengandung 0,001 – 0,05% berat logam. Kandungan logam tertinggi biasanya adalah vanadium, nikel, dan natrium. Vanadium dan nikel merupakan racun bagi katalisator dan dapat menimbulkan masalah jika terbawa dalam produk pengolahan.

Macam-macam Rig

Rig adalah serangkaian peralatan khusus yang digunakan untuk membor sumur atau mengakses sumur.

Rig itu dicirikan dengan adanya menara yang terbuat dari baja yang dapat digunakan untuk menaikan dan menurunkan pipa-pipa tubular pada sumur.Berdasarkan lokasinya. Rig itu sendiri terbagi atas dua macam, yaitu:

  • Rig Darat (Land Rig), merupakan rig yang beroperasi di daratan dan dibedakan atas rig besar dan rig kecil. Pada rig kecil biasanya hanya digunakan untuk pekerjaan sederhana seperti Well Service atau Work Over. Sementara itu, untuk rig besar bisa digunakan untuk operasi pemboran, baik secara vertikal maupun direksional. Rig darat ini sendiri dirancang secara portable sehingga dapat dengan mudah untuk dilakukan pembongkaran dan pemasangannya dan akan dibawa menggunakan truk. Untuk wilayah yang sulit terjangkau, dapat menggunakan heliportable.
    • Rig Laut (Offshore Rig), merupakan rig yang dioperasikan di atas permukaan air seperti laut, rawa-rawa, sungai, danau, maupun delta sungai.

Dari Rig Laut (Offshore Rig) sendiri terbagi atas berbagai macam jenis berdasarkan kedalaman air yaitu:

  • Swamp Barge: merupakan jenis rig laut yang hanya pada kedalaman maksimum 7 meter. Dan, sangat sering dipakai pada daerah rawa-rawa dan delta sungai. Rig jenis ini dilakukan dengan cara memobilisasi rig ke dalam sumur, kemudian ditenggelamkan dengan cara mengisi Ballast Tanksnya dengan air. Pada rig jenis ini, proses pengeboran dilakukan setelah rig duduk didasar dan Spud Cannya tertancap didasar laut.
  • Tender Barge, merupakan jenis rig laut yang sama dengan model Swamp Barge, namun dipakai pada kedalaman yang lebih dalam lagi.
  • Jack Up Rig, rig jenis ini menggunakan platform yang dapat mengapung dengan menggunakan tiga atau empat kakinya. Kaki-kaki pada rig ini dapat dinaikan dan diturunkan, sehingga untuk pengoperasiannya semua kakinya harus diturunkan hingga ke dasar laut. Kemudian, badan dari rig ini diangkat hingga di atas permukaan air dan memiliki bentuk seperti platform. Untuk melakukan perpindahan tempat, semua kakinya harus dinaikan dan badan rignya akan mengapung dan ditarik menggunakan kapal. Pada operasi pengeboran menggunakan rig jenis ini dapat mencapai kedalaman lima hingga 200 meter.
  • Drilling Jacket, merupakan jenis rig yang menggunakan platform berstruktur baja. Pada umumnya memiliki bentuk yang kecil dan sangat cocok berada di laut dangkal maupun laut tenang. Rig jenis ini sering dikombinasikan dengan RigJack Up maupun Tender Barge.
  • Semi-Submersible Rig, jenis rig yang sering disebut “semis” ini merupakan model rig yang mengapung (Flooded atau Ballasted) yang menggunakan Hullatau semacam kaki. Rig ini dapat didirikan dengan menggunakan tali mooringdan jangkar agar posisinya tetap diatas permukaan laut. Dengan menggunakanThruster (semacam baling-baling) yang berada disekelilingnya, dan Ballast Control System, sistem ini dijalalankan dengan menggunakan komputer sehingga rig ini mampu mengatur posisinya secara dinamis dan pada level diatas air sesuai keinginan. Rig ini sering dipakai jika Jack Up Rig tidak mampu menjangkau permukaan dasar laut. Karena jenis rig ini sangat stabil, maka rig ini sering dipakai pada lokasi yang berombak besar dan memiliki cuaca buruk, dan pada kedalaman 90 hingga 750 meter.
  • Drill Ship, merupakan jenis rig yang bersifat mobile dan diletakan di atas kapal laut, sehingga sangat cocok untuk pengeboran di laut dalam (dengan kedalaman lebih dari 2800 meter). Pada kapal ini, didirikan menara dan bagian bawahnya terbuka ke laut (Moon Pool). Dengan sistem Thruster yang dikendalikan dengan komputer, dapat memungkinkan sistem ini dapat mengendalikan posisi kapalnya. Memiliki daya muat yang lebih banyak sehingga sering dipakai pada daerah terpencil maupun jauh dari daratan.
  • Semi-Submersible Rig, jenis rig yang sering disebut “semis” ini merupakan model rig yang mengapung (Flooded atau Ballasted) yang menggunakan Hullatau semacam kaki. Rig ini dapat didirikan dengan menggunakan tali mooringdan jangkar agar posisinya tetap diatas permukaan laut. Dengan menggunakanThruster (semacam baling-baling) yang berada disekelilingnya, dan Ballast Control System, sistem ini dijalalankan dengan menggunakan komputer 

Proses pencarian sumber minyak bumi

  1. .Seismic

Proses ini bertujuan untuk mencari t4 yang memiliki kandungan Gas/ minyak Bumi. Dengan menggunakan gelombang Akustik (acoustic waves) yang merambat ke lapisan tanah. Gelombang ini direfleksikan dan ditangkap lagi oleh sensor. Dari proses perambatan gelombang ini akan diolah dan terlihatlah lapisan-lapisan tanah untuk diolah manakah lapisan yang berpotensi mengandung gas/oil. http://anehdidunia.blogspot.com

2.Drilling and well construction

Proses ini disebut juga proses “pengeboran minyak”. Biasanya pake rig (tempat untuk mensupport proses pengeboran, dsb).Simpel nya, kita membuat lubang di tempat yang diidentifikasi ada kemungkinan sumber minyak/gas di tempat tersebut.

Perlu di ketahui dalam proses ini ada kemungkinan blow out (pressure yang ga bisa di kontrol, langsung ke surface), jadi harus ada pengendalian pressure dari dalam tanah.

Pressure downhole / dalam tanah lebih besar dari pressure atmosferik, untuk mengimbanginya biasanya pake mud a.k.a lumpur dengan spesific gravity (berat jenis) tertentu. Mud ini akan menciptakan Hydrostatic pressure yang bisa menahan pressure dari dalam.

Setelah “lubang” siap, maka selanjutnya akan di cek apakah ada kandungan minyak/ gas nya.

3.Well Logging

Proses ini yang paling mahal. Tool nya mahal, karena harus tahan pressure dan temperature yang tinggi. Di samping memetakan lapisan tanah, proses ini juga mengambil sample untuk nantinya d cek kandungannya (minyak, gas, ato cuma air). http://anehdidunia.blogspot.com

Dari sini ketahuan lapisan tanah dan batuan. Mana yang mengandung air, mana yang ada gas, dan lapisan tanah mana yang “mungkin” ada kandungan minyaknya.

4. Well Testing

Proses ini adalah proses dimana lapisan yang diperkirakan mengandung oil/gas di “tembak”, dengan explosif. Setelah itu minyak yang terkandung diantara pori-pori batuan akan mengalir menuju tempat yang pressure nya lebih kecil (ke atmosferik a.k.a ke permukaan tanah).

 

Untuk mengontrol pergerakan ini, sumur diisi dengan liquid tertentu untuk menjaga under balance (sumur masih bisa di “kendalikan” dan tidak blow out), contoh liquid: brine, diesel, ato air aja.

Gas, minyak, air, ataupun berbagai macam zat yang keluar akan dicari Rate nya. Untuk minyak berapa BOPD(barrell oil per day) yang bisa dihasilkan. Untuk gas, berapa MMscfMM/d (Million metric standart cubic feet per day atau berapa juta cubic feet) yang bisa dihasilkan sumur tersebut.

Proses testing ini juga mengambil sample liquid maupun gas, dan juga data-data tentang pressure, temperature, specific grafity, dll untuk selanjutnya diolah oleh reservoir engineer. Data ini akan menunjukan seberapa besar dan seberapa lama kemampuan berproduksi dari reservoir sumur tersebut.

Gas/minyak dibakar agar tidak mencemari lingkungan. Sistem pembakarannya sudah sangat maju, dengan mixture gas, minyak, angin, dan air untuk menjadikan pembakaran yang optimal.

5. Well Completion

Proses ini adalah proses instalasi aksesoris sumur sebelum nantinya sumur siap diproduksi. Fungsi utamanya adalah menyaring “pasir” yang dihasilkan setelah proses penembakan dalam well testing.

Pasir yang sampai ke surface dengan pressure diibaratkan “peluru” yang nantinya akan membahayakan line produksi. Pipa produksi akan terkikis oleh pasir dan akhirnya Burst (pecah).

Dengan Completion ini (alatnya gravel pack), akan menangkap pasir di dalam sumur dan menyaringnya sehingga tidak ikut ke surface.

6. Production

Inilah proses yang membahagiakan, dimana sumur siap untuk berproduksi dan nantinya akan diolah lagi ke tempat penyulingan untuk diolah dalam berbagai bentuk. Contoh: Minyak tanah, bensin, solar,kerosin, LPG, dll.

Sumber: http://www.anehdidunia.com/2012/06/cara-mendapatkan-minyak-dan-gas-bumi.html#ixzz2PVFuVPPT

Karakterisasi MB

  1. Berat jenis, dinyatakan dalam satuan oAPI, didefinisikan sbb:

Dengan s = berat jenis 60/60

API =(141.5/S) – 131.5

Perkiraan berat jenis MB berdasar oAPI

Jenis MB

Specific gravity (s)

oAPI

Ringan

0,830

39

Medium ringan

0,830 – 0,850

39 – 35

Medium berat

0,850 – 0,865

35 – 32,1

Berat

0,865 – 0,905

32,1 – 24,8

Sangat berat

0,905

24,8

  1. Pour point, atau titik tuang adalah harga temperatur yang menyebabkan minyak bumi yang didinginkan mengalmi perubahan sifat dari bisa menjadi tidak bisa dituang, atau sebaliknya. Makin rendah titik tuang, berarti kadar parafin makin rendh sedangkan kadar aromatnya makin tinggi
  2. Distilasi/rentang pendidihan, pengukuran rentang pendidihan menghasilkan petunjuk tentang kualitas dan kuantitas berbagai fraksi yang terdapat dalam MB. Pengujian rentang pendidihan antara lain terdiri dari: distilasi ASTM atau distilasi Engler, distilasi Hempel, dan distilasi TBP (True Boilling Point).

Salah satu penggunaan terpenting hasil pengukuran berat jenis dn rentang pendidihan adalah untuk menentukan faktor karakterisasi Watson atau UOP (Universal Oil Product) dan index korelasi (CI) USBM (United States Bureou of Mines)

Faktor karakterisasi Watson (K) didefinisikan:

K = 1.216 X(tb^1/3)/S

TB       : titik didih rata-rata MB, K

s                       : berat jenis 60/60

Perkiraan tipe MB berdasarkan K-UOP

K

Tipe MB

12,5 – 13

Parafinik

11 – 12

Naftenik

9,8 – 11,8

Aromatik

Indeks korelasi USBM, didasarkan pada pengamatan bahwa n-parafin memiliki CI = 0 dan CI benzen = 100, maka CI didefinisikan sebagai:

CL =(48640/TB)+473.7S-456.8

CI

Tipe MB

10

Ultra parafinik

30

Parafinik

30 – 40

Naftenik

40 – 60

Aromatik

 

Produk-Produk Utama

  1. Gas-gas hidrokarbon ringan, terdiri dari senywa parafinik dengan titik didih normal < 30oC.
  2. Bensin (gasoline), titik didih antara 30-200oC. Kualitas bensin ditentukan dengan bilangan oktan (perbandingan n heptana dan isooktana.

Bilangan oktana = 100+((PN-100)/3)

PN = 100 X Daya mesin yang dihasilkan bensin/daya mesin yang dihasilkan isooktan

Untuk meningkatkan bilangn oktan dapat dilakukan dengan menambahkan bahan aditif sebagai berikut: TEL (tetra ethyl lead), metanol, etanol, MTBE (metil tersier butil eter), ETBE (etil tersier butil eter), dan TAME (tersier amil metil eter).

  1. Kerosen, bahan bakar pesawat jet, dan minyak diesel. Tolok ukur kualitas ketiga kelompok ini adalah smoke point, yaitu titik nyala tertinggi (dalam mm) yang dpat dihasilkan tanpa membangkitkan asap. Selain itu juga ditentukan oleh flash point, merupakan temperatur terendah yang membuat uap minyak bumi mulai meletup jika dikenakan api.
  2. Minyak bakar, dibagi dalam lima jenis:
    1. No 1, sangat mirip dengan keresin tetapi memiliki titik tuang dan titik akhir rentang pendidihan yang lebih tinggi.
    2. No 2, sangat mirip dengan minyak diesel.
    3. No 4, merupakan BBM residu dengan titik tuang       -7oC
    4. No 5, merupakan BBM residu, masih berupa fluida pada temperatur di atas 10oC
    5. No 6, merupakan BBM residu, harus dipanaskan dulu untuk bisa mengalir.

5.         Produk-produk lain, produk lain proses MB adalah minyak pelumas, petroleum waxes (lilin), petroleum greases (gemuk), aspal, dan kokas.

Proses Pemisahan

Selain proses pemisahan sebagaimana tsb di atas, proses pemisahan yang lain adalah:

  1. Ekstraksi, untuk meningkatkn kualitas pelumas.
  2. Dewaxing, pengambilan lilin.
  3. Propane deasphalting.
  4. Fulfural extraction. Penghilangan senyawa polisiklik menggunakan fulfural.

Proses Dekomposisi

Perengkahan adalah reaksi pemecahan senyawa hidrokarbon molekul besar pada temperatur tinggi menjadi molekul-molekul yang lebih kecil. Hidrokarbon akan merengkah jika dipanaskan pada temperatur 350-400oC dengan atau tanpa bantuan katalis.

  1. Perengkahan termal, dilakukan untuk mendapatkan nafta dari fraksi vakum gas oil atau residu.

                        C10H22 à C8H17* + C2H5*

Radikal yang terbentuk tidak stabil dan sangat reaktif sehingga membentuk olefin-olefin dengan hidrokarbon lain.

  1. Perengkahan katalis, terdiri dari dua jenis yaitu: perengkahan aromatik dan reaksi perpindahan hidrogen dan pembentukan kokas.
  2. Hydrocracking, proses mengubah bahan dasar yang tak dapat digunakan untuk umpan unit perengkahan karena kandungn logam, nitrogen, dan belerang yang tinggi.
  3. Proses pengubahan struktur molekul, terdiri dari proses reformasi dan isomerisasi.
  4. Proses kombinasi molekul.

 

One thought on “Industri Minyak Bumi

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s