Rabu, 23 Maret 2011

Roket Air

Dalam dunia astronomi, roket berperan secara tidak langsung untuk mendapatkan data benda-benda langit secara lebih lengkap. Pengamatan astronomi landas bumi dengan menggunakan teleskop optik memiliki kendala yaitu tidak bisa digunakan jika cuaca kurang mendukung, misalnya berawan atau hujan.

Dari kendala inilah para ilmuwan khususnya negara-negara maju mengembangkan teleskop landas angkasa yang mengorbit bumi. Teleskop ini dibawa ke orbitnya yang berada di luar angkasa menggunakan roket. Tidak hanya mengirimkan teleskop, roket bahkan digunakan untuk perjalanan luar angkasa baik berawak maupun tidak berawak. Misinya pun beragam, mulai dari sekedar melintas planet (fly-by) untuk mendapatkan gambar objek dari dekat, mengobit planet, hingga mendarat dan melakukan penjelajahan di planet lain maupun satelitnya.


Lomba roket buatan sendiri di SD Santa Ursula. Kredit : ls
Prinsip dasar roket merupakan implementasi dari perubahan momentum serta Hukum III Newton mengenai aksi-reaksi. Dalam dunia pendidikan, berbagai percobaan bisa dilakukan untuk memahamkan kepada peserta didik mengenai prinsip dasar roket mulai dari percobaan yang sederhana menggunakan tabung bekas roll film, sampai pada pembuatan roket menggunakan botol-botol bekas minuman bersoda. Alat peluncur (launcher) pun beragam mulai dari menggunakan karet keras yang dihubungkan langsung ke botol, sampai pada alat peluncur yang lebih kompleks. Di beberapa negara seperti Jepang, alat peluncur instan dan noozle (penghubung badan roket dengan launcher) diproduksi secara masal. Tentu saja hal ini sangat memudahkan masyarakat Jepang pada khususnya untuk mempraktikan peluncuran roket air di tempat mereka sendiri. Bagi yang tidak ingin repot-repot, produk instan ini dapat pula dipesan melalui media internet.

Bagi yang ingin membuat sendiri, tidak masalah! Kita bisa mengakses beberapa website berbahasa Inggris yang memberikan penjelasan tentang bagaimana cara membuat launcher sendiri. Tentu saja dengan berbagai model yang beragam. Beberapa kendala terkadang dijumpai salah satu diantaranya ketiadaan bahan yang dipakai launcher bikinan luar negeri ini karena bahan tersebut tidak tersedia di Indonesia. Dari alat peluncur yang pernah penulis buat, penulis mencoba membukukan proses pembuatan launcher dalam sebuah buku versi e-book yang dapat diunduh pada website langitselatan ini. Bahan-bahan yang digunakan dalam buku panduan pembuatan roket air seluruhnya relatif mudah diperoleh di Indonesia.

Selain dapat dimanfaatkan oleh pendidik dalam kegiatan belajar mengajar di sekolah, percobaan memanfaatkan roket air juga menarik untuk dikompetisikan dalam bentuk lomba. Kriteria pun bermacam-macam mulai dari ketepatan target, keindahan bentuk roket, lama/durasi roket mengudara, sampai pada jarak terjauh yang mampu dicapai roket. Kompetisi ini pun sudah sering dilakukan bahkan sampai tingkat dunia. Untuk tingkat sekolah dasar, penulis pernah mencoba membuat lomba di SD Santa Ursula Bandung sekitar Maret 2009 lalu atas permintaan dari salah seorang pendidik di sekolah tersebut. Antusiasme peserta sangat terasa terutama saat peluncuran roket buatan mereka sendiri. Tingkat kesulitan dapat ditambah seiring dengan usia peserta didik.

Bagi yang tertarik membuat sendiri, tidak ada salahnya mencoba membuat alat peluncur dan badan roketnya. Selamat mencoba!

Buku Panduan Membuat Roket Air dapat diunduh di sini

Kaca Mata Matahari

Bagaimana mengamati Gerhana Matahari atau melihat Matahari dengan aman? Untuk itu dibutuhkan filter yang aman untuk mata yang dapat memblok cahaya Matahari sehingga tidak merusak mata.

Tulisan ini akan mengajak kita semua untuk coba membuat kacamata yang aman untuk dapat melihat Matahari.

Bahan :

Pola kacamata Matahari
Filter Matahari.
Gunting
Lem

pola kacamata matahari
Cara Pembuatan :

Potong gambar.1 sepanjang garis penuh terluar dan potong lubang untuk bagian mata. Lipat sesuai garis putus?putus.
Gunting 2 persegi panjang filter matahari berukuran 5 cm x 3,5 cm.
Lem filter matahari di lubang bagian mata. Sebagai saran, jangan sampai filter tergores. Setelah selesai mengelem, uji filter terhadap lampu. Bila terlihat goresan atau titik cahaya melewatinya, filter tersebut rusak dan tidak dapat digunakan.
Gunting kedua gambar.2 sepanjang garis penuh terluar.
Luruskan garis abu?abu pada gambar.2 dengan garis pada gambar.1 dan lem gambar. 2 ke gambar.1 sesuai nomor. Ingat untuk menyesuaikan ukuran sebelum mengelem.
Lipat pada garis abu?abu dan lem sisi depan dan belakang bersama?sama.
Alternatif Filter Matahari
Jika anda tidak memiliki filter Matahari, alternatif lain yang bisa digunakan adalah menggunakan film yang sudah dibakar / diekspos / dipapar di cahaya Matahari. Silahkan juga baca Cara Menikmati Matahari dengan Aman sebagai referensi.

Bahan :

Film hitam putih KODAK T MAX asa 100. (harus film hitam putih dari seri yang disebutkan)
Cara Pembuatan :

Ekspos / bakar / papar film hitam putih dibawah Matahari. (tarik / keluarkan film dari gulungan film sampai habis)
Cuci film tersebut di tempat cuci cetak foto.
Peringatan : Jika anda membuat filter dari negatif film, pastikan setelah film dibakar dan di cuci di tempat cuci cetak foto, hasilnya benar-benar gelap dan tidak ada sinar yang masuk serta tidak ada goresan. Jika ada goresan maka negatif film tidak dapat digunakan lagi.

Bagaimana menggunakan kacamata ini ?
Ingatlah instruksi keamanan dasar mengamati Matahari: JANGAN PERNAH melihat langsung ke Matahari, karena dapat mengakibatkan luka serius pada mata anda, bahkan dapat menimbulkan kebutaan. Setiap kali sebelum pemakaian, pastikan anda mengecek goresan atau bintik pada filter. Untuk melakukan hal ini, tempatkan kacamata di depan mata anda dan amati lampu. Jika anda menemukan terdapat cahaya yang menembus kacamata, maka kacamata tersebut rusak dan tidak dapat digunakan.

Pastikan kacamata anda selalu menutupi seluruh bagian mata anda sebelum anda melihat Matahari. Anda juga harus selalu melepaskan kacamata hanya ketika setelah anda tidak lagi menatap Matahari.

Hal penting lainnya adalah jangan terlalu lama menatap Matahari menggunakan kacamata ini demi kenyamanan mata anda. Selamat mengamat Matahari, bila beruntung, anda dapat menemukan bintik Matahari.

Clear sky

Membuat Teropong

Banyak orang berpikir untuk dapat menjadi seorang astronom haruslah memiliki “ilmunya”, bahkan harus memiliki sebuah teleskop sebagai “mata” kedua yang digunakan untuk “berpatroli” langit. Tetapi untuk bisa mendapatkan teleskop di Indonesia masih cukup sulit. Kalau pun ada, harganya yang melambung tinggi dapat membuat kita berpikir 100x untuk membelinya…..

Nah, alternatif lainnya, bagaimana jika kita mencoba MEMBUAT-nya?……..

Dalam tulisan ini kita akan membahas tentang pembuatan teleskop refraktor. Untuk bisa membuat sebuah teleskop refraktor, bisa dikatakan gampang–gampang susah karena tidak mudah bagi kita untuk mendapatkan lensa dengan kualitas yang baik dan bagus, serta focus yang panjang. Tapi semua itu bukanlah masalah yang membuat kita mundur dan berhenti mencoba.

Untuk itu kita bisa menggunakan lensa LUP untuk membuat teleskop sederhana buatan sendiri. Tetapi alangkah baiknya lensa yang akan digunakan memiliki panjang focus maksimal 30cm. Karena di Indonesia lensa dengan panjang fokus > 30 cm masih sangat sulit untuk didapatkan.

Untuk lebih jelasnya berikut daftar nama bahan – bahan dan peralatan yang dibutuhkan :

Lensa objektif LUP (kaca pembesar)/lensa cembung praktikum (biasa dijual di toko alat laboratorium)
Pipa PVC dan perlup (sambungan pipa)
Perkakas
Lensa okuler (bisa menggunakan lensa binokuler atau lensa mikroskop) / bisa juga dengan membeli lensa di toko alat laboratorium dengan diameter 2,5 cm.
Sebelum kita mulai membuat, kita sediakan dahulu bahan bahan serta alat yang akan digunakan seperti yang ada diatas.

Langkah Pembuatan :

Tentukan panjang badan teleskop dahulu. Dengan rumus fisika yang sudah kita ketahui yaitu : fob + fok = L
Potong pipa PVC yang panjangnya sudah diketahui
Letakkan lensa objektif kedalam sambungan pipa, lalu sambungkan sambungan pipa yang sudah berisi lensa tadi diujung paling depan pipa PVC yang udah diukur. Ingat lensa objektif selalu terletak didepan lensa okuler.



Pasangkan perlup diujung paling belakang pipa


Letakkan lensa okuler diperlupnya


Nah…..gampangkan membuatnya? Dari semua bahan diatas, yang lumayan sulit dicari adalah lensa okuler. Tetapi kita dapat mengambilnya dari lensa binocular, atau mikroskop (asal jangan “nyolong” punya sekolah ajah hehehehehe….). Tapi untuk lensa okuler bisa juga didapatkan di toko alat laboratorium dengan ukuran diameter 2,5 cm. Kisaran total untuk harga lensa objektif dan okuler jika dibeli di toko alat laboratorium bisa mencapai ± Rp. 75.000,- s.d Rp. 100.00,-.




_____
Modul pembuatan teleskop ini dibuat oleh Iqbal Malik dan Haikal Hakim. Keduanya aktif terlibat dalam Pembuatan Teleskop Amatir (Amateur Telescope Making) dan pembuatan roket air

http://langitselatan.com/2009/12/08/mari-membuat-teleskop-sederhana/

Selasa, 22 Maret 2011

Proses Pembentukan Minyak Bumi

2.Teori Organik (Biogenesis)

organik

Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).

P.G. Mackuire yang pertama kali mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan. Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:
- Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak dapat memutar bidang polarisasi.
- Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.
- Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.
- Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian integral sedimentasi.
- Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai pleistosan.
- Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.

tabel senyawa

Proses pembentukan minyak bumi terdiri dari tiga tingkat, yaitu:
1. Pembentukan sendiri, terdiri dari:
- pengumpulan zat organik dalam sedimen
- pengawetan zat organik dalam sedimen
- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.
2. Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisansedimen terperangkap.
3. Akumulasi tetes minyak yang tersebar dalam lapisan sedimen hingga berkumpil menjadi akumulasi komersial.

Proses kimia organik pada umumnya dapat dipecahkan dengan percobaan di laboratorium, namun berbagai faktor geologi mengenai cara terdapatnya minyak bumi serta penyebarannya didalam sedimen harus pula ditinjau. Fakta ini disimpulkan oleh Cox yang kemudian di kenal sebagai pagar Cox diantaranya adalah:
Minyak bumi selalu terdapat di dalam batuan sedimen dan umumnya pada sedimen marine, fesies sedimen yang utama untuk minyak bumi yang terdapat di sekitar pantai.
Minyak bumi memeng merupakan campuran kompleks hidrokarbon.
Temperatur reservior rata-rata 107°C dan minyak bumi masih dapat bertahan sampai 200°C. Diatas temperatur ini forfirin sudah tidak bertahan.
Minyak bumi selalu terbentuk dalam keadaan reduksi ditandai adanya forfirin dan belerang.
Minyak bumi dapat tahan pada perubahan tekanan dari 8-10000 psi.
Proses transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

Ada beberapa hal yang mempengaruhi peristiwa diatas, diantaranya:
1. Degradasi thermal
Akibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.
2. Reaksi katalis
Adanya katalis dapat mempercepat proses kimia.
3. Radioaktivasi
Pengaruh pembombanderan asam lemak oleh partikel alpha dapay membentuk hidrokarbon parafin. Ini menunjukan pengaruh radioaktif terhadap zat organik.
4. Aktifitas bakteri.
Bakteri mempunyai potensi besar dalam proses pembentukan hidrokarbon minyak bumi dan memegang peranan dari sejak matinya senyawa organik sampai pada waktu diagnosa, serta menyiapkan kondisi yang memungkinkan terbentuknya minyak bumi.

Zat organik sebagai bahan sumber
Jenis zat oragink yang dijadikan sumber minyak bumi menurut para ahli dap[at disimpulkan bahwa jenis zat organik yang merupakan zat pembentuk utama minyak bumi adalah lipidzat organik dapat terbentuk dalamkehidupan laut ataupun darat dan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu: yang berasal dari nabati dan hewani.

KOMPOSISI PENYUSUN MINYAK BUMI dan GAS ALAM

Minyak bumi dan gas alam adalah campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa-senyawa organik lain. Komponen hidrokarbon adalah komponen yang paling banyak terkandung di dalam minyaak bumi dan gas alam. Gas alam terdiri dari alkana suku rendah, yaitu metana, etana, propana, dan butana. Selain alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti karbondioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S), beberapa sumur gas juga mengandung helium.

Sedangkan hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi terutama adalah alkana dan sikloalkana, senyawa lain yang terkandung didalam minyak bumi diantaranya adalah Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga. Komposisi minyak bumi sangat bervariasi dari satu sumur ke sumur lainnya dan dari daerah ke daerah lainnya.

Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :

  • Karbon : 83,0-87,0 %
  • Hidrogen : 10,0-14,0 %
  • Nitrogen : 0,1-2,0 %
  • Oksigen : 0,05-1,5 %
  • Sulfur : 0,05-6,0 %

Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah:
1. Alkana (parafin) panah CnH2n + 2 , alkana ini memiliki rantai lurus dan bercabang, fraksi ini merupakan yang terbesar di dalam minyak mentah.
2. Sikloalkana (napten) panah CnH2n , Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

siklo pentana

siklopentana

siklo heksan

sikloheksana

3. Aromatik panahCnH2n -6

benzen

aromatik memiliki cincin 6

Aromatik hanya terdapat dalam jumlah kecil, tetapi sangat diperlukan dalam bensin karena :
- Memiliki harga anti knock yang tinggi
- Stabilitas penyimpanan yang baik
- Dan kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuels)
Proporsi dari ketiga tipe hidrokarbon sangat tergantung pada sumber dari minyak bumi. Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak tetapi kadang-kadang (disebut sebagai crude napthenic) mengandung sikloalkana sebagai komponen yang terbesar, sedangkan aromatik selalu merupakan komponen yang paling sedikit.

Zat-Zat Pengotor yang sering terdapat dalam minyak bumi:

  1. Senyawaan Sulfur
    Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.
  2. Senyawaan Oksigen
    Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik.
  3. Senyawaan Nitrogen
    Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer.
  4. Konstituen Metalik
    Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.

PROSES PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak.
Minyak mentah (cude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada di dalam molekulnya. Oleh karena itu, pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip.

Secara umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:

bagan alir

1. DESTILASI

Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Dalam hal ini adalah destilasi fraksinasi. Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).

Menara destilasi



Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas).
Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20.
Fraksi minyak bumi yang dihasilkan berdasarkan rentang titik didihnya antara lain sebagai berikut :

1. Gas
Rentang rantai karbon : C1 sampai C5
Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)
Rentang rantai karbon : C6 sampai C11
Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)
Rentang rantai karbon : C12 sampai C20
Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. Solar
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30
Trayek didih : 105 sampai 135°C

5. Minyak Berat
Rentang ranai karbon : C31 sampai C40
Trayek didih : 135 sampai 300°C

6. Residu
Rentang rantai karbon : di atas C40
Trayek didih : di atas 300°C

Fraksi-fraksi minyak bumi dari proses destilasi bertingkat belum memiliki kualitas yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat, sehingga perlu pengolahan lebih lanjut yang meliputi proses cracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

2. CRACKING

Setelah melalui tahap destilasi, masing-masing fraksi yang dihasilkan dimurnikan (refinery), seperti terlihat dibawah ini:


Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh cracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.
Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki kualitas dan perolehan fraksi gasolin (bensin). Kualitas gasolin sangat ditentukan oleh sifat anti knock (ketukan) yang dinyatakan dalam bilangan oktan. Bilangan oktan 100 diberikan pada isooktan (2,2,4-trimetil pentana) yang mempunyai sifat anti knocking yang istimewa, dan bilangan oktan 0 diberikan pada n-heptana yang mempunyai sifat anti knock yang buruk. Gasolin yang diuji akan dibandingkan dengan campuran isooktana dan n-heptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.

Terdapat 3 cara proses cracking, yaitu :

a. Cara panas (thermal cracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah.

Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah sebagai berikut :

crack 1

b. Cara katalis (catalytic cracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis karena bersifat asam menambahkna proton ke molekul olevin atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan terbentuknya ion karbonium :

crack1

c. Hidrocracking

Hidrocracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan lain dari Hidrocracking ini adalah bahwa belerang yang terkandung dalam minyak diubah menjadi hidrogen sulfida yang kemudian dipisahkan.

3. REFORMING

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut isomerisasi. Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis dan pemanasan.
Contoh reforming adalah sebagai berikut :

reforming

Reforming juga dapat merupakan pengubahan struktur molekul dari hidrokarbon parafin menjadi senyawa aromatik dengan bilangan oktan tinggi. Pada proses ini digunakan katalis molibdenum oksida dalam Al2O3 atauplatina dalam lempung.Contoh reaksinya :

reform2

4. ALKILASI dan POLIMERISASI

Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). Reaksi secara umum adalah sebagai berikut:

RH + CH2=CR’R’’ panahR-CH2-CHR’R”

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :

M CnH2n panahCm+nH2(m+n)

Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu isooktana.

polimerisasi

5. TREATING

Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan cara menghilangkan pengotor-pengotornya. Cara-cara proses treating adalah sebagai berikut :

  • Copper sweetening dan doctor treating, yaitu proses penghilangan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.
  • Acid treatment, yaitu proses penghilangan lumpur dan perbaikan warna.
  • Dewaxing yaitu proses penghilangan wax (n parafin) dengan berat molekul tinggi dari fraksi minyak pelumas untuk menghasillkan minyak pelumas dengan pour point yang rendah.
  • Deasphalting yaitu penghilangan aspal dari fraksi yang digunakan untuk minyak pelumas
  • Desulfurizing (desulfurisasi), yaitu proses penghilangan unsur belerang.

Sulfur merupakan senyawa yang secara alami terkandung dalam minyak bumi atau gas, namun keberadaannya tidak dinginkan karena dapat menyebabkan berbagai masalah, termasuk di antaranya korosi pada peralatan proses, meracuni katalis dalam proses pengolahan, bau yang kurang sedap, atau produk samping pembakaran berupa gas buang yang beracun (sulfur dioksida, SO2) dan menimbulkan polusi udara serta hujan asam. Berbagai upaya dilakukan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi, antara lain menggunakan proses oksidasi, adsorpsi selektif, ekstraksi, hydrotreating, dan lain-lain. Sulfur yang disingkirkan dari minyak bumi ini kemudian diambil kembali sebagai sulfur elemental.
Desulfurisasi merupakan proses yang digunakan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi. Pada dasarnya terdapat 2 cara desulfurisasi, yaitu dengan :

1. Ekstraksi menggunakan pelarut, serta

2. Dekomposisi senyawa sulfur (umumnya terkandung dalam minyak bumi dalam bentuk senyawa merkaptan, sulfida dan disulfida) secara katalitik dengan proses hidrogenasi selektif menjadi hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa hidrokarbon asal dari senyawa belerang tersebut. Hidrogen sulfida yang dihasilkan dari dekomposisi senyawa sulfur tersebut kemudian dipisahkan dengan cara fraksinasi atau pencucian/pelucutan.

Akan tetapi selain 2 cara di atas, saat ini ada pula teknik desulfurisasi yang lain yaitu bio-desulfurisasi. Bio-desulfurisasi merupakan penyingkiran sulfur secara selektif dari minyak bumi dengan memanfaatkan metabolisme mikroorganisme, yaitu dengan mengubah hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer yang dikatalis oleh enzim hasil metabolisme mikroorganisme sulfur jenis tertentu, tanpa mengubah senyawa hidrokarbon dalam aliran proses. Reaksi yang terjadi adalah reaksi aerobik, dan dilakukan dalam kondisi lingkungan teraerasi. Keunggulan proses ini adalah dapat menyingkirkan senyawa sulfur yang sulit disingkirkan, misalnya alkylated dibenzothiophenes. Jenis mikroorganisme yang digunakan untuk proses bio-desulfurisasi umumnya berasal dari Rhodococcus sp, namun penelitian lebih lanjut juga dikembangkan untuk penggunaan mikroorganisme dari jenis lain.
Proses ini mulai dikembangkan dengan adanya kebutuhan untuk menyingkirkan kandungan sulfur dalam jumlah menengah pada aliran gas, yang terlalu sedikit jika disingkirkan menggunakan amine plant, dan terlalu banyak untuk disingkirkan menggunakan scavenger. Selain untuk gas alam dan hidrokarbon, bio-desulfurisasi juga digunakan untuk menyingkirkan sulfur dari batubara.

Proses Shell-Paques Untuk Bio-Desulfurisasi Aliran Gas
Salah satu lisensi proses bio-desulfurisasi untuk aliran gas adalah Shell Paques dari Shell Global Solutions International dan Paques Bio-Systems. Proses ini sudah diterapkan secara komersial sejak tahun 1993, dan saat ini kurang lebih terdapat sekitar 35 unit bio-desulfurisasi dengan lisensi Shell-Paques beroperasi di seluruh dunia.
Proses ini dapat menyingkirkan sulfur dari aliran gas dan menghasilkan hidrogen sulfida dengan kapasitas mulai dari 100 kg/hari sampai dengan 50 ton/hari, menggunakan mikroorganisme Thiobacillus yang sekaligus bertindak sebagai katalis proses bio-desulfurisasi. Dalam proses ini, aliran gas yang mengandung hidrogen sulfida dilewatkan pada absorber dan dikontakkan pada larutan soda yang mengandung mikroorganisme. Senyawa soda mengabsorbi hidrogen sulfida, dan kemudian dialirkan ke bioreaktor THIOPAQ berupa tangki atmosferik teraerasi dimana mikroorganisme mengubah hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer secara biologis dalam kondisi pH 8,2-9. Sulfur hasil reaksi kemudian melalui proses dekantasi untuk memisahkan dengan cairan soda. Cairan soda dikembalikan ke absorber, sedangkan sulfur diperoleh sebagai cake atau sebagai sulfur cair murni. Karena sifatnya yang hidrofilik sehingga mudah diabsorpsi oleh tanah, maka sulfur yang dihasilkan dari proses ini dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk.Tahapan reaksi bio-desulfurisasi dapat digambarkan sebagai berikut :

  • Absorpsi H2S oleh senyawa soda

desulfur1

  • Pembentukan sulfur elementer oleh mikroorganisme

desulfur2

Keunggulan dari proses Shell-Paques adalah :

  • dapat menyingkirkan sulfur dalam jumlah besar (efisiensi penyingkiran hidrogen sulfida dapat mencapai 99,8%) hingga menyisakan kandungan hidrogen sulfida yang sangat rendah dalam aliran gas (kurang dari 4 ppm-volume)
  • pemurnian gas dan pengambilan kembali (recovery) sulfur terintegrasi dalam 1 proses- gas buang (flash gas/vent gas) dari proses ini tidak mengandung gas berbahaya, sehingga sebelum dilepas ke lingkungan tidak perlu dibakar di flare. Hal ini membuat proses ini ideal untuk lokasi-lokasi dimana proses yang memerlukan pembakaran (misalnya flare atau incinerator) tidak dimungkinkan.
  • menghilangkan potensi bahaya dari penanganan solvent yang biasa digunakan untuk melarutkan hidrogen sulfida dalam proses ekstraksi
  • sifat sulfur biologis yang hidrofilik menghilangkan resiko penyumbatan (plugging atau blocking) pada pipa
  • Bio-katalis yang digunakan bersifat self-sustaining dan mampu beradaptasi pada berbagai kondisi proses
  • Konfigurasi proses yang sederhana, handal dan aman (antara lain beroperasi pada suhu dan tekanan rendah) sehingga mudah untuk dioperasikan
  • Proses Shell-Paques ini dapat diterapkan pada gas alam, gas buang regenerator amine, fuel gas, synthesis gas, serta aliran oksigen yang mengandung gas limbah yang tidak dapat diproses dengan pelarut.

BLENDING

Proses blending adalah penambahan bahan-bahan aditif kedalam fraksi minyak bumi dalam rangka untuk meningkatkan kualitas produk tersebut. Bensin yang memiliki berbagai persyaratan kualitas merupakan contoh hasil minyak bumi yang paling banyak digunakan di barbagai negara dengan berbagai variasi cuaca. Untuk memenuhi kualitas bensin yang baik, terdapat sekitar 22 bahan pencampur yang dapat ditambanhkan pada proses pengolahannya.
Diantara bahan-bahan pencampur yang terkenal adalah tetra ethyl lead (TEL). TEL berfungsi menaikkan bilangan oktan bensin. Demikian pula halnya dengan pelumas, agar diperoleh kualitas yang baik maka pada proses pengolahan diperlukan penambahan zat aditif. Penambahan TEL dapat meningkatkan bilangan oktan, tetapi dapat menimbulkan pencemaran udara.

PRODUK PENGOLAHAN MINYAK BUMI dan MANFAATNYA

Keberadaan minyak bumi dan berbagai macam produk olahannya memiliki manfaat yang sangat penting dalam kehidupan kita sehari-hari, sebagai contoh penggunaan minyak tanah, gas, dan bensin. Tanpa ketiga produk hasil olahan minyak bumi tersebut mungkin kegiatan pendidikan, perekonomian, pertanian, dan aspek-aspek lainnya tidak akan dapat berjalan lancar. Dibawah ini adalah beberapa produk hasil olahan minyak bumi beserta pemanfaatannya:

kolom

1. Bahan bakar gas

Bahan bakar gas terdiri dari :

LNG (Liquified Natural Gas) dan LPG (Liquified Petroleum Gas)

Bahan baker gas biasa digunakan untuk keperluan rumah tangga dan indusri.

Elpiji, LPG (liquified petroleum gas,harfiah: "gas minyak bumi yang dicairkan"), adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal darigas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi propana c3h8dan butana c4h10. Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya etana c2h6dan pentana c5h12.

Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasaya sekitar 250:1.
Tekanan di mana elpiji berbentuk cair, dinamakan tekanan uap-nya, juga bervariasi tergantung komposisi dan temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi butana murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair, dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi propana murni pada 55°C (131 °F).
Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran, elpiji propana dan elpiji butana. Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. Elpiji yang dipasarkan Pertamina adalah elpiji campuran.
Sifat elpiji
Sifat elpiji terutama adalah sebagai berikut:

  • Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar
  • Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat
  • Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder.
  • Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.
  • Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang rendah.

Penggunaan elpiji
Penggunaan Elpiji di Indonesia terutama adalah sebagai bahan bakar alat dapur (terutama kompor gas). Selain sebagai bahan bakar alat dapur, Elpiji juga cukup banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (walaupun mesin kendaraannya harus dimodifikasi terlebih dahulu).
Bahaya elpiji
Salah satu resiko penggunaan elpiji adalah terjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gas sehingga bila terkena api dapat menyebabkan kebakaran. Pada awalnya, gas elpiji tidak berbau, tapi bila demikian akan sulit dideteksi apabila terjadi kebocoran pada tabung gas. Menyadari itu Pertamina menambahkan gas mercaptan, yang baunya khas dan menusuk hidung. Langkah itu sangat berguna untuk mendeteksi bila terjadi kebocoran tabung gas. Tekanan elpiji cukup besar (tekanan uap sekitar 120 psig), sehingga kebocoran elpiji akan membentuk gas secara cepat dan merubah volumenya menjadi lebih besar.
Sumber: "http://id.wikipedia.org/wiki/Elpiji"

2. Naptha atau Petroleum eter, biasa digunakan sebagai pelarut dalam industri.

3. Gasolin (bensin), biasa digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.

4. Kerosin (minyak tanah), biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga. Selain itu kerosin juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan bensin melalui proses cracking.

Minyak tanah (bahasa Inggris: kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon yang tak berwarna dan mudah terbakar. Dia diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari petroleum pada 150°C and 275°C (rantai karbon dari C12 sampai C15). Pada suatu waktu dia banyak digunakan dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya digunakan sebagai bahan bakar mesin jet (lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari kerosene dikenal sebagai RP-1dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket. Nama kerosene diturunkan dari bahasa Yunani keros (κερωσ, wax ).
Biasanya, kerosene didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus, dalam sebuah unit Merox atau, hidrotreater untuk mengurangi kadar belerangnya dan pengaratannya. Kerosene dapat juga diproduksi oleh hidrocracker, yang digunakan untuk mengupgrade bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak.
Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas di negara berkembang, di mana dia kurang disuling dan mengandung ketidakmurnian dan bahkan "debris".
Bahan bakar mesin jet adalah kerosene yang mencapai spesifikasi yang diperketat, terutama titik asap dan titik beku.
Kegunaan lain
Kerosene biasa di gunakan untuk membasmi serangga seperti semut dan mengusir kecoa. Kadang di gunakan juga sebagai campuran dalam cairan pembasmi serangga seperti pada merk/ brand baygone.

5. Minyak solar atau minyak diesel, biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel pada kendaraan bermotor seperti bus, truk, kereta api dan traktor. Selain itu, minyak solar juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan bensin melalui proses cracking.

6. Minyak pelumas, biasa digunakan untuk lubrikasi mesin-mesin.

7. Residu minyak bumiyang terdiri dari :

  • Parafin , digunakan dalam proses pembuatan obat-obatan, kosmetika, tutup botol, industri tenun menenun, korek api, lilin batik, dan masih banyak lagi.
  • Aspal , digunakan sebagai pengeras jalan raya

1. Minyak bumi harus digunakan secara hemat karena proses pembentukannya memerlukan waktu yang sangat lama. Menurut teori pembentukannya, minyak bumi berasal dari….
a. Gunung berapi
b. Air laut yang terpendam
c. Reaksi alkali dan gas CO2
d. Reaksi besi karbida dan air
e. Pelapukan hewan dan tumbuhan

2. Hasil penyulingan minyak bumi yang memiliki titik didih paling tinggi adalah….
a. Bensin
b. Kerosin
c. Solar
d. Nafta
e. Residu

3. Senyawa yang paling banyak terdapat dalam minyak bumi adalah….
a. Sikloalkana dan aromatik
b. Alkana dan heterosiklik
c. Alkana dan aromatik
d. Heterosiklik dan aromatik
e. Alkana dan sikloalkana

4.Zat aditif yang ditambahkan untuk menaikkan bilangan oktan bensin adalah….
a. Normal oktana
b. Timbal
c. Timbal oksida
e. Dietil timbal
f. Tetraetil timbal

5. Bensin yang memiliki rantai karbon pendek dapat dibuat dari minyak bumi yang memiliki rantai karbon panjang, seperti solar dan kerosin melalui proses….
a. Reforming
b. Cracking
c. Treating
d. Blending
e. Polimerisasi

6. Proses pemisahan minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didih komponen-komponennya disebut….
7. Pengubahan alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang disebut….
8. Kerosin merupakan fraksi minyak bumi yang dalam kehidupan sehari-hari dikenal dengan nama….
9. Bensin super (premix) diperoleh dari minyak bumi dengan cara….
10. Komponen utama dari minyak bumi dan gas alam adalah….


11. Sebutkan dan jelaskan teori yang menjelaskan tentang asal mula terjadinya minyak bumi dan gas alam!
12. Jelaskan cara yang dapat dilakukan untuk menaikkan bilangan oktan pada bensin!
13. Selain sebagai bahan bakar, sebutkan dan jelaskan kegunaan lain dari minyak bumi dan gas alam!
14. Jelaskan kerugian minyak bumi yang mengandung banyak belerang!
15. Kemukakan pendapat anda mengenai bahan bakar alternatif di masa yang akan datang sebagai pengganti bahan bakar minyak!

Kerjakan soal di atas dengan baik!