Minyak bumi merupakan salah satu sumber daya alam paling berharga yang mendukung berbagai aspek kehidupan modern, mulai dari bahan bakar kendaraan hingga produk industri seperti plastik dan aspal. Namun, minyak mentah yang diekstraksi langsung dari perut Bumi tidak bisa digunakan begitu saja. Bentuk alaminya masih berupa campuran kompleks dari berbagai zat, sehingga perlu melalui serangkaian proses agar dapat diubah menjadi produk yang bermanfaat dan siap pakai.
Minyak mentah harus diolah melalui proses pengilangan. Pengilangan ini bertujuan untuk memisahkan minyak mentah menjadi beberapa fraksi, yaitu kelompok senyawa dengan sifat kimia dan titik didih berbeda. Setiap fraksi ini nantinya akan diproses lebih lanjut untuk menghasilkan produk akhir yang kita gunakan sehari-hari, seperti bensin, solar, minyak tanah, LPG, hingga aspal.
Proses pemisahan ini dilakukan di kilang minyak menggunakan metode seperti distilasi bertingkat, di mana minyak dipanaskan hingga menguap dan masing-masing fraksi dipisahkan berdasarkan titik didihnya. Fraksi-fraksi tersebut kemudian bisa diproses lebih lanjut dengan perlakuan khusus, seperti pemurnian dan pencampuran bahan tambahan, untuk menghasilkan produk berkualitas tinggi. Dengan cara ini, minyak bumi mentah dapat diubah menjadi berbagai produk penting yang memenuhi beragam kebutuhan masyarakat, mulai dari energi, industri, hingga infrastruktur.
Jenis-jenis Fraksi Minyak Bumi
Sebelum fraksi-fraksi minyak bumi dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan, seperti bahan bakar, minyak pelumas, dan aspal, minyak mentah harus melalui beberapa tahapan pengolahan, termasuk proses pemisahan dan cracking. Proses ini sangat penting karena minyak mentah merupakan campuran kompleks yang terdiri dari berbagai hidrokarbon—senyawa yang hanya mengandung atom hidrogen dan karbon. Agar bermanfaat, campuran ini harus dipisahkan menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana, sesuai dengan kegunaan dan sifat fisiknya.
Pada tahap pemurnian dan pemisahan, minyak mentah diproses di kilang minyak menggunakan teknik distilasi bertingkat. Prinsip dasarnya adalah memisahkan komponen minyak berdasarkan titik didih masing-masing. Dalam proses ini, minyak mentah dipanaskan hingga suhu tinggi di dalam kolom distilasi. Saat mencapai suhu tertentu, komponen-komponen berbeda akan mulai menguap sesuai dengan titik didihnya—misalnya, gas seperti butana akan menguap pada suhu rendah, sedangkan komponen berat seperti aspal tetap dalam bentuk cair.
Setelah menguap, uap-uap tersebut diarahkan ke pipa kondensat untuk dididinginkan kembali menjadi bentuk cair. Ketika uap mencapai suhu yang lebih rendah, komponen-komponen dengan titik didih berbeda akan mengkondensasi pada ketinggian berbeda di kolom distilasi. Proses ini menghasilkan berbagai fraksi, seperti LPG, bensin, kerosin (minyak tanah), solar, hingga komponen berat seperti aspal dan minyak pelumas. Selain pemisahan, proses cracking juga sering diterapkan untuk memecah molekul hidrokarbon besar menjadi molekul lebih kecil, yang lebih berguna sebagai bahan bakar atau produk kimia. Contohnya, fraksi berat seperti solar dapat di-crack menjadi bensin atau bahan bakar jet, yang memiliki nilai ekonomi lebih tinggi. Secara keseluruhan, proses pemisahan dan cracking ini memungkinkan minyak mentah mentransformasi menjadi berbagai produk yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti bahan bakar kendaraan, bahan baku plastik, hingga pelumas industri.
Di dalam pipa kondensasi, uap yang sebelumnya dihasilkan dari proses pemanasan minyak mentah akan dididinginkan hingga kembali ke fase cair. Hasil dari proses ini adalah minyak dengan tingkat kemurnian lebih tinggi, di mana setiap komponen atau fraksi dipisahkan berdasarkan titik didihnya. Namun, tidak semua minyak menguap sepenuhnya—sebagian akan tersisa dalam bentuk residu, yaitu bagian paling berat dari minyak bumi, yang sering digunakan sebagai bahan dasar aspal atau minyak pelumas.
Setiap rantai hidrokarbon dalam minyak bumi memiliki titik didih berbeda. Hidrokarbon dengan rantai karbon lebih pendek, seperti gas dan bensin, memiliki titik didih lebih rendah dan menguap pada suhu yang lebih rendah. Sebaliknya, hidrokarbon dengan rantai karbon panjang, seperti solar, minyak berat, atau aspal, membutuhkan suhu lebih tinggi untuk menguap atau tetap berada dalam bentuk cairan tebal sebagai residu. Perbedaan titik didih ini memungkinkan pengilangan minyak untuk memisahkan minyak mentah menjadi beberapa fraksi yang berbeda, masing-masing dengan kegunaan spesifik.
1. Fraksi Ringan Gas
Fraksi pertama yang dihasilkan dari minyak bumi adalah gas, yang terdiri dari senyawa-senyawa dengan berat molekul sangat ringan. Karena sifatnya yang volatil—atau mudah menguap—fraksi gas ini akan menguap terlebih dahulu selama proses pemanasan minyak mentah di kilang. Saat masih berada di dalam reservoir minyak bumi di bawah tanah, gas-gas ini biasanya terlarut dalam minyak mentah karena adanya tekanan tinggi di kedalaman Bumi, yang memungkinkan gas tetap bercampur dengan cairan.
Namun, saat proses pengolahan berlangsung dan tekanan menurun, gas-gas tersebut akan terpisah dan menjadi fraksi pertama yang dilepaskan dalam proses distilasi. Contoh gas yang sering dihasilkan dari minyak bumi adalah propana dan butana. Kedua gas ini sangat penting karena digunakan untuk membuat LPG (Liquefied Petroleum Gas), yaitu bahan bakar yang umum dipakai untuk memasak di rumah tangga dan juga dalam industri kecil.
LPG terdiri dari campuran propana dan butana, yang dikompresi menjadi bentuk cair agar lebih mudah disimpan dan diangkut. Karena gas-gas ini sangat mudah menguap dan mudah terbakar, mereka ideal digunakan sebagai bahan bakar untuk kompor dan pemanas. Proses ini merupakan salah satu contoh penting bagaimana fraksi ringan dari minyak bumi diolah menjadi produk bernilai tinggi yang bermanfaat bagi masyarakat dalam kehidupan sehari-hari.
2. Petroleum Eter (PE)
Petroleum Eter (PE) adalah salah satu fraksi minyak bumi yang banyak digunakan dalam bidang kimia, terutama sebagai pelarut non-polar. Artinya, PE dapat melarutkan senyawa-senyawa yang tidak larut dalam air, seperti senyawa organik. Pelarut ini sangat bermanfaat dalam berbagai aplikasi, seperti ekstraksi senyawa organik dari campurannya atau sebagai media untuk reaksi kimia menggunakan reagen tertentu. Karena kemampuannya melarutkan senyawa organik dengan baik, PE sering digunakan di laboratorium untuk analisis dan proses pemurnian senyawa.Sebagai salah satu fraksi minyak bumi, PE memiliki titik didih rendah, yaitu sekitar 30-40 °C. Dengan titik didih yang rendah ini, PE merupakan salah satu zat yang akan menguap lebih awal selama proses distilasi minyak mentah. Ini menjadikannya mudah dipisahkan di tahap awal pengolahan.
Dari segi komposisi, PE terdiri dari hidrokarbon alkana dengan rantai karbon pendek, biasanya mengandung 5 hingga 6 atom karbon per molekul. Struktur alkananya membuat PE sangat stabil dan tidak bereaksi dengan mudah, sehingga ideal digunakan sebagai pelarut yang aman dalam berbagai reaksi kimia. Selain itu, PE juga digunakan di industri farmasi dan kosmetik, terutama untuk proses ekstraksi bahan aktif dari tumbuhan atau untuk pemurnian senyawa. Karena sifatnya yang mudah menguap, PE harus digunakan dengan hati-hati, terutama di lingkungan dengan sirkulasi udara terbatas, karena uapnya dapat membahayakan kesehatan jika terhirup dalam jumlah besar.
3. Bensin (Gasoline)
Bensin adalah salah satu fraksi minyak bumi yang paling penting dan paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Fraksi ini dihasilkan dari proses pemurnian minyak mentah dan terdiri dari hidrokarbon jenis alkana dengan rantai karbon berjumlah 6 hingga 9 atom. Struktur ini memberikan bensin sifat yang mudah terbakar dan efisien sebagai sumber energi, menjadikannya pilihan utama sebagai bahan bakar kendaraan seperti mobil dan sepeda motor.
Titik didih bensin lebih tinggi dibandingkan fraksi gas dan petroleum eter, yaitu sekitar 90 hingga 175°C. Hal ini berarti bahwa selama proses distilasi, bensin akan menguap dan terpisah dari minyak mentah ketika suhu mencapai rentang tersebut. Proses ini membutuhkan pemanasan yang lebih tinggi, karena komponen bensin lebih kompleks dan memiliki molekul lebih besar dibanding fraksi-fraksi yang lebih ringan seperti LPG atau petroleum eter.
Dalam kehidupan sehari-hari, bensin merupakan salah satu bahan bakar utama untuk alat transportasi, termasuk mobil, motor, dan mesin kecil seperti genset. Penggunaan bensin sangat penting karena sifatnya yang mudah terbakar dan mampu menghasilkan energi dalam jumlah besar, membuatnya sangat efektif untuk mesin pembakaran internal. Namun, karena bensin berasal dari minyak bumi, penggunaannya juga menimbulkan tantangan, terutama terkait emisi karbon dan polusi udara. Oleh karena itu, inovasi seperti bensin beroktan tinggi dan bahan bakar ramah lingkungan terus dikembangkan untuk mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan efisiensi energi.
4. Nafta
Nafta adalah salah satu fraksi penting yang dihasilkan dari pemurnian minyak bumi, dengan titik didih sekitar 175-200°C. Nafta diperoleh setelah proses distilasi minyak mentah, yaitu setelah fraksi bensin dipisahkan. Fraksi ini terdiri dari campuran hidrokarbon jenis alkana dengan rantai karbon berjumlah 9 hingga 12 atom. Struktur kimianya membuat nafta memiliki sifat serbaguna dan ideal digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai produk industri.
Nafta berperan penting dalam kehidupan sehari-hari karena sering digunakan sebagai pelarut dan bahan dasar untuk pembuatan berbagai produk kimia. Misalnya, nafta merupakan komponen kunci dalam cat, kosmetik, dan detergen, karena kemampuannya melarutkan senyawa tertentu yang tidak bisa larut dalam air. Di industri plastik dan karet, nafta digunakan dalam proses sintesis dan polimerisasi, yang mengubah bahan mentah menjadi produk siap pakai seperti kantong plastik atau ban.Selain itu, nafta juga memiliki peran krusial dalam industri petrokimia, di mana ia digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan senyawa kimia kompleks seperti etilen dan propilen, yang menjadi dasar berbagai produk plastik modern. Di beberapa negara, nafta bahkan digunakan sebagai campuran bahan bakar untuk mesin tertentu, meskipun penggunaannya dalam bidang energi lebih terbatas dibanding fraksi seperti bensin atau solar.
Karena sifatnya yang mudah terbakar dan menguap pada suhu tinggi, penggunaan nafta harus dilakukan dengan hati-hati, terutama dalam proses industri. Penyimpanan dan pengangkutan nafta juga membutuhkan standar keamanan tinggi untuk mencegah risiko kebakaran dan paparan uap berbahaya bagi pekerja. Meski begitu, fraksi ini tetap menjadi komponen vital dalam berbagai sektor industri karena kemampuannya mendukung produksi produk yang kita gunakan setiap hari.
5. Minyak Tanah (Kerosin)
Kerosin, atau yang lebih dikenal sebagai minyak tanah, adalah salah satu fraksi hasil olahan minyak bumi yang memiliki titik didih antara 175-275°C. Rentang suhu ini cukup dekat dengan titik didih nafta, sehingga proses pemisahan antara kedua fraksi ini membutuhkan teknik yang lebih cermat dan kompleks. Salah satu metode utama untuk mendapatkan minyak tanah murni adalah melalui distilasi fraksinasi, yaitu proses pemisahan komponen minyak berdasarkan titik didih masing-masing.
Secara struktur kimia, kerosin terdiri dari hidrokarbon alkana dengan rantai karbon 12 hingga 15 atom. Struktur ini membuatnya stabil dan tidak mudah menguap, tetapi tetap mudah terbakar ketika dipanaskan, sehingga ideal digunakan sebagai bahan bakar.
Dalam kehidupan sehari-hari, kerosin memiliki banyak kegunaan, terutama sebagai bahan bakar kompor tradisional di beberapa wilayah. Kegunaan lain dari fraksi ini adalah dalam bentuk avtur (aviation turbine fuel), yang digunakan sebagai bahan bakar pesawat jet. Avtur memiliki komposisi yang serupa dengan kerosin, namun diproses lebih lanjut agar memenuhi standar khusus penerbangan, seperti ketahanan terhadap suhu ekstrem dan pembakaran efisien.
Selain digunakan sebagai bahan bakar, kerosin juga sering dipakai dalam lampu minyak di daerah yang belum terjangkau listrik. Di industri, minyak tanah kadang digunakan sebagai pelarut dan bahan bakar untuk proses pemanasan. Fraksi ini sangat penting karena sifatnya yang serbaguna, mudah disimpan, dan memiliki nilai energi tinggi. Meskipun perannya berkurang dengan hadirnya bahan bakar modern seperti gas dan listrik, kerosin tetap menjadi komponen vital di beberapa sektor dan wilayah, terutama untuk penerbangan dan pemenuhan kebutuhan energi di daerah terpencil.
6. Solar
Selain bensin, solar adalah fraksi penting lain dari hasil olahan minyak bumi yang digunakan sebagai bahan bakar kendaraan, terutama untuk mesin diesel. Solar banyak dipakai pada kendaraan berat seperti truk, bus, kapal, dan mesin industri, karena memiliki efisiensi tinggi dan dapat menghasilkan tenaga besar yang dibutuhkan untuk beban berat dan perjalanan jarak jauh.
Titik didih solar berkisar antara 270-375°C, yang lebih tinggi dibanding bensin dan kerosin. Karena itu, proses pemisahannya dari minyak mentah membutuhkan pemanasan hingga suhu tersebut di kilang minyak. Pada suhu tersebut, senyawa-senyawa dalam minyak bumi dengan rantai karbon yang lebih panjang akan menguap dan dapat dipisahkan menjadi fraksi solar. Solar mengandung campuran hidrokarbon alifatik dan aromatik dengan rantai karbon yang lebih panjang dibanding bensin, yang membuatnya lebih padat energi dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Inilah sebabnya, solar sangat cocok untuk mesin diesel yang bekerja dengan kompresi tinggi—tidak memerlukan busi untuk menyalakan bahan bakar, melainkan memanfaatkan tekanan dan panas di dalam ruang bakar untuk memulai proses pembakaran.
Karena proses pemisahannya memerlukan suhu tinggi, solar termasuk fraksi minyak berat. Bahan bakar ini juga memiliki viskositas atau kekentalan lebih tinggi dibanding bensin, yang membuatnya lebih efisien untuk kendaraan dengan mesin berdaya besar. Namun, kekurangan dari solar adalah emisi yang dihasilkan, seperti partikulat dan nitrogen oksida (NOx), yang dapat berkontribusi pada polusi udara.
Penggunaan solar tidak hanya terbatas pada kendaraan, tetapi juga mencakup mesin pembangkit listrik, peralatan pertanian, dan genset untuk penyediaan energi cadangan. Meski kendaraan listrik mulai berkembang, solar tetap menjadi komponen vital dalam berbagai industri dan sektor transportasi, khususnya karena kemampuannya untuk menggerakkan mesin dengan beban berat dan efisiensi yang tinggi.
7. Pelumas (Oli)
Pelumas yang digunakan pada kendaraan dan mesin merupakan salah satu fraksi minyak bumi yang dihasilkan dari proses pengolahan minyak mentah. Fraksi ini mengandung hidrokarbon alkana dengan rantai karbon yang panjang, biasanya terdiri dari 18 hingga 20 atom karbon. Struktur molekulnya yang panjang memberikan sifat viskositas tinggi, yang berarti pelumas ini mampu melapisi permukaan logam dengan baik dan mengurangi gesekan antara komponen-komponen mesin.
Sifat licin dari pelumas sangat penting untuk menjaga efisiensi dan umur mesin. Ketika mesin beroperasi, komponen logam di dalamnya saling bergesekan, dan tanpa pelumas, gesekan ini dapat menghasilkan panas berlebih serta menyebabkan keausan pada komponen. Pelumas berperan sebagai lapisan pelindung yang meminimalkan kontak langsung antara logam, sehingga mengurangi risiko kerusakan dan memperpanjang masa pakai mesin.
Selain itu, pelumas juga memiliki peran dalam mendinginkan mesin, karena dapat menyerap sebagian panas yang dihasilkan selama proses pembakaran dan gesekan. Beberapa jenis pelumas dilengkapi dengan aditif untuk meningkatkan sifatnya, seperti perlindungan terhadap korosi dan pembersihan residu karbon dalam mesin.
Pelumas tidak hanya digunakan dalam kendaraan bermotor seperti mobil dan sepeda motor, tetapi juga dalam berbagai mesin industri, alat berat, dan mesin pembangkit listrik. Bahkan, beberapa pelumas khusus digunakan dalam lingkungan yang ekstrem, seperti di sektor penerbangan dan kelautan, di mana kondisi suhu dan tekanan sangat tinggi.
Penggunaan pelumas yang tepat sangat penting untuk memastikan kinerja optimal dan mengurangi biaya perawatan. Oleh karena itu, industri otomotif dan manufaktur sangat bergantung pada pelumas berkualitas tinggi untuk menjaga efisiensi operasional dan mengurangi kemungkinan kerusakan mesin.
8. Lilin
Lilin adalah salah satu fraksi minyak bumi yang dihasilkan dari pengolahan minyak mentah. Secara struktur, lilin terdiri dari hidrokarbon alkana dengan rantai karbon panjang, yaitu lebih dari 20 atom karbon per molekul. Rantai karbon yang panjang ini membuat lilin memiliki sifat padat dan titik leleh tinggi, sehingga cocok digunakan dalam berbagai aplikasi praktis. Proses pembentukan lilin dari minyak mentah memerlukan pemanasan hingga suhu lebih dari 350°C. Pada suhu tinggi ini, komponen lilin dapat dipisahkan dari fraksi-fraksi minyak bumi lainnya melalui proses distilasi bertingkat. Karena suhu yang dibutuhkan sangat tinggi, proses pemisahan lilin juga memerlukan energi dalam jumlah besar untuk memastikan fraksi ini terpisah dengan baik dari minyak mentah.
Lilin memiliki beragam kegunaan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu penggunaan yang paling dikenal adalah dalam pembuatan batik, di mana lilin digunakan sebagai bahan penutup atau perintang agar motif batik dapat terbentuk dengan jelas saat proses pencelupan warna. Selain itu, lilin juga sering dipakai sebagai pelapis kertas makanan untuk menjaga agar makanan tetap segar dan tidak menyerap kelembapan. Lilin pelapis ini sering ditemukan pada kemasan makanan cepat saji atau kertas pembungkus roti.
Selain itu, lilin digunakan dalam pembuatan lilin dekoratif dan aromaterapi, yang berfungsi sebagai sumber cahaya sekaligus memberikan aroma wangi. Dalam industri, lilin juga bermanfaat sebagai pelumas dalam proses manufaktur tertentu dan sebagai komponen kosmetik, seperti dalam pembuatan lipstik dan pelembap kulit. Secara keseluruhan, lilin merupakan fraksi minyak bumi yang memiliki banyak manfaat dan digunakan dalam berbagai bidang, mulai dari seni, industri, hingga kebutuhan sehari-hari.
9. Minyak Bakar (Fuel Oil)
Minyak bakar, atau dikenal juga sebagai fuel oil, adalah salah satu fraksi minyak bumi yang dihasilkan dari proses distilasi minyak mentah. Minyak bakar dipisahkan pada tahap akhir sebelum terbentuknya residu berat atau produk destilat lain. Ini membuat minyak bakar termasuk dalam kategori fraksi berat, karena mengandung hidrokarbon alkana dengan rantai karbon panjang, yaitu lebih dari 20 atom karbon per molekul. Struktur molekul yang panjang ini memberi minyak bakar kepadatan dan viskositas tinggi, sehingga mampu menghasilkan energi besar saat dibakar.
Minyak bakar sering digunakan sebagai bahan bakar pengapian dalam industri skala besar, terutama pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan pabrik-pabrik industri berat. Dalam PLTU, minyak bakar digunakan untuk memanaskan air hingga menjadi uap bertekanan tinggi yang kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik. Selain itu, minyak bakar juga sering dipakai dalam kapal laut dan mesin industri lainnya yang membutuhkan bahan bakar dengan daya bakar tinggi dan stabilitas dalam suhu ekstrem.
Karena minyak bakar merupakan fraksi berat, ia tidak sevolatile bensin atau solar, tetapi memiliki efisiensi tinggi untuk proses pembakaran yang berkelanjutan. Penggunaannya membutuhkan mesin dan pembakar khusus yang dirancang untuk menangani bahan bakar dengan viskositas tinggi. Minyak bakar juga dipilih untuk sektor industri karena harganya lebih ekonomis dibandingkan bahan bakar yang lebih ringan, meskipun menghasilkan lebih banyak emisi, seperti karbon dioksida dan sulfur oksida.
Secara keseluruhan, minyak bakar berperan penting dalam menopang sektor industri dan pembangkit listrik, meskipun penggunaannya menghadapi tantangan lingkungan. Karena itu, beberapa negara sedang berupaya mengurangi ketergantungan pada minyak bakar dengan beralih ke bahan bakar yang lebih ramah lingkungan dan sumber energi terbarukan.
10. Aspal
Aspal adalah salah satu produk residu yang dihasilkan dari pengolahan minyak bumi. Aspal terbentuk sebagai sisa dari proses distilasi minyak mentah, yaitu setelah komponen-komponen dengan titik didih lebih rendah telah diambil. Selama proses ini, minyak bumi dipanaskan hingga mencapai titik-titik didih tertentu untuk memisahkan berbagai fraksi, seperti bensin, solar, dan minyak tanah. Komponen-komponen berat yang tidak menguap pada suhu tersebut akan tetap tertinggal sebagai residu, dan salah satunya adalah aspal.
Aspal memiliki titik didih sangat tinggi, yaitu di atas 500°C, sehingga tidak dapat menguap pada suhu di bawahnya. Karena sifatnya yang padat dan kental pada suhu ruang, aspal sering digunakan dalam pembangunan infrastruktur, khususnya sebagai bahan utama dalam pembuatan jalan raya. Aspal berfungsi sebagai pengikat agregat (batu dan pasir) untuk membentuk permukaan jalan yang kuat dan tahan terhadap berbagai cuaca. Selain penggunaannya dalam pembangunan jalan, aspal juga berperan sebagai isolator dalam berbagai aplikasi, terutama dalam industri konstruksi.
Aspal sering digunakan sebagai lapisan anti-air atau pelindung untuk atap dan pondasi bangunan, karena kemampuannya mencegah penetrasi air dan melindungi struktur dari kerusakan. Aspal juga digunakan dalam industri pelapisan untuk melindungi permukaan logam dari korosi.Aspal adalah fraksi berat yang tidak hanya penting dalam pembangunan infrastruktur tetapi juga dalam berbagai aplikasi industri. Karena proses pembuatannya berasal dari sisa minyak bumi, aspal menjadi contoh bagaimana setiap komponen dari minyak mentah dapat dimanfaatkan secara maksimal, bahkan residu sekalipun.
REFERENSI:
Stratiev, D, dkk. 2022. Validation of Diesel Fraction Content in Heavy Oils Measured by High Temperature Simulated Distillation and Physical Vacuum Distillation by Performance of Commercial Distillation Test and Process Simulation. Applied Sciences12(22), 11824; https://doi.org/10.3390/app122211824
