Kimia kelas X

1. Komposisi Minyak dan Gas Bumi

2. BAB I
PENDAHULUAN
 1.1 Latar Belakang
 Sumber energi yang banyak digunakan untuk memasak, kendaraan
bermotor dan industri berasal dari minyak bumi, gas alam, dan
batubara. Ketiga jenis bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan
sisa-sisa organisme sehingga disebut bahan bakar fosil. Minyak bumi
dan gas alam berasal dari jasad renik, tumbuhan dan hewan yang mati.
 Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar bumi kemudian ditutupi
lumpur. Lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena
pengaruh tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu dengan
meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa
jasad renik itu menjadi minyak dan gas. Selain sebagai bahan
bakar, minyak dan gas bumi merupakan bahan industri yang penting.
Bahan-bahan atau produk yang dibuat dari minyak dan gas bumi ini
disebut petrokimia. Dewasa ini puluhan ribu jenis bahan petrokimia
tersebut dapat digolongkan ke dalam plastik, serat sintetik, karet
sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, dan berbagai jenis obat.
 Sumber hidrokarbon utama di alam adalah minyak bumi. Penggunaan
minyak bumi sangat luas, terutama bahan bakar dan juga bahan baku
di industri petrokimia.

3.  Minyak bumi dan gas alam adalah sumber daya alam yang
bernilai ekonomis dan memberikan konstitusi yang penting
dalam kehidupan manusia. Gas alam sering disebut
sebagai Gas Bumi atau Gas Rawa, yaitu bahan bakar
berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana (CH4).
Gas tersebut ditemukan di ladang minyak, ladang gas
bumi dan juga tambang batubara. Komponen dari gas
alam adalah gas metana (CH4), yang merupakan
hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam
mengandung hidrokarbon berat seperti etana (C2H6),
propana (C3H8) dan butana (C4H10), serta gas-gas yang
mengandung sulfur (belerang). Yang kadarnya
adalah metana (CH4) 80-95%, etana (C2H6) 5-
15%,propana (C3H8) and butana (C4H10) <5%. Gas alam
juga merupakan sumber utama untuk gas helium, karbon
dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S) dan air serta
merkuri yang terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi
gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.


4.  Sumber hidrokarbon utama di alam adalah minyak bumi.
Penggunaan minyak bumi sangat luas, terutama bahan bakar
dan juga bahan baku di industri petrokimia.
 Minyak bumi dan gas alam adalah sumber daya alam yang
bernilai ekonomis dan memberikan konstitusi yang penting
dalam kehidupan manusia. Gas alam sering disebut sebagai
Gas Bumi atau Gas Rawa, yaitu bahan bakar berbentuk gas
yang terutama terdiri dari metana (CH4). Gas tersebut ditemukan
di ladang minyak, ladang gas bumi dan juga tambang batubara.
Komponen dari gas alam adalah gas metana (CH4), yang
merupakan hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam
mengandung hidrokarbon berat seperti etana (C2H6), propana
(C3H8) dan butana (C4H10), serta gas-gas yang mengandung
sulfur (belerang). Yang kadarnya adalah metana (CH4) 80-
95%, etana (C2H6) 5-15%,propana (C3H8) and butana (C4H10)
<5%. Gas alam juga merupakan sumber utama untuk
gas helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S) dan
air serta merkuri yang terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi
gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya

5.  1.2 Rumusan Masalah
 a. Apa saja komposisi penyusun dari minyak
dan gas bumi?
 b. Apa saja senyawa pengotor yang ada
didalam minyak dan gas bumi?

 1.3 Tujuan
 a. Mampu mengetahui komposisi yang
terkandung di dalam minyak dan gas bumi.
 b. Mengetahui apa saja senyawa-senyawa
pengotor yang terdapat di dalam minyak dan gas
bumi.

6. BAB II
PEMBAHASAN
 2.1 Struktur dan Komposisi Minyak Bumi
 Kebanyakan senyawa-senyawa yang terkandung di dalam
minyak dan gas bumi terdiri dari hidrogen dan karbon sebagai
unsur-unsur utamanya. Senyawa-senyawa tersebut disebut
senyawa hidrokarbon. Selain daripada senyawa-senyawa
tersebut terdapat pula senyawa-senyawa lain dalam jumlah yang
sedikit yang mengandung unsur-unsur belerang atau sulfur,
oksigen, dan nitrogen.
 Minyak mentah atau crude oil adalah cairan coklat kehijauan
sampai hitam yang terutama terdiri dari karbon dan hidrogen.
Teori yang paling umum digunakan untuk menjelaskan asal-usul
minyak bumi adalah “organic source materials”. Teori ini
menyatakan bahwa minyak bumi 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
selama proses perubahan tersebut, maka minyak bumi akan
mempunyai komposisi yang berbeda di tempat yang berbeda.

7.  Komposisi minyak mentah dan gas bumi
berdasarkan unsur-unsur penyusunnya adalah
sebagai berikut:
 Karbon : 83,5 %-
87,5%
 Hidrogen : 11,5%-14%
 Sulfur : 0,1%-3%
 Oksigen : 0,1%-1,0%
 Nitrogen : 0,01%-0,3%

8.  Selain unsur-unsur diatas terdapat juga unsur-unsur logam
seperti vanadium, besi, nikel, khrom, posfor, dan logam-logam
lain yang jumlahnya kurang dari 0,03% berat. Operasi-operasi
pengilangan minyak secara fisis seperti penguapan, fraksionasi,
dan pendinginan dilaksanakan oleh adanya sejumlah besar
penyusun minyak dan gas bumi, sedangkan operasi-operasi
kimiawi seperti pemurnian (treating) dan filtrasi dilaksanakan
oleh adanya senyawa-senyawa sulfur, oksigen, dan nitrogen
juga dilakukan oleh adanya sejumlah kecil senyawa hidrogen
reaktif yang mungkin terikat dalam minyak dan gas bumi.
 Di dalam minyak mentah dan gas bumi terdapat beberapa
kelompok senyawa-senyawa hidrokarbon dan masih ada
beberapa kelompok senyawa hidrokarbon yang lain yang
dihasilkan oleh proses-proses pengolahan minyak seperti
perengkahan dan hidrogenasi. Diantara minyak dan gas bumi
mempunyai rumus molekul seperti alkana (CnH2n), alkena
(CnH2n) dan alkuna (CnH2n-2).
 Berdasarkan kandungan senyawanya, minyak bumi dapat dibagi
menjadi golongan hidrokarbon dan non-hidrokarbon serta
senyawa-senyawa logam.

9.  2.1.1 Senyawa Hidrokarbon
 Golongan hidrokarbon-hidrokarbon yang utama adalah parafin,
olefin, naften, dan aromatik.
 a. Parafin
 Parafin adalah kelompok senyawa hidrokarbon jenuh yang
sangat stabil dan berantai lurus (alkana), CnH2n+2. Contohnya
adalah metana (CH4), etana (C2H6), n-butana (C4H10), isobutana
(2-metil propana, C4H10), isopentana (2-metilbutana, C5H12), dan
isooktana (2,2,4-trimetil pentana, C8H18) dan lain-lain. Jumlah
senyawa yang tergolong ke dalam senyawa isoparafin jauh lebih
banyak daripada senyawa yang tergolong n-parafin. Tetapi, di
dalam minyak bumi mentah, kadar senyawa isoparafin biasanya
lebih kecil daripada n-parafin.
 b. Olefin
 Olefin atau disebut juda dengan etilen adalah kelompok
senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n yang mempunyai
ikatan rangkap yang menghubungkan dua atom karbon.
Contohnya etilena (C2H4), propena (C3H6), dan butena
(C4H8)dan lain-lain.

10.  c. Naften
 Naften adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang
membentuk struktur cincin dengan rumus molekul
CnH2n. Senyawa-senyawa kelompok naften yang
banyak ditemukan adalah senyawa yang struktur
cincinnya tersusun dari 5 atau 6 atom karbon.
Contohnya adalah siklopentana (C5H10) dan
sikloheksana (C6H12), siklohepatana dan lain-lain.
Umumnya, di dalam minyak bumi mentah, naftena
merupakan kelompok senyawa hidrokarbon yang
memiliki kadar terbanyak kedua setelah n-parafin.
d. Aromatik
 Aromatik atau sering disebut senyawa
benzene adalah hidrokarbon-hidrokarbon tak jenuh
yang berbentuk cincin atau rantai melingkar.
Contohnya benzene (C6H6), fenol, anilin, dan lain-lain.
Minyak bumi dari Sumatera dan Kalimantan
umumnya memiliki kadar aromatik yang relatif besar.

11.  2.1.2 Senyawa Non Hidrokarbon
 Selain senyawa-senyawa yang tersusun dari atom-atom
karbon dan hidrogen, di dalam minyak bumi ditemukan
juga senyawa non hidrokarbon seperti belerang, nitrogen,
oksigen, vanadium, nikel dan natrium yang terikat pada
rantai atau cincin hidrokarbon. Unsur-unsur tersebut
umumnya tidak dikehendaki berada di dalam produk-produk
pengilangan minyak bumi, sehingga
keberadaannya akan sangat mempengaruhi langkah-langkah
pengolahan yang dilakukan terhadap suatu
minyak bumi.
 a. Belerang
 Belerang terdapat dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S),
belerang bebas (S), merkaptan (R-SH, dengan R=gugus
alkil), sulfida (R-S-R’), disulfida (R-S-S-R’) dan tiofen
(sulfida siklik). Senyawa-senyawa belerang tidak
dikehendaki, karena:

12.  a) Menimbulkan bau tidak sedap dan sifat
korosif pada produk pengolahan
 b) Mengurangi efektifitas zat-zat bubuhan pada
produk pengolahan
 c) Meracuni katalis-katalis perengkahan
 d) Menyebabkan pencemaran udara (pada
pembakaran bahan bakar minyak senyawa
belerang teroksidasi menjadi zat-zat korosif yang
membahayakan lingkungan yaitu SO2 dan SO3.

13.  b. Nitrogen
 Senyawa-senyawa nitrogen dibagi menjadi zat-zat yang
bersifat basa seperti 3-metil piridin (C6H7N) dan kuinolin
(C9H7N) serta zat-zat yang tidak bersifat basa seperti pirol
(C4H5N), indol (C8H7N) dan karbazol (C12H9N). Senyawa-senyawa
nitrogen dapat mengganggu kelancaran
pemrosesan katalitik yang jika sampai terbawa ke dalam
produk, berpengaruh buruk terhadap bau, kestabilan
warna, serta sifat penuaan produk tersebut.
 c. Oksigen
 Oksigen biasanya terikat dalam gugus karboksilat dalam
asam-asam naftenat (2,2,6-trimetil sikloheksan karboksilat,
C10H18O2) dan asam-asam lemak (alkanoat), gugus
hidroksi fenolik dan gugus keton. Senyawa oksigen tidak
menyebabkan masalah serius seperti halnya senyawa
belerang dan senyawa nitrogen pada proses-proses
katalitik.

14.  d. Senyawa logam
 Minyak bumi biasanya mengandung 0,001-0,05%
berat logam. Kandungan logam yang biasanya
paling tinggi adalah vanadium, nikel dan natrium.
Logam-logam ini terdapat dalambentuk garam
terlarut dalam air yang tersuspensi dalam minyak
atau dalam bentuk senyawa organometal yang
larut dalam minyak. Vanadium dan nikel
merupakan racun bagi katalis-katalis pengolahan
minyak bumi dan dapat menimbulkan masalah
jika terbawa ke dalam produk pengolahan.

15.  2.1.3 Klasifikasi Minyak dan Gas Bumi
 Sekitar 85% dari minyak mentah (crude oil) di dunia
diklasifikasikan menjadi tiga golongan, yaitu:
 1. Minyak dasar aspal (asphaltic base)
 2. Minyak dasar paraffin (paraffinic base)
 3. Minyak dasar campuran (mixed base)
 Minyak dasar aspal mengandung sedikit lilin paraffin
dengan aspal sebagai residu utama. Minyak dasar
aspal sangat dominan mengandung aromatik.
Kandungan sulfur, oksigen, dan nitrogen relatif lebih
tinggi dibandingkan dengan minyak-minyak dasar
lainnya. Minyak mentah dengan dasar aspal sangat
cocok untuk memproduksi gasolin yang berkualitas
tinggi, minyak pelumas mesin dan aspal. Fraksi-fraksi
ringan dan menengah mengandung persentase
naftalen yang tinggi.

16.  Minyak dasar paraffin mengandung sangat sedikit
aspal, sehingga sangat baik sebagai sumber untuk
memproduksi lilin paraffin, minyak pelumas motor dan
kerosin dengan kualitas tinggi. Minyak dasar
campuran mengandung sejumlah lilin dan asapal
secara bersamaan. Produk yang dihasilkan minyak
dasar ini lebih rendah kualitasnya dibandingkan
dengan dua tipe minyak yang lainnya. Hal itu
dikarenakan adanya variasi produk dan fraksi minyak
di dalam berbagai minyak mentah yang berbeda-beda,
maka terdapat perbedaan yang menyolok dari
sifat-sifat minyak tersebut.
 Selain penggolongan minyak berdasarkan senyawa
hidrokarbon dan ikatan molekul atom-atomnya,
pengklasifikasian minyak dapat juga didasarkan pada
sifat penguapan, kadar sulfur, berat jenis dan faktor

17.  1. Klasifikasi berdasarkan sifat penguapan
 a. Minyak ringan (light oil), mengandung komponen fraksi ringan lebih dari 50% berat
 b. Minyak sedang (medium oil), mengandung komponen ringan 20-50% berat
 c. Minyak berat (heavy oil), mengandung komponen ringan kurang dari 20% berat.
 2. Klasifikasi menurut kadar sulfur berat.
 a. Minyak bumi kadar sulfur tinggi (high sulfur oil), mengandung sulfur lebih dari 2%
 b. Minyak bumi kadar sulfur sedang (medium sulfur oil) mengandung sekitar 0,1-2% berat
 c. Minyak bumi kadar sulfur rendah (low sulfur oil) mengandung kadar sulfur kurang dari
0,1% berat.
 3. Klasifikasi berdasakan berat jenis
 a. Minyak ringan : berat jenis < : 0,835
 b. Minyak sedang : berat jenis 0,835 s/d 0,865
 c. Minyak berat : berat jenis > 0,86
 4. Klasifikasi berdasarkan faktor karakteristik
 a. Parafin : K= 12,1–13,0
 b. Intermediate : K= 11,5-12,1
 c. Naftenik : K= 10,5-11,5
 d. Aromatik : K= 9,8-10,5

18. K adalah faktor karakteristik yang didefinisikan sebagai :
K=
Dimana TB adalah titik didih molar rata-rata (°F) dan spgr adalah berat jenis Pada 60°F.
Tabel 1. Sifat-Sifat UmumMinyak Mentah
No
.
Sifat-Sifat Minyak
Dasar
Paraffin
Minyak
Dasar Aspal
1. Berat jenis, °API Tinggi Rendah
2. Kandungan nafta Tinggi Rendah
3. Bilangan oktan nafta Rendah Tinggi
4. Bau (odor) nafta Manis Masam
5. Kecendrungan asap
kerosin
Rendah Tinggi
6. Kecendrungan ketukan
minyak diesel
Rendah Tinggi
7. Titik tuang pelumas Tinggi Rendah
8. Kandungan minyak
pelumas
Tinggi Rendah
9. Indeks viskositas pelumas Tinggi Rendah

19. Fraksi-fraksi minyak seperti nafta secara umum diklasifikasikan sebagai minyak ringan, kerosene,
dan gas oil ringan (LGO) digolongkan sebagai distilat menengah, gas oil hampa (VGO) bersama dengan
residu dinyatakan sebagai minyak yang tereduksi (reduced crude).
Tabel 2. Komposisi Kimia Fraksi Minyak
Fraksi 50%
ASTM,°F
Mnyak dasar
parafin, % berat
Minyak Dasar Aspal
Par
af
Naft
a
Aro
m
Para
f
Naft
a
Aron Un
S
Gasolin
e
280 65 30 5 35 35 10 -
Kerose
n
450 60 30 10 25 50 25 -
Gas Oil 600 25 55 15 - 65 65 2
Distilat 750 20 65 15 - 55 55 2
Berat

20. Tabel 3. Susunan Hidrokarbon Fraksi/Produk Minyak dan Gas Bumi
Fraksi/Produk Jarak Didih, °C Jumlah Atom Karbon
dalam Molekul Minyak
Gas-gas < 30 C1-C4
Gasolin 30-120 C5-C12
Nafta 100-200 C8-C12
Kerosen dan aftur 150-250 C11-C13
Diesel dan Fuel Oil 160-400 C13-C17
Gas Oil 220-345 C17-C20
Fuel Oil berat 315-540 C20-C45
Atm residu >450 >C30
Vac Residu >615 >C60

21.  3.2 Senyawa Pengotor
 Senyawa-senyawa pengotor yang tidak diinginkan ada dalam minyak dan
gas bumi adalah senyawa sulfur atau belerang yang terkandung dalam minyak
mentah maupun dalam produk akhir dan fraksi-fraksinya. Tipe senyawa-senyawa
sulfur yang sering dijumpai dalam minyak bumi adalah hidrogen sulfida (H2S),
merkaptan yang terdiri dari metil dan benzil merkaptan, metil sulfida dan normal butil
sulfida, metil sulfida, sulfida-sulfida siklis, alkil sulfat, asam sulfonat, sulfoksida, sulfon
dan tiofen.
 Senyawa-senyawa sulfur tersebut dianggap pengotor dan pengganggu
karena mempunyai sifat korosif, berbau tidak enak dan merangsang, dan mempunyai
karakter yang mudah meledak. Korosif karena adanya sulfur dalam jumlah yang
sedikit pada produk akhir disebabkan karena produk tersebut dipakai pada suhu
rendah, dimana pada suhu tersebut terdapat beberapa senyawa yang korosif
terhadap logam-logam yang komersil. Senyawa sulfur yang mempunyai titk didih
rendah cencerung terkonsentrasi di dalam gasolin pada waktu proses pengolahanya,
dan oleh karena itu sifat korosif jarang sekali terdapat pada produk yang mempunyai
titk didih tinggi. Bau yang selalu menjengkelkan terdapat pada senyawa-senyawa
yang mempunyai titk didih rendah atau senyawa-senyawa sulfur dalam bentuk gas
seperti hidrogen sulfida (H2S), sulfur dioksida (SO2) yang keluar melalui cerobong
asap, merkaptan yang mempunyai atom karbon sampai 6 buah (titik didih sekitar 400
°F), sulfida sampai dengan atom karbon (titik didih 350 °F) dan metal disulfide (titik
didih sekitar 243 °F). Persentase sulfur di dalam minyak mentah bervariasi mulai dari
0 untuk minyak mentah yang mempunyai oAPI tinggi sampai dengan 7,5% dalam
minyak mentah berat. Berarti bahwa pada minyak yang mengandung persentase
sulfur sedemikian tinggi maka separuh dari senyawa-senyawa yang dihasilkan dari
minyak mentah itu akan mengandung senyawa sulfur.

22.  Minyak mengandung oksigen dalam bentuk asam-asam naftenat,
fenol, asam karbonat, aspal dan resin. Kandungan oksigen dalam
minyak bumi tidak lebih dari 3%. Dalam fraksi yang mempunyai titk
didih rendah akan dijumpai fenol dan asam karbolik dalam jumlah
yang sangat kecil. Minyak yang mengandung hidrokarbon naftenik
tinggi biasanya mengandung asam naftenat yang tinggi. Jumlah
asam naftenat yang ada dalam fraksi gas oil berat adalah maksimum
dengan berat jenis 0,96 sampai 1,0. Asam-asam tersebut larut dalam
alkohol dan produk-produk minyak dan tidak larut dalam air. Asam ini
adalah suatu cairan dengan bau yang tak sedap dan menyebabkan
korosi terhadap logam-logam, seng, timah putih, tembaga dan besi.
 Nitrogen yang ada dalam minyak adalah dalam bentuk
senyawa-senyawa basa seperti piridin, piridin yang terhidrogenasi,
dan sebagainya. Komposisi minyak yang mengandung senyawa
nitrogen tidak diketahui, tetapi mempunyai berat jenis sama dengan
1 dan mempunyai bau yang tidak sedap.
 Senyawa lain yang terkandung dalam minyak adalah
aspalten dan resin yang terdiri dari resin netral, asam-asam aspalten
dan aspaltenat dan anhidridanya. Resin netral dapat berbentuk
cairan, setengah padat dan kadang-kadang berbentuk padatan.
Resin-resin tersebut membuntuk komposisi kimia minyak yang
mengandung resin dan aspalten adalah hidrokarbon aromatik,
naften, dan parafin

23. BAB III
PENUTUP
 3.1 Kesimpulan
 Dari makalah yang dibuat dapat disimpulkan
bahawa:
 · Minyak bumi adalah campuran komplek
hidrokarbon plus senyawaan organik dari Sulfur,
Oksigen, Nitrogen dan senyawa – senyawa yang
mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan
Tembaga
 · Komposisi minyak mentah dan gas bumi
berdasarkan usur-unsur penyusunnya, adalah :
 Karbon : 83,5–87,5 % berat
 Hidrogen : 11,5–14,0 %
 Sulfur : 0,1–3,0 %
 Osigen : 0,1–1,0 %
 Nitrogen : 0,01–0,3 %
 Selain itu juga mengandung unsur logam seprti
vanadium, besi, nikel, khrom, posfor, dan logam lain

24.  Terdapat 6 kelompok senyawa hidrokarbon
penting yang terdapat pada minyak dan gas
bumi, diantaranya paraffin, olefin, naftalena,
aromatic, diolefin, dan asetilen
 · Penggolongan minyak berdasarkan
senyawa hidrokarbon dan ikatan molekul atom-atomnya.
Minyak bumi diklasifikasikan menjadi 3
kelompok, yaitu :
 Minyak dasar aspal (asphaltic base)
 Minyak dasar parafin (paraffinic base)
 Minyak dasar campuran (mixed base)
 · Senyawa pengotor yang tidak diinginkan
dalam minyak dan gas bumi adalah senyawa
sulfur/belerang.

25.  DAFTAR PUSTAKA

 Ashadi. 2012. Komposisi Minyak Bumi.
http://ashadisasongko.staff.ipb.ac.id/2012/02/10/komp
osisi-minyak-bumi/ (diakses tanggal 4 Desember
2012)
 Haska. 2010. Komposisi Minyak
Bumi. http://haska.org/2012/08/02/komposisi-minyak-bumi-
bag-ii/ (diakses tanggal 1 Desember 2012)
 Tim Penyusun. 2012. Modul Kuliah Teknologi Minyak
Bumi. Palembang: Teknik Kimia Politeknik Negeri
Sriwijaya
 http://www.fourseasonnews.com/2012/09/komposisi-minyak-
bumi.html (diakses tanggal 1 Desember 2012)