Perengkahan Minyak Bumi
2. Perengkahan Minyak Bumi
Untuk memenuhi kebutuhan produk tertentu, hidrokarbon yang berantai panjang dapat dipecah menjadi lebih pendek melalui proses perengkahan (cracking). Sebaliknya, hidrokarbon rantai pendek dapat digabungkan menjadi rantai yang lebih panjang (reforming).
Untuk meningkatkan fraksi bensin dapat dilakukan dengan cara memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi (C 5 –C 9 ) melalui perengkahan termal . Proses perengkahan ini dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm.
Sekilas
Hidrokarbon jenuh rantai lurus seperti kerosin (C 12 H 26 ) dapat
Kimia
direngkahkan ke dalam dua buah fragmen yang lebih pendek menjadi
senyawa heksana (C 6 H 14 ) dan heksena (C 6 H 12 ).
Perengkahan (Cracking) Alkana
500 ,25 C o
12 H 26 atm (A) ⎯⎯⎯⎯⎯ → C 6 H 14 (A) + C 6 H 12 (A)
Ketika alkana dipanaskan sampai temperatur tinggi dalam udara
Keberadaan heksena (alkena) dari hasil perengkahan termal dapat
vakum, alkana akan pecah atau terpecah menjadi molekul yang
meningkatkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Akan tetapi, produk dari proses
perengkahan ini umumnya kurang stabil jika disimpan dalam kurun waktu lama.
lebih kecil. Perengkahan metana
(CH 4 ) menghasilkan serbuk karbon
Oleh karena produk perengkahan termal umumnya kurang stabil
murni, seperti yang digunakan pada ban mobil; pembentukan pelapis
maka teknik perengkahan termal diganti dengan perengkahan katalitik
intan buatan; dan menghasilkan
menggunakan katalis yang dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi.
hidrogen, sebagai bahan mentah
Perengkahan katalitik, misalnya alkana rantai panjang direaksikan dengan
untuk industri kimia.
campuran silikon (SiO 2 ) dan alumina (Al 2 O 3 ), ditambah gas hidrogen CH 4 (g) → C(s) + 2H 2 (g)
atau katalis tertentu.
Dalam reforming, molekul-molekul kecil digabungkan menjadi
molekul-molekul yang lebih besar. Hal ini dilakukan guna meningkatkan
Molekul kecil
termasuk hidrogen
produk bensin. Misalnya, butana dan propana direaksikan membentuk heptana. Persamaan reaksinya:
C 4 H 10 (g) + C 3 H 8 (g) → C 7 H 16 (A) + H 2 (g)
Molekul besar
3. Bilangan Oktan
Perengkahan etana menghasilkan
etena, salah satu bahan mentah yang
Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan
penting dalam industri kimia (terutama dalam pembuatan plastik)
sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (perhatikan Gambar 9.6).
Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan
sama halnya seperti hidrogen.
C 2 H 6 (g) → CH 2 =CH 2 (g) + H 2 (g)
rantai tidak bercabang.
Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak
Sumber: Heinemann Advanced Science: Chemistry, 2000
merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak.
Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar .
Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan. Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu:
a. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan
sebagai bilangan oktan mesin;
b. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan
oktan penelitian;
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
Tabel 9.2 Bilangan Oktan Hidrokarbon
Hidrokarbon
Bilangan Oktan Road Indeks
n -heptana 2-metilheptana
n -heksana
2-metilheksana
1-heptena 60 Sumber: Introductory Chemistry, 1997 n -pentana
62 Gambar 9.6
1-pentena 84 Pengisian BBM di SPBU 1-butena
2,2,4-trimetil pentana
Mahir Menjawab Kegiatan Inkuiri
Sumber: Principles of Modern Chemistry, 1987
No
Jumlah atom C
Titik Didih (°C)
Kesimpulan apa yang dapat Anda peroleh dari data Tabel 9.2? Diskusikan dengan <40
1. C1–C4
2. C5–C10 40–180
teman sekelas Anda.
3. C11–C12 160–250 4. C13–C25
220–350 5. C26–C28
Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan Fraksi nomor urut 3 digunakan untuk makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana .... (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh A. B. bahan bakar pesawat dan diesel bensin premium karena 2,2,4-trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan C. pembuatan LPG n -heptana terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut D. bahan baku plastik
E. dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. pembuatan parafin Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan Pembahasan
komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti Fraksi minyak mentah dengan jumlah
atom C11–15 disebut kerosin.
tetraetillead (TEL) atau Pb(C
2 H 5 ) 4 . Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu bakar pesawat, bahan bakar kompor, galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15–20 satuan. Bensin dan bahan-bahan kimia. (A)
Kerosin digunakan sebagai bahan
yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin premium.
Ebtanas 1995-1996
Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming . Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500–600°C) dan tekanan tinggi (25–50 atm).