Complexity of Petroleum Refinery Industry

Oleh: Muhammad Bayu Adji (@J17-Bayu)

Apa sih itu kimia industri? Menurut Hidayat (2008), industri kimia adalah industri yang mengolah bahan baku menjadi suatu hasil dengan memanfaatkan proses-proses kimia.
Proses yang dimaksud adalah reaksi kimia dan perisitiwa kimia fisik. Ruang lingkup industri kimia dapat dilihat dari bahan baku kimia utama yang dipergunakan. Industri kimia merupakan relasi antara penelitian yang ada pada laboratorium perguruan tinggi atau pusa-pusat penelitian dengan teknik kimia dalam skala industri. Dalam hal ini kimia industri merupakan bagian dari rantai panjang dalam proses desain dan manufaktur.

Kata Kunci : petroleum, minyak bumi, industri kimia, refinery

Pengenalan Awal

Oil refinery adalah pabrik yang mengolah minyak mentah menjadi produk petroleum yang bisa langsung digunakan maupun produk-produk lain yang menjadi bahan baku bagi industri petrokimia. Produk-produk utama yang dihasilkan dari kilang minyak antara lain: minyak/bahan bakar bensin (gasoline), minyak/bahan bakar diesel, minyak tanah (kerosene). Kilang minyak merupakan pabrik yang sangat kompleks dengan berbagai jenis peralatan proses dan fasilitas pendukungnya. Oil refinery merupakan downstream paling penting bagi indsutri minyak bumi. Biaya yang dibutuhkan pada kilang minyak sangat banyak. Mengapa minyak bumi harus diolah? Karena minyak bumi yang belum diolah tidak terlalu bermanfaat, maka dari itu minyak bumi diolah dan dicampur oleh senyawa hidrokarbon yang sangat kompleks.

Proses Pengolahan

1. Proses Distilasi, yaitu proses penyulingan berdasarkan perbedaan titik didih. Proses ini berlangsung pada Bagian Distilasi Atmosferik dan Bagian Destilasi Vakum.

2. Proses Konversi, yaitu proses untuk mengubah ukuran dan struktur senyawa hidrokarbon. Yang terjadi pada proses ini adalah :

3. Alterasi melalui proses isomerisasi dan catalytic reforming

4. Dekomposisi dengan cara perengkahan termal dan katalis (thermal and catalytic cracking).

5. Formulasi dan Pencampuran (blending), yaitu proses pencampuran fraksi-fraksi hidrokarbon dan penambahan bahan aditif untuk mendapatkan produk akhir dengan spesikasi tertentu.

6. Pengolahan limbah

7. Proses pemanasan

8. Proses pembuatan hidrogen

9. Proses pemerolehan kembali sulfur (sulphur recovery)

10. Proses pendinginan

11. Proses penghilangan air asin (sour-water stripping)

12. Proses pengolahan atau treatment. Untuk menyiapkan fraksi-fraksi hidrokarbon untuk diolah lebih lanjut, juga untuk diolah menjadi produk akhir.

13. Unifikasi melalui proses alkilasi dan polimerisasi

Produk yang Dihasilkan

1.       LPG

LPG (liquefied petroleum gas) merupakan salah satu produk hasil penyulingan minyak mentah berupa gas cair. Unsur utamanya adalah propana (C₃H₈), butana (C₄H₁₀), serta terdapat juga sejumlah kecil etana (C₂H₆) dan pentana (C₅H₁₂). LPG umumnya digunakan sebagai bahan bakar industri dan rumah tangga. Namun sebelum LPG dipasarkan, telah terlebih dulu ditambahkan zat pembau (penambah bau) yaitu senyawa merkaptan (ethyl mercaptan). Tujuan penambahan senyawa merkaptan tadi adalah untuk mempermudah konsumen menyadari apabila terjadi kebocoran gas.

2.       Avtur

Avtur (aviation turbine) merupakan bahan bakar untuk pesawat terbang yang menggunakan mesin turbin. Bahan bakar ini dibuat dari kerosene (minyak tanah). Karena terbuat dari kerosene, makas sifat avtur dan minyak tanah sangat mirip, seperti memiliki rentang rantai karbon serta senyawa hidrokarbon yang sama (parafinik dan naftenik). Avtur memiliki kelebihan yaitu memiliki volalitas yang lebih kecil. Kecilnya volalitas pada bahan bakar avtur memiliki keunggulan tersendiri, yakni dapat meminimalisir kemungkinan kehilangan bahan bakar dalam jumlah besar akibat penguapan, saat pesawat berada di atas ketinggian. Selain itu, keuggulan lain pada avtur bila dibandingkan dengan kerosin adalah kandungan energi per volumenya lebih tinggi, sehingga dapat memberikan energi bagi pesawat untuk melakukan penerbangan dengan jarak yang lebih jauh. Performa atau mutu dari bahan bakar avtur dinilai dari beberapa aspek, meliputi karakteristik kemurnian, model pembakaran turbin dan performanya pada temperatur yang rendah. Berdasarkan karakteristik tersebut, maka avtur harus memenuhi persyaratan yang telah ditentukan, seperti memiliki freezing point (titik beku) maksimum -47°C dan flash point (titik nyala) minimum 38°C.

3.       Avgas

Avgas (aviation gasoline) adalah bahan bakar minyak yang dibuat khusus untuk pesawat terbang dengan mesin yang memiliki ruang pembakaran internal dan berjenis piston engine. Selain pesawat, avgas juga digunakan untuk bahan bakar mobil balap. Avgas diperoleh dari hasil pengembangan gasoline (bensin), pengembangannya meliputi titik nyala, titik beku dan volality. Titik beku dari avgas maksimum -58°C. Avgas mengandung timbal, yakni jenis zat beracun dan akan berdampak buruk terhadap lingkungan. Penggunaan timbal bertujuan unutuk menghindari timbulnya ketukan di dalam mesin, atau dengan kata lain, zat tersebut berfungsi untuk octane booster pada avgas. Walaupun demikian, saat ini telah ditemukan metode lain untuk meningkatkan oktan pada bahan bakar khususnya avgas, yakni dengan menggunakan etanol. Kelebihan dari etanol sendiri adalah tidak beracun dan tentunya lebih ramah lingkungan.

4.       Bensin

Bensin (gasoline) adalah produk hasil olahan minyak bumi yang sangat familiar. Komponen utama yang terdapat pada bensin adalah oktana dan n-heptana. Sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, kualitas bensin ditentukan oleh karakteristik jumlah oktan, Sama halnya dengan avgas, bilangan oktan pada bensin menunjukkan seberapa besar tenaga yang diberikan terhadap mesin sebelum bensin terbakar habis, serta mewakili karakteristik anti ketukan yang terjadi pada mesin ketika pembakaran sedang berlangsung. Jadi, semakin tinggi jumlah oktan pada bensin maka semakin tinggi juga kualitas bensin tersebut. Untuk menambah jumlah oktan pada bensin, bisa dilakukan dengan menambahkan zat aditif yang disebut dengan TEL (Tetra Ethyl Lead) dan MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) atau menggunakan etanol (ramah lingkungan).

5.       Minyak Tanah

Minyak tanah (kerosene) merupakan cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Minyak tanah diperoleh dari tahap distilasi minyak bumi dengan suhu 150-275°C dan rentang rantai karbon antara C₁₂-C₁₅. Untuk mengurangi kadar belerang serta pengaratannya, maka minyak tanah akan diolah lebih khusus pada unit Merox atau Hydrotreater, serta kualitasnya sebagai bahan bakar minyak akan ditingkatkan diunit hydrocracking. Minyak ini juga dapat digunakan untuk bahan bakar pesawat.

6.       Solar

Solar (diesel) umumnya digunakan sebagai bahan bakar untuk pembakaran pada mesin-mesin diesel, entah itu mesin kendaraan maupun mesin-mesin industri. Solar diperoleh dari proses distilasi minyak mentah pada suhu 200-300°C. Sifat umum pada solar yaitu tidak berwarna atau sedikit kekuning-kuningan, tidak mudah menguap pada temperatur normal, memiliki kandungan sulfur yang lebih tinggi bila dibanding dengan bensin dan kerosin. Selain itu, solar juga memiliki titik nyala yang jauh lebih tinggi yakni antara antara 40-100°C.

7.       Aspal

Aspal (asphalt) berasal dari fraksi berat minyak bumi (residu) yang diolah menjadi dua jenis, yaitu aspal padat dan aspal cair. Fungsi utama aspal pada jalan raya yaitu: untuk mengikat batuan agar tidak terlepas dari permukaan jalan, sebagai bahan pelapis dan perekat, sebagai pengisi ruang kosong antara agregat kasar, agregat halus dan agregat filter.

8.       Pelumas, parafin, gemuk, karbon hitam, dan lain-lain.

Permasalahan

Pada kilang minyak terdapat NCI (Nelson Complexity Index) yang mengukur kapasitas unit konversi sekunder terhadap kapasitas unit primer atau unit distilasi. Istilah kompleksitas kilang ini erat kaitannya dengan konfigurasi kilang. Konfigurasi kilang adalah jenis-jenis dan urutan proses yang diterapkan pada suatu kilang minyak bumi. Berikut kompleksitas kilang di Indonesia, Cilacap 3,98, Balikpapan 3,27, Dumai 7,50, Balongan 11,90, Plaju 3,10 dan Kasim 2,40. Rata-rata NCI kilang Pertamina kita hanya 5,30. Nilai ini sejujurnya mengkhawatirkan untuk masa depan kilang Indonesia. Bandingkan dengan Singapura dengan rata-rata 6,80. Kompleksitas tinggi ini menandakan kilang tersebut mampu memproduksi produk bernilai tinggi dari bahan baku bernilai rendah (misal residu) dengan mengandalkan unit konversi (reaktor kimia dengan bantuan katalis).

Kesimpulan

Berdasarkan masalah yang dialami, Pertamina merencanakan pengembangan/peremajaan dan juga pembangunan kilang baru:

2013. Unit seperti kilang langit biru balongan sudah beroperasi di Cilacap

2014. Unit perengkahan residu (R/FCC) dibangun di Cilacap dan Balikpapan

Rencana pengembangan kilang minyak ini tentu adalah salah satu cara untuk mengamankan keamanan energi nasional kita dan salah satu jalan pengembangan indsutri bernilai tambah yang membutuhkan peran-peran desainer proses dan insinyur proses yang handal.

DAFTAR PUSTAKA

2014.Hasil Olahan Minyak Bumi.prosesindustri.com dalam https://www.prosesindustri.com/2014/12/hasil-olahan-minyak-bumi.html

2015.Kilang Minyak yang Sangat Kompleks.sr28jambinews.com dalam https://www.sr28jambinews.com/?/baca/14639/Kilang-Minyak-:-Pabrik-Pengolahan-Minyak-Bumi-yang-Sangat-Kompleks#.W7I9KGgzbDf

Adi.2013.Industri Nilai Tambah dan Kilang Minyak Indonesia. Dalam https://adiimrf.wordpress.com/2013/05/12/industri-nilai-tambah-dan-kilang-minyak-indonesia/

Atep dan Kholil.2018.Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Industri.Yogyakarta:Wahana Resolusi

Hasanah.Pengolahan Minyak Bumi dan Kilang. Dalam http://www.academia.edu/12512509/Makalah_-_Pengolahan_minyak_bumi_dan_kilang

Meyers, R.1999.Handbook of Petroleum Refining Processes.California:McGraw-Hill Company