karakteristik minyak dan gas

III.1. Hakekat Fisika Minyak Bumi

Sebagaimana cairan yang lainnya kuantitas minyak bumi diukur berdasarkan volumenya. Ukuran yang di pergunakan di indonesia adalah meter kubik atau juga sering digunakan ton. Di dunia perdagangan yang terutama dikuasai oleh perusahaan Amerika, satuan barrel (disingkat bbl), yaitu kira-kira sama dengan seratus lima puluh sembilan liter. Seringkali harus dibedakan antara volum minyak bumi di bawah tanah yang dikatakan reservoir barrel dan stock tank bareel karena faktor penciutan dimna kira-kira lima per delapan stock tank barrel adalah sama dengan satu barrel reservoir. Penciutan ini di sebabkan karena minyak mentah selalu mengandung gas sebagai larutan. Perlu dikatakan di sini bahwa ton untuk minyak bumi bukanlah satuan berat, tetapi sebetulnya adalah satu meter kubik ataupun juga satu kilo liter

III.1.1 Berat Jenis atau Gravitasi jenis

Salah satu sifat minyak bumi yang penting dan mempunyai nilai dalam perdagangan adalah berat jenis atau gravitasi jenis. Di indonesia biasanya berat jenis dinyatakan dalam farksi, misalnya nol koma delapan, dan nol koma satu. Dalam dunia perdagangan terutama dikuasai perusahaan Amerika, berat jenis ini dinyatakan dalam API Gravity. API gravity minyak bumisering menunjukkan kualitas minyak bumi tersebut. Makin kecil besar jenisnya atau makin tinggi derajat APInya, minyak bumi itu makin berharga karena lebih banyak mengandung bensin. Sebaliknya, makin derajat API atau makin besar berat jenisnya, mutu minyak bumi itu kuarng baik karena lebih banyak mengandung lilin atau residu aspal (Tabel III.3) di bawah ini :

TABEL III.1

(KONSERVASI BERAT JENIS, DERAJAT API DAN BAUME¹)

Berat Jenis (60oF)	Berat Baume	Derajat APIo
1,000 0,9655 0,9333 0,9032 0,8750 0,8485 0,8235 0,8000 0,7778	10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0	10,0 15,1 20,1 25,2 30,2 35,3 40,3 45,4 50,4

oAPI	Berat jenis	oAPI	Berat jenis
0 10 15 20 24 30 34 40 44 50	1,076 1,000 0,9659 0,9340 0,9100 0,8762 0,8550 0,8251 0,8063 0,7796	55 60 65 70 75 80 85 90 95 100	0,7587 0,7389 0,7201 0,7022 0,6852 0,6690 0,6536 0,6388 0,6247 0,6112

III-3

III.1.2 Viskositas

Sifat penting lain dari pada minyak bumi adalah visikositasnya. Visikositas adalah daya hambatan yang dilakukan oleh cairan jika suatu benda berputar dalam cairan tersebut. Satuan viskositas ialah centipose. Pada umumnya makin tinggi derajat API atau makin ringan minyak bumi tersebut, makin kecil viskositasnya dan sebaliknya.

III.1.3 Titik Didih dan Titik Nyala

Titik didih minyak bumi berbeda-beda sesuai dengan gravitas APInya. kalau gravitas APInya rendah, maka titik didihnya tinggi, sedangkan kalau API tinggi maka titik didihnya rendah. Hal ini disebabkan karena minyak bumi berderajat API rendah berarti mengandung banyak fraksi berat (berat jenis tinggi) dan dengan demikian titik didihnya tinggi, sedangkan jika derajat APInya tinggi maka lebih banyak mengandung fraksi ringan seperti bensin, dengan demikian juga titik didihnya rendah. Titik nyala adalah suatu titik temperatur, dimana minyak bumi dapat terbakar karena suatu percikan api. Makin tinggi gravitasi APInya titik didih makin rendah dan mudah dapat terbakar karena percikan api.

III.1.4 Warna

Minyak bumi juga memperlihatkan bebrbagai macam warna yang sangat berbeda-beda. Minyak bumi tidak selalu berwarna hitam, adakalanya malah tidak bewarna sama sekali. Pada umumnya warna itu berhubungan dengan berat jenisnya. Kalau berat jenisnya tinggi, warna jadi hijau kehitam-hitamanan sedangkan kalau berat jenis rendah, warana coklat kehitam-hitaman. Warana ini disebabkan karena berbagai pengotoran, misalnya oksidasi enyawa hidrokarbon, karean senyawa hidrokarbon sendiri tidak memperlihatkan warna tertentu.

III.1.5 Bau

Minyak bumi ada berbau sedap dan ada pula yang tidak, biasanya disebabkan karena pengaruh molekul aromat, minyak bumi dari Indonesia berbau tidak sedap, yang terutam disebabkan karena mengandung senyawa nitrogen ataupun belerang. Adanya H₂S juga memberikan bau yang tidak sedap. Golongan parafin dan naften biasanya memberikan bau yang sedap, sedangkan benzen atau aromat menyebabkan bau yang tidak sedap.

III.1.6 Nilai Kalori

Nilai kalori minyak bumi adalah jumlah panas yang timbulkan oleh satu gram minyak bumi, yaitu dengan meningkatkan temperatur satu gram air dari tiga koma lima derajat celcius sampai empat koma lima derajat celcius, dan satuannya adalah kalori. Ternyata juga ada hubungan antara berat jenis dengan nilai kalori. Misalkan berat jenis minyak bumi antara nol koma tujuh lima atau gravitas API tujuh puluh koma enam sampai lima puluh tujuh koma dua memberikan nilai kalori antara sebelas ribu tujuh ratus sampai sebelas ribu tujuh ratus lima puluh kalori per gram dan berat jenis antara nol koma sembilan sampai nol koma sembilan puluh lima memberikan nilai kalori sepuluh ribu sampai sepuluh ribu lima ratus kalori per gram. Pada umumnya minyak bumi mempunyai nilai kalori sepuluh ribu sampai sepuluh ribu delapan ratus dan hal ini boleh kita bandingkan dengan kalori batubara yang berada di antara lima ribu enam ratus lima puluh sampai delapan ribu dua ratus kalori per gram.

III.2 Hidrokarbon Gas Ataupun Gas Bumi

Didalam reservoir, gas bumi bisa terdapat sebagai larutan yang berkisar dalam jumlah sangat sedikit sekali sampai meliputi seratus persen dari reservoir. Gas bumi tersebut biasanya terdiri dari pada hidrokarbon alam bertitik didih rendah bernomor atom rendah dari C₁ sampai paling tinggi C₄, atau bisa juga terdiri dari pada gas hidrogen, nitrogen atau sama sekali terdiri dari karbon dioksida. Jika hal ini demikian maka gas tersebut tidak mempunyai nilai komersiil, kecuali helium yang kadang-kadang merupakan dua sampai tiga persen dari gas yang tidak dapat diperdagangkan tersebut.

III.2.1 Berbagai Jenis Gas Bumi

Berbagai macam gas bumi dapat terjadi sebagai gas bebas, yang sama sekali merupakan fasa bebas dari pada minyak bumi, hanya terdapat pada bagian atas dari reservoir yang terisi minyak bumi. Gas bumi juga bisa sebagai gas terlarut dalam minyak bumi, karena gas dan minyak bumi adalah hidrokarbon, maka wajarlah jika jumlah gas yang larut dalam minyak bumi tergantung dari sifat kedua zat tersebut dan juga dari tekanan dan temperatur didalam reservoir. Jika suatu reservoir tidak memperlihatkan topi gas bebas (gas cap), berarti bahwa semua gas terdapat dalam larutan dan keadaan itu disebut tidak jenuh, sedangkan kalau gas terdapat sebagai topi gas bebas diatas reservoir, didapatkan suatu reservoir yang jenuh.

III.2.2 Susunan Kimia Gas Bumi

Metan (CH₄) adalah hidrokarbon yang paling stabil dan merupakan penyusunan utama gas bumi. Selain itu terdapat juga hidrokarbon lainnya dalam jumlah kecil, seperti etan (C₂H₆), propan (C₃H₈), butan (C₄H₁₀), pentan (C₃H₁₂), dan heksan (C₆H₁₄). Hidrogen bebas jarang sekali didapatkan dalam gas bumi, kecuali di daerah yang bersifat volkanik, sedangkan karbon monoksida dan gas yang tidak jenuh jarang sekali didapatkan. Metan merupakan senyawa yang selalu terdapat didalamnya, dan tidak dapat dikondensasikan pada temperatur dan tekanan reservoir minyak, sedangkan yang lainnya bisa didapatkan sebagai cairan. Kerapatan gas bumi berkisar dari nol koma lima ratus lima puluh empat yaitu untuk metan terhadap udara sampai lebih tinggi dari pada udara untuk gas yang bersifat basah. Gas bumi bisa juga dibagi atas gas kering dan gas basah, tergantung dari pada kadar cairan atau uap yang ikut di dalamnya. Nilai kalorinya adalah sembilan ratus sampai seribu dua ratus. Susunan kimia umum adalah sebagai berikut :

1. Metan CH₄, 82,3 % (aktif)

2. Etan C₂H₆, 14,4 % (aktif)

3. Karbon dioksida CO₂, 0,5 %

4. Nitrogen N₂, 2,8 %

TABEL III.2

SUSUNAN KIMIA GAS BUMI DARI LAPANGAN BADAK (KALIMANTAN TIMUR, DALAM PERSEN MOLEKUL¹)

Nama Gas	Persen Molekul
Metan (CH4) Etan (C2H6) Propan (C3H8) Butan (C4H10) Pentan (C5H12) Hexan (C6H14) Heptan Karbondioksida (CO2) Hidrogensulfida (H2S)	87,44 4,51 2,84 1,29 0,43 0,17 0,32 2,94 0,00
Jumlah	100,00 %

III.2.3 Susunan Kimia Gas Bumi

Pengotoran utama disebabkan oleh kadar nitrogen, karbondioksida, dan hidrogensulfida. Helium juga dapat merupakan pengotoran yang terdapat dalam jumlah yang relatif sangat kecil. Jika kadar CO₂ dan nitrogen besar, maka gas tersebut mempunyai nilai yang lebih rendah karena juga nilai kalorinya menjadi lebih rendah. Helium merupakan gas ringan, tidak bewarna tidak berbau dan merupakan gas mulia yang terdapat bersama-sama dengan gas alam pada keadaan temperatur normal. Adanya kadar nitrogen yang tinggi di dalam gas bumi mungkin sekali merupakan sebagian udara yang terperangkap dengan sedimen. Sedikit sekali dari nitrogen ini merupakan gas yang terbentuk dari zat organik sebagaimana diperkirakan. Hidrogensulfida sering sekali terdapat bersama-sama dengan gas bumi. Gas ini bisanya tidak berwarna dan mempunyai bau yang tidak sedap. Gas bumi yang mengandung hidrogensulfida walaupun dalam jumlah kecil, tidak baik untuk dipergunakan sebagai bahan bakar umum, karena dapat meracuni dan menyebabkan korosi dalam pipa.

III.2.4 Pemakaian Gas Bumi

Gas bumi dewasa ini diusahakan untuk tujuan komersiil. Di masa lampau gas bumi hanya dapat digunakan jika terdapat di dekat daerah industri, ataupun di perkotaan, terutama gas bumi yang mengandung molekul beratom C lebih besar sampai C₄-C₅ dapat dimampatkan menjadi cairan yang disebut elpiji, suatu singkatan dari Liquefied Petroleum Gas (LPG).

III.3. Keunggulan Minyak dan Gas Bumi Sebagai Sumber Energi

Minyak- dan gasbumi, terutama minyakbumi, mempunyai keunggulan dari­pada sumber energi lainnya. Keungqulan ini terutama ditinjau dari segi teknik maupun ekonomi. Keunggulan ter­sebut disebabkan karena berbagai sifat fisi^lka tertentu dari minyak­dan gasbumi, yaitu antara lain:

1) Sifat Cair Minyak Bumi

Sifat cair minyakbumi ditinjau dari segi teknik menguntungkan pertama-­tama karena cairan itu mudah sekali untuk ditransportasikan. Cairan mudah disimpan dalam berbagai macam bentuk tempat ataupun tanki.dapat meryesuaikan diri dengan bentuk alat transport; dapat ditransport dengan memompakaniya melalui pipa sehingga mengalir sendiri.. Juga dari segi pemindahan, cairan sangat mudah dialirkan dengan menggunakan pipa dan sebagainya. Misalnya saja bensin, suatu hasil pengilangan minyahbumi, mudah ditempatkan dalam tanki motor yang bentuknya bisa disesuaikan dengan selera kita. ccntoh lain ialah, mudahnya ditempatkan dalam mobil yang bentuk tankinya bisa disesuaikan dengan tempatyang tersedia dan ekonomi ruang yang terdapat dalam mobil tersebut. Bayangkan saja kalau kita harus menggunakan batubara sebagai sumber energi, maka pe­nyimpanannya memerlukan tempat dan bentuk yang khusus, dan cara men­transportnya pun lebih sulit karena merupakan bahan yang sifatnya padat (balky) .

2) Minyak dan Gas Bumi mempunyai nilai kalor tinggi

Nilai kalori yang tinggi dapat dilihat pada (Tabel III.3) yang menunjukkan bahwa bensin mempunyai kalori yang sangat tinggi. Juga gas, mempunyai nilai energi sangat tinggi. Selain itu, minyak dan gasbumi juga bersifat memperkecil atau menciutkan volumenya, sehingga sangat mempermudah transportasi. Ini berarti bahwa satu kilogram minyakbumi akan menghasilkan kalori yang lebih banyak dari pada satu kilogram batubara. Pengangkutan batubara tidak pula efisien, sehingga dengan demikian mongurangi 'payload'. Bahan bakar berkalori tinggi memungkinkan misalnya pembuatan pesawat terbang ataupun roket yang berat dari penyediaan bahan bakarnya adalah kritis.

TABEL III.3

(NILAI KALORI BEBERAPA JENIS BAHAN BAKAR¹)

Bahan bakar	kal/gram		BTU/Lbs
Kayu	3.990	- 4.420	7.182	- 7.956
Arang kayu (rata-rata)	7.260		13.068
Lignit/batubara muda	3.328	- 3.339	5.440	- 6.010
Batubara subbitumina	5.289	- 5.862	9.520	- 10.550
Batubara bitumina	5.650	- 8.200	10.240	- 14.620
Lemak hewan (rata)	9.500		17.100
Minyak nabati	9.300	- 9.500	16.740	- 17.100
Alkohol/etil	6.456		11.620
Aspal	5.295		9.530
Minyak mentah	10.419	- 10.839	18.755	- 19.510
Minyak bunker	10.283	- 10.764	18.510	- 19.516
Solar (diesel fuel)	10.667		10.200
Minyak tanah (kerosene)	11.006		19.810
Bensin(gasoline)	11.528		20.750

I BTU 252.000 kalori

1 LBS pound - 459 gram

3). Minyak dan Gas Bumi Menghasilkan Sebagai Macam Bahan Bakar.

Minyak- dan gasbumi, terutama minyk mentah, menghasilkan berbagai macam fraksi distilasi yang merupakan bahan bakar untuk keperluan berbagai macam mesin. Misalnya, bensin untuk mesin motor, kerosin untuk :resin jet, solar untuk mesin diesel. Hal ini sangat nenguntungkan dalam perancangan berbagai macam resin untuk keperluaran tertentu, sehingga kebutuhan bahan bakarnya dapat sesuai dengan masing--masing Dunia mesin tersebut.

III.3.1 Beberapa Pokok Kebijaksanaan Dalam Penggunaan Minyak Bumi

Suatu kebijaksanaan mengenai energi yang menyangkut minyak bumi haruslah berdasrkan tiga pokok antara lain :

1. Kenyataan bahwa minyak bumi (sebagaimana juga bahan mineral lainnya merupakan bahan yang dapat habis atau dapat dikatakan bahan pakai habis).

2. Konsumsi minyak bumi terus menerus meningkat.

3. Kebijaksanaan harus juga didasarkan atas tidak meratanya sumber minyak bumi di seluruh dunia.

III.3. Minyak Bumi Sebagai Zat Unik Dalam Kerak Bumi

Minyak bumi merupakan suatu zat yang unik di dalam kerak bumi yang sebetulnya serba padat di samping air. Keunikan tersebut dapat kita perinci sebagai berikut :

1) Sifatnya yang cair membedakannya denganzat lain di sekitarnya.

2) Sifatnya yang cair menyebabkan geologi sejerah minyak bumi pun berlainan dari kerak bumi sendiri.

3) Susunan kimia minyak bumi juga berbeda dengan kerak bumi. Minyak bumi merupakan campuran komplek senyawa hidrokarbon dari berbagai macam isomer, dengan rantai panjang, merupakan jaringan yang komlek dan jumlah berjumlah ratusan sampai ribuan. Kerak Bumi terbentuk dari pada batuan yang terdiri dari berbagai mineral terutama mineral silikat yaitu mengandung unsur silikon dan oksigen.

4) Secara kimia minyak bumi mempunyai hubungan erat dengan zat organik sehingga batuan sedimen merupakan habitat minyak dalam kerak bumi.