Minyak bumi, atau yang sering disebut emas hitam, adalah sumber energi utama dunia. Namun, minyak mentah yang baru diekstraksi dari perut bumi tidak dapat langsung digunakan. Minyak mentah adalah campuran kompleks dari berbagai senyawa hidrokarbon. Untuk memisahkannya menjadi produk yang bermanfaat—seperti bensin, solar, avtur, dan bahan baku plastik—diperlukan serangkaian proses pengolahan yang sangat canggih di fasilitas yang dikenal sebagai kilang minyak.
Proses pengolahan minyak bumi pada dasarnya bertujuan untuk memisahkan minyak mentah menjadi fraksi-fraksi (kelompok senyawa) berdasarkan perbedaan titik didihnya, kemudian mengubah atau meningkatkan kualitas fraksi tersebut agar memenuhi standar pasar dan spesifikasi teknis yang ketat. Proses ini dibagi menjadi beberapa tahapan utama yang saling terintegrasi.
Ilustrasi Sederhana Proses Pengolahan Minyak Bumi
Tahap pertama dan paling mendasar dalam pengolahan minyak bumi adalah distilasi atmosferik (atau fraksinasi). Proses ini memanfaatkan perbedaan titik didih antar komponen hidrokarbon. Minyak mentah dipanaskan hingga mencapai suhu sekitar 350°C hingga 400°C, tetapi di bawah tekanan atmosfer normal (sehingga disebut atmosferik). Pemanasan ini menyebabkan sebagian besar komponen menguap.
Uap panas ini kemudian dialirkan ke dalam menara distilasi atmosferik, yang memiliki gradien suhu—panas di bagian bawah dan dingin di bagian atas. Ketika uap naik, ia mendingin dan mengembun pada ketinggian yang berbeda sesuai dengan titik didihnya. Hasil pemisahan ini menghasilkan beberapa fraksi utama:
Residu yang tertinggal dari distilasi atmosferik masih mengandung fraksi berharga seperti minyak pelumas berat dan lilin. Karena titik didih fraksi ini sangat tinggi, memanaskannya lebih lanjut pada tekanan atmosferik akan menyebabkan dekomposisi termal (pemecahan molekul). Oleh karena itu, residu diproses dalam menara distilasi vakum.
Dengan menurunkan tekanan (menciptakan vakum), titik didih senyawa hidrokarbon berat dapat diturunkan secara signifikan, memungkinkan fraksi-fraksi tersebut menguap dan dipisahkan tanpa mengalami kerusakan termal. Produk dari tahap ini meliputi minyak pelumas dan short residue yang akan dikirim ke unit pemrosesan selanjutnya.
Setelah fraksi-fraksi dasar dipisahkan, banyak di antaranya (terutama nafta dan residu berat) belum memenuhi spesifikasi pasar, terutama untuk kebutuhan bahan bakar transportasi yang membutuhkan angka oktan tinggi (bensin). Tahap konversi bertujuan untuk mengubah molekul hidrokarbon besar dan kurang bernilai menjadi molekul yang lebih kecil dan bernilai lebih tinggi.
Cracking adalah proses memecah molekul hidrokarbon rantai panjang menjadi molekul yang lebih pendek. Proses ini dibagi menjadi dua jenis utama:
Proses reforming bertujuan untuk meningkatkan angka oktan nafta dengan mengubah struktur molekulnya dari rantai lurus (parafin) menjadi cincin (aromatik). Proses ini selalu membutuhkan katalis berbasis logam mulia seperti platinum.
Tahap pemurnian sangat penting untuk menghilangkan kontaminan seperti belerang (sulfur), nitrogen, dan logam. Keberadaan belerang sangat berbahaya karena saat dibakar akan menghasilkan gas asam (SOx) yang menyebabkan hujan asam dan korosi.
Proses pemurnian yang umum digunakan adalah Hydrotreating. Dalam proses ini, fraksi minyak dicampur dengan gas hidrogen dan dilewatkan melalui katalis. Hidrogen bereaksi dengan sulfur, nitrogen, dan oksigen untuk membentuk H₂S dan amonia, yang kemudian dapat dipisahkan. Proses ini menghasilkan bahan bakar yang lebih bersih dan ramah lingkungan.
Pengolahan minyak bumi adalah rantai proses yang kompleks dan bertingkat, dimulai dari pemisahan sederhana (distilasi) hingga transformasi molekuler intensif (cracking dan reforming), diakhiri dengan pemurnian ekstensif. Keberhasilan setiap tahap memastikan bahwa energi yang kita gunakan sehari-hari, mulai dari bahan bakar mobil hingga produk plastik, memiliki kualitas dan keamanan yang memenuhi standar global yang terus meningkat.