Minyak mentah (petroleum) adalah sumber daya alam yang tak ternilai harganya, menjadi tulang punggung energi global selama lebih dari satu abad. Namun, minyak yang baru diangkat dari perut bumi tidak langsung dapat digunakan. Minyak mentah adalah campuran kompleks dari ribuan senyawa hidrokarbon, dan perlu melalui serangkaian proses rumit yang dikenal sebagai pengolahan minyak mentah untuk dipisahkan menjadi produk-produk bernilai jual, seperti bensin, solar, avtur, hingga bahan baku plastik.
Proses ini dilakukan di fasilitas skala besar yang disebut kilang minyak (refinery). Tujuan utama pengolahan adalah memecah molekul hidrokarbon berat menjadi molekul yang lebih ringan dan lebih berguna, serta menghilangkan kotoran seperti sulfur dan air.
Sebelum masuk ke proses kimia yang intensif, minyak mentah harus melalui pemisahan awal untuk menghilangkan kontaminan seperti air, garam, dan sedimen. Tahap ini krusial karena zat-zat ini dapat menyebabkan korosi dan menyumbat peralatan di tahap pemrosesan selanjutnya.
Representasi Visual Proses Destilasi Sederhana
Ilustrasi: Prinsip Dasar Destilasi Fraksional
Tahap paling fundamental dalam pengolahan minyak mentah adalah Destilasi Fraksional (Fractional Distillation). Minyak mentah dipanaskan hingga suhu sekitar 350°C hingga 400°C dan dimasukkan ke dalam kolom fraksinasi raksasa.
Prinsip dasarnya adalah perbedaan titik didih komponen-komponen hidrokarbon. Ketika minyak panas menguap dan memasuki kolom, uap tersebut naik dan mendingin secara bertahap. Setiap ketinggian dalam kolom memiliki suhu yang berbeda:
Produk dari destilasi sering kali belum memenuhi standar kualitas pasar atau belum maksimal secara kuantitas. Oleh karena itu, dibutuhkan proses konversi dan pemurnian lebih lanjut.
Proses cracking bertujuan memecah molekul hidrokarbon berat yang kurang bernilai (misalnya residu) menjadi molekul yang lebih ringan dan bernilai tinggi (seperti bensin atau LPG). Metode yang umum digunakan adalah Fluid Catalytic Cracking (FCC), yang menggunakan katalis untuk mempercepat reaksi pemecahan pada suhu tinggi.
Komponen nafta yang dihasilkan dari destilasi memiliki nilai oktan (ketahanan terhadap detonasi) yang rendah untuk bahan bakar mobil modern. Reforming mengubah struktur molekul nafta menjadi senyawa aromatik dengan angka oktan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan komponen premium untuk bensin.
Proses ini menggabungkan molekul kecil yang terpecah menjadi molekul yang lebih besar, seringkali digunakan untuk meningkatkan kualitas fraksi bensin tertentu.
Setelah konversi, produk masih mengandung zat-zat yang tidak diinginkan, terutama senyawa sulfur (belerang). Kandungan sulfur tinggi sangat merusak lingkungan jika dibakar karena menghasilkan gas asam berbahaya (SOx).
Proses pemurnian yang dominan adalah Hydrotreating. Dalam proses ini, produk dicampur dengan hidrogen dan dilewatkan melalui katalis pada suhu dan tekanan tinggi. Hidrogen bereaksi dengan sulfur, mengubahnya menjadi hidrogen sulfida ($\text{H}_2\text{S}$), yang kemudian dapat dipisahkan dan diolah lebih lanjut.
Secara keseluruhan, pengolahan minyak mentah adalah rantai proses yang sangat terintegrasi, mengubah bahan mentah yang kompleks menjadi ribuan produk yang menopang peradaban modern. Keberhasilan kilang modern bergantung pada efisiensi termal dan pemilihan proses konversi yang tepat untuk memaksimalkan output produk bernilai tinggi sesuai permintaan pasar energi global.
Proses ini menunjukkan kompleksitas rekayasa kimia yang memungkinkan kita menggunakan energi yang tersimpan jutaan tahun lalu.