Setiap hari, miliaran orang di seluruh dunia bergantung pada produk turunan minyak bumi: mulai dari bensin untuk kendaraan, LPG untuk memasak, hingga aspal untuk jalan raya, bahkan plastik pada ponsel Anda. Namun, dari manakah semua produk ini berasal?Semua berawal dari cairan hitam kental yang disebut minyak mentah (crude oil). Minyak mentah adalah campuran hidrokarbon yang kompleks, ibarat “smoothie” raksasa yang berisi ribuan jenis molekul berbeda. Untuk memisahkan molekul-molekul ini menjadi produk yang berguna, industri menggunakan proses inti yang disebut distilasi fraksinasi—atau, lebih dikenal sebagai proses distilasi minyak bumi.Artikel ini bertujuan untuk menjelaskan alur dan proses pengolahan minyak mentah secara detail, namun tetap mudah dipahami oleh masyarakat umum. Kita akan membedah prinsip kerjanya, melihat tahapan di dalam kilang, hingga mengetahui turunan minyak bumi apa saja yang dihasilkan, agar Anda dapat mengerti mengapa proses pengolahan ini menjadi tulang punggu peradaban modern.
| Istilah | Penjelasan untuk Masyarakat Umum (Analogi) |
| Minyak Mentah (Crude Oil) | “Smoothie” atau campuran alami hidrokarbon yang kompleks, diambil dari perut bumi. |
| Hidrokarbon | Molekul-molekul yang tersusun dari atom Hidrogen dan Karbon, yang menjadi bahan dasar minyak bumi dan gas alam. |
| Distilasi Fraksinasi | Proses pemisahan campuran (minyak mentah) berdasarkan perbedaan titik didih molekul-molekul penyusunnya. |
| Kolom Distilasi (Fractionating Column) | Menara tinggi di kilang minyak, ibarat “panci raksasa bertingkat” tempat uap naik dan memisahkan diri menjadi fraksi-fraksi berbeda. |
| Fraksi Minyak Bumi (Petroleum Fractions) | Produk-produk yang telah terpisah dari minyak mentah berdasarkan kelompok titik didihnya (misalnya, bensin, diesel, kerosin). |
| Titik Didih | Suhu di mana suatu zat (hidrokarbon) berubah dari fase cair menjadi fase gas (uap). |
Mari kita pahami istilah-istilah dasar diatas, untuk mempermudah kita untuk membayangkan apa yang terjadi pada proses distilasi.
Teori Dasar (Memahami Titik Didih)
Konsep kunci dari proses distilasi minyak bumi adalah pemisahan berdasarkan Titik Didih.
- Analogi Merebus Air Garam: Ketika Anda merebus air garam, air akan menguap (titik didih rendah) sementara garam tertinggal (titik didih sangat tinggi). Distilasi bekerja dengan prinsip yang sama, tetapi dengan puluhan jenis molekul yang memiliki titik didih yang sedikit berbeda.
- Hubungan Molekul dan Titik Didih: Dalam minyak mentah:
- Molekul Ringan: Memiliki rantai karbon pendek (misalnya C1 hingga C4). Memiliki ikatan lemah dan Titik Didih Rendah (menguap mudah, seperti LPG).
- Molekul Berat: Memiliki rantai karbon panjang (misalnya C20 ke atas). Memiliki ikatan kuat dan Titik Didih Tinggi (sulit menguap, seperti aspal).
Aplikasi Industri (Proses Pra-Distilasi)
Sebelum minyak mentah memasuki Kolom Distilasi (unit CDU/Crude Distillation Unit), harus melalui tahap pra-proses untuk memastikan efisiensi dan mencegah korosi:
- Desalting (Penghilangan Garam): Minyak mentah sering mengandung garam (seperti NaCl) dan air. Garam ini harus dihilangkan melalui proses pencampuran dengan air dan dialiri listrik (electrostatic treater). Jika garam tidak dihilangkan, ia akan mengendap dan menyebabkan korosi serius pada peralatan pemanas.
- Pemanasan Awal: Minyak mentah dipanaskan di dalam Furnace (Tungku) hingga suhu tinggi, biasanya mencapai 350°C hingga 400°. Tujuannya adalah mengubah sebagian besar fraksi minyak menjadi uap sebelum memasuki kolom.
Langkah-langkah Distilasi
Proses distilasi utama terjadi di dalam Kolom Distilasi Atmosferik (CDU):
- Injeksi ke Kolom: Minyak mentah yang sudah dipanaskan hingga suhu tinggi (sekitar 350°C) dan sebagian telah menjadi uap dimasukkan ke bagian bawah kolom (flash zone).
- Pemisahan Uap (Vaporization): Di zona flash, fraksi-fraksi dengan titik didih rendah akan langsung menguap dan bergerak naik. Fraksi terberat dan residu (seperti aspal) tidak menguap dan keluar dari dasar kolom.
- Naik dan Mendingin: Uap panas bergerak naik ke puncak menara. Kolom didesain memiliki gradien suhu: Panas di bawah, Dingin di atas.
- Kondensasi Bertingkat (Trays): Di sepanjang kolom terdapat nampan (trays). Ketika uap mencapai tingkat (tray) yang suhunya lebih rendah daripada titik didihnya, uap tersebut akan mengembun kembali menjadi cairan.
- Fraksi Berat (Titik Didih Tinggi): Mengembun di tray bawah (suhu tinggi). Contoh: Diesel dan Minyak Pelumas.
- Fraksi Ringan (Titik Didih Rendah): Terus naik hingga mencapai tray atas (suhu rendah). Contoh: Bensin dan Nafta.
- Pengambilan Produk (Draw-Off): Cairan yang mengembun di setiap tray ditarik keluar sebagai produk yang terpisah (side streams). Produk paling ringan (gas) keluar dari puncak kolom.
Mitigasi Teknik
· Tantangan 1: Kontaminasi Sulfida (Sour Crude): Banyak minyak mentah mengandung sulfur tinggi. Saat diproses, sulfur berubah menjadi hidrogen sulfida ($\text{H}_2\text{S}$), gas beracun dan sangat korosif.
- Mitigasi: Kilang harus dilengkapi unit sweetening (seperti proses Amine Treater) untuk menghilangkan $\text{H}_2\text{S}$ dan unit desulfurisasi (Hydrodesulfurization – HDS) untuk mengurangi kandungan sulfur pada produk akhir.
· Tantangan 2: Residu Berat yang Tidak Terproses: Distilasi atmosferik tidak dapat memisahkan fraksi terberat karena pemanasan di atas $\text{400°C}$ akan menyebabkan molekul retak (cracking).
- Solusi: Fraksi residu dimasukkan ke Kolom Distilasi Vakum (VDU). Di bawah vakum (tekanan sangat rendah), titik didih fraksi berat akan turun, memungkinkannya menguap dan terpisah tanpa cracking, menghasilkan produk seperti minyak pelumas dan heavy fuel oil.
Jangkauan Titik Didih
Proses distilasi adalah fisika murni. Pemisahan fraksi-fraksi utama dapat dianalisis berdasarkan jangkauan titik didih (T.D.) rata-rata:
| Produk (Fraksi) | Rentang Titik Didih Rata-rata | Kegunaan Utama |
| Gas Ringan (LPG) | Di bawah 20°C | Bahan bakar memasak, propelan aerosol. |
| Bensin (Gasoline) | {30°C – 200° | Bahan bakar motor dan mobil. |
| Kerosin (Avtur) | 180°C – 260°C | Bahan bakar pesawat jet (Jet Fuel). |
| Diesel (Gas Oil) | 250°C – 350°C | Bahan bakar truk dan mesin diesel. |
| Minyak Pelumas, Wax | Di atas 350°C (Vakum) | Pelumas mesin, pembuatan lilin. |
| Aspal (Bitumen) | Residu | Bahan pengikat jalan raya, atap. |
Penting untuk dicatat bahwa produk yang keluar dari distilasi (straight run) bukanlah produk akhir. Bensin yang keluar dari kolom distilasi atmosferik harus melalui proses sekunder (seperti Cracking dan Reforming) untuk meningkatkan kualitasnya (angka oktan) agar layak digunakan di mesin modern. Distilasi hanyalah proses pemisahan, bukan peningkatan kualitas.
Kilang Cilacap, Indonesia: Kilang ini, seperti banyak kilang besar lainnya, tidak hanya mengandalkan distilasi atmosferik (CDU) tetapi juga VDU (Distilasi Vakum) untuk memproses residu dan mendapatkan minyak pelumas dasar. Selain itu, dilengkapi dengan unit Hydrocracking untuk memecah fraksi berat dari VDU menjadi produk yang lebih ringan seperti bensin dan diesel. Ini adalah contoh nyata bahwa distilasi adalah gerbang utama, tetapi proses upgrade (pemrosesan sekunder) yang menentukan portofolio produk kilang.
Proses distilasi minyak bumi adalah keajaiban chemical engineering yang mengubah campuran tak berharga yang terdapat di minyak mentah menjadi komoditas vital. Proses ini bekerja berdasarkan prinsip fisika sederhana—perbedaan titik didih—yang diimplementasikan pada skala industri raksasa di Kolom Distilasi. Setiap lapisan di menara itu menghasilkan fraksi yang berbeda, dari gas ringan di puncak hingga aspal di dasar.
Dengan memahami proses distilasi ini kita diharapkan agar dapat memahami tentang rantai pasokan energi global. Seiring transisi energi global, kilang modern akan semakin berfokus pada efisiensi proses distilasi dan proses sekunder (seperti biofuel co-processing) untuk memenuhi permintaan akan bahan bakar yang lebih bersih dan berkelanjutan.