Tugas Resume Geokimia (Petroleum)

Nama : Samara Grawira
NIM : H1F009043

RESUME

Minyak bumi terbentuk dari bitumen berkomposisi utama hidrokarbon dan yang muncul di daerah penghasil gas atau cair merupakan reservoir alami / kata petroleum berasal darikata Latin petra ("batuan") dan oleum ("minyak"). Dalam penggunaan umum, yang dimaksud adalah setiap campuran hidrokarbon yang dapat dihasilkan melalui pipa bor. Dengan demikian beberapa minyak Duchesne yang dihasilkan di Cekungan Uintah, Utah, muncul ke permukaan sebagai cairan pada suhu reservoir mereka sekitar 93 ° C (200 ° F) tapi segera dingin membentuk padatan. Penyusun utama dari Minyak bumi adalah gas alam, yang tidak mengembun pada suhu dan tekanan standar (STP = 760 mm Hg atau 101 kPa, 60 ° F atau 15,6 ° C), kondensat, merupakan gas dalam tanah tetapi mengembun di permukaan , dan minyak mentah, bagian cair dari minyak bumi.

Minyak bumi hampir seluruhnya terdiri dari unsur hidrogen dan karbon, pada rasio sekitar 1,85 atom hidrogen untuk 1 atom carbon dalam minyak mentah. Unsur-unsur kecil seperti sulfur, nitrogen, dan oksigen kurang dari 3% dari kebanyakan minyak bumi. Jejak logam berat seperti vanadium dan nikel juga hadir. Ada perbandingan komposisi unsur gas, minyak, aspal, batubara, dan bahan organik (kerogen) dalam batuan sedimen. Ketika melewati dari gas ke kerogen, ada penurunan tajam dalam hidrogen dan peningkatan relatif yang sesuai pada belerang, nitrogen, dan oksigen terhadap karbon. Asal usul minyak bumi dari kerogen tergantung pada banyak faktor, tetapi jumlah minyak yang dihasilkan ditentukan terutama oleh kadar hidrogen dari kerogen itu. Hidrogen kerogen tinggi (7 sampai 10% H) menghasilkan lebih banyak minyak dan gas daripada rendah hidrogen kerogen rendah (3 sampai 4% H). Spesifik gravity hidrogen jauh lebih ringan dibandingkan elemen lainnya sehingga minyak dengan kadar hidrogen yang lebih tinggi memiliki spesifik gravitasi rendah. Lihat minyak mentah Pennsylvania dengan kandungan hidrogen dari 14,2% memiliki berat jenis 0.862 (33 ° API), dibandingkan dengan Coalinga, California, minyak mentah dengan 11,7% hidrogen dan berat jenis 0,951 (17 ° API).

Unsur karbon dan hidrogen digabungkan sebagai hidrokarbon yang bervariasi baik ukuran dan jenis molekul dalam minyak mentah. Perbedaan dalam sifat fisik dan kimia minyak bumi disebabkan variasi dalam distribusi ukuran dan jenis hidrokarbon dan persentase senyawa NSO.

Variasi ukuran molekul

Molekul terkecil dalam minyak bumi adalah metana, dengan berat molekul 16. Molekul terbesar adalah asphaltenes, dengan berat molekul dalam puluhan ribu. Antara dua hingga ekstrim sampai yang ribuan senyawa sederhana sampai struktur yang sangat kompleks. Hidrokarbon berbentuk homolog series, yaitu kelompok molekul yang anggotanya memiliki sifat yang mirip dan berbeda dalam ukuran oleh kelompok CH₂. Rumus untuk seri parafin adalah C_nIi2n+2, dimana n adalah angka dari 1 sampai sekitar 100. Dengan meningkatnya ukuran molekul, anggota individu berubah dari gas ke cairan ke padatan. Pada seri parafin, n sama 1 sampai 4 untuk gas, 5 sampai 16 untuk cairan, dan di atas 16 untuk padat untuk parafin rantai lurus.

Minyak bumi dipisahkan ke dalam berbagai ukuran molekul dengan cara distillasi. Sebuah menara menghasilkan penyulingan produk khas dari terkecil sampai ukuran molekul terbesar, seperti: gas, bensin, minyak tanah, minyak ringan gas (solar), minyak berat gas, minyak pelumas, dan residu.

Variasi jenis molekul

Molekul Hidrokarbon terbentuk dalam bentuk struktur yang berbeda dengan nama berikut: Alkana rantai terbuka molekul dengan ikatan tunggal antara atom karbon; sikloalkana adalah cincin alkana, alkena mengandung satu atau lebih ikatan rangkap antara atom karbon; dan arena hidrokarbon dengan satu atau lebih cincin benzena. Kebanyakan ahli geologi minyak bumi dan insinyur lebih akrab dengan istilah parafin untuk alkana, dan naphthenes atau cycloparaffins untuk sikloalkana, olefin untuk alkena, dan aromatic untuk arena. Akibatnya, istilah-istilah ini akan digunakan dalam teks ini.

Parafin (C_nH_{2n +2)}

Di samping naphthenes, jenis hidrokarbon parafin adalah yang paling umum kedua dalam konstituen minyak mentah. Parafin mendominasi fraksi bensin pada minyak mentah, dan mereka adalah prinsip hidrokarbon tertua, berada pada kedalaman paling dalam. Istilah saturated dan aliphatic hidrokarbon juga digunakan untuk kelompok ini. Parafin rantai lurus ditunjukkan disebut parafin normal, atau rz parafin. Parafin normal membentuk suatu seri homolog. Rz-parafin membentuk seri homolog, karena setiap hidrokarbon berbeda dari anggota berhasil dengan satu karbon dan dua atom hidrogen. Para anggota dari seri yang disebut homolognya. Karena parafin normal didefinisikan sebagai rantai lurus, ada sejumlah dari mereka dalam minyak mentah biasanya kurang dari delapan puluh («= 1 sampai 80). Hal ini membuat mereka yang paling mudah diidentifikasi sebagai senyawa pada minyak bumi. Semua jenis molekul lainnya berisi ratusan molekul yang berbeda, sehingga identifikasi jauh lebih sulit.

Istilah parafin berasal dari kata Latin parum affinis, yang berarti "sedikit afinitas". Parafin normal relatif inert dengan asam kuat, basa, dan agen pengoksidasi. Asam sulfat misalnya, digunakan untuk menghilangkan kotoran dari parafin normal sehingga mereka dapat digunakan untuk obat-obatan dan sebagai pelapis untuk wadah makanan. Tanaman mulai mensintesis malam parafin pada awal sejarah geologi sebagai pelapis untuk benih, spora, daun, dan sel lain untuk perlindungan selama penyimpanan. Sebagai sedimen mengalami diagenesis, sebagian besar bahan organik asli diubah atau dihancurkan, tetapi lapisan parafin menjadi batu terkena suhu tinggi metamorfosis. Tanaman yang tumbuh di daerah gurun kering bentuk keras malam khususnya sebagai pelapis guna meminimalkan penguapan air. Akibatnya, banyak sedimen terdapat di daerah gurun berisi dominan jenis hidrokarbon malam parafin.

Naphthenes atau Cycloparaffins _(nH_2nC)

Cycloparaffins yang dibentuk oleh bergabungnya atom karbon dalam cincin merupakan struktur molekul paling umum dalam minyak bumi. cincin Naphthene umumnya mengandung lima atau enam atom karbon, karena dalam ukuran cincin karbon ikatan pendekatan sudut 109,5 derajat.

Naphthenes dan parafin juga disebut hidrokarbon jenuh karena semua ikatan karbon yang tersedia adalah jenuh dengan hidrogen. Jika hidrogen keluar dari parafin, itu akan membentuk satu, dua, atau tiga ikatan ganda, tergantung pada apakah dua, empat, atau enam atom hidrogen dikeluarkan. Menghapus hidrogen dari bentuk naphthenes baik cyclo-olevins atau aromatik. Selama Perang Dunia II, methylcyclohexane terkonsentrasi di kilang dan dilucuti setengah dari hidrogen untuk membentuk toluena, bahan awal untuk trinitrotoluene (TNT).

Aromatik Hydrocarbos (C_nH_2n-6)

Istilah hidrokarbon aromatik ini berasal ketika senyawa berbau menyenangkan seperti cymnene dimana diisolasi sebagai minyak wangi alami. Namun, kebanyakan hidrokarbon sedikit bau yang sangat dalam keadaan murni. Bau yang kuat dari minyak bumi adalah karena nonhydrocarbons. Semua hidrokarbon aromatik mengandung setidaknya satu cincin benzena. Ini adalah sebuah cincin 6-karbon datar ,di mana ikatan keempat setiap atorn karbon dibagi seluruh cincin. Untuk kesederhanaan, cincin ditunjukkan dengan lingkaran dalam, yang menunjukkan bahwa ikatan elektron berpasangan itu keempat terdelokalisasi atas semua atom karbon di atas ring. Para aromatik hidrokarbon tak jenuh yang bereaksi untuk menambahkan hidrogen atau elemen lainnya untuk cincin. Aromatik jarang berjumlah lebih dari 15 persen dari total minyak mentah. Mereka cenderung terkonsentrasi dalam pecahan berat minyak bumi, seperti minyak gas, minyak pelumas, dan residuum, di mana kuantitas yang sering melebihi 50 persen. Toluena dan metaxylene adalah hidrokarbon aromatik yang paling umum dalam minyak bumi. Aromatik memiliki peringkat oktan tertinggi dari jenis hidrokarbon, sehingga mereka berharga dalam campuran bensin. Namun, mereka tidak diinginkan dalam kisaran minyak pelumas karena mereka memiliki perubahan tertinggi di viskositas dengan suhu semua hidrokarbon.

Minyak gas berat, minyak pelumas, dan minyak bumi mengandung residuum meningkatnya jumlah polycyclic hidrokarbon. McKay dan Latham (1973) menemukan bahwa 335-530⁰C adalah kisaran mendidih Recluse, Wyoming, minyak mentah berisi empat sampai delapan cincin sistem kental, dan rentang didih yang lebih tinggi tampaknya memiliki sistem yang lebih besar bahkan cincin kental. Besar kemungkinan bahwa jumlah dering pada molekul polisiklik residuum meningkat terus sampai ukuran partikel asphalthene.

Olefin Hidrokarbon (C_nH_2n-2)

OIefin Hidrokarbon mengandung ikatan ganda antara dua atau lebih atom karbon. Hal ini menyebabkan mereka menjadi sangat reaktif, dibandingkan dengan jenis hidrokarbon lain. Keadaan tak jenuh dari olefin jauh lebih tidak stabil daripada aromatik. Jika hidrogen atau unsur-unsur lain yang tidak tersedia untuk bereaksi jenuh, beberapa olefin akan bereaksi dengan diri mereka sendiri untuk membentuk molekul berat polimer tinggi. Banyak hidrocarbons dibentuk oleh tanaman dan hewan yang olefin. Ethylene (C₂H₄) adalah gas utama yang terbentuk oleh pemasakan buah-buahan dan sayuran. Apel, pir, tomat, dan jagung semua etilena dihasilkan pada saat pematangan. Bahkan ethylene sekarang digunakan untuk mengontrol pematangan pisang ketika mereka siap untuk dipasarkan.

Olefin jarang terjadi pada minyak mentah karena mereka dapat segera berubah menjadi parafin dengan hidrogen atau tiol dengan hidrogen sulfida dalam sedimen.

Komposisi dan Penggunaan Minyak

Distilasi adalah metode utama untuk memisahkan minyak mentah menjadi produk yang berguna. Ketika seseorang sedang berusaha mengumpulkan uang untuk mengebor sumur Drake pada tahun 1859, mereka mengajukan sampel minyak dari rembesan Titusville kepada Profesor Benjamin Silliman dari Yale agar ia bisa menentukan nilainya. Silliman meletakkan minyak dalam suatu tabung penyulingan dan direbus pada delapan fraksi.

Hari ini kilang modern menyuling ribuan barrel minyak per hari melalui operasi terus-menerus pada menara distilasi yang didasarkan pada prinsip yang sama dengan penyulingan termos's Silliman. Sebuah menara kilang setara dengan serangkaian labu distilasi individu, di mana distilat dari termos pertama adalah kental dan pada labu kedua diredistilasi untuk menghasilkan distilat untuk termos ketiga. Uap sulingan dari salah satu kamar naik ke ruang atas. Setiap kamar atasnya di menara mengembun berturut-turut lighterand molekul yang lebih kecil, sampai hanya keluar bensin dari atas. Di bagian bawah menara adalah molekul yang begitu besar dan berat sehingga mereka tidak bisa menembus sebagai gas melalui piring pertama dan begitu berakhir pada residu tersebut. menara Refining mungkin memiliki desain internal yang berbeda untuk kondensasi uap, tetapi efisiensi dari semua itu diukur dari segi jumlah piring, masing-masing piring gelembung menjadi setara dengan labu distilasi.

Adapun hasil dari distillasi minyak bumi adalah sebagai berikut:

Gas

Gas biasanya terdiri dari metana (CH₄) dengan menurunnya jumlah hidrokarbon yang lebih berat, termasuk nonane (C₉H₂₀)_. Pembentuk utama Nonhydrocarbons adalah gas nitrogen, karbondioksida, dan hidrogen sulfida. Sejumlah kecil helium juga ditemukan di beberapa gas. Gas kering didominasi metana dan etana, sedangkan gas basah mungkin mengandung 50% atau lebih dari propana dan butana. Jika gas cap di akumulasi minyak memiliki kandungan tinggi gas basah, minyak akan berisi bensin lebih dari lapangan dengan gas cap akan kering.

Casoline

Bensin terdiri dari hidrokarbon terutama mulai dari C₅ sampai C₁₀. Sebelum adanya mobil bensin tidak memiliki nilai dan biasanya dibuang. Mobil berpengaruh pada peningkatan luar biasa dalam produksi bensin. Sejak minyak mentah hanya berisi bensin 10 sampai 40%, proses cracking yang melibatkan pemecah molekul besar menjadi ukuran bensin pada suhu tinggi, dikembangkan. Selain itu, molekul lebih kecil dari kisaran bensin dipolimerisasi dengan ukuran bensin lebih besar.

Kerosine

Kerosine menggantikan minyak ikan paus untuk penerangan di dunia selama akhir abad kesembilan belas. Pada gilirannya saat ini digantikan oleh lampu gas dan lampu listrik. Untuk mencegah minyak tanah yang diencerkan dengan bensin lebih berbahaya, uji titik nyala dikembangkan. Titik nyala adalah suhu dimana minyak dapat dipanaskan sebelum uap yang akan berkedip saat api dilewatkan di atas minyak. Flash poin masih ditentukan untuk minyak mentah karena mereka menunjukkan suhu di bawah ini dimana minyak dapat ditangani tanpa bahaya kebakaran. Proses cracking suhu tinggi pertama dikembangkan untuk meningkatkan Yield kerosin oleh cracking fraksi-fraksi berat dari minyak mentah. Sebagai penggunaan bensin meningkat dan bahwa minyak tanah berkurang. Peningkatan penggunaan jet dan bahan bakar solar telah membalikkan tren ini, sehingga minyak tanah dan minyak gas ringan sekarang dalam permintaan tinggi.

Minyak gas

Minyak gas ringan (C₁₄ hingga C₁₈) yang digunakan pada bahan bakar jet dan bahan bakar diesel. Sebuah mesin diesel merupakan mesin pengapian kompresi karena kompresi udara panas membakar bahan bakar. Bahan bakar persyaratan untuk efisiensi termodinamika tinggi yang persis berlawanan dari mesin bensin. Rantai panjang hidrokarbon parafin yang mengetuk di spark pengapian adalah bahan bakar terbaik untuk mesin diesel. Cetane, heksadekana normal (C₁₆ H₃₄)_, adalah standar untuk mesin diesel, kecuali isooctane adalah untuk mesin bensin.