Alkilasi adalah suatu proses kimia yang melibatkan penambahan jumlah atom dalam molekul, sehingga molekul tersebut menjadi lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini, digunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, dan AlCl3 (sebagai asam kuat Lewis). Katalis ini berperan penting dalam mempercepat dan memfasilitasi reaksi kimia yang terlibat dalam alkilasi.
Minyak bumi, yang sering disebut sebagai emas hitam, adalah cairan kental dengan warna coklat gelap atau kehijauan yang mudah terbakar. Minyak bumi ditemukan di lapisan atas beberapa wilayah di kerak bumi. Bersama dengan gas alam, minyak bumi berasal dari sisa-sisa organisme lautan, tumbuhan, dan hewan yang telah mati sekitar 150 juta tahun yang lalu. Sisa-sisa organisme ini kemudian mengendap di dasar lautan, tertutup oleh lapisan lumpur. Seiring berjalannya waktu, lapisan lumpur tersebut mengalami transformasi menjadi batuan karena tekanan dari lapisan di atasnya.
Dengan peningkatan tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa organisme tersebut, mengubahnya menjadi minyak dan gas alam. Proses ini memerlukan waktu yang sangat lama dan melibatkan transformasi alami dari materi organik menjadi sumber daya energi fosil yang kita kenal sekarang.
Proses pembentukan minyak bumi dan gas alam memakan waktu jutaan tahun. Minyak dan gas yang terbentuk meresap ke dalam batuan berpori, mirip dengan air yang meresap ke dalam batu karang. Mereka juga dapat berpindah dari satu daerah ke daerah lain, dan jika terhalang oleh lapisan yang kedap, minyak dan gas akan terkonsentrasi di lokasi tersebut.
Meskipun proses pembentukan ini terjadi di dasar lautan, banyak sumber minyak bumi yang sekarang terletak di daratan. Ini disebabkan oleh pergerakan kulit bumi, di mana sebagian dari lautan menjadi daratan seiring berjalannya waktu. Proses geologis ini menyebabkan migrasi dan penumpukan minyak dan gas di lokasi-lokasi tertentu, yang kemudian menjadi sumber daya alam yang sangat berharga.
Alkilasi Dalam Proses Penggilingan Minyak Bumi
Proses alkilasi pada pengilangan minyak umumnya dilakukan dengan menggunakan isobutana yang di alkilasi menggunakan alkena dengan nilai MR (Massa Molekul Relatif) rendah, biasanya campuran propilena dan butilena. Katalis yang digunakan dalam proses ini bersifat asam kuat, seperti asam sulfat (H2SO4) atau asam fluorida (HF). Dalam pengilangan minyak, proses ini dikenal sebagai unit alkilasi asam sulfat (SAAU) atau unit alkilasi fluorida (HFAU).
Proses alkilasi ini melibatkan penggunaan katalis asam kuat untuk memprotonasi alkena (campuran propilena dan butilena), menghasilkan karbokation yang reaktif, yaitu isobutana teralkilasi. Reaksi ini terjadi pada suhu menengah (0 hingga 30°C) dalam reaksi 2 fasa. Penting untuk menjaga tingkat isobutana terhadap alkena tetap tinggi untuk mencegah reaksi samping yang menghasilkan produk dengan nilai oktan rendah. Fasa asam dan fasa hidrokarbon dipisahkan secara spontan untuk memastikan kontak yang cukup antara keduanya.
Produk yang dihasilkan disebut sebagai zat turunan alkil dan terdiri dari campuran isopentana dan isooktana, yang merupakan ikatan cabang hidrokarbon jenis parafin. Zat turunan alkil sering digunakan dalam bensin karena memiliki sifat anti-knocking dan terbakar bersih. Zat ini juga merupakan komponen utama dalam avgas (bahan bakar pesawat). Bilangan oktan dari zat turunan alkil bergantung pada alkana turunan yang digunakan dan kondisi operasi tertentu.
Meskipun minyak mentah awalnya hanya mengandung 10-40% hidrokarbon, penggunaan proses alkilasi bersama dengan proses lain seperti perengkahan dan polimerisasi dapat meningkatkan perolehan bensin hingga 70%. Keputusan untuk memasang unit alkilasi dalam pengilangan dilakukan setelah mempertimbangkan kompleksitas, skala ekonomi, dan kebutuhan katalis yang sesuai.
Dua jenis katalis yang umum digunakan dalam alkilasi adalah asam sulfat dan asam fluorida. Penggunaan asam fluorida memiliki konsumsi yang lebih rendah dan dapat memproses campuran bahan baku dengan rentang yang lebih luas, tetapi karena sifat berbahayanya, penggunaannya terbatas pada lokasi tertentu dengan transportasi yang ketat. Katalis ini dapat digunakan dengan dua metode, yaitu cara Phillips dan UOP. Pilihan antara asam sulfat dan asam fluorida dipengaruhi oleh pertimbangan skala ekonomi, keberlanjutan, dan keselamatan dalam pengoperasian pabrik alkilasi.
