Apa Itu Hidrokarbon dan Bagaimana Petroleum Ditapis kepada Bahan Api?

Petrol dalam kereta, gas dalam dapur dan lilin pada kek hari jadi kelihatan sangat berbeza. Namun, kebanyakannya terdiri daripada sebatian yang sama jenis, iaitu hidrokarbon. Hidrokarbon ialah sebatian yang mengandungi atom karbon dan atom hidrogen sahaja. Petroleum dan gas asli ialah antara sumber utama hidrokarbon. Minyak mentah yang dikeluarkan dari bawah tanah dikenali sebagai petroleum. Soalannya, bagaimanakah satu cecair gelap yang kotor boleh menjadi begitu banyak bahan yang berguna?

Keluarga hidrokarbon

Setiap atom karbon biasanya membentuk empat ikatan, dan itulah sebabnya ia boleh bercantum membentuk rantai yang panjang dan bercabang. Jadi hidrokarbon wujud dalam pelbagai saiz. Alkana ialah hidrokarbon yang hanya mempunyai ikatan tunggal antara atom karbon. Contohnya ialah metana, etana, propana dan butana. Alkana dipanggil tepu kerana ia tidak boleh menerima atom hidrogen tambahan. Alkena pula mempunyai sekurang-kurangnya satu ikatan ganda dua antara atom karbon, seperti dalam etena, dan ia lebih reaktif. Panjang rantai karbon mempengaruhi sifat fizik. Apabila rantai bertambah panjang, takat didih dan kelikatan meningkat. Metana yang berantai pendek ialah gas pada suhu bilik, manakala hidrokarbon berantai panjang menjadi cecair kental atau pepejal seperti lilin.

Petroleum ialah campuran

Petroleum terbentuk selama berjuta-juta tahun daripada sisa plankton dan alga purba yang tertimbus di bawah mendapan dan mengalami haba serta tekanan. Hasilnya ialah campuran banyak hidrokarbon yang berbeza saiz, bersama sedikit unsur lain seperti sulfur. Komposisinya berbeza antara satu telaga dengan telaga yang lain, jadi petroleum tidak mempunyai satu formula yang tetap. Minyak mentah tidak boleh terus dimasukkan ke dalam enjin kereta kerana ia mengandungi banyak bahan yang berlainan sifat. Ia perlu dipisahkan dahulu kepada bahagian yang lebih seragam. Setiap bahagian kemudian digunakan untuk tujuan yang berbeza, daripada bahan api kenderaan hingga bahan pelincir dan bahan mentah untuk industri lain.

Penyulingan berperingkat

Pemisahan dilakukan di kilang penapis melalui penyulingan berperingkat. Minyak mentah dipanaskan dahulu dalam relau sehingga banyak daripadanya menyejat, dan wapnya naik ke dalam menara tinggi yang lebih panas di bahagian bawah dan lebih sejuk di bahagian atas. Hidrokarbon yang berantai pendek mempunyai takat didih rendah, jadi ia naik jauh ke atas sebelum memeluwap kembali menjadi cecair. Hidrokarbon berantai panjang mempunyai takat didih tinggi, jadi ia memeluwap lebih rendah dalam menara. Cecair itu dikumpulkan pada ketinggian yang berbeza. Secara umum, bahagian atas menghasilkan gas dan petrol, bahagian tengah menghasilkan kerosin (minyak tanah) dan diesel, dan bahagian bawah meninggalkan sisa yang paling berat. Molekul tidak berubah semasa proses ini. Hanya keadaan fizik dan tempat pemeluwapan yang berbeza.

Bahan api dan keselamatan

Hidrokarbon berguna sebagai bahan api kerana apabila terbakar dalam oksigen yang cukup, ia menghasilkan karbon dioksida dan air sambil melepaskan haba. Karbon dioksida itu dilepaskan ke atmosfera apabila bahan api dibakar. Jika oksigen tidak mencukupi, pembakaran menjadi tidak lengkap dan boleh menghasilkan gas beracun seperti karbon monoksida, jadi ruang tertutup tidak sesuai untuk membakar bahan api. Kebanyakan hidrokarbon juga sangat mudah terbakar. Petrol, minyak tanah dan gas mesti disimpan jauh daripada api dan tidak boleh dikendalikan tanpa penyeliaan orang dewasa.