Antara Bahan Bakar Minyak dan Timbal

Gasolin adalah suatu senyawa organik  yang dibutuhkan dalam suatupembakaran dengan tujuan untuk mendapatkan energi/tenaga. Gasolin ini merupakan hasil dari proses distilasi minyak bumi  (Crude Oil) menjadi fraksi- fraksi yangdiinginkan.

Adapun  jenis-jenis bahan bakar minyak yang diproduksi dan diperdagangkan di Indonesia untuk keperluan kendaraan bermotor, rumah tangga, industri dan perkapalan adalah sebagai berikut:

1. Super TT, Premix, Premium (gasolin untuk motor) dan BB2L,

2. ELPIJI dan BBG,

3. Minyak Tanah (kerosene),

4. Minyak Solar (gas oil),

5. Minyak Diesel (diesel oil),

6. Minyak Bakar (fuel oil)

Karakteristik utama yang diperlukan dalam gasoline adalah sifat  pembakarannya. Sifat pembakaran ini biasanya diukur dengan angka oktan.Angka oktan merupakan ukuran kecenderungan gasoline untuk mengalamipembakaran tidak normal yang timbul sebagai ketukan mesin. Semakin tinggiangka oktan suatu bahan bakar, semakin berkurang kecenderungannya untukmengalami ketukan dan semakin tinggi kemampuannya unutk digunakan pada rasio kompresi tinggi tanpa mengalami ketukan. Angka oktan diukur dengan menggunakan mesin baku, yaitu mesin CFR ( Cooperative Fuel Reseach ) yang dipoerasikan pada kondisi tertentu, di mana bahan bakar dibandingkan dengan bahan bakar rujukan  yang terbuat dari n –heptana ( angka oktan 0) san isooktana (angka oktan 100). Angka oktan bensin yang diukur didefinisikan sebagai persentase isooktana dalam bahan bakar rujukan yang memberikan intensitas ketukan yang sama pada mesin uji.

Jenis gasolin yang diproduksi dan dipasarkan oleh Pertamina dengan nama premium saat ini memiliki angka oktan 88 dengan kandungan timbal maksimum 3 gram/liter dan kadar belerang maksimum 2% bobot. Di samping premium disediakan pula gasolin yang beroktan lebih tinggi , yaitu Premix, dengan angka oktan 94. Proses produksinya ditempuh dengan cara pencampuran premium dengan 15% MTBE(Methyl Tertiery Butyl Ether) sehingga kandungan timbalnya sama dengan premium.



Gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar motor harus memenuhi beberapa spesifikasi. Hal ini ditujukan untuk meningkatkan efisiensi pembakaran padamesin dan mengurangi dampak negatif dari gas buangan hasil pembakaran bahan bakar yang dapat menimbulkan berbagai masalah lingkungan dan kesehatan.

Gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar harus memiliki nilai oktan yang cukup tinggi dan memiliki kandungan bahan – bahan berbahaya seperti timbal, sulfur, senyawa  – senyawa nitrogen , yang dapat menimbulkan efek kerusakan lingkungan dan masalah kesehatan.

Timbal adalah neurotoksin – racun penyerang syaraf – yang bersifat akumulatif clan dapat merusak pertumbuhan otak pada anak-anak. Studi mengungkapkan bahwa dampak timbal sangat berbahaya pada anak-anak karena berpotensi menurunkantingkat kecerdasan (IQ). Selain itu, timbal (Pb) sebagai salah satu komponen polutan udara mempunyai efek toksit yang luas pada manusia clan hewan denganmengganggu fungsi ginjal, saluran pencemaan, sistem saraf pada remaja, menurunkan fertilitas, menurunkan jumlah spermatozoa clan meningkatkan spermatozoa abnormal serta aborsi spontan.

Ada beberapa pertimbangan mengapa timbal digunakan sebagai aditif bensin, di antaranya adalah timbal memiliki sensitivitas tinggi dalam meningkatkan angka oktan, di mana setiap tambahan 0.1 gram timbal per 1 liter gasoline mampu menaikkan angka oktan sebesar 1.5  – 2 satuan angka oktan. Di samping itu, timbal merupakan komponen dengan harga relatif murah untuk kebutuhan peningkatan 1 satuan angka oktan dibandingkan dengan menggunakan senyawa lainnya.Pertimbangan lain adalah  bahwa pemakaian timbal dapat menekan kebutuhan aromat sehingga proses produksi relatif lebih murah dibandingkan produksi gasoline tanpa timbal.

Berbagai pertimbangan di atas menyimpulkan bahwa dengan menambahkan senyawa timbal pada gasoline berangka oktan rendah akan didapatkan gasolinedengan angka oktan tinggi melaui proses produksi berbiaya murah – meski berdampak inefisiensi pada perawatan mesin  – dibandingkan dengan proses produksi gasoline dengan campuran senyawa lainnya. Dampak positif lainnya bahwa adanya timbal dalam gasoline juga bermanfaat dengan kemampuannya memberikan fungsipelumasan pada dudukan katup dalam proses pembakaran khususnya untuk kendaraan produksi tahun lama. Adanya fungsi pelumasan ini akan mendorong dudukan katup terlindung dari proses keausan sehingga lebih awet  – untuk mobil yang diproduksi tahun lama.

Satu hal yang menjadi kegalauan kita, bahwa timbal pada gasoline memiliki dampak negatif terhadap lingkungan hidup termasuk kepada kesehatan manusia.Dampak negatif ini adalah bahwa pencemaran timbal dalam udara menurut penelitian merupakan penyebab potensial terhadap peningkatan akurnulasi kandungan timbal 12dalam darah terutarna pada anak-anak. Akumulasi timbal dalam darah yang relatif tinggi akan menyebabkan sindroma saluran pencernaan, kesadaran (cognitive effect), anemia, kerusakan ginjal hipertensi, neuromuscular dan konsekuensi pathophysiologis serta kerusakan syaraf pusat dan perubahan tingkah laku. Pada kondisi lain, akumulasi timbal dalam darah ini juga menyebabkan ganggua n fertilitas, keguguran janin pada wanita hamil, serta menurunkan tingkat kecerdasan (IQ) pada anak-anak. Penyerapan timbal secara terus menerus melalui pernafasan dapat berpengaruh pula pada sistem haemopoietic.

Di Amerika Serikat sendiri telah ada suatu  studi yang mendalam mengenai sejauh mana kemungkinan keterlibatan gasoline bertimbal dalam peningkatan timbal dalam darah. Studi ini dinamakan NHANES (National Health and NutritionExamination Study ) 2 dan 3. NHANES 2 mensurvey 27,801 orang antara tahun 1976-1980dengan rentang umur 6 bulan hingga 74 tahun yang tinggal di 64 daerah di Amerika Serikat. Hasilnya menunjukkan bahwa penurunan penggunaan timbal dalam gasoline sebesar 50% juga berakibat menurunkan 30% kandungan timbal dalam darah. Oleh karenanya  dapat disimpulkan bahwa timbal dalam gasoline merupakan penyebab utama timbulnya penumpukan timbal dalam darah yang nantinya akan dapatmenyebabkan timbulnya kanker. Untuk selanjutnya, sebagai lanjutan dari apa yang telah dilakukan olehNHANES 2,  NHANES  3 juga telah melakukan penelitian pada rentang tahun 1988-1991, dimana pada saat itu, penggunaan timbal di Amerika Serikat telah hampir dihilangkan, dan hal ini mengakibatkan penurunan yang sangat drastis padapenumpukan timbal di dalam darah, pada orang dengan rentang umur 1-74 tahun, yaitu sekitar 2.8 µg dl-1.

special thank’s to : PESERTA MATA KULIAH TEKNIK PEMBAKARAN SEMESTER GENAP 2001/2002 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

 

Mencari Pengganti TEL untuk Meningkatkan Angka Oktan

Menaikkan angka oktan pada bensin adalah salah satu upaya unt uk meningkatkan kualitas bensin. Angka oktan bensin sendiri didefinisikan sebagaipersentase isooktana dalam bahan bakar rujukan yang memberikan intensitas ketukan yang sama pada mesin uji.

Untuk mendapatkan bensin dengan angka oktan yang cukup tinggi dapat  ditempuh beberapa cara: memilih minyak bumi dengan kandungan aromat yang tinggi dalam trayek didih gasoline; meningkatkan kandungan aromatik melalui pengolahanreformasi atau alkana bercabang dengan alkilasi atau isomerisasi atau olefin bertitik didh rendah; mengunakan komponen berangka oktan tinggi sebagai bahan ramuan seperti alcohol atau eter; menambahkan aditif peningkat angka oktan.Dalam makalah ini akan dibahas berbagai macam aditif peningkat angka oktan yang digunakan selama ini maupun yang akan datang. Hal ini disebabkan kebutuhan akan angka oktan bensin yang tinggi semakin meningkat seiring dengan kemajuan perkembangan teknologi kendaraan bermotor. Dan kebutuhan akan lingkungan yang lebih bersih juga menjadi salah satu penyebab berkembangnya penelitian untukmenemukan aditif-aditif baru yang ramah lingkungan dan bersahabat dengankesehatan.

Senyawa Oksigenat

Di Amerika dan beberapa negara- negara Eropa Barat, penggunaan TELsebagai aditif anti ketuk di dalam bensin makin banyak digantikan oleh senyawa organic beroksigen (oksigenat) seperti alkohol (methanol, etanol, isopropil alkohol) dan eter (Metil Tertier Butil Eter (MTBE), Etil Tertier Butil Eter (ETBE) dan Tersier Amil Metil Eter (TAME)). Oksigenat adalah senyawa organic cair yang dapatdicampur ke dalam bensin untuk menambah angka oktan dan kandungan oksigennya. Selama pembakaran, oksigen tambahan di dalam bensin dapat mengurangi emisikarbon monoksida, CO dan material-material pembentuk ozon atmosferik. Selain itu 14senyawa oksigenat juga  memiliki sifat-sifat pencampuran yang baik dengan bensin. Semua oksigenat mempunyai angka oktan di atas 100 dan berkisar antara 106 RON untuk TBA dan 122 RON untuk methanol.

Penggunaan alkohol sebagai zat aditif pengganti TEL masih terbatas karena beberapa masalah antara lain tekanan uap dan daya hidroskopisnya yang tinggi. Oleh karena itu senyawa eter lebih banyak digunakan daripada alkohol. Senyawa eter yang telah banyak digunakan adalah MTBE, sedangkan ETBE dan TAME masih terbatas karena teknologi prosesnya masih belum banyak dikembangkan. Namun berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian dalam satu dasawarsa ini, MTBE juga menimbulkan masalah pencemaran air tanah, sehingga penggunaannya sebagai zat aditif bensinbanyak ditinjau lagi. Penggunaan eter tersebut sebagai zat aditif saat ini agaknya mulai digantikan dengan alternatif aditif yang lain, seperti di Amerika mulaidilakukan pengkajian terhadap penggunaan etanol sebagai pengganti MTBE. DiIndonesia walaupun masih menggunakan MTBE, namun Bapedal melakukanpengkajian terhadap Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT),senyawa organologam.

Metanol memiliki angka oktan yang tinggi dan mudah didapat danpenggunaannya sebagai aditif bensin tidak menimbulkan pencemaran udara. Namun perbedaan struktur molekul methanol yang sangat berbeda deari struktur hidrokarbonbensin menimbulkan permasalahan dalam penggunaannya, antara lain kandunganoksigen yang sangat tinggi dan rasio stoikiometri udara per bahan bakar. Nilaibakarnya pun hanya 45% dari bensin. Metanol merupakan cairan alkohol yang tak berwarna dan bersifat toksik. Pada kadar tertentu (kurang dari 200 ppm) methanol dapat menyebabkan iritasi ringan pada mata, kulit dan selaput lendir dalam tubuh manusia. Efek lain jika keracunan methanol adalah meningkatnya keasaman darah yang dapat mengganggu kesadaran.

Etanol memiliki angka oktan yang hampir sama dengan metanol. Dayatoleransi etanol terhadap air lebih baik daripada metanol. Di negara- negara yangmempunyai kelebihan produksi pertanian etanol dibuat dari fermentasi produkpertanian. Etanol juga bersifat toksik. Di dalam tubuh manusia keberadaan etanol diproses di dalam hati  di mana enzim dehidrogenasi mengubah etanol menjadiasetaldehida. Akumulasi asetaldehida itu dapat mengganggu sistem kesadaran otak manusia. Namun begitu penggunaan etanol sebagai aditif bensin dinilai relatif lebih aman dibanding metanol.

MTBE memiliki sifat yang paling mendekati bensin ditinjau dari nilai kalor, kalor laten penguapan dan rasio stoikimoetri udara per bahan bakar.

MMT


Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT) adalah senyawaorganologam yang digunakan sebagai pengganti bahan aditif TEL, dan telahdigunakan selam dua puluh tahun terakhir di Kanada, Amerika Serikat serta beberapa negara Eropa lainnya. RVP- nya rendah yaitu 2,43 psi dan penggunaannya dibatasi hingga 18 mg Mn/liter bensin. Indeks pencampuran RVP yang rendahmenguntungkan dalam proses pencampuran bensin karena mengurangi tekanan uap bahan bakar RVP sehingga emisi uap selama operasi dan penggunaan bahan bakar pada kendaraan bermotor berkurang. Penggunaan MMT hingga 18 mg Mn/liter bensin dapat meningkatkan angka oktan bensin sebesar 2 poin, namun masih kurangmenguntungkan jika dibandingkan dengan peningkatan angka oktan yang lebih tinggi yang dihasilkan senyawa oksigenat. Dalam penerapannya MMT memiliki tingkat toksisitas yang lebih rendah daripada TEL

Naphtalene


Naftalena adalah salah satu komponen yang termasuk benzena aromatikhidrokarbon, tetapi tidak termasuk polisiklik. Naftalena memiliki kemiripan sifat yang memungkinkannya menjadi aditif bensin untuk meningkatkan angka oktan.  Sifat-sifat tersebut antara lain: sifat pembakaran yang baik, mudah menguap sehingga tidak meninggalkan getah padat pada bagian-bagian mesin.

Penggunaan Naftalena sebagai aditif memang belum terkenal karena masih dalam tahap penelitian. Sampai saat ini memang belum diketahui akibat burukpenggunaan naftalena terhadap lingkungan dan kesehatan, namun ia relatif amanuntuk digunakan.