Sejarah bensin dan perkembangan senyawa penambah bilangan oktan

Bima Ghritrif Aldrajat

@Z14-BIMA

Abstrak

Bensin, sebagai salah satu bahan bakar paling umum digunakan di seluruh dunia, memiliki sifat-sifat yang memengaruhi kinerja mesin pembakaran dalam kendaraan bermotor. 

Salah satu parameter penting dalam menilai kualitas bensin adalah bilangan oktan. Bilangan oktan mengukur ketahanan bensin terhadap fenomena yang dikenal sebagai "engine knock" atau "ketukan mesin," yang dapat merusak mesin jika tidak dikendalikan dengan baik.

Sejarah pengembangan bensin telah mencakup berbagai senyawa yang digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan. Salah satu senyawa yang paling dikenal adalah timbal tetraetil (TEL), yang digunakan pada awal abad ke-20. TEL mengatasi masalah ketukan mesin dengan efektif, meskipun kemudian dilarang karena dampak negatifnya pada lingkungan dan kesehatan manusia.

Setelah larangan penggunaan TEL, industri mencari alternatif yang lebih ramah lingkungan seperti methyl tert-butyl ether (MTBE) dan etanol. MTBE digunakan sebagai aditif bensin untuk meningkatkan bilangan oktan, meskipun memiliki masalah lingkungan. Etanol, yang dapat dicampur dengan bensin, menjadi bahan bakar alternatif yang populer.

Selain senyawa-senyawa tersebut, ada juga berbagai senyawa organik dan senyawa yang mengandung nitrogen yang digunakan sebagai aditif bensin. Pengembangan aditif bensin terus berlanjut, dengan penekanan pada solusi yang lebih efisien dan ramah lingkungan. 

Bilangan oktan tetap menjadi parameter penting dalam spesifikasi bensin, dan penelitian terus berlanjut untuk meningkatkan kualitas bensin demi kinerja mesin yang lebih baik dan emisi yang lebih rendah. Sejarah senyawa-senyawa ini mencerminkan usaha berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan mobilitas modern dengan bahan bakar yang efisien dan ramah lingkungan.

kata kunci : bensin, oktan, lingkungan.

Rumusan masalah

1. Bagaimana perkembangan bahan bakar bensin terkait dengan peningkatan bilangan oktan selama sejarahnya?

2. Apa saja senyawa-senyawa yang telah digunakan sebagai aditif dalam bensin untuk meningkatkan bilangan oktan, dan bagaimana dampaknya terhadap kinerja mesin dan lingkungan?

3. Bagaimana industri bahan bakar terus berinovasi dalam upaya memenuhi standar emisi yang lebih ketat sambil menjaga kualitas bensin dalam mengatasi ketukan mesin?

Tujuan:

1.Meneliti perkembangan sejarah bensin dan bilangan oktan untuk memahami bagaimana industri bahan bakar telah berkembang seiring waktu.

2.Menganalisis senyawa-senyawa aditif bensin yang telah digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan dan mengevaluasi dampaknya terhadap kinerja mesin dan lingkungan.

3.Memahami upaya industri bahan bakar dalam mengembangkan solusi yang lebih efisien dan ramah lingkungan untuk memenuhi standar emisi yang semakin ketat sambil menjaga kualitas bensin dalam mengatasi ketukan mesin.

Pembahasan

A. Sejarah Singkat Bensin dan Minyak Bumi

Bensin merupakan salah satu hasil dari distilasi minyak bumi. pengolahan dan penggunaan minyak bumi telah berlangsung selama ribuan tahun. 4000 tahun lalu, bangsa babilonia telah menggunakan aspal yang merupakan salah satu produk minyak bumi sebagai salah satu bahan bangunan dalam pembuatan menara babilon. Di China, minyak bumi sebagai bahan bakar lampu penerang telah digunakan sejak 2000 tahun lalu.

Penggunaan minyak bumi sebagai penerangan di Amerika terjadi pada tahun 1850, mereka memurnikan minyak bumi dan menghasilkan kerosin sebagai pengganti minyak paus yang lebih mahal.

Penggunaan bensin sebagai bahan bakar baru terjadi pada tahun 1876, yaitu saat Nikolaus August Otto menciptakan mesin empat langkah atau mesin otto yang berbahan bakar bensin. mesin otto pun menjadi dasar bagi banyakmesin bensin modern yang digunakan pada kendaraan bermotor dan pesawat terbang. lalu pada tahun 1885, Karl Benz menyempurnakan mesin otto dan menciptakan kendaraan bermotor pertama yang bertenaga bensin. kendaraan tersebut dikenal sebagai Benz Patent-Motorwagen.dan dianggap sebagai awal dari industri mobil modern.

B. Sejarah penggunaan Aditif pada bensin untuk meningkatkan bilangan oktan.

1. Timbal. 

Pada awal abad ke-20, produsen otomotif mencari zat kimia yang dapat mengurangi knock mesin. Pada tahun 1921, insinyur otomotif yang bekerja untuk General Motors menemukan bahwa timbal dapat meningkatkan bilangan oktan pada bensin, mencegah ketukan mesin. Meskipun hidrokarbon aromatik (seperti benzena) dan alkohol (seperti etanol) juga dikenal sebagai peningkat bilangan oktan pada saat itu, timbal menjadi pilihan utama karena biaya produksinya yang lebih rendah. Bensin dengan tambahan timbal adalah jenis bahan bakar utama di Amerika Serikat hingga Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) mulai menghentikannya pada pertengahan tahun 1970-an karena dampak kesehatan yang telah terbukti serius.

2. Methyl Tertiary Butyl Ether (MTBE)

Amandemen Undang-Undang Udara Bersih (Clean Air Act Amendments, CAAA) tahun 1990 merupakan regulasi utama terkait bahan bakar. Salah satu persyaratannya adalah wilayah-wilayah yang tidak memenuhi standar ozon pada atmosfer harus menggunakan bensin yang diformulasi ulang (reformulated gasoline, RFG). RFG memiliki kandungan oksigen yang lebih tinggi, yang membantu pembakarannya lebih sempurna. Akibatnya, RFG mengurangi pembentukan zat perusak ozon dan zat berbahaya lainnya selama pembakaran.

Pabrik pengilangan minyak tidak diwajibkan menggunakan oksigenat tertentu dalam RFG, tetapi pada akhir tahun 1990-an, produk minyak bumi, methyl tertiary butyl ether (MTBE), digunakan dalam 87 persen RFG karena kemudahan transportasi dan pencampurannya. Di wilayah Amerika Barat Tengah, etanol lebih umum digunakan sebagai komponen RFG. Meskipun berhasil mengurangi kerusakan ozon, MTBE ditarik keluar dari pasokan bensin karena kekhawatiran tentang kelarutannya dalam air, yang mengakibatkan pencemaran sumber daya air di banyak negara bagian. Pada tahun 2005, EPA melaporkan bahwa MTBE tidak lagi digunakan dalam jumlah besar di Amerika Serikat. Saat ini, 30 persen bensin yang dijual di Amerika Serikat adalah bensin yang diubah. Etanol memberikan oktan tambahan yang diperlukan oleh RFG.

3. Etanol

Pada awal perkembangan industri otomotif, muncul minat terhadap bahan bakar berbasis tanaman, seperti etanol. Henry Ford merancang Model T pertama agar dapat menggunakan etanol sebagai bahan bakarnya. Namun, pada saat itu, bensin adalah bahan bakar yang jauh lebih murah dan industri minyak bumi telah mengendalikan pasar bahan bakar sejak itu.

Selama embargo minyak pada tahun 1973, harga bensin tanpa timbal melonjak 57 persen dan juga terjadi kelangkaan bensin. Peristiwa-peristiwa ini, bersamaan dengan regulasi banyak polutan udara, memicu minat yang diperbarui dalam efisiensi bahan bakar, kendaraan listrik, dan bahan bakar terbarukan seperti etanol, yang dianggap sebagai cara untuk memenuhi peraturan baru dan mengurangi konsumsi minyak bumi. Saat ini, sebagian besar etanol di Amerika Serikat dicampurkan dengan bensin untuk menghasilkan E10 (10 persen etanol, 90 persen bensin). Lebih dari 95 persen bensin yang dijual di Amerika Serikat adalah E10.

Selain memiliki emisi gas rumah kaca sepanjang siklus hidup yang lebih rendah daripada bensin konvensional, etanol adalah penyedia oktan yang sangat baik, dengan etanol murni memiliki bilangan oktan lebih dari 100. Saat ini, pengilang menciptakan 'bensin sub-oktan,' yang memiliki bilangan oktan lebih rendah dari yang dibutuhkan. Etanol, yang umumnya merupakan penyedia oktan termurah, kemudian digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan bensin hingga mencapai nilai bilangan oktan yang tertera di pompa bensin. Misalnya, bensin dengan bilangan oktan 84 biasanya dicampur dengan 10 persen etanol untuk mencapai persyaratan bilangan oktan minimum 87 untuk bensin ritel.

Kesimpulan

Etanol telah terbukti sebagai zat penambah bilangan oktan yang sangat baik dalam bensin. Terdapat beberapa poin penting yang mendukung etanol sebagai pilihan unggul dibandingkan dengan zat penambah bilangan oktan lainnya. Keunggulan etanol yaitu :

Bilangan Oktan Tinggi: Etanol murni memiliki bilangan oktan lebih dari 100, yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bilangan oktan bensin konvensional. Ini membuat etanol menjadi pilihan yang sangat efektif untuk meningkatkan bilangan oktan bensin.

Emisi Gas Rumah Kaca Rendah: Etanol memiliki emisi gas rumah kaca sepanjang siklus hidup yang lebih rendah daripada bensin konvensional. Ini membuatnya menjadi opsi yang lebih ramah lingkungan.

Ketersediaan dan Harga yang Kompetitif: Etanol adalah zat penambah bilangan oktan yang umumnya lebih ekonomis daripada beberapa alternatif, seperti timbal. Ketersediaan etanol yang luas juga menjadikannya opsi yang lebih mudah diakses.

Kontaminasi dan Dampak Lingkungan Rendah: Etanol tidak menghadapi masalah kontaminasi air yang pernah dihadapi oleh timbal (MTBE). Ini mengurangi dampak negatif pada sumber daya air dan lingkungan.

Dalam upaya untuk memenuhi standar emisi yang lebih ketat dan meningkatkan kualitas bensin, etanol telah menjadi pilihan yang semakin populer sebagai zat penambah bilangan oktan. Kombinasi antara kualitas bilangan oktan tinggi, dampak lingkungan yang lebih baik, dan harga yang kompetitif menjadikan etanol sebagai pilihan yang unggul dalam industri bahan bakar.

Soal

1. Sebutkan zat aditif yang digunakan sebagai penambah bilangan oktan pada bensin!

2. Jelaskan mengapa etanol lebih baik dibandingkan zat aditif lain!

Jawaban

1. Timbal, metil terbutil eter (MTBE), Etanol.

2. Karena etanol lebih ramah lingkungan.

Daftar pustaka

1. https://www.eesi.org/papers/view/fact-sheet-a-brief-history-of-octane#:~:text=In%20the%20early%2020th%20century,to%20gasoline%2C%20preventing%20engine%20knock.

2.https://en.m.wikipedia.org/wiki/History_of_the_petroleum_industry

3. https://bmw.astra.co.id/sejarah-perkembangan-mesin-bensin/#:~:text=Mesin%20bensin%20pertama%20yang%20dapat,kendaraan%20bermotor%20dan%20pesawat%20terbang.

4. https://id.m.wikipedia.org/wiki/Karl_Benz

5. https://id.m.wikipedia.org/wiki/Nikolaus_Otto