Minyak Solar / Minyak Diesel : Fraksi, Sifat Fisik dan Kimiawi

(Oleh Akbar Novriansyah)

Solar merupakan salah satu dari 3 jenis minyak diesel. Minyak diesel sendiri merupakan hasil produk kelas desitilasi tengah. Yakni dari proses destilasi penyulingan minyak mentah (crude oil). Sebelum dibahas lebih lanjut mengenai solar, akan terlebih dahulu dikemukakan beberapa perkara penting mengenai minyak diesel.

Ada sedikit perbedaan pandangan antara beberapa ilmuwan bahan-bakar (feul scientist) dalam mendeskripsikan minyak diesel. Dalam pada itu deskripsi mereka sudah menggambarkan apa itu yang dimaksud dengan minyak diesel dan apa yang menjadi sifat utamanya. Dalam hal ini akan dikemukakan 2 buah pandangan yang berbeda itu. Yaitu pandangan dari James G. Speight dan IARC (International Agency for Research on Cancer). IARC adalah sebuah badan kesehatan di bawah WHO yang konsen dalam penanganan kanker dan penelitian mengenai bahan-bahan hasil industri yang disinyalir menjadi penyebab kanker.

Tabel Produk-produk umum hasil dari proses penyulingan minyak mentah
(sumber : James G.Speight, 2002, Handbook of Petroleum Product Analysis, halaman 178)

Capture

James G.Speight dalam bukunya Handbook of Petroleum Product Analysis (terbit 2002) berkata, ”As the name implies, these products [1] are higher boiling than gasoline but lower than gas oil. Middle distillates cover the boiling range from approximately 175°-375°C (350°-700°F) and carbon number range from about C8 to C24. These products [1] have similar properties but different specifications as appropriate for their intended use”

Sedangkan menurut IARC, dalam salah satu publikasinya Evaluation of Carcinogenic Risk to Human on ’Occupational Exposures in Petroluem Refining : Crude on and Major Petroelun Fuels’, volume 45, tahun 1989, tepatnya pada halaman 220. Di sana dikatakan, ”Diesel oil is A complex combination of hydrocarbons, produced by the distillation of crude oil. It consists of hydrocarbons having carbon numbers predominantly in range of C9 – C20 and boiling in the range of approximately 163° – 357°C.”

Berikutnya jenis dan penggolongan minyak diesel. Eropa dan Amerika memiliki standar yang berbeda dalam penggolongan produk minyak diesel. Namun standar keduanya sebenarnya memiliki kesamaan dalam hal kompoisisi kimiawi dan properties (sifat fisik). Eropa hanya membagi minyak diesel menjadi minyak tanah (kerosene), Automotive diesel feul[2], dan minyak residual. Dan menurut American Society for Testing and Materials atau biasa disebut ASTM (standar Amerika), minyak diesel dibagi menjadi 3 yakni (IARC:1989, hal.220-224) :

Diesel Oil No.1-D
Jenis ini komposisi kimiawinya hampir sama dengan minyak tanah (kerosene). Rentang jumlah rantai karbon-nya pun sama dengan minyak tanah yakni C9 – C16 . Boiling point-nya berada pada kisaran 150° – 300° C. Jadi minyak ini dikenal di Amerika sebagai diesel feul No.1 dan oleh Inggris beserta negara Eropa lainnya dikenal sebagai kerosene. Walaupun pada kenyataannya, setiap negara memiliki standar properties [4] kerosene yang berbeda-beda.

Untuk properties-nya, dari semua jenis minyak diesel, kerosene memiliki densitas yang paling tinggi, viskositas yang paling encer, boiling point-ignition point-flash point yang paling rendah dan memiliki angka cetane yang paling tinggi. Kandungan senyawa kimiawi dalam kerosene sangat kompleks dan banyak sekali. Sehingga ianya hanya dapat dikelompokkan dalam 3 jenis bahan senyawa kimia penyusunnya saja.
3 jenis senyawa itu yakni normal-normal alkana dan rantai-rantai cabangnya (paraffin), Siklo-alkana (naphtena-naphtena), dan aromatik siklo-alkana dan campuran-campurannya. Dari ketiga jenis senyawa kimia penyusun kerosene, yang jumlanya paling dominan adalah paraffin.

Banyak sedikitnya kadar paraffin dalam suatu minyak diesel inilah mempengaruhi tingkat angka cetane. Semakin tinggi suatu angka cetane maka akan dihasilkan peforma mesin yang baik pula. kata cetane sebenarnya berasal dari nama senyawa salah satu kelompok normal alkana, atau dalam kimia ia disebut senyawa n-hexadecana.[3] Kebalikan dari angka cetane adalah angka α-metylnaphtalene. Semakin tinggi tingkat α-metylnaphtalene maka akan membuat peforma mesin semakin berkurang. Jikalau memungkinkan sebaiknya angka α-metylnaphtalene ditekan hingka tingkat nol.

Di dalam minyak diesel No.1 atau kerosene sebenarnya terdapat kurang dari 0.1% benzena (sangat sedikit sekali) dan policyclic aromatic hydrocarbon dalam kadar yang sangat rendah. Peningkatan kedua jenis senyawa ini membawa sifat kerugian. Benzena adalah bahan kimia yang bersifat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker). Sehingga berbahaya bila terhirup ke dalam paru-paru. Dan polycyclic aromatic hydrocarbon akan menaikkan boiling point, self ignition point dan flash point.

Diesel Oil No.2-D
Minyak diesel No.2-D oleh orang-orang Eropa disebut dengan automotive diesel feul [2]. Di Indonesia, jenis ini dikenal dengan minyak solar. Yaitu bahan bakar mesin diesel yang secara resmi dijual di SPBU-SPBU. Oleh Badan Standar Inggris minyak jenis ini dibagi lagi menjadi 2, yakni Class A road diesel, yakni minyak solar untuk mobil bus dan kendaraan pribadi. Dan Class B, yang diperuntukkan bagi truk-truk besar dan kapal-kapal kecil.

Untuk properties-nya, minyak solar memiliki densitas yang lebih besar dari kerosene, viskositas lebih kental, boiling point-ignition point-flash point yang lebih tinggi dan memiliki angka cetane yang lebih rendah dari kerosene. Seperti halnya kerosene, minyak solar terdiri dari berbagai senyawa hidrokarbon kompleks. Komposisi kimiawi minyak solar sama dengan kerosene, hanya ada tambahan jenis senyawa olefin dan campuran aromatik olefin.

Olefin memiliki nama kimia polycyclic aromatic hydrocarbons. Seperti diutarakan di atas, kelompok senyawa ini akan menaikkan boiling point, self ignition point dan flash point. Bila minyak mentah diproses dengan destilasi atmospheric streams maka kandungan olefin dalam minyak solar adalah 0 – 5%. Bila proses destilasi minyak mentahnya dengan heavy atmospheric, vacuum, dan light crack distillates maka kandungan olefin dalam minyak solar menjadi 10 % lebih.

Minyak diesel khususnya kerosene dan minyak solar memiliki komposisi kimia sekunder lainnya. Komposisi itu diantaranya n-hexana, benzena, toluena, xylena, dan ethyl benzene. Namun komposisi-komposisi kimia sekunder ini jumlanya sangat sedikit sekali. Rata-rata jumlahnya berada dibawah 0,1 %. Oleh sebab itu tidak begitu berpengaruh pada sifat kimia maupun properties-nya (sifat fisiknya).

Kembali ke properties. Sebenarnya ada beberapa properties (sifat fisik) lainnya dalam kerosene dan minyak solar. Properties itu diantaranya yaitu, tingkat keasaman (acidity), warna & bau (appearance & odor), kadar abu, residu karbonik, derajat pengkabutan (cloud point), derajat penguapan (pour point), neutralization number, stabilitas, dan kadar air-sedimen. Namun properties-properties ini adalah sifat-sifat sekunder yang pengkajiannya hanya ditujukan untuk tujuan-tujuan khusus. Sedangkan tulisan ini hanya bertujuan untuk memberikan gambaran / deskripsi umum dari kerosene dan minyak solar.

Diesel Oil No.4-D
Minyak diesel jenis ini diperuntukkan untuk mesin deisel tingkat kecepatan rendah-menengah, high-load, dan kerja non-stop (sustained operation). Diesel oil No.4-D merupakan jenis minyak diesel yang paling kental, paling besar densitasnya dan paling polusif. Ia disebut juga dengan minyak residual. Disebut dengan minyak residu karena banyak mengandung residu, yakni sekitar 15%.

Sebutan-sebutan untuk minyak ini memang diberikan oleh pihak-pihak yang menggunakannya. Di kalangan pabrik, dunia industri, dan industri pembangkit listrik menyebutnya dengan feul oil. Pihak militer, khususnya angkatan laut seluruh dunia menggunakan minyak diesel No.4-D untuk mesin-mesin kapalnya. Maka dari itu, ia juga sering disebut dengan marine feul.

Tidak banyak informasi komposisi kimiawi dan properties dari minyak ini. Karena jarang sekali penelitian dan pengembangan berkaitan dengannya. Ada beberapa penelitian, namun hanya berkisar pada pengaruh zat-zat additive untuk mengurangi residu, kontaminasi dan oksidasi.

Tabel Standar properties minyak solar Indonesia (angka cetane 51 dan 48)

(Berdasarkan Keputusan Dirjen Migas No . 3675 K/24/DJM/2006)

Capture


Keterangan :

[1] ”products” means branches of diesel product. Such as kerosene, automotive feul, marine fuel, aviation turbine feul (jet feul) and industrial feul oil

[2] Automotive diesel feul dibagi lagi menjadi 2 yakni : Class A1 untuk road diesel dan Class A2 untuk off-highway diesel

[3]  n-hexadekana adalah salah satu senyawa kelompok alkana-paraffin (alkana zat lilin). n-hexadekana tidak seperti zat lilin lainnya dan ia tidak menggumpal (membeku) pada suhu kamar. Peningkatan kadar n-hexadekana memperbaiki tingkat kesempurnaan pembakaran pada mesin diesel.

[4]Properties adalah sifat-sifat fisik yang ada pada minyak. sifat-sifat fisik ini diantaranya, densitas, viskositas, boiling point, flash point,  pour point, angka cetane, dan lain-lain.

Refrensi :

(1) Chevron, 2007, Diesel Feul Technical Review, Global Marketing Division,

Chevron Corporation.

(2) IARC, 1989, Monographs on The Evaluation of Carcinogenic Risk to Humans

Occupational Exposure in Petroleum Refining : Crude Oil and Major

Petroleum Feuls, Volume 45, Lyon.

(3) James G.Speight, 2002, Handbook of Petroleum Product Analysis, John Wiley

and Sons, New Jersey.

Iklan

About this entry