Download - Makalah Sintetik Oil
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Baru-baru ini hampir semua daerah di Indonesia mengalami krisis kelangkaan
minyak baik jenis bensin, solar maupun minyak tanah. Sangat ironis memang,
Indonesia yang merupakan salah satu negara eksportir minyak mentah justru
mengalami krisis kelangkaan minyak di dalam negerinya sendiri. Hal ini terjadi
karena kilang minyak yang kita miliki tidak mampu mengolah minyak mentah
yang kita miliki (karena kondisi kilang yang sudah tua), sehingga kita harus
mengimpor minyak mentah kualitas tinggi dari negara lain yang saat ini harganya
melambung tinggi. Sementara minyak mentah yang kita miliki harus diekspor
untuk diolah melalui kilang-kilang modern milik negara maju.
Fenomena antrian panjang di SPBU-SPBU mewarnai keseharian berita
di media cetak dan elektronika. Bahkan dibeberapa daerah si pengantri harus
menginap di SPBU untuk mendapatkan bahan bakar kendaraannya. Kondisi ini
sebenarnya memiliki potensi konflik yang besar baik antara pemilik SPBU dengan
konsumen maupun antar sesama konsumen. Perlakuan pilih kasih dari pemilik
atau aksi serobot dari sesama pengantri berpotensi menimbulkan keributan.
Karena itu kondisi seperti ini jangan dibiarkan berlarut-larut dan mesti diatasi
secepatnya dan diantisipasi melalui pembuatan kebijakan-kebijakan
pemerintah agar dimasa yang akan datang tidak terulang kembali.
Diantara kebijakan yang dapat diambil pemerintah adalah membangun kilang-
kilang minyak dengan teknologi modern sehingga mampu mengilang minyak
mentah yang kita miliki. Disamping itu perlu puladitemukan sumber bahan bakar
alternatif yang murah karena cadangan minyak dan gas yang kita miliki semakin
menipis, akibat makin meningkatnya tingkat konsumsi bahan bakar minyak
Indonesia.
Salah satu sumber bahan bakar alternatif yang murah dan tersedia keberadaannya
dalam jumlah besar adalah batubara. Namun penggunaannya dalam bentuk
1
aslinya sebagai bahan bakar masih menyisakan beberapa masalah diantaranya,
yaitu sulit dinyalakan, sulit dikendalikan dan memberikan asap.
Menyadari hal tersebut, Pemerintah mengeluarkan serangkaian kebijakan
dibidang pengembangan sumber energi alternatif pada awal tahun 2006.
Kebijakan tersebut tertuang dalam 3 ketentuan, yaitu Perpres Nomor 5 Tahun
2006 tentang Kebijakan Energi Nasional, Perpres No 1/2006 tentang Bahan Bakar
Nabati, dan Inpres No 2/2006 tentang batu bara yang dicairkan sebagai bahan
bakar lain. Dengan kebijakan tersebut, Pemerintah ingin mendorong peran dunia
usaha dalam pengembangan bahan bakar alternatif sebagai substitusi terhadap
bahan bakar minyak. Salah satu yang diinginkan oleh Pemerintah adalah
pengembangan batu bara cair.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah
sebagai berikut :
1. Bagaimana penjelasan mengenai pencairan batubara?
2. Bagaimana penjelasan mengenai pencairan batubara secara langsung
(Direct Liquation Process)?
3. Bagaimana proses pencairan batubara dengan produk hidrogen coal?
4. Bagaimana kelebihan pencairan batubara?
1.3 Tujuan
Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah
sebagai berikut :
1. Mampu menjelaskan mengenai pencairan batubara.
2. Mampu menjelaskan mengenai pencairan batubara secara langsung (Direct
Liquation Process).
3. Mampu menjelaskan mengenai proses pencairan batubara dengan produk
synthetic oil.
2
4. Mampu mengetahui kelebihan dari pencairan batubara
1.4 Manfaat
Dalam pembuatan makalah Pencairan Batubara dengan Produk Sintetik Oil ini,
penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca guna menambah
pengetahuan dalam memenuhi bahan pembelajaran semester 5 Jurusan Teknik
Kimia khususnya pada mata kuliah Pemanfaatan Batubara.
3
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Pengertian Likuifaksi Batubara(Coal liquefaction)
Coal liquefaction adalah suatu teknologi proses yang mengubah batubara menjadi
bahan bakar cair sintetis. Batubara yang berupa padatan diubah menjadi bentuk
cair dengan cara mereaksikannya dengan hidrogen pada temperatur dan tekanan
tinggi.Cairan yang terbentuk tersebut selanjutnya difraksionasi/ dikilang untuk
menghasilkan berbagai macam bahan bakar cair seperti bensin, solar, minyak
tanah dan lain-lain. Teknologi ini sudah lama di kuasai negara maju seperti
Jerman, Inggris, Amerika Serikat, Australia dan Jepang. Penguasaan negara
Jerman yang baik terhadap teknologi inilah yang merupakan salah satu faktor
yang mendukung kemenangan Jerman dalam Perang Dunia I.
Tujuan dari likuifaksi batubara adalah untuk mengkonversi atau meng-upgrading
batubara yang mempunyai nilai kalor yang rendah yang tidak laku di pasaran
menjadi salah satu bentuk bahan bakar atau energi alternatif yang mempunyai
nilai ekonomis yang tinggi.
2.2 Perkembangan Singkat Teknologi Likuifaksi
Pengembangan produksi bahan bakar sintetis berbasis batu bara pertama kali
dilakukan di Jerman tahun 1900-an dengan menggunakan proses sintesis Fischer-
Tropsch yang dikembangkan Franz Fisher dan Hans Tropsch. Pada 1930,
disamping menggunakan metode proses sintesis Fischer-Tropsch, mulai
dikembangkan pula proses Bergius untuk memproduksi bahan bakar sintesis.
Sementara itu, Jepang juga melakukan inisiatif pengembangan teknologi
pencairan batubara melalui proyek Sunshine tahun 1974 sebagai pengembangan
alternatif energi pengganti minyak bumi.
Pada 1983, NEDO (the New Energy Development Organization), organisasi yang
memfokuskan diri dalam pengembangan teknologi untuk menghasilkan energi
baru juga berhasil mengembangkan suatu teknologi pencairan batubara
4
bituminous dengan menggunakan tiga proses, yaitu solvolysis system, solvent
extraction system dan direct hydrogenation to liquefy bituminous coal.
Cadangan batubara di dunia pada umumnya tidak berkualitas baik, bahkan
setengahnya merupakan batubara dengan kualitas rendah, seperti: sub-bituminous
coal dan brown coal. Kedua jenis batubara tersebut lebih banyak didominasi oleh
kandungan air. Peneliti Jepang kemudian mulai mengembangkan teknologi untuk
menjawab tantangan ini agar kelangsungan energi di Jepang tetap terjamin, yaitu
dengan mengubah kualitas batubara yang rendah menjadi produk yang berguna
secara ekonomis dan dapat menghasilkan bahan bakar berkualitas serta ramah
lingkungan. Dikembangkanlah proses pencairan batubara dengan namaBrown
Coal Liquefaction Technology (BCL).
2.3 Proses Likuifaksi Batubara
2.3.1Indirect Coal Liquefaction (ICL)
Prinsipnya secara sederhana yaitu mengubah batubara ke dalam bentuk gas
terlebih dahulu untuk kemudian membentuk syngas (campuran gas CO dan H2).
Syngas kemudian dikondensasikan oleh katalis (proses Fischer-Tropsch) untuk
menghasilkan produk ultra bersih yang memiliki kualitas tinggi. Proses Fisher
Tropsch adalah sintesis CO/H2 menjadi produk hidrokarbon atau disebut
synthetic oil. Synthetic oil banyak digunakan sebagai bahan bakar mesin
industri /transportasi atau kebutuhan produk pelumas (lubricating oil).
Gambar 2.1 Dua Konfigurasi Proses Dasar untuk Produksi Bahan Bakar Cair
denganIndirect Liquefaction Process
5
Syngas Production – Bagian ini terdiri dari coal handling, drying dan grinding
yang kemudian diikuti dengan gasifikasi. Unit pemisahan udara menyediakan
oksigen untuk gasifier. Syngas cleanup terdiri dari proses hydrolysis, cooling,
sour-water stripping, acid gas removal, dan sulfur recovery. Gas dibersihkan
dari komponen sulfur dan komponen lain yang tidak diinginkan sampai pada
level yang terendah untuk melindunginya dari downstream catalysts. Panas yang
dipindahkan pada gas-cooling step direcover sebagai steam, dan digunakan
secara internal untuk mensuppli kebutuhan power plant. Proses sour-water
stripping akan menghilangkan ammonia yang dihasilkan dari nitrogen yang ada
pada batubara. Sulfur dalam batubara akan dikonversikan menjadi hydrogen
sulfide (H2S) dan carbonyl sulfide (COS). Proses hidrolisis digunakan untuk
mengkonversikan COS dalam syngas menjadi H2S, yang direcover pada acid-
gas removal step dan dikonversikan menjadi elemental sulfur pada sebuah Claus
sulfur plant. Sulfur yang diproduksi biasanya dijual sebagai low-value
byproduct.
Synthesis Gas Conversion – Bagian ini terdiri dari water-gas shift, a sulfur
guard bed, synthesis-gas conversion reactors, CO2 removal, dehydration dan
compression, hydrocarbon dan hydrogen recovery, autothermal reforming, dan
syngas recycle. A sulfur guard bed dibutuhkan untuk melindungi katalis
konversi gas sintesis yang dengan mudah diracuni oleh trace sulfur pada cleaned
syngas. Clean synthesis gas dipindahkan untuk mendapatkan hydrogen/carbon
monoxide ratio yang diinginkan, dan kemudian secara katalitik dikonversikan
menjadi bahan bakar gas.
Dua cara utama melibatkan konversi ke hight-quality diesel dan distillate
menggunakan Fischer-Tropsch route, atau konversi ke high-octane gasoline
menggunakan proses metanol menjadi gasoline (MTG) . Fischer-Trosch (F-T)
syntesis menghasilkan spektrum dari hidrokarbon paraffin yang ideal untuk
diesel dan bahan bakar
Katalis yang digunakan dalam Fischer-Trops adalah besi atau cobalt.
Keuntungan katalist besi dengan cobalt berlebih untuk mengkonversi coal-
derived syngas yang mana besi memiliki kemampuan mengaktivasi reaksi
6
water-gas shift dan secara internal mengatur low H2/CO ratio dari coal derived
syngas yang diperlukan dalam reaksi Fischer-Trops. Jenis reactor yang
digunakan dalam reaksi F-T adalah fixed-bed tubular reactor dan teknologi ini
diaplikasikan di Shell’s Malaysian GTL. Sasol juga mengkomersialisasikan
teknologi CTL di Afrika Selatan yang menggunakan Fixed bed reactor,
circulating-fluidized bed dan fixed-fluidized bed reactor. Syngas dan produk F-T
yang tidak terkonversi harus dipisahkan setelah langkah sintesis F-T. CO2 dapat
dipisahkan dengan menggunakan teknik absorbsi. CO2 dengan kemurnian tinggi
biasanya dibuang langsung ke udara bebas.
Proses pendinginan digunakan untuk memisahkan air dan hidrokarbon ringan
(terutama metana, etana, dan propane) dari produk liquid hydrocarbon yang
dihasilkan pada proses sintesis F-T. Gas hidrokarbon ringan dan gas sintesis
yang tidak terkonversi dikirim ke proses hydrogen recovery.Purge dari fuel gas
digunakan untuk menyuplai bahan bakar pada proses CTL. Akhirnya sisa gas
dialirkan ke autothermal reforming plant untuk mengkonversi hidrokarbon
ringan menjadi syngas untuk direcycle ke reaktor F-T.
Product Upgrading - FT liquid dapat dimurnikan menjadi LPG, gasoline, dan
bahan bakar diesel. Pilihan lain adalah melalui partial upgrading seperti yang
ditunjukkan dari gambar 2.4 untuk menghasilkan F-T syncrude. Kandungan wax
yang tinggi di raw F-T liquid memerlukan hidroprosessing untuk membuat
syncrude yang dapat dialirkan melalui pipa . Pilihan upgrading minimum
termasuk hidrotreating dan hidrocracking dari F-T wax. Produk yang dihasilkan
adalah F-T LPG dan F-T syncrude, yang dapat dikirim ke conventional
petroleum refinery untuk difraksinasi menghasilkan produk yang dapat diolah
lebih lanjut.
2.3.2Direct Coal Liquefaction (DCL)
DCL adalah proses hydro-cracking dengan bantuan katalisator. Prinsip dasar
dari DCL adalah mengintroduksikan gas hidrogen kedalam struktur batubara
agar rasio perbandingan antara C/H menjadi kecil sehingga terbentuk senyawa-
senyawa hidrokarbon rantai pendek berbentuk cair. Proses ini telah mencapai
7
rasio konversi 70% batubara (berat kering) menjadi sintetik cair. DCL juga
dikenal dengan sebutan Bergius Proccess.
Proses ini dilakukan dengan cara menghaluskan ukuran butir batubara,
kemudian slurry dibuat dengan cara mencampur batubara ini dengan pelarut.
Slurry dimasukkan ke dalam reaktor bertekanan tinggi bersama-sama dengan
hidrogen dengan menggunakan pompa. Slurry kemudian diberi tekanan 100-
300 atm di dalam sebuah reaktor kemudian dipanaskan hingga suhu mencapai
400-480° C.
Secara kimiawi, proses akan mengubah bentuk hidrokarbon batubara dari
kompleks menjadi rantai panjang seperti pada minyak. Dengan kata lain,
batubara terkonversi menjadi liquid melalui pemutusan ikatan C-C dan C-
heteroatom secara termolitik atau hidrolitik (thermolytic and hydrolytic
cleavage), sehingga melepaskan molekul-molekul CO2, H2S, NH3, dan H2O.
Untuk itu rantai atau cincin aromatik hidrokarbonnya harus dipotong dengan
cara dekomposisi panas pada temperatur tinggi (thermal decomposition). Setelah
dipotong, masing-masing potongan pada rantai hidrokarbon tadi akan menjadi
bebas dan sangat aktif (free-radical). Supaya radikal bebas itu tidak bergabung
dengan radikal bebas lainnya (terjadi reaksi repolimerisasi) membentuk material
dengan berat molekul tinggi dan insoluble, perlu adanya pengikat atau
stabilisator, biasanya berupa gas hidrogen. Hidrogen bisa didapat melalui tiga
cara yaitu: transfer hidrogen dari pelarut, reaksi dengan fresh hidrogen,
rearrangement terhadap hidrogen yang ada di dalam batubara, dan
menggunakan katalis yang dapat menjembatani reaksi antara gas hidrogen dan
slurry (batubara dan pelarut).
Faktor yang menjadikan proses DCL sangat bervariasi :
Spesifikasi batubara yang dipergunakan, sehingga tidak ada sebuah
sistem yang bisa optimal untuk digunakan bagi segala jenis batubara.
Jenis batubara tertentu mempunyai kecenderungan membentuk lelehan
(caking perform), sehingga menjadi bongkahan besar yang dapat
membuat reaktor kehilangan tekanan dan gradient panas terlokalisasi
8
(hotspot). Hal ini biasanya diatasi dengan mencampur komposisi
batubara, sehingga pembentukan lelehan dapat dihindari.
Batubara dengan kadarash yang tinggi lebih cocok untuk proses
gasifikasi terlebih dahulu, sehingga tidak terlalu mempengaruhi
berjalannya proses.
2.4 Kelebihan dan KekuranganBatubara Cair
2.4.1 Kelebihan Batubara Cair
Beberapa kelebihan batubara cair, yaitu :
Harga produksi lebih murah.
Jenis batu bara yang dapat dipergunakan adalah batu bara yang berkalori
rendah (low rank coal), yang selama ini kurang diminati pasaran.
Dapat dipergunakan sebagai bahan pengganti bahan bakar pesawat jet
(jet fuel), mesin diesel (diesel fuel), serta gasoline dan bahan bakar
minyak biasa.
Teknologi pengolahannya lebih ramah lingkungan. Dari pasca
produksinya tidak ada proses pembakaran, dan tidak dihasilkan gas CO2.
Kalaupun menghasilkan limbah (debu dan unsur sisa produksi lainnya),
masih dapat dimanfaatkan untuk bahan baku campuran pembuatan aspal.
Bahkan sisa gas hidrogen masih laku dijual untuk dimanfaatkan menjadi
bahan bakar.
2.4.2 Kekurangan Batubara Cair
Beberapa kekurangan batubara cair, yaitu :
Keekonomian. Harga minyak bumi sangat fluktuatif, sehingga seringkali
investor ragu untuk membangun kilang pencairan batubara. Batubara cair
akan ekonomis jika harga minyak bumi di atas US $35/bbl.
Investasi Awal Tinggi. Biaya investasi kilang pencairan batubara
komersial, cukup mahal .
9
Merupakan Investasi Jangka panjang. Break Even Point (BEP) baru
dicapai setelah 7 tahun beroperasi, sedangkan tahap pembangunan
memakan waktu 3 tahun.
2.5Dampak Positif dan NegatifBatubara Cair
2.5.1 Dampak Positif Batubara Cair
Beberapa dampak positif batubara cair, yaitu :
Mengurangi ketergantungan pada impor minyak serta meningkatkan
keamanan energy.
Batubara cair dapat digunakan untuk transportasi, memasak, pembangkit
listrik stasioner, dan di industri kimia.
Batubara yang diturunkan adalah bahan bakar bebas sulfur, rendah
partikulat, dan rendah oksida nitrogen.
Bahan bakar cair dari batubara merupakan bahan bakar olahan yang ultra
bersih, dapat mengurangi risiko kesehatan dari polusi udara dalam
ruangan.
2.5.2 Dampak Negatif Batubara Cair
Beberapa dampak negative penggunaan batubara cair, yaitu :
Meningkatkan dampak negatif dari penambangan batubara. Penyebaran
skala besar pabrik batubara cair dapat menyebabkan peningkatan yang
signifikan dari penambangan batubara. Penambangan batubara akan
memberikan dampak negatif yang berbahaya. Penambangan ini dapat
menyebabkan limbah yang beracun dan bersifat asam serta akan
mengontaminasi air tanah. Selain dapat meningkatkan efek berbahaya
terhadap lingkungan, peningkatan produksi batubara juga dapat
menimbulkan dampak negatif pada orang-orang yang tinggal dan bekerja
di sekitar daerah penambangan.
Menimbulkan efek global warming sebesar hampir dua kali lipat per
gallon bahan bakar.Produksi batubara cair membutuhkan batubara dan
energi dalam jumlah yang besar. Proses ini juga dinilai tidak efisien.
10
Faktanya, 1 ton batubara hanya dapat dikonversi menjadi 2-3 barel
bensin. Proses konversi yang tidak efisien, sifat batubara yang kotor, dan
kebutuhan energi dalam jumlah yang besar tersebut menyebabkan
batubara cair menghasilkan hampir dua kali lipat emisi penyebab global
warmingdibandingkan dengan bensin biasa. Walaupun karbon yang
terlepas selama produksi ditangkap dan disimpan, batubara cair akan
tetap melepaskan 4 hingga 8 persen polusiglobal warming lebih banyak
dibandingkan dengan bensin biasa.
11
BAB IIIPENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pencairan batubara (Coal Liquefaction) adalah proses mengubah wujud batubara
dari padat menjadi cair. Proses pencairan batubara dapat dilakukan dengan dua
metode yaitu metode langsung (Direct Liquefaction Process) dan metode tidak
langsung (Indirect Liquefaction Process). Pada proses tidak langsung batubara
difragmentasi menjadi CO, CO2, H2, dan CH4 yang kemudian direkombinasikan
menghasilkan produk cair, prosesnya melalui gasifikasi dan kondensasi. Pada
proses langsung batubara cair diproduksi dengan melarutkan dalam suatu pelarut
organik lalu dilanjutkan dengan proses hidrogenasi pada suhu dan tekanan tinggi.
Proses pencairan batubara secara langsung dapat dilakukan melalui pirolisis,
ekstraksi pelarut dan hidrogenasi katalitik.
12
BAB IVPERTANYAAN
PERTANYAAN :
1. Mustika sari Kenapa pada brown coal digunakan reaktor 2 buah?
Jawab :
Reactor terdapat 2 buah, karena pada reactor pertama dianggap proses
belum berjalan maksimal. Oleh karena itu perlunya di tambahkan reactor
kedua untuk meningkatkan efisiensi.
2. Khoiriyah sari
Apa perbedaan metode hidrogenasi dan sintetik oil?
Jawab :
Sebenarnya hidrogenasi merupakan prosesnya dan sintetik oil adalah hasil
dari proses itu, untuk menghasilkan minyak sintetis ada 2 proses yaitu
Direct Coal Liquifaction (DCL) dan Indirect Coal Liquefaction (IDCL)
atau biasa disebut proses hidrogenasi karena adanya penambahan hidrogen
dalam proses tersebut.
3. Ibrahim Saleh
Apa maksud dari dampak positif meningkatkan keamanan energy?
Jawab :
Sebagaimana kita ketahui bahwa, minyak bumi merupakan energi yang
tidak dapat diperbaruhi oleh karena itu, lama kelamaan maka minyak bumi
akan berkurang. Oleh karena itu, kita harus mencari pengganti energi yang
mampu menggantikan fungsi minyak bumi untuk kebutuhan sehari-hari.
Pencairan batu bara merupakan salah satu alternative yang dapat
digunakan sehingga kita memiliki cadangan yang mampu digunakan
sebagai keamanan energi
13
4. Rizki Aprilia
Salah satu dampak negative pencairan batubara synthetic oil adalah
menimbulkan efek global warming, bagaimana cara menghinlangkan efek
global warming tersebut?
Jawab:
Tidak hanya pencairan batubara saja yang menimbulkan dampak global
warming, banyak hal yang mempercepat dampak global warming,
misalnya dari penggunaan air conditioner, hasil pembakaran yang tidak
sempurna pada asap motor dan lain-lain. Oleh karena itu, sangat sulituntuk
menghilangkan dampak tersebut karena setiap sistem atau proses pasti
memiliki dampak negatifnya masing-masing. Namun seiring
perkembangan teknologi, diharapkan para ilmuan dapat menemukan cara
untuk mmeperkecil efek glbal warming. Cara mengurangi dampak global
warming kembali pada individu- individu masing-masing yaitu dengan
cara tidak menebang pohon secara liar, tidak menghidupkan ac pada
ruangan yang tidak digunakan dll.
5. Joko Tri Prakoso
Berapa konversi batubara dalam satuan barrel?
Jawab :
1 ton batubara dikonversi menjadi 2-3 barrel bensin
Brown coal muda lebih cocok digunakan pada proses DCL /
IDCL?
Jawab :
Brown coal muda sangat cocok digunakan pada proses DCL karena brown
coal muda memiliki nilai ash yang lebih besar.
14
DAFTAR PUSTAKA
Rochman, Fatchur. 2013. Gasifikasi dan Likuifaksi Batubara. [Online]. Tersedia:
http://fatchur-newames.blogspot.com/2013/11/gasifikasi-dan-likuifaksi-
batubara.html. [28 Agustus 2013].
Ririn. 2013. Coal to Liquid. [Online]. Tersedia:
http://rinririns.blogspot.com/2013/02/coal-to-liquid.html. [28 Agustus
2013].
Gomes, Gary. 2012. Proses Liquifaction. [Online]. Tersedia:
http://silentdiamlovetekim.blogspot.com/. [28 Agustus 2013].
Letshare. 2010. Likuifikasi Batubara. [Online]. Tersedia:
http://letshare17.blogspot.com/2010/12/likuifikasi-batu-bara.html. [28
Agustus 2013].
15