Kajian Geokimia Organik Fraksi Naptha dan Light Oil Produk Pencairan Batubara

Antrasit Sumatera Selatan

Oleh : Ali Budiardjo (1408100052) Pembimbing : Prof. Dr. R. Y. Perry Burhan, M.Sc.

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2014

Contens

Pendahuluan

Metodologi

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil batubara terbesar di dunia, yaitu 61,3 miliar ton, dengan cadangan 6,7 miliar ton (Tim Kajian Batubara Nasional, 2006).

Batubara Low Rank memiliki fraksi minyak yang besar dari hasil pencairan (Sadao, 2002) Batubara Sub-Bituminous memiliki komponen penyusun yang sama dengan bahan bakar minyak (Ekinci, 2002)

Metodologi

digrinding

200 mesh 120 mesh

Dicairkan Analisa Proksimat

Batubara 200 mesh

-dimasukkan ke dalam autoclave 1L yang telah terisi Heavy oil -ditambahkan katalis Limonite SH

-ditambahkan Sulfur

-direaksikan pada tekanan 12 MPa dan temperatur 450°C selama 60 menit

Produk Gas Produk Slurry

- Di destilasi vakum sampai 450 ̊C selama 60 menit

F. Naptha Fraksi LO 0 – 220 ̊C

Fraksi MO 220 – 350 ̊C

Fraksi HO 350 – 538 ̊C

Coal Liquid Bottom

- Dianalisa KGSM

HASIL

Fraksi LO

Fraksi n-heksana Asphalten

Garam Asam Lapisan Organik

Garam Basa Minyak Netral

- Ditambah n-heksan - Diaduk diatas pengaduk elektronik

- Diekstraksi dengan H2SO4 sampai pH 2

- Diekstraksi dengan NaOH sampai pH 12

Minyak netral

- Kromatografi kolom, silika gel

- n-heksana - Monitoring KLT

- n-heksana : DCM (9 : 1) - Monitoring KLT

- Metanol - Monitoring KLT

F. Alifatik F. Aromatik F. Polar

- Dievaporasi - Dikeringkan dengan N2 - Ditimbang (0,1867 gr) - Dianalisa dengan KG-SM

- Dievaporasi - Desulfurisasi dengan serbuk

Cu - Dikeringkan dengan N2 - Ditimbang (0,0009 gr) - Dianalisa dengan KG-SM

- Dievaporasi - Dikeringkan dengan N2 - Ditimbang (0,7541 gr)

HASIL HASIL HASIL

Hasil dan Pembahasan

Komposisi Umpan (feed) Pencairan Batubara Antrasit Sumatera Selatan

Komposisi

Umpan

Batubara Antrasit Pelarut HO Katalis Limonit

SH Belerang Gas H2

Total Umpan (g)

H2O 1.74 0.58 2.32

Abu 0.94 0.94

Dafc 72.32 72.32

LO 0.99 0.03 1.02

MO 22.33 0.66 22.99

HO 119.43 3.52 122.95

CLB 0.00 0.00

Fe 0.89 0.89

Total (g) 75.00 142.75 5.68 0.87 3.787 228.087

Produk Pencairan Batubara Antrasit Sumatera Selatan

Produk Pencairan Berat (g) % wt Produk cair:

a. H2O b. Naptha c. LO d. MO e. HO f. CLB

2.26 2.53 1.15

69.19 -33.60 19.21

3.013 3.373 1.533

92.253 -44.80 25.613

Sub Total 60.74 80.985 Produk Gas: a. CO+CO2 b. C1-C4

0.547 13.132

0.729 17.509

Sub Total 13.679 18.238 Total 74.419 99.223

Berat yang tidak terukur 0.581 0.777

Total sample 75.00 100

5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5

0.0

2.5

5.0

Intensitas Relatif %

272.00 (1.00) TIC m/z 57 Alifatik n-alkana

m/z 83 Alkil sikloalkana

m/z 109 Bisiklik seskuiterpen

m/z 128 Naftalen m/z 127, 141 dan 156 Turunan Naftalen

Kromatogram total senyawa hidrokarbon fraksi alifatik produk light oil hasil pencairan batubara Antrasit Sumatera Selatan. Program temperatur oven 70°C (5 menit), kemudian 70°C-310°C (10°C/menit), dan isotermal 310°C (25 menit).

C10

C11

C12

C13

C14

C15 C16 C17

C18 C11 C10

Alkana bercabang

C18

C19

(1)

(2)

(3)

(4)

Fragmentogram m/z 57 senyawa hidrokarbon n-alkana fraksi alifatik produk light oil hasil pencairan batubara Antrasit, Sumatera Selatan. Program temperatur oven 70°C (5 menit), kemudian 70°C-310°C (10°C/menit), dan isotermal 310°C (25 menit).

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 2200.0

25.0

50.0

75.0

100.0

%57

4371

85

9911383 12744 141 155 212

Gambar 4.6. Spektrum massa puncak (3) n-pentadekana (C15H32) senyawa n-alkana fraksi alifatik produk light oil Batubara Antrasit, Sumatera Selatan.

Distribusi senyawa n-alkana rantai karbon dengan rentang C11-C22 ditemukan pada hasil pencairan batubara Antrasit, komponen n-alkana batubara Antrasit tersebut berpotensi sebagai formula bahan bakar penyusun solar (Collins, 2007).

Kromatogram total senyawa hidrokarbon fraksi aromatik produk light oil hasil pencairan batubara Antrasit Sumatera Selatan. Program temperatur oven 70°C (5 menit), kemudian 70°C-310°C (10°C/menit), dan isotermal 310°C (25 menit).

C12

C10

C11

Fragmentogram m/z 128 senyawa naftalen fraksi aromatik produk light oil hasil pencairan batubara Antrasit, Sumatera Selatan.Program temperatur oven 70°C (5 menit), kemudian 70°C-310°C (10°C/menit), dan isotermal 310°C (25 menit).

40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.0 110.0 115.0 120.0 125.0 130.0 135.0 140.0 145.00.0

25.0

50.0

75.0

100.0%

128

12710251 64 775743 71 91 11585145

10597

Spektrum massa senyawa naftalen C10H8 fraksi aromatik produk light oil batubara Antrasit, Sumatera Selatan

102

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 1500.0

25.0

50.0

75.0

100.0

%

142

115

13163 71 8939 5741 51 77 91 102 105 132121

Spektrum massa senyawa metilnaftalen C11H10 fraksi aromatik produk light oil batubara Antrasit, Sumatera Selatan

115 126

Senyawa turunan alkilnaftalen, terutama metilnaftalen merupakan salah satu komponen utama bahan bakar solar (Tancell, dkk., 1996).

Kromatogram total senyawa hidrokarbon produk naptha hasil pencairan batubara Antrasit Sumatera Selatan. Program temperatur oven 70°C (5 menit), kemudian 70°C-310°C (10°C/menit), dan isotermal 310°C (25 menit).

C8

C11

C5

C6

C12

C13

C10 C9

C7

Alkana bercabang

(2)

(1)

Fragmentogram m/z 57 senyawa hidrokarbon n-alkana fraksi alifatik produk naptha hasil pencairan batubara Antrasit, Sumatera Selatan.

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 1700.0

25.0

50.0

75.0

100.0

%57

43

71

4185

9958 112 17097 127

Spektrum massa puncak (2) dodekana (C12H26) senyawa n-alkana fraksi alifatik produk naptha Batubara Antrasit, Sumatera Selatan

n-alkana dengan rentang karbon C5-C13 yang menunjukkan bahwa fraksi naptha berpotensi sebagai bahan bakar bensin atau gasolin (Collins, 2007).

Kesimpulan

• Proses pencairan batubara Antrasit Sumatera Selatan sebanyak 75 gram menghasilkan destilat total sebesar 52.359 gram (45.19% w/w).

• Kandungan senyawa hidrokarbon dalam produk pencairan batubara Antrasit Sumatera Selatan fraksi light oil tersebut terdiri dari n-alkana (homolog C10-C19), alkil sikloalkana, seskuiterpen, alkil benzena, kadalen, naftalen, dan fenantrena. Senyawa – senyawa tersebut menunjukkan bahwa pada fraksi minyak light oil kandungan bahan organiknya berasal dari sinaobakteri dan berpotensi sebagai bahan bakar solar.

• Untuk fraksi naptha ditemukan senyawa – senyawa yang sama namun pada n-alkana homolog pada C5-C13 yang menunjukkan bahwa fraksi naptha berpotensi sebagai bahan bakar bensin atau gasolin (Collins, 2007).

• Batubara cair antrasit Sumatera Selatan juga berpotensi sebagai pengganti bahan bakar minyak.

Terimakasih