TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gas Alam
2.2.3. Aplikasi Metanol
Proses oksidasi parsial metana menjadi metanol dan formaldehida telah lama menjadi objek penelitian para peneliti. Umumnya, para peneliti memfokuskan studi bagaimana cara memperoleh konversi dan selektifitas metanol dan formaldehida yang tinggi diantaranya dengan cara memilih katalis yang aktif
dan selektif. Berbagai katalis telah dicoba oleh beberapa peneliti untuk mendapatkan konversi dan selektifitas yang tinggi. (Parkyns, 1991).
Metanol memiliki satu gugus OH dalam molekulnya. Oksigen yang inheren di dalam molekul metanol tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara-bahan bakar di dalam silinder. Tentunya metanol menjadi mudah bereaksi dengan oksigen, dalam arti memerlukan suhu lingkungan yang rendah untuk terjadi campuran gas dengan oksigen. Campuran gas ini biasa disebut mixture. Metanol juga memiliki panas penguapan yang tinggi, yakni 842 KJ/Kg. Titik didih metanol sekitar 690 C dan metanol memiliki satu gugus OH dalam molekulnya. Oksigen yang inheren di dalam molekul metanol tersebut membantu mempercepat pembakaran antara campuran udara dengan bahan bakar di dalam silinder. Tentunya metanol menjadi mudah bereaksi dengan oksigen, sehingga memerlukan suhu lingkungan yang rendah untuk terjadi pembakaran. Bensin yang diuapkan biasanya meninggalkan sisa berbentuk getah padat yang melekat pada permukaan saluran dan bagian-bagian mesin.
Kegunaan bahan bakar untuk kendaraan bermotor metanol digunakan secara terbatas dalam mesin pembakaran dalam, dikarenakan metanol tidak mudah terbakar dibandingkan dengan bensin. Metanol juga digunakan sebagai campuran utama untuki bahan bakar model radio kontrol dan pesawat model. Salah satu kelemahan metanol jika digunakan dalam konsentrasi tinggi adalah sifat korosif terhadap beberapa logam, termasuk aluminium. Metanol, meskipun merupakan asam lemah, menyerang lapisan oksida yang biasanya melindungi alumunium dari korosi :
Ketika diproduksi dari kayu atau bahan organik lainnya, metanol organik tersebut merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan hidrokarbon. Namun mobil modren pun masih tidak dapat menggunakan BA100 (100% bioalkohol) sebagai bahan bakar tanpa modifikasi. Disamping sebagai bahan bakar, metanol juga dapat digunakan sebagai pelarut dan sebagai antibeku, dan fluida pencuci kaca depan mobil. Tetapi penggunaan metanol terbanyak adalah sebagai bahan pembuat bahan kimia lain (Anggriawan, 2008).
Saat ini terdapat kecenderungan pengembangan sel bahan bakar yang menggunakan hidrokarbon cair sebagai sumber gas hidrogen. Salah satu hidrokarbon cair yang dapat digunakan sebagai sumber hidrogen adalah metanol. Melalui reaksi terkatalisis pada suhu tidak terlalu tinggi (200oC – 400oC), metanol dapat diubah menjadi gas yang kaya dengan hidrogen. Kelebihan lainnya, metanol mudah diperoleh dan dapat dihasilkan dari sumber terbarukan.
Proses produksi gas hidrogen secara langsung dari hidrokarbon cair harus memenuhi beberapa syarat agar dapat diterapkan pada sel bahan bakar. Proses tersebut harus efisien, praktis, dan gas yang dihasilkannya mengandung CO sangat rendah. Pada konsentrasi beberapa ppm gas CO dapat meracuni sel bahan bakar dengan mendeaktifkan katalis (terutama Pt) pada anoda. Hidrogen dapat diperoleh secara langsung dari metanol melalui tiga proses yaitu dekomposisi metanol, oksidasi parsial metanol dan reformasi kukus metanol. Proses dekomposisi metanol dan oksidasi parsial metanol menghasilkan produk samping gas CO. Reformasi kukus metanol menjadi alternatif. terbaik untuk sintesis gas hidrogen dari metanol. Reaksi ini menghasilkan gas H2/CO2 dengan rasio mol 3:1 dan tidak menghasilkan gas CO pada suhu reaksi di bawah 300oC. Dengan
demikian, reformasi kukus metanol menjadi proses yang cocok untuk produksi hidrogen secara langsung pada sel bahan bakar pada kendaraan.
Reformasi kukus metanol merupakan kebalikan reaksi sintesis metanol dari campuran gas hidrogen dan CO2. Dengan demikian, dapat diasumsikan bahwa katalis untuk sintesis metanol juga memiliki keaktifan yang tinggi dalam reaksi kebalikannya. Katalis Cu/ZnO/Al2O3 yang secara komersial telah digunakan dalam reaksi pergeseran gas suhu rendah (low-temperature gas shift) dan sintesis metanol telah digunakan dalam reaksi reformasi kukus metanol. Katalis Cu/ZnO/Al2O3 memiliki keaktifan tinggi namun memiliki ketahanan termal rendah dan mengalami pendeaktifan selama reaksi.4 Pada katalis Cu/ZnO/Al2O3 yang bertindak sebagai pusat aktif adalah logam Cu. (Marsih,2006).
2.3. Destilasi
Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih komponen zat cair berdasarakan pada perbedaan titik didihnya. Secara sederhana destilasi dengan memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan kembali supaya jadi cair dengan kondensor. Berikut macam-macam destilasi :
1. Destilasi sederhana
Destilasi sederhana digunakan untuk memisahkan zat cair dengan zat padat atau minyak.
2. Destilasi bertingkat
Proses ini digunakan untuk komponen yang memiliki titik didih yang berdekatan. Destilasi bertingkat memiliki kondensor yang lebih banyak
sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki titik didih yang bertekanan.
3. Destilasi azeotrop
Digunakan dalam memisahkan azeotrop (campuran yang memiliki dua atau lebih komponen yang sulit dipisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan menggunakan tekanan tinggi.
4. Destilasi vakum
Destilasi ini adalah destilasi dengan tekanan rendah, yaitu yang digunakan untuk zat yang tak tahan suhu tinggi atau bisa rusak pada pemanasan yang tinggi.
5. Destilasi kering
Destilasi yang prinsipnya memanaskan material padat untuk fase uap dan cairnya, contohnya untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batubata.
Tujuan utama destilasi adalah untuk memisahkan bahan baku yang diberikan kedalam hasil yang lebih bernilai. Nilai dari produk sepenuhnya tergantung pada produk pada kualitasnya. Hal ini membuat kontrol kualitas yang mempertimbangkan perntingnya didalam suatu operasi kolom pada destilasi, tetapi spesifikasi kualitas disatukan hanya pada suatu aspek kolom kontrol : suatu operasi juga harus menguntungkan dan memenuhi tujuan produksi. Ada tiga sasaran yaitu kualitas, laba, dan produksi yang memiliki kaitan yang erat. (Kister, 1989).
Umumnya proses distilasi dalam skala industri dilakukan dalam menara, oleh karena itu unit proses dari distilasi ini sering disebut sebagai (MD). Menara distilasi biasanya berukuran 2-5 meter dalam berkisar antara 6-15 jenuh, yaitu cairan yang dengan berkurang tekanan sedikit saja sudah akan terbent lebi Menara distilasi terbagi dalam 2 jenis kategori besar :
1. Menara Distilasi tipe Stagewise, menara ini terdiri dari banyak piringan yang memungkinkan kesetimbangan terbagi-bagi dalam setiap piringannya, dan
2. Menara Distilasi tipe Continous, yang terdiri dari pengemasan dan kesetimbangan cair-gasnya terjadi di sepanjang
Umumnya pada proses destilasi metanol menggunakan jenis proses destilasi fraksinasi. Dimana destilasi fraksinasi ini berdasarkan perbedaan titik didihnya namun perbedaan titik didihnya hampir sama, dimana titik didih metanol adalah 64,7oC, dengan bahan pencampurnya yaitu etanol 79oC,aseton 56,53oC, dan air 100oC. Dalam proses tersebut maka metanol murni akan dipisahkan dari pencampur-pencampurnya ataupun impuritis (zat pengotor) yang ada pada metanol tersebut (Larian, 1997).
Diagram pada destilasi : 1. Diagram titik didih
Diagram titik didih adalah diagram yang menyatakan hubungan antara temperatur atau titik didih dengan komposisi uap dan cairan yang berkeseimbangan.
2. Diagram keseimbangan uap-air
Diagram kesimbangan uap air adalah diagram yang menyatakan hubungan keseimbangan antara komposisi uap dengan komposisi cairan.
3. Diagram Entalpi-Komposisi
Diagram entalpi-komposisi adalah diagram yang menyatakan hubungan antara entalpi dengan komposisi sesuatu sistem pada tekanan tertentu.