KORELASI KARAKTER BIOMARKA BATUBARA MEDIUM RANK KALIMANTAN TIMUR DENGAN PRODUK PENCAIRANNYA

(1)

KORELASI KARAKTER BIOMARKA

BATUBARA

MEDIUM RANK

KALIMANTAN TIMUR DENGAN PRODUK

PENCAIRANNYA

(2)

1. Pendahuluan

Kompatibel

Kurang

Kompatibel

SUMBER ENERGI

Minyak Bumi

Gas Alam

Batubara

1996-2010, produksi batubara Indonesia

mengalami pertumbuhan rata-rata sebesar

14,8 % per tahun, dengan produksi batubara

sekitar 200 juta ton/tahun (Kementerian

Koordinator Bidang Perekonomian, 2011)

Bahan Bakar

Cair

(3)

(Sumber: Direktorat Jenderal Sumber Daya Mineral Batubara dan Panas Bumi, Buku Batubara 2008/2009)

Batubara

Medium Rank

Kalimantan Timur

Bahan Bakar Cair

Komponen

Kajian Geokimia Organik

(4)

Batubara

Medium Rank

Kalimantan Timur

Karakter Biomarka (Siswoyo, 2009) :

-Dominasi

n-

alkana panjang (C>20)

- Alkana bercabang (iso-C

₂₅

H

₅₂

, anteiso-C

₂₆

H

₅₄

, iso-C

₁₆

, pristan dan fitan)

-Triterpen (Lupan dan olean-13(18)ena, hopan-C

₃₀

, homohopan-C

₃₁

,

bishomohopan-C

₃₂

)

-Steran (14

β(H)-kolest-24-ena dan 14β(H)-sterana-C

₂₇

)

-(5,6,7,8-tetrahidrokadalena dan kadalena)

-keton (

n

-etil keton jenuh C

₂₀

, C

₂₆

, C

₂₈

, dan C

₃₈

)

- Batubara kematangan termal (zaman

plestosein

) dan kalori rendah

- Berasal dari masukkan tumbuhan tingkat tinggi daratan

- Lingkungan pengendapan anoksik

(5)

Rumusan Masalah

Tipe Batubara Yang

Layak Dicairkan

KORELASI

Komponen Senyawa

Hidrokarbon Produk

Pencairan

Karakter Geokimia

Organik

Jenis Batubara

Berdasarkan

Kandungan Energi

Pencairan

Biomarka

Komponen

Batubara

(6)

Mempelajari hubungan senyawa hidrokarbon batubara cair

medium rank

Kalimantan timur dengan karakter biomarka

batubara yang menggambarkan kandungan energinya, sehingga

dapat diketahui apakah batubara tipe ini dapat dipertimbangkan

kelayakannya untuk dikonversi sebagai bahan bakar cair

(7)

- Ditambahkan PelarutHeavy Oil

- Ditambahkan Katalis Limonit SH - Ditambahkan Belerang

- Ditambahkan Gas H₂

- Dicairkan pada temperatur 450⁰C, tekanan 7MPa selama 60 menit

-Analisa KG-SM -Distilasi vakum -Set Heater60-220⁰C -Set Heater220-350⁰C Set Heater350-400⁰C Analisa KG Batubara Medium Rank

Kalimantan Timur

Batch Reactor

Slurry Hasil

Fraksilight naphtha

(30-180⁰C) Fraksi H(100⁰C)2O Fraksi(180-220⁰C)Heavy naphtha Fraksi Campuran(>220⁰C) Kromatogram

Fraksi Middle Oil

(220-350⁰C) Fraksinasi Lebih Lanjut FraksiCLB

(>538⁰C)

Fraksi Campuran (>350⁰C) FraksiHeavy Oil

(350-538⁰C)

Gas

(8)

“Fraksinasi

Middle Oil”

FraksiMiddle Oil

Diekstraksi dengann-heksana

Ditambahkan 10% H₂SO₄hingga pH 2

Kromatografi kolom, silika gel

n-heksana F. Alifatik n-heksana : DCM (90:10 v/v) F. Aromatik Metanol Dikeringkan dengan N₂ Kromatogram Ditimbang Dievaporasi Dikeringkan dengan N₂ Hasil Ditimbang Dievaporasi Dikeringkan dengan N₂ Kromatogram Ditimbang

Desulfurisasi dengan serbuk Cu Dievaporasi

Diekstraksi

Fraksi Minyak Netral Fraksin-heksana

Fraksi Air Asphalten

Fraksin-heksana

Ditambahkan 10% NaOH hingga pH 12 Diekstraksi

Fraksi Air

Analisa KG-SM

Monitoring KLT _{Monitoring KLT} Monitoring KLT

(9)

Feed Jumlah_(gram) Komposisi (gram) H2O LO MO HO CLB Abu dafc Batubara 75,8 15,92 - - - - 4,28 55,60 Pelarut Heavy oil 110,2 1,05 0,42 43,82 59,67 5,58 - -Katalis Limonit SH 1,23 - - - -Belerang 0,65 - - - -Gas H2 3,29 - - - -TotalFeed 191,17

Produk Pencairan Total

Jumlah gram % wt Produk pencairan total terukur:

Slurry

Gas (H2,CO,CO2,C1-C4dan H2S)

165,90 17,92

86,79 9,37 Sub-total 183,82 96,15 Produk pencairan total tidak terukur 7,35 3,84

Total 191,17 100,00

Komposisi

feed

pencairan batubara

medium rank

Kalimantan Timur

Pencairan Batubara

Jumlah produk pencairan total batubara

medium rank

Kalimantan

Timur pada suhu 450⁰C dan tekanan 7 Mpa selama 60 menit

(10)

Slurry terdistilasi

(gram) Produk Fraksinasi Slurry Warna

Jumlah Gram % wt

163,00

H2O Bening 20,80 12,76 Light naphtha Kuning kehijauan 12,90 7,91 Heavy naphtha Kuning kemerahan 6,40 3,93 Middle Oil Coklat kehitaman 45,40 27,85 Heavy Oil Hitam pekat 49,10 30,12 Coal Liquid Bottom Hitam pekat 28,40 17,42 Total 163,00 100,00

Produk distilasi

slurry

total pencairan batubara.

Fraksinasi

Slurry

Batubara

Produk Pencairan Batubara Jumlah gram %wt Produk distilasislurry batubara:

H₂O

Light Oil (light dan heavy naphtha) Middle Oil

Heavy Oil

Coal Liquid Bottom (CLB)

5,14 20,10 4,44 4,47 18,63 6,78 26,52 5,86 5,90 24,58 Sub-total 52,78 69,63 Produk gas batubara (CO,CO2,C1-C4) 15,65 20,64 Produk tidak terukur 7,37 9,72 Total 75,80 100,00

Produk pencairan batubara

medium rank

Kalimantan Timur

24,54 gram (32,38 %

wt

)

(11)

Kromatogram Total Fraksi Hidrokarbon

Naphtha

Kromatogram total fraksi hidrokarbon

naphtha

dari produk pencairan batubara

medium rank

Kalimantan Timur. Program temperatur oven 40⁰C (selama 5

menit), 40-300⁰C (10⁰C/menit), isotermal 300⁰C (30 menit).

(12)

Kromatogram total fraksi hidrokarbon alifatik

middle oil

dari produk pencairan

batubara

medium rank

Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C

(selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

(13)

Kromatogram Total Fraksi Hidrokarbon Aromatik Middle Oil

Kromatogram total fraksi hidrokarbon aromatik

middle oil

dari produk

pencairan batubara

medium rank

Kalimantan Timur. Program temperatur oven

60⁰C (selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

(14)

Senyawa

n

-alkana dan alkana bercabang

Fragmentogram m/z 57 fraksi hidrokarbon naphtha dari produk pencairan batubara

medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 40⁰C (selama 5 menit), 40-300⁰C (10⁰C/menit), isotermal 300⁰C (30 menit).

(15)

Fragmentogram m/z 57 fraksi hidrokarbon alifatik middle oil dari produk pencairan batubara medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C (selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

Spektrum massa puncak ke-15 (a) dan ke-9 (b) fraksi fragmentogramm/z 57 fraksi hidrokarbonnaphtha

n

-dekana

2-metil heptana

(16)

Senyawa Turunan Sikloalkana

Fragmentogram m/z 83 fraksi hidrokarbon

naphtha dari produk pencairan batubara

Fragmentogram m/z 83 fraksi hidrokarbon Alifatik middle oil dari produk pencairan batubara medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C (selama 5 menit), 40-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

(17)

Senyawa Bisiklik Seskiterpen

Fragmentogram m/z 109 fraksi hidrokarbon Alifatik middle oil dari produk pencairan batubara

(18)

Senyawa Turunan Alkil Benzena

(2)

(1)

propil benzena 1,3-dimetil- 2- propil benzena

Fragmentogram m/z 91 (1) dan m/z 119 (2) fraksi hidrokarbon naphtha dari produk pencairan batubara

medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 40⁰C (selama 5 menit), 40-300⁰C

(10⁰C/menit), isotermal 300⁰C (30 menit).

Spektrum massa puncak ke-3 fragmentogramm/z 91 (3) danm/z 119 (4) fraksi hidrokarbonnaphtha

(19)

Senyawa Turunan Naftalena

Fragmentogram m/z 128 fraksi hidrokarbon alifatik (1) dan aromatik (2) middle oil dari produk pencairan batubara medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C (selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

(2)

(1)

(20)

Spektrum massa puncak ke-1 fragmentogramm/z 141 fraksi hidrokarbon alifatikmiddle oil

(2)

(1)

(21)

Senyawa Turunan Bifenil

Fragmentogram m/z 182 fraksi hidrokarbon alifatik (1) dan aromatik (2)middle oil dari produk pencairan batubara medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C (selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

(2)

(1)

(22)

Senyawa Turunan Fenantrena

(2)

(1)

(23)

(2)

(1)

(24)

Senyawa Kadalena

Fragmentogram m/z 183 fraksi hidrokarbon aromatikmiddle oil dari produk pencairan batubara medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C (selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).

(25)

Senyawa Turunan Fluorena

Fragmentogram m/z 166 fraksi hidrokarbon aromatikmiddle oil dari produk pencairan batubara medium rank Kalimantan Timur. Program temperatur oven 60⁰C (selama 5 menit), 60-290⁰C (10⁰C/menit), isotermal 290⁰C (25 menit).