Kajian Geokimia Organik Fraksi Nafta dan
Light Oil
Produk Pencairan Batubara Bituminus, Sumatera Selatan
Setiya Anggreawan
Prof. Dr. R.Y. Perry Burhan, M.Sc.
Alur Pembahasan
Pendahuluan
Metodologi
Hasil dan Pembahasan
Kelangkaan Bahan Bakar Minyak (BBM)
Pendahuluan
BBM diperkirakan habis 23 tahun mendatang sehingga dibutuhkan energi alternatif
Tabel 1 Potensi Sumber Daya Energi Fosil
Indonesia per 2011
Batubara sebagai sumber energi alternatif
Pendahuluan
Pendahuluan
Konversi batubara menjadi bahan baku bahan bakar cair
Pada produk pencairan batubara ditemukan kandungan senyawa hidrokarbon alifatik yang memiliki kesamaan dengan sampel minyak bumi (Herod dkk., 1995)
Teknologi
Pencairan Batubara Jerman (tahun 1900)
Jepang (tahun 1996) - NEDOL
Pendahuluan
Permasalahan
1. Apakah senyawa-senyawa hidrokarbon yang dihasilkan dalam fraksi nafta dan light oil sebagai produk pencairan batubara memiliki karakter yang sama dengan komposisi senyawa yang terkandung dalam bahan bakar yang didistilasi dari minyak mentah
2. Apakah komposisi produk pencairan mempunyai kaitan dengan senyawa biomarka batubara yang dicairkan
Batasan permasalahan Batubara Bituminus
Sumatera Selatan
Pendahuluan
Tujuan
1. Menganalisa komponen senyawa penyusun fraksi minyak nafta dan light oil pada produk pencairan batubara Bituminus dari Sumatera Selatan
2. Mengetahui potensi produk hasil pencairan sebagai bahan bakar minyak untuk memenuhi kebutuhan energi nasional ditinjau berdasarkan hubungan antara komposisi hidrokarbon fraksi nafta dan light oil dengan senyawa biomarkanya
3. Mencari hubungan kemiripan komponen fraksi minyak nafta dan light oil produk pencairan batubara Bituminus dari Sumatera Selatan dengan komponen hasil fraksi minyak bumi secara umum
Metodologi
Batubara 200 mesh
- Pencairan dalam autoclave 1L pada tekanan 12 MPa dan temperatur 450°C selama 60 menit Produk Gas Produk Slurry
- Fraksinasi menggunakan distilasi vakum Fraksi LO
0 – 220 ̊C 220 – 350 ̊CFraksi MO 350 – 538 ̊CFraksi HO Coal Liquid Bottom
- Analisa KGSM Hasil Fraksi Nafta Minyak Netral - Pengendapan asphalten Fraksi Alifatik
- Kromatografi kolom silika gel
Fraksi Aromatik Fraksi Polar - Analisa KGSM - Desulfurisasi / Cu
Hasil dan Pembahasan
Komposisi bahan baku pencairan batubara
Komposisi Umpan (g) Batubara Bituminus Pelarut HO Katalis Limonit SH Belerang Gas H2 Total Umpan (g) H2O 6.16 0.57 6.73 Abu 1.19 1.19 Dafc 67.65 67.65 LO 0.93 0.03 0.96 MO 20.90 0.66 21.56 HO 111.77 3.51 115.28 CLB 0.000 0.00 0.00 Fe 0.89 0.89 Total (g) 75.00 133.6 5.66 0.82 4.246 219.306
Hasil dan Pembahasan
Produk total hasil pencairan batubara
Produk Pencairan Berat (g) % wt
Produk cair: a. H2O b. Naptha c. LO d. MO e. HO f. CLB 1.56 2.03 10.44 64.22 -42.15 27.75 2.08 2.71 13.92 85.62 -56.2 37 Sub Total 63.85 85.14 Produk Gas: a. CO+CO2 b. C1-C4 1.17 9.92 1.56 13.23 Sub Total 11.09 14.79 Total 74.94 99.92
Berat yang tidak terukur 0.06 0.08
Hasil dan Pembahasan
Kromatogram total fraksi nafta
50 75 100 125 150 17.5 0.0 Intensitas Relatif % 50 100 n-Alkana (m/z 57) Alkil sikloheksana (m/z 83) Suhu ˚C Alkilbenzena (m/z 91) Naftalena (m/z 128)
Kromatogram total fraksi nafta produk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan.
Hasil dan Pembahasan
Elusidasi senyawa n-alkana
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Suhu C 0.0 50 C9 C10 C11 C12 C13 Intensitas Relatif % 100
Fragmentogram m/z57 senyawa n-alkana fraksi nafta produk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan
25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 0.0 25.0 50.0 75.0 100.0 % 57 71 43 85 99 29 113 127 86 39 140 155 184 43 71 99 127 155 (14)
Spektrum massa puncak C13senyawan-alkana fraksi nafta produk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan
Hasil dan Pembahasan
Elusidasi senyawa naftalena
Keberadaan senyawa naftalena banyak ditemukan dalam fraksi minyak mentah
112.5 115.0 117.5 120.0 122.5 125.0 127.5 130.0 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 Intensitas Relatif %
Fragmentogram m/z128 senyawa naftalena fraksi nafta produk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 m/z 0.0 25.0 50.0 75.0 100.0 Intensitas Relatif % 128 51 64 77 91 102 107 115 3941 55 75 83 122 102 (24)
Hasil dan Pembahasan
Kromatogram total fraksi alifatik light oil
50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 Suhu ˚C 0.0 50 100 Intensitas Relatif % n-Alkana Alkilsikloheksana Metil alkilsikloheksana Seskuiterpen
Kromatogram total fraksi hidrokarbon alifatik light oil produk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan.
Hasil dan Pembahasan
Elusidasi senyawa n-alkana
Distribusi senyawa n-alkana pada rentang karbon C10-C23 menunjukkan bahwa
5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 Suhu C 0.0 0.5 1.0 Intensitas Relatif % C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C 18 C19 C 20C21 C22C23
Fragmentogram m/z57 senyawa n-alkana fraksi alifatiklight oilproduk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan.
50 100 150 200 250 m/z 0.0 25.0 50.0 75.0 100.0 % 57 71 43 85 99 113 29 141 155 169 183 197 211 225 253 267 281 295 310 43 57 71 85 113 (27)
Hasil dan Pembahasan
Kromatogram total fraksi aromatiklight oil
12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 32.5 35.0 37.5 Suhu C 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Intensitas Relatif % Naftalen Fenantrena
Kromatogram total fraksi hidrokarbon aromatik light oil produk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan.
Hasil dan Pembahasan
Elusidasi senyawa turunan naftalena
Keberadaan senyawa metil naftalena dalam fraksi aromatik light oil mengindikasikan bahwa
Metil Naftalena Etil Naftalena Dimetil Naftalena 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 2.5 1.0 2.0 3.0 4.0 (x1,000)
Fragmentogram m/z128 senyawa naftalena fraksi aromatik light oilproduk pencairan batubara Bituminus, Sumatera Selatan.
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 m/z 0.0 25.0 50.0 75.0 100.0 Intensitas Relatif % 142 115 131 57 63 71 130 39 43 51 70 77 85 89 99102 110 119 115 (32)
Kesimpulan
1. Batubara bituminus yang memiliki nilai kalori sebesar 6400.58 Kkal/Kg sebesar 75 gram menghasilkan produk pencairan sebesar 74.94 gram (99,92% w/w) dan produk tak terukur sebesar 0.06 gram (0.08% w/w).
2. Komposisi senyawa hidrokarbon pada fraksi minyak nafta dan light oil mempunyai karakter yang sama
dengan bahan bakar yang didistilasi dari minyak mentah. Produk pencairan fraksi nafta dan light oil secara berturut-turut berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku bahan bakar alternatif pengganti kerosin dan solar.
3. Senyawa-senyawa biomarka dalam ekstrak batubara berpotensi menjadi senyawa prekursor terbentuknya komponen penyusun bahan bakar dari proses pencairan.
Kajian Geokimia Organik Fraksi Nafta dan
Light Oil
Produk Pencairan Batubara Bituminus, Sumatera Selatan
Setiya Anggreawan
Prof. Dr. R.Y. Perry Burhan, M.Sc.
Laboratorium Geokimia Molekular
Terima Kasih
Skema kerja Instrumen KGSM
Lampiran
83 97 111 95 165 109Alkil sikloheksana
seskuiterpen
191
fenantrena
77 91Alkil benzena
43 57 71 85Senyawa
n
-alkana
Lampiran
H H H