geokimia organik fraksi nafta dan light oil produk...

PENDAHULUAN

Data dari BP Statical Review of World Energy tahun2011 menunjukkan:1. Prodiksi minyak di Indonesia tahun 2010 mencapai

986 kbpd2. Konsumsi minyak tahun 2010 mencapai 1.304 kbpd

Oleh:Nur Ita Ulfaniyah

1408 100 069Pembimbing:Prof. Dr. R. Y. Perry Burhan, MSc.

LATAR BELAKANG

Senyawa hidrokarbonalifatik dalam batubaracair memiliki kesamaansifat dengan penyusunbahan bakar cair(Sukandarrumidi, 1995)

Pemanfaatan batubara:1. Briket2. Bahan bakar PLTU

Batubara Pit KancilPT. KPC Sangatta, Kalimantan Timur.

Batubara cair

Harga vitrinitereflactance berkisar0.52-0.55%

Apakah jenis-jenis hidrokarbon hasilpencairan batubara mempunyai karakteryang menyerupai komponen hasil fraksinasiminyak mentah, sehingga dapat dijadikanbahan dasar penyusun bahan bakar minyak.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisakomponen senyawa pada fraksi minyak nafta dan light oil produk pencairan batubara Pit Kancil Sangatta, Kalimantan Timur berdasarkan karakter geokimiaorganik untuk mengetahui potensi batubara tersebutdapat dicairkan dan digunakan sebagai sumber energialternatif pengganti BBM serta mencari korelasikemiripan komponen fraksi minyak nafta dan light oilproduk pencairan batubara Pit Kancil Sangatta, Kalimantan Timur terhadap komponen hasil fraksiminyak mentah secara umum.

METODOLOGI PENELITIAN

Digrindingdengan ukuran120 mesh

Digrindingdengan ukuran200 mesh

Digrindingdengan ukuran600 mesh

Analisa proksimat

Analisa kalor

Pencairan

- dimasukkan kedalam reaktor 1 L- ditambah pelarut Heavy Oil- ditambah katalis limonite SH- ditambah sulfur-ditambah gas H2

Slurry

Gas

Produk fraksinasi:1. Nafta

2. Light oil (220 ̊C)3. Middle oil (220-350 ̊C)4. Heavy oil (350-538 ̊C)

5. Coal Liquid Bottom (> 538 ̊C)

Direaksikan padatekanan 7 Mpa pada suhu

450 ˚C selama 1 jam

1.8197 gram fraksi light oil

Ditambahkan 100mL DCM:hexan (1:3 v/v)

Dekantasi

Ekstraksi cair-cairdengan H2SO4 hinggapH 2 dan NaOHhingga pH 12a. garam basa; b. garam asam;

b. c. minyak netral

Minyak netral Fraksinasi kolom silikagel, eluen hexan, DCM:hexan (1:9) danmetanol

Masing-masing fraksidiupkan pelarutnya

a: fraksi alifatik, b: fraksiaromatik dan c: fraksi polar

b c

Analisa KG-MS

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisa Proksimat Kandungan dalam Batubara (%)

Air 16.28

Abu 1.56

Material mudah

menguap

37.09

Fixed Carbon (diff) 45.08

Tabel. 1 Analisa Proksimat Batubara Pit Kancil KPC Sangatta,Kalimantan Timur

Batubara muda, batubarasub-bituminous

Komposisi Umpan (g)

Batubara Pit

Kancil

Pelarut HO Katalis Limonit

SH

Belerang Gas H2 Total Umpan

(g)

H2O 12.21 0.49 12.70

Abu 1.17 1.17

Dafc 61.62 61.62

Light Oil (LO) 0.85 0.02 0.87

Middle Oil (MO) 19.08 0.56 19.64

Heavy Oil (HO) 102.07 2.97 105.04

CLB 0.00 0.00

Fe 0.75 0.75

Total (g) 75.00 122.00 4.79 0.74 2.94 205.47

Tabel 2 Komposisi Umpan Pencairan Batubara Pit Kancil KPC Sangatta,Kalimantan Timur

Produk Pencairan Berat (g) % wt Produk cair:

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

1.85 0.07 0.12 76.30 -44.01 27.33

2.47 0.09 0.16

101.73 -58.68 36.44

Sub Total 61.66 82.21 Produk Gas:

a. CO+CO2 b. C1-C4

0.41 3.40

0.55 4.53

Sub Total 3.81 5.08 Total 65.47 87.29

Berat yang tidak terukur

9.53 12.71

Total sampel 75.00 100

Tabel .3 Produk Pencairan Batubara Pit Kancil KPC Sangatta, Kalimantan Timur

130 180 230 280

0.00

50

m/z 57, Alifatik n-alkana

Komposisi Produk Cair Batubara Pit Kancil Sangatta, Kalimantan Timur

m/z 83, Alkil sikloalkana

m/z 109, Bisiklikseskuiterpen

Intensitas Relatif %100

Gambar 1. Kromatogram total senyawa hidrokarbon fraksi alifatikproduk light oil hasil pencairan batubara Pit Kancil KPC Sangatta,

Kalimantan Timur.

Fraksi Light Oil

130 180 230 280

0.0

50

Intensitas Relatif %

C11

C12

C13

C14C15

C16 C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

Alkana bercabang

Gambar 2. Fragmentogram m/z 57 senyawa hidrokarbon n-alkanafraksi alifatik produk light oil hasil pencairan batubara Pit Kancil KPC

Sangatta, Kalimantan Timur

50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0

0

50

100

Intensitas relatif %

57

43

71

85

9983 11344 154130 198

m/z

43

57

71

85113 (19)

Gambar 3. Spektrum massa n-alkana C14H30 fraksi alifatik produklight oil Batubara Pit Kancil KPC Sangatta, Kalimantan Timur

• Distribusi senyawa n-alkana rantai karbon dengan rentangC11-C23 pada hasil pencairan batubara Sangatta, berpotensisebagai formula bahan bakar penyusun solar, sebab n-alkanadengan rentang karbon C13-C20 merupakan komponenpenyusun bahan bakar solar (Collins, 2007).

125 150 175 200 225 250

0.0

50

100

Intensitas relatif %

Suhu˚C

m/z 91, Alkilbenzena

m/z 169, Turunan kadalen

m/z 128, Naftalen

m/z 178, Fenantren

Gambar 4. Kromatogram total senyawa hidrokarbon fraksi aromatikproduk light oil hasil pencairan batubara Pit Kancil KPC Sangatta,

Kalimantan Timur.

125 150 175 200 225

0.0

50

100

Intensitas relatif %

Suhu ˚C

Naftalena

Metilnaftalena

Etilnaftalena

Dimetilnaftalena

Propilnaftalena

Gambar 5. Fragmentogram m/z 128 senyawa naftalen fraksi aromatikproduk light oil hasil pencairan batubara Pit Kancil KPC Sangatta,

Kalimantan Timur.

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 m/z0

50

100

Intensitas relatif %

128

10251 63 74 77 87 9839

102(34)

Gambar 6. Spektrum massa naftalena, C10H8 fraksi aromatikproduk light oil Batubara Pit Kancil KPC Sangatta, Kalimantan Timur

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

0

50

Intensitas relatif %

142

115

105

1399163 77 1265139

m/z

115 126 (35)

100

75.050.0 100.0 125.0150.0

Gambar 7. Spektrum massa metilnaftalena, C11H10 fraksi aromatik produklight oil Batubara Pit Kancil KPC Sangatta, Kalimantan Timur

5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 Suhu ˚C

0.0

2.5

5.0

7.5 m/z 57, n-alkana

m/z 83, alkil sikloalkana

m/z 109, bisiklik seskuiterpen

m/z 91, alkil benzena

m/z 128, naftalen

Intensitas relatif %

Gambar 7. Kromatogram total senyawa hidrokarbon fraksi minyak nafthahasil pencairan batubara Pit Kancil KPC Sangatta,

Kalimantan Timur.

Fraksi Minyak Nafta

50 75 100 125 150 175 Suhu ˚C0.00

50

100

Intensitas relatif %

C9C8 C9

C10

C11

C12

C13

C14 C15C16C19

n-alkanaAlkana bercabang

50.0 75.0 100.0 125.00

50

Intensitas relatif %

4357

418571

84 99 1289153 106

43

57

71

85

m/z

(40)

Gambar 9. Spektrum massa n-alkana C9H20 fraksi minyak naftaBatubara Pit Kancil KPC Sangatta, Kalimantan Timur

Gambar 4.34 Fragmentogram m/z 57 senyawa hidrokarbonn-alkana fraksi minyak nafta hasil pencairan batubara PitKancil KPC Sangatta, Kalimantan Timur

KESIMPULAN Pada proses pencairan 75 gram batubara Pit Kancil Sangatta,

Kalimantan Timur diperoleh destilat total sebesar 36.29 gram (48.39%w/w).

Destilat tersebut terdiri dari:1. fraksi naptha sebesar 0.07 gram (0.09%w/w), 2. LO sebesar 0.12 gram (0.16%w/w), 3. MO sebesar 76.30 gram (101.73%w/w)4. fraksi HO sebesar -44.01 gram (-58.68%w/w)5. produk gas yang meliputi CO, CO2, C1-C4 sebesar 3.81 gram

(5.08%w/w). Komposisi senyawa hidrokarbon dalam fraksi minyak light oil

terdiri dari n-alkana (C11-C23), alkil sikloalkana, seskuiterpen, alkilbenzen, kadalen, naftalena dan fenantrena, fraksi minyaktersebut berpotensi sebagai bahan bakar solar.

Sedangkan komposisi senyawa hidrokarbon pada fraksiminyak naphtha adalah n-alkana (C9-C16), alkil sikloalkana, seskuiterpen, alkilbenzen dan naftalen, fraksi minyak tersebutberpotensi sebagai bahan bakar kerosin.