likufaksi batubara makalah

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

1/15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangBatubara sudah menjadi suatu sumber energi yang sangat penting di Indnesia

sejak prgram di!ersi"ikasi energi pemerintah pada pertengahan tujuh

puluhan. Pada tahun 1##$% kntribusi batubara untuk pembangkit tenaga

listrik sebesar && '% gas alam &1 ' dan minyak (1 ' )Amijaya dan Littke%

(**+,. -ementara adangan sumber daya energi di Indnesia saat ini sudah

semakin terbatas. Berdasarkan Data -tatistik Beynd Petrleum pada tahun

(**+ Indnesia saat ini hanya memiliki /.&** juta tn adangan minyak atau

hanya sekitar *%&+' dari ttal adangan minyak dunia sebesar 1.(*$.(** juta

tn. Dengan tingkat prduksi sebesar * juta tn per tahun% prduksi minyak

bumi di Indnesia diperkirakan hanya dapat bertahan dalam 11 tahun ke

depan. 0as alam yang juga merupakan salah satu sumber energi utama di

Indnesia hanya memiliki adangan yang ekui!alen dengan masa prduksi

selama &%/ tahun. Demikian pula batubara% Indnesia saat ini hanyamemiliki adangan yang relati" terbatas% yaitu sebesar /.#+$ juta tn atau

*%' dari ttal adangan batubara dunia. Dengan tingkat prduksi menapai

1(* juta tn per tahun% diperkirakan batubara di Indnesia dapat diprduksi

selama /1%/& tahun. Berdasarkan hal ini maka pemerintah mengeluarkan suatu

kebijakan% salah satunya yaitu pengembangan batu bara air )2auhary% (**3,.

Prduk utama dari prses penairan batubara adalah menjadikan batubara

padat menjadi bahan bakar tmti" air. 4leh karena itu penting mempunyai

beberapa metde penairan dengan memperhitungkan kmpsisi dari minyak

yang berkaitan dengan berat mlekul dan jenisnya )5arlssn% 1##*,. Dalam

pemilihan metde penairan batubara yang tepat serta untuk e"isiensi dari

penairan batubara diperlukan pengetahuan yang lebih banyak tentang

batubara yang akan diairkan. 6aka dari itu tahapan pertama untuk prses

kn!ersi dari batubara padat menjadi air diperlukan karakterisasi dari

batubara sampel )Legarreta% Arias dan de 6ar% 1#$3,. -alah satu tahapan

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

2/15

karakterisasi yaitu ( mengetahui kmpsisi "sil senya7a rganik yang ada

dalam batubara )Bald7in% 8rhees dan Dur"ee% 1#$3,. -alah satu kriteria

senya7a rganik sebagai marka gekimia dalam prduk batubara yang

diairkan adalah struktur dan jumlah mlekulnya harus knstan pada prses

ekstraksi% meskipun pada kndisi ekstrim seperti prses ekstraksi batubara

pada temperatur yang lebih tinggi. Alkana dimungkinkan ada pada prduk

batubara air yang seara umum merupakan prekusr bilgi dari batubara.

-enya7a9senya7a itu merupakan indikatr ptensial dari asal usul gekimia

dan termal dari batubara serta sedimen rganik lainnya. 4leh karena itu alkana

siklik seperti isprenid ali"atik pada prduk batubara air bisa juga

memberikan in"rmasi mengenai sumber batubara )2nes% Pakdel dan Bartle%

1#$(,. -enya7a yang disebut juga penanda bilgi ini dapat menggambarkan

senya7a penyusun dari sedimen rganik yang ditemukan )baik batubara

maupun minyak bumi, sehingga dapat diketahui senya7a a7al pembentuknya

)prekursr,% lingkungan pengendapan serta hubungan dengan batuan

induknya. Batubara dikenal lebih banyak mengandung senya7a hidrkarbn

armatik dibandingkan dengan senya7a ali"atik. :antai hidrkarbn ali"atik

dapat ditemukan berikatan dengan inin armatik atau berikatan silang dalam

matrik batubara. Batubara yang lebih matang berptensi keil untuk dapat

diubah bentuknya menjadi air. Hal ini dikarenakan senya7a9senya7a yang

ada dalam batubara tersebut telah mengalami armatisasi. 5andungan rantai

ali"atik )baik panjang maupun pendek, dalam batubara inilah yang akan

diidenti"ikasi untuk melihat kemungkinan dan kelayakan memperleh bahan

bakar air dari batubara )Petersen dan Nyt"t% (**,.

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

3/15

BAB II

PE6BAHA-AN

II.1. Pengertian Likui"aksi Batubara

Likui"aksi batubara atau coal luqiefaction adalah suatu teknlgi prses

yang mengubah batubara yang merupakan bahan bakar padat menjadi bahan bakar

air sintetis. Batubara yang berupa padatan diubah menjadi bentuk air dengan

ara mereaksikannya dengan hidrgen pada temperatur dan tekanan tinggi. ;airan

yang terbentuk tersebut selanjutnya di"raksinasi< dikilang untuk menghasilkan

berbagai maam bahan bakar air seperti bensin% slar% minyak tanah dan lain9lain.

=eknlgi ini sudah lama di kuasai negara maju seperti 2erman% Inggris% Amerika

-erikat% Australia dan 2epang. =ujuan dari likui"aksi batubara adalah untuk

mengkn!ersi atau meng9upgradingbatubara yang mempunyai nilai kalr yang

rendah yang tidak laku di pasaran menjadi salah satu bentuk bahan bakar atau

energi alternati" yang mempunyai nilai eknmis yang tinggi.

II.(. -ejarah Likui"aksi Batubara

Pengembangan prduksi bahan bakar sintetis berbasis batu bara pertama

kali dilakukan di 2erman tahun 1#**9an dengan menggunakan prses sintesis

>isher9=rpsh yang dikembangkan >ran? >isher dan Hans =rpsh. Pada 1#&*%

disamping menggunakan metde prses sintesis >isher9=rpsh% mulai

dikembangkan pula prses Bergius untuk memprduksi bahan bakar sintesis.

-ementara itu% 2epang juga melakukan inisiati" pengembangan teknlgi

penairan batubara melalui pryek Sunshine tahun 1#3/ sebagai pengembangan

alternati" energi pengganti minyak bumi.

Pada 1#$&% NED4 )New Energy Development Organization,% rganisasi

yang mem"kuskan diri dalam pengembangan teknlgi untuk menghasilkan

energi baru juga berhasil mengembangkan suatu teknlgi penairan batubara

bituminous dengan menggunakan tiga prses% yaitu solvolysis system% solvent

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

4/15

extraction systemdan direct hydrogenation to liquefy bituminous coal. ;adangan

batubara di dunia pada umumnya tidak berkualitas baik% bahkan setengahnya

merupakan batubara dengan kualitas rendah% seperti@ sub-bituminous coal dan

brown coal. 5edua jenis batubara tersebut lebih banyak didminasi leh

kandungan air. Peneliti 2epang kemudian mulai mengembangkan teknlgi untuk

menja7ab tantangan ini agar kelangsungan energi di 2epang tetap terjamin% yaitu

dengan mengubah kualitas batubara yang rendah menjadi prduk yang berguna

seara eknmis dan dapat menghasilkan bahan bakar berkualitas serta ramah

lingkungan. Dikembangkanlah prses penairan batubara dengan nama rown

!oal "iquefaction #echnology)B;L,.

II.& Prses Penglahan Batubara ;air

Prses likui"aksi batubara seara umum diklasi"ikasikan menjadi $ndirect

!oal "iquefaction dan danDirect "iquefaction %rocess&

II.&.1.$ndirect !oal "iquefaction)I;L,

Prinsipnya seara sederhana yaitu mengubah batubara ke dalam

bentuk gas terlebih dahulu untuk kemudian membentuksyngas)ampuran

gas ;4 dan H(,. Syngaskemudian dikndensasikan leh katalis )prses

>isher9=rpsh, untuk menghasilkan prduk ultra bersih yang memiliki

kualitas tinggi. Prses >isher =rpsh adalah sintesis ;4

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

5/15

0ambar 1. Dua kn"igurasi prses dasar untuk prduksi bahan bakar air dengan I;L

Syngas %roduction Bagian ini terdiri dari coal handling' drying

dan grinding yang kemudian diikuti dengan gasi"ikasi. Unit pemisahan

udara menyediakan ksigen untuk gasi"ier. Syngas cleanup terdiri dari

prses hydrolysis' cooling' sour-water stripping' acid gas removal' dan

sulfur recovery. 0as dibersihkan dari kmpnen sul"ur dan kmpnen lain

yang tidak diinginkan sampai pada le!el yang terendah untuk

melindunginya dari downstream catalysts. Panas yang dipindahkan padagas-cooling stepdire!er sebagai steam% dan digunakan seara internal

untuk mensuppli kebutuhan p7er plant. Prsessour-water strippingakan

menghilangkan ammnia yang dihasilkan dari nitrgen yang ada pada

batubara. -ul"ur dalam batubara akan dikn!ersikan menjadi hydrogen

sulfide )H(-, dan carbonyl sulfide );4-,. Prses hidrlisis digunakan

untuk mengkn!ersikan ;4- dalam syngas menjadi H(-% yang dire!er

pada acid-gas removal stepdan dikn!ersikan menjadi elemental sul"ur

pada sebuah !laus sulfur plant. -ul"ur yang diprduksi biasanya dijual

sebagai low-value byproduct.

Synthesis (as !onversion Bagian ini terdiri dari water-gas shift'

sulfur guard bed' synthesis-gas conversion reactors' !O) removal'

dehydration dan compression' hydrocarbon dan hydrogen recovery%

autothermal reforming% dansyngas recycle. Sulfur guard bed dibutuhkan

untuk melindungi katalis kn!ersi gas sintesis yang dengan mudah

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

6/15

dirauni leh trae sul"ur pada cleaned syngas& !lean synthesis gas

dipindahkan untuk mendapatkan rasi hidrgen < 5arbn mnksida yang

diinginkan% dan kemudian seara katalitik dikn!ersikan menjadi bahan

bakar gas.

Dua ara utama melibatkan kn!ersi ke hight-quality diesel dan

distillate menggunakan *ischer-#ropsch route% atau kn!ersi ke high-

octane gasolinemenggunakan prses metanl menjadi gasline )6=0, .

*ischer-#rosch +*-#, syntesis menghasilkan spektrum dari hidrkarbn

para"in yang ideal untuk diesel dan bahan bakar

5atalis yang digunakan dalam >isher9=rps adalah besi atau balt.

5euntungan katalist besi dengan balt berlebih untuk mengkn!ersi

coal-derived syngas yang mana besi memiliki kemampuan mengakti!asi

reaksi water-gas shift dan seara internal mengatur l7 H(isher9=rps. 2enis

reatr yang digunakan dalam reaksi >9= adalah fixed-bed tubular reactor

dan teknlgi ini diaplikasikan di -hells 6alaysian 0=L. -asl juga

mengkmersialisasikan teknlgi ;=L di A"rika -elatan yang

menggunakan *ixed bed reactor' circulating-fluidized bed dan fixed-

fluidized bed reactor& -yngas dan prduk >9= yang tidak terkn!ersi harus

dipisahkan setelah langkah sintesis >9=. ;4( dapat dipisahkan dengan

menggunakan teknik absrbsi. ;4( dengan kemurnian tinggi biasanya

dibuang langsung ke udara bebas.

Prses pendinginan digunakan untuk memisahkan air dan

hidrkarbn ringan )terutama metana% etana% dan prpane, dari prduk

liquid hydrocarbon yang dihasilkan pada prses sintesis >9=. 0as

hidrkarbn ringan dan gas sintesis yang tidak terkn!ersi dikirim ke

prses hydrogen recovery.Purge dari "uel gas digunakan untuk menyuplai

bahan bakar pada prses ;=L. Akhirnya sisa gas dialirkan ke autothermal

reforming plant untuk mengkn!ersi hidrkarbn ringan menjadi syngas

untuk direyle ke reaktr >9=.

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

7/15

%roduct pgrading 9 >= liCuid dapat dimurnikan menjadi LP0%

gasline% dan bahan bakar diesel. Pilihan lain adalah melalui partial

upgradinguntuk menghasilkan >9=syncrude. 5andungan waxyang tinggi

di raw >9= liquid memerlukan hidroprosessing untuk membuatsyncrude

yang dapat dialirkan melalui pipa . Pilihan upgrading minimum termasuk

hidrotreating dan hidrocrac.ing dari >9= 7a. Prduk yang dihasilkan

adalah >9= LP0 dan >9= syncrude% yang dapat dikirim ke conventional

petroleum refinery untuk di"raksinasi menghasilkan prduk yang dapat

dilah lebih lanjut.

II.&.(Direct !oal "iquefaction)D;L,

D;L adalah prses hydro-crac.ing dengan bantuan katalisatr.

Prinsip dasar dari D;L adalah mengintrduksikan gas hidrgen kedalam

struktur batubara agar rasi perbandingan antara ;

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

8/15

harus diptng dengan ara dekmpsisi panas pada temperatur tinggi

)thermal dempsitin,. -etelah diptng% masing9masing ptngan pada

rantai hidrkarbn tadi akan menjadi bebas dan sangat akti" )free-radical,.

-upaya radikal bebas itu tidak bergabung dengan radikal bebas lainnya

)terjadi reaksi replimerisasi, membentuk material dengan berat mlekul

tinggi dan insoluble% perlu adanya pengikat atau stabilisatr% biasanya

berupa gas hidrgen. Hidrgen bisa didapat melalui tiga ara yaitu@

trans"er hidrgen dari pelarut% reaksi dengan fresh hidrgen%

rearrangement terhadap hidrgen yang ada di dalam batubara% dan

menggunakan katalis yang dapat menjembatani reaksi antara gas hidrgen

danslurry)batubara dan pelarut,.

Negara yang telah mengembangkan teknlgi Direct "iquefaction

%rocess adalah 2epang% Amerka -erikat dan 2erman. Bagi Indnesia%

teknik kn!ersi likui"aksi batubara seara langsung )Direct "iquefaction

%rocess, dinilai lebih menguntungkan untuk saat ini. -elain prsesnya

yang lebih sederhana% likui"aksi relati" lebih murah dan lebih bersih

dibanding teknik gasi"ikasi. =eknik ini juga k untuk batubara

peringkat rendah )lignit,% yang banyak terdapat di Indnesia.

Banyak negara mengembangkan teknlgi Likui"aksi Batubara. Di

Amerika -erikat berkembang berbagai pryek pengembangan seperti pada

gambar (. Dan 2epang% sebagai salah satu negara pengembang teknlgi

Likui"aksi Batubara terkenal dengan salah satu pryeknya yaitu NED4L

)lembaga kajian teknlgi 2epang, memiliki ( metde likui"aksi batubara

yaituituminous !oal "iquefactiondanrown !oal "iquefaction.

II.&.&ituminous !oal "iquefaction

Dalam prses ituminous !oal "iquefaction% Pryek NED4L

berhasil menggabungkan & prses% yaitu@ Solvent Extraction %rocess'

Direct /ydrogenation %rocess'dan Solvolysis %rocess.

-pesi"ikasi prses NED4L adalah sebagai berikut@

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

9/15

=idak memerlukan batubara dengan spesi"ikasi tertentu. Batubara yang

digunakan bisa dari l7 grade sub9bituminus sampai l7 gradebituminus.

Field :ati bisa menapai /' berat% lebih besar dari medium atau light

il. =emperatur standar reaksi adalah /*; dan =ekanan standar 13*

kg

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

10/15

0ambar (. Diagram alir prsesituminous !oal "iquefaction

II.&./rown !oal "iquefaction

Prses pada rown !oal "iquefaction% seara umum terdiri atas &

prses% yaitu@ !oal %retreatment %rocess' Slurry %reheating %rocess'

%rimary hydrogenation processdan Secondary hydrogenation process.

a, %retreatment %rocessmerupakan prses peremukan ra7 br7n al%

pengeringan% dan pembuatan -lurry. -lurry dibuat dengan

menampurkan 1 bagian batubara br7n al dengan (. bagian

pelarut% lalu ditambahkan katalis yang mengandung besi )irn atalyst,.

Lalu -lurry diprses kepreheating process.b, %rimary hydrogenation process dilakukan dengan mengalirkan gas

hidrgen pada =emperatur /&*9/*; dan tekanan 1*9(** kg

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

11/15

e, :eaktr jenis "ied bed yang diisi katalis Ni96 agar prses

hidrgenasi dapat terjadi pada temperatur &**9/**; dan tekanan 1*9

(** kg

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

12/15

=eknlgi penglahannya lebih ramah lingkungan. Dari pasa

prduksinya tidak ada prses pembakaran% dan tidak dihasilkan gas;4(. 5alaupun menghasilkan limbah )debu dan unsur sisa

prduksi lainnya,% masih dapat diman"aatkan untuk bahan baku

ampuran pembuatan aspal. Bahkan sisa gas hidrgen masih laku

dijual untuk diman"aatkan menjadi bahan bakar.

II./.( 5ekurangan Batubara ;air

Beberapa kekurangan Batubara air% yaitu @

5eeknmian. Harga minyak bumi sangat "luktuati"% sehingga

seringkali in!estr ragu untuk membangun kilang penairan

batubara. Batubara air akan eknmis jika harga minyak bumi di

atas U- &

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

13/15

II..( Dampak Negati"

Beberapa dampak negati" dari Batubara air% yaitu @

6eningkatkan dampak negati" dari penambangan batubara.

Penyebaran skala besar pabrik batubara air dapat menyebabkan

peningkatan yang signi"ikan dari penambangan batubara.

Penambangan batubara akan memberikan dampak negati" yang

berbahaya. Penambangan ini dapat menyebabkan limbah yang

beraun dan bersi"at asam serta akan mengntaminasi air tanah.-elain dapat meningkatkan e"ek berbahaya terhadap lingkungan%

peningkatan prduksi batubara juga dapat menimbulkan dampak

negati" pada rang9rang yang tinggal dan bekerja di sekitar daerah

penambangan.

6enimbulkan e"ek global warming sebesar hampir dua kali lipat

per galln bahan bakar.Prduksi batubara air membutuhkan

batubara dan energi dalam jumlah yang besar. Prses ini juga

dinilai tidak e"isien. >aktanya% 1 tn batubara hanya dapat

dikn!ersi menjadi (9& barel bensin. Prses kn!ersi yang tidak

e"isien% si"at batubara yang ktr% dan kebutuhan energi dalam

jumlah yang besar tersebut menyebabkan batubara air

menghasilkan hampir dua kali lipat emisi penyebabglobal

warming dibandingkan dengan bensin biasa. Jalaupun karbn

yang terlepas selama prduksi ditangkap dan disimpan% batubara

air akan tetap melepaskan / hingga $ persen plusi global

warminglebih banyak dibandingkan dengan bensin biasa.

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

14/15

BAB III

PENU=UP

III.1 5esimpulan

Likui"aksi Batubara adalah suatu teknlgi prses yang mengubah batubara

dan menghasilkan bahan bakar air sintetis. Batubara yang berupa padatan diubah

menjadi bentuk air dengan ara mereaksikannya dengan hidrgen pada

temperatur dan tekanan tinggi.

Prses likui"aksi batubara seara umum diklasi"ikasikan menjadi metde

langsung )Direct "iquefaction %rocess, dan metde tidak langsung )$ndirect

"iquefaction %rocess,. Pada prses tidak langsung batubara di"ragmentasi menjadi

;4% ;4(% H(% dan ;H/ yang kemudian direkmbinasikan menghasilkan prduk

air% prsesnya melalui gasi"ikasi dan kndensasi. Pada prses langsung batubara

air diprduksi dengan melarutkan dalam suatu pelarut rganik lalu dilanjutkan

dengan prses hidrgenasi pada suhu dan tekanan tinggi. Prses penairan

batubara seara langsung dapat dilakukan melalui pirlisis% ekstraksi pelarut dan

hidrgenasi katalitik.

Dua metde likui"aksi batubara yaitu ituminous !oal "iquefaction dan

rown !oal "iquefaction. Dalam prses ituminous !oal "iquefaction% Pryek

NED4L berhasil menggabungkan & prses% yaitu@ Solvent Extraction %rocess'

Direct /ydrogenation %rocess'dan Solvolysis %rocess. Prses padarown !oal

"iquefaction% seara umum terdiri atas & prses% yaitu@ !oal %retreatment %rocess'

Slurry %reheating %rocess' %rimary hydrogenation process dan Secondary

hydrogenation process.

7/24/2019 Likufaksi Batubara makalah

15/15

DA>=A: PU-=A5A

6andasari% :atih. 777.aademia.eduG1a.alah Sinteti. Oil )diakses tanggal 1/

N!ember (*1,.

:irin.(*1&. http@