Download - 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@