geokimia organik fraksi nafta dan light oil produk...
TRANSCRIPT
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.