KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penyusun dapat menyelesaikan makalah Pemanfaatan Batu Bara dengan judul Hidrogen Batubara. Makalah ini dibuat agar pembaca mengenal lebih jauh mengenai bagaimana proses pembentukan gas hidrogen dari batubara, struktur serta cadangan batubara yang ada di Indonesia. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada Pak Sahrul Effendi selaku dosen pembimbing, yang telah membimbing kami dalam menyelesaikan makalah ini. Mudah-mudahan makalah ini dapat berguna untuk menambah pengetahuan kita mengenai pembentukan lapisan batu bara. Penyusun menyadari masih banyak terdapat kekurangan dalam pembuatan makalah ini, oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dari pembaca untuk kesempurnaan tulisan ini.

Palembang,Desember 2013Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Batubara ada yang thermal (steaming) coal dan metalurgi coal. Batubara termal biasanya di haluskan dan dibakarkan dalam boiler untuk menghasilkan listrik dan batubara metalurgi digunakan untuk menghasilkan coke untuk pelelehan besii dan baja. Sayangnya utilitas batubara pada teknologi yang digunakan sekarang ini mempunyai dampak yang tidak diinginkan terhadap lingkungan. Polutan utama meliputi oksida oksida nitrogen dan sulfur, abu dan slag, emisi partikel dan gas rumah kaca seperti karbondioksida. Oleh karena itu diperlukan penyikapan secara insentif tinggi untuk menurunkan emisi dan mengembangkan efisiensi fuel (bahan bakar) teknologi utilitas batubara.

Gasifikasi batubara adalah proses untuk mengubah batubara menjadi fuel gas yang kaya akan CO dan H2. Hal ini bukan lagi teknologi baru. Gas yang dihasilkan dari karbonisasi coking coal telah digunakan sebagai penerangan sejak tahun 1792. Proses original yang sama dengan coking ini adalah proses yang mengubah non-coking coal yang didemonstrasikan pada tahun 1860. Tetapi pada akhirnya tidak dipakai lagi karena CO merupakan gas beracun lebih beracun dari pada CO2 karena kecepatan CO mengikat hemoglobin lebih cepat dibandingkan dengan CO2. Pada akhir tahun 1880 produksi kimia dari proses gasifikasi didemonstrasikan dalam pembuatan amoniak. Teknologi ini berkembang sangat cepat ke daerah Eropa, Jepang dan Amerika Serikat.

System gasifikasi batubara modern digunakan untuk menghasilkan bahan-bahan kimia seperti hidrogen dan metanol dan untuk menyediakan sistem yang lebih bersih dan efisien. Ada beberapa tipe gasifier modern yang sudah ada yaitu entrained-flow, fluidized-bed dan fixed-bed dan kondisi ketiga sistem itu sangat berdasarkan pada tipe batubara yang digunakan.

Hidrogen memegang janji besar untuk memenuhi energi dan bahan bakar masa depan kebutuhan kita . Salah satu kekuatan terbesar hidrogen adalah kemampuannya untuk diproduksi dari berbagai macam sumber . Salah satu sumber daya tersebut adalah batu bara . Produksi hidrogen dari batubara , dengan teknologi carbon capture , dapat memberikan biaya rendah , emisi rendah , aliran volume tinggi hidrogen untuk menyediakan energi bersih untuk segala sesuatu dari bangunan dan komputer laptop untuk mobil dan bus . Hidrogen belum diproduksi secara komersial dari batubara , tetapi teknologi yang dibutuhkan terkenal .

Kelimpahan dan biaya rendah batubara sebagai bahan baku membuat pemain penting dalam mengembangkan masa depan hidrogen . Dengan 273 miliar ton , AS memiliki perkiraan cadangan recoverable terbesar batu bara , memiliki 27 % dari cadangan dunia . Pada tahun 2005 , menurut Administrasi Informasi Energi AS , batubara biaya $ 1,54 per juta Btu , dibandingkan dengan $ 7,59 untuk minyak dan $ 8,21 untuk gas alam (Sumber : Electric Power Bulanan , November 2006) .Proses yang paling mungkin untuk digunakan untuk mengubah batu bara menjadi hidrogen disebut gasifikasi . Gasifikasi batubara tanggal kembali ke pertengahan abad ke- 19 ketika itu digunakan untuk membuat " kota gas " untuk memasak lokal , pemanasan , dan pencahayaan - banyak menggunakan gas alam yang bertemu hari ini . Gasifikasi bekerja dengan mencampur batubara dengan oksigen , air , atau uap pada suhu yang sangat tinggi tanpa membiarkan pembakaran terjadi ( oksidasi parsial ) . Sebagian besar dari bubuk pembangkit listrik tenaga batubara saat ini membakar batubara ( pembakaran ) untuk menghasilkan uap untuk digunakan dalam turbin . Saat ini , hanya dua yang dioperasikan secara komersial pembangkit listrik yang menggunakan teknologi gasifikasi yang lebih efisien dan lebih bersih .

I.2 Rumusan Masalah

Pada penulisan makalah ini, ada beberapa permasalahan yang akan dibahas antara lain : Bagaiman produksi hidrogen dari batubara , dengan teknologi carbon capture ? Bagaimana proses-proses pengolahan batubara ? Bagaimana proses proses pencairan batubara dengan teknologi DCL(Direct coal liquefaction) dan ICL(Indirect coal liquefaction) untuk menghasilkan senyawa sintetic? Apakah Hasil yang didapat dari teknologi Gasifikasi batubara ?I.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini, sebagai berikut : Dapat menetahui proses pencairan yang terjadi pada batubara Dapat membedakan proses pencairan dan grasifikasi pada batubara Dapat mengetahui proses produksi hidrogen dari batubara , dengan teknologi carbon capture. Mengetahui Hasil yang didapat dari teknologi produksi hidrogen dari batubara ,BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Gasifikasi Batubara

Proses yang paling mungkin untuk digunakan untuk mengubah batu bara menjadi hidrogen disebut gasifikasi . Gasifikasi batubara tanggal kembali ke pertengahan abad ke- 19 ketika itu digunakan untuk membuat " kota gas " untuk memasak lokal , pemanasan , dan pencahayaan - banyak menggunakan gas alam yang bertemu hari ini . Gasifikasi bekerja dengan mencampur batubara dengan oksigen , air , atau uap pada suhu yang sangat tinggi tanpa membiarkan pembakaran terjadi ( oksidasi parsial ) . Sebagian besar dari bubuk pembangkit listrik tenaga batubara saat ini membakar batubara ( pembakaran ) untuk menghasilkan uap untuk digunakan dalam turbin . Saat ini , hanya dua yang dioperasikan secara komersial pembangkit listrik yang menggunakan teknologi gasifikasi yang lebih efisien dan lebih bersih .Batubara adalah batuan sedimen yang secara kimia dan fisika adalah heterogen dan mengandung unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen sebagai unsur utama dan belerang serta nitrogen sebagai unsur tambahan. Zat lain, yaitu senyawa organik pembentuk ash tersebar sebagai partikel zat mineral dan terpisah-pisah di seluruh senyawa batubara. Beberapa jenis batu meleleh dan menjadi plastis apabila dipanaskan, tetapi meninggalkan residu yang disebut kokas. Batubara dapat dibakar untuk membangkitkan uap atau dikarbonisasikan untuk membuat bahan bakar cair atau dihidrogenisasikan untuk membuat metan. Gas sintetis atau bahan bakar berupa gas dapat diproduksi sebagai produk utama dengan jalan gasifikasi sempurna dari batubara dengan oksigen dan uap atau udara dan uap.Amerika Serikat memiliki berlimpah , sumber daya domestik batubara - hampir pasokan 250 - tahun berdasarkan perkiraan saat ini . Produksi hidrogen dari batubara menawarkan efisiensi dan manfaat lingkungan ketika terintegrasi dengan teknologi canggih dalam gasifikasi batubara , produksi listrik , dan penyerapan karbon . Integrasi teknologi ini memfasilitasi penangkapan beberapa polutan seperti sulfur oksida , nitrogen oksida , merkuri , dan partikulat , serta gas rumah kaca seperti karbon dioksida .DOE Kantor Energi Fosil mendukung kegiatan untuk memajukan batubara-untuk - hidrogen teknologi , khususnya melalui proses gasifikasi batubara dengan penyerapan . DOE mengantisipasi bahwa gasifikasi batubara untuk produksi hidrogen dengan penyerapan bisa dikerahkan dalam kerangka waktu jangka menengah. Secara kimia , batubara adalah zat yang kompleks dan sangat bervariasi yang dapat diubah menjadi berbagai produk . Gasifikasi batubara merupakan salah satu metode yang dapat menghasilkan tenaga , bahan bakar cair , bahan kimia , dan hidrogen . Secara khusus , hidrogen diproduksi dengan terlebih dahulu bereaksi batubara dengan oksigen dan uap di bawah tekanan tinggi dan suhu untuk membentuk gas sintesis , campuran yang terutama terdiri dari karbon monoksida dan hidrogen .

Reaksi gasifikasi batubara ( tidak seimbang )

CH0.8 + O2 + H2O CO + CO2 + H2 + spesies lain

Setelah kotoran dikeluarkan dari gas sintesis, karbon monoksida dalam campuran gas direaksikan dengan steam melalui reaksi pergeseran air - gas untuk menghasilkan hidrogen tambahan dan karbon dioksida . Hidrogen dihapus oleh sistem pemisahan , dan aliran CO2 sangat terkonsentrasi kemudian dapat ditangkap dan diasingkan .

Amerika Serikat memiliki berlimpah , sumber daya domestik batubara - hampir pasokan 250 - tahun berdasarkan perkiraan saat ini . Penggunaan batubara untuk menghasilkan hidrogen untuk sektor transportasi dapat mengurangi jumlah penggunaan energi Amerika dan ketergantungan pada minyak impor sambil membantu untuk menciptakan lapangan kerja melalui penciptaan industri dalam negeri . Produksi hidrogen dari batubara juga menawarkan manfaat lingkungan ketika terintegrasi dengan teknologi canggih dalam gasifikasi batubara , produksi listrik , dan penyerapan karbon . Integrasi teknologi ini memfasilitasi penangkapan polutan seperti sulfur oksida, nitrogen oksida, merkuri, dan partikulat, serta gas rumah kaca seperti karbon dioksida. Ketika hidrogen digunakan dalam kendaraan hemat sebagai bahan bajar, emisi dari sector transporasi dapat hamper di eliminasi

Ada beberapa tantangan untuk menggunakan gasifikasi batubara untuk menghasilkan hidrogen dengan biaya dan dengan target dekat emisi gas rumah kaca nol . Tambahan R & D diperlukan untuk :

1. Mengembangkan penangkapan dan penyerapan teknologi karbon yang memastikan tidak ada karbon dioksida dilepaskan dalam proses produksi

2. Mengembangkan teknologi baru yang dapat menggantikan proses cryogenic saat ini digunakan untuk memisahkan oksigen yang dibutuhkan dari udara.

3. Mengembangkan teknologi membran baru untuk memisahkan dan memurnikan hidrogen dari aliran gas .2.2 Proses PengolahanBatubara Proses pengolahan batubara diantaranya:2.2.1 Hidrogenasi (hydrogenation)Hidrogenasi adalah proses reaksi batubara dengan gas hydrogen bertekanan tinggi. Reaksi ini diatur sedemikian rupa (kondisi reaksi, katalisator dan kriteria bahan baku) agar dihasilkan senyawa hidrokarbon sesuai yang diinginkan, dengan spesifikasi mendekati minyak mentah.

Sejalan perkembangannya, hidrogenasi batubara menjadi proses alternativ untuk mengolah batubara menjadi bahan bakar cair pengganti produk minyak bumi, proses ini dikenal dengan nama Bergius proses, disebut juga proses pencairan batubara (coal liquefaction).2.3 Karakteristik Cairan Batubara

Produk pencairan batubara secara umum dibedakan atas 3 fraksi yaitu cairan (termasuk air) , gas dan padatan.fraksi padat yang larut dalam pentana atau heksana dinamakan minyak (oil),fraksi kedua adlah fraksi yang larut dalam benzena tetapi tidak larut dalam pentena yang disebut asfalten serta fraksi yang ketiga yaitu fraksi yang tidak larut dalam benzena tetapi larut dalam larutan piridin yang disebut preasfalten.

2.4 Faktor yang mempengaruhi Proses Pencairan batubara

Adapun beberapa hal yang sangat mempengaruhi kuantitas dan kualitas proses pencairan batubara diantaranya adalah:

1. Raktifitas Batubara

Setiap jenis batubara memiliki reaktifitas yang berda-beda tergantung pada peringkat batubara tersebut. Batubara jenis antrasit sukar untuk dicairkan. Batubara jenis biuminus kualitas tinggi memerlukan kondisi operasi tertentu dibandingkan batubara kualitas rendah. High volatile bituminous coal memberikan hasil cairan yang banyak. Batubara peringkat rendah (low rank coal)seperti lignit mencair lebih ceepat tetapi hasil (cairan) sedikit.

2. Laju Pemanasan

Laju pemansan didalam reaktor diusahakan secepat mungkin untuk menghindari repolimerisasi dari radikal bebas yang terbentuk dari pemecahan ikatan kimia dari batubara. Suhu optimum yang diperlukan untuk mencairkan batubara adalah antara 400-550o C

3. Katalis

Kebanyakan logam (metal) dapat digunakan sebagai katalis. Abu batubara juga dapat bertindak sebagai katalis daalm proses hidrogenasi batubara.

4. Tekanan

5. Untuk mencairkan batubara dibutuhkan tekanan operasi yang cukup tinggi yaitu berkisar antara 500-4000 psi (34-270 atm. Namun demikian batubara juga dapat mencair pada tekanan operasi yang relatif rendah pada kondisi super kritik pelarut donor hidrogen yang digunakan.

6. Waktu kontak

Waktu kontak adalah waktu yang dibutuhkan untuk proses pencairan batubara didalam reaktor yang berkisar antara 20 menit sampai 2 jam. Batubara juga dapat dicairkan pada waktu kontak yang lebih rendah sekitar 10 menit. Proses ini disebut Short contact time liquidfaction.2.5. Metode Prose Pencairan Batubara

a. Pencairan Batubara (coal Liquefaction)Coal liquefaction adalah terminologi yang dipakai secara umum mencakup pemrosesan batubara menjadi BBM sintetik (synthetic fuel). Pendekatan yang mungkin dilakukan untuk proses ini adalah: pirolisis, pencairan batubara secara langsung (Direct Coal Liquefaction-DCL) ataupun melalui gasifikasi terlebih dahulu (Indirect Coal Liquefaction-ICL).

Secara intuitiv aspek yang penting dalam pengolahan batubara menjadi bahan bakar minyak sintetik adalah: efisiensi proses yang mencakup keseimbangan energi dan masa, nilai investasi, kemudian apakah prosesnya ramah lingkungan sehubungan dengan emisi gas buang, karena ini akan mempengaruhi nilai insentiv menyangkut tema tentang lingkungan. Undang-Undang No.2/2006 yang mengaatur tentang proses pencairan batubara.

Efisiensi pencairan batubara menjadi BBM sintetik adalah 1-2 barrel/ton batubara. Jika diasumsikan hanya 10% dari deposit batubara dunia dapat dikonversikan menjadi BBM sintetik, maka produksi minyak dunia dari batubara maksimal adalah beberapa juta barrel/hari. Hal ini jelas tidak dapat menjadikan batubara sebagai sumber energi alternativ bagi seluruh konsumsi minyak dunia. Walaupun faktanya demikian, bukan berarti batubara tidak bisa menjadi jawaban alternativ energi untuk kebutuhan domestik suatu negara. Faktor yang menjadi penentu adalah: apakah negara itu mempunyai cadangan yang cukup dan teknologi yang dibutuhkan untuk meng-konversi-kannya. Jika diversivikasi sumber energi menjadi strategi energi suatu negara, pastinya batubara menjadi satu potensi yang layak untuk dikaji menjadi salah satu sumber energi, selain sumber energi terbarukan (angin, solar cell, geothermal, biomass). Tetapi perlu kita ingat bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mempertimbangkannya tidaklah tanpa batas, karena sementara negara2 lain sudah melakukan kebijakan-kebijakan konkret domestik maupun luar negeri untuk mengukuhkan strategi energi untuk kepentingan negaranya.

b. Pencairan batubara metode langsung (DCL)Pencairan batubara metode langsung atau dikenal dengan Direct Coal Liquefaction-DCL, dikembangkan cukup banyak oleh negara Jerman dalam menyediakan bahan bakar pesawat terbang. Proses ini dikenal dengan Bergius Process, baru mengalami perkembangan lanjutan setelah perang dunia kedua.

DCL adalah proses hydro-craacking dengan bantuan katalisator. Prinsip dasar dari DCL adalah meng-introduksi-an gas hydrogen kedalam struktur batubara agar rasio perbandingan antara C/H menjadi kecil sehingga terbentuk senyawa-senyawa hidrokarbon rantai pendek berbentuk cair. Proses ini telah mencapai rasio konversi 70% batubara (berat kering) menjadi sintetik cair.

Pada tahun 1994 proses DCL kembali dikembangkan sebagai komplementasi dari proses ICL terbesar setelah dikomersialisasikan oleh Sasol Corp.

Tahun 2004 kerjasama pengembangan teknologi upgrade (antara China Shenhua Coal Liquefaction Co. Ltd. dengan West Virginia University) untuk komersialisasi DCL rampung, untuk kemudian pembangunan pabrik DCL kapasitas dunia di Inner Mongolia. Dalam Phase pertama pabrik ini akan dihasilkan lebih dari 800.000 ton bahan bakar cair pertahunnya.Yang menjadikan proses DCL sangat bervariasi adalah beberapa faktor dibawah: Pencapaian dari sebuah proses DCL sangat tergantung daripada jenis feedstock /(spesifikasi batubara) yang dipergunakan, sehingga tidak ada sebuah sistem yang bisa optimal untuk digunakan bagi segala jenis batubara.

Jenis batubara tertentu mempunyai kecenderungan membentuk lelehan (caking perform), sehingga menjadi bongkahan besar yang dapat membuat reaktor kehilangan tekanan dan gradient panas terlokalisasi (hotspot). Hal ini biasanya diatasi dengan mencampur komposisi batubara, sehingga pembentukan lelehan dapat dihindari.

Batubara dengan kadar ash yang tinggi lebih cocok untuk proses gasifikasi terlebih dahulu, sehingga tidak terlalu mempengaruhi berjalannya proses.

Termal frakmentasi merupakan phenomena yang terjadi dimana serpihan batubara mengalami defrakmentasi ukuran hingga berubah menjadi partikel-partikel kecil yang menyumbat jalannya aliran gas sehingga menggangu jalannya keseluruhan proses. Hal ini dapat diatasi dengan proses pengeringan batubara terlebih dahulu sebelum proses konversi pada reaktor utama (Lihat skema Brown Coal Liquefaction di bawah).

c. Proses Pencairan Batubara Muda rendah emisi (Low Emission Brown Coal Liquefaction) Tahapan proses pencairan batubara muda (Brown Coal Liquefacion):

1. Pengeringan/penurunan kadar air secara efficient

2. Reaksi pencairan dengan limonite katalisator

3. Tahapan hidrogenasi untuk menghasilkan produk oil mentah

4. Deashing Coal Liquid Bottom/heavy oil (CLB)

5. Fraksinasi/pemurnian light oil (desulfurisasi,pemurnian gas,destilasi produk)

Gambar 1. Skema Peoses Pencairan Batubara2.6 Mekanisme Pencairan Batubara

Langka prose liquefaksi menurut Neavel terdiri atas konversi senyawa organik yang ada dari batubara menjadi produk yang larut dalam piridin yang disebut preasfalten dan konversi preasfalten menjadi gas,minyak dan cairan yang larut dalam benzen yang disebut asfalten

Batubara + pelarut preasfalten minyak

Konversi senyawa organik dalam batubara menjadi preasfalten merupakan kombinasi dari proses dispersi partikel batubara dalam larutan donor dan pemutus ikatan kimia yang sangat lemah dalam batubara. Hal ini ditandai dengan lemahnya energi aktifasi yaitu 7 kcal/mol,sedikitnya konsumsi hidrogen dan reaksi yang berlangsung dengan cepat.Konversi preasfalten menjadi asfalten,minyak dan gas berlangsung lambat serta memerlukan hidrogen yang lebih banyak.

Curren ,el-al menyatakan bahwa batubara jenis bituminus dengan pelarut tetralin memerlukan 2,2,-2,6 % Hdari batubara umpan.Konsumsi hidrogen yang tinggi menunjukkkan terjadinya peristiwa hidrogenasi dan perengkahan batubara oleh pelarut yang digunakan>jadi proses liquefaksi batubara mencakup reaksi depolimerisasi,hidrogenasi dan perengkahan (hydrocracking).Mekanisme yang diajukan merupakan perbaikan mekanisme yang dikemukakan oleh Weller yang berangkapan bahwa proses pencairan batubara adalah melalui tahapan berikut:

Batubara asfalten minyak

2.7 Prinsip proses pencairan batubara

Langkah pertama adalah memisahkan air secara efisien dari batubara yang berkualitas rendah.

Langkah kedua melakukan proses pencairan di mana hasil produksi minyak yang dicairkan ditingkatkan dengan menggunakan katalisator, kemudian dilanjutkan dengan proses hidrogenasi di mana heteroatom (campuran sulfur-laden, campuran nitrogen-laden, dan lain lain) pada minyak batubara cair dipisahkan untuk memperoleh bahan bakar bermutu tinggi, kerosin, dan bahan bakar lainnya.

Akhirnya, sisa dari proses tersebut (debu dan unsur sisa produksi lainnya) dipisahkan/dikeluarkan. 2.7 Keutungan Dan Kelebihan Proses Pencairan Batubara

a. Keuntungan

Setiap satu ton batubara padat yang diolah dalam reaktor Bergius dapat menghasilkan 6,2 barel bahan bakar minyak sintesis berkualitas tinggi. Bahan ini dapat dipergunakan sebagai bahan pengganti BBM pesawat jet (jet fuel), mesin diesel (diesel fuel), serta gasoline dan bahan bakar minyak biasa.

Kualitas batubara cair yang dihasilkan sama dengan minyak mentah, namun harga jualnya bisa lebih murah 50 persen dibandingkan BBM biasa. Jadi, kalau solar dijual Rp 6.000 per liter, maka harga solar dari batubara cair hanya Rp 3.000 per liter.

Teknologi pengolahannya juga lebih ramah lingkungan. Dari pasca produksinya tidak ada proses pembakaran, dan tidak dihasilkan gas CO2. Kalaupun menghasilkan limbah (debu dan unsur sisa produksi lainnya), masih dapat dimanfaatkan untuk bahan baku campuran pembuatan aspal. Bahkan sisa gas hidrogen masih laku dijual untuk dimanfaatkan menjadi bahan bakar.

Bila teknologi dan harga jual produksi batu bara cair tersebut dianggap tidak kompetitif lagi, perusahaan dapat berkonsentrasi penuh memperoduksi gas hidrogen dan tenaga listrik yang masih memiliki prospek sangat cerah. Karena dengan memanfaatkan Panel Surya berteknologi tinggi (photovoltaic), energi matahari yang mampu ditangkap adalah 100 kali lipat dibandingkan dengan panel biasa. Setiap panel /.dapat menghasilkan daya sebesar satu megawatt, dengan biayanya hanya US$ 5 atau 100 kali lebih murah dibandingkan dengan menggunakan instalasi panel surya yang biasa.b. Kerugian/kelemahan

Keekonomian Batubara cair akan ekonomis jika harga minyak bumi di atas US $35/bbl, masalahnya harga minyak bumi sangat fluktuatif, sehingga seringkali investor ragu untuk membangun kilang pencairan batubara.

Investasi Awal Tinggi Biaya investasi kilang pencairan batubara komersial, cukup mahal yaitu US $ 1,5 milyar untuk kilang 13.500 barel/hari dan bisa mencapai US $ 2,1 miliar untuk kilang berkapasitas 27.000 barel /hari.

Merupakan Investasi Jangka panjang Break Even Point (BEP) baru dicapai setelah 7 tahun beroperasi, sedangkan tahap pembangunan memakan waktu 3 tahun.

2.8 Hidrogenasi Batubara

Reaksi Hidrogenisasi pada senyawa organik adalah penambahan atom hidrogen ke dalam senyawa, ermasuk pemecahan senyawa oleh hidrogen/hidrogenolisis, isomerisasi maupun cyclisasi.

Reaksi lain yang melibatkan molekul hidrogen dan katalis adalah reduksi aminasi/ hidroamonolisis, hidroformilasi yaitu reaksi oxo dan oxoyl serta sintesa amoniak. Hidrogenasi sinonim dengan reduksi, bila dalam reaksi melibatkan oksigen, nitrogen, sulfur, karbon maupun halogen dengan menambahkan hidrogen

HYPERLINK "javascript:void(0);"untuk senyawa baru.

Penggunaan hidrogen dalam proses industri sangat dibutuhkan banyak seperti pembuatan amoniak, metanol, bahan bakar cair, penjenuhan minyak nabati dan sebagainya.

1. Hidrogenasi Batu baraHidrogenasi batu bara menjadi bahan bakar cair (bensin), prosesnya adalah distruksi hidrogenasi, atom-atom karbon pada batubara terdistruksi kemudian bersenyawa dengan hidrogen membentuk hidrokarbon dengan rantai panjang yang sesuai dengan fraksi bahan bakar cair yang diinginkan misalnya bensin.

2. Hidrogenasi Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan fraksi berat atau rantai panjang hidrokarbon, dilakukan proses perengkahan (cracking) yaitu pemutusan rantai hidrokarbon panjang menjadi lebih pendek (fraksi ringan) dengan menambahkan kadar hidrogen disebut proses hidrocracking.

3. Hidrogenasi lemak/minyak

Minyak yang dimakan (edible oil) bisa dibuat margarine dengan cara penambahan hidrogen bertekanan. Sedangkan minyak yang tak dimakan (non edible oil), dimanfaatkan pada industri sabun, penyamakan kulit, cat dan farmasi. Pada industri sabun, proses yang terpenting dari hasil hidrogenasi asam lemak (pada tekanan tinggi), akan tereduksi menjadi alkohol/gliserol yang mempunyai harga ekonomis tinggi.

Proses reaksi hidrogenisasi diperlukan suplai hidrogen yang banyak, secara umum hidrogen dihasilkan dari 4 jenis proses, yaitu :

1.Dekomposisi termal/carcking

Dekomposisi hidrokarbon secara sempurna seperti gas alam (metan) akan menghasilkan karbon (jelaga) dan gas hidrogen.

2.Steam Reforming

Gas metan dengan uap air pada suhu tinggi terjadi kesetimbangan dengan gas CO dan hidrogen.

3.Oksidasi parsiel

Gas alam atau minyak bumi bila dibakar dengan oksigen terbatas pada tekanan 200-300 psig, suhu1100 0C akan dihasilkan campuran gas H2 dan CO.

4. Produk samping dari katalitik reforming

Proses ini untuk minyak bumi, dihasilkan produk samping sebagai gas yang mengandung 77-95% H2.2.9 Pembuatan Hidrogen

Hidrogen dari Batubara Teknisi melakukan penyesuaian peralatan di unit testing membran hidrogen padaLaboratorium Teknologi Energi Nasional FE itu . Peneliti NETL di Kantor Penelitian dan Pengembangan menguji berbagai jenis bahan yang dapat digunakan untuk memisahkan hidrogen dari gas-gas lainnya . Photo courtesy of NETL

Teknisi melakukan penyesuaian peralatan di unit testing membran hidrogen pada Laboratorium Teknologi Energi Nasional FE itu . Peneliti NETL di Kantor Penelitian dan Pengembangan menguji berbagai jenis bahan yang dapat digunakan untuk memisahkan hidrogen dari gas-gas lainnya . Photo courtesy of NETL .

Hidrogen dari penelitian batubara mendukung tujuan meningkatkan keamanan energi , mengurangi dampak lingkungan dari penggunaan energi , mempromosikan pembangunan ekonomi , dan mendorong penemuan ilmiah dan inovasi dengan meneliti dan mengembangkan teknologi baru yang mengkonversi sumber daya bangsa yang berlimpah batu bara menjadi hidrogen . Penggunaan batubara - terbesar sumber energi fosil dalam negeri Amerika - menawarkan potensi untuk menghasilkan hidrogen ekonomi dan menangkap emisi karbon dioksida untuk pembangkitan listrik rendah karbon . Hidrogen dapat diproduksi dari batubara dengan gasifikasi ( yaitu , oksidasi parsial ) .

Gasifikasi batubara bekerja dengan terlebih dahulu bereaksi batubara dengan oksigen dan uap di bawah tekanan tinggi dan suhu untuk membentuk gas sintesis , campuran yang terutama terdiri dari karbon monoksida dan hidrogen . Sintesis gas dibersihkan dari kotoran dan karbon monoksida dalam campuran gas direaksikan dengan steam melalui reaksi pergeseran air - gas untuk menghasilkan hidrogen tambahan dan karbon dioksida . Hidrogen dihapus oleh sistem pemisahan dan aliran CO2 sangat terkonsentrasi kemudian dapat ditangkap dan diasingkan . Hidrogen dapat digunakan dalam turbin pembakaran atau sel bahan bakar oksida padat untuk menghasilkan listrik, atau digunakan sebagai bahan bajar atau bahan baku kimia. Gasifikasi batubara adalah teknologi yang menjanjikan untuk co - produksi tenaga listrik dan hidrogen dari gasifikasi terpadu siklus gabungan ( IGCC ) teknologi . Namun, saat ini tidak ada demonstrasi komersial dari pembangkit listrik bersama dan hidrogen . Tanaman konseptual telah disimulasikan dengan menggunakan model komputer untuk memperkirakan kinerja teknis dan ekonomis fasilitas co - produksi .

Unutk mengurangi biaya, teknologi canggih harus dikembangkan diseluruh system yang menghasikan hidrogen dari barubara. Sebagai contoh, karbon dioksida yang dihasilkan dalam proses hidgogen bias diasingkan oleh teknologi sekarang sedang dikembangkan di Carbon Program Pengasingan DOE dan akhirnya ditunjukkan dalam kegiatan lain oleh Kanto Batubara Bersih Penelitian dan Pengenmbangan (R&D)

Hidrogen dari produksi batubara kegiatan R & D meliputi: teknologi canggih pergeseran air - gas , pemisahan hidrogen , proses intensifikasi , dan demonstrasi . Canggih teknologi pergeseran air - gas akan fokus pada pengembangan katalis pergeseran lebih aktif dan pengotor - toleran dan teknologi yang mengintegrasikan pergeseran air - gas dan pemisahan hidrogen menjadi satu langkah

Pemisahan hidrogen canggih akan mengeksplorasi teknologi untuk tekanan ayunan adsorpsi canggih ( PSA ) , membran , pelarut , sistem reverse selektif , dan alternatif teknologi lainnya . Area fokus akan menjadi identifikasi bahan murah , stabilisasi membran , membran segel dan teknologi fabrikasi metode untuk persiapan modul dan skala -up , dan analisis status saat ini dan pilihan pemisahan disukai .

Proses intensifikasi adalah konsep mengintegrasikan beberapa proses menjadi satu langkah , seperti gas sintesis bersih-bersih , pergeseran air - gas , dan pemisahan hidrogen akan diselidiki . Novel , " out-of - the-box " konsep juga akan dipelajari yang menghasilkan hidrogen dari batubara .Demonstrasi akan dilakukan untuk menguji teknologi canggih untuk mengkonfirmasi laboratorium , bangku - skala , dan hasil modul pra rekayasa. Kegiatan R & D dilakukan di bawah Hidrogen dari Program Coal akan mengembangkan teknologi canggih untuk digunakan di masa depan listrik dan co - produksi tanaman .

1. Syngas

Semua metode produksi ini melepas karbon dioksida atau C02 dalam proses konversinya, lebih hebat ketimbang ekstraksi dan proses pengilangan minyak mentah menjadi bahan bakar. Artinya, walaupun produk bahan bakar yang dihasilkan lebih hijau dan ramah lingkungan-sesuai dengan standar emisi bahan bakar Euro 3 justru prosesnya lebih hitam dan melepas lebih banyak karbon dioksida ke atmosfer. Beberapa pihak mencoba memasukkan proses sequestration dalam metode ini, yaitu sebelum dibuang, C02 didilusikan dengan nitrogen dan gas lain. Tapi proses ini menambah biaya produksi.

Indonesia sendiri sudah lama mengenal teknologi memproses bahan bakar cair dari batu bara. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi sejak 1994 sudah bekerja sama dengan New Energy and Industrial Technology Development Organization untuk melakukan penelitian dasar dan penelitian terapan mengenai teknologi tersebut. Keduanya telah menyiapkan rencana untuk membangun proyek percontohan instalasi komersial pencairan batu bara di Berau, Kalimantan Timur.

Pemerintah, dalam strategi pengelolaan energi nasional 2005-2025, juga mentargetkan pembangunan tiga pabrik pencairan batu bara berkapasitas produksi 6.000 ton per hari untuk mengantisipasi lonjakan kebutuhan BBM. Ketiga pabrik tersebut diharapkan akan dapat mengurangi 10 persen kebutuhan BBM untuk transportasi.

2. Gasifikasi Batubara Sebagai Teknologi Batubara Terbersih

batubara sebagai batuan hitam yang keras. Anggap saja sebagai massa atom. Sebagian besar terdiri dari atom-atom karbon. Dan hidrogen. Dan juga atom lainnya, seperti sulfur dan nitrogen. Ahli Kimia dapat mengambil massa atom, memisahkannya, dan membuat bentuk zat baru - menjadi gas

Bagaimana memecah atom batubara? Kita mungkin berpikir caranya adalah menggunakan palu godam, namun sebenarnya yang dibutuhkan adalah air dan panas. Panaskan batubara di dalam bejana logam besar, tambahkan uap (air), dan atom batubara akan terpisah. Menjadi apa?

Atom-atom karbon bergabung dengan oksigen yang ada di udara (atau oksigen murni dapat disuntikkan ke dalam bejana). Atom-atom hidrogen bergabung satu sama lain. Hasilnya adalah campuran karbon monoksida dan hidrogen - berupa gas.

gasifikasi batubara

3. Konsep gasifikasi

Kita dapat membakarnya dan menggunakan gas panas hasil pembakaran untuk memutar turbin gas untuk menghasilkan listrik. Gas buangan yang keluar dari turbin gas cukup panas untuk mendidihkan air untuk menghasilkan uap yang dapat memutarkan turbin lainnya dan menghasilkan lebih banyak listrik.

Alasan utama adalah bahwa kotoran dalam batubara - seperti sulfur, nitrogen dan banyak elemen lainnya - hampir seluruhnya dapat disaring saat batubara diubah menjadi gas (proses yang disebut gasifikasi). Bahkan, para ilmuwan memiliki cara untuk menghilangkan 99,9% sulfur dan partikel kotoran kecil dari gas batubara. Gasifikasi batubara adalah salah satu cara terbaik untuk membersihkan polusi batubara.

Alasan lain adalah bahwa gas batubara - karbon monoksida dan hidrogen - tidak harus dibakar. Mereka juga dapat digunakan sebagai bahan kimia yang berharga. Para ilmuwan telah mengembangkan reaksi kimia yang mengubah karbon monoksida dan hidrogen menjadi berbagai bentuk, mulai dari bahan bakar cair untuk mobil dan truk sampai sikat gigi plastik!

Gasifikasi batubara bisa menjadi salah satu cara yang paling menjanjikan untuk pemanfaatan batubara di masa depan guna menghasilkan listrik dan produk berharga lainnya. Namun, ini hanyalah salah satu dari pemrosesan energi yang disebut "teknologi batubara bersih" - teknologi yang dapat membuat bahan bakar fosil menjadi bahan bakar masa depan.

1. Secara Conventional

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Setelah melakukan penulisan mengenai pencairan batubara, dapat disimpulkan bahwa :

Proses terbentuknya batubara terjadi ratusan tahun yang lalu dibantu oleh tunbuhan organik yang mengalami proses pembusukan. Tahapan terbentuknya batubara ini terdiri dari tahap : penggambutan dan pembatubaraan.

Pencairan batubara adalah proses konversi dari batubara yang padat menjadi cair pada suhu dan tekanan tinggi memakai gas hidrogen dan katalis. Produk pencairan batubara dapat dipakai untuk substitusi BBM seperti bensin, kerosin dan minyak diesel. Teknologi ini sudah dikaji sejak tahun 1995 bekerja sama dengan NEDO-Jepang dan berhasil mendapatkan paten dan kepastian aplikasi teknologi untuk berbagai jenis batubara. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses pencairan batubara. seperti Raktifitas Batubara Laju Pemanasan Katalis Waktu kontak

Proses pencairan batubara

Direct coal liquefaction (langsung).

Metode ini digunakan oleh Jerman selama Perang Dunia I dan II untuk memenuhi kebutuhan minyak sintetik oleh militer. Selain itu, Jepang pun berhasil mengembangkan sendiri teknologi DCL ini dengan menggabungkan 3 macam metode pencairan pada batubara bituminus yaitu, direct hydrogenation, solven extraction, dan Solvolysis. Teknologi tersebut dikenal dengan proses NEDOL, yang dapat diaplikasikan pula untuk pencairan batubara muda. Indirect coal liquefaction (tidak langsung).Selain pencairan secara langsung, metode lain untuk menghasilkan minyak sintetik dari batubara adalah dengan pencairan tidak langsung (indirect coal liquefaction, ICL), yaitu melalui proses gasifikasi batubara yang.Pada perkembangannya, pencairan batubara akhirnya lebih banyak menggunakan metode tidak langsung, yaitu melalui gasifikasi. Peningkatan peran batubara sebagai penyedia energy alternative terus dilakukan, hal ini telah mendorong dilakukannya penelitian dengan bahan utama batubara yang semula dalam bentuk padat menjadi bahan cair. Gasifikasi batubara adalah teknologi yang menjanjikan untuk co - produksi tenaga listrik dan hidrogen dari gasifikasi terpadu siklus gabungan ( IGCC ) teknologi . Namun, saat ini tidak ada demonstrasi komersial dari pembangkit listrik bersama dan hidrogen . Tanaman konseptual telah disimulasikan dengan menggunakan model komputer untuk memperkirakan kinerja teknis dan ekonomis fasilitas co produksi Proses yang paling mungkin untuk digunakan untuk mengubah batu bara menjadi hidrogen disebut gasifikasi. Gasifikasi bekerja dengan mencampur batubara dengan oksigen , air , atau uap pada suhu yang sangat tinggi tanpa membiarkan pembakaran terjadi3.2 Saran1 Melihat potensi indonesia yang kaya akan sumber daya alam, khusunya bahan tambang batubara, diharapkan generasi muda pada umunya serta mahasiswa teknik pada khususnya untuk lebih tekun dalam mempelajari materi mengenai batubara agar Indonesia dapat mengolah sendiri sumber daya alam yang dimiliknya dan dapat menfaatkan energy2 Mengingat banyaknya industri proses yang perlu menggunakan gas hidrogen sebagai salah satu komponen penting dalam proses industri itu sendiri, sehingga diperlukannya pengembangan teknologi pengolahan batubara untuk menghasilkan gas hidrogen agar dapat menhemat biaya produksi.Cogas

Char &Co-gas Productions

Lurgi-Rhurgas

pyrolisis

Rockwell

SRC-I

Hot-Riser

Flash Hydro

indirect Liquefaction

Direct Liquefaction

Non- Catalytic

Solvent Extractions

EDS

CSF

SRC-II

Cat.donor Solvent

coal

Metanol

Catalytic

Critical solvent

GW

H-coal

NCB

Contack Catalyst

Once Through Cat

DOW

sasol

synthoil

Synth-gas

Mobil

Mobil-M

asfalten

Gas

22