Karakteristik Batubara Cair Hasil Destilasi Dengan Menggunakan Batubara Muda (Lignit)

Batubara adalah salah satu bahan bakar fosil yang terbentuk dari batuan sedimen yang dapat terbakar yang berasal dari endapan organik, bahan utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan yang terbentuk melalui proses pembatubaraan. Batubara memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks. Sifat fisika batubara terdiri dari nilai kalor, kadar air, mudah menguap dan mengandung abu. Sifat kimia dari batubara dapat digambarkan dari unsur yang terkandung di dalam batubara, antara lain: karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur. Batubara diklasifikasikan atas Antrasit, Bituminus, dan Lignit. Antrasit adalah kelas batubara tertinggi berwarna hitam berkilauan (luster) metalik (86-98 %C, 8% kadar air), Bituminus (68-86% C, 8-10% kadar air) dan Lignit atau batubara coklat (60% C, 35- 75% kadar air). Pemanfaatan batubara sebagai bahan bakar pada pembangkit listrik tenaga uap. Untuk batubara muda pemanfaatannya pada pembakaran pada kiln semen, gasifikasi, arang batubara muda dapat dijadikan bahan pendukung, batubara cair. Batubara cair juga dapat diproses menjadi pyridine, benzen, toluen dan naphia. Pyridyne dapat dipakai untuk bahan baku karet, pewarna untuk tekstil dan kertas. Benzen untuk industri plastik dan bahan pembersih. Toluen untuk peledak TNT dan naphia untuk bahan dasar olefin. Selain itu tar batubara digunakan sebagai bahan baku untuk busa karbon. Terdapat dua metode untuk menganalisis batubara: analisis ultimate dan analisis proximate. Analisis ultimate digunakan untuk menganalisa semua elemen komponen batubara yang terdiri dari kandungan karbon (C), oksigen (O), hidrogen (H), nitrogen, (N), dan sulfur (S) yang dinyatakan dalam persen. Analisis proximate untuk menentukan jumlah volatile matters (VM), fixed carbon (FC), moisture dan ash batubara yang dinyatakan dalam satuan persen berat (wt. %). Pencairan batubara adalah proses konversi batubara padat menjadi suatu produk cair, pada suhu dan tekanan hidrogen yang cukup tinggi dengan bantuan katalis dan media pelarut. Pencairan batubara dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pencairan tidak langsung (indirect liquefaction) dan pencairan langsung (direct liquefaction). Kendala yang dihadapi pada proses pencairan batubara yaitu pengolahan tar yang memiliki kompleksitas senyawa, sehingga perlu dilakukan proses pemisahan awal agar memudahkan dalam pemanfaatan lebih lanjut. Pemisahan yang umum digunakan pada pengolahan tar yaitu dengan destilasi fraksinasi. Senyawa yang terdapat dalam batubara cair terdiri dari Naphthalene, Benzene, kelompok methyl. Kelompok senyawa ini merupakan kelompok senyawa organik, hidrokarbon aromatik yang terdapat dalam bahan bakar. Senyawa hidrokarbon terbagi atas hidrokarbon jenuh yaitu alkana dan hidrokarbon tak jenuh yaitu alkena dan alkuna. Senyawa alkana, alkena dan alkuna merupakan senyawa yang serupa. Ketika senyawasenyawa bereaksi pada pada suhu dan tekanan yang tinggi akan menimbulkan letupan. Letupan terjadi akibat dari reaksi eksoterm. Perubahan reaksi yang terjadi ditandai dengan adanya letupan yang berlangsung secara spontan. Letupan terjadi pada temperatur 163,53C dengan laju perpindahan kalor yang dilepaskan kelingkungan pada area -135.759 mJ dan nilai delta entalpi -13,5759 J/kg dan pada temperatur 187,88C dengan laju perpindahan kalor yang dilepaskan kelingkungan pada area 89.062 mJ dengan nilai delta entalpi -8,9062 J/kg, pada kondisi ini energi yang dilepaskan lebih besar dari energi yang diterima. Suhu memiliki pengaruh yang sangat besar dalam pencairan batubara, karena apabila batubara cair diberi panas dengan tekanan yang tinggi rantai karbon akan terurai menjadi rantai-rantai kecil yang terdiri atas rantai aromatik, hidroaromatik, maupun alifatik. Hal ini kemudian memicu terjadi persaingan reaksi antara pembentukan minyak dan reaksi polimerisasi untuk membentuk padatan (char). laju pemanasan akan mempengaruhi bentuk kurva. Laju pemanasan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan fragmentasi termal batubara cair akan semakin lebar, akan tetapi bila digunakan laju pemanasan rendah maka pembebasan volatile matter juga akan ikut melambat dan mengakibatkan terjadinya reaksi sekunder pada produk dekomposisinya. Pada bilangan gelombang 2924,09 cm-1 diperoleh senyawa alkuna. Pada kodisi bilangan gelombang 28652,72 cm-1 senyawa yang terbentuk adalah Alkana dari metilen. Senyawa alkana, alkena dan alkuna jika direaksikan akan mengalami pembakaran sempuran. Senyawa alkana memiliki nilai karbon yang banyak maka titik didihnya tinggi. Pada bilangan gelombang 2358,94-1913,39 cm-1 senyawa hidrokarbon rangkap dua (C=C) dan pada bilangan 1602,85 cm-1 bilangan hidrokarbon rangkap tiga (CC). Hidrokarbon yang memiliki rangkap dua atau rangkap tiga merupakan senyawa tak jenuh. Pada senyawa tak jenuh ini memungkinkan adanya penambahan hidrogen. Apabilah senyawa tak jenuh direaksikan dengan hidrogen akan menghasilkan produk tunggal. Ikatan ganda tiga lebih kuat dari ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap dua lebih kuat daripada ikatan tunggal. Jarak obligasi atau panjang ikatan ganda tiga lebih pendek dari tiga ikatan ganda dua dan lebih pendek dibanding tunggal. Semakin pendek ikatan kimia, maka ikatan semakin kuat. Nilai karbon yang tertinggal dalam ampas batubara cair setelah proses destilasi yakni sebesar 69% dari total senyawa yang terdapat didalamnya, hal ini menunjukkan bahwa ampas dari hasil destilasi batubara cair masih memungkinkan untuk dijadikan energi baru seperti Briket. Pengaruh homogenitas senyawa hidrokarbon dalam ampas batubara cair sangat kuat karena memiliki kekuatan ionik yang tinggi dan memiliki sifat polar, titik leleh yang tinggi. hal ini diperkuat dengan komposisi senyawa diperkuat dengan komposisi senyawa hidrokarbon yang tersisa dalam ampas batubara cair lebih banyak dibanding dengan komposisi senyawa lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa ampas batubara masih dapat diproses menjadi bahan bakar baru