Proses Fischer Tropsch (Simple Version)

Krisis minyak bumi yang terjadi saat ini mendorong perkembangan usaha dalam pencarian bahan bakar sintetik. Perhatian saat ini tertuju pada sintesis Fischer-Tropsch yang merupakan teknologi untuk memproduksi BBM dari gas sintesis hasil gasifikasi biomassa, gas alam, atau batubara. Reaksi sintesis Fischer-Tropsch merupakan reaksi katalitik. Katalis komersial Fischer-Tropsch sendiri umumnya berbasis logam Fe dan Co. Ketersediaan bahan baku katalis ini melimpah di Indonesia. Di samping itu, Indonesia juga memiliki sumber daya biomassa, gas alam, dan batubara yang cukup banyak untuk melangsungkan proses Fischer-Tropsch. Oleh karena itu, penelitian mengenai sintesis Fischer-Tropsch perlu dikembangkan di Indonesia.


A. Fischer Tropsch Biomassa
Biomassa adalah sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan, karena gas-gas emisi yang berasal dari penggunaan biomassa akan diserap oleh biomassa lain yang baru tumbuh, apabila manajemen siklus pertumbuhannya dikelola dengan baik. Selain itu, biomassa memiliki kemungkinan untuk dikonversi menjadi bahan bakar kendaraan. Etanol, metanol, dan hidrokarbon sintetik dapat diproduksi dari biomassa dan hasil produksinya sangat mungkin dimanfaatkan untuk sektor transportasi.

Sistem sumber energi berbasis biomassa yang telah terbukti dapat diandalkan dan banyak digunakan selama Perang Dunia II adalah gasifikasi biomassa. Beberapa kajian telah mengindikasikan bahwa penggunaan teknologi Fischer-Tropsch untuk konversi biomassa menjadi hidrokarbon sintetik, menawarkan sebuah alternatif untuk menggantikan minyak diesel, kerosin, dan bensin konvensional.

Setelah produksi biodiesel melalui proses transesterifikasi dilakukan, cendekiawan-cendekiawan dunia tidak berhenti dalam upaya memanfaatkan biomassa menjadi bahan bakar cair. Biodiesel BTL merupakan teknologi lanjutan (sering disebut dengan biodiesel generasi kedua) dari penciptaan bahan bakar berbasis biomassa. Teknologi BTL (Biomass To Liquid) pada dasarnya terdiri atas dua proses, proses pencairan tidak langsung dimulai dengan reaksi reformasi/gasifikasi bahan baku menjadi gas sintesis (campuran gas hidrogen dan karbon monoksida), diikuti dengan sintesis Fischer-Tropsch (F-T) dari gas sintesis menghasilkan minyak sintesis (syncrude), dan upgrading minyak sintesis menjadi bahan bakar sintesis seperti diesel (solar) sintesis yang dikenal sebagai F-T diesel, liquefied petroleum gas (LPG), kerosin dan naftalen. F-T liquid memiliki keunggulan, yaitu hampir bebas dari kandungan sulfur (< 5 ppm), rendah kandungan aromatik (< 1 persen), biodegradable, tidak beracun, dapat digunakan tanpa modifikasi infrastruktur, dan memiliki emisi polutan yang rendah.

Teknologi BTL ini dimulai dengan melakukan perlakuan awal terhadap biomassa yang digunakan sebagai umpan. Perlakuan awal ini mencakup pengecilan ukuran dan pengeringan yang dilakukan dalam sebuah rotary dryer. Panas yang diperlukan pada proses pengeringan ini diperoleh dari panas sensibel gas buang.

Bagian proses selanjutnya adalah proses gasifikasi biomassa. Gasifikasi biomassa adalah proses bertemperatur tinggi (600-1000°C) untuk mendekomposisi hidrokarbon dalam biomassa menjadi molekul-molekul gas yang terutama terdiri dari hidrogen, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Pada banyak kasus, proses gasifikasi juga menghasilkan arang, tar, serta metanol, air, dan berbagai molekul dan senyawa lainnya. Konversi biomassa menjadi gas sintesis secara umum melibatkan dua proses. Proses pertama adalah pirolisis. Pirolisis melepaskan gas-gas terbang yang terkandung dalam biomassa pada temperatur di bawah 600°C melalui serangkaian reaksi yang kompleks. Proses berikutnya adalah konversi arang.



B. Fischer Tropsch Batubara
Pengembangan produksi bahan bakar sintetis berbasis batu bara pertama kali dilakukan di Jerman tahun 1900-an dengan menggunakan proses sintesis Fischer-Tropsch yang dikembangkan Franz Fisher dan Hans Tropsch.

Prosesnya dimulai dengan membuat gas sintetis yaitu gas H2 atau hidrogen dan gas CO atau karbon monoksida. Gas H2 mudah terbakar dan gas CO sangat beracun, tapi tidak perlu khawatir karena semuanya dikontrol dalam bejana tertutup. Pembuatan gas diawali dengan membakar batubara dengan gas oksigen bukan udara supaya lebih efisien. Batu bara akan membara berwarna merah kemudian dimasukkan uap air, jika mulai padam dialirkan lagi oksigen dan seterusnya. Maka akan dihasilkan campuran gas yang kemudian dimurnikan seperti terjadi di banyak industri kimia. Selanjutnya diperoleh syngas yaitu H2 dan CO yang siap direaksikan menjadi molekul yang lebih tinggi dan banyak dibutuhkan.

Dimulai dari peneliti Jerman pada awal tahun 1920-an berhasil mereaksikan gas tersebut menjadi metanol dengan katalis ZnCrO. Selanjutnya katalis ini dikenal dengan Fischer Tropsch (FT). Pada perkembangannya katalis ini dapat dipergunakan untuk memproduksi berbagai bahan kimia mulai dari gas metana, alkana, alkena, metanol dan alkohol tinggi. Modifikasi katalis tanpa mempergunakan bahan promotor menghasilkan bahan tanpa mengandung oksigen seperti alkana, alkena yang berguna sebagai bahan bakar otomotif. Pada tekanan dan suhu tinggi akan diperoleh rantai molekul panjang seperti lilin yang kemudian dapat direngkah menjadi lebih kecil sebagai bahan bakar otomotif, bahan plastik, dan bahan petrokimia.

Proses pembuatan syngas sudah banyak dipergunakan di pabrik-pabrik pupuk di Indonesia. Proses pemurnian gas banyak dilakukan di kilang Pertamina. Proses mempergunakan katalis Fischer-Tropsch juga telah dipergunakan untuk produksi metanol di pulau Bunyu. Maka dengan merubah macam katalis, suhu, dan tekanan, secara teori akan dapat memproduksi bahan bakar yang lebih bersih dibanding bahan bakar alam seperti bensin, solar, minyak tanah seperti yang kita pergunakan sekarang.

Namun demikian praktek dilapangan sering menjumpai banyak masalah yang timbul, dan diperlukan perusahaan yang berpengalaman untuk mengoperasikan seperti SASOL maupun CHEVRON. Sehingga Cina yang telah mempunyai teknologi masih memerlukan kerjasama dengan SASOL dan tidak lama lagi kemampuan tersebut akan segera dikuasainya.

Batubara muda merupakan alternatif yang baik terutama batubara muda yang mempunya kandungan air hingga 35%, yang tidak ekonomis untuk diangkut dan diperdagangkan. Batubara keberadaannya hampir merata dibanding dengan sumber minyak bumi. Gas metan memang lebih mudah untuk dipergunakan pada proses FT, namun gas ini telah mempunyai harga mahal. Bahkan gas ini dapat pula diproduksi dari batu bara dengan proses FT memerlukan biaya 3-3,5 USD per MMBtu, bandingkan dengan harga gas alam jenis yang sama mempunyai harga bisa dua kali lipat.

C. Produk Fischer Tropsch
Banyak metode gasifikasi yang tersedia untuk memproduksi gas sintesis. Metode-metode ini akan menghasilkan komposisi gas sintesis yang beraneka-ragam yang mana variasi perbandingan CO dengan H2 dapat tercapai. Gas sintesis yang diproduksi oleh metode yang berbeda akan mengandung pengotor yang berbeda-beda. Pengotor ini selanjutnya akan mempengaruhi proses yang akan berlangsung dalam reaktor Fischer-Tropsch berkaitan dengan racun katalis sehingga diperlukan pencucian gas sintesis.

Gas sintesis yang dihasilkan dari proses gasifikasi mengandung kontaminan yang berbeda-beda seperti partikulat, tar, alkali, H2S, HCl, NH3, dan HCN. Kontaminan ini akan menurunkan aktivitas pada sintesis Fischer-Tropsch karena akan meracuni katalis. Sulfur adalah racun yang tidak dapat dihilangkan dari katalis yang mengandung kobalt dan besi karena sulfur akan melekat pada sisi aktif katalis. Selain sulfur, tar yang dihasilkan pada proses gasifikasi dapat menimbulkan kerak pada peralatan dan memasuki pori pada penyaring ketika terkondensasi. Untuk menghindari terjadinya hal-hal tersebut, tar harus berada di bawah titik embunnya pada tekanan operasi sintesis Fischer-Tropsch. Oleh karena itu, tar sebaiknya direngkah menjadi hidrokarbon dengan rantai yang lebih pendek.

Setelah mengalami gasifikasi, gas sintesis akan diproses dalam reaktor sintesis Fischer-Tropsch. Pada umumnya, katalis yang digunakan dalam proses ini adalah besi atau kobalt dengan silika sebagai support. Namun, kualitas gas sintesis hasil gasifikasi belum memenuhi persyaratan dilangsungkannya sintesis Fischer-Tropsch, karena itu perlu dilakukan pengkondisian terlebih dahulu. Gas sintesa hasil gasifikasi memiliki rasio H2/CO sekitar 0.6-0.8, sedangkan sintesis Fischer-Tropsch membutuhkan rasio tersebut sekitar 2. Karenanya, gas sintesa akan mengalami shift reaction untuk menambahkan H2 hingga memenuhi persyaratan berlangsungnya sintesis Fischer-Tropsch. Shift reaction berlangsung dengan mekanisme sebagai berikut:

CO + H2O -> CO2 + H2

Katalis yang digunakan dalam shift reaction adalah Fe3O4 atau logam-logam transisi yang lain. Reaksi ini sangat sensitif terhadap temperatur dengan kecenderungan bergeser ke arah reaktan jika temperatur dinaikkan.

Reaksi Fischer-Tropsch menghasilkan hidrokarbon dengan panjang rantai yang bervariasi dengan mereaksikan campuran karbon monoksida dengan hidrogen (gas sintesis). Saat ini, reaksi ini dioperasikan secara komersial oleh Sasol di Afrika Selatan (dari gas sintesis batubara) dan Shell di Malaysia (dari gas sintesis gas alam). Produk yang dihasilkan oleh reaksi F-T adalah hidrokarbon dengan panjang rantai yang bervariasi. Selektivitas cairan yang tinggi sangat diharapkan untuk mendapatkan jumlah maksimum dari hidrokarbon rantai panjang. Perolehan C1-C4 akan menurun seiring dengan meningkatnya selektivitas C5+. Keberadaan C1-C4 pada offgas dapat digunakan secara efisien pada turbin gas sebagai pembangkit listrik.

Proses F-T umumnya beroperasi pada rentang tekanan dan temperatur sebesar 20-40 bar dan 180-250°C. Semakin tinggi tekanan parsial H2 dan CO akan memberikan selektivitas yang semakin tinggi untuk C5+. Banyaknya inert pada syngas akan menurunkan tekanan parsial H2 dan CO dan menurunkan selektivitas C5+.

Jika produk akhir yang diinginkan adalah diesel, produk F-T memerlukan hydrocracking. Hidrogen ditambahkan untuk memutuskan ikatan rangkap setelah F-T-liquids direngkah secara katalitik dengan menggunakan hidrogen. Produk F-T telah seluruhnya bersih dari sulfur, nitrogen, nikel, vanadium, asphaltene dan aromatik yang selama ini ditemukan dalam produk pengilangan minyak bumi. F-T diesel dengan angka cetane yang sangat tinggi juga dapat digunakan sebagai komponen blending untuk meningkatkan kualitas solar pada umumnya. Produk cair dari sintesa Fischer-Tropsch ini sangat sesuai untuk digunakan pada kendaraan dengan fuel cell.

Dari: Berbagai Sumber

Kecewa ...

Seorang gadis kecil mengusap matanya yang memanas. Kekecewaan terbesar adalah mengobati luka yang dibuat seorang teman yang ke sekian kalinya. Baginya, buku komik adalah harta sangat berharga. Setiap hari dia menahan lapar dan haus di sekolah, tak menghiraukan sedapnya somay dan gurihnya stick ayam di kantin (asliiii enak dan masih pengen sampe sekarang!). Itu semua demi bisa membeli tiap seri Komik Chrystal Dragon.

Setelah terkumpul 14 seri (belum tamat dan masih menunggu seri berikutnya terbit), semudah menengadahkan kepala, semuanya lenyap. Tak tersisa.

Sang teman yang meminjam dan menghilangkannya hanya berkata "Komiknya hilang semua, maaf ya!"

Saat itu tak bisa bicara banyak, hanya terasa sakit di ulu hati. Mengingat receh demi receh yang dikumpulkan untuk membelinya dan keasyikan tak tergantikan saat membacanya. Dan tak ada niat untuk menggantikannya.

15 tahun berlalu, si gadis sudah mengumpulkan banyak cerita pendek yang sudah ditulis. Bertahun-tahun mengumpulkan dari inspirasi warna hidupnya. Semuanya pun berharga baginya. Sayang nasibnya sama seperti komik Chrystal Dragon. Harus hilang begitu saja di tangan seorang teman.

Setiap orang memiliki sesuatu yang berharga baginya, dan harus rela jika suatu saat hilang karena semua adalah titipan. Hanya saja tak terlupakan saat dilakukan oleh teman.

Saat ini pun terasa perih ketika seorang teman merampas hak kita dengan caranya yang tak acuh. Silahturahmi jangan sampai putus tapi kepercayaan itu tak bisa dielakkan sudah memudar.

Hidup jalan terus, kita pasti mendapatkan yang lebih baik lagi... jauh lebih baik jika kita bisa mengikhlaskan.

Posting pertama mestinya happy story tapi hidup ga selamanya indah, justru kerikil-kerikil semacam ini yang membuat kita bisa menikmati saat indahnya ;)