Dimethyl Ether (DME) adalah salah satu jenis bahan bakar alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti LPG. DME memiliki karakteristik yang mirip dengan LPG, namun memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan LPG. Dalam artikel ini, akan dibahas tentang DME sebagai pengganti LPG, keunggulan dan kelemahan DME, proses pembuatan DME dari Syngas dengan metode Indirect Process dan Direct Process, serta prospek penggunaan DME di masa depan.
Pada tanggal 24 Januari 2022, Presiden Joko Widodo telah meresmikan pembangunan groundbreaking proyek gasifikasi batubara menjadi Dimethyl Ether (DME) di Kawasan Industri Tanjung Enim, Kabupaten Muara Enim, Sumatera Selatan. Presiden mengatakan, proyek DME sangat penting karena dapat menjadi substitusi bahan bakar gas cair (LPG) dan menekan impor LPG yang selama ini mencapai 6-7 juta ton per tahun atau sekitar 80% dari permintaan LPG di dalam negeri.
DME merupakan senyawa organik yang terdiri dari dua gugus metil (-CH3) dan satu gugus oksigen (-O-). DME dapat diproduksi dari berbagai sumber, seperti gas alam, batu bara, biomassa, dan limbah organik. Salah satu keunggulan DME adalah dapat diproduksi dari sumber daya yang melimpah dan murah, seperti gas alam dan batu bara. Selain itu, DME juga memiliki nilai kalor yang tinggi, yaitu sekitar 28,5 MJ/kg, hampir sama dengan LPG.
Pemanfaatan DME menghasilkan dampak lingkungan rendah, dimana pembakarannya tidak menghasilkan asam belerang (SOx) dan asap, serta menghasilkan NOx dan CO yang sangat rendah. Mengingat DME tidak beracun, mudah dicairkan dan mudah dalam penanganan, maka bahan ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar sektor rumah tangga dan industri (substitusi LPG dan minyak tanah), bahan bakar transportasi (kendaraan diesel, fuel cell), bahan bakar pembangkit listrik (pembangkit thermal kogenerasi dan fuel cell), bahan baku untuk produk kimia, dan sebagai pelarut.
Saat ini DME sedang diproyeksikan untuk dijadikan sebagai salah satu sumber bahan bakar alternatif ramah lingkungan menggantikan LPG, LNG, dan bahan bakar diesel. Hal ini karena Dimethyl Ether memiliki monostruktur kimia yang sederhana (CH3-OCH3), berbentuk gas yang tidak berwarna pada suhu ambien, zat kimia yang stabil, dengan titik didih -25,1℃. Tekanan uap DME sekitar 0,6 MPa pada 25℃ dan dapat dicairkan seperti halnya LPG. Viskositas DME 0,12 - 0,15 kg/ms, setara dengan viskositas propana dan butana (konstituen utama LPG), sehingga infrastruktur untuk LPG dapat juga digunakan untuk DME.
Namun, DME juga memiliki beberapa kelemahan. Salah satu kelemahan DME adalah memiliki titik didih yang lebih rendah dibandingkan dengan LPG, sehingga memerlukan tekanan yang lebih tinggi untuk dapat disimpan dalam bentuk cair. Selain itu, DME juga memiliki viskositas yang lebih tinggi dibandingkan dengan LPG, sehingga memerlukan sistem pengiriman yang lebih kuat.
Bahan baku utama dalam proses pembuatan DME yaitu gas alam yang memiliki komposisi sebesar 80,27% hidrokarbon, 19,39% CO2, dan sisanya N2. Adapun bahan baku tambahan berupa steam, oksigen, dan recycle CO2 yang merupakan byproduct dari tiap proses. Proses pembentukan DME secara tidak langsung (indirect process) terbagi dalam tiga tahap. Tahap pertama pembentukan syngas dari metana. Dilanjutkan tahap kedua adalah sintesis metanol dari syngas. Tahap ketiga adalah sintesa DME dari dehidrasi metanol dengan katalis asam sulfat atau alumina.
whatsapp-image-2023-05-15-at-09-53-01-64619e9f4addee6951742ee2.jpg
Proses secara tidak langsung terjadi dalam 2 tahap pembentukan, sehingga dibutuhkan dua reaktor. Reaksi yang terjadi pada proses ini dilakukan pada fasa gas dengan katalis padat nikel dan γ-alumina. Katalis ini dapat memberikan konversi yang tinggi. Peningkatan temperatur yang cepat akan menurunkan aktivitas katalis sehingga suhu dalam reaktor perlu dijaga secara cermat. Steam ditambahkan ke metanol untuk menghindari pengendapan karbon pada permukaan katalis agar umur katalis dapat bertahan lama. Kondisi operasi reaksi pada suhu 250 – 400°C dan tekanan 20 bar. Kemurnian yang dapat dicapai 99,99%. Jenis reaktor yang dipakai untuk proses tidak langsung ini adalah reaktor fixed bed catalytic dehydration. Sistem yang dipakai dalam teknologi proses ini relatif sederhana dan sudah dipakai sangat luas.
Sedangkan pada proses pembentukan DME secara langsung (direct process) terbagi melalui 3 tahap, yaitu preparasi syngas (autothermal reformer), sintesa DME pada slurry reactor, dan pemurnian DME pada kolom distilasi. Reaksi sintesa DME tersebut adalah gabungan dari reaksi sintesa DME secara tidak langsung. Proses ini hanya dibutuhkan satu buah reaktor saja, yang mana dapat langsung mengonversi syngas menjadi DME. Dalam proses secara langsung, sintesa DME membutuhkan sistem dual katalis yang berguna sebagai katalis sintesa methanol dan katalis dehidrasi methanol dimana katalis diletakkan pada single unit dan biasanya menggunakan slurry reactor. Proses ini dikembangkan dengan sangat pesat dan mayoritas yang sudah didirikan adalah skala pilot plant.
DME memiliki prospek yang baik sebagai pengganti LPG di masa depan. Pemerintah Indonesia telah mengembangkan DME sebagai salah satu alternatif pengganti LPG. Pada tahun 2020, pemerintah Indonesia telah mengeluarkan Peraturan Menteri ESDM Nomor 11 Tahun 2020 tentang Pengembangan dan Pemanfaatan Dimethyl Ether (DME) sebagai Bahan Bakar Alternatif. Selain itu, beberapa negara lain juga telah mengembangkan DME sebagai pengganti LPG, seperti Jepang, Korea Selatan, dan Swedia. Dalam penelitian yang dilakukan oleh Balitbang Kementerian ESDM, DME telah terbukti dapat mengurangi emisi gas rumah kaca dan polusi udara. Selain itu, penggunaan DME juga dapat mengurangi ketergantungan terhadap impor LPG dan meningkatkan ketahanan energi nasional.