Aktivitas dan Selektivitas Katalis Ni/H,NZA dalam Perengkahan Minyak Kelapa Sawit Menjadi Senyawa Hidrokarbon Fraksi Pendek

Abstract

Pemilihan minyak kelapa sawit sebagai sumber energi alternatif sangat tepat dilakukan di Indonesia karena Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit terbesar kedua di dunia setelah negeri jiran Malaysia. Ayhan Demirbas (2003), menjelaskan bahwa minyak kelapa sawit memiliki kandungan utama yaitu asam palmitat (16:0) dan asam oleat (18:1). Ooi Yean Sang (2003), dalam penelitiannya menjelaskan bahwa konversi katalitik minyak sawit menggunakan katalis komposit zeolit dengan ukuran mikro – meso pori dalam reaktor sistem fixed bed yang dioperasikan pada temperatur 450 ⁰C menghasilkan produk gasoline 48 % (w/w) dari 99 % berat minyak sawit terkonversi. Oleh karena itu dalam penelitian ini dibuat suatu katalis yang diharapkan memiliki karakteristik yang baik untuk perengkahan katalitik metil ester minyak sawit, melalui aktivasi dan modifikasi zeolit alam. Tujuan penelitian ini adalah untuk (1) mengetahui karakteristik katalis Ni/H -NZA pada beberapa variasi konsentrasi Ni 1%, 2%, dan 3% b/b hasil preparasi yang yang meliputi keasaman, kandungan Ni dan rasio Si/Al, dan (2) mengetahui aktivitas dan selektivitas katalis Ni/H 5 variasi konsentrasi 1%, 2%, dan 3% b/b serta menentukan menentukan jenis katalis yang memiliki aktivitas dan selektivitas paling baik pada proses perengkahan metil ester minyak sawit menjadi senyawa hidrokarbon fraksi pendek. Hasil penelitian ini diharapkan nantinya dapat digunakan sebagai sumber informasi mengenai (1) pemanfaatan minyak kelapa sawit tidak hanya untuk minyak goreng tetapi juga sebagai salah satu bahan dasar untuk bahan bakar cair, (2) pemanfaatan zeolit alam sebagai material alternatif khususnya dalam bentuk katalis untuk reaksi perengkahan katalitik minyak kelapa sawit, (3) bahan kajian untuk penerapannya di masyarakat. Penelitian telah dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisik dan Kimia Organik Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember, Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UGM Yogyakarta. Preparasi katalis dilakukan melalui modifikasi zeolit alam yang melibatkan proses dealuminasi (menggunakan perlakuan asam dan hidrotermal), kalsinasi, oksidasi, reduksi dan impregnasi dengan logam Ni. Aktivitas katalitik diamati melalui perengkahan metil ester minyak sawit menggunakan reaktor flow fixed bed pada temperatur 450 °C, sedangkan selektivitas katalis diamati berdasarkan dari sebaran puncak masing-masing produk perengkahan yang didapatkan. Seluruh selektivitas senyawa yang dihasilkan pada penelitian ini dikelompokkan menjadi 2 fraksi, yang pertama fraksi ringan (gasoline dengan rantai hidrokarbon C ) dan fraksi sedang (kerosene dengan rantai hidrokarbon C viii 12 – C ). Katalis hasil modifikasi memiliki karakteristik sebagai berikut: keasaman rata – rata katalis Ni-1/H 5 18 -NZA 1,2929 mmol/gram, Ni-2/H -NZA 1,4879 mmol/gram dan Ni-3/H 5 -NZA 1,7859 mmol/gram. Rasio Si/Al katalis Ni-1/H -NZA 5,4745, Ni-2/H 5 -NZA 4,5259 dan Ni-3/H -NZA 5,0267. Persentase kandungan logam Ni terimpregnasi Ni-1/H 5 5 -NZA 0,4993%, Ni-2/H 5 5 -NZA 1,0687% dan Ni-3/H -NZA 1,3374%. Karakterisasi katalis Ni/H -NZA dengan variasi konsentrasi 1%, 2% dan 3% dapat meningkatkan keasaman, tetapi menurunkan rasio Si/Al. Persentase keberhasilan Ni terimpregnasi terbesar adalah pada katalis Ni-2/H 5 5 -NZA. Aktivitas katalis dalam merengkah metil ester minyak sawit (metil palmitat dan metil oleat) menjadi senyawa hidrokarbon fraksi pendek menggunakan katalis Ni-1/H 5 -NZA 69,5641%, Ni-2/H 5 -NZA 30,2612% dan Ni-3/H -NZA 72,5194%. Katalis Ni-3/H 5 5 -NZA memiliki selektifitas yang paling tinggi dalam menghasilkan produk hidrokarbon dengan panjang rantai C 5 – C . Seluruh proses perengkahan katalitik menghasilkan produk dominan pada rentang fraksi hidrokarbon C 11 dan selektivitas paling tinggi dalam menghasilkan senyawa heptadekana.