AKTIVITAS DAN SELEKTIVITAS KATALIS Ni/H5NZA TERHADAP HIDRORENGKAH METIL OLEAT MENJADI SENYAWA HIDROKARBON FRAKSI PENDEK

Abstract

Seiring dengan perkembangan teknologi dan pesatnya pertumbuhan jumlah penduduk menuntut semakin meningkatnya kebutuhan energi dalam bidang transportasi, sementara sumber energi yang kita pakai selama ini merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbaharui, sehingga mendorong pencarian energi alternatif sebagai pengganti sumber energi terbarukan. Metil oleat merupakan salah satu komponen asam lemak jenuh yang yang tersusun dari 18 atom karbon (C18H34O2) dengan satu ikatan rangkap di antara atom C ke-9 dan ke-10. Adanya ikatan rangkap ini memudahkan untuk bisa mengkonversi dari rantai hidrokarbon yang tinggi menjadi lebih pendek dengan cara menghidrorengkah (hidrocracking) menggunakan gas hidrogen sebagai gas pembawa sehingga hasil produknya bisa digunakan sebagai sebagai bahan bakar alternatif (biofuel). Penelitian ini dilakukan karakterisasi katalis dan proses hidrorengkah terhadap metil oleat, yang bertujuan untuk mempelajari pengaruh penggunanaan berbagai macam variasi konsentrasi katalis Ni/H5NZA (1%, 2%, 3%, (b/b)), dan uji aktivitas dan selektivitas katalis terhadap hidrorengkah metil oleat menjadi senyawa hidrokarbon fraksi pendek (C5-C11 ). Karakterisasi katalis meliputi analisis keasamam dengan menggunakan metode gravimetri, rasio Si/Al dan Ni terimpregnasi dengan metode AAS. Penelitian ini dilakukan beberapa tahap, yaitu ; katalis preparasi melalui teknik modifikasi zeolit alam yang berasal dari PT. Wonosari Yogyakarta dihaluskan dengan saringan lolos 100 mesh, dikalsinasi dengan dialiri gas nitrogen (500oC, 4 jam) dan dioksidasi dengan oksigen (400oC, 2 jam) sehingga diperoleh katalis NZ. Katalis NZ direndam dalam larutan HF 1% (volume 1:2), kemudian disaring dan dicuci berulang-ulang dengan akuades (pH=6). Katalis NZ direfluks dengan HCl 3M (90oC, 30 menit). Setelah itu dilanjutkan dengan penyaringan dan pencucian dengan akuades (pH=6) sehingga diperoleh katalis NZA. Katalis NZA direfluks dalam larutan NH4Cl 1M (volume 1:2, 90oC, 3 jam) selama satu minggu dan diaduk setiap satu jam selama pemanasan. Disaring dan dicuci dengan akuades (pH=6), dikeringkan dalam oven (120oC). Dikalsinasi (4 jam, 500oC) dalam Muffle Furnace (kalsinasi tanpa gas nitrogen). Sampel didinginkan dan dilanjutkan dengan proses hidrotermal (500oC, 5 jam), dikalsinasi dengan gas nitrogen (500oC, 3 jam), dioksidasi dengan gas oksigen (400oC, 2 jam) sehinnga diperoleh katalis H5NZA. Pembuatan katalis Ni-Zeolit melalui impregnasi logam nikel yaitu merendam katalis H5NZA ke dalam larutan Ni(NO3)2.6H2O (90oC, 3 jam) dengan variasi konsentrasi 1%, 2% dan 3% (% b/b). Dikalsinasi dengan gas nitrogen kedalam reaktor (500oC, 3 jam) dengan kecepatan ±5 mL/detik, dilanjutkan dengan proses oksidasi dengan mengalirkan gas oksigen dengan kecepatan ±5 mL/detik (500oC, 2 jam) dan direduksi dengan mengalirkan gas H2 sehinnga didapatkan katalis Ni/H5- NZA. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa dengan diimpregnasikannya logam Ni sebagai katalis bifungsional mampu meningkatkan keasaman katalis, akan tetapi menurunkan rasio Si/Al. Uji aktivitas katalis dilakukan dengan cara 10 mL metil oleat dimasukkan ke dalam reaktor flow fixed bed dialiri dengan gas hidrogen sebagai gas pembawa (450oC, ± 30 menit) hingga didapatkan produknya dalam bentuk cairan, kemudian produk tersebut dianasilis dengan menggunakan alat GC dan GC-MS untuk mengetahui aktivitas dan selektivitas katalis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas katalis Ni-2%/H5-NZA lebih baik dalam menghidrorengkah senyawa hidrokarbon lebih pendek yang mencapai 91.3041%. Sedangkan selektivitasnya, katalis Ni-2%/H5-NZA lebih selektif terhadap pembentukan senyawa hidrokarbon rantai C5 - C11 yang lebih dominan pada golongan olefin.