Aktivitas dan Selektivitas Katalis Ni/KA dan Mo/KA Lapis Tunggal dan Ganda dalam Hydrotreating Minyak Goreng Sawit Menjadi Biojet Fuel
MUHAMMAD DARUL IKHSAN SAPUTRO, Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S., Ph.D., Eng.; Prof. Drs. Karna Wijaya, M.Eng., Dr.rer.nat.
2024 | Skripsi | KIMIA
Sintesis katalis berbasis logam Ni dan Mo diembankan pada karbon aktif melalui metode impregnasi kering untuk proses hydrotreating telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari karakteristik dan pengaruh susunan katalis berbasis karbon aktif dalam reaktor terhadap aktivitas, selektivitas, dan yield dalam proses hydrotreating minyak goreng sawit menjadi biojet fuel. Logam diimpregnasikan dengan impregnasi kering dengan cara semprot melalui larutan prekursor Ni(NO3)2·6H2O dan (NH4)6Mo7O24·4H2O, kemudian dikalsinasi dengan gas N2 dan direduksi dengan gas H2 pada temperatur 500 °C selama 3 jam. Katalis yang diperoleh Ni/KA dan Mo/KA, kemudian dikarakterisasi menggunakan instrumen FT-IR, XRD, SEM-EDX, SAA, dan NH3-TPD. Uji aktivitas katalis dengan variasi susunan katalis Ni/KA lapis tunggal, Ni/KA lapis ganda, Mo/KA lapis tunggal, Mo/KA lapis ganda, dan Ni/KA lapis bawah dan Mo/KA lapis atas dilakukan melalui proses hydrotreating minyak goreng sawit menggunakan reaktor semi-batch dengan pemanas ganda dalam sistem one-pot. Proses ini dilakukan pada temperatur rendah dan tekanan atmosferik dengan aliran gas H2 20 mL menit-1 selama 3 jam. Produk cair dianalisis dengan instrumen GC-MS.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa katalis Ni/KA dan Mo/KA menunjukkan karakteristik dengan luas permukaan sebesar 803,89 m2 g-1 dan 746,68 m2 g-1; volume pori sebesar 0,77 cm3 g-1 dan 0,63 cm3 g-1, rerata diameter pori sebesar 3,85 nm dan 3,39 nm , keasaman total sebesar 1,12 mmol g-1 dan 2,56 mmol g-1 , kristalinitas sebesar 35,2?n 48,5%, dan kandungan logam Ni sebesar 6,25?n logam Mo sebesar 0,94%. Susunan katalis Ni/KA-Mo/KA lapis ganda menghasilkan konversi, selektivitas, dan yield biojet fuel tertinggi berturut-turut sebesar 28,43%, 86,93% (fraksi I) dan 87,48% (fraksi II), dan 24,75%. Maka dari itu, katalis dengan susunan Ni/KA lapis bawah dan Mo/KA lapis atas memiliki aktivitas dan selektivitas tertinggi dalam konversi minyak goreng menjadi biojet fuel.
The synthesis of Ni and Mo-based
catalysts on activated carbon via dry impregnation method for hydrotreating
process has been conducted. The purpose of this research is to study the
characteristics and the influence of activated carbon-based catalyst arrangement
in the reactor on the activity, selectivity, and yield in the hydrotreating
process of palm oil into biojet fuel. The metals were impregnated by dry
impregnation spraying method using precursor solutions Ni(NO3)2·6H2O
and (NH4)6Mo7O24·4H2O, then calcined
with N2 gas and reduced with H2 gas at 500 °C for 3
hours. The obtained catalysts Ni/AC and Mo/AC, were then characterized using
FT-IR, XRD, SEM-EDX, BET, and NH3-TPD instruments. Catalyst activity test with variations
of Ni/AC single layer, Ni/AC double layer, Mo/AC single layer, Mo/AC double
layer, and Ni/AC bottom layer and Mo/AC top layer arrangement were carried out
through hydrotreating process of palm oil using a semi-batch reactor with dual
heaters in a one-pot system. This process was carried out at low temperature
and atmospheric pressure with H2 gas flow rate of 20 mL min-1
for 3 hours. The liquid product was analyzed using GC-MS instrument.
The results showed that Ni/AC
and Mo/AC catalysts exhibited characteristics with specific surface area of
803.89 m2 g-1 and 746.68 m2 g-1;
pore volume of 0.77 cm3 g-1 and 0.63 cm3 g-1,
average pore diameter of 3.85 nm and 3,39 nm , total acidity of 1.12 mmol g-1
and 2.56 mmol g-1, crystallinity of 35.2% and 48.5%, and Ni metal
content of 6.25% and Mo metal content of 0.94%. The Ni/AC-Mo/AC double layer
catalyst arrangement produced the highest conversion, selectivity, and yield of
biojet fuel at 28.43%, 86.93% (fraction I) and 87.48% (fraction II), and
24.75%, respectively. Therefore, the catalyst with Ni/AC bottom layer and Mo/AC
top layer arrangement has the highest activity and selectivity in converting
palm oil into biojet fuel.
Kata Kunci : biojet fuel, hydrotreating, minyak goreng sawit, karbon aktif, susunan katalis.