SINTESIS DAN KARAKTERISASI KATALIS CoNiW/ZSM-48-?-Al2O3 UNTUK REAKSI ISOMERISASI N-ALKANA DALAM HYDROTREATED VEGETABLE OIL

Rayhan Fathu Khautsar, Prof. Dr. Triyono, S.U.; Dr. Ir. Wawan Rustyawan, S.T., M.T.

2025 | Skripsi | KIMIA

Sintesis katalis heterogen berbasis logam Co, Ni, dan W yang diembankan pada ZSM48-?-Al2O3 untuk reaksi isomerisasi n-alkana dalam Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) telah dilakukan. Penelitian ini ditujukan untuk melakukan sintesis katalis, mengetahui pengaruh logam Co, Ni, dan W terhadap karakteristik katalis, dan mengetahui kinerja katalis dalam pengaruh suhu. Katalis ini terdiri dari situs asam ZSM-48-?-Al2O3 yang disintesis melalui metode sol-gel dan situs logam yang ditambahkan melalui metode impregnasi kering dengan prekursor logam berupa Co(NO3)2.6H2O, Ni(NO3)2.6H2O, dan (NH4)6[H2W12O40]. Karakterisasi katalis dilakukan untuk mengetahui kadar logam dengan XRF, fase kristal dan aglomerasi dengan XRD, luas permukaan dan ukuran pori dengan SAA, suhu reduksi dengan TPR-H2, dan keasaman dengan TPR-NH3. Uji kinerja katalis dilakukan dengan reaktor fixed-bed kontinyu dengan variasi suhu 315, 330, dan 345 °C, tekanan H2 68 bar, rasio H2/HC (laju alir) 400 Nm3/m3, dan LHSV (waktu kontak reaktan) 1 h-1. Analisis produk isomerisasi dilakukan terhadap persentase distribusi hidrokarbon, konversi nC16-nC18, dan selektivitas iC16-iC18 menggunakan GC-SimDis, titik tuang menggunakan pour point ASTM D97, dan densitas menggunakan piknometer 25 mL. 

Pengemban dapat disintesis melalui metode sol-gel dan fase ?-Al2O3 terbentuk setelah kalsinasi 550 °C. Penambahan logam dapat dilakukan melalui metode impregnasi kering. Katalis Co(2)NiW dengan kadar logam Co, Ni, dan W sebesar 1,36; 2,84; dan 11,2 %. Luas permukaan dan diameter pori katalis Co(2)NiW sebesar 215,1 m2/g dan 31,7 Å. Suhu reduksi katalis Co(2)NiW sebesar 550 dan 758 °C. Keasaman total katalis Co(2)NiW sebesar 0,978 mmol/g. Hasil uji kinerja katalis Co(2)NiW untuk isomerisasi n-alkana dalam HVO dilakukan terhadap variasi suhu 315, 330, dan 345 °C. Konversi HVO yang dihasilkan untuk setiap suhu reaksi sebesar 10,08; 25,03; dan 44,42 %. Selektivitas iC16-iC18 untuk setiap suhu reaksi sebesar 32,46; 37,88; dan 44,58 %. 

Synthesis of heterogeneous catalyst based on Co, Ni, and W metals loaded on ZSM-48-?-Al2O3 for n-alkane isomerization reaction in Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) has been carried out. This study aims to synthesis of catalyst, determine the effect of Co, Ni, and W metals on catalyst characteristics, and determine the catalyst performance under the influence of temperature. This catalyst consists of ZSM-48-?-Al2O3 acid sites synthesized through sol-gel method and metal sites added through dry impregnation method with metal precursors of Co(NO3)2.6H2O, Ni(NO3)2.6H2O, and (NH4)6[H2W12O40]. Catalyst characterization was conducted to determine metal content with XRF, crystal phase and agglomeration with XRD, surface area and pore size with SAA, reduction temperature with TPR-H2, and acidity with TPD-NH3. Catalyst performance test conducted with fixed-bed continuous reactor with temperature variations of 315, 330, and 345 °C, H2 pressure of 68 bar, H2/HC ratio (flow rate) of 400 Nm3/m3, and LHSV (reactant contact time) 1 h-1. Isomerization product analysis was carried out on hydrocarbon distribution, nC16-nC18 conversion, and iC16-iC18 selectivity percentage using GC-SimDis, pour point using ASTM D97, and density using 25 mL pycnometer. 

Catalyst support synthesized through sol-gel method and ?-Al2O3 phase is formed after calcination at 550 °C. Addition of metals conducted through dry impregnation. The Co(2)NiW catalyst has metal loading of 1,36; 2,84; and 11,2 %. Surface area and pore diameter are 215.1 m2/g and 31,7 Å. Co(2)NiW catalyst reduction temperature are 550 and 758 °C. Co(2)NiW total acidity is 0,978 mmol/g. The results of the Co(2)NiW catalyst performance test for n-alkane isomerization in HVO were carried out at temperature variations of 315, 330, and 345°C. The conversion of HVO produced for each reaction temperature was 10.08; 25.03; and 44.42 %. The selectivity of iC16-iC18 for each reaction temperature was 32.46; 37.88; and 44.58 %.

Kata Kunci : isomerisasi, impregnasi kering, katalis bifungsional, hydrotreated vegetable oil