Uji aktivitas dan regenerasi katalis NiPd(4:1)/Zeolit alam aktif untuk hidrorengkah sampah plastik polipropilena menjadi fraksi bensin dengan sistem semi alir

NURCAHYO, I.F, Dra. Wega Trisunaryanti, M.S.,Ph.D.,Eng

2005 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh temperatur dan rasio berat katalis NiPd(4:1)/Zeolit alam aktif (NiPd(4:1)/Z) : umpan terhadap produk fraksi bensin pada reaksi hidrorengkah sampah plastik menjadi fraksi bensin. Tujuan kedua yaitu untuk mempelajari hubungan antara karakter dengan, aktivitas dan selektivitas katalis zeolit (Z), Ni/Z, Pd/Z, NiPd(4:1)/Z, dan NiPd(4:1)/ZNb2O5 pada reaksi hidrorengkah sampah plastik polipropilena menjadi fraksi bensin. Tujuan ketiga yaitu untuk mempelajari proses regenerasi katalis NiPd(4:1)/Z pada reaksi hidrorengkah sampah plastik polipropilena menjadi fraksi bensin. Uji aktivitas katalis NiPd(4:1)/Zeolit untuk reaksi hidrorengkah sampah plastik menjadi fraksi bensin telah dilakukan dengan variasi temperatur 300, 350, 400, 450 dan 500oC dan variasi rasio berat katalis : umpan 1/2, 1/4, dan 1/6 dengan sistem semi alir. Umpan berasal dari produk cair hasil pirolisis sampah plastik polipropilena pada temperatur 475oC fraksi 150-250oC. Reaksi hidrorengkah juga dilakukan dengan variasi katalis Z ,Ni/Z, Pd/Z dan NiPd(4:1)/Z-Nb2O5 dilakukan pada kondisi temperatur dan rasio berat katalis NiPd(4:1)/Z : umpan yang menghasilkan fraksi bensin (C5-C12) optimum. Produk cair dianalisis dengan GC dan GC-MS. Uji deaktivasi katalis dan hasil regenerasinya juga dilakukan pada temperatur yang sama. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas katalis optimum dicapai pada temperatur 450oC dan rasio berat katalis : umpan = 1/2 yang menghasilkan konversi total C>12 sebesar 83,40 % b/b, total fraksi bensin 73,92 % b/b dan peningkatan fraksi bensin 31,98 % b/b Selektivitas individu (Cn) produk senyawa hidrokarbon C5-C12 dalam fraksi bensin pada kondisi optimum tersebut didominasi oleh C7-C10. Hasil variasi katalis menunjukkan bahwa keasaman total dan ukuran pori internal merupakan parameter yang menentukan konversi total C>12, total hasil dan peningkatan fraksi bensin. Aktivitas katalis meningkat seiring dengan kenaikan keasaman totalnya dengan urutan katalis Zeolit < Ni/Z < NiPd(4:1)/Z. Aktivitas katalis meningkat seiring dengan kenaikan ukuran pori internalnya dengan urutan katalis Pd/Z < NiPd(4:1)/Z-Nb2O5 < NiPd(4:1)/Z. Waktu hidup katalis NiPd(4:1)/Z diperkirakan 14,53 jam pada kondisi 450oC dan laju alir gas hidrogen 2,5 mL/menit. Aktivitas dan selektivitas individu C5-C12 katalis hasil regenerasi hampir sama dengan katalis baru.

The hydrocracking of plastic waste to become gasoline fraction had been carried out. The aims of research were to study the influence of temperature and weight ratio of NiPd(4:1)/Activated natural zeolite (NiPd(4:1)/Z) catalyst : feed toward gasoline product at this hydrocracking. The second of aim was to study correlation between character and activity and selectivity of Z, Ni/Z, Pd/Z, NiPd(4:1)/Z catalysts at this hydrocracking. The third of aim was to study regeneration of NiPd(4:1)/Z catalyst at this hydrocracking. The hydrocracking was carried out at semi-flow system reactor. In the research, temperature was varied at 300, 350, 400, 450 and 500oC. Weighty ratio of catalyst : feed are 1/2, 1/4 and 1/6 with using NiPd(4:1)/Z catalyst. The feed for hydrocracking come from the 150-250oC fraction of pyrolyzed liquid product of plastic waste at temperature 475oC. The catalyst were varied by acivated natural zeolite (Z), Ni/Z, Pd/Z, Ni4Pd1/Z-Nb2O5 at temperature dan ratio of weigh of NiPd(4:1)/Z catalyst that produces optimum gasoline fraction. The liquid product was analyzied by GC and GC-MS. The test of deactivation and regeneration was carried out at the same temperature. The result of research showed that optimum activity of catalyst was achieved at temperature 450oC and weighty ratio of catalyst : feed = 1/2. At this condition, total conversion of C>12 is 83.40 % w/w, gasoline fraction total is 73.92% w/w and increase of gasoline fraction is 31.98 % w/w. Individual selectivity (Cn) of hydrocarbon C5-C12 product in gasoline fraction at optimum condition is dominated by C7-C10. Result of catalyst variation showed that total acidity and internal pore size are the parameter of determinant a catalyst activity. Activity of catalyst increase with increasing of catalyst total acidity, by sequence: Z < Ni/Z < Ni4Pd1/Z. Activity of catalyst increase with increasing of internal pore size, by sequence: Pd/Z < Ni4Pd1/Z-Nb2O5 < Ni4Pd1/Z. Life time of Ni4Pd1/Z catalyst is predicted about 14.53 h at 450oC and flow rate of hydrogen 2.5 mL/min. Activity and self selectivity C5-C12 of regenerated catalyst approach new catalyst.

Kata Kunci : Katalis,Hidrorengkah,Polipropilena,Regenerasi, catalyst, hydrocracking, polyprophylene, regeneration