Pengaruh naftalena dan temperatur reaksi terhadap aktivitas katalis NiMo-ZAA untuk proses hidrorengkah fraksi aspalten dari aspal buton

LATUMAKULITA, Gertreda, Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S., M.Eng., Ph.D

2010 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian pengaruh naftalena dan temperatur reaksi terhadap aktivitas katalis NiMo/ZAA pada proses hidrorengkah aspalten dari aspal Buton Lawele dan Kabungka. Zeolit Alam (ZA) dari Klaten diaktivasi secara hidrotermal diperoleh ZAA. Katalis dibuat dengan metode impregnasi logam Mo dan Ni pada ZAA menggunakan garam prekursor (NH4)6Mo7O24.4H2O dan Ni(NO3)2.6H2O dilanjutkan kalsinasi pada temperatur 500oC, oksidasi dan reduksi pada temperatur 400oC, masing-masing dengan aliran gas nitrogen,oksigen dan hidrogen. Aspalten merupakan fraksi larut toluena dari aspal Buton.Karakterisasi katalis meliputi penentuan luas permukaan spesifik, volume total pori dan rerata jejari pori menggunakan metode adsorpsi gas N2 berdasarkan persamaan BET. Jumlah situs asam total ditentukan dengan metode adsorpsi secara gravimetri, situs TO4 (T = Si, atau Al) diamati menggunakan Spektroskopi IR, kristalinitas menggunakan XRD (X-Ray Diffraction) dan topologi permukaan dengan SEM (Scanning Electron Microscopy). Proses hidrorengkah dilakukan dalam reaktor sistem fixed-bed dengan dan tanpa naftalena. Temperatur reaksi divariasi pada 400oC dan 450oC dengan perbandingan berat katalis/umpan/naftalena adalah 1/1/1. Produk cair dianalisis dengan kromatografi gas (GC) dan kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS). Konversi total dihitung sebagai (100-residu)%(b/b).Hasil karakterisasi katalis NiMo/ZAA menunjukkan luas permukaan spesifik 26,0 m2/g, jumlah situs asam total 0,91 mmol/g. Hasil analisis IR menunjukkan adanya pergeseran situs TO4 kearah bilangan gelombang lebih tinggi akibat aktivasi sampel ZA menjadi ZAA. Hasil analisis XRD dan SEM mengindikasikan tidak terjadi kerusakan kristal zeolit.Hasil penelitian menunjukkan, konversi total aspalten tanpa naftalena lebih tinggi dibanding adanya naftalena, koversi total meningkat sebanding dengan peningkatan temperatur. Konversi total aspalten Lawele lebih tinggi dibanding konversi total aspalten Kabungka, dimana konversi total pada semua kondisi lebih tinggi dari 40%. Konversi total tertinggi sebesar 45,89% dicapai pada temperatur 450oC untuk aspalten Lawele tanpa naftalena dengan selektivitas produk fraksi bensin dan diesel masing-masing sebesar 11,29% dan 21,86% (area GC).

Effect of naphthalene and temperature on the activity of NiMo/ZAA for hydrocracking process of asphaltene from Butonian asphalt has been investigated. Natural Zeolite (ZA) from Klaten was activated by hydrothermal to yield ZAA.Catalyst was prepared by impregnation method of Mo and Ni in the samples ZAA using a salt precursor (NH4)6Mo7.4H2O and Ni(NO3)2.6H2O followed by calcination at temperature of 500oC, oxidized and reduced at temperature of 400oC under nitrogen, oxygen and hydrogen stream, respectively. Asphaltene was a toluene soluble fraction of Butonian asphalt. Characterization of catalyst including specific surface area, total pore volume and average pore radius were determined by N2 gas adsorption method based on the BET equation. The number of total acid sites was determined using a spectroscopy, crystalinity using XRD and surface topology using SEM. The hydrocracking process was carried out in fixed-bed reactor system with and without naphthalene. Temperature of the reaction was varried at 400oC and 450oC, with a ratio of catalyst/feed/naphthalene was 1. A liquid product was analyzed by gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass Spectrometry (GC-MS). Total conversion was calculated as (100-residu)%(b/b).The characterization results of NiMo/ZAA catalyst showed that specific surface area was 26.0 m2/g, the amount of total acid sites was 0.91 mmol/g. Result of IR analysis showed a shift of TO4 to towards higher wavenumber due to the activated of the ZA becomed the ZAA sample. Results of XRD and SEM analysis indicated that there is no damage of catalyst crystalline.The results showed that conversion of asphaltene without naphthalene is higher than that using naphthalene and the total conversion increased with increasing temperature. Total conversion of Lawele asphaltene was higher than that Kabungka, where the total conversion for each condition was higher than 40%.The highest total conversion of 45,89% was achieved at a temperature of 450oC for Lawele asphaltene without naphthalene giving product selectivity of gasoline fraction and diesel respectively 11.29 and 21.86%(GC area).

Kata Kunci : Aktivitas, Hidrorengkah, Konversi.