Preparasi dan karakterisasi katalis NiO-CoO-MoO/Zeolit alam dan NiO-CoO-MoO/Zeolit-Y untuk reaksi hidrorengkah minyak laka menjadi fraksi bensin dan diesel

PULUNGAN, Ahmad Nasir, Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S.,Ph.D

2010 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian preparasi dan karakterisasi katalis NiO-CoOMoO/ Zeolit Alam dan NiO-CoO-MoO/Zeolit-Y(ZY) untuk hidrorengkah minyak laka menjadi fraksi bensin dan diesel. Zeolit alam diperoleh dari Klaten, diaktivasi dengan metode pengasaman. Aktivasi zeolit alam (ZA) dilakukan dengan perlakuan refluks HCl 3M pada suhu 90 oC selama 30 menit (diperoleh sampel ZAA). Impregnasi logam Ni, Co, dan Mo pada sampel ZAA dan Zeolit-Y dilakukan dengan menggunakan larutan garam prekursor berturut-turut Ni(NO3)2, Co(NO3)2, dan (NH4)6Mo7O24, selanjutnya direfluks pada temperatur 90 oC selama 5 jam, kemudian diuapkan dan dikeringkan pada suhu 120 oC. Sampel selanjutnya diaktivasi dengan metode microwave dengan daya 450 watt selama 10 menit, kemudian dioksidasi pada temperatur 500 oC selama 2 jam dengan aliran gas O2. Karakterisasi katalis meliputi penentuan luas permukaan spesifik, rerata jejari pori dan volume total pori menggunakan Surface Area Analyzer (NOVA-1200e), penentuan jumlah situs asam total menggunakan metode gravimetri dengan adsorpsi uap NH3 dan piridin, dan Kristalinitas katalis dengan X-ray diffraction (XRD). Hidrorengkah minyak laka secara katalitik maupun termal dilakukan dengan menggunakan reaktor sistem flow jenis fixed-bed yang terbuat dari stainless steel, pada temperatur 400oC dan 450 oC selama 1 jam dengan variasi rasio berat katalis umpan 0,17, 0,25, dan 0,50 (b/b). Produk cair hasil hidrorengkah dianalisis dengan GC dan GC-MS. Hasil karakterisasi menunjukkan, sampel ZAA, NiO-CoO-MoO/ZAA, ZY dan NiO-CoO-MoO/ZY memiliki luas permukaan spesifik berturut-turut 202,735 m2/g, 32,523 m2/g, 342,651 m2/g dan 499,246 m2/g. Produk yang dihasilkan dari hidrorengkah minyak laka berupa cairan, kokas dan gas. Produk cair terdiri dari fraksi bensin (C5-C12), fraksi diesel (C12-C20) dan fraksi minyak berat (> C20). Konversi produk cair terbanyak dihasilkan oleh katalis NiO-CoO-MoO/ZY sebesar 74,99 % pada rasio katalis umpan 0,5 dengan temperatur 400 oC, dengan selektivitas terhadap fraksi bensin , diesel dan minyak berat masing-masing sebesar 49,77 %, 22,35 % dan 27,88 %. Pada katalis NiO-CoO-MoO/ZAA konversi produk cair terbanyak sebesar 48,70 % yang diperoleh pada rasio katalis umpan 0,25 temperatur 450 oC, dengan selektivitas terhadap fraksi bensin , diesel dan minyak berat masing-masing sebesar 27,66 %, 38,69 % dan 33,65 %.

Preparation and characterization of NiO-CoO-MoO/natural zeolite and NiO-CoO-MoO/ Y-zeolite catalysts for hydrocracking of Cashew Nut Shell Liquid to gasoline and diesel fraction have been investigated. Natural Zeolite from Klaten was activated by reflux process method procedure using HCl 3M for 30 min at 90 oC (to yale ZAA sample). Impregnation of Ni, Co, and Mo was carried out using salt precursor of Ni(NO3)2, Co(NO3)2, and (NH4)6Mo7O24, at 90 oC for 5 h. The solvent was then evaporated and dried at 120 oC for 2 h and the samples were activated by microwave method at 450 watt power for 10 min, then oxidized by O2 at 500 oC for 2 h. The characterization of catalyst including determination of specific surface area, average pore radius, and total pore volume was done by gas sorption analyzer (NOVA-1200e), total acid site was determinated by ammonia (NH3) and pyridine gas adsorption and crystallinity by X-ray Diffraction (XRD). The thermal and catalytic hydrocracking of laka oil was carried out in a flow system fixed-bed stainless steel reactor at 400 oC and 450 oC at the ratio of catalyst/feed was 0.17, 0.25, and 0.50 (w/w). The liquid products were analyzed by GC and GC-MS. The result of characterization of samples showed that the ZAA , NiOCoO- MoO/ZAA, ZY and NiO-CoO-MoO/ZY have specific surface area of 202.735 m2/g, 32.523 m2/g, 342.651 m2/g and 499.246 m2/g. Product of hydrocracking prosess was liquid, coke and gas. The product was consist of gasoline (C5-C12), diesel (C12- C20) and heavy oil (>C20) fractions. The highest liquid product was 74.99 % which was achieved by NiO-CoO-MoO/ZY catalyst at 400 oC, catalyst/feed ratio of 0.5 (w/w), with selectivity of gasoline, diesel and heavy oil fractions was respectively 49.77, 23.35, and 27.88 wt.%. The highest liquid conversion produced by NiO-MoO-CoO/ZAA catalyst was 48.70 % at 450oC catalyst/feed ratio of 0,25 (w/w), with selectivity of gasoline, diesel and heavy oli fractions was 27.66, 38.69, and 33.65 wt.%, respectively.

Kata Kunci : Hidrorengkah,Minyak laka,Zeolit alam,Zeolit-Y, natural zeolite, hydrocracking, Cashew Nut Shell Liquid