Preparasi, karakterisasi dan uji aktivitas katalis NiO/Zeolit alam aktif dan NiO/Zeolit-Y dalam reaksi hidrorengkah minyak kulit jambu mete (Anacardium occidentale0

EFIYANTI, Lisna, Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, MS,M.Eng, PhD

2010 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dipelajari preparasi, karakterisasi dan uji aktivitas katalis NiO/Zeolit Alam Aktif dan NiO/Zeolit-Y dalam reaksi hidrorengkah minyak kulit jambu mete menjadi fraksi bensin dan diesel. Zeolit Alam diperoleh dari Klaten diaktivasi dengan asam klorida 3M (diperoleh sampel ZAA) sedangkan Zeolit-Y adalah zeolit sintesis (ZY). Preparasi katalis dilakukan dengan metode impregnasi larutan garam prekursor Ni(NO3).6H2O pada sampel ZAA dan ZY dilanjutkan dengan kalsinasi menggunakan microwave dengan daya 550 watt selama 15 menit, kemudian dioksidasi menggunakan aliran gas oksigen pada suhu 400°C selama 1 jam sehingga diperoleh katalis NiO/ZAA dan NiO/ZY. Karakterisasi katalis meliputi penentuan situs TO4 (T = Si atau Al) dalam zeolit yang diamati dengan FT-IR, situs asam Bronsted dan Lewis yang dianalisis dengan FT-IR, keasaman dengan metode adsorpsi uap basa amoniak dan piridin, kristalinitas katalis dengan metode difraksi sinar-X (XRD), serta porositas katalis dianalisis dengan Surface Area Analyzer. Reaksi hidrorengkah minyak kulit jambu mete dilakukan dengan menggunakan reaktor sistem flow jenis fixed-bed yang terbuat dari stainless steel, pada variasi temperatur 350°C, 400°C dan 450°C dengan variasi rasio umpan/katalis 2, 4 dan 6 menggunakan laju alir H2 20 mL/menit. Analisis produk cair menggunakan GC untuk menghitung fraksi bensin, diesel dan minyak berat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivasi asam dan pengembanan pada sampel zeolit logam dapat meningkatkan keasaman sampel. Sampel ZAA memiliki luas permukaan spesifik 202,74 m2/g, katalis NiO/ZAA 132,63 m2/g, sampel ZY 342,65 m2/g serta katalis NiO/ZY 549,27 m2/g. Keberadaan katalis pada reaksi hidrorengkah dapat menaikkan % konversi produk cair (konversi minyak menjadi produk cair). Konversi produk cair tertinggi sebesar 80,03% dihasilkan oleh katalis NiO/ZY pada temperatur 400°C dengan rasio umpan/katalis 4 . Selektivitas bensin, diesel dan minyak berat yang dihasilkan oleh NiO/ZY masing-masing sebesar 48,07%, 32,34% serta 19,68%. Konversi produk cair terbesar yang dihasilkan oleh katalis NiO/ZA adalah 75,50% dengan selektivitas bensin 39,53%, diesel 27,67%, dan minyak berat sebesar 32,80%.

The preparation, characterization and activity test of NiO/natural active zeolite and NiO/Y-zeolite catalyst in hydrocracking of Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) to gasoline and diesel have been examined. The natural zeolite were obtained from Klaten was activated by hydrochloric acid 3M (obtained sample ZAA) and Y-Zeolite is the synthetic zeolite (ZY). Catalyst preparation of Ni onto ZAA and ZY was conducted with impregnation method using salt precursor of Ni(NO3)6H2O followed by calcinations using the microwave with 550 watts of power for 15 minutes. The catalysts were then oxidized using oxygen with flow rate 20 mL/min at a temperature of 400 ° C for one hour to obtain catalyst NiO / ZAA and NiO / ZY. Catalyst characterization includes determining the site TO4 (T= Si or Al) in zeolites observed with FT-IR, Bronsted and Lewis acid sites were analysis using FT-IR, acidity using ammonia and pyridine bases adsorption, crystalinity using X-ray diffraction (XRD), and catalyst porosity using Surface Area Analyzer. Hydrocracking reaction of CNSL was carried out in flow system fixed-bed stainless steel reactor in varied temperatures of 350°C, 400°C and 450°C with the ratio of feed/catalyst of 2, 4 and 6 with H2 flow rate of 20 mL/min. The liquid product of hidrocracking analyzed by gas chromatography. The research results showed that acidification and metal impregnation in zeolite samples increased their acidity. ZAA, NiO/ZAA, ZY and NiO/ZY sample have a specific surface area of 202.74 m2/g, 132.63 m2/g, 342.65 m2/g, 549.27 m2/g respectively. The presence of catalyst in hydrocracking reaction could increased the amount of liquid product. The percentage liquid product of 80,03% was produced by NiO/ZY catalyst at 400°C with feed/catalyst ratio 4 and the selectivity for gasoline, diesel and heavy oil fractions are 48.07%, 32.34%, 19.68% respectively. Meanwhile highest liquid product obtained from NiO/ZAA catalyst is 75.50% with the selectivity for gasoline, diesel and heavy oil are 39.53%, 27.67%, 32.80% respectively.

Kata Kunci : Hidrorengkah,Minyak kulit jambu mete,Impregnasi, hydrocracking, cashew nut shell liquid, impregnation