STUDI KONVERSI BATUBARA MENJADI FRAKSI BAHAN BAKAR CAIR MELALUI PIROLISIS DAN HIDRORENGKAH KATALITIK DENGAN CoMo/ZAA SEBAGAI KATALIS

NURUL HIDAYATI, Prof. Dr. rer. nat. Karna Wijaya, M. Eng.

2013 | Skripsi | KIMIA

Telah dilakukan penelitian konversi batubara menjadi fraksi bahan bakar melalui pirolisis dan hidrorengkah katalitik untuk menentukan temperatur optimum pirolisis dan pengaruh katalis CoMo/ZAA dalam reaksi hidrorengkah katalitik tir batubara. Pirolisis batubara dilakukan pada variasi temperatur 400, 600, 800 dan 1000 °C sedangkan katalis dipreparasi dengan mengaktivasi zeolit alam dengan HCl 6 N menghasilkan ZAA dan dilanjutkan dengan pengembanan logam Mo dan Co (1:1) menggunakan prekursor (NH4)6Mo7•6H2O dan Co(NO3)2•6H2O. Massa logam yang diembankan adalah 1% (b/b) terhadap berat katalis. Selanjutnya katalis dikalsinasi dan direduksi menghasilkan CoMo/ZAA. Katalis CoMo/ZAA dicuci dengan larutan EDTA menghasilkan CoMo/ZAA(EDTA). Karakterisasi katalis menggunakan AAS, FTIR, XRD dan surface area analizer. Hidrorengkah secara termal tanpa katalis dilakukan pada variasi temperatur 350, 450 dan 550 °C, bertujuan untuk mengetahui temperatur optimum dalam menghasilkan produk cair. Kemudian reaksi hidrorengkah katalitik menggunakan katalis ZAA, CoMo/ZAA dan CoMo/ZAA(EDTA) dilakukan pada temperatur optimum dengan perbandingan katalis dan umpan adalah 1:10 (b/b). Produk yang dihasilkan dari reaksi hidrorengkah dianalisis dengan GC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur optimum pirolisis dalam menghasilkan tir batubara adalah pada temperatur 600 °C yang menghasilkan konversi tir maksimum sebesar 48,84%. Proses hidrorengkah tir batubara terbaik diperoleh pada temperatur 450 °C. Reaksi hidrorengkah katalitik dengan CoMo/ZAA menghasilkan konversi total sebesar 47,01% dengan produk cair sebesar 44,59%, sedangkan penggunaan katalis CoMo/ZAA(EDTA) dalam reaksi hidrorengkah katalitik menghasilkan konversi total 47,92% dengan produk cair sebesar 46,90%. Dari produk hasil hidrorengkah diketahui bahwa fraksi bensin lebih dominan dari total fraksi diesel dan fraksi minyak berat.

A study of coal conversion into fuel fraction have been done via pyrolysis and catalytic hydrocracking to determine the optimum temperature of pyrolysis and effect of the CoMo/ZAA catalyst on the liquid product in the hydrocracking reaction. Coal pyrolysis was performed at variation temperature of 400, 600, 800 and 1000 °C. Catalyst CoMo/ZAA was prepared by activation on natural zeolite using HCl 6 N resulting ZAA, followed with impregnation of Mo and Co (1:1) using (NH4)6Mo7•6H2O and Co(NO3)2•6H2O precursor. The mass of impregnated metal is 1 % (w/w) of the weight of the catalyst. Furthermore the catalyst was calcined and reduced resulted CoMo/ZAA. The CoMo/ZAA catalyst was washed with EDTA resulted CoMo/ZAA(EDTA). Characterization of the catalysts have been done using AAS, FTIR, XRD and surface area analyzer. Thermally hydrocracking without catalyst was performed at temperature of 350, 450 and 550 °C, in order to determine the optimum temperature to produce liquid product. Then the catalytic hydrocracking reaction using ZAA, CoMo/ZAA and CoMo/ZAA(EDTA) as the catalyst was done at optimum temperature and at the ratio the catalyst and the feed is 1:10 (w/w). Product of catalytic hydrocracking was analyzed using GC. The results showed that the optimum temperature of pyrolysis in producing coal tar is at a temperature of 600 °C that produced a maximum conversion is 48.84%. Optimum product of hydrocracking reaction was achieved at the temperature of 450 °C. Catalytic hydrocracking reaction with CoMo/ZAA resulted in the total conversion of 47.01% with 44.59% of it is liquid product while using the CoMo/ZAA(EDTA) as the catalyst resulted total conversion of 47,92% which 46,90% of it is liquid product. From the products of hydrocracking reaction is known that the gasoline fraction is more dominant than diesel fractions and heavy oil fractions.

Kata Kunci : Batubara, pirolisis, hidrorengkah, zeolit alam, katalis bimetal.