TK4093 PENELITIAN TEKNIK KIMIA II Semester II – 2023/2024 MODIFIKASI KATALIS H-ZSM5 DENGAN LOGAM ZINK UNTUK PRODUKSI BENSIN DARI MINYAK KELAPA SAWIT Kelompok C2.2223.K.07 Saffanah Yumna 13020060 Acyuta Hafizh N.P.Jr. 13020094 Pembimbing Fadhli, S.Si., M.T. Prof. Dr.Ir. I.G.B.N. Makertihartha Dr. C. B. Rasrendra, S.T., M.T. PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG MEI 2024 C2.2223.K.07 iii TK4093 PENELITIAN TEKNIK KIMIA II MODIFIKASI KATALIS H-ZSM5 DENGAN LOGAM ZINK UNTUK PRODUKSI BENSIN DARI MINYAK KELAPA SAWIT Kelompok C2.2223.K.07 Saffanah Yumna (13020060) dan Acyuta Hafizh N. P. Jr. (13020094) Pembimbing Fadhli, S.Si., M.T., Prof. Dr.Ir. I.G.B.N. Makertihartha, Dr. C. B. Rasrendra, S.T., M.T. ABSTRAK Pada periode 2015—2022, Indonesia mengimpor 26 juta kL bahan bakar. Sebanyak 78% merupakan bensin. Minyak kelapa sawit berpotensi sebagai sumber BBM alternatif atas kedekatan struktur nya dengan bensin, kemudahan untuk direngkahkan dan diaromatisasi, serta produksi minyak kelapa sawit Indonesia yang tertinggi di dunia. Penelitian terdahulu melaporkan proses perengkahan katalitik dengan katalis H-ZSM5 sebagai metode optimal untuk mengolah minyak kelapa sawit menjadi bensin sawit. Fraksi gas (olefin dan parafin ringan) yang tinggi pada produk menjadi masalah dalam perengkahan dengan H-ZSM5. Logam aktif seng (Zn) sebagai promotor dapat meningkatkan proses aromatisasi, menghasilkan fraksi bensin cair yang lebih optimal (Chen dkk., 2015). Karakteristik dari katalis Zn-HZSM5 dianalisis dengan metode XRD, XRF, NH 3-TPD, dan BET. Bensin diuji dengan GC-DHA dan GC-SIMDIS. Gas dianalisis dengan GC- Perkin Elmer dan GC-FID. Kokas dihitung dengan TGA Gravimetri. Penelitian dilakukan dengan minyak goreng (RBDPO) sebagai umpan . Katalis H-ZSM5 didapat dari katalis Na-ZSM-5 yang disintesis laboratorium TRKK ITB. Reaksi perengkahan katalitik diselenggarakan di reaktor unggun tetap pada temperatur 500 o C dengan WHSV 2,5 jam -1 . Penambahan logam Zn pada katalis H-ZSM5 terbukti meningkatkan perolehan bensin dan aromatik. Produk paling optimal didapatkan pada inkorporasi logam Zn 2,5% dengan perolehan bensin 47,72%-massa, kadar aromatik sebesar 97,09%-massa, dan nilai RON 119,16. Kenaikan bensin disebabkan pergeseran situs asam kuat katalis menjadi situs asam lemah/sedang sebesar 13,6% yang meningkatkan selektivitas perengkahan dan aromatisasi. Pengurangan kalsinasi (2,5-IM- ZnZSM5) menurunkan konversi umpan ke OLP sebesar 9—12%-massa, tetapi tidak berdampak pada konsentrasi bensin dan kadar aromatik. Katalis terpakai praregenerasi menunjukkan penurunan aktivitas katalis. Sedangkan, katalis pas caregenerasi menunjukkan kenaikan tingkat keasaman, kristalinitas, dan luas permukaan pori. Kata kunci: minyak kelapa sawit, perengkahan katalitik, ZSM5, Seng (Zn), bensin sawit iv C2.2223.K.07 TK4093 CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH II MODIFICATION OF H-ZSM5 CATALYST WITH ZINC METAL FOR BIOGASOLINE PRODUCTION FROM PALM OIL Group C2.2223.K.07 Saffanah Yumna (13020060) and Acyuta Hafizh N. P. Jr. (13020094) Advisor Fadhli, S.Si., M.T., Prof. Dr.Ir. I.G.B.N. Makertihartha, Dr. C. B. Rasrendra, S.T., M.T. ABSTRACT During the period of 2015—2022, Indonesia has imported 26M kL of refined oil products with gasoline contributing 78%. Palm oil has the potential to be an alternative fuel source due to its structure similarity to gasoline, relatively easy to be cracked and aromatized, and Indonesia’s status as largest palm oil producer. Previous research showed that catalytic cracking with the aid of H-ZSM5 catalyst is one of the optimal methods for converting palm oil into biogasoline. High amount of gas content (olefin and light paraffin) in the product became problematic with this method. Active zinc (Zn) as a promoter can enhance the aromatization process, achieving a better liquid fraction yield (Chen et. al, 2015). The characteristics of the Zn-HZSM-5 catalyst were analyzed using XRD, XRF, NH3-TPD, and BET methods. The gasoline were tested using GC-DHA and GC-SIMDIS. Gaseous products were analyzed with GC-Perkin Elmer and GC-FID. Produced cokes were calculated by TGA Gravimetry method. This study utilized cooking oil (RBDPO) as the feedstock. The H-ZSM5 catalyst were made from the Na-ZSM-5 catalyst synthesized by TRKK ITB laboratory. The catalytic cracking processes were conducted in a fixed-bed reactor at a temperature of 500 °C with a WHSV of 2.5 h -1 . Incorporation of Zn metal increased the gasoline and aromatic content. Optimal gasoline was attained at 2,5% Zn loading with 47.72%-w of gasoline, aromatic content of 97.09%-w, and a 119.16 RON. The increase in gasoline is caused by the shifting of strong acid content to weak/medium acid contents by 13.6%, which can prevent overcracking and increase aromatization. Reduction of calcination steps (2,5-IM- ZnZSM5) reduced feed oil conversion to OLP by 9—10%-wt but has no impact on the product’s gasoline concentration and aromatic content. Spent catalysts showed a degeneration of catalyst activity. Meanwhile, regenerated catalysts showed an increase of acidity, crystallinity, and pore surface area. Keywords: palm oil, catalytic cracking, ZSM5, zinc (Zn), biogasoline.