ABSTRAK Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan COVER Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 1 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 2 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 3 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 4 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 5 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 6 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 7 Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan BAB 8 BUDIYANTO
PUBLIC  PUSTAKA Budiyanto
PUBLIC Irwan Sofiyan
Indonesia memiliki cadangan minyak bumi yang terus menurun dan produksinya
sudah tidak mampu untuk memenuhi kebutuhan nasional dan disisi lain Indonesia
kaya akan sumber minyak nabati, khususnya minyak sawit. Minyak sawit dapat
digunakan sebagai substitusi dan atau bahan campuran minyak bumi dalam
sejumlah proses di dalam kilang, diantaranya adalah unit perengkahan. Unit
perengkahan merupakan unit yang ditujukan untuk merengkah umpan dengan
molekul besar menjadi molekul lebih kecil, dimana bensin adalah produk
utamanya. Produksi bensin di dalam sebuah kilang minyak bumi 50% diantaranya
dapat disumbang dari unit perengkahan. Potensi ini memungkinkan untuk
dilakukannya peralihan teknologi dari basis sumber daya tidak terbarukan menjadi
teknologi berbasis sumber daya terbarukan.
Dua tipe katalis perengkahan dikembangkan pada penelitian ini, masing-masing
untuk merengkah VGO dan minyak sawit. Katalis perengkahan VGO sudah lama
dikenal dan umumnya tersusun atas zeolit, matrik, pengisi, dan pengikat. Pada
beberapa kasus juga ditambahkan sejumlah aditif guna menaikkan atau menekan
produk tertentu. Parameter-parameter penting yang sudah banyak diketahui di
dalam katalis perengkahan VGO digunakan sebagai acuan pada pengembangan
katalis perengkahan VGO dan katalis perengkahan minyak sawit.
Zeolit Y dan ZSM-5 dengan karakteristik tertentu berhasil disintesis pada awal
penelitian. Zeolit Y dan ZSM-5 hasil sintesis masing-masing memiliki SiO2/Al2O3
4,5 dan 30. Seed dan Na2O di dalam adonan zeolit Y yang diamati sangat penting
dalam membantu mengarahkan pembentukan kristal zeolit dan perolehan nisbah
SiO2/Al2O3. Sintesis zeolit Y tanpa penggunaan seed pada komposisi dan kondisi
yang diamati di dalam penelitian ini tidak berhasil memberikan struktur kristal.
ZSM-5 disintesis dengan bantuan SDA dan pada penelitian ini tidak diamati lebih
dalam mengenai parameter proses yang penting di dalamnya.
Zeolit merupakan kristal silika-alumina dan memiliki pori yang sangat kecil,
zeolit Y 7,4 ? dan ZSM-5 5,5 ?. Ukuran pori zeolit sangat kecil (mikropori)
dibanding dengan umpan yang akan direngkah, sehingga menyulitkan difusi
molekul untuk dapat mengakses permukaan bagian dalam dari zeolit. Hambatan
difusi ini menjadi tahap pembatas di dalam reaksi perengkahan. Zeolit yang
memiliki saluran mesopori dikembangkan untuk memperbaiki hambatan difusi ini
dan biasa disebut sebagai zeolit hirarki karena memiliki saluran mikropori dan
mesopori. Zeolit hirarki pada penelitian ini dikembangkan dengan metode paskasintesis,
yaitu dengan melakukan perlakuan tambahan setelah zeolit berhasil
disintesis. Perlakuan tambahan yang dilakukan pada zeolit Y berbeda dengan
perlakuan pada ZSM-5 dikarenakan perbedaan nisbah SiO2/Al2O3 yang dimiliki.
Zeolit Y secara berturut-turut dikenakan perlakuan dealuminasi-desilikasidealuminasi,
perlakuan ini ditujukan untuk membentuk ukuran pori yang besar
dan semakin mengerucut ke bagian dalam zeolit. Perlakuan ini berhasil
meningkatkan aktivitas katalis dengan signifikan, dilihat dari yield bensin yang
dapat dinaikkan dari 22,68% saat menggunaan zeolit Y konvensioanl menjadi
55,97% dengan penggunaan zeolit Y hirarki. ZSM-5 hirarki disintesis dengan
beberapa metode yaitu desilikasi dengan basa kuat dan desilikasi dengan basa
lemah yang dikombinasikan dengan dealuminasi. Prosedur sintesis ini berhasil
meningkatkan perolehan yield bensin dibanding dengan penggunaan ZSM-5
konvensional yaitu 34,34% dibanding 60,86%.
Katalis perengkahan dikembangkan dengan menggunakan zeolit Y dan ZSM-5
hasil sintesis. Zeolit, matrik, pengisi (kaolin), dan pengikat (sol-silika)
divariasikan untuk memperoleh formula katalis dengan yield bensin paling tinggi.
Baik pada perengkahan VGO maupun pada perengkahan minyak sawit diperoleh
profil sinergisitas Z/M terhadap konversi dan yield produk yang identik, dengan
kata lain parameter ini dapat berlaku secara umum. Sinergisitas Z/M berbanding
lurus dengan profil perolehan bensin. Kadar Al2O3 di dalam matrik juga
memberikan profil yang relatif identik untuk kedua jenis katalis perengkahan
yang diamati, yield bensin cenderung lebih tinggi saat digunakan matrik dengan
komposisi Al2O3 lebih rendah. Penggunaan zeolit hirarki dapat meningkatkan
aktivitas katalis, khususnya pada perengkahan VGO. Namun, penggunaan hirarki
zeolit pada perengkahan minyak sawit tidak berhasil memberikan aktivitas lebih
baik dibanding komposit Z/M. Produk bensin paling tinggi (49%) pada
perengkahan VGO diperoleh dengan formula katalis: hirarki zeolit Y / matrik /
kaolin / pengikat = 29,6 / 7,4 / 43 / 20 (masing-masing dalam %berat). Sementara
itu pada perengkahan MS, bensin paling tinggi (53%) diperoleh dengan formula
katalis: ZSM5 / matrik / kaolin / pengikat = 45,6 / 11,4 / 23 / 20 (masing-masing
dalam %berat).
Katalis perengkahan minyak sawit yang diperoleh dipelajari lebih lanjut kinetika
reaksinya dengan menggunakan model kinetika 3-lump, 4-lump, dan 5-lump.
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa laju perengkahan minyak sawit
berjalan pada orde-2 sedangkan perengkahan bensin berjalan pada orde-1. Model
3-lump dan 4-lump memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan model 5-
lump.