Perpustakaan Digital ITB

ABSTRAK PENGOLAHAN ZEOLIT MENJADI KATALIS UNTUK PERENGKAHAN TAR Oleh Aslamiah NIM: 23015015 (Program Studi Magister Teknik Kimia) Gas produser hasil gasifikasi masih memiliki banyak pengotor dan diantara pengotor-pengotor ini, tar telah diidentifikasi sebagai masalah utama dalam proses gasifikasi. Penumpukan tar dapat menyebabkan penyumbatan alat, korosi, deaktivasi katalis serta sifatnya yang karsinogenik. Hal ini dapat berakibat pada masalah serius operasional dan pemeliharaan alat. Perengkahan tar secara katalitik dapat dilakukan dengan menggunakan katalis zeolit alam. Ketersediaan zeolit alam di Indonesia sangat melimpah dan harganya murah. Zeolit memiliki stabilitas dan selektivitas yang jauh lebih baik dibanding katalis lainnya. Namun, zeolit alam masih mengandung banyak pengotor (Na+, K+, Fe3+, Mg2+, Ca2+) serta kristalinitasnya kurang baik. Kekurangan ini menjadikan zeolit alam perlu dimodifikasi terlebih dahulu untuk menghilangkan pengotor dan meningkatkan kristalinitasnya sehingga aktivitasnya meningkat. Penelitian ini ditujukan untuk mengkaji cara modifikasi zeolit alam menjadi katalis dan karakterisasinya, mengkaji aktivitas katalis dan konversi tar dengan menggunakan senyawa tar model yaitu toluen, dan mempelajari pengaruh perlakuan modifikasi katalis. Modifikasi zeolit alam asal Sukabumi dilakukan melalui proses kalsinasi pada temperatur 550oC selama 12 jam, ion-exchanged dengan larutan NH4NO3 2M selama 2 jam dan acid leaching dengan larutan HNO3 6M selama 3 dan 6 jam pada temperatur masing-masing 90oC, dengan perbandingan 1 g zeolit dan 20 mL larutan. Selain itu, penelitian ini juga menyelidiki variabel proses yaitu perlakuan modifikasi katalis. Katalis hasil modifikasi kemudian dikarakterisasi untuk mengetahui kristalinitas katalis menggunakan XRD, komposisi zeolit (rasio Si/Al) menggunakan XRF, dan luas permukaan pori mnggunakan metode BET. Zeolit yang sudah dimodifikasi digunakan untuk proses perengkahan dengan umpan toluen sebagai tar model dan uap air menggunakan reaktor fixed bed dengan rasio S/T 10 dengan GHSV 5100/jam selama 8 jam. Kondisi operasi dilakukan pada temperatur 750oC dan tekanan atmosferik. Parameter yang dijadikan tolak ukur keberhasilan perengkahan tar adalah konversi penurunan toluen dihasilkan yang dianalisa melalui Kromatografi gas (GC). Zeolit Sukabumi mempunyai 63,3% struktur kristal yang didominasi oleh fasa mordenit dan sisanya adalah amorf. Penggunaan NH4NO3 sebagai agent pertukaran ion berfungsi cukup baik, meskipun ion yang dapat diambil masih i ii terbatas. Penggunaan HNO3 pada penambahan waktu pengadukan juga tidak memberi pengaruh yang signifikan dalam perengkahan toluen. Rasio Si/Al yang diperoleh tidak mengalami perubahan yang signifikan. Luas permukaan pori meningkat seiring dengan perlakuan modifikasi katalis dengan perolehan tertinggi dicapai oleh katalis KS.GN.63 yaitu sebesar 208,4 m2/g. Namun pada katalis KS.GN.66 mengalami penurunan yaitu bernilai 5,5 m2/g. Hal ini dikarenakan konsentrasi asam yang terlalu tinggi akibat pengadukkan yang berlangsung lama sehingga menyebabkan mesopori dalam katalis mengalami peruntuhan dan membentuk mikropori baru. Konversi toluen tertinggi diperoleh pada katalis KS.GN yaitu sebesar 90,29% dengan luas permukaan pori sebesar 20,8 m2/g.