Biofuel dari PFAD katalis CoMo/zeolit

Senin 10 April 2023 1

Usulan Penelitian

PERENGKAHAN KATALITIK PALM FATTY ACID DISTILLATE (PFAD) MENGHASILKAN BIOFUEL DENGAN KATALIS

CoMo/ZEOLIT

O l e h :Irvaisal R. Ritonga (0807135305)

Pembimbing:

Ida Zahrina, ST. MT.Dra. Yelmida, MSi.

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

2012

Senin 10 April 2023

Latar Belakang

2

BBM pada tahun 2012 Konsumsi : 1,2 Juta Barrel/hariProduksi : 0,7 Juta Barrel/hari ( Pradyana, 2012)

BBM IMPOR

Energi Alternatif Terbarukan

Hasil Pengolahan CPO : 73% olein, 21% stearin, 5% PFAD, dan 1 %

bahan lainnya.CPO tahun 2011 = 23,5 juta ton,

16,5 juta ton diekspor6,2 juta ton dalam negeri

Biofuel

Palm Fatty Acid Distilate(PFAD)

Katalis CoMo/Zeolit


Perumusan Masalah

PENELITIAN KETERANGAN HASIL

Buchori dan Widayat [2007]

▪ Katalis : Zeolit Alam▪ Bahan Baku : Minyak Goreng Bekas Suhu : 250 C Ukuran Zeolit : 0,125mm; 0,3375mm; 0,425mm; 0,85mm; 1,18mm

Komponen C12 – C20 yang menyerupai komposisi senyawa penyusun bahan bakar solar.

Trisunaryanti, dkk [2009] Preparasi, karakterisasi dan uji aktivitas katalis CoMo/ZnO pada konversi etanol menggunakan metode steam reforming.

Kandungan logam Co dan Mo pada padatan ZnO terbukti dapat meningkatkan keasaman katalis dan luas permukaan spesifik katalis.• Konversi produk gas : etanol (35,53% b/b) pembentukan kokas (0,08% b/b).

Nasikin, dkk [2009] •Perengkahan dan hidrogenasi secara bersamaan terhadap CPO katalis NiMo/zeolit.•Suhu : 300 oC dan 320 oC•Rasio berat katalis dan reaktan sebesar 1:75.

Yield biogasoline 11,93%, Hidrokarbon berat (C13, C15, C17 dan C19).

Penelitian ini [Ritonga, 2012]

▪ Perengkahan katalitik PFAD menjadi biofuel dengan katalis CoMo/Zeolit Suhu : 280 0C, 300 oC, 320 oC, 340 oC. Pengembanan CoMo : 0%, 0,5%, 1% , 1,5%

Diharapkan dapat memberikan informasi penggunaan logam yang optimum untuk memperoleh yield biofuel maksimum


Tujuan & manfaat penelitian

Untuk mendapatkan yield biofuel maksimal dengan kondisi operasi temperatur (280 oC, 300 oC, 320 oC, 340 oC) serta konsentrasi logam CoMo (0%, 0,5%, 1% , 1,5%) dalam

perengkahan PFAD menjadi biofuel .

Tujuan Penelitian

Memperoleh energi alternatif terbarukan yang dapat mengganti posisi ataupun meminimalisasi penggunaan bahan

bakar minyak.Optimalisasi pemanfaatan hasil samping pengolahan CPO

terutama PFAD menjadi produk yang lebih bernilai ekonomis.

Manfaat Penelitian


Tinjauan Pustaka

Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)

Komposisi Minyak Sawit (%) PFAD (%)

Asam Laurat - 0,93

Asam Miristat 0,96 2,87

Asam Palmitat 41,42 56,55

Asam Stearat 4,23 2,7

Asam Oleat 42,12 27,59

Asam Linoleat 10,41 9,10

Asam Linolenat 0,22 0,24

Kandungan Asam Lemak Pada Minyak Sawit dan PFAD

Sumber : [Kurniasih, 2008]

PFAD (Palm Fatty Acid Destillate) adalah produk samping dari proses pemurnian fisik CPO (Crude Palm Oil)


Tinjauan Pustaka

Sifat Zeolit Alam[Purwaningsih, 2008]

M2nO. Al2O3. xSiO2. yH2OStruktur dasar kristal zeolit

•Pertukaran Ion

•Adsorpsi

•Katalis

Pengembanan logam CoMo meningkatkan keasaman katalis dan luas permukaan spesifik katalis [ Trisunaryanti, 2009]

Katalis CoMo/ZEOLIT layak untuk proses Perengkahan (Trisunaryanti, 2009)

Katalis CoMo/Zeolit


Tinjauan Pustaka

Perengkahan

Perengkahan Kondisi Operasi Katalis Proses Perengkahan

Thermal Cracking

Catalytic Cracking

Hidrocracking

T = 800 oC

P = 700 Kpa

T = 450 - 510 oC

P = 70 - 138 Kpa

T = 400 - 815 oC

P = 6895 - 13790 Kpa

Tanpa Katalis

Dengan Katalis

Pada umumnya menggunakan zeolit

Dengan Katalis serta gas hidrogen

Pada umumnya menggunakan zeolit

Perengkahan dengan adanya bantuan panas digunakan untuk merombak, menyusun atau menggabungkan molekul hidrokarbon

Memecah hidrokarbon kompleks menjadi molekul sederhana yang lebih ringan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas, pengarahan produk yang lebih diinginkan dan mengurangi jumlah residu

Proses dua-tahap menggabungkan catalytic cracking dan hidrogenasi, dimana bahan baku lebih berat dipecah dengan adanya hidrogen untuk menghasilkan produk yang lebih diinginkan.

Perbandingan Proses Perengkahan [Cleveland dan Szostak, 2011]


PERENGKAHAN KATALITIK

Perengkahan katalitik ( catalytic cracking) adalah suatu proses pemutusan senyawa hidrokarbon rantai panjang menjadi senyawa hidrokarbon dengan rantai yang lebih pendek dengan bantuan katalis

Homogen Katalis dan reaktan keduanya dalam fase yang sama, baik gas atau cairan

Heterogen Katalis dan reaktan keduanya dalam fase yang berbeda

Tinjauan Pustaka


Tinjauan Pustaka

Biofuel

Nasikin, dkk. [2006]

Biofuel dengan fasa cair mengandung fraksi gasoline (bensin), kerosine (minyak tanah)

dan diesel (solar). Persentase fraksi gasoline, kerosine dan diesel dari biofuel dapat berubah-ubah, tergantung pada bahan, kondisi operasi

serta katalis yang digunakan [Nurjannah, 2010].

Perengkahan Katalitik Minyak Sawit

Biofuel yang diperoleh : Biogasoline

Nam dkk [2011]

Perengkahan Katalitik Endapan Minyak Nabati

Biofuel yang diperoleh : Kerak (3,4%), Dry Gas (7,0%), LPG

(31,1%), Gasoline (42,4%), LCO (8,9%), HCO (7,2%)

Syahrir [2009]

Perengkahan Asam Oleat Berbasis Minyak

SawitBiofuel yang diperoleh : Fraksi Kerosen : 27.3 %


Metode Penelitian

• Reaktor Alas Datar (1 L)• 1 Set Motor Pengaduk, • Oven,• Furnace Tube, • Tabung serta regulator N2, O2 H2, • 1 Set Reaktor Cracking, • 1 Set Alat Refluk, • Heating Mantle, • Desikator, • Thermocouple Thermometer • XRD dan SEM• GC-MS dan FTIR

• PFAD• Zeolit alam• H2SO4 0,2 N

• (NH4)6Mo7O24.4H2O

• Co(NO3)2.6H2O• Aquades• Gas N2, O2, dan H2

ALAT BAHAN

Alat dan Bahan


Variabel tetap

Variabel berubah - Temperatur operasi (280 0C, 300 0C, 320 0C, 340 0C)- Konsentrasi logam CoMo 0%, 0,5%, 1%, 1,5% terhadap zeolit

- Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) : 150 gram- Berat katalis adalah 1 : 75 dari berat PFAD [Nasikin, 2009]- Kecepatan pengadukan 300 rpm- Laju alir gas N2 25 ml/min

Variabel Penelitian


Preparasi Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)

Preparasi Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)

Perengkahan Katalitik PFAD Produksi Biofuel Dengan Variabel Logam Pengemban CoMo(0%, 0,5%, 1%, 1,5%)

terhadap Zeolit serta Temperatur Operasi (280,300,320,340oC)

Perengkahan Katalitik PFAD Produksi Biofuel Dengan Variabel Logam Pengemban CoMo(0%, 0,5%, 1%, 1,5%)

terhadap Zeolit serta Temperatur Operasi (280,300,320,340oC)

Analisa produk (FTIR dan GC-MS )

Analisa produk (FTIR dan GC-MS )

Preparasi Katalis CoMo/Zeolit AlamPreparasi Katalis CoMo/Zeolit Alam

Diagram Alir Penelitian


• Pengecilan Ukuran Zeolit Alam

• -100+200 mesh• Oven

Perlakuan Awal Zeolit

Alam

• H2SO4 0,2 N, 500 ml, T=30C ; 30 Menit

• Pencucian hingga pH netral

Aktivasi Zeolit Alam

• (NH4)6Mo7O24.4H2

O , 90 C, 6 jam • Co(NO3)2. 6H2O ,

90 C, 6 jam• Pengeringan di

oven, 120C, 3 jam.

Impregnasi

Kalsinasi500 C, 4jamGas N2 ±400

ml/menit

Oksidasi400 C, 2 jamGas O2 ±400

ml/menit

Reduksi400 C, 2 jamGas H2 ±400

ml/menit

Preparasi Katalis CoMo/Zeolit


Rangkaian Alat Proses Perengkahan Katalitik

Tabung Gas N2

Kondensor

Reaktor Cracking

Erlenmeyer

Pengaduk

Kontrol Suhu

Sumber air pendingin

PFAD 150 gr CoMo/Zeolit 2 gr

25 ml/menit


Karakterisasi Katalis dan Analisa Produk

Karakterisasi Katalis

SEM (Scanning Electron Microscope)

XRD (X- Ray Diffraction)

Produk

FTIR

GCMS


KegiatanBulan I Bulan II Bulan III

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi pustaka

Penyiapan alat dan bahan

Percobaan pembuatan biofuel skala

laboratorium dan analisis hasil

biofuel

Pengolahan data percobaan

Penyusunan laporan

Jadwal Penelitian


Terimakasih....


Kalsinasi, oksidasi, reduksi

18

Kalsinasi dan Oksidasi

(NH4)6Mo7O24. 4H2O→ (NH4)4Mo5O17 → (NH4)2Mo4O13 ;(NH4)2Mo4O13 dan β- (NH4)2Mo4O13 → (NH4)2Mo14O43 → (NH4)2Mo22O47 → MoO3

( Zhoulan, dkk., 1994)

ReduksiMoO3 + H2 → MoO3 + H2O MoO2+ 2H2 → Mo + 2H2O

( Yang, ...., Advanced Reactor System For The Fine Control of Properties of Molybdenum

Powder)


GC-MS (GAS CHROMATOGRAPH-mass spectrometer)

Sampel diinjeksikan melalui tempat injeksi yang temperaturnya dapat diatur, senyawa-senyawa dalam sampel akan menguap dan akan dibawa oleh gas pembawa menuju kolom. Zat terlarut akan teradsorpsi pada bagian atas kolom oleh fase diam, kemudian akan merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen. Komponen-komponen tersebut terelusi sesuai dengan urutan makin besarnya nilai koefisien partisi menuju detektor. Detektor mencatat sederetan sinyal yang timbul akibat perubahan konsentrasi dan perbedaab laju elusi. Pada detector akan tampak sebagai kurva antara waktu terhadap komposisi aliran gas pembawa (Khopkar, 2003).

Perhitungan berat senyawa

Co = 58,93 gr/molMo = 95,94 gr/molCo(NO3)2.6H2O = 291,04 gr/mol(NH4)6Mo7O24.4H2O = 1235,58 gr/mol

Massa Co(NO3)2.6H2O = = 0,02gr

Massa (NH4)6Mo7O24.4H2O

Massa (NH4)6Mo7O24.4H2O =

Massa Mo :

Massa Mo = 0,01 gr – massa Co = (0,01 – 0,005) gr = 0,005 gr

Sehingga,

Massa (NH4)6Mo7O24.4H2O = = 0,01 gr

Massa Co + massa Co = 0,01

2 massa Co = 0,01

Massa Co = 0,01/2

= 0, 005 gr

CONTOH HASIL ANALISA XRD ZEOLIT

Difraktogram dari: (a) ZA (b) ZAAH dan (c) Katalis Ni-Mo/ZAAH.

CONTOH HASIL ANALISA SEM ZEOLIT


Tinjauan Pustaka

A B

A B

1

2

3

4

5

6

7EXTERNAL DIFFUSION

INTERNAL DIFFUSION

CATALYTICSURFACE

Perengkahan Katalitik (Catalytic Cracking)

Tahapan reaksi pada catalytic cracking heterogen (Fogler, 1999)


Crude Palm Oil (CPO)

Penghilangan Getah (Degumming)

Penjernihan warna (bleaching)

Deacidification & Deodorization

Fraksinasi

PFAD RBD Palm Oil

Filtrasi

RBD Olein RBD Stearin

H3PO4

Bleaching Earth

Biofuel dari PFAD katalis CoMo/zeolit

Documents

Transcript of Biofuel dari PFAD katalis CoMo/zeolit