Biofuel dari PFAD katalis CoMo/zeolit
-
Upload
irvaisal-ramadhan -
Category
Documents
-
view
62 -
download
8
description
Transcript of 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
Senin 10 April 2023 3
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
Senin 10 April 2023 4
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
Senin 10 April 2023 5
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)
Senin 10 April 2023 6
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
Senin 10 April 2023 7
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]
Senin 10 April 2023 8
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
Senin 10 April 2023 9
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 %
Senin 10 April 2023 10
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
Senin 10 April 2023 11
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
Senin 10 April 2023 12
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
Senin 10 April 2023 13
• 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
Senin 10 April 2023 14
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
Senin 10 April 2023 15
Karakterisasi Katalis dan Analisa Produk
Karakterisasi Katalis
SEM (Scanning Electron Microscope)
XRD (X- Ray Diffraction)
Produk
FTIR
GCMS
Senin 10 April 2023 16
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
Senin 10 April 2023 17
Terimakasih....
Senin 10 April 2023 18
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)
Senin 10 April 2023 19
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
Senin 10 April 2023 23
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)
Senin 10 April 2023 24
Senin 10 April 2023 25
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