S1-2014-286570-chapter1.pdf

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Berdasarkan data resmi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral bahwa telah terjadi penurunan cadangan minyak bumi di Indonesia dari tahun 2004 sampai dengan tahun 2012 (Khawarizmi, 2012), maka untuk mengurangi penggunaan dan ketergantungan pada BBM (Bahan Bakar Minyak) fosil telah banyak penelitian yang dilakukan untuk membuat biofuel dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui, yaitu seperti minyak jarak pagar. Salah satu peneliti yang membuat biodiesel dari minyak jarak pagar adalah Lemoine (2013). Lemoine melakukan perengkahan minyak jarak pagar melalui proses tranesterifikasi dengan berbagai macam jenis katalis zeolit, yaitu zeolit Y, zeolit X, ZSM-5, mordenit, dan zeolit beta. Jenis zeolit yang memberikan hasil konversi terbesar adalah zeolit Y. Biofuel hasil transesterifikasi tidak bisa digunakan secara langsung, karena harus dipisahkan terlebih dahulu dari gliserol. Pemisahan gliserol dengan biofuel ini relatif susah (Parawira, 2010), sehingga diperlukan proses lain yang lebih efektif dan dapat langsung menghasilkan produk murni biofuel. Berbagai proses selain tranesterifikasi yang telah dilakukan untuk mengkonversi minyak nabati menjadi biofuel dan salah satu proses tersebut adalah perengkahan katalitik. Reaksi perengkahan katalitik merupakan suatu cara untuk memecah hidrokarbon kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Perengkahan katalitik berlangsung pada suhu relatif rendah, yaitu sekitar 350-450 o

C (Twaiq dan Bhatia, 2001). Selain metode perengkahan katalitik juga ada

metode yang lain, yaitu seperti proses perengkahan termal, dan steam cracking, namun proses-proses tersebut memiliki beberapa kelemahan. Proses perengkahan termal membutuhkan suhu yang tinggi yaitu sekitar 550-850 oC (Ma dan Hannad, 1999), sedangkan proses steam cracking membutuhkan suhu dan tekanan tinggi,

1

2

dimana tekanan pada proses ini diperoleh melalui pemanasan pada suhu 750-850 o

C (Anonim, 2011). Dilihat dari proses-proses tersebut, proses perengkahan

katalitik merupakan proses yang paling tepat karena membutuhkan energi yang lebih rendah dibandingkan dengan proses perengkahan yang lain. Material mikropori zeolit Y sebagai katalis perengkahan terhadap molekulmolekul yang berukuran besar sangat terbatas, sehingga diperlukan katalis yang berukuran meso untuk meningkatkan hasil perengkahan minyak jarak pagar. Ramya et al., (2012) telah melakukan perengkahan katalitik minyak jarak pagar dengan katalis mikropori ZSM-5 yang dicampur dengan katalis mesopori AlMCM-41yang menghasilkan konversi sebesar 99%. Dari penelitian tersebut memunculkan ide untuk merengkah minyak jarak pagar dengan katalis campuran zeolit Y dan AlMCM-41. MCM-41 merupakan material berpori yang memiliki ukuran pori pada rentang meso yaitu sekitar 2-10 nm (Faraon dan Ion, 2010) dengan luas permukaan bisa mencapai 1000 m2/g (Kim et al., 1995), akan tetapi material MCM-41 memiliki kelemahan yaitu stabilitas hidrotermal dan keasamannya rendah jika dibandingkan dengan zeolit. Cara untuk mengatasi kelemahan MCM-41 yang memiliki stabilitas hidrotermal yang rendah adalah dengan memanaskan minyak jarak pagar sebelum proses perengkahan untuk menghilangkan air. Pada tahun 1996 Tuel dan Gontier telah menyelidiki pengaruh penambahan logam Al dalam struktur MCM-41, dari hasil penelitian mereka menyebutkan telah terjadi peningkatan keasaman dari katalis MCM-41 setelah ditambah dengan logam Al tersebut (Naik dan Ghosh, 2009). AlMCM-41 akan meningkat keasamannya setelah dirubah menjadi Ni/AlMCM-41 dan H-AlMCM41 (Falah et al., 2010). Logam Ni yang diembankan ke dalam AlMCM-41 adalah untuk meningkatkan situs aktif asam Lewis, sedangkan disintesisnya H-AlMCM41 bertujuan untuk meningkatkan situs asam Bronsted. Rahmawati (2013) telah melakukan penelitian tentang perengkahan minyak jarak pagar dengan katalis campuran H-AlMCM-41 dan Ni/AlMCM-41, dimana proses perengkahan menggunakan perbandingan massa antara katalis dengan umpan 1:200 dalam reaktor semi batch telah berhasil mengkonversi minyak jarak pagar dengan selektivitas fraksi bensin sebesar 15,15%. Berlatar belakang dari

3

masalah tersebut maka dalam penelitian ini telah dilakukan pembuatan bahan bakar alternatif dari minyak jarak pagar melalui perengkahan katalitik menggunakan katalis campuran zeolit Y, H-AlMCM-41, dan Ni/AlMCM-41 dalam rekator semi batch termodifikasi agar diperoleh konversi dan selektivitas terhadap fraksi bensin yang besar.

I.2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Membuat katalis Ni/AlMCM-41dan H-AlMCM-41, 2. Mempelajari aktivitas katalis campuran zeolit Y, Ni/AlMCM-41, dan H-AlMCM-41 pada perengkahan minyak jarak pagar dalam reaktor semi batch termodifikasi.

I.3 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pembuatan bahan bakar alternatif dari minyak jarak pagar yang merupakan sumber yang bersifat dapat diperbaharui (renewable) melalui proses perengkahan katalitik menggunakan katalis campuran Ni/AlMCM-41, H-AlMCM-41 dan zeolit Y dalam reaktor semi batch.