Kajian Kinerja Katalis Ni-Mo-S/γ-Al2O3 Proses Hidrotreating Minyak Biji Kapok (Ceiba pentandra) untuk Sintesa Biohidrokarbon

Abstract

Dewasa kini, bahan bakar cair merupakan salah satu kebutuhan vital dalam kehidupan manusia, yang digunakan secara intensif baik dalam transportasi dan industri. Namun, sampai saat ini bahan bakar cair, yang terdiri dari campuran hidrokarbon, masih diproduksi hampir seluruhnya dari minyak bumi. Padahal minyak bumi merupakan sumber daya yang tak terbaharui dan cadangannya kian menipis. Oleh karena itu, upaya-upaya untuk mencari bahan bakar cair alternatif termasuk dalam produksi hidrokarbon dari sumber terbarukan seperti minyak nabati (vegetable oil) sangat penting perannya untuk ketahanan energi di masa yang akan datang.
Di Indonesia, minyak nabati merupakan bahan baku bahan bakar cair terbarukan (biofuel) yang sangat menjanjikan, mengingat produktivitas tanaman penghasil minyak (seperti sawit, jarak pagar, kapok, nyamplung, dan lain-lain) dan letak Indonesia di daerah katulistiwa dengan curah hujan dan sinar matahari yang melimpah.
Minyak biji kapok, merupakan salah satu dari banyak minyak non-pangan di Indonesia, sangat berpotensi untuk diolah menjadi hidrokarbon terbarukan (bio-hidrokarbon). Melalui proses hidrotreating, yaitu hidrogenasi dan dehidrodeoksigenasi, ikatan rangkap dalam asam lemak (termasuk gugus siklopropenoid) dari minyak dapat dijenuhkan dan gugus oksigen dapat dihilangkan hingga dihasilkan propana (hidrokarbon utama dalam LPG) dan campuran hidrokarbon jenuh rantai panjang yang dapat digunakan langsung sebagai biosolar maupun diolah lebih lanjut menjadi aneka bahan bakar cair seperti bensin, kerosene, maupun avtur.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji proses hidrotreating minyak biji kapok sehingga diperoleh campuran biohidrokarbon, dengan fokus pembuatan, pengujian kinerja, dan pengembangan formula dasar katalis hidrotreating. Penggunaan katalis sangat penting tidak hanya untuk mempercepat laju reaksi, melainkan juga untuk menurunkan temperatur maupun tekanan reaksi sehingga produksi dalam industri dapat jauh lebih ekonomis.
Percobaan dalam penelitian akan diawali dengan proses persiapan dan pembuatan katalis untuk reaksi hidrodeoksigenasi serta proses sulfidasi katalis. Katalis yang disintesa adalah katalis NiMo/γ-Al2O3 dengan variasi rasio massa promotor K2CO3 dalam katalis. Tahap selanjutnya adalah proses hydrotreating minyak biji kapok menjadi hidrokarbon rantai panjang. Proses ini akan dilangsungkan dalam reaktor batch pada tekanan 6 MPa dan variasi temperatur (300oC dan 360oC) dengan variasi waktu operasi (3 dan 6 jam) untuk mengetahui performa katalis untuk hydrotreating minyak biji kapok. Beberapa analisa terhadap produk pengolahan yang dilakukan adalah analisa FTIR, Gas Chromatography, uji besson, titrasi dengan reagen Durbetaki, pengukuran densitas, penentuan bilangan iodium, titrasi, perhitungan konversi (berdasarkan bilangan sabun) dan analisa EDS.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa katalis yang memberikan konversi tertinggi, kadar gugus siklopropenoid terendah, bilangan iodium terendah, dan bilangan sabun terendah adalah katalis NiMo/γ-Al2O3 dengan kandungan promotor K sebesar 2,32%. Proses hydrotreating diawali dengan hidrogenasi untuk penjenuhan ikatan-ikatan rangkap selama 2 jam, dilanjutkan dengan dehidrodeoksigenasi pada temperature 360oC selama 6 jam. Katalis ini juga menunjukan performa terbaik dalam mengeleminasi gugus siklopropenoid yang diamati melalui analisa FTIR, uji besson, dan titrasi dengan reagen Durbetaki. Selain itu, berdasarkan hasil analisa EDS, katalis ini juga memiliki kadar deposit karbon terkecil dibandingkan katalis percobaan lain.