## REAKSI PERENGKAHAN PARAFIN DENGAN KATALIS NiMo/ZEOLIT ALAM AKTIF (ZAA): EFEK TEMPERATUR PADA AKTIVITAS KATALITIK (THE PARAFFIN CRACKING REACTION WITH NiMo/ACTIVE NATURAL ZEOLITE CATALYST: THE EFFECT TEMPERATURE ON CATALYTIC ACTIVITY)
Khoirina Dwi Nugrahaningtyas* , Eko Cahyono, Dian Maruto Widjonarko
Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami No 36 A Kentingan Surakarta
*email: khoirina@mipa.uns.ac.id
Received 23 January 2014, Accepted 18 May 2015, Published 01 September2015

## ABSTRAK
Penelitian  ini berkaitan  dengan studi  tentang reaksi perengkahan parafin termal, dengan katalis Zeolit  alam  aktif  (ZAA)  dan NiMo / zeolit  alam aktif (ZAA). Variasi temperatur dilakukan untuk mempelajari temperatur optimum reaksi perengkahan parafin. Reaksi perengkahan parafin dilakukan pada temperatur 200 - 400 °C dan laju alir hidrogen dari 30 mL/menit. Produk reaksi yang diperoleh, kemudian dianalisis dengan kromatografi gas (GC) dan  kromatografi  gas-spektrometri massa  (GCMS). Aktivitas  katalis (%) didefinisikan  sebagai jumlah fraksi ringan / jumlah parafin umpan (%). Hasil  penelitian menunjukkan bahwa katalis  NiMo/ZAA  mempunyai aktivitas tertinggi ( 31,33 %) pada temperatur reaksi perengkahan 300 ºC.
Kata kunci: Aktivitas, katalis NiMo/ZAA, perengkahan parafin, rendemen

## ABSTRACT
This  research  deals  with  the  study  of  the paraffin cracking  reaction  with termal reaction,  active  natural  zeolite  (ZAA)  and NiMo  /  active  natural  zeolite  (ZAA)  catalyst. Temperature  variation  was  done  in  order  to  study  the  optimum  temperature  of  paraffin cracking reactions. Paraffin cracking reaction carried out at temperatures of 200 - 400 °C and a hydrogen flow rate of 30 mL / min. Cracking products obtained, and then analyzed by  gas  chromatography  (GC) and  gas  chromatography-mass  spectrometry(GCMS). Catalyst  activity  (%)  was  defined  as the  amount  of lighter  fractions/the  amount  of  feed (paraffin) (%).  The  results  showed that  the  catalyst  NiMo/ZAA  has  the  highest  activity (31.33 %) at the cracking reaction temperature of 300 ºC.

## Keywords: activity, conversion, NiMo catalyst, paraffin cracking

## PENDAHULUAN
Kebutuhan energi bahan bakar dari fraksi ringan minyak bumi  yang begitu tinggi, mendorong  upaya  untuk  melakukan  proses  konversi  beberapa  senyawa  fraksi  berat
menjadi fraksi ringan. Cadangan minyak nasional yang ada saat ini diperkirakan mencapai 9  miliar  barrel  dengan  tingkat  produksi  1,1  juta  barrel  per  hari.  Data British  Petroleum (BP)  tahun  2005  menunjukkan  bahwa  hampir  47,5 %  pemakaian  energi  di  Indonesia menggunakan  Bahan  Bakar  Minyak  (BBM).  Salah  satu  fraksi  berat  dari  penyulingan minyak  bumi  adalah  paraffin  yang  merupakan  senyawa  alkana  rantai  panjang  yang memiliki  hingga  lebih  dari  20  atom  karbon.  Konversi  senyawa  fraksi  berat  paraffin menjadi senyawa fraksi ringan seperti fraksi bensin dengan C 5 -C 10 dapat dilakukan melalui proses perengkahan katalitik.
Perengkahan  katalitik  dengan  menggunakan  logam  sebagai  katalis  memiliki beberapa  kelemahan.  Katalis  logam  murni  seperti  Pt,  Pd, Ni,  Zn,  Cd,  Mo  dan  lain-lain mempunyai  kelemahan  yang  berhubungan  dengan  efisiensi  katalis,  stabilitas  termal  yang rendah  serta  mengalami  sintering  yang  mengakibatkan  penurunan  luas  permukaan  katalis dan  umur  katalis  menjadi  lebih  pendek  (Triyono,  1994).  Kelemahan  penggunaan  katalis logam  murni  dapat  diatasi  dengan  mengembankan  komponen  logam  aktif  pada  suatu pengemban. Zeolit digunakan sebagai pengemban karena strukturnya berpori dan memiliki luas permukaan yang besar, memiliki stabilitas termal yang tinggi, harga yang murah, dan keberadaannya yang cukup melimpah.
Pengembanan  logam  ke  bahan  pendukung  untuk  menghasilkan  katalis  bimetal dapat  dilakukan  dengan  berbagai  metode,  salah  satunya  adalah  impregnasi.  Menurut Augustine  (1996),  pengembanan  logam  secara impregnasi  dapat  dilakukan  dengan  dua cara, yaitu memasukkan garam logam secara bersama-sama danegrova memasukkan garam logam secara terpisah (logam yang satu kemudian diikuti logam yang lain). Katalis logam- pengemban  umumnya  disiapkan  dengan  memaksa  logam  bergabung  dengan  pengemban. Bahan  pengemban  dan  logam   yang   diembankan  kemudian  dikeringkan,  dikalsinasi, dioksidasi dan reduksi sehingga diperoleh katalis logam-pengemban.
Nikel  dan  Molibdenum  merupakan  salah  satu  logam  transisi  yang  memiliki aktivitas tinggi dan selektif tertentu. Katalis nikel yang diembankan pada suatu pengemban digunakan  sebagai  katalis  hidrogenasi  yang  dapat  mengubah  etena  menjadi  etilen (Heracleous and Lemonidou,  2003).  Molibdenum  yang  diembankan  pada  alumina berfungsi  sebagai  katalis  hidrogenasi  dan  desulfurisasi  pada  berbagai  model  reaksi (Egrova,  2005).  Proses  aktivasi  dan  modifikasi  pada  zeolit  secara  fisika  dan  kimia  dapat meningkatkan kemampuan zeolit sebagai katalis. Zeolit alam yang diberi perlakuan asam, uap air dan pengembanan logam akan menghasilkan destilat relatif lebih banyak dan kokas
relatif  rendah  (Syarifah,  2001).  Salah  satu  penggunaan  zeolit  dengan  logam  teremban  ini adalah sebagai katalis dalam proses perengkahan.
Reaksi  perengkahan  adalah  proses  pemecahan  ikatan  karbon-karbon  pada hidrokarbon  yang  mempunyai  berat  molekul  besar  menjadi  berat  molekul  kecil  sehingga lebih  berguna. Nasution and Jasifi (1999),  telah  melakukan  reaksi  perengkahan  minyak berat  diesel  (diesel  oil)  dengan  katalis  Ni-Mo/Al 2 O 3 -SiO 2 dan  hasilnya  menunjukkan bahwa  salah  satu  fraksi  hasil  perengkahannya  adalah  rangkaian  senyawa  hidrokarbon dengan  1  cincin aromatis. Adjaye (1996)  telah  melakukan  perengkahan  biofuel  dengan katalis HZSM-5 pada temperatur 330  C, 370  C, dan 410  C diperoleh produk optimum berupa  senyawa  aromatis  pada  temperatur  370  C. Santos and Urquieta-Gonzalez  (1998) telah melakukan perengkahan n-heptana menggunakan katalis zeolit USY pada temperatur 350  C,  400  C, dan  450  C  didapatkan  bahwa aktivitas  katalis  meningkat  dengan bertambahnya temperatur reaksi. Adapun selektivitas untuk fraksi C 1 -C 6 tetap praktis tidak berubah oleh temperatur.
Berdasarkan  penelitian  tersebut menunjukkan  bahwa  temperatur  menentukan  nilai aktivitas.  Temperatur  berfungsi  sebagai  energi  untuk  terjadinya  ikatan  antara  reaktan dengan  katalis.  Kenaikan  temperatur  secara  umum  akan  meningkatkan  aktivitas  katalis ditinjau  dari rendemen fraksi  ringan  yang  terjadi,  akan  tetapi  dapat  pula  menyebabkan deaktivasi  katalis  yang  disebabkan  adanya  pembentukan  kokas (Santos and Urquieta- Gonzalez  1998).  Faktor  variasi  temperatur  diperlukan  untuk  menentukan  kondisi  yang tepat bagi fungsi katalis untuk mendapatkan aktivitas katalitik yang optimum.

## METODE PENELITIAN
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah ZAA  dan NiMo/ZAA yang  dipreparasi  sesuai  metode  Nugrahaningtyas et  al. (2009), Gas  N 2 ,  O 2 ,  H 2 (  PT. Samator ) dan Liquid Paraffin E.Merck . Adapun peralatan yang digunakan adalah neraca analitik  merk  Sartorius  A6  Gottigen, furnace  Muffle type  KB  62  C  FRAME  60  A, Thermolyne  Digital  Pyrometer, reaktor  perengkahan (home  made),  dan  kromatografi  Gas (KG) merk Hewlett Pacard 5890 Series II.
Proses  perengkahan  paraffin  dilakukan  dengan  menggunakan  katalis NiMo/ZAA. Proses  reaksi  dilakukan  menggunakan reactor  system  alir, dimana  tempat  katalis  dan umpan  (feed)  diletakkan  pada  reaktor  yang  berbeda.  Reaktor  katalis  dipanaskan  pada variasi temperatur 250 °C, 300 °C, 350 °C, dan 400 °C, reaktor umpan dipanaskan sampai temperatur  300 °C  dengan    dialiri  gas  H 2 laju  alir  30 mL/menit.  Proses  perengkahan dilakukan  sampai  Cairan  Hasil  Perengkahan  (CHP)  tidak  terbentuk  lagi.  Proses
perengkahan  diulangi  dengan  menggunakan  katalis  Zeolit Alam  aktif  dan  reaksi  termal (tanpa  katalis).  Hasil  perengkahan  kemudian  dilewatkan  pada  sistem  pendingin,  dan ditampung  dalam wadah  sampel.  Paraffin  murni  dan  Cairan  Hasil  Perengkahan  (CHP) dianalisis dengan Kromatografi Gas.
Rumus yang digunakan sebagai berikut:

## PEMBAHASAN
Sebelum  proses  perengkahan  dilakukan  karakterisasi karakter  kimia  parafin  yang diamati  meliputi  komposisi  senyawa,  gugus  fungsi  dan  jenis  senyawa. Data  spektra  IR dari  gugus-gugus  fungsi  yang  ada  pada  parafin umpan  disajikan  pada  Gambar 1. Berdasarkan  Gambar  1,  terdapat beberapa  serapan  seperti C-H  (alkana),  S-H  (Sulfur), - NH 2 , C-C (aril), -C-NO 2 (Nitro aromatik), -C-O, RC=CH 2 , -(CH 2 ) n (senyawa lain). Serapan yang tajam pada kisaran bilangan gelombang  2923,9 cm -1 dan 2854,5 cm -1 , ialah gugus C- H  pada  alkana  rantai  lurus.  Serapan  pada  kisaran  2727,2 cm -1 dan  2673,2  cm -1 menunjukkan  adanya  gugus  S-H.  Serapan  pada  ~  2410,9  cm -1 menunjukkan  adanya serapan nitrogen (NH 2 ). Serapan pada kisaran 1461,9 cm -1 menunjukkan adanya gugus C- C.  Serapan  pada  891,1  cm -1 dan  848,6  cm -1 menunjukkan  adanya  serapan  C=C  (alkena). Serapan pada  ~ 722 cm -1 menunjukkan adanya gugus -(CH 2 ) n .
%
% %

## Gambar 1. Spektra FTIR Parafin Umpan.
Data  serapan  dan  gugus  fungsi  senyawa  penyusun  parafin  disajikan  selengkapnya pada Tabel 1. Berdasarkan analisis Gambar 1 dan Tabel 1, hal ini mengindikasikan bahwa parafin  umpan  memiliki  beberapa  komponen  senyawa  penyusun  alkana  dengan  beberapa senyawa  pengotor  yang  memiliki  gugus  sulfur,  amin,  nitro  aromatik,  ether,  dan  alkena. Berdasarkan  data  spektroskopi  FTIR  menunjukkan  bahwa  parafin  umpan  memiliki  rantai lurus dan masih terdapat senyawa pengotor.

## Tabel 1. Jenis gugus fungsional yang terdapat pada parafin
Jenis Senyawa Gugus Fungsi Standar (cm -1 ) Bilangan Gelombang (cm -1 ) Alkana C-H (alkana) 2962- 2853 2923,9 C-H (alkana) 2854,5 Gugus senyawa pengotor S-H (Sulfur) 2750 – 2500 2727,2 S-H (Sulfur) 2673,2 -NH 2 2525 - 2400 2410,9 C-C (aril) 1600- 1450 1461,9 -C-NO 2 (Nitro aromatik) 1390 - 1300 1377,1 1303,8 -C-O 1300-900 1149,5 RC=CH 2 1000-800 891,1 RC=CH 2 848,6 Alkana -(CH 2 ) n (senyawa lain) 810-720 721,3
Parafin umpan yang  telah  dianalisis dengan  spektroskopi  Inframerah  kemudian dianalisis dengan  Kromatografi  Gas untuk mengetahui  komponen  penyusunnya.  Hasil analisis menunjukkan bahwa parafin yang digunakan memiliki rantai karbon yang berkisar antara C 25 – C 28 .
Data  Spektroskopi  Inframerah,  Kromatografi  Gas  dan  Spektroskopi  Massa menunjukkan  bahwa  parafin  umpan  memenuhi    komposisi    senyawa  alkana,  alkohol, acetamida,  dan  senyawa  asam  yang  menunjukkan  bahwa  parafin  yang  digunakan  adalah parafin  campuran  yang masih  mengandung  pengotor  dan  parafin umpan  ini  tidak  hanya memiliki rantai hidrokarbon lurus tetapi juga rantai karbon cabang.
Adapun Cairan  hasil  perengkahan  (CHP)  termal  dan  katalitik  pada  berbagai temperatur dikarakterisasi menggunakan GC. Analisis lebih lanjut untuk mengetahui fraksi ringan  hasil  perengkahan  dilakukan  dengan membandingkan  kromatogram  parafin  awal dengan kromatogram cairan hasil perengkahan tersebut dalam waktu retensi tertentu. Luas kromatogram fraksi ringan yang diperoleh merupakan variabel yang akan digunakan dalam perhitungan aktivitas katalis.
Karakterisasi  kimia  terhadap  cairan  hasil  perengkahan  parafin  meliputi  fraksi ringan senyawa  hidrokarbon C 5 – C 12 yang  terkandung  didalamnya.  Penentuan  puncak fraksi  ringan senyawa  hidrokarbon C5 - C12 yang  terdapat  pada  CHP  dari  seluruh  jenis perengkahan  adalah  dengan  mengamati  waktu  retensi  kromatogram  CHP  yang  identik dengan waktu retensi fraksi ringan C5 - C12 yang sudah diketahui dengan menggunakan alat  Kromatografi  Gas  dengan kondisi  operasi  sebagai  berikut:  temperatur  kolom  40 - 280 o C,  kenaikan  temperatur  10 o C/menit,  kecepatan  gas  alir  40  mL/menit  dan  diperoleh bahwa waktu retensinya berkisar antara 2,319 - 14,821 menit (Nurcahyo, 2005).

## Perengkahan termal paraffin.
Berat CHP memiliki nilai optimum pada temperatur 300 °C yaitu sebesar 45 % b. Analisis data lebih lanjut dalam hal ini menggunakan kromatogram dari kromatografi gas. Contoh  perbandingan  kromatogram  parafin  awal  dan  cairan  setelah  perengkahan  dari perengkahan  termal parafin  disajikan  pada  Gambar 2.  Berdasarkan  data  dari Gambar 2, kromatogram  parafin  awal  (a)  sebagai  fraksi  berat  memiliki  waktu  retensi  22,070  hingga 25,683  menit.  Kromatogram  fraksi  ringan  cairan  hasil  perengkahan  termal  parafin  dilihat dengan  perbandingan  kromatogram  cairan  hasil  perengkahan  pada  berbagai  temperatur dengan  kromatogram  paraffin  awal.  Dalam  waktu  retensi  kurang  dari  22  menit,
kromatogram  cairan  hasil  perengkahan  pada  variasi  temperatur  (250 °C  hingga  400 °C) telah nampak beberapa puncak fraksi ringan.
Gambar 2. Kromatogram parafin awal (a) dan cairan setelah perengkahan termal parafin.
Analisa lebih lanjut adalah menentukan besarnya presentase rendemen fraksi ringan melalui perhitungan. Hasil perhitungan nilai aktivitas, rendemen CHP, rendemen gas, dan rendemen total  dari perengkahan  tanpa  katalis  pada  berbagai  temperatur  disajikan  dalam Tabel 2.
Tabel 2.  Nilai  aktivitas, rendemen CHP, rendemen gas  dan rendemen total  perengkahan termal paraffin
Temperatur Rendemen CHP Rendemen Gas Aktivitas Rendemen Total ( °C) (%) (%) (%) (%) 250 20,14 71,2 20,14 91,34 300 28,28 55,2 28,28 83,48 350 2,73 60,00 2,73 62,73 400 5,52 54,26 5,52 59,78
Dari  data  Tabel 3 tersebut,  diketahui  bahwa  nilai rendemen fraksi  ringan  yang dominan  adalah  dalam  bentuk  fasa  gas.  Perengkahan  termal  ini didominasi  oleh mekanisme  reaksi  radikal  yang  dipengaruhi  temperatur  sehingga  lebih  mudah  terbentuk fraksi  ringan  berupa  gas.  Radikal  terbentuk  dari  proses  pemisahan  pasangan  elektron secara  homolitik  pada  ikatan  C-C  senyawa  umpan.  Radikal  yang  terbentuk  memacu terbentuknya  etilen  dan  produk  yang  lebih  kecil  yang  berada  dalam  bentuk  gas  pada temperatur kamar (C<5). Rendemen gas terbesar pada temperatur 250 °C sebesar 71,20 %
sedangkan rendemen gas  terkecil  pada temperatur 400 °C  sebesar  54,26 %.  Kenaikan temperatur secara umum menyebabkan terjadinya penurunan rendemen gas.
Rendemen CHP  sebagai  produk  fraksi  ringan  perengkahan  juga  mengalami penurunan  dengan  adanya  kenaikan  temperatur.  Pada temperatur 250 °C rendemen CHP sebesar 20,14 %. Pada temperatur 300 °C rendemen CHP mengalami kenaikan dan bernilai optimum sebesar 28,28 %. Rendemen CHP pada temperatur 350 °C mengalami penurunan secara  drastis  menjadi    2,73 %  dan rendemen CHP  pada temperatur 400 °C  juga mengalami  hal  yang  serupa  menjadi    5,52 %.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  temperatur memberikan  pengaruh  terhadap  aktivitas  optimum  reaksi  perengkahan  dalam rendemen CHP  yang  terjadi  pada temperatur 300 °C. Aktivitas  reaksi  perengkahan  dalam  hal  ini berkaitan dengan kemampuan untuk mengkonversi paraffin menjadi CHP. Aktivitas pada perengkahan paraffin tanpa katalis ini identik pula dengan rendemen CHP
Nilai  aktivitas  dan rendemen total  mengalami  penurunan  dengan  adanya  kenaikan temperatur.  Nilai rendemen total  pada temperatur 250 °C  sebesar  91,34 %  mengalami penurunan  pada temperatur 300 °C  menjadi  83,48 %.  Pada temperatur 350 °C  nilai rendemen total  mengalami  penurunan  menjadi 62,73 %  dan  pada temperatur 400 °C rendemen total  mengalami  penurunan  menjadi  59,78 %.  Kenaikan  temperatur menyebabkan  terjadinya  penurunan  aktivitas  dan rendemen total  perengkahan  paraffin tanpa katalis.

## Perengkahan paraffin menggunakan katalis ZAA
Cairan hasil perengkahan menggunakan katalis ZAA memiliki nilai optimum pada temperatur 300 °C sebesar 52,4 %. Nilai optimum berat cairan hasil perengkahan katalitik ZAA adalah  lebih  besar  jika  dibandingkan  dengan  perengkahan  termal.  Pada  temperatur 250 °C  dan  300 °C  berat  cairan  hasil  perengkahan  katalitik  mengalami  kenaikan  jika dibandingkan  dengan  berat  cairan  hasil  perengkahan  tanpa  katalis pada temperatur yang sama.  Pada  temperatur  350 °C  dan  400 °C  berat  CHP dengan  katalis  ZAA mengalami penurunan  jika  dibandingkan  dengan  perengkahan  tanpa  katalis  pada  temperatur  yang sama.  Analisis  data  lebih  lanjut  dalam  hal  ini  menggunakan  kromatogram  dari kromatografi  gas  cairan  hasil  perengkahan. Contoh  perbandingan  kromatogram  paraffin awal dan cairan setelah perengkahan  menggunakan katalis ZAA pada berbagai temperatur disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Kromatogram (a). Parafin awal dan (b) Cairan setelah perengkahan katalis ZAA pada temperatur 250 °C.
Hasil  perhitungan  nilai  aktivitas  katalis ZAA, rendemen CHP, rendemen gas, rendemen kokas  dan rendemen total  dari  perengkahan  menggunakan  katalis ZAA pada temperatur 250 °C, 300 °C, 350 °C, dan 400 °C disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Nilai  aktivitas, rendemen CHP, rendemen gas  dan rendemen total  perengkahan paraffin menggunakan katalis ZAA
Temperatur ( °C) Rendemen CHP (%) Rendemen Gas (%) Rendemen Kokas (%) Aktivitas (%) Rendemen Total (%) 250 21,78 63,33 1,33 21,78 86,45 300 23,50 46,27 1,33 23,50 71,10 350 17,76 64,27 1,33 17,76 83,36 400 3,29 66,16 1,51 3,29 70,96
Berdasarkan  Tabel 3, rendemen CHP  sebagai  produk  yang  diharapkan  dari perengkahan  katalitik  pada temperatur 250 °C  sebesar  21,78 %.  Pada temperatur 300 °C rendemen CHP  mengalami  kenaikan  dan  bernilai  optimum  menjadi  23,50 %.  Pada temperatur 350 °C  nilai rendemen CHP  mengalami  penurunan  menjadi  17,76 %. Rendemen CHP pada temperatur 400 °C juga mengalami penurunan menjadi 3,29 %. Hal
ini menunjukkan bahwa aktivitas optimum katalis ZAA dalam rendemen CHP terjadi pada temperatur 300 °C.
Reaksi  pada  temperatur 300 °C menyediakan energi yang  sesuai untuk  terjadinya ikatan  antara  reaktan  dengan katalis,  sehingga  proses  perengkahan  setelah melalui adsorpsi,  difusi, dan  desorpsi  reaktan  untuk  menghasilkan  fraksi  ringan  dalam  CHP bernilai optimum pula. Perengkahan pada temperatur 250 °C dengan nilai rendemen CHP yang    lebih  kecil  daripada temperatur 300 °C  dimungkinkan  karena  temperatur  yang diberikan  sebagai  energi  kurang  optimum  untuk  mendorong  terjadinya  ikatan  reaktan dengan  katalis.  Pada temperatur 350 °C  dan  400 °C  temperatur  yang  diberikan  sebagai energi  ikatan  reaktan  dengan  katalis  terlalu  besar  sehingga  proses  desorpsi  untuk menghasilkan  fraksi  ringan  sukar  terjadi.  Nilai rendemen CHP hasil perengkahan dengan katalis ZAA pada temperatur 250 °C  (21,78 %)  dan temperatur 350 °C  (17,76 %)  jika dibandingkan  dengan  perengkahan  tanpa  katalis  pada temperatur yang  sama  (250 °C sebesar  20,14 % dan temperatur 350 °C  sebesar  2,73 %)  adalah  lebih  besar.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  aktivasi  zeolit  alam  sebagai  katalis  ZAA dapat  meningkatkan pembentukan rendemen fraksi  ringan  dalam  perengkahan  katalitik,  akan  tetapi  belum mencapai  nilai  optimum.  Pada temperatur 300 °C  sebagai  nilai  konversi  optimum perengkahan  katalis ZAA dan  pada temperatur 400 °C rendemen CHP  adalah  lebih  kecil dibandingkan  pada  perengkahan  tanpa  katalis  dikarenakan  adanya  residu  dan  kokas  yang terbentuk sehingga katalis mengalami deaktivasi.
Rendemen gas perengkahan katalitik ZAA pada temperatur 250 °C sebesar 63,33 % pada temperatur 300 °C  sebesar  46,27 %,  pada temperatur 350 °C  sebesar  64,27 %  dan pada temperatur 400 °C  sebesar  66,16 %.  Nilai rendemen gas  yang  naik  turun  tersebut disebabkan karena pada saat aktivitas katalis lebih dominan untuk mengrendemen parafin menjadi CHP maka rendemen gas yang terjadi akan mengalami penurunan. Nilai rendemen gas perengkahan katalis ZAA secara umum jika dibandingkan dengan perengkahan tanpa katalis pada temperatur 250 dan 300 °C adalah lebih kecil, dikarenakan mekanisme reaksi radikal dari perengkahan tanpa katalis adalah lebih dominan sehingga lebih mudah untuk membentuk  produk  berupa  gas.  Pada temperatur 350 dan  400 °C  nilai rendemen gas mengalami  kenaikan  jika  dibandingkan  dengan  perengkahan  tanpa  katalis  dikarenakan deaktivasi  katalis  karena  kokas  yang  terbentuk  menyebabkan  penurunan rendemen CHP yang akhirnya menaikkan rendemen gas.
Nilai rendemen kokas  pada  tiap  temperatur  yang  diperoleh  adalah  hampir  sama sebesar  1,33 %  kecuali  pada temperatur 400 °C  sebesar  1,51 %.  Nilai rendemen kokas
yang  sama  tersebut  bukan  berarti  akan  menyebabkan rendemen fraksi  ringan  dari  suatu perengkahan  pada  tiap  temperatur  bernilai  sama  dikarenakan  kokas  yang  terbentuk memiliki letak yang berbeda. Kokas yang telah berhasil menutupi sebagian besar sisi aktif katalis akan menyebabkan deaktivasi katalis sehingga rendemen fraksi ringan dalam CHP akan  mengalami  penurunan.  Pada temperatur 300 °C  terlihat  bahwa rendemen CHP memiliki nilai tertinggi dibandingkan pada temperatur 250, 350, dan 400 °C dimungkinkan karena kokas yang terjadi hanya menutupi sebagian kecil sisi aktif katalis.
Rendemen total perengkahan katalis ZAA meliputi rendemen CHP, rendemen gas dan rendemen kokas.  Pada temperatur 250 °C  nilai rendemen total  sebesar  86,45 %, temperatur 300 °C  sebesar  71,10 %, temperatur 350 °C  sebesar  83,36 %  dan  pada temperatur 400 °C  sebesar  70,96 %. Rendemen total  perengkahan  katalis ZAA pada temperatur 250 °C  dan  300 °C  memiliki  nilai  yang  lebih  kecil  daripada rendemen total perengkahan tanpa katalis pada temperatur yang sama ( 91,34 % dan 83,48 %) dikarenakan dominasi rendemen fase  gas  pada  perengkahan  tanpa  katalis  adalah  lebih  besar.  Pada temperatur 350 °C  dan  400 °C rendemen total  perengkahan  katalis ZAA mengalami kenaikan  daripada rendemen total  perengkahan  tanpa  katalis  pada temperatur yang  sama (62,73 % dan  59,78 %)  hal  tersebut  dikarenakan  dominasi rendemen fase  gas  pada perengkahan katalis ZAA lebih besar sebagai akibat deaktivasi katalis.
Nilai  aktivitas  katalis  sebagai  kemampuan  katalis  untuk  mengrendemen dalam bentuk  CHP  dan  gas  pada temperatur 250 °C  sebesar  85,12 %,  pada temperatur 300 °C sebesar  69,77 %,  pada temperatur 350 °C  sebesar  82,03 %,  dan  pada temperatur 400 °C sebesar  69,45 %.  Kenaikan  temperatur  secara  umum  akan  menurunkan  nilai  aktivitas katalis dikarenakan adanya pembentukan kokas yang menutupi sisi aktif katalis akan tetapi harus  dilihat  pula  nilai rendemen fraksi  ringan  yang  terjadi.  Aktivitas  katalis  yang  besar akan menyebabkan nilai rendemen total yang besar pula.

## Perengkahan parafin menggunakan katalis NiMo/ZAA
Berat  optimum  cairan  hasil  perengkahan  yang  diperoleh  pada  perengkahan  ini terjadi pada temperatur 300 °C sebesar 72 % b, yang merupakan berat CHP terbesar dari seluruh  jenis  perengkahan.  Analisis  data  lebih  lanjut  menggunakan  kromatogram  dari kromatografi gas. Contoh perbandingan kromatogram parafin awal dan CHP menggunakan katalis NiMo/ ZAA disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Kromatogram (a) Parafin awal dan (b) CHP menggunakan katalis NiMo/ZAA pada temperatur 250 °C.
Fraksi  ringan  cairan  hasil  perengkahan  parafin  menggunakan  katalitis  NiMo/ZAA pada  berbagai  tenperatur  dilihat  dari perbandingan  kromatogram  parafin  awal  dengan kromatogram cairan hasil perengkahan pada waktu retensi tertentu. Sama seperti hasil CHP sebelumnya,  fraksi  ringan  pada  perengkahan  parafin  menggunakan  katalis  NiMo/ZAA untuk temperatur 250 dan 300 ° C adalah C 6 – C 12 . Pada temperatur 350 dan 400 ° C tidak dijumpai  keberadaan  beberapa  fraksi  ringan.  Hal  ini dimungkinkan  karena katalis mengalami  deaktivasi.  Analisa  lebih  lanjut  adalah  menentukan  besarnya  presentase rendemen fraksi ringan melalui perhitungan.
Hasil perhitungan nilai aktivitas katalis NiMo/ZAA, rendemen CHP, rendemen gas, rendemen kokas, dan rendemen total  dari  perengkahan  menggunakan  katalis  NiMo/ZAA pada temperatur 250, 300, 350, dan 400 °C disajikan dalam Tabel 4. Berdasarkan data dari Tabel 5,  rendemen  CHP  perengkahan  paraffin  menggunakan  katalis NiMo/ZAA pada temperatur  300 °C  bernilai  optimum  sebesar  31,33 %.  Rendemen  CHP  pada  temperatur 250 °C ini jika dibandingkan dengan perengkahan tanpa katalis pada temperatur yang sama (20,14 %)  dan  rendemen  CHP  katalis ZAA (21,78 %)  adalah  lebih  kecil.  Hal ini dikarenakan  aktivitas  katalis  belum  begitu  optimal  yang  mungkin  disebabkan  karena
temperatur sebagai energi untuk terjadinya ikatan reaktan dengan katalis belum mencukupi dan  modifikasi  pengembanan  logam  Ni  dan  Mo  sebagai  situs  asam  Lewis  kurang  efektif dibandingkan dengan situs aktif asam Brönsted H + dari ZAA pada temperatur tersebut.
Tabel 4. Nilai  aktivitas, rendemen CHP, rendemen gas  dan rendemen total  perengkahan paraffin menggunakan katalis NiMo/ZAA
Temperatur ( °C) Aktivitas (%) Rendemen CHP (%) Rendemen Gas (%) Rendemen Kokas (%) Rendemen Total (%) 250 82,34 13,81 68,53 1,33 83,67 300 57,73 31,33 26,40 1,33 59,06 350 68,06 9,86 58,20 1,45 69,51 400 64,82 4,61 60,21 1,72 66,53
Rendemen CHP  pada temperatur 300 °C  sebesar    31,33 %  merupakan nilai rendemen optimum  dari  seluruh  perengkahan  yang  dilakukan.  Nilai  tersebut    jauh  lebih besar  dari rendemen CHP  pada temperatur yang  sama    perengkahan  tanpa  katalis  (28,28 %)  dan  perengkahan  dengan  katalis ZAA (23,50 %).  Pada  temperatur  300 °C  ini merupakan  temperatur  yang  optimum  bagi  katalis  dalam rendemen CHP  pada  seluruh perengkahan. Hal ini disebabkan oleh energi ikatan reaktan dengan katalis dari temperatur yang  diberikan  adalah  tepat  sehingga  proses  mekanisme  perengkahan  katalitik  untuk menghasilkan  pembentukan  ion  karbokation  sebagai  hasil  senyawa  fraksi  ringan  berjalan secara  optimum.  Pada  temperatur  ini  pula  situs  aktif  asam  Lewis  dari  logam  Ni  dan  Mo lebih efektif daripada situs aktif asam Brönsted H + dari ZAA. Situs aktif asam yang lebih efektif tersebut menjadikan protonasi katalis terhadap parafin untuk menghasilkan senyawa fraksi ringan akan lebih optimum.
Nilai rendemen CHP  pada  temperatur  350 dan  400 °C  mengalami  penurunan masing-masing  sebesar  9,86 %  dan  4,61 %.  Penurunan  nilai rendemen tersebut dikarenakan  proses  desorpsi  ikatan  reaktan  dengan  katalis  kurang  optimal  sebagai  akibat adanya temperatur yang tinggi dan juga dikarenakan adanya kokas yang menutupi sisi aktif katalis  sehingga  katalis  mengalami  deaktivasi.  Nilai rendemen CHP  pada temperatur 350 °C  jika  dibandingkan  dengan rendemen CHP  perengkahan  katalis ZAA (17,76 %)  pada temperatur yang  sama  adalah  lebih  kecil,  menunjukkan  bahwasanya  deaktivasi  katalis NiMo/ZAA lebih  cepat  terjadi  daripada  katalis ZAA pada temperatur yang  tinggi.
Rendemen CHP  perengkahan  katalis  NiMo/ZAA pada temperatur 400 °C    (4,61 %)  jika dibandingkan  dengan rendemen CHP  perengkahan  katalis ZAA (3,29 %)  adalah  lebih besar.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  meskipun  deaktivasi  katalis  NiMo/ZAA lebih  cepat terjadi pada temperatur tinggi akan tetapi aktivitas katalisnya dalam rendemen CHP masih lebih tinggi daripada katalis ZAA.
Rendemen gas  dari  perengkahan  paraffin  menggunakan  katalis  NiMo/ZAA pada temperatur 250 °C sebesar 68,53 %. Nilai ini lebih besar daripada perengkahan rendemen gas  pada  katalis ZAA (63,33 %)  dikarenakan  pada  temperatur  ini  aktivitas  katalis NiMo/ZAA dalam rendemen CHP  kurang  optimum  sehingga rendemen yang  dominan adalah gas. Pada temperatur 300 °C rendemen gas mengalami penurunan menjadi 26,40 %, nilai  ini  jauh  lebih  kecil  daripada  perengkahan  katalis ZAA (46,27 %)  dan  perengkahan tanpa  katalis  (55,20 %)  dikarenakan  aktivitas  katalis  yang  lebih  cenderung  dalam rendemen CHP. Rendemen gas  pada temperatur 350 °C  mengalami  kenaikan  menjadi 58,20 %,  nilai  ini  lebih kecil  dari  perengkahan  katalis ZAA (64,27 %)  dan    perengkahan tanpa  katalis  (60 %).  Nilai rendemen gas  pada temperatur 400 °C  mengalami  sedikit kenaikan    menjadi  60,21 %  yang  nilainya  lebih  kecil  pula  dibandingkan  dengan perengkahan  katalis ZAA (66,16 %).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  meskipun  terjadi deaktivasi, katalis NiMo/ZAA memiliki aktivitas yang tinggi dalam rendemen CHP.
Nilai rendemen kokas  perengkahan  menggunakan  katalis  NiMo/ZAA pada  tiap temperatur yang diperoleh pada temperatur 250 °C dan 300 °C adalah sama, yaitu sebesar 1,33 %.  Nilai rendemen kokas  pada temperatur 350 °C  mengalami  kenaikan  menjadi sebesar 1,45 %  dan  pada temperatur 400 °C  nilai rendemen kokas  adalah  yang  tertinggi dari  seluruh  perengkahan  sebesar  1,72 %.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  deaktivasi katalis  terjadi  pada  temperatur  yang  tinggi.  Kokas  yang  telah  berhasil  menutupi  sebagian besar  sisi  aktif  katalis  akan  menyebabkan  deaktivasi  katalis  sehingga rendemen fraksi ringan  dalam  CHP  akan  mengalami  penurunan.  Pada temperatur 300 °C  terlihat  bahwa rendemen CHP  memiliki  nilai  tertinggi  dibandingkan  pada temperatur 250,  350, dan  400 °C  dimungkinkan  karena  kokas  yang  terjadi  hanya  menutupi  sebagian  kecil  sisi  aktif katalis.
Rendemen total  hasil  perengkahan  katalis  NiMo/ZAA mengalami  penurunan dengan adanya kenaikan temperatur. Nilai rendemen total pada temperatur 250 °C sebesar 83,67 %, pada temperatur 300 °C memiliki nilai rendemen total sebesar 59,06 % dan pada temperatur 350 °C  sebesar  69,51 %.  Nilai rendemen total  pada temperatur 400 °C mengalami  penurunan  menjadi  66,53 %. Rendemen total  yanag  terjadi  didominasi  dalam
bentuk rendemen gas.  Nilai rendemen total  perengkahan  katalis  NiMo/ZAA pada  tiap temperatur  jika  dibandingkan  dengan rendemen total  pada  perengkahan  katalis ZAA adalah  lebih  kecil  dikarenakan  dominasi rendemen gas  dari  perengkahan  paraffin menggunakan katalis NiMo/ZAA yang lebih kecil dari katalis ZAA.
Aktivitas  katalis  NiMo/ZAA secara  umum  mengalami  penurunan  dengan  adanya kenaikan temperatur. Aktivitas katalis NiMo/ZAA pada temperatur 250 °C adalah sebesar 82,34 % dan  pada temperatur 300 °C sebesar 57,73 %. Aktivitas katalis pada temperatur 350 °C  mengalami  kenaikan  menjadi  68,06 %  yang  didominasi  dalam  bentuk  gas.  Pada temperatur 400 °C  aktivitas  katalis  mengalami  penurunan  menjadi  64,82 %.  Aktivitas katalis NiMo/ZAA adalah lebih kecil dibandingkan dengan aktivitas katalis ZAA. Hal ini dikarenakan rendemen fraksi  ringan  dalam  bentuk  gas  dalam  perengkahan  parafin  adalah lebih dominan daripada fraksi CHP yang diharapkan.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan diperoleh bahwa rendemen total tertinggi adalah  pada  rekasi  perengkahan  termal.  Namun  begitu pada  peneltian  ini  dititik  beratkan pada konversi parafin menjadi fraksi ringan dalam bentuk cairan. Oleh karena itu aktivitas katalitik  optimum ditinjau  berdasarkan  besarnya  rendemen  fraksi  cair adalah  pada  reaksi perengkahan parafin dengan katalis NiMo/ZAA pada temperatur 300 ° C sebesar 31,33 %.

## DAFTAR PUSTAKA
Augustine, R.L, 1996, Heterogeneous Catalysis for the Synthetic Chemist, Marcel Dekker Inc. New York.
Egrova,  M.,  2005, Study  of  Aspect  of  Deep  Hidrodesulfurization  by  Means  of  Model Reactions, Dissertation, Novosibirk State University.
Heracleous,  E.  and Lemonidou,  A.A., 2003, Ethilene  Production  Via  Oxidative Dehidrogenation In  The  Presence  of Nickel-Based  Catalyst, Workshop  of CPERI, Aristotele University of The Servoriki, Greece.
Adjaye, 1996, Catalytic  Conversion  of  A  Biofuel  to  Hydrocarbons, Fuel  Processing Technology, vol. 48, pp. 115-143.
Nasution,  A.S and Jasifi,  E., 1999, Hydrocracking  of  Heavy  Distillate  Into  Clean  Diesel Oil  Using  NiMo/Al2O3-SiO2, Prosiding  Seminar  Nasional  Kimia, FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Nugrahaningtyas, K. D., Widjonarko, D.M., Trisunaryanti, W, Triyono, 2009, Preparation and Characterization Of NiMo/Active Natural Zeolite Catalysts, Proceeding Of The 2009  International  Conference  on  Chemical,  Biological  and  Evironmental Engineering, NTU, Singapura, pp. 171-174.
Nurcahyo,  I., 2005, Uji  Aktivitas  dan  Regenerasi Katalis  NiPd(4:1)/Zeolit  Alam  Aktif Untuk  Hidrorengkah  Sampah  Plastik  Polipropilene  menjadi  Fraksi  Bensin dengan Sistem Semi Alir, Tesis, UGM, Yogyakarta.
Santos, R F. dos, and E A Urquieta-Gonzalez, 1998, n-Heptane Cracking On Usy Zeolite The  Effect  Of  Reaction  Temperature  On  Activity and  Deactivation, Brazilian Journal of Chemical Engineering, vol. 15, no. 2.
Syarifah,  I., 2000, Ni-ZAA  Alam  Untuk  Perengkahan  Fraksi  Minyak  Bumi, Prosiding Seminar Nasional Kimia, Jurusan Kimia, FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Triyono, 1994, Kimia  Fisika, Dasar-dasar  Kinetika  dan  Katalis, Depdikbud  Dirjen Pendidikan Tinggi.