## STUDI PEMANFAATAN Mo-ZAA SEBAGAI KATALIS DAN PENGARUH VARIASI TEMPERATUR HIDROCRACKING TERHADAP PRODUK

## HIDROCRACKING MINYAK JARAK PAGAR
Yulian Syahputri 1 dan Adi Mara 2
1 Program Studi Kimia FMIPA Universitas Pakuan
2 FMIPA Universitas Sriwijaya
E-mail : yulian.syahputri@gmail.com

## ABSTRACT
Study of utilization of Natural Zeolites Active-Mo (Mo-ZAA) as a catalyst and influence of  temperature  variation  on  hydrocracking  product  temperature  hydrocracking  has  done. Castor oil hydrocracking process done with a variation of the temperature of 250 o C, 300 o C, 350 o C, 400 o C, 450 o C, 500 o C and 550 o C, flow rate of hydrogen gas 3.5 mL/minute and weighs 1.5 g catalysts. Hydrocracking castor oil products have been analyzed including the burning heat, density and viscosity by using the bom kalorimeter, picnometer and Ostwald viscometer instrument. The results of this study showed that the best value of the burning heat, density and viscosity in a row is on the 53.0003 kJ/g; 0.9698 g/mL and peace of 3.1691, each of which is  operated  at  a  temperature  of  350 o Chydrocracking.  Using  the  Mo-ZAA  as  a  catalyst  also plays a role in the process of hydrocracking. This can be seen from the value of the heat of combustion,  the  density  and  viscosity of  castor  oil hydrocracking  product is  better than the heat of combustion, density and viscosity prior hydrocracking.
Key Words : Hydrocracking, Catalyst, Active Natural Zeolite, Castor Oil

## PENDAHULUAN
Seiring  dengan  kemajuan  teknologi dan bertambahnya jumlah penduduk, maka kebutuhan energi akan meningkat pula. Hal ini  menyadarkan  kita  bahwa  ketergan- tungan  pada  salah  satu  sumber  energi primer  dalam  hal  ini  minyak,  akan menyulitkan  upaya  pemenuhan  pasokan energi  yang  kontinyu.  Salah  satu  solusi untuk mengatasi masalah ini adalah dengan mencari  alternatif  lain  pengganti  minyak bumi  seperti  minyak  jarak  pagar.  Berbeda dengan minyak bumi yang kualitasnya baik untuk  bahan  bakar,  minyak  jarak  pagar  ini kualitasnya  masih  rendah.  Pengolahan minyak  jarak  pagar  menjadi  bahan  bakar minyak  yang  berkualitas  dapat  dilakukan melalui  proses hidrocracking (Hambali, dkk. , 2006). Hidrocracking merupakan dua proses  gabungan  antara  proses  pereng- kahan  dan  hidrogenasi.  Proses hidro- cracking memerlukan katalis yang
mempunyai  fungsi  ganda  yaitu  komponen logam  sebagai  katalis  hidrogenasi  dan komponen  asam  sebagai  katalis  pereng- kahan.  Katalis  yang  banyak  digunakan secara  umum  pada  proses hidrocracking adalah  katalis  dalam  bentuk  logam- pengemban.  Pemilihan  pengemban  ini harus  memperhatikan  sifat-sifat  bahan pengemban  itu  sendiri,  seperti  stabilitas termal  yang  tinggi,  memiliki  rongga  yang memungkinkan  terjadinya  adsorpsi  dan mempunyai  kemampuan  untuk  mengikat logam sebagai katalis (Dameria, 2006).
Zeolit  telah  diketahui  memainkan peranan  penting  sebagai  katalis  asam  pada industri  pengolahan  minyak  bumi  dan petrokimia, termasuk dalam reaksi  pereng- kahan  dan  isomerisasi  hidrokarbon.  Zeolit alam  pada  umumnya  memiliki  kristalinitas yang  tidak  terlalu  tinggi,  ukuran  porinya sangat tidak seragam, aktivitas katalitiknya rendah, dan mengandung banyak pengotor.
Oleh  karena  itu  perlu  diaktivasi  dan dimodifikasi terlebih dahulu sebelum dapat digunakan sebagai pengemban logam aktif. Logam yang biasa digunakan untuk katalis adalah logam-logam transisi yang mempunyai  daya  adsorpsi  yang  kuat karena  mempunyai  elektron  tak  berpa- sangan  pada  orbital  d.  Hal  ini  yang menyebabkan  logam-logam  transisi  makin reaktif  sebagai  katalis,  salah  satunya  ialah logam Mo (Hesta, 2009).  Logam Mo telah banyak  digunakan  sebagai  pengemban logam  aktif, seperti  yang telah diteliti oleh Dameria (2006), Hesta (2009) dan Komalasari (2010).
Hesta  (2009)  telah  berhasil  meneliti pengaruh  variasi  logam  Mo  terhadap porisitas  dan  keasaman  katalis  Mo-Zeolit Alam  Aktif  (Mo-ZAA).  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  impregnasi  katalis terbaik  diberikan  pada  jumlah  logam  Mo 20%  dari  berat  zeolit.  Komalasari  (2010) juga  telah  berhasil  meneliti  pengaruh variasi  laju  alir  gas  hidrogen  terhadap produk hidrocracking minyak  jarak  pagar dengan  katalis  Mo-ZAA.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  laju  alir  gas  hidrogen pada 3,5 mL/menit memberikan hasil yang terbaik.  Akan  tetapi,  penelitian  mengenai pengaruh  temperatur hidrocracking terha- dap  produk hidrocracking minyak  jarak pagar  dengan  katalis  Mo-ZAA  masih jarang dilakukan.
Dengan  latar  belakang  yang  telah diuraikan  diatas,  maka  penelitian  ini dilakukan  untuk  mempelajari  pengaruh temperatur hidrocracking terhadap  bebe- rapa  sifat  fisika  dan  kimia  produk hidrocracking minyak  jarak  pagar  seperti kalor  pembakaran,  densitas  dan  viskositas menggunakan  katalis  Mo-ZAA.  Hasil penelitian  diharapkan  dapat  memberikan kontribusi  bagi  kemajuan  ilmu  penge- tahuan  khususnya  proses hidro-cracking minyak  jarak  pagar  dengan  menggunakan katalis pengemban logam aktif.

## BAHAN DAN METODE
Bahan    yang    digunakan adalah katalis  Mo-ZAA,  aquades, glasswool ,  gas hidrogen,  gas  oksigen  dan  minyak  jarak pagar  yang  dibeli  dari  salah  satu  toko  di Palembang.
Peralatan yang digunakan antara lain neraca  analitik  Metler  Ae200, flowmeter , bulb,  botol  vial,  termokopel,  reaktor furnace ,  regulator,  kondensor, stirrer , stopwatch ,  termometer  raksa,  piknometer 25  mL,  kalorimeter  bom,  viskometer Ostwald, gabus karet, selang silikon, buret, spatula,  pipet  ukur,  dan  berbagai  peralatan gelas seperti erlenmeyer, batang pengaduk, kolom, gelas beker, corong dan labu ukur.

## Metode
Hidrocracking Minyak Jarak Pagar Reaksi katalitik perengkahan/ hidro- cracking pada  fasa  gas  dilakukan  dengan menimbang  1,5  g  katalis,  lalu  dimasukkan ke  dalam  reaktor  yang  telah  diberi glasswool . Selanjutnya gas hidrogen dialirkan  sebagai  gas  pendorong  reaktan dengan  laju  3,5  mL/menit  dan  dihidro- genasi  dengan  memvariasikan  temperatur (250 o C,  300 o C,  350 o C,  400 o C,  450 o C, 500 o C  dan  550 o C).  Setelah  temperatur hidrogenasi  dicapai,  minyak  jarak  pagar mulai dialirkan ke dalam reaktor yang telah diisi  dengan  katalis  melalui  buret.  Produk cair  yang  keluar  dari  reaktor furnace ditampung  dalam  botol  vial  yang  telah diketahui beratnya. Hidrocracking dinyata- kan  selesai  jika  tidak  ada  lagi  produk  cair yang  keluar  dari  reaktor furnace .Produk yang  dihasilkan  didinginkan  kemudian ditampung dan ditimbang.Selanjutnya produk  dianalisa  meliputi  kalor  pemba- karan, densitas dan viskositas.

## Analisis Kalor Pembakaran
Analisis  kalor  pembakaran  dilaku- kan  dengan  menggunakan  alat  bom kalorimeter.  Produk hidrocracking minyak jarak  pagar  sebanyak  1  mL  pada  variasi temperatur  250 o C,  300 o C,  350 o C,  400 o C, 450 o C,  500 o C  dan  550 o C  dimasukkan  ke
dalam  wadah  sampel,  dimana  pada konduktor  pembakarnya  telah  dipasang kawat  nikel  dan  ditutup  rapat.  Setelah  itu bomb dialiri  dengan  gas  oksigen  pada tekanan 25 atm. Kemudian bomb direndam ke  dalam  bak  air  yang  berada  pada  alat kalorimeter.  Suhu  sebelum  pembakaran dijaga  konstan  lalu  dicatat.  Kemudian kalorimeter dialirkan arus listrik. Pada saat pembakaran, air di dalam kalorimeter harus diaduk  secara  terus-menerus.  Panas  yang dihasilkan akan menyebabkan suhu meningkat.  Peningkatan  suhu  air  pada termometer dicatat hingga konstan.
Penentuan  Densitas  Produk Hidro- cracking Minyak Jarak Pagar Dalam  penentuan  densitas  diguna- kan piknometer 25 mL. Piknometer kosong (m 1 ) ditimbang, kemudian piknometer diisi dengan  contoh  minyak  sampai  penuh. Piknometer  yang  berisi  produk hidro- cracking ditimbang  (m 2 ),  kemudian  hitung densitas  produk hidrocracking dengan menggunakan rumus:
Ρ =
Dimana : m = m 2 -m 1 v = volume piknometer yg dipakai.
Penentuan  Viskositas  Produk Hidro- cracking Minyak Jarak Pagar
Pengukuran  viskositas  dilakukan menggunakan viskometer Ostwald. Masuk- kan  air  murni  sebagai  standar  yang diketahui  viskositasnya  ke  dalam  visko- meter  Ostwald,  lalu  dihisap  dengan menggunakan bulb hingga melewati tanda. Lalu  bulb  dibuka  dan  cairan  dibiarkan mengalir,  waktu  yang  diperlukan  untuk mengalirnya  zat  cair  dicatat.  Hal  yang sama  dilakukan  untuk  produk hidro- cracking.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Variasi Temperatur Terhadap Kalor  Pembakaran  Produk Hidrocrac- king
Proses hidrocracking dilakukan dengan  memvariasikan  temperatur  dimulai dari  250 o C,  300 o C,  350 o C,  400 o C,  450 o C, 500 o C  dan  550 o C,  dengan  laju  alir  gas hidrogen  3,5  mL/menit  dan  berat  katalis Mo-ZAA  1,5  g.  Data  yang  diperoleh  dari hubungan temperatur terhadap kalor pembakaran  produk hidrocracking minyak jarak pagar dapat dilihat pada gambar 1.

## Gambar
1. PengaruhTemperatur Hidrocrac king Terhadap Kalor PembakaranProduk
Hidrocracking pada Laju Alir 3,5 mL/menit dan Berat Katalis 1,5 g.
Gambar  1  menunjukkan  bahwa nilai  terbaik  kalor  pembakaran  dicapai pada  temperatur  350 o C  yaitu  sebesar 53,0003  kL/g.  Ini  terjadi  karena  pada perubahan  temperatur  tersebut  jumlah partikel  yang  mencapai  energi  aktivasi lebih banyak dibandingkan pada perubahan temperatur lainnya. Semakin banyak partikel  yang  mencapai  energi  aktivasi maka semakin besar nilai kalor pembakarannya(Dameria, 2006).

## Pengaruh Variasi Temperatur Terhadap
DensitasProduk Hidrocracking Temperatur  merupakan  variabel penting dalam proses hidrocracking .
Proses hidrocracking hanya dapat berlangsung  pada  temperatur  tinggi.  Data yang  diperoleh  dari  hubungan  temperatur terhadap  densitas  produk  minyak  jarak pagar dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar  2. Pengaruh  Temperatur Hidro-
cracking Terhadap  Densitas
Produk Hidrocracking pada
Laju  Alir  3,5  mL/menit  dan
Berat Katalis 1,5 g
Grafik pada gambar 2 menunjukkan bahwa  nilai  densitas  produk hidrocracking cenderung  menurun  yang  disertai  dengan semakin  tinggi  temperatur hidrocracking , dimana  kondisi hidrocracking terbaik dicapai  pada  temperatur  550 o C  yaitu 0,9641  g/mL.  Nilai  densitas  yang  semakin menurun disebabkan karena terjadi pemutusan rantai hidrokarbon yang panjang  menjadi  rantai  hidrokarbon  yang lebih  pendek.  Semakin  pendek  rantai hidrokarbon  maka  semakin  kecil  berat molekulnya sehingga nilai densitasnya juga semakin kecil (Sulaiman, 2006).

## Pengaruh Variasi Temperatur Terhadap
Viskositas Produk Hidrocracking
Data  yang  diperoleh  dari  hubungan temperatur  terhadap  viskositas  produk minyak  jarak  pagar  diperlihatkan  pada Gambar 3.
Grafik pada Gambar 3
menunjukkan  bahwa  viskositas  produk hidrocracking cenderung  menurun  yang disertai  dengan  semakin  tinggi  temperatur hidrocracking ,  dimana  kondisi hidro-
cracking terbaik  dicapai  pada  temperatur 550 o C  yaitu  sebesar  2,039  poise.  Hal  ini menggambarkan  bahwa  pada  temperatur 550 o C terjadi pemutusan rantai hidrokarbon  yang  panjang  menjadi  rantai hidrokarbon  yang  lebih  pendek.  Rantai hidrokarbon yang lebih pendek menyebabkan  pergesekan  antar  lapisan molekul menjadi lebih sedikit dan viskositas menjadi lebih rendah(Wijanarko, 2006). Gambar 3. Pengaruh Temperatur
Hidrocracking Terhadap  Visko- sitas Produk Hidrocracking pada Laju  Alir  3,5  mL/menit  dan Berat Katalis 1,5 g.
Perbandingan Kalor Pembakaran
Produk Hidrocracking Minyak  Jarak Pagar  Dengan  Nilai  Terbaik  Terhadap Kalor Pembakaran Minyak Jarak Pagar
Perbandingan  antara  nilai  tertinggi kalor  pembakaran  produk hidrocracking minyak  jarak  pagar  pada  temperatur optimum dengan kalor pembakaran minyak jarak  pagar  memberikan  hasil  yang  dapat dilihat pada gambar 4.
Diagram pada gambar 4 menunjukkan  bahwa  proses hidrocracking minyak  jarak  pagar  dengan  katalis  Mo- ZAA  berjalan  dengan  baik  karena  nilai kalor  pembakaran  produk hidrocracking lebih  tinggi  dari  nilai  kalor  pembakaran minyak  jarak  pagar.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  minyak  jarak  pagar  sudah  ter hidro cracking menjadi  produk  hidrokarbon berantai pendek (Komalasari, 2010).
Gambar  4 . Diagram  Perbandingan  Kalor
Pembakaran Produk Hidro- cracking Minyak Jarak Pagar terhadap Kalor Pembakaran Minyak Jarak Pagar. Perbandingan Densitas Produk Hidrocracking Minyak  Jarak  Pagar Dengan Nilai Terbaik Terhadap Densitas Minyak Jarak Pagar
Perbandingan  antara  nilai  densitas minyak jarak pagar sebelum hidrocracking dengan nilai densitas produk hidrocracking minyak  jarak  pagar  pada  temperatur optimum dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Diagram Perbandingan DensitasProduk Hidrocracking Minyak  Jarak  Pagar  terhadap Densitas Minyak Jarak Pagar.
Pada  gambar  5  memperlihatkan bahwa  penggunaan  Mo-ZAA  sebagai katalis menghasilkan produk hidrocracking dengan  densitas  yang  lebih rendah  dibandingkan  dengan  densitas minyak jarak pagar sebelum hidrocracking .
Perbandingan Viskositas Produk Hidrocracking Minyak  Jarak  Pagar Dengan Nilai Terbaik Terhadap Viskositas Minyak Jarak Pagar Perbandingan  antara  nilai  viskositas minyak jarak pagar sebelum hidrocracking dengan nilai viskositas produk
hidrocracking minyak  jarak  pagar  pada temperatur  optimum  dapat  dilihat  pada gambar 6.
Pada gambar 6 menunjukkan bahwa nilai  viskositas  minyak  jarak  pagar sebelum hidrocracking lebih besar dibandingkan  viskositas  minyak  jarak pagar  sesudah hidrocracking .  Hal  ini menandakan  bahwa  penggunaan  katalis Mo-ZAA  pada  proses hidrocracking dapat menghasilkan  nilai  viskositas  yang  lebih kecil.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang diperoleh,  dapat  disimpulkan  bahwa  nilai terbaik  kalor  pembakaran,  densitas  dan viskositas  produk hydrocracking minyak jarak  pagar  yang  dicapai  pada  temperatur optimum  350 o C  berturut-turut  sebesar 53,0003  kJ/g;  0,9698  g/mL  dan  3,1691 poise.  Selain  itu,  penggunaan  Mo-ZAA sebagai katalis juga berperan dalam proses hidrocracking .  Hal  ini  dapat  dilihat  dari nilai  kalor  pembakaran,  densitas  dan viskositas  produk hydrocracking minyak jarak pagar yang lebih baik dari nilai kalor pembakaran, densitas dan viskositas minyak jarak pagar sebelum hidrocracking.

## DAFTAR PUSTAKA
Dameria,  J.,  2006,  Pengaruh  Kondisi
Hidrocracking Terhadap Kalor Pembakaran  Produk Hidrocracking Tir  Batubara  Dengan  Katalis  Ni- Mo/Zeolit Alam Tersulfidasi, Skripsi Universitas Sriwijaya,
Inderalaya.
Hambali,  E,  dkk.,  2006,  Jarak  Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel, Penebar Swadaya, Jakarta.
Hesta,  M.,  2009,  Pengaruh  Variasi  Logam Molibdenum  Terhadap  Porositas dan  Keasaman  Katalis  Mo-Zeolit Alam  Aktif,  Skripsi  Universitas
Sriwijaya, Inderalaya.
Komalasari,  R.,  2010.  Pengaruh  Variasi Laju  Alir  Gas  Hidrogen  Terhadap
Produk Hidrocracking Minyak Jarak  Pagar  Dengan  Katalis  Mo- Zeolit Alam Aktif, Skripsi
Universitas Sriwijaya, Inderalaya.
Sulaiman,  W.,  2006,  Pengaruh  Katalis  Ni- Monmorillonit  Terpilar  Al 2 O 3 dan Kondisi Hidrocracking Terhadap
Densitas  dan  Viskositas  Produk Hidrocracking Lumpur  Minyak Bumi, Skripsi
Universitas
Sriwijaya, Inderalaya. Wijanarko,  A,  dkk.,  2006,  Produksi Biogasoline dari  Minyak  Sawit Melalui Reaksi Perengkahan Katalitik Dengan Katalis γ-
Alumina, Makara  Teknologi,  Vol.
10 No.2 : 51-60 , FT UI, Depok.