DEKARBOKSILASI ASAM PALMITAT UNTUK

SINTESIS MINYAK DIESEL NABATI DENGAN

KATALIS Ni/SiO2

Laporan Penelitian

Disusun untuk memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar

sarjana di bidang ilmu Teknik Kimia

oleh:

Hendri (2016620073)

Amelia Chandra (2016620110)

Pembimbing:

Dr. Ir. Tatang Hernas Soerawidjaja

Tedi Hudaya, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D.

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

2020

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat

menyelesaikan laporan penelitian dengan judul “Dekarboksilasi Asam Palmitat untuk

Sintesis Minyak Diesel Nabati dengan Katalis Ni/SiO2” dengan baik dan pada waktunya.

Laporan penelitian ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah “Penelitian”

(CHE 184650-04). Penyusunan laporan ini juga menjadi salah satu syarat utama kelulusan

di jurusan Teknik Kimia Universitas Katolik Parahyangan.

Laporan penelitian ini dibuat dengan bantuan banyak pihak dalam bentuk dukungan

dan saran sehingga dapat selesai dengan baik. Dukungan yang diberikan dalam bentuk

material dan motivasi yang sangat krusial dalam tahap pembuatan. Selain itu, saran-saran

yang diberikan sangat membantu penulis dalam mengembangkan topik dan memperdalam

bahasan yang ada. Oleh karena itu, penulis secara khusus ingin menyampaikan terima kasih

kepada:

1. Dr. Ir. Tatang Hernas Soerawidjaja selaku dosen pembimbing yang telah berjasa untuk

membimbing dan mengarahkan penulis sehingga laporan penelitian ini dapat tepat

sasaran dan bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kelak.

2. Tedi Hudaya, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing yang telah berjasa

dalam memberi masukan, motivasi, dan saran yang sangat membangun.

3. Orang tua dan keluarga penulis yang senantiasa memberi dukungan dan motivasi kuat

dalam penyusunan laporan ini.

4. Teman-teman, dosen, karyawan, dll yang juga telah membantu dalam proses penulisan

laporan penelitian ini.

Penulis sadar akan kekurangan dan kelalaian dalam penyusunan laporan ini. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari pembaca agar laporan ini

dapat menjadi lebih baik lagi.

Bandung, 14 Januari 2020

Penulis

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ..................................................................................................... iii

LEMBAR REVISI ................................................................................................................ iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... v

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ xi

INTISARI ............................................................................................................................ xii

ABSTRACT ......................................................................................................................... xiii

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................................ 1

1.2. Tema Sentral Masalah ................................................................................................ 3

1.3. Identifikasi Masalah ................................................................................................... 4

1.4. Premis ......................................................................................................................... 4

1.5. Hipotesis ..................................................................................................................... 4

1.6. Tujuan Penelitian ........................................................................................................ 4

1.7. Manfaat Penelitian ...................................................................................................... 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................ 8

2.1. Kelapa Sawit ............................................................................................................... 8

2.2. Minyak Kelapa Sawit ................................................................................................. 9

2.3. Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) .......................................................................... 11

2.4. Konversi PFAD menjadi Bahan Bakar Terbarukan ................................................. 13

2.4.1. Biodiesel ........................................................................................................... 14

2.4.2. Minyak Diesel Nabati (Green Diesel) .............................................................. 14

2.5. Katalis ....................................................................................................................... 17

2.5.1. Pembuatan Katalis ............................................................................................ 17

2.5.2. Perbandingan Variasi Percobaan terhadap Pembuatan Katalis ........................ 19

2.6. Dekarboksilasi Palm Fatty Acid Distillate ............................................................... 19

vii

BAB 3 METODE PENELITIAN ........................................................................................ 23

3.1. Metodologi Penelitian .............................................................................................. 23

3.2. Rancangan Percobaan ............................................................................................... 23

3.3. Prosedur Kerja .......................................................................................................... 24

3.4. Pembuatan Nikel Format .......................................................................................... 24

3.5. Impregnasi Katalis ke dalam Support ....................................................................... 27

3.6. Aktivasi Katalis ........................................................................................................ 27

3.7. Percobaan Utama ...................................................................................................... 28

3.8. Analisis ..................................................................................................................... 28

3.8.1. Analisis Angka Penyabunan ............................................................................. 29

3.8.2. Analisis Nikel yang Terimpregnasi pada Support ............................................ 29

3.8.3. Analisis Deposit Karbon ................................................................................... 29

3.8.4. Analisis FTIR .................................................................................................... 29

3.8.5. Analisis Viskositas dan Densitas ...................................................................... 30

3.9. Alat dan Bahan ......................................................................................................... 30

3.9.1. Pembuatan Nikel Format .................................................................................. 30

3.9.2. Pembuatan Larutan Prekursor ........................................................................... 31

3.9.3. Impregnasi Larutan Prekursor ke dalam Support ............................................. 31

3.9.4. Aktivasi Katalis ................................................................................................. 31

3.9.5. Run Utama ........................................................................................................ 32

3.9.6. Analisis Angka Penyabunan ............................................................................. 32

3.9.7. Pemisahan Minyak ............................................................................................ 33

3.9.8. Ferrox Test ........................................................................................................ 33

3.9.9. Pengukuran Densitas ........................................................................................ 34

3.9.10. Pengukuran Viskositas .................................................................................... 34

3.9.11. Analisis Kompleksometri Kadar Nikel pada Katalis ...................................... 34

3.10. Lokasi dan Pelaksanaan Penelitian ......................................................................... 35

BAB 4 PEMBAHASAN ..................................................................................................... 36

4.1. Pembuatan Nikel Format .......................................................................................... 36

4.2. Impregnasi Katalis .................................................................................................... 37

4.3. Aktivasi Katalis ........................................................................................................ 38

4.4. Analisis Kadar Nikel ................................................................................................ 40

4.5. Dekarboksilasi Asam Palmitat.................................................................................. 41

viii

4.6. Pemisahan Minyak ................................................................................................... 45

4.7. Analisis Deposit Karbon ........................................................................................... 47

4.8. Analisis Angka Penyabunan ..................................................................................... 48

4.6.1. Pengaruh Promotor terhadap Konversi ............................................................. 50

4.6.2. Pengaruh Massa Katalis terhadap Konversi ..................................................... 51

4.6.3. Pengaruh Panjang Rantai Karbon terhadap Konversi ....................................... 52

4.6.4. Pengaruh Temperatur terhadap Konversi ......................................................... 52

4.6.5. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Konversi .................................................... 53

4.9. Analisis Viskositas dan Densitas .............................................................................. 54

4.10. Analisis FTIR ......................................................................................................... 55

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................... 56

5.1. Kesimpulan ............................................................................................................... 56

5.2. Saran ......................................................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 57

LAMPIRAN A: MSDS ....................................................................................................... 61

LAMPIRAN B: PROSEDUR ANALISIS .......................................................................... 67

LAMPIRAN C: HASIL ANTARA ..................................................................................... 72

LAMPIRAN D: CONTOH PERHITUNGAN .................................................................... 77

LAMPIRAN E: GRAFIK .................................................................................................... 81

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Konsumsi Bahan Bakar Minyak Umum Di Indonesia ................................ 1

Gambar 2.1. Pohon Kelapa Sawit (Meilina Ong-Abdullah/MPOB) ................................. 8

Gambar 2.2. Diagram Produksi Minyak Global ............................................................... 9

Gambar 2.3. Bagian Kernel dan Mesocarp Kelapa Sawit (MPOC, 2012) ....................... 9

Gambar 2.4. Kandungan Asam Lemak pada Palm Oil, Palm Kernel Oil, dan Coconut Oil

(MPOC, 2012) ................................................................................................................. 10

Gambar 2.5. Skema Diagram Alir Pengolahan CPO/CPKO .......................................... 10

Gambar 2.6. PFAD sebagai Produk Samping dari Proses Pemurnian Fisik CPO Menjadi

Minyak Sawit RBD (Hermida, Abdullah, & Mohamed, 2013) ..................................... 11

Gambar 2.7. Kemungkinan Jalur Reaksi Trigliserida dengan Katalis Hydrotreating .... 16

Gambar 2.8. Hidrogenasi Lemak Jenuh ......................................................................... 16

Gambar 2.9. Struktur Asam Palmitat (Solomons & Fryhle, 2011) ................................. 19

Gambar 2.10. Reaksi Dekarboksilasi (Solomons & Fryhle, 2011) ................................. 20

Gambar 2.11. Jalur Deoksigenasi Asam Lemak pada Fase Cair (Snåre, Kubičková, Mäki-

Arvela, Eränen, & Murzin, 2006) .................................................................................... 20

Gambar 3.1. Prosedur Kerja Keseluruhan ....................................................................... 25

Gambar 3.2. Prosedur Pembuatan Nikel Format ............................................................. 26

Gambar 3.3. Prosedur Impregnasi Katalis ....................................................................... 27

Gambar 3.4. Prosedur Aktivasi Katalis dengan Dry Reduction ...................................... 28

Gambar 3.5. Prosedur Dekarboksilasi ............................................................................. 29

Gambar 4.1. Nikel Format (a) Setelah Dikeringkan (b) Produk Pasaran ........................ 37

Gambar 4.2. Pembentukan Kompleks Nikel dan Amonia (Clark, 2017) ........................ 37

Gambar 4.3. Larutan Prekursor (a) Percobaan (b) Literatur............................................ 38

Gambar 4.4. Katalis Terimpregnasi (Setelah Pengeringan) ............................................ 38

Gambar 4.5. Rangkaian Alat Aktivasi Katalis (Dry Reduction) ..................................... 39

Gambar 4.6. Reaksi Dekomposisi Nikel Format (Fox, Ehretsmann, & Brown, 1971) ... 39

Gambar 4.7. Katalis Teraktivasi (a) Dry Reduction (b) Literatur ................................... 40

Gambar 4.8. Kemungkinan Jalur Reaksi Asam Stearat (Snåre, Kubičková, Mäki-Arvela,

Eränen, & Murzin, 2006) ................................................................................................. 42

Gambar 4.9. Rangkaian Alat Reaksi Dekarboksilasi ...................................................... 43

Gambar 4.10. Produk Hasil Dekarboksilasi .................................................................... 44

x

Gambar 4.11. Pemisahan Katalis ..................................................................................... 45

Gambar 4.12. Reaksi Pembentukan Palmiton (Climent, Corma, & Iborra, 2014) .......... 46

Gambar 4.13. Skema Alur Reaksi Produk ....................................................................... 46

Gambar 4.14. Rangkaian Alat Pemisahan Minyak ......................................................... 47

Gambar 4.15. Minyak Hasil Pemisahan .......................................................................... 47

Gambar 4.16. Rangkaian Alat Analisis Angka Penyabunan ........................................... 49

Gambar 4.17. Pengaruh Temperatur terhadap Konversi ................................................. 53

Gambar 4.18. Grafik FTIR Asam Palmitat vs Produk Run 12 ........................................ 55

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Data Minyak Kelapa Sawit Indonesia 2018 (GAPKI, 2019) ........................... 3

Tabel 1.2. Premis Kondisi Operasi .................................................................................... 5

Tabel 1.2. Premis Kondisi Operasi (lanjutan) ................................................................... 6

Tabel 2.1. Komposisi Asam Lemak PFAD (dari Fraksi Stearin) (Basiron, 2005) .......... 12

Tabel 2.2. Sifat Fisiko-Kimia PFAD (Basiron, 2005) (Malvade & Satpute, 2013) ........ 13

Tabel 2.3. Perbandingan Sifat Fisika-Kimia Bahan Bakar Diesel, Diesel Nabati, dan

Biodiesel (Vonortas & Papayannakos, 2014) .................................................................. 14

Tabel 3.1. Rancangan Percobaan ..................................................................................... 23

Tabel 3.1. Rancangan Percobaan (lanjutan) .................................................................... 24

Tabel 3.2. Jadwal Pelaksanaan Penelitian ....................................................................... 35

Tabel 4.1. Kadar Nikel Katalis ........................................................................................ 40

Tabel 4.2. Spesifikasi Asam Palmitat SINAR-FA 1698 (PT SMART Tbk, 2019) ......... 43

Tabel 4.3. Hasil Analisis Deposit Karbon (370°C, 3 jam) .............................................. 48

Tabel 4.4. Hasil Analisis Angka Penyabunan dan Konversi ........................................... 50

Tabel 4.5. Pengaruh Promotor terhadap Konversi .......................................................... 51

Tabel 4.6. Pengaruh Massa Katalis terhadap Konversi ................................................... 52

Tabel 4.7. Pengaruh Panjang Rantai Karbon terhadap Konversi .................................... 52

Tabel 4.8. Perbandingan Densitas dan Viskositas ........................................................... 54

xii

INTISARI

Minyak bumi merupakan suatu sumber bahan bakar yang paling umum digunakan

dalam berbagai aspek kehidupan. Pemanfaatan minyak bumi ini tidak dapat dilakukan

berkelanjutan (sustainable) dalam jangka waktu panjang terkait dengan pasokan dan dampak

negatif yang ditimbulkannya. Bahan bakar berbasis minyak bumi merupakan energi tak

terbarukan yang telah merusak lapisan ozon beberapa dekade terakhir ini akibat emisi gas

yang dihasilkannya. Oleh karena itu, diperlukan suatu bentuk bahan bakar alternatif yang

terbarukan sekaligus ramah lingkungan. Minyak diesel nabati merupakan suatu produk

alternatif pengganti diesel minyak bumi yang memiliki kualitas lebih baik dan kadar emisi

CO2 serta NOx yang lebih rendah. Produk ini diperoleh melalui proses konversi asam lemak

jenuh dalam minyak nabati menjadi komponen hidrokarbon melalui proses seperti

dekarboksilasi. Proses dekarboksilasi memiliki kelebihan dibandingkan proses deoksigenasi

lainnya karena tidak membutuhkan hidrogen.

Salah satu bahan baku yang menarik untuk digunakan adalah PFAD (Palm Fatty

Acid Distillates). PFAD merupakan produk samping dari proses pemurnian kelapa sawit

yang dihasilkan dalam jumlah besar di Indonesia. Selain karena pasokan lokalnya yang

tinggi, kandungan asam lemak jenuh terbanyak dalam PFAD cocok dikonversi menjadi

produk hidrokarbon rantai panjang. Penelitian ini diharapkan mampu mendefinisikan

kondisi terbaik untuk proses dekarboksilasi asam palmitat beserta teknik pembuatan

katalisnya.

Produksi minyak diesel nabati melalui proses dekarboksilasi diawali dengan proses

pembuatan katalis. Katalis yang digunakan merupakan katalis Ni/SiO2 dengan metode

impregnasi kering dan aktivasi dry reduction dengan variasi ada tidaknya promotor berupa

K2CO3. Tahap selanjutnya adalah dekarboksilasi asam palmitat menjadi hidrokarbon rantai

panjang. Dekarboksilasi dilangsungkan dalam reaktor batch bertekanan dengan melihat

pengaruh temperatur (320°C, 350°C, dan 370°C), waktu (1 jam & 3 jam), dan adanya

promotor K2CO3 dalam reaksi. Beberapa analisis dilakukan untuk melihat performa katalis,

yaitu analisis kompleksometri untuk mengetahui kadar nikel dalam katalis, angka

penyabunan, viskositas & densitas, FTIR, deposit karbon, dan perhitungan konversi.

Penggunaan promotor dalam penelitian ini menurunkan deposit karbon pada katalis, tetapi

konversi reaksi juga mengalami penurunan. Diperoleh bahwa pada reaksi 370°C, 3 jam, dan

tanpa promotor menghasilkan konversi terbaik yaitu sebesar 74,42%.

Kata kunci: Green diesel, dekarboksilasi, asam palmitat, impregnasi katalis, dry reduction.

xiii

ABSTRACT

Crude oil is the most used fuel source in various aspect of our lives, such as

households, local transportation, to large-scale industries. The utilization of crude oil is not

sustainable in long term use due to the supply and the negative impact caused. Crude oil as

a form of non-renewable resources has been damaging our ozone layers for the last few

decades by its high CO2 and NOx emission. Therefore, we need an alternative fuel that is

renewable and environmentally friendly. Green diesel is an alternative product subtracting

the diesel needs with better quality and lower level of CO2 and NOx emission. The product

can be obtained from the conversion of fatty acids content in vegetable oils into

hydrocarbons through a few methods such as decarboxylation. Decarboxylation is a more

profitable way to convert fatty acid compared to the hydrotreating process due to its low

hydrogen use.

One of the more intriguing raw material to choose from is PFAD (Palm Fatty Acid

Distillates) which is a by-product from the massive palm oil refining in Indonesia. In addition

to its massive local supply, PFAD contains long fatty acid chains such as palmitic acid

suitable to form diesel-like hydrocarbon. This research aims to define the best possible

operating conditions for palmitic acid decarboxylation in green diesel production along with

the catalyst production method.

Decarboxylation process for green diesel production required a few additional steps

such as the catalyst production process to achieve a faster reaction later. The catalyst used is

Ni/SO2 made through dry impregnation process and activated with dry reduction method

with a variation of the K2CO3 promoter to assess the effect. The next step was the

decarboxylation of the palmitic acids to produce long hydrocarbon chains. The reaction was

carried in a pressurized batch reactor to assess the temperature effect (320°C, 350°C, and

370°C), time effect (1 and 3 hours), and K2CO3 presence would affect the overall reaction.

Several methods of analysis performed to assess the catalyst performance, i.e

complexometric titration to find out the nickel content in the catalyst, saponification value

analysis, viscosity & density, Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), carbon

deposit analysis, and conversion calculation. The experiments showed that the addition of

K2CO3 as promoter capable in reducing carbon deposition on the catalyst, but it also lowers

the conversion. The highest conversion (74,42%) was achieved in the decarboxylation of

palmitic acid at 370°C for 3 hours without the addition of promoter.

Keywords: Green diesel, decarboxylation, PFAD, catalyst impregnation, dry reduction.

1

BAB 1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak bumi merupakan salah satu bentuk sumber energi yang sudah melekat dengan

berbagai aktivitas manusia. Pemanfaatannya dilakukan mulai dari skala kecil seperti

transportasi umum hingga skala besar seperti dalam bidang industri. Berdasarkan data yang

diperoleh dari BPH Migas (2019), konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia mengalami

peningkatan yang signifikan pada tahun 2015 hampir sebanyak dua kali lipat (dapat dilihat

pada Gambar 1.1). Pada tahun 2014, konsumsi BBM nasional adalah sebanyak

24.314.136,948 lalu pada tahun 2015 menjadi 44.453.906,861. Namun, beberapa dekade ini

pemanfaatan minyak bumi menjadi suatu problematika baru terkait dengan efek samping

dan pasokannya yang terbatas.

Gambar 1.1. Konsumsi Bahan Bakar Minyak Umum di Indonesia (BPH Migas, 2019)

Minyak bumi yang merupakan bahan bakar fosil ini bersifat tak-terbarukan. Hal ini

berarti, siklus pemanfaatan minyak bumi ini suatu waktu akan berhenti pada suatu titik

dikarenakan oleh sifat minyak bumi itu sendiri. Proses pembuatan minyak bumi memerlukan

waktu yang sangat lama dan sumbernya yang terbatas. Selain itu, sejak penemuan dan

pemanfaatan minyak bumi secara besar-besaran dimulai, minyak bumi telah menimbulkan

masalah yang cukup besar terhadap iklim global dan tingkat polusi yang ditimbulkannya.

Hal ini merupakan suatu dilema, dimana kemajuan teknologi menuntut kebutuhan energi

yang sangat besar namun penggunaan minyak bumi secara berlebih terbukti tidak baik bagi

lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan suatu bentuk bahan bakar terbarukan yang mampu

menggantikan minyak bumi sebagai bahan bakar utama. Bahan bakar terbarukan tersebut

2

harus memiliki sifat lebih ramah lingkungan dan terbarukan, selain itu pasokannya harus

dapat dijaga stabil, dan pemanfaatan bahan bakar tersebut dalam jangka panjang harus

mampu meminimalkan dampak yang ada sekarang. Bahan bakar konvensional yang berasal

dari sumber daya terbarukan dengan nilai kalor yang tinggi serta ramah lingkungan menjadi

salah satu kandidat menarik yang bagi para peneliti saat ini.

Salah satu solusi yang sedang ramai dikembangkan untuk mengatasi masalah-masalah

tersebut yaitu bahan bakar berbasis biomassa seperti biodiesel, minyak diesel nabati, dan

sumber terbarukan lainnya. Bahan bakar yang umum digunakan pada saat ini seperti minyak

diesel, memiliki keunggulan yaitu efektivitas pembakarannya yang lebih tinggi dibanding

beberapa bahan bakar lainnya. Sebagai alternatif minyak diesel tersebut, maka dibuatlah

minyak diesel nabati yang didapatkan dari proses penghilangan oksigen (deoksigenasi) pada

minyak nabati dengan metode seperti hydrotreating. Minyak diesel nabati memiliki

beberapa keunggulan dibanding produk lain, yaitu nilai centane number-nya yang lebih

tinggi serta tingkat emisi NOx yang lebih rendah. Asam lemak yang terkandung dalam

minyak nabati tersebut dapat diubah menjadi senyawa hidrokarbon yang kemudian

dikonversikan menjadi minyak diesel nabati. Namun, metode hydrotreating tersebut

menimbulkan permasalahan seperti biaya produksi yang tinggi akibat pemakaian gas

hidrogen yang berlebih. Oleh karena itu, diperlukan metode lain yang mampu

menghilangkan senyawa oksigen dalam minyak nabati tanpa penggunaan gas hidrogen, yaitu

proses dekarboksilasi.

Salah satu proses yang sedang ramai diteliti sekarang yaitu dekarboksilasi Palm Fatty

Acid Distillates (PFAD) yang diperoleh dari proses pengolahan minyak sawit atau dikenal

secara global dengan crude palm oil (CPO). PFAD merupakan produk samping dari

pengolahan minyak sawit. Produksi minyak kelapa sawit yang besar di Indonesia

menjadikan PFAD sebagai salah satu alternatif yang baik, karena ketersediaannya dalam

jumlah besar serta harganya yang relatif murah.

Di Indonesia, kelapa sawit merupakan salah satu produk komoditas utama Indonesia.

Pada tahun 2018, Indonesia mampu mengekspor 34,71 juta ton minyak kelapa sawit dengan

peningkatan secara signifikan berasal dari produk biodieselnya, yaitu sebesar 851% atau dari

164.000-ton pada 2017, menjadi 1,56 juta ton di tahun 2018 (Supriyono, ketua umum

GAPKI). Dari data tersebut, dapat disadari betapa tingginya potensi PFAD sebagai bahan

baku biosolar itu sendiri di Indonesia. PFAD ini cocok digunakan dalam proses

3

dekarboksilasi karena sebagian besar terdiri dari kandungan asam lemak jenuh berupa asam

palmitat.

Tabel 1.1. Data Minyak Kelapa Sawit Indonesia 2018 (GAPKI, 2019)

Proses dekarboksilasi memerlukan keberadaan katalis agar reaksi dapat berlangsung

dengan cepat dan meningkatkan selektivitas terhadap produk yang diinginkan. Banyak

penelitian yang sudah dilakukan untuk menentukan katalis mana yang terbaik dalam proses

ini. Hasil penelitian tersebut menunjukan katalis-katalis dengan logam aktif seperti Ni dan

Pt dapat menjadi solusi dalam proses tersebut. Pada penelitian ini akan digunakan katalis

Ni/SiO2 karena dianggap dapat memberikan hasil yang baik dengan harga yang ekonomis

dibanding katalis-katalis lainnya. Metode pembuatan katalis yang dilakukan adalah

impregnasi kering dengan tipe reduksi kering. Akan dilakukan beberapa variasi terkait

penggunaan promotor, temperatur reaksi, dan lama reaksi.

Tema Sentral Masalah

Untuk mendapatkan nilai konversi produk yang tinggi, diperlukan tipe dan jenis katalis

yang sesuai dalam proses derkarboksilasi. Selain itu, metode-metode dan kondisi operasi

dalam pembuatan katalis merupakan suatu faktor penentu dalam kinerja katalis yang

dihasilkan. Hal ini dimaksudkan agar proses deaktivasi akibat peristiwa seperti: coking dan

poisoning dapat diminalisir atau dihindari. Dalam aspek pembuatan, metode yang digunakan

dapat berpengaruh secara signifikan terhadap selektivitas produk yang dihasilkan. Dengan

mempertimbangkan semua aspek tersebut, maka dapat dihasilkan produk hidrokarbon dari

minyak nabati secara efektif, efisien, dan ekonomis.

4

Identifikasi Masalah

Permasalahan yang akan dihadapi dalam penelitian pembuatan minyak diesel nabati

dari asam palmitat diantaranya adalah:

1. Bagaimana pengaruh adanya promotor terhadap deaktivasi katalis Ni/SiO2 dalam reaksi

dekarboksilasi asam lemak jenuh?

2. Bagaimana pengaruh temperatur terhadap konversi asam palmitat?

3. Bagaimana pengaruh lama reaksi terhadap konversi asam palmitat?

Premis

Premis yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 1.2.

Hipotesis

Terdapat beberapa hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya:

1. Dengan adanya penambahan promotor pada pembuatan katalis, laju pembentukan coke

akan berkurang.

2. Pada temperatur yang lebih tinggi konversi yang didapatkan meningkat, sebaliknya pada

temperatur yang lebih rendah konversi akan berkurang.

3. Pada waktu reaksi 3 jam, konversi yang didapatkan akan lebih besar dibandingkan lama

reaksi 1 jam.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian secara umum adalah memahami proses dekarboksilasi asam lemak

jenuh dari PFAD (Palm Fatty Acid Distillates) berupa asam palmitat menggunakan katalis

Ni/SiO2 dalam proses pembuatan minyak diesel nabati.

Tujuan khusus penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Mengetahui pengaruh promotor (K2CO3) terhadap aktivitas katalis dan pengurangan

deposit karbon.

2. Menentukan temperatur optimum operasi terhadap perfomansi katalis yang dihasilkan.

3. Menentukan waktu reaksi optimum operasi terhadap performansi katalis yang

dihasilkan.

5

Tabel 1.2. Premis Kondisi Operasi

No Pustaka Bahan Kondisi

Operasi Langkah Percobaan yang Dilakukan Hasil Percobaan

1 William H. Flank,

Chester, James E.

McEvoy, Morton, dan

Harold Shalit

(1965)

Nikel Format;

Ni(OOC-H)2.2H2O (555 g

atau setara dengan 3 mol)

Amonium hidroksida

(NH4OH) sebanyak 557-

gram atau setara dengan

13 mol

Air secukupnya

280°C selama 4

½ jam.sambil

dialirkan gas N2.

Nikel format dicampur dengan NH4OH

dalam air hingga satu liter dengan

perbandingan mol 4,33:1.

Sekitar 1493 g silika gel dalam bentuk

bubuk (powder) dimasukan dalam

campuran.

Support silika yang telah terimpregnasi di

aktivasi dengan metode dry reduction

selama 4 ½ jam.

Dihasilkan konversi

reaksi 100% dalam

waktu 4 menit.

Kadar logam aktif nikel

sebesar 10,7%

2 Dmitry Yu Murzin, Iva

Kubickova, Mathias

Snare, Päivi Mäki-

Arvela, Jukka

Myllyoja

(2006)

Katalis 6% Ni/SiO2

sebanyak 1 gram

Asam stearat (4,5 g)

Gas helium

Dodekana (85 g)

300°C

0,8 MPa selama

90 menit

1-gram katalis dimasukkan ke dalam

autoklaf dan dipre-treatment menggunakan

gas hidrogen pada temperatur 200°C.

Dodekana (pelarut), asam stearat, dan

katalis diumpankan ke dalam reaktor.

Konversi sebesar 10%

dan selektivitas

terhadap reaksi

dekarboksilasi sebesar

16%.

6

Tabel 1.2. Premis Kondisi Operasi (lanjutan)

No Pustaka Bahan Kondisi

Operasi Langkah Percobaan yang Dilakukan Hasil Percobaan

3 Jianghua Wu, Juanjuan

Shi, Jie Fu, Jamie A.

Leidl, Zhaoyin Hou,

Xiuyang Lu

(2016)

Asam stearat (0,176

mmol)

40% Ni/SiO2 (30 mg)

330℃ selama 5

jam

Dekarboksilasi dijalankan dalam batch

mikro (1,67 mL)

Reaktor yang sudah diseal diletakkan di

fluidized sand bath dan dipanaskan.

Hasil reaksi dicuci dan diencerkan dalam

10 mL labu ukur dengan aseton.

Larutan yang telah diencerkan dianalisis.

Konversi 54,1%

Selektivitas terhadap

heptadekana sebesar

51,2%

7

Manfaat Penelitian

Penelitian yang akan dilakukan diharapkan dapat memberikan manfaat, diantaranya:

1. Bagi Mahasiswa

a. Memahami proses dekarboksilasi asam lemak jenuh khususnya asam palmitat dalam

proses pembuatan minyak diesel nabati.

b. Memahami metode impregnasi katalis dalam pembuatannya, serta mengetahui kondisi

terbaik dalam proses dekarboksilasi sehingga diperoleh nilai konversi optimum tanpa

deaktivasi katalis yang berlebih.

2. Bagi Masyarakat

a. Memberi pemahaman lebih mengenai potensi PFAD dalam produksi kelapa sawit

Indonesia sebagai bahan bakar alternatif terbarukan.

3. Bagi Pemerintah

a. Memberikan model yang baik untuk alternatif produksi minyak diesel nabati di

Indonesia sehingga ketergantungan import produk menjadi berkurang.

b. Memberikan data-data penelitian sebagai referensi, seperti komposisi dan metode

pembuatan katalis untuk penelitian lainnya yang berkaitan.