REVIEW JURNAL EFFECT OF ZEOLITE CATALYST ON PYROLYSIS LIQUID OIL

Transkripsi

1 REVIEW JURNAL EFFECT OF ZEOLITE CATALYST ON PYROLYSIS LIQUID OIL (Teknologi Zeolit) Dosen Pengampu: Darmansyah S.T., M.T. Disusun Oleh: 1. Agus Sudarno ( ) 2. Meiliza Anggraini ( ) 3. Aulia Chania ( ) 4. Zulaikha Setya Mega Sari ( ) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017

2 Judul Effect of Zeolite Catalysts on Pyrolysis Liquid Oil Jurnal Journal of International Biodeterioration & Biodegradation Volume & Halaman Hal Tahun 2016 Penulis M. Rehan, R. Miandad, M. A. Barakat, I. M. I. Ismail, T. Almeelbi, J. Gardy, A. Hassanpour, M. Z. Khan, A. Demirbas, A. S. Nizami Reviewer Agus Sudarno, Meiliza Anggraini, Aulia Chania, Zulaikha Setya Mega Sari Tanggal 26 September 2017 Tujuan Penelitian Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menentukan kualitas produksiminyak yang dihasilkan dari panas dan katalitik pirolisis menggunakan limbah plastikps (polystyrene) dalam skala kecil pada reaktor pirolisis. Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode pirolisis, dimana akan digunakan reaktor yang telah dirancang untuk proses cracking dengan cara pemanasan dan dengan bantuan katalis. Temperatur yang digunakan dapat mencapai 600 C. Katalis yang berbentuk bubuk akan bercampur dengan umpan selama proses dalam reaktor berlangsung. Sampel yang telah panas dan mencair di dalam reaktor akan memproduksi uap organik yang akan dikondensasi untuk menghasilkan cairan minyak. Skema Percobaan Piring plastik PS telah digunakan sebagai feedstock pada proses pirolisis untuk memproduksi minyak, gas dan char. 1 Kg sampel PS telah digunakan untuk setiap percobaan, termasuk pirolisis termal, pirolisis katalitik zeolit alam dan katalis zeolit sintetis. 100 g baik zeolit alam atau zeolit sintesis yang digunakan, dengan

3 perbandingan rasio katalis untuk feedstock 1:10. Zeolit alam diambil dari wilayah harrat ash-shamah terletak di barat laut KSA. Katalis ini hanya digiling untuk menghasilkan partikel berukuran mikron dan digunakan tanpa modifikasi pre-treatment permukaan. Bahan baku (PS) yang didapatdari limbah plastik sekali pakai, dilakukan pemotongan piring menjadi potonganpotongan kecil untuk mencapai homogenitas sampel. Masing-masing sampel dipanaskan di dalam reaktor pirolisis dengan suhu ruang hingga 450 Cmenggunakan kecepatan pemanasan dari 10 C/ min dan waktu reaksi yangditetapkan pada 75 min. Fraksi-fraksi dari minyak, gas dan chardiperkiraan berada pada basis beratnya masing-masing. Kondisi optimal pada 450 C dan 75 min untuk proses pirolisisnon-catalytic pada awalnya ditentukan oleh analisis TGA (Mettler Toledo TGA/SDTA851)dari sample plastik PS yang berada dalam kondisi yang telah dikontrol. Analisis dilakukan dengan pemanasan 10μg dari sample PS pada kecepatan Analisis Karakterisasi 10 C/min dari 25 hingga 900 C dibawah aliran nitrogen dengan kecepatan yang konstan pada 50 ml/min. Analisis Brunauere Emmete Teller (BET)digunakan untuk mengetahui luas permukaan, ukuran pori dan volume katalis zeolit alam dimana dianalisis menggunakan Micromeritics Tristar3000 (UK). Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) digunakan untuk mengetahui ukuran partikel dan distribusi morfologi zeolit alam dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) untuk mengetahui struktur kimia dari bahan baku. Gas Cromatography Mass Spectrophotometry (GCMS) digunakan untuk analisis komposisi kimia dari produk

4 Pembahasan minyak dari proses thermal and catalytic pyrolysis. Ketidakjelasan harga minyak mentah akhir-akhir ini, kekurangan dan ketidakberlanjutan pasokan di masa yang akan datang, bersama dengan pencemaran lingkungan yang dihasilkan terutama oleh emisi gas rumah kaca (GHG), semua mendukung pengembangan dari alternatif minyak bumi. Energi terbarukan seperti angin, solar, panas bumi, waste-to-energy (WTE) dan biomassa yang signifikan mengundang perhatian antara permintaan dan pasokanenergi. Dengan kemajuan teknologi, biaya menjadi efektif dan teknik bersama pemerintah lebih lanjut meningkatkan pertumbuhan perolehan sektor energi terbarukan. Pirolisis dari limbah plastik telah muncul sebagai teknologi WTE yang efektif. (Table 1) Sebagai solusi penanganan limbah plastik dan untuk menghasilkan energi (minyak cair) dan value-added produk (cair dan gas). Proses pirolisis melibatkan pemutusan termal dan katalitik yang kompleks pada molekul organik menjadi molekul yang lebih kecil atau rantai pendek hidrokarbon. Pada pirolisis katalitik, limbah plastik di depolimerisasi menjadi minyak cair yang lebih baik pada suhu rendah (~400 o C)dibandingkan dengan pirolisis termal, yang dilakukan tanpa katalis pada suhu yang lebih tinggi (~500 o C). Pemilihan katalis dalam pirolisis katalitik bergantung pada hasil yang diinginkan seperti cairan minyak, gas, charserta kualitasnya. Polistiren (PS), polietilen (PE) dan polipropilen (PP) adalah jenis plastik yang paling umum digunakan dalam mempelajari pirolisis. Diperoleh minyak dari pirolisis katalitik pada limbah polyethylene (HDPE) dengan densitas tinggi menggunakan xeolit yang dinodifikasi.cairan minyak

5 Hasil Penelitian bisa digunakan untuk modifikasi mesin diesel setelahdilakukan upgradinghingga hidrokarbonnya memiliki rentang (C4-C12) melalui pemurnian dan pencampuran dengan diesel konvensional. Selain itu, cairan minyak dapat digunakan untuk menghasilkan panas dan produksi listriksetelah menghilangkan asam, residu padat dan kontaminan dalam minyak. Di Saudi Arabia (KSA) dan di daerah Gulf, tidak ada fasilitas WTE untuk mengubah limbah plastik menjadi energi dan produk yang bernilai. Limbah plastik dan zeolit alam belum dapat dikarakterisasikan untuk menggali potensi katalis dalam teknologi pirolisis. Efek katalis zeolit sintetis dan alami diuji pada fraksinasi cairan minyak, gas dan chardibandingkan denga pirolisis termal. Kualitas produksi minyak cair dievaluasi berdasarkan properti fisiko-kimia dan kandungan energi. KSA merupakan salah satu negara yang mengkonsumsi energi terbesar karena melihat pertumbuhan penduduk yang cepat(sekitar 3.4 % per tahun), urbanisasi (sekitar 1.5 % per tahun) dan peningkatan standar hidup yang dihasilkan dari pertumbuhan ekonomi. Saat ini, 55% kebutuhan energi KSA dipenuhi oleh minyak bumi dan sisanya 45% oleh gas alam. Di KSA produksi limbah padat perkotaan sangat tinggi yaitu sekitar 15.3 juta ton. Limbah plastik telah merugikan lingkungan hidup dan operasional karena adanya zat beracun pewarna dan aditif untuk memperlambat degradasi sehingga dilakukan berbagai upaya untuk mengurangi limbah plastik. Upaya yang dilakukan sebisa mungkin tidak membuat polusi udara maupun efek samping lainnya. Dalam penelitian ini, rata-rata HHV bahan baku plastik

6 PS, minyak cair yang dihasilkan dari pirolisis termal dan katalitik dengan katalis zeolit alami dan sintetisyang ditemukan 39.4, 41.6, 41.7 dan 40.6 MJ/kg. HHV yang sedikit lebih rendah dari bahan baku ke minyak bisa jadi karena bentuk fase padatnya. Demikian pula, perbedaan kecil dalam HHV minyak dari katalis zeolit sintesisterhadap minyak lain mungkin disebabkan oleh adanya partikel abu atau katalis di produk akhir. Kekuatan Penelitian Minyak yang dihasilkan memiliki potensi untuk digunakan sebagai alternatif diesel konvensional. Tingginya persentase styrene dalam minyak cair dari pirolisis termal maupun pirolisis katalitik dapat digunakan sebagai bahan kimia yang berharga dalam meningkatkan jumlah oktan bahan bakar bensin untuk memproduksi minyak mentah dengan memadukannya dengan pirolisis yang berbeda. Kelemahan Penelitian Studi yang lebih komprehensif diperlukan untuk memahami transformasi pirolisis minyak cair menjadi bahan bakar transportasi murni dan efeknya pada kinerja mesin pembakaran internal, stabilitas dan struktur merusak serta jenis dan dampak gas emisi. Simpulan Hasil dari analisis GCMS, 99% hidrokarbon aromatik ditemukan dalam produksi minyak dengan proses thermal and catalytic pyrolysis. Komponen utama dari thermal pyrolysis adalah styrene (48,4%), ethylbenzene (21,2%), toluene (25,6%) danbenzo (b) triphenylene (1,6%). Untuk catalytic pyrolysis menggunakan zeolit alam, komponen utamanya adalah styrene (60.8%),methylstyrene(10.7%), azulene (4.8%), 1Hindane (2.5%) danethylbenzene (1.3%). Untuk pirolisis katalitik menggunakan zeolit sintesis, komponen utamanya adalah alpha-methylstyrene (38.4%), styrene

7 (15.8%), benzene (16.3%), ethylbenzene (9.9%), dan isopropylbenzene(8.1%). Persentase komponen aromatik yang tinggi dalam cairan minyak membuatnya kurang cocok apabila dijadikan sebagai bahan bakar transportasi hingga melewati tahap pemurnian termasuk pencampuran dengan diesel. Minyak ini akan di upgrade menjadi bensin yang memiliki hidrokarbon antara C4-C12.