Rekayasa mikrosfer Zeolit sebagai sebagai penyangga katalis FCC dengan bahan baku mineral Kaolin

Abstract

Develpment of Zeolite as FCC catalyst support using Kaolin as a raw material

This study is a preliminary evaluation of the feasibility of manufacturing fluid catalytic cracking (FCC) catalysts using Indonesian kaolins. A Belitung kaolin sample was  spray-dried to form kaolin microspheres, and divided into two parts. One part is processed by low calcination (at 700-850 ^oC) and the other by high calcination (1000 ^oC). Metakaolins produced by these treatments were mixed, and reacted with concentrated NaOH solution hydrothermally at 100-110 ^oC. A reaction period of 18-24 hours produced faujasite phase growth on the microsphere surface, as identified by X-ray diffraction and SEM morphology characterization. Measurement of textural properties by nitrogen adsorption produced a specific surface area of 10.5-142.1 m²/g, pore volume of 0.007-0.097 cm³/g, and  median pore size of 13.1-15.6 Å. Except for the pore diameter, these properties were still substantially lower than FCC catalysts described in the literature. ANOVA data analysis identified calcination time and the interaction between calcination temperature and hydrothermal reaction period as significant effects. Based on this analysis, the specific surface area may be increased by setting the low calcination period at low level (approximately 2 hours) while simultaneously setting  calcination temperature and hydrothermal reaction period at high levels (approximately 850 ^oC and 24 hours, respectively).

Keywords: kaolin microsphere, Belitung, metakaolin, faujasite, FC

Abstrak

Kajian ini merupakan evaluasi awal kelayakan pembuatan katalis fluid catalytic cracking (FCC) dari kaolin Indonesia. Kaolin Belitung mula-mula diolah menjadi mikrosfer kaolin dengan pengeringan sembur. Mikrosfer kemudian dipilah menjadi dua bagian, satu bagian dikenai perlakuan kalsinasi rendah (pada temperatur 700-850 ^oC) dan sisanya dikenai kalsinasi tinggi (1000 ^oC). Metakaolin hasil kalsinasi pada kedua tingkat temperatur ini dicampurkan, dan direaksikan dengan larutan NaOH secara hidrotermal pada temperatur 100-110 ^oC. Reaksi hidrotermal selama 18-24 jam membentuk fasa faujasit pada permukaan mikrosfer kaolin, yang diidentifikasi dengan metode difraksi sinar-X dan dengan pengamatan morfologi menggunakan metode SEM. Karakterisasi tekstural produk dengan adsorpsi nitrogen menghasilkan luas permukaan spesifik sebesar 10,5-142,1 m²/g, volume pori 0,007-0,097 cm³/g, serta median diameter pori 13,1-15,6 Å. Selain diameter pori, sifat-sifat tekstural ini masih kurang dibandingkan dengan katalis-katalis FCC yang dipaparkan di literatur. Pengolahan data percobaan dengan metode ANOVA mengidentifikasi periode waktu kalsinasi rendah serta interaksi antara temperatur kalsinasi rendah dan periode reaksi hidrotermal sebagai faktor-faktor yang menentukan luas permukaan spesifik. Berdasarkan analisis ini, luas permukaan dapat ditingkatkan dengan memilih waktu kalsinasi rendah yang relatif singkat (sekitar 2 jam), dan mengatur temperatur kalsinasi dan periode waktu reaksi hidrotermal secara serempak pada tingkat tinggi (masing-masing sekitar 850 ^oC dan 24 jam).

Kata kunci: mikrosfer kaolin, Belitung, metakaolin, faujasit, FCC