1. NAMA : M. JANATUN NAIM
KELAS : 8 EGD
NIM : 061840411734
D O S E N P E M B I M B I N G I : A H M A D Z I K R I . , S . T. , M . T
D O S E N P E M B I M B I N G I I : I r. FAT R I A . , M . T
RANCANG BANGUN REAKTOR HYDROTREATING
MULTI
TUBULAR DAN ANALISIS ENERGI PADA PROSES
HIDROGENASI MINYAK JELANTAH MENJADI GREEN
DIESEL (D-100)
2. KERANGKA PRESENTASI
I. Latar
Belakang
Masalah
2. Tujuan
3. Manfaat
4. Perumusan
Masalah
1. Proses
Hidrogenasi
2. Pemilihan
Reaktor
3.
Spesifikasi
Bahan Baku
dan Produk
4. Analisa
Teknik
1. Pendekatan
Desain
Fungsional
2. Pendekatan
Desain Struktural
3. Pertimbangan
Percobaan
1. Hasil
2.
Pembahasan
1.
Kesimpulan
2. Saran
Pendahuluan
Tinjauan
Pustaka Metodologi
Penelitian
Hasil dan
Pembahasan
Penutup
3. PENDAHULUAN
1. Latar Belakang Masalah
Pemerintah telah menetapkan kebijakan harga tunggal untuk mempermudah akses energi
bagi masyarakat Indonesia, termasuk di wilayah tertinggal, terdepan, dan terluar Indonesia (3T).
(Pribadi, 2021). Tapi pada kenyataannya, masih banyak masyarakat di pelosok sulit untuk
mendapatkan pasokan BBM karena terbatasnya biaya infrastruktur Stasiun Pengisian Bahan
Bakar Umun (SPBU) dan mahalnya biaya transport ke pelosok, hal ini menyebabkan
terkendalanya pelaksanaan program kebijakan satu harga.
Aktivitas ekonomi juga memerlukan tingkat konsumsi BBM yang tinggi, Hal ini menyebabkan
cadangan sumber energi kian hari kian menipis. Sehingga Pemerintah mengadakan solusi atas
permasalahan tersebut dengan mewujudkan program peralihan energi tak terbarukan yang
memanfaatkan potensi sumber energi baru dan terbarukan secara lokal, salah satunya program
D-100
2. Tujuan
1) Memperoleh Reaktor Hydrotreating Multi Tubular, dengan me-redesign Reaktor Hydrotreating
menggunakan pemanas dari band heater (element pemanas) untuk mendapatkan
keseragaman temperatur di setiap sisi Reaktor Multi Tubular Hydrotreating untuk meningkatkan
persen yield produk green diesel.
2) Memperoleh green diesel sesuai standar yang ada dari Reaktor Hydrotreating Multi Tubular.
4. PENDAHULUAN
3. Manfaat
Dengan adanya alat Reaktor Hydrotreating Multi Tubular, diharapkan dapat membantu
semua pihak terkhusus masyarakat pelosok dalam mendapatkan bahan bakar minyak dengan
harga yang terjangkau, dan juga membantu pihak Pertamina dengan mendukung program dari
Pemerintah.
4. Perumusan Masalah
1) Mengapa rancang bangun Reaktor Hydrotreating ini menggunakan desain Reaktor Multi
Tubular?
2) Bagaimana pengaruh Re-Design Reaktor ini terhadap spesifikasi produk green diesel?
3) Bagaimana kinerja Reaktor ini bila ditinjau dari persen yield green diesel dan specific energy
consumption (SEC)?
5. TINJAUAN PUSTAKA
1. Proses Hidrogenasi
Pada proses hidrogenasi yang berlangsung, selain untuk memecahkan rantai trigliserida, juga
terjadi proses pelepasan oksigen yang bertujuan agar hydrogen yang diinjeksikan dapat berikatan
sehingga didapatkan produk green diesel. Pemecahan atau pemutusan rantai dan penggabungan
hydrogen ke dalam rantai dibantu dengan menggunakan katalis. Katalis yang sering digunakan
yaitu katalis nikel, dimana katalis ini berikatan dengan senyawa lain, misalnya NiMo. Oleh karena
sifat dari nikel ini mudah teracuni, akan berdampak pada proses reaksi hidrogenasi yang
berlangsung.
Gambar 2.1 Reaksi molekuler yang terjadi dalam hidrokonversi trigliserida (misalnya triolein).
(Rogelio Sotelo-Boyás. dkk, 2012)
6. TINJAUAN PUSTAKA
2. Pemilihan Reaktor
Jenis reaktor hydrotreating yang akan digunakan yaitu multi-tubular reacktor. Reaktor yang
digunakan dalam proses ini pernah digunakan pada pembuatan biodiesel oleh kebanyakan
peneliti, oleh karena itu reaktor ini bisa direkomendasikan untuk pembuatan green diesel. Reaktor
ini menjadi pilihan yang sangat baik dalam proses hidrogenasi dikarenakan untuk memperluas
bidang sentuhan gas hydrogen dan gas trigliserida yang masuk ke reaktor dengan katalis yang
ada pada reaktor. Sumber pemanas yang digunakan yaitu furnace, bertujuan untuk mendapatkan
keseragaman temperatur pada setiap sisi reaktor. Tujuan pemilihan reaktor ini untuk
meningkatkan % yield produk green diesel. Gambar berikut merupakan jenis Reaktor Multi
Tubular sesuai desain reaktornya.
Gambar 2.2 Multi-tubular Gambar 2.3 Multi-tubular reactor (CR)fixed-bed reactor
(Samrand Saeidi. dkk, 2014)
7. TINJAUAN PUSTAKA
2. Spesifikasi Bahan Baku Minyak Jelantah Dan Produk Green Diesel
Minyak Jelantah
Minyak goreng bekas mengandung asam lemak bebas yang tinggi antara 3% - 40%
(Marchetti. dkk., 2007). Kandungan air dan FFA berdampak negatif terhadap minyak jelantah
dalam reaksi transesterifikasi, karena metil ester dari gliserol sulit untuk dipisahkan. Viskositas,
densitas, angka penyabunan semakin tinggi sementara berat molekul dan angka iodin semakin
menurun dikarnakan pemanasan yang terlalu lama. (Mahreni, 2010).
Parameter
Minyak
Jelantah
Heptana (%) 11.85
Asam Palmitat (%) 22.68
Asam Oleat (%) 19.12
Asam Nonadesilat (%) 46.35
%FFA 1.54
Air dan Sedimen (v/v%) (ASTM-
D2709)
0.03
Titik Nyala (°C) (ASTM-D92) >370
Pour Point (°C) (ASTM-D97) -7.5
Kadar Abu (%) (ASTM-D482-13) 0.16
Tabel 2.1 Komposisi Kimia dan Fisik dari Minyak Jelantah
Sumber :Thi Tuong V.T. dkk., 2016
8. TINJAUAN PUSTAKA
Green Diesel
Green diesel merupakan campuran beberapa senyawa hidrokarbon fraksi bahan bakar mesin
diesel yang diperoleh dari hasil proses hydrotreating katalitik senyawa trigliserida pada minyak
nabati dengan gas hidrogen.
Tabel 2.2 Perbandingan Sifat Fisika Green Diesel dan Biodiesel
9. TINJAUAN PUSTAKA
2. Analisa Teknis
Analisa teknis yaitu suatu metode untuk menganalisis kemampuan kinerja alat. Analisis
teknis dapat mencakup kapasitas alat, perpindahan panas, neraca massa dan energi, efisiensi
energi, serta konsumsi energi listrik terhadap produk yang dihasilkan.
Power x Time = Energy
SEC =
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 (𝑘𝑊ℎ)
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛 (𝐿)
12. METODOLOGI PENELITIAN
2. Pertimbangan Percobaan
1)Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Kegiatan ini akan dilaksanakan pada bulan Maret – Juli 2022, dan tempat pelaksanaan
dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
2)Perlakuan dan Rancangan Percobaan
13. METODOLOGI PENELITIAN
3)Pengamatan
Tabel 3.1 Variabel Penelitian
Tabel 3.2 Parameter dan Metode Penelitian
4)Prosedur Percobaan
a. Membuat Reaktor Hydrotreating Multi Tubular
b. Merangkai rangkaian reaktor multi tubular
c. Persiapan bahan
d. Prosedur pengaktivasian katalis Ni-Zn/γ-Al2O3
e. Prosedur hydrotreating
d. Analisa Efisiensi Termal
Variabel Tetap Variabel Berubah
Volume minyak jelantah : 2 liter
Kadar FFA green diesel : 2%,
4%, dan 6%
KatalisNi-Zn/γ Al2O3 : 250 gram
Tekanan Operasi : 20 (bar)
Temperatur 450oC
Parameter Metode
Cetane number ASTM D976 / D4737
Densitas (Kg/m3) ASTM D1298
Viskositas kinematik pada 40oC
(mm2/s)
ASTM D445
Titik nyala (oC) ASTM D93
14. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil
Penelitian rancang bangun yang telah dilakukan pada pembuatan Reaktor Hydrotreating Multi
Tubular dengan proses hidrogenasi pembuatan minyak jelantah menjadi Green Diesel (D-100)
menggunakan bahan baku minyak jelantah sebanyak 2 liter dan tekanan gas hidrogen 2 bar,
dioperasikan pada tekanan 20 bar dan temperatur 450oC dengan menggunakan katalis katalis Ni-
Zn/γ-Al2O3 sebanyak 250gr. diperoleh data hasil uji analisa dan perhitungan dari produk green
diesel sebagai berikut
Kadar FFA
Green
Diesel
(%)
% Yield
Densita
s
(kg/m3)
Viskosit
as
(mm2/s)
Titik
Nyala
(oC)
Angka
Setan
a
SEC
(kWh/L)
2 23,17 765,50 3,55 60,8 88,4 29,55
4 21,18 764,50 3,39 60,1 87,9 32,28
6 18,14 762,90 3,35 59,8 88,8 37,62
Tabel 4.1 Data Hasil Uji Analisa dan Perhitungan
15. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil
Penelitian rancang bangun yang telah dilakukan pada pembuatan Reaktor Hydrotreating Multi
Tubular dengan proses hidrogenasi pembuatan minyak jelantah menjadi Green Diesel (D-100)
menggunakan bahan baku minyak jelantah sebanyak 2 liter dan tekanan gas hidrogen 2 bar,
dioperasikan pada tekanan 20 bar dan temperatur 450oC dengan menggunakan katalis katalis Ni-
Zn/γ-Al2O3 sebanyak 250gr. diperoleh data hasil uji analisa dan perhitungan dari produk green
diesel sebagai berikut
Kadar FFA
Green
Diesel
(%)
% Yield
Densita
s
(kg/m3)
Viskosit
as
(mm2/s)
Titik
Nyala
(oC)
Angka
Setan
a
SEC
(kWh/L)
2 23,17 765,50 3,55 60,8 88,4 29,55
4 21,18 764,50 3,39 60,1 87,9 32,28
6 18,14 762,90 3,35 59,8 88,8 37,62
Tabel 4.1 Data Hasil Uji Analisa dan Perhitungan
16. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pembahasan
Kadar FFA minyak jelantah terhadap %yield green diesel
%Yield green diesel terhadap densitas green diesel
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
2 4 6
%Yield
green
diesel
(%)
Kadar FFA minyak jelantah (%)
761.50
762.00
762.50
763.00
763.50
764.00
764.50
765.00
765.50
766.00
23.17 21.18 18.14
Densitas
green
diesel
(kg/m
3
)
%Yield green diesel (%)
17. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pembahasan
Densitas green diesel terhadap viskositas green diesel
Viskositas green diesel terhadap titik nyala green diesel
3.25
3.30
3.35
3.40
3.45
3.50
3.55
3.60
765.50 764.50 762.91
Viskositas
green
diesel
(mm
2
/s)
Densitas green diesel (kg/m3)
59.20
59.40
59.60
59.80
60.00
60.20
60.40
60.60
60.80
61.00
3.55 3.39 3.36
Titik
nyala
green
diesel
(
o
C)
Viskositas green diesel (mm2/s)
18. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pembahasan
%Yield green diesel dan SEC
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
23.17 21.18 18.14
SEC
(kWh/L)
%Yield green diesel (%)
19. PENUTUP
1. Kesimpulan
1) Dari proses hidrogenasi minyak jelantah menjadi green diesel dengan menggunakan reaktor
hydrotreating multi tubular menghasilkan produk green diesel dengan variasi kadar FFA
minyak jelantah 2%, 4%, dan 6% berturut-turut yaitu sebesar 23,17%, 21,18%, dan 18,14%.
2) Pembuatan reaktor hydrotreating multi tubular dikatakan berhasil karena telah menghasilkan
produk green diesel yang sudah memenuhi standar European Standards
EN15940:2016/A1:2018 dan dapat dilihat pada tabel 2.2 bab 2 dan tabel 4.1 pada bab 4.
2. Saran
1. Reaktor Multi Tubular karena belum berjalan dengan optimal, hal ini karenakan terjadinya
penyumbatan oleh katalis yang digunakan dan kurang efisiennya kinerja kondenser sehingga
untuk kedepannya persiapan project penelitian ini harus dipersiapkan dengan matang, mulai
dari membaca dan mengumpulkan referensi, merancang reaktornya pada aplikasi gambar,
dan yang lebih pentingnya lagi mensimulasikan proses yang terjadi pada aplikasi yang ada
sehingga ketika reaktornya sudah dirancang maka diharapkan mendapatkan hasil yang lebih
memuaskan bilai ditinjau fari %yield yang dihasilkan dan spesifikasi atau kualitas green diesel
yang dihasilkan sesuai standar yang ada. Dengan produksi green diesel ini dihasilkan dengan
menggunakan energi se-efisien mungkin agar untuk meminimalkan pemborosan energi dan
menekan biaya produksi.
20. PENUTUP
2. Melakukan destilasi Produk agar terpisah sesuai fraksi-fraksinya
3. Membuat penyimpanan gas untuk produk Syngas, Sehingga dapat dimanfaatkan
21. A L H A M D U L I L L A H
THANK YOU FOR YOUR
ATTENTION
