Proses Perengkahan (Cracking)

      Perengkahan (cracking) adalah suatu proses pemutusan senyawa hidrokarbon rantai panjang menjadi senyawa hidrokarbon dengan rantai yang lebih pendek. Proses perengkahan bertujuan untuk mendapatkan senyawa yang lebih berguna. Proses perengkahan menghasilkan senyawa seperti metan, etan, propan, butan, gasoline, kerosin serta diesel. Bahan baku yang biasa digunakan dalam proses perengkahan adalah minyak bumi atau residu [Clark, 2003]

   Prinsip kerja dari catalytic cracking adalah dengan cara memecah hidrokarbon kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Catalytic cracking dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas produk dan juga dapat menurunkan jumlah residu yang dihasilkan.

Menurut Satterfield [1991], ada dua jenis catalytic cracking, yaitu:

1.      Catalytic crackinghomogeny,  terjadi ketika katalis dan reaktan dalam fasa yang sama, baik gas atau cairan  

2.      Catalytic cracking heterogen, terjadi saat reaktan dan katalis berada dalam fasa yang berbeda. Secara teoritis, reaksi katalitik heterogen terdiri dari lima langkah yang berurutan :

a.         Transport reaktan ke permukaan katalis.

b.         Interaksi antara reaktan dengan katalis (proses adsorpsi pada permukaan katalis).

c.         Reaksi antara spesies-spesies teradsorpsi menghasilkan produk.

d.        Desorpsi produk dari permukaan katalis.

e.         Transport produk menjauhi katalis.

Hampir semua reaksi yang melibatkan reaksi katalitik heterogen terjadi pada antarmuka antara katalis padat dan fasa cairan atau gas. Reaksi dikatalisis dalam tujuh tahap, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2.5 [Fogler, 1999]

 Tahapan reaksi pada cracking heterogen seperti pada Gambar 2.2adalah :

a.         Difusi reaktan pada permukaan eksternal katalis.

b.        Difusi reaktan dari mulut melalui pori-pori katalis untuk disekitar permukaan internal  katalitik.

c.         Adsorpsi reaktan pada permukaan katalis.

d.        Reaksi reaktan yang teradsorpsi ke molekul produk.

e.         Desorpsi produk dari permukaan katalis.

f.         Difusi produk dari interior katalis ke mulut pori pada permukaan luar.

g.        Perpindahan massa produk dari permungkaan external menjadi sebagian dari aliran proses.

Cleveland dan Szostak[2011] mengatakan bahwa proses perengkahan dibagi menjadi tiga bagian, yaitu thermalcracking, catalytic cracking, dan hydrocracking seperti terlihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Perbandingan Proses Perengkahan

Proses Perengkahan	Kondisi Operasi	Katalis
Thermal Cracking	T = 800oC P = 700 kPa	Tanpa katalis
Catalytic Cracking	T = 450 - 510 oC P = 70 - 138 kPa	Umumnya Zeolit
Hydrocracking	T = 400 - 815 oC P = 6895-13790 kPa	Zeolit dan Hidrogen

Sumber :[Cleveland dan Szostak, 2011]

Kadarwati [2010] melakukan penelitantentang aktivitas katalis Cr/zeolit alam pada reaksikonversi minyak jelantah menjadi bahan bakarcair. Analisis kualitatif menunjukkan peningkatan kristalinitas katalis Cr/zeolit alam dan adanya spesi oksida dalam katalis seperti CrO2 dan Cr2O3. Aktivitas terbaik ditunjukkan oleh kinerja katalis Cr/Zeolit alam pada variasi laju alir 5 mL/menit dan waktu 45 menit dengan konversi 75,23%. Berdasarkan analisis spektroskopi massa, produk mengandung senyawa pentana yang muncul pada waktu retensi ( tR ) 14,566.

Wulandari dkk [2006] melakukan perengkahan minyak goreng bekas dengan katalis zeolit untuk menghasilkan biodiesel. Produk biodiesel yang dihasilkan mempunyai komposisi terbesar senyawa C₁₃H₂₈ (tridekana) dan C₁₅H₃₂ (pentadekana).

Handoko [2005] telah berhasil mendapatkan konversi maksimal sebesar 50,43% total fraksi solar dan bensin dari reaksi perengkahan katalitik minyak jelantah dengan katalis Ni/H5-NZA. Proses tersebut berlangsung dalam reaktor sistem flow fixed bed pada temperatur 450^oC. Perengkahan dilakukan dalam fasa gas, sebab ukuran partikel reaktan minyak jelantah akan jauh lebih kecil dibandingkan dengan ukuran minyak jelantah pada fasa cair.