Proses perengkahan

Proses Perengkahan
Reaksi perengkahan merupakan reaksi pemutusan ikatan C-C dari suatu senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon panjang dan berat molekul besar. Terjadinya pemutusan ikatan ini membuat senyawa hidrokarbon ini menjadi senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon pendek dan berberat molekul kecil. Pemutusan ikatan C-C dapat melalui beberapa cara tergantung kondisi reaksi perengkahan.
Bila reaksi perengkahan dilakukan hanya dengan perlakuan temperatur tinggi, maka perengkahan ini disebut perengkahan termal. Perengkahan termal terjadi disebabkan lepasnya ikatan sigma karbon-karbon sehingga molekul terpecah menjadi fragmen-fragmen radikal bebas. Tahap fragmentasi ini disebut homolisis termal yang merupakan tahap inisiasi bagi sederetan reaksi radikal bebas.
Fragmentasi hidrokarbon rantai panjang dengan metode katalitik disebut perengkahan katalitik. Katalis yang umum digunakan adalah zeolit. Pada reaksi perengkahan katalitik dengan katalis zeolit, zeolit berfungsi sebagai pembentuk karbokation yang tak stabil [38]
Menurut Gate [39] perengkahan katalitik hidrokarbon diperkirakan berlangsung melalui zat antara yaitu ion karbonium yang sering disebut karbokation. Karbokation terbentuk dari pemutusan ikatan C-H dari molekul hidrokarbon tersebut (lihat Gambar 1).
-C-H -C+ + H- -E1
Gambar 1. Reaksi pemutusan ikatan C-H
Pembentukan karbokation diperkirakan melalui reaksi hidrokarbon dengan asam dimana hidrokarbon sebagai basa lemah(Gambar 2) [39].
RH + HX R+ + X- + H2
RH + L LH- + R+
(asam Lewis)

Gambar 2. Reaksi asam-basa yang terjadi pada proses perengkahan katalitik
Hidrokarbon
Karbokation juga dapat terbentuk melalui interaksi antara karbokation dengan hidrokarbon jenuh, dimana terjadi transfer ion hidrida (Gambar 3) [39].
R1+ + R2H R1H + R2+
Gambar 3. Reaksi antara karbokation dengan hidrokarbon jenuh
Setelah karbokation terbentuk, proses perengkahan terjadi dengan putusnya ikatan C-C. Ikatan C-C terputus pada posisi beta dari atom C karbokation. Ion karbokation yang terbentuk selanjutnya dapat mengalami perengkahan kembali dan terbentuk lagi karbokation, proses ini berungkali sampai rantai karbokation begitu pendek. Tahap ini disebut tahap propagasi, dan dijelaskan pada Gambar 4 [40]

Gambar 4. Contoh reaksi pemutusan ikatan C-C pada posisi beta
(tahap propagasi)

Proses perengkahan akan berhenti bila karbokation kontak dengan basa konyugasi yang terdapat pada permukaan katalis. Dalam reaksi ini karbokation melepaskan proton kepada anion yang terdapat pada permukaan katalis, sehingga katalis kembali kepada keadaan semula. Tahap akhir perengkahan ini disebut tahap terminasi, dan dijelaskan pada Gambar 5 [41]

Gambar 5 Contoh reaksi perengkahan tahap terminasi

Perengkahan katalitik dan reformasi katalitik yang pada saat ini banyak dikembangkan adalah perengkahan katalitik dan reformasi katalitik yang menggunakan katalis bifungsional yang merupakan campuran logam transisi (Pt, Ni, Cr) dengan zeolit. Logam transisi menyediakan situs logam yang menghasilkan proses dehidrogenasi dan hidrogenasi. Sedangkan zeolit menyediakan situs asam yang dapat membentuk karbokation [42]