Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Oxidative Dehidrogenasi Etana Menjadi Etilen Menggunakan Katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 : Pengaruh Kandungan Boron Oksida Presentasi disampaikan di Seminar.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Oxidative Dehidrogenasi Etana Menjadi Etilen Menggunakan Katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 : Pengaruh Kandungan Boron Oksida Presentasi disampaikan di Seminar."— Transcript presentasi:

1

2 Oxidative Dehidrogenasi Etana Menjadi Etilen Menggunakan Katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 : Pengaruh Kandungan Boron Oksida Presentasi disampaikan di Seminar Nasional Teknologi Proses Kimia (SNTPK) Jakarta, 23 Maret 2005 oleh Setiadi Member of Chemical Reaction Engineering and Catalysis Research Group, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus UI, Depok – 16434, Indonesia, Judul

3 Research Background – Relevancy ??? Natural Gas LNG Light Hydrocarbons Petroleum refinery Light fraction ( gas product ) The origin of Ethane compound Ethane Ethylene Demand on Petrochemicals Industries ( PE, Ethylene Oxide, Ethylbenzene, Vinyl Chloride, etc.) Scope of Research Work

4 Scope – Catalytic Process Etilena / oksigenat ( CH 3 CHO, HCHO, dll ) Etana Etana : salah satu fraksi komponen gas alam dan hasil destilasi fraksi ringan minyak mentah. Jumlahnya cukup melimpah. 1.Kemampuan katalisis B 2 O 3 /Al 2 O 3 dalam reaksi dehidrogenasi, dehidrasi maupun deoksigenasi terletak pada kemampuan interaksi berupa terbentuknya spesi peroksida (O 2 - ) 2.Lattice oxygen (oksigen kisi, O - ), umumnya sangat aktif untuk oksidasi total menjadi CO 2, dan sangat tidak cocok untuk partial oxidation etana menjadi etilena ataupun produk oksgenat. 3.Perlu modifikasi dengan penambahan boron oksida untuk menghilangkan peran oksigen kisi dalam reaksi dehidrogenasi. C 2 H 4 : Merupakan senya- wa penting sbg. building block compound/bahan baku utama yang sangat penting bagi industri petrokimia B 2 O 3 /Al 2 O 3 Oxidative Dehydrogenation

5 Reaction Mechanism of oxidative dehydrogenation ethane ( Sumber : Otsuka dan Setiadi, Catalysis Today 1995 ) Interaksi antar partikel support Al 2 O 3 dengan B 2 O 3 pada bid. kontak, disertai terbentuknya spesi peroksida (O 2 - ) Adsorpsi dan aktivasi molekul etana pada spesi peroksida (O 2 - ) Pembentukan produk C2H4 dan regenerasi (pemulihan interkasi antar partikel support Al 2 O 3 dengan B 2 O 3 Pembentukan produk Okdigenat (asetal dehida) regenerasi (pemulihan interkasi antar partikel support Al 2 O 3 dengan B 2 O 3 Ada apa & mengapa dgn. Kat. B 2 O 3 -Al 2 O 3 ??? Kerjanya ??? B ; Boron M; Logam Al, Zr, Scope – Catalytic Process by B 2 O 3 /Al 2 O 3

6 Tujuan Pengembangan reaksi katalisis oxidative dehidrogenasi dgn. mengetahui kinerja katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 : Pengaruh boron oksida thd. kinerja katalis dalam konversi etana menjadi etilena mll. reaksi oksidasi dengan menggunakan oksigen Reaksi dehidrogenasi katalitik dan non katalitik Karakterisasi : Luas permukaaan (metode BET) & Kristalinitas (metode XRD ) Inti Aktif katalis

7 Bahan H 3 BO 3 Al 2 O 3 Etana Quartz sand mesh Alat Uji Reaksi Reaktor Quartz sand 8 mm i.d. Kondisi Operasi Suhu 823, 873 K ; tekanan atmosferik Instrumen analisa Produk gas ---- GC- TCD Metode Penelitian

8 Preparasi Katalis Variasi Kandungan B 2 O 3 : 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 % berat Teknik Impregnasi larutan H 3 BO 3 pada padatan Al 2 O 3 Kalsinasi : 573 K ( 2 jam) dan 1023 K (2 jam) Karakterisasi Katalis Luas permukaan B 2 O 3 /Al 2 O 3 menggunakan metode BET adsorpsi N 2 pada suhu N 2 cair Kristalinitas katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 menggunakan XRD ( X-ray diffraction) Metode Penelitian

9 Metode Penelitian ( Sarana Uji Reaksi ) Profil Reaktor Unggun katalis Beraliran kontinyu (Fixed bed Reactor) Skema susunan sarana uji katalis dalam reaksi oxidative dehidrogenasi Etana menjadi etilena Teknik Reaksi

10 Pengaruh Kandungan Boron oksida thd. Laju Konversi Etana Hasil dan Pembahasan 15 % B 2 O 3 - terbentuknya inti aktif katalis spesi peroxide 30 % B 2 O 3 /Al 2 O 3 optimum komposisi katalis Laju C 2 H 6 konversi maksimal pada 0,22 mmol/h.m 2

11 Pengaruh Kandungan Boron oksida thd. Laju pembentukan produk Hasil dan Pembahasan Laju maksimal pembentukan produk etilen, 200 μmol/h.m 2 Laju maksimal pembentukan produk CO, 5 μmol/h.m 2 Laju maksimal pembentukan produk CH 3 CHO, 10μmol/h.m 2

12 Perbandingan antara reaksi dehidrogenasi etana dengan katalis 30% B 2 O 3 /Al 2 O 3 dan non katalitik (blank reactor) dalam reaksi dalam berbagai suhu reaksi Data-data dg. simbol terisi warna hitam – reaksi tanpa katalis Hasil dan Pembahasan Data-data dgn. simbol terisi warna putih – reaksi tanpa katalis

13 Hasil dan Pembahasan Pengaruh kandungan boron oksida thd. Luas permukaan katalis Kandungan 30 % B 2 O 3, SA ~ 70 m 2 /g, komposisi terbaik Kandungan 0 % Al 2 O 3 murni, SA ~ 250 m 2 /g

14 Spektrum XRD katalis B2O3/Al2O3 dengan berbagai kandungan B2O3 Hasil dan Pembahasan

15 + C 2 H 6 + O 2 Inti aktif katalis dalam reaksi dehidrogenasi etana menjadi etilena Hasil dan Pembahasan Fresh katalis hasil kalsinasi, spesi permukaan peroxide terjadi pd. kandungan B 2 O 3 > 15 % dan maksimum pd. 30 % B 2 O 3

16 Kesimpulan Pengaruh komposisi B 2 O 3 katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 terhadap reaksi dehidrogenasi katalitik etana menjadi etilena dapat dibagi menjadi 3 macam. Pengaruh kenaikkan kandungan B 2 O 3 sampai dengan 15% menunjukkan katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 mampu menghambat reaksi oksidasi total etana dan menekan terbentuknya gas CO dan CO 2. dan menjadikan katalis yang aktif dan selektif untuk reaksi dehidrogenasi etana pada penambahan B 2 O 3 antara 5 – 15 % berat. Katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 pada kenaikkan kandungan B 2 O 3 dalam rentang %, menjadikan kinerja katalis sangat efektif untuk reaksi oxidative dehidrogenasi etana dan mencapai optimal pada kandungan sebesar 30 % B 2 O 3, walaupun luas pemukaannya jauh lebih kecil (70 m 2 /g) dibanding B 2 O 3 /Al 2 O 3 murni (250 m 2 /g). Rentang tersebut memberikan tingginya kadar terbentuknya inti aktif katalis dibanding dengan rentang lainnya dan mencapai kadar yang apaling efektif di sekitar 30 % B 2 O 3. Inti aktif tersebut merupakan hasil interaksi antara atom Boron dengan logam Al membentuk spesies peroksida pada bidang kontak antar permukaan partikel B 2 O 3 dengan partiekel Al 2 O 3. Dan B 2 O 3 jelas bukan merupakan inti aktif katalis yang sebenarnya dari reaksi dehidrogenasi etana. Terbukti dengan penambahan B 2 O 3 yang berkelebihan (> 30 %), membuat kinerja katalis menjadi menurun. Penambahan yang semakin berkelebihan tersbut menyebabkan spesi peroksida yang terbentuk akan terselimuti dan tertutupi oleh partikel B 2 O 3.

17

18

19


Download ppt "Oxidative Dehidrogenasi Etana Menjadi Etilen Menggunakan Katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 : Pengaruh Kandungan Boron Oksida Presentasi disampaikan di Seminar."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google