Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

SPESI AKTIF KATALIS HASIL IMPREGNASI BORON OKSIDA UNTUK REAKSI OKSIDATIF DEHIDROGENASI ETANA disampaikan dalam Seminar Katalis dan Katalisis : Peningkatan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "SPESI AKTIF KATALIS HASIL IMPREGNASI BORON OKSIDA UNTUK REAKSI OKSIDATIF DEHIDROGENASI ETANA disampaikan dalam Seminar Katalis dan Katalisis : Peningkatan."— Transcript presentasi:

1 SPESI AKTIF KATALIS HASIL IMPREGNASI BORON OKSIDA UNTUK REAKSI OKSIDATIF DEHIDROGENASI ETANA disampaikan dalam Seminar Katalis dan Katalisis : Peningkatan Nilai Tambah, Efisiensi, dan Ramah Lingkungan Depok, Juni 2006 oleh Setiadi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus UI, Depok – 16434, Indonesia, Judul

2 Research Background – Relevancy ??? Natural Gas LNG Light Hydrocarbons Petroleum refinery Fractionation ( gas product ) The origin of Ethane compound Ethane Ethylene Petrochemicals Industries (PE, Ethylene Oxide, Ethylbenzene, Vinyl Chloride, etc.) Research Work with partial Oxidation Naphtha

3 Scope – Catalytic Process Etilena / oksigenat ( CH 3 CHO, HCHO, dll ) Etana Etana : salah satu fraksi komponen gas alam dan hasil fraksinasi fraksi ringan minyak mentah. Jumlahnya cukup melimpah. 1.Kemampuan katalisis terimpregnasi B 2 O 3 dalam reaksi dehidrogenasi, dehidrasi maupun deoksigenasi terletak pada kemampuan interaksi berupa terbentuknya spesi peroksida (O 2 -2 ) 2.Lattice oxygen (oksigen kisi, O -2 ), 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 : senyawa penting sbg. building block bahan baku utama yang sangat penting bagi industri petrokimia B 2 O 3 /YSZ, B 2 O 3 / Al 2 O 3, B 2 O 3 /Sm 2 O 3 Oxidative Dehydrogenation

4 Reaction Mechanism of ethane oxidative dehydrogenation ( Sumber : Otsuka dan Setiadi, Master Thesis & Catalysis Today 1995 ) Interaksi antar partikel B 2 O 3 support YSZ, Al 2 O 3 disertai terbentuknya spesi peroksida (O 2 2- ) saat kalsinasi atau reaksi Adsorpsi dan aktivasi molekul etana pada spesi peroksida (O 2 - ) Pembentukan produk C 2 H 4 dan regenerasi dengan O 2 membentuk spesi peroksida Pembentukan produk okdigenat asetal dehida & pemulihan dengan O 2 membentuk spesi peroksida apa & mengapa B 2 O 3 -YSZ B 2 O 3 -Al 2 O 3 ??? Kerjanya ??? B : Boron M : Logam Al, Zr, Catalytic Process by B 2 O 3 /YSZ or B 2 O 3 /Al 2 O 3 Lattice Oxygen (O 2- ), Oksg. kisi

5 Tujuan Pengembangan reaksi katalisis oxidative dehidrogenasi dgn. mengetahui kinerja katalis B 2 O 3 Studi reaksi oksidasi parsial etana dengan membandingkan kereaktifan masing-masing paduan katalis B 2 O 3 /YSZ, B 2 O 3 /Al 2 O 3 dan B 2 O 3 / Sm 2 O 3. Mengkaji hasil pengamatan hasil karakterisasi XRD, BET dan XPS untuk mengklarifikasi peran dan keberadaan spesi peroksida pada permukaan katalis.

6 Bahan H 3 BO 3, YSZ, Al 2 O 3, Sm 2 O 3 Etana (Reaktan), Quartz Wool 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

7 Ilustrasi Penyebaran Partikel B 2 O 3 pada permukaan YSZ, Al 2 O 3 atau Sm 2 O3 YSZ, etc. Impregnasi Pengeringan Kalsinasi Katalis B 2 O 3 hasil akhir metode impregnasi Larutan H 3 BO 3 YSZ, Al2O3, Sm 2 O 3 padatan 300 o C, 2 jam 750 o C, 2 jam 75 o C 80 o C Langkah-langkah Preparasi katalis Metode Impregnasi

8 Reaksi dilakukan pada reaktor unggun tetap beraliran kontinyu, bertekanan atmosferik C2H6C2H6 O2O2 He SAMPLING BOX REAKTORREAKTOR On Line GC Vent Skema sarana uji katalis dalam reaksi oxidative dehidrogenasi Etana Furn ace Quartz wool Katalis Profil Fixed Bed Reactor & Furnace

9 Kandungan B 2 O 3 vs laju konversi etana B 2 O 3 /YSZ 0% B 2 O 3 /YSZ : High Active for Total Oxidation (O 2- ) 0 – 5 % B 2 O 3 /YSZ region The Destruction Active Site of Total Oxidation 15 % B 2 O 3 content Highest Active Catalyst For Oxidative Dehydrogenation B 2 O 3 > 5 % wt region for Peroxide (O 2 -2 ) generation Hasil dan Pembahasan

10 Kandungan B 2 O 3 vs laju pembentukan produk Katalis B 2 O 3 /YSZ 0% B 2 O 3 /YSZ : High Active for Total Oxidation (O 2- ) 0 – 5 % B 2 O 3 /YSZ region The Destruction Active Site of Total Oxidation Decreasing COx Rate 15 % B 2 O 3 Highest Active For Oxidative Dehydrogenation Products Ethylene & acetaldehyde B 2 O 3 > 5 % wt region for Peroxide (O 2 -2 ) generation Hasil dan Pembahasan

11 Kandungan B 2 O 3 vs Luas Permukaan Katalis B 2 O 3 /YSZ 0 – 5 % B 2 O 3 /YSZ region The Destruction Active Site of Total Oxidation 0% B 2 O 3 /YSZ : High Active for Total Oxidation (O 2- ) 15 % B 2 O 3 Highest Active Catalyst for oxidative dehydrogenation, S.A < 20 m 2 /g Hasil dan Pembahasan

12 Perbandingan Spektrum XRD sample katalis B 2 O 3 /YSZ Highest Active Catalyst for oxidative dehydrogenation Hasil dan Pembahasan

13 simbol warna hitam – hasil reaksi tanpa katalis simbol putih – data hasil reaksi dengan katalis Induction period Perbandingan hasil reaksi dehidrogenasi etana dengan kat. 15% B 2 O 3 /YSZ vs non katalitik pada berbagai suhu reaksi Hasil dan Pembahasan

14 Kandungan Boron oksida vs Laju Konversi Etana ( B 2 O 3 /Al 2 O 3 ) Hasil dan Pembahasan ~15 % B 2 O 3 - awal pembentukan spesi peroxide Laju konversi maks, 0,22 mmol/h.m 2 pada ~ 30 % B 2 O 3

15 Kandungan Boron oksida vs. Laju produk ( B 2 O 3 /Al 2 O 3 ) Hasil dan Pembahasan Laju maksimal produk etilen, ~200 μmol/h.m 2 Laju maksimal produk CH 3 CHO, 10μmol/h.m 2 ~15 % B 2 O 3 Minimum laju Produk hasil

16 Hasil dan Pembahasan Kandungan boron oksida vs Luas katalis (B 2 O 3 /Al 2 O 3 ) Kandungan 30 % B 2 O 3, SA ~ 60 m 2 /g, komposisi terbaik 0% B 2 O 3 /YSZ : High Active for Total Oxidation (O 2- )

17 Perbandingan Spektrum XRD katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 Hasil dan Pembahasan Highest Active Catalyst for oxidative dehydrogenation Amorphous

18 Kandungan Boron Oksida vs Laju Konversi Etana ( B 2 O 3 /Sm 2 O 3 ) Hasil dan Pembahasan 0 – 10 % B 2 O 3 /Sm 2 O 3 region The Destruction Active Site of Total Oxidation

19 Kandungan Boron oksida vs Laju Produk (B 2 O 3 /Sm 2 O 3 ) Hasil dan Pembahasan

20 Gambar 11 Spektrum XPS untuk katalis 15 % B 2 O 3 / Sm 2 O 3 (Sumber : Setiadi, Thesis 1994) Gambar 12 Spektrum XPS untuk katalis 30 % B 2 O 3 / Sm 2 O 3 (Sumber : Setiadi, Thesis 1994) Gambar 9 Spektrum XPS untuk katalis 15 % B 2 O 3 /YSZ (Sumber : Setiadi, Thesis 1994) Gambar 10 Spektrum XPS untuk katalis 30 % B 2 O 3 / Al 2 O 3 (Sumber : Setiadi, Thesis 1994) Spesi Peroxide pada sekitar energi ikat 531 eV Sekitar 531 eV Tidak ada Peak

21 + C 2 H 6 + O 2 Inti aktif katalis dalam reaksi dehidrogenasi etana menjadi etilena Hasil dan Pembahasan spesi permukaan peroxide terjadi pd. kandungan B 2 O 3 > 15 % (YSZ) &maksimum pd. 30 % B 2 O/Al 2 O 3, untuk Sm 2 O No Formation

22 Pengaruh kandungan B 2 O 3 dalam sistem katalis B 2 O 3 /YSZ maupun B 2 O 3 /Al 2 O 3 mampu menekan terbentuknya produk total oksidasi (CO &CO 2 ) dengan penambahan kandungan B 2 O 3 sampai 5% untuk YSZ, dan 15 % untuk Al 2 O 3. Sedangkan pengaruh penambahan B 2 O 3 pada Sm 2 O 3 malahan mematikan kereaktifan katalis. Penambahan B 2 O 3 diatas 5% untuk katalis B 2 O 3 /YSZ dan diatas 15 % untuk katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3 merubah sifat katalis menjadi sangat aktif untuk reaksi dehidrogenasi etana. Komposi terbaik untuk katalis B 2 O 3 /YSZ adalah 15 % berat B 2 O 3 dan 30 % untuk katalis B 2 O 3 /Al 2 O 3. Hasil karakterisasi katalis metode XPS ternyata konsisten dengan hasil kinerja katalitiknya, sehingga sangat kuat diduga bahwa inti aktif katalis untuk reaksi dehidrogenasi etana adalah spesi peroksida yang berasal dari hasil interaksi antara B 2 O 3 dengan YSZ dan Al 2 O 3 pada bidang kontak antar permukaan partikel kedua tersebut. Kesimpulan

23


Download ppt "SPESI AKTIF KATALIS HASIL IMPREGNASI BORON OKSIDA UNTUK REAKSI OKSIDATIF DEHIDROGENASI ETANA disampaikan dalam Seminar Katalis dan Katalisis : Peningkatan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google