Download - Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
1/22
Konversi Katalitik Aseton menjadi Hidrokarbon C1-C10 dengan ZSM-5
Presentasi disampaikan di Seminar Nasionaleknologi Proses Kimia !SNPK"
#akarta$ %& Maret %005
oleh
Setiadi
e-mail ' setiadi()*e+,i+ed,
Member o C*emi)al .ea)tion /ngineering and Catalsis .esear)* ro,p$2epartemen eknik Kimia$ 3ak,ltas eknik$ 4niversitas ndonesia$
Kamp,s 4$ 2epok 6 178&8$ ndonesia$
JudulPenelitian
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
2/22
H%9
:iomass Material
C9%
Hidrokarbon 3or 3,el /nerg orC*emi)al eedsto)k
:iomass derived
li;,id
Fotosintesis
3ossil .eso,r)es
! Cr,de 9il$ Coal$ N+"
Fuel Combustion
Transformasi
dan Utilization
Geological Time Frame
Asimilasi
(biological
activities)
Biological time frame
Skema lobal Carbon C)le .o,te or rene>?@ Metger = /issen$ %008dan Padabed et al +$%00%"
S)ope Barea o
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
3/22
Fossil -----Terbatas, non-reneable
!etroleum,Coal,
"G
Biomass derived-liquid
(reneable, melim#ah)
!rodu$ hasil Fermentasi
%egetables &ils (C!&, Coconut &il, dll,)
'asil !irolisis Biomass, etc
S,mber*idrokar-
bon
S)ope
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
4/22
S)ope
HidrokarbonC1- C10
AsetonAseton meru#a$an senaa
organic #olar ang da#at
di#rodu$si dari materi haati
secara reneable berdasar
#roses fermentasi mau#undari hasil rea$si $ataliti$
#rodu$ turunan biomassa
hasil #irolisis
*emam#uan sha#e-selectivit +-. terleta$ #ada bangunan
stru$tur $ristalna ang diameter/bu$aan #ori se$itar 0,.1 nm
dan ham#ir homogen
*atalis +-. bana$ diguna$an untu$ transformasi rea$si-
rea$si hidro$arbon dibanding dgn +-. diguna$an rea$si
senaa organi$ #olar
C2 3 C'4
C5 3 C5'4, C5'1
C6 3 C6'1, C6'7
C4 3 C4'7, C4'20
C. 3 C.'20
C1 3 C1'1, C1 alifati$
C8 3 Toulena, Alifati$
C7 3 9lena, alifati$
C: 3 esitlene (2,6,. TB)
C20 3;urene, "a#hthalene
ZSM-5
ProsesTransformas
i Kimiawi
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
5/22
ZSM-5
Pembent,kanStr,kt,r Pentagonal
Pembent,kan Str,kt,r dari
bebebera 4nit Pentagonal
!embentu$an saluran lurus berstru$tur
20 o
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
6/22
ZSM-5
=lustrasi difusi mole$ul
senaa 'idro$arbon
dise#utar mulut #ori zeolit
!So,r)e 'Sierka and Sa,er$ J. Phys. Chem. B %001$ 105, 170&-171&"
A)idi) protons migrate bet?-D011"
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
7/22
Tujuan Pengembangan reaksi katalisis untukmengetahui kinerja katalis Z!-" dalam reaksiaseton
•#istribusi Produk Hidrokarbon dankemam$uan sha$e sele%ti&e rea%tion thd'$embentukan hidrokarbon sam$ai C10 (aromatik
•Kon&ersi) selekti&itas *ield dalam uji reaksidalam rentang tertentu +Catalytic durability ,
•ekilas usulan mekanisme reaksi berdasarself aldol condensation
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
8/22
ahan
Katalis Z!-" komersialA%etone murni sbg'reaktan.uart/ sand 10-1" mesh
Alat ji eaksieaktor Pi$a 213) 3 mmi'd'Kondisi 4$erasiuhu 352 K tekanan atmosferik 6aju um$an aseton +7,8 9h-1
:nstrumen analisaProduk %air ---- ;C-
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
9/22
Batangan Ba>a 621
?ea$tor !i#a, 20 mm
od, 621
2: cm
@o$asi !engu$uran
uhu Unggun *atalis
6. cm
21 cm
uartz ool
uartz sand
Termo$o#e2
Unggun *atalis
uartz ool
1 mm , id
?ea$tor !i#a, 20 mm
od, 621
Metode Penelitian !Sarana 4ji .eaksi "
Skema 2iagram Pen,s,nan Katalis
dalam .eaktor PipaSkema s,s,nan sarana ,ji katalis dalam reaksi asetonmenjadi *idrokarbon C1-C10
"5
gas
uartz sand
i
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
10/22
abel 1 2ata 32 ANAEFSS !He0o
C Nitrogen make ,p gas sebesar &0 mlBmin
;as Chromatogra$h* ;C 1 ;C =
Column Pora$a> . !ol' ie&e
Carrier gas Helium Argon
Column 4&en ?0 oC 30 oC
:nje%tion $ort @0 oC ?0 oC
#ete%tor +TC#, @0 oC ?0 oC
Metode Penelitian
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
11/22
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
12/22
!able "
#aktu retensi roduk gas dideteksi
menggunakan GC-!C$
Peak Component .etention time$ min Calibration3a)torPorpak+ L Mol+Sieve
1 C9% 0+> 0+>175>% C%H8 1+8 0+?D55&
& C%H7 1+? 0+?07>>
8 C&H7 5+% 0+7D8D5
5 C8 1%+? 0+578D>
7 H% 1+D 0+10501
D CH8 8+1 0+&85&1
? C9 8+D 1+00&7D
Metode Penelitian
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
13/22
A)eton 3eed 6cc during 64. min Aceton Feed mg %&%>+50
ap -1 1701 mg tH(F=;" Correction tH(recalc) mg Prod,)t in rap1 1781+81
A)etone 0686 07501 0728 2607 mgO
C5IC7 514 514 5157 4507C7-Alip*ati)s 717 717 7142 2676.
:enene 67. 67. 6766 1268
ol,ene 5624 5624 56068 61776
/t*lbenene 675 675 6706 107:
m+p-Jlene 5425 5425 54026 6744.
o-Jlene 858 858 8567 22.77
C>-Aromati)s 2:54 2:54 2:2.. 60118
C10-Aromati)s 284 284 2865 5886
Nap*t*alene 266 266 2654 5250
%-Met*lnap*t*alene 252 252 250. 2:5:
1-Met*lnap*t*alene 028 028 021: 582
2imet*lnap*t*alene 2:5 2:5 2:22 6010
rimet*lnap*t*alene 04:. 04:. 04:6 87:
Absorption rap-% ' >D0D mgram
Prod,)t in trap % mgO 85+%58
Component Area F=; Factor H Com#onent, mg
/t*anol .2.1:660 2.2E-08 88:E-02 ::.6 :112841
A)etone 260:27 2.6E-08 500E-06 051 54747
:enene 22805. 1:26E-07 70:E-04 020 20068
ol,en2507:. 1:26E-07 761E-04 022 2061:
as P*ase Prod,)ts !roduct Gas mg 78%+?8
Metode Penelitian !Per*it,ngan konv+aseton"
% Carbon&&&
% Carbon &&&
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
14/22
nterval o sample
0.58 h
A)etone )onversion 98.37 %
Product comosition
weight in g % weight % carbon
C9 14.89 0.67 0.31
C9% 249.83 11.21 3.31
CH8 6.25 0.28 0.23
C%H8 32.40 1.45 1.59
C%H7 5.95 0.27 0.29C&H7 52.56 2.36 2.58
C&H? 122.81 5.51 6.03
C8 Alip*ati)s 156.89 7.04 7.70
C5IC7 Alip*ati)s 42.08 1.89 2.07
C7
-Alip*ati)s138.35 6.21 6.79
:enene 61.37 2.75 3.01
ol,ene 368.83 16.54 18.11
/t*lbenene 60.89 2.73 2.99
m+p-Jlene 384.45 17.24 18.87
o-Jlene 115.88 5.20 5.69
C>-Aromati)s 306.67 13.75 15.05C10-Aromati)s 27.73 1.24 1.36
Metode Penelitian !Per*it+ Selektivitas =Field"
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
15/22
ipikal C-32 C*romatogram sampel prod,k )air
Hasil dan Pemba*asan
A)etone
C>-aromatik
!rimet*l
benene"
ol,ene
m+p-Jlene
:enene
/t*anol-Absorben
C5-C7 alip*+
/t*lbenene
O
-Jlene
C20-aromati$
ethlna#htahlene (")
"a#hthalene
;imethlna#htahlene (;")
Trimethlna#htahlene (T")
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
16/22
ipikal C*romatogram C-C2 sampel gasprod,k reaksi konversi aseton
Hasil dan Pemba*asan
C'"
C"
C(
C)'*
H2
C+',
C+'"
C)',
N2 –Carrier ga
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
17/22
Konversi aseton dengan katalis ZSM-5! katalis 1 g$ s,*, 7D& K$ SQ 8 *-1$ tekanan atmoserik"
Katalis m,laiterdeaktivasi
setela* 1D jam
Hasil dan Pemba*asan
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
18/22
Selektivitas SM- td.Pembentukan monoarmatik
sangat tinggi.
2isrib,si prod,k *idrokarbon
0ondisi oerasi # 1 2 g3
suu 1 ,4) 03 S5 1 " -23
tekanan atmosferik
Produk dari samel cair
setela akumulasi "6 min
ertama reaksi
Hasil dan Pemba*asan
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
19/22
Field aromatik *asil konversi aseton mengg,nakan katalis ZSM-5 ! katalis 1 g$s,*, 7D& K$ SQ 8 *-1$ tekanan atmoserik"
!ie"# aro$ati & 60 %
e"a$a 16 'a$ ('i reai
Hasil dan Pemba*asan
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
20/22
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
21/22
Kesimp,lanKonversi aseton menjadi *idrokarbon C1-C10$ se)ara pasti tela* dapat dilak,kandengan baik pada s,*, 7D? K$ SQ 8 *-1$ tekanan atmoserik+ Konversi aseton angdidapat mendekati 100U selama rentang
-
8/19/2019 Konversi ASETON menjadi Hidrokarbon HZSM 5
22/22