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

mailto:[email protected]:[email protected]


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


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


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


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


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"


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


8/22

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-


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


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


11/22


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


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 &&&


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"


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")


16/22

ipikal C*romatogram C-C2 sampel gasprod,k reaksi konversi aseton


C'"

C"

C(

C)'*

H2

C+',

C+'"

C)',

N2 –Carrier ga


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



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



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



20/22


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


22/22

konversi aseton menjadi hidrokarbon hzsm 5

Documents