Produksi Dietil Eter Melalui Reaksi Dehidrasi Etanol Menggunakan Nanokatalis γ-Al2O3 dengan Promotor Logam Cr dan Co

Alviany, Riza (2018) Produksi Dietil Eter Melalui Reaksi Dehidrasi Etanol Menggunakan Nanokatalis γ-Al2O3 dengan Promotor Logam Cr dan Co. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02211550012005-Master_Thesis.pdf
Restricted to Repository staff only

Download (983kB) | Request a copy

Abstract

Untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar terbarukan sebagai pengganti bahan bakar fosil, diperlukan usaha-usaha untuk membuat bahan bakar baru. Dietil eter merupakan salah satu bahan bakar alternatif dimana digunakan sebagai campuran dengan bahan bakar lain atau digunakan sebagai komponen murninya. Dietil eter dapat diproduksi dari etanol dengan proses dehidrasi menggunakan katalis asam. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses produksi dietil eter melalui reaksi dehidrasi etanol dengan katalis heterogen yakni nanokatalis γ-Al2O3 yang dipromote dengan logam Cr dan Co. Secara khusus dipelajari variabel proses yakni temperatur reaksi dalam produksi dietil eter. Penelitian terdiri dari dua tahap. Tahap pertama diawali dengan membuat γ-Al2O3 berukuran nano, kemudian dimpregnasi dengan logam Cr dan Co yang berperan sebagai promotor sehingga didapatkan katalis Cr-Co/γ-Al2O3. γ-Al2O3 berukuran nano didapatkan dengan menggunakan metode presipitasi, sedangkan metode impregnasi yang digunakan adalah wet impregnation dan dry impregnation. Pada proses impregnasi dilakukan variasi berupa rasio logam Cr dengan Co (1:1, 1:2, 2:1) dan % loading logam promotor tehadap jumlah total katalis Cr-Co/γ-Al2O3 (5% dan 10%). Katalis Cr-Co/γ-Al2O3 yang terbentuk dikarakerisasi dan diuji aktivitasnya dalam memproduksi dietil eter. Katalis Cr-Co/γ-Al2O3 dikarakterisasi dengan berbagai teknik seperti XRD, BET, XRF dan SEM-EDX. Dari analisa XRD diketahui bahwa kristal γ-Al2O3 hasil sintesis berukuran 17,82 nm, kemudian dari analisa BET didapatkan hasil luas permukaan sebesar 162,840 m2/g. Berdasarkan analisa XRF diketahui bahwa logam yang terkandung dalam katalis Cr-Co/γ-Al2O3 adalah Co3O4 dan Cr2O3. Diketahui pula melalui analisa SEM-EDX bahwa logam yang berhasil terimpregnasi sesuai dengan rasio yang diinginkan untuk masing-masing katalis. Tahap kedua adalah uji aktivitas Cr-Co/γ-Al2O3 pada proses produksi dietil eter dari etanol melalui reaksi dehidrasi. Reaksi dehidrasi dilakukan dalam reaktor fix bed dengan suhu operasi (125, 150, 175, 200, dan 225 °C). Uap keluaran reaktor dihubungkan dengan kondensor untuk mengkondensasikan produk yang kemudian akan dilakukan analisa gas kromatografi (GC). Dari hasil analisa produk didapatkan bahwa katalis GACrCo1021 memiliki aktivitas yang lebih baik dari katalis lainnya berdasarkan hasil konversi etanol dan yield dietil eter. Konversi etanol terbesar yakni 23.48% terjadi pada temperatur reaksi 225 ºC dengan menggunakan katalis GACrCo1021 dimana konversi etanol meningkat dengan peningkatan temperatur. Kemudian yield DEE terbesar dihasilkan dengan menggunakan katalis GACrCo1021 pada temperatur reaksi 125 ºC yakni sebesar 1.32%. ============================================================ ===================================================== To fulfill the needs of renewable fuels as a replacement for fuels, efforts are needed to make new fuels. Diethyl ether is one of the alternative fuels which is used as a mixture of other fuels or used as a pure component. Diethyl ether can be produced from ethanol by a dehydration process using an acid catalyst. This study aims to study the production process of diethyl ether through dehydration reaction of ethanol with heterogeneous catalyst ie γ-Al2O3 promoted with metal Cr and Co. Particularly studied process variables such as reaction temperature in the production of diethyl ether. The study consists of two stages. The first stage begins with making a nano-sized γ-Al2O3, then impregnated with Cr and Co metals acting as promoters to obtain Cr-Co/γ-Al2O3 catalyst. The nano-sized γ-Al2O3 was obtained by the precipitation method, while the impregnation method used was wet impregnation and dry impregnation. In the impregnation process, variations in the ratio of Cr metal to Co (1:1, 1:2, 2:1) and %loading metal promoter to the total amount of Cr-Co/γ-Al2O3 catalyst (5% and 10%). The Cr-Co/γ-Al2O3 catalyst were characterized and tested it activity in producing diethyl ether. The Cr-Co/γ-Al2O3 were characterized using various techniques such as XRD, BET, XRF and EDX. From XRD analysis it is known that the crystal γ-Al2O3 of the synthesis is 17.82 nm, then from BET analysis obtained surface area of 162.840 m2/g. Based on the XRF analysis it is known that the metals contained in Cr-Co/γ-Al2O3 catalysts are Co3O4 and Cr2O3. It is also known through SEM-EDX analysis that the metals that are succeeding are impregnated according to the desired ratio of each catalyst. The second stage is the Cr-Co/γ-Al2O3 activity test in the production process of diethyl ether from ethanol through a dehydration reaction. Dehydration reactions are performed in a fixed bed reactor with operating temperature (125, 150, 175, 200, and 225 oC). The vapor from reactor output is connected to the condenser to condense the product which will then be analyzed by gas chromatography (GC). From the product analysis, it was found that the GACrCo1021 catalyst had better activity than other catalysts based on ethanol conversion results and the yield of diethyl ether. The largest ethanol conversion of 23.48% occurs at a reaction temperature of 225 ºC using a GACrCo1021 catalyst where ethanol conversion increases with increasing temperature. The largest DEE yield was then obtained using a GACrCo1021 catalyst at a temperature of 125 ºC at 1.32%.

Item Type: Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords: dehidrasi etanol, dietil eter, energi alternatif, nanokatalis Cr-Co/γ-Al2O3, reaktor fixed bed
Subjects: Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts.
T Technology > TP Chemical technology > TP248 Nanogels. Nanoparticles.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > (S2) Master Theses
Depositing User: Riza Alviany
Date Deposited: 27 Mar 2018 03:17
Last Modified: 27 Mar 2018 03:58
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/50113

Actions (login required)

View Item View Item