Sintesis Katalis Zeolit H-ZSM-5 dari Zeolit Alam Wonosari untuk Konversi Etanol Menjadi Olefin

Heriz Herizal

Sari


Penelitian ini bertujuan mensintesis katalis zeolit H-ZSM-5 dan mempelajari aktivitas katalis zeolit H-ZSM-5 untuk konversi etanol menjadi olefin, khususnya menggunakan jalur alternatif dan murah. Etanol muncul sebagai sumber terbarukan untuk produksi olefin. Zeolit alam Wonosari digunakan sebagai bahan baku sintesis katalis H-ZSM-5. Katalis ini memiliki karakteristik penting untuk jenis reaksi dehidrasi etanol menjadi olefin, seperti nilai SAR (rasio Si/Al), keasaman, luas permukaan dan ukuran partikel. Sintesis dilakukan menggunakan template tetrapropyl ammonium bromine (TPABr), dengan perlakuan hidrotermal pada temperatur 180°C dan waktu kristalisasi 12, 24 dan 36 jam. Karakterisasi katalis dilakukan menggunakan beberapa teknik (XRD, BET, SEM dan EDXS). Reaksi katalitik katalis H-ZSM-5 dilakukan untuk mempelajari pengaruh SAR (rasio Si / Al) terhadap konversi, selektivitas dan yield produk pada kondisi operasi temperatur 350oC, tekanan atmosfer, WHSV (weight hourly space velocity) 3,2 J-1 selama 3,5 jam. Produk reaksi yang dihasilkan dianalisa menggunakan gas chromatography GC Agilent -7890 A yang dilengkapi detector TCD dan FID. Perolehan produk etilen tertinggi sebesar 66,483% sedangkan produk propilen tertinggi sebesar 7,258%.


Kata Kunci


Katalis zeolit H-ZSM-5, Etanol, Olefin

Teks Lengkap:

PDF

Referensi


Gayubo, A. G., Alonso-Vicario, A., Valle, B., Aguayo, A.T., Olazar, M. & Bilbao, J.., 2010. Hydrothermal stability of HZSM-5 catalysts modified with Ni for the transformation of bioethanol into hydrocarbons. Fuel, 89(11), pp. 3365-3372.

Inaba, M., Murata, K., Takahara, I. & Inou, K.-I., 2012. Production C3+ Olefins and Propylene From Ethanol by Zr-Modified H-ZSM-5 Zeolite Catalysts. Advances in Material Science and Engineering, Volume 3.

Lestari, D. Y., 2010. Kajian modifikasi dan karakterisasi zeolit alam dari berbagai negara. Yogyakarta, UNY Yogyakarta.

Makarfi, Y., Yakimova, M.S., Koval. L.M., Erofeev, V., I., Talyshinsky, R.M., Lermontov, A.S., & Tretyakov, V.F., 2008. Bioethanol-Green Feedstock For Petrochemical Industry. Rusia, IUPAC Conference on Green Chemistry.

Nordvang, E. C., Borodina, E., Ruiz-Martinez, J., Fehrmann, R., & Weckhuysen, B.M., 2015. Effects of Coke Deposits on the Catalytic Performance of Large Zeolite H-ZSM-5 Crystals during Alcohol-to-Hydrocarbon Reactions as Investigated by a Combination of Optical Spectroscopy and Microscopy. Chemistry A European Journal, 21(48), pp. 17324-17335.

Purnamasari, I. & Prasetyoko, D., 2010. Sintesis dan Karakterisasi ZSM-5 Mesopori serta Uji Aktivitas Katalitik pada Reaksi Esterifikasi Asam Lemak Stearin Kelapa Sawit. Surabaya: FMIPA ITS.

Salbego, P. R. S., Centenaro, G.S.N.M, Klaic, R., Canabarro, N.I., Muller, T.K., Mazutti, M.A., Foletto, E.L., & Jahn, S. L., 2015. Conversion of Ethanol to Olefins Over H-ZSM-5 Catalysts. Florianopolis, COBEQ.

Takahashi, A. & Fujitani, T., 2018. Conversion of Bioethanol to Propylene over ZSM-5 Zeolites. Journal of the Japan Petroleum Institute, 61(1), pp. 20-27.

Tao, M., Dongsen, M., Qiangsheng, G. & Zhen, M., 2017. Effect of the Si/Al Ratios of Nanocrystalline HZSM-5 Zeolite on the Performance in Catalytic Conversion of Ethanol to Propylene. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 17(6), pp. 3779-3785(7).

Wu, C.-Y. & Wu, H.-S., 2017. Ethylene Formation from Ethanol Dehydration Using ZSM 5 Catalyst. American Chemical Society Omega, 2(8), p. 4287–4296.

Yaripour, F., Shariatinia, Z., Sahebdelfar, S. & Irandoukht, A., 2015. Conventional hydrothermal synthesis of nanostructural H-ZSM-5 catalysts using various templates for light olefins production from methanol. Journal of Natural Gas Science and Engineering, Volume 22, pp. 260-269.

Zhu, H., Liu, Z., Kong, D., Wang, Y., Yuan, X., & Xie, Z, 2009. Synthesis of ZSM-5 with Intracrystal or Intercrytal Mesopores by Polyvinyl Butyral Templating Method. Journal of Colloid and Interface Science, 331(2), pp. 432-438.




DOI: https://doi.org/10.29017/LPMGB.54.3.569