Pembuatan dan Karakteristik Membran Reaktor Zeolit

Authors

  • Hens Saputra Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Industri Proses - BPPT

DOI:

https://doi.org/10.29122/mipi.v8i1.3643

Abstract

Membran reaktor merupakan konsep perpaduan dari sistem reaksi dan proses pemisahan/pemurnian. Membran ini disebut juga sebagai membran katalis atau sistem katalis-membran. Dengan membran reaktor ini diharapkan konversi suatu reaksi dapat ditingkatkan dan diperoleh suatu produk yang memiliki tingkat kemurnian lebih tinggi. Sebagai katalis digunakan silica alumina yang berukuran 1,0 mm. Membran anorganik zeolit MFI dilapiskan menutupi seluruh permukaan katalis. Bahan baku yang digunakan antara lain tetraethylortosilikat (TEOS) sebagai sumber silikat dan template organik tetraprophyl ammonium bromide (TPABr). Proses kristalisasi dilakukan pada temperatur 453 K di dalam autogeneous autoclave, dilanjutkan dengan kalsinasi pada temperatur 873 K selama 1 jam. Karakterisasi membran zeolit yang dihasilkan dilakukan dengan X-ray diffraction (XRD) dan pengamatan dengan Scanning Electron Mycroscope (SEM). Karakteristik pori dipelajari menggunakan metode physisorption dan BJH pore size distribution. Selain itu dilakukan pula uji selektifitas dan alkilasi toluena dan xylene. Berdasarkan pengamatan menggunakan XRD mengindikasikan adanya struktur zeolit MFI pada sampel membrane katalis yang dihasilkan. Diperkuat dengan obserbasi SEM menunjukkan bahwa membran zeolit MFI melapisi seluruh permukaan pelet silika alumina dan terdapat indikasi terjadinya komposit terhadap silika alumina pada daerah perbatasan antara membran zeolit atau lapisan bagian luar dengan katalis silika alumina. Hasil pengujian menunjukkan hasil bahwa membran reaktor zeolit MFI berpotensi untuk diaplikasikan sebagai membran katalis yang bersifat sangat selektif terhadap bentuk suatu molekul. Sebagai contoh kasus, suatu isomer dapat dipisahkan satu sama lain secara selektif, sehingga dapat meningkatkan konversi reaksi.

Kata kunci : Membran reaktor, isomer, xylene, zeolit, silika alumina, hydrothermal.

Abstract

Membrane fusion reactor is the concept of the reaction system and the process of separation/purification . These membranes are called also as membrane catalysts or catalyst - membrane system . With the membrane reactor is expected conversion reaction can be improved and obtained a product which has a higher degree of purity . As used silica alumina catalyst measuring 1.0 mm . MFI zeolite coated inorganic membranes covering the entire surface of the catalyst . The raw materials used include tetraethylortosilikat (TEOS ) as a source of silicate and organic template tetraprophyl ammonium bromide ( TPABr ) . Crystallization process carried out at a temperature of 453 K in the autogeneous autoclave , followed by calcination at a temperature of 873 K for 1 hour . Characterization of zeolite membranes produced by X - ray done diffraction ( XRD ) and scanning 

electron observations with Mycroscope ( SEM ) . Pore characteristics studied physisorption using BJH pore size and distribution . Test will be conducted and the selectivity of toluene and xylene alkylation . Based on observations using XRD indicates the MFI zeolite structure on the resulting catalyst membrane samples . Reinforced with obserbasi SEM showed that the MFI zeolite membrane coating the entire surface of the silica- alumina pellets and there are indications of the silica- alumina composite in the border area between the zeolite membrane or outer layer of silica alumina catalyst . The results show that the results of the MFI zeolite membrane reactor has the potential to be applied as the membrane is highly selective catalyst to form a molecule . As an example case , an isomer can be separated from each other selectively , so as to increase the reaction conversion

Keywords : Membrane reactors, isomers, xylene, zeolite, silica alumina, hydrothermal.


References

Hsieh, Inorganic Membranes for Separation and Reaction, Elsevier, Amsterdam, 1996.

Karge, H.G., J. Weithkamp, Molecular Sieves Science and Technology, Volume 1, Springer, Berlin, 1998.

Thomas, J., and Thorpe, M.F., Access in Nanoporous Materials, Plennum Press, New York, 1995.

Yeung K.L., Wong L., Sun W., dkk. Patent Number(s): WO2007095859-A1; US2007280878-A1; CN101389374-A. (2007).

Haile, T., Nakhla, H., A Novel Zeolite Coating for Protection of Concrete Sewers from Biological Sulfuric Acid Attack, Geomicrobiologi Journal 25 (2008) 322–331

Pina, M.P., Mallada, R., Arruebo, M., Urbiztondo, M., Navascués, N., de la Iglesia, O., J. Santamaria, Microporous and Mesoporous Materials 144 (2011) 19–27.

Nishiyama, N., L. Gora, V. Teplyakov, F. Kapteijn, J.A. Moulijn, Evaluation of reproducible high flux silicalite-1 membranes : gas permeation and separation characterization, Separation and Purification Technology, Elsevier, 2001.

Downloads

Published

2019-07-29