MEKANISME REAKSI DAN MEKANISME REAKSI DAN PENENTUAN LAJU REAKSI PENENTUAN LAJU REAKSI PADA DEHIDRASI BUTANOL PADA DEHIDRASI BUTANOL MENGGUNAKAN KATALIS SiAlMENGGUNAKAN KATALIS SiAl

Nama Kelompok :Devi Indriani

Fitriani An Nisa A.SWisasurya J

Ni’matul Izza

Journal of Catalysis 262 (2009) 134-143

Dehydration of butanol to butene over solid acid catalyst in high water environments

Reaksi Dehidrasi ButanolReaksi Dehidrasi ButanolCH3-CH2-CHOH-CH3 CH3-CH=CH-CH3 +

H2O

SiAl

Kondisi operasi :Kondisi operasi :0,1 mL/min (10 wt% 2-butanol dalam

air)Temperatur 513KTekanan 52 barVolume cairan tetapDialirkan gas inert He 200-215 cm3

(STP)/min

TujuanTujuanMenentukan mekanisme reaksi

pada dehidrasi butanol menggunakan katalis SiAl

Menentukan Tahap Penentu Laju (TPL) pada dehidrasi butanol menggunakan katalis SiAl

Menentukan persamaan laju reaksi pada dehidrasi butanol menggunakan katalis SiAl

ButanolButanol

Sejak tahun 1950, butanol di Amerika Serikat diproduksi secara komersial dari bahan bakar fosil

Butanol juga diperoleh dari proses fermentasi biomassa dengan bakteri

Proses paling umum yaitu dari propylene mengalami reaksi hydroformylation menjadi butanal dan kemudian menjadi butanol

Butanol berpotensi digunakan sebagai biofuel dan digunakan sebagai solvent dan dalam proses tekstile

ButeneButene

Butene diproduksi dari pemisahan crude C4. selain itu melalui dimerisasi ethylene

Butene digunakan pada pembuatan beberapa produk kimia seperti linear low-density polyethylene (LLDPE), polypropylene resins, polybutene, butylene oxide, and methyl ethyl ketone (MEK)

Cooligomerisasidari 1-butene dan 2-butene dapat memproduksi kertas dan aspal

Reaksi DehidrasiReaksi DehidrasiDehidrasi merupakan reaksi yang

melibatkan pelepasan air dari molekul yang bereaksi

Contoh reaksi dehidrasi, a.l :◦Konversi alkohol menjadi eter

2 R-OH → R-O-R + H2O

◦Konversi alkohol menjadi alkenaR-CH2-CHOH-R → R-CH=CH-R + H2O

◦Konversi asam karboksilat menjadi anhidrida asam

2 RCO2H → (RCO)2O + H2O

◦Konversi amida menjadi nitrilRCONH2 → R-CN + H2O

Karakteristik Silika alumina Karakteristik Silika alumina (SiAl) sebagai katalis :(SiAl) sebagai katalis :

1. Dalam proses perengkahan mempunyai luas permukaan rata-rata 200-600 m2 / gr

2. Volume pori 0.2 – 0.7 cm3 / gr3. Diameter rata-rata 33-150 Å

MetodeMetode

Memilih mekanisme reaksiMenentukan TPLMenuliskan neraca ‘site’Menentukan persamaan laju

reaksi

Reaksi : Reaksi :

Mekanisme Reaksi 1.C4H9OH + ∗ C4H9OH ∗

2.C4H9OH ∗ + ∗ C4H8 ∗ + H2O∗

3.C4H8 + ∗ C4H8 ∗

4.H2O + ∗ H2O∗

KeteranganReaksi 1, 3, 4 Adsorpsi – Desorpsi Reaksi 2 Reaksi Permukaan

CC44HH99OH OH C C44HH88 + H + H22OO SiAl

Langmuir - Hinshelwo

od

TPL

AA B B + +

C C SiAl

Penentuan Laju ReaksiPenentuan Laju Reaksi

CA.S = KA PA Cv

CB.S = KB PB Cv

CC.S = KC PC Cv

Ct = Cv + CA.S + CB.S + CC.S

Subtitusi ke pers.

Karena reaksi reversibel, maka :◦Reaksi maju, dan

◦Reaksi Balik

Sehingga,

Pada kondisi kesetimbangan, laju reaksi maju HARUS sama dengan reaksi balik, shg :

Di subtitusi ke pers. Laju reaksi reversibel

Persamaan laju reaksi yang Persamaan laju reaksi yang didapat :didapat :

Kondisi operasi :Kondisi operasi :0,1 mL/min (10 wt% 2-butanol dalam air)Temperatur 513KTekanan 52 barVolume cairan tetapDialirkan gas inert He 200-215 cm3 (STP)/min

Reaktor yang digunakan :Reaktor yang digunakan :Continous Reactor

Evaluasi Persamaan Laju Evaluasi Persamaan Laju ReaksiReaksi Data diambil dari thesis J.F. Maurer (Ph.D. University of Michigan) berjudul

“The dehydration of n-butyl alcohol (butanol) over an alumina-silica catalyst” yang dilakukan pada reaktor diferensial dengan temperature 750 oF.

Evaluasi (Lanjutan)Evaluasi (Lanjutan)Dengan metode initial rate dimana produk belum terbentuk sehingga

PBO dan PCO = 0  

Dilinearisasi

k

Y= a0 + a1 (PAO)

(- r') PA0 (PA0 /(-r')0.5

0 00.275 4.5 4.05

0.5 27 6.450.77 54 8.140.77 112 12.060.5 229 21.4

Data dari grafik –r’ dengan PAO

Evaluasi (Lanjutan)Evaluasi (Lanjutan)

Evaluasi (Lanjutan)Evaluasi (Lanjutan)

Evaluasi (Lanjutan)Evaluasi (Lanjutan)

TERIMA KASIHTERIMA KASIH

Mekanisme Reaksi Adsorpsi1. A + S A.S

Reaksi Permukaan2. A. S + S B.S + C.S

Desorpsi3. B.S B + S4. C.S C + S

A = ButanolB = ButeneC = Air

TPL

Karena setimbang

Laju yang ada di jurnal

Laju yang didapat

Linearisasi

Catalytic Reaction Test

Metode Penelitian

Unggun Katalis

Quartz sand

Produk Cair (W, Kadar Butanol Sisa ??)

Si-lin-der Gas He

Flow meter

Quartz wool

Heating mantle

Butanol Bubbler Tube

Gaseous Sample(W, Komposisi % berat)

Ice-Water bath

Tungku listrik

Thermocouple

Sample Injection Methode

He

liquid drop

W injection??

Reaction operation : butanol 3 g inject, 30 min. product samples collected