PENGEMBANGAN PROSEDUR START-UP REVERSE FLOW REACTOR SKALA PILOT UNTUK OKSIDASI KATALITIK BENZENA TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh ABDUSSALAM TOPANDI NIM: 23017043 (Program Studi Magister Teknik Kimia) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Mei 2019 i ABSTRAK PENGEMBANGAN PROSEDUR START-UP REVERSE FLOW REACTOR SKALA PILOT UNTUK OKSIDASI KATALITIK BENZENA Oleh Abdussalam Topandi NIM: 23017043 (Program Studi Magister Teknik Kimia) Benzena merupakan kelompok senyawa Volatile Organic Compound (VOC) kategori senyawa aromatik yang bersifat karsinogenik sehingga membahayakan lingkungan. Oksidasi katalitik merupakan metode terbaik dalam mengolah VOC yang ditinjau dari unjuk kerja, rentang kerja, fleksibilitas, dan biaya operasi. Reverse Flow Reactor (RFR) merupakan salah satu reaktor oksidasi katalitik yang dioperasikan dalam kondisi tak tunak. Prosedur start-up RFR skala pilot dilakukan dalam tiga metode start-up, yaitu mengalirkan udara dengan aliran satu arah, mengalirkan udara dengan aliran bolak-balik, dan mengalirkan udara disertai pengumpanan benzena dengan aliran bolak-balik. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh prosedur start-up RFR skala pilot yang optimal. Prosedur operasi start-up RFR dapat mempengaruhi kebutuhan energi yang diperlukan dalam proses oksidasi benzena dengan katalis komersial 7% CuO/ γ-Al2O3. Kondisi operasi optimum aliran satu arah dengan umpan udara adalah temperatur preheater 138 o C, temperatur zona katalis 350 o C, dan laju alir umpan 1,75 liter per detik. Kondisi operasi optimum tersebut menghasilkan temperatur reaktor maksimum sebesar 138 o C, selisih temperatur hilang panas sebesar 23 o C, dan waktu untuk mencapai kondisi tunak selama 190 menit. Kondisi operasi optimum aliran bolak-balik dengan umpan udara adalah switching time 35 menit. Kondisi operasi optimum tersebut menghasilkan temperatur reaktor maksimum sebesar 155,5 o C dan waktu untuk mencapai kondisi tunak selama 225 menit. Switching time yang rendah menghasilkan temperatur maksimum reaktor yang lebih tinggi. Metode dengan pengumpanan benzena dilakukan dengan cara diumpankan udara terlebih dahulu selama 360 menit dengan switching time 30 menit. Konversi benzena maksimum yang diperoleh adalah 31%. Kata kunci: Reverse Flow Reactor, oksidasi benzena, prosedur start-up, CuO/ γ- Al2O3 iii ABSTRACT PROCEDURE DEVELOPMENT OF PILOT SCALE REVERSE FLOW REACTOR START -UP FOR BENZENE CATALYTIC OXIDATION By Abdussalam Topandi NIM: 23017043 (Master’s Program in Chemical Engineering) Benzene is a group of Volatile Organic Compound (VOC) in the category of aromatic compounds that are carcinogenic which endanger the environment. Catalytic oxidation is the best method of processing VOC in terms of performance, work span, flexibility, and operating costs. The Reverse Flow Reactor (RFR) is one of the catalytic oxidation reactors which is operated in unstable conditions. Pilot- scale RFR start-up procedure is carried out in three start-up methods are air flowing in one-way flow, flowing air with the reverse flow, and flowing air with benzene feeding with the reverse flow. This research was conducted to obtain an optimal pilot scale RFR start-up procedure. The RFR start-up operation procedure can affect the energy requirements needed in the oxidation process of benzene with commercial catalysts 7% CuO / γ-Al2O3. The optimum operating conditions for one-way flow with air feeding are the preheater temperature of 138 o C, the catalyst zone temperature of 350 o C, and the feed flow rate of 1.75 liters per second.