Perpustakaan Digital ITB

ABSTRAK OKSIDASI KATALITIK BENZENA MENGGUNAKAN KATALIS NANO-CuO/?-Al2O3 DALAM REAKTOR UNGGUN TETAP: PEMODELAN, SIMULASI, DAN EKSPERIMEN Oleh Ryan Adrian Rahardi 23016042 (Program Studi Magister Teknik Kimia) Benzena merupakan salah satu senyawa polutan di udara yang bersifat toksik, karsinogenik, dan umumnya dihasilkan dari industri petrokimia. Oksidasi katalitik merupakan metode yang paling baik dalam mengolah benzena. Penelitian ini melakukan pengembangan katalis nano berbasis tembaga oksida dan metode operasi reaktor aliran bolak-balik. Penelitian ini bertujuan untuk menguji kinerja katalis berbasis tembaga oksida yang telah dikembangkan, menentukan data kinetika dari katalis tersebut, dan melakukan pemodelan dan simulasi reaktor aliran bolak-balik. Pengujian aktivitas dilakukan pada 9 variasi katalis nano-CuO/?-Al2O3 dan katalis komersial dari Pabrik PTA. Percobaan dilakukan dengan waktu tinggal 0,24 s dengan konsentrasi benzena dalam umpan 5.000 ppm. Penentuan parameter kinetika oksidasi benzena dilakukan dengan memvariasikan waktu tinggal dan temperatur reaksi. Model persamaan kinetika yang digunakan adalah hukum pangkat. Simulasi reaktor aliran bolak-balik dilakukan dengan menggunakan one dimensional pseudohomogeneous model, baik untuk persamaan neraca massa maupun neraca energi, dengan menggunakan software FlexPDE V.06 pada switching time 10, 30, dan 60 menit. Hasil pengujian aktivitas menunjukkan bahwa aktivitas katalis nano lebih rendah dibandingkan katalis komersial. Katalis komersial dapat mengonversi benzena 86% pada suhu 300oC sedangkan konversi katalis nano berkisaran 20-30%. Katalis komersial memiliki orde reaksi terhadap benzena 1,54 dan energi aktivasi sebesar 52 kJ/mol dengan tetapan arrhenius 2,1x106. Berdasarkan hasil simulasi, ST 60 menit gagal untuk menahan panas sedangkan ST 30 dan 10 menit berhasil menahan panas. Switching time 30 menit memiliki time lag yang lebih lama dari 10 menit. Simulasi menunjukkan bahwa sistem RABB mampu menjaga konversi dan temperatur walau terjadi gangguan perubahan konsentrasi umpan. Kata kunci: Oksidasi Katalitik, Benzena, Kinetika, Katalis Tembaga, Pemodelan dan simulasi, Reaktor Aliran Bolak-Balik.