2020_TS_TK_JUDISTIRA_23018014_CAVER.pdf?
PUBLIC Budi Cahyadi BAB1 Judistira
PUBLIC Budi Cahyadi BAB2 Judistira
PUBLIC Budi Cahyadi BAB3 Judistira
PUBLIC Budi Cahyadi BAB4 Judistira
PUBLIC Budi Cahyadi BAB5 Judistira
PUBLIC Budi Cahyadi PUSTAKA Judistira
PUBLIC Budi Cahyadi
OKSIDASI KATALITIK BENZENA
MENGGUNAKAN KATALIS CuO/?-Al2O3
DALAM REAKTOR ALIRAN BOLAK-BALIK SKALA PILOT:
PEMODELAN, SIMULASI, EKSPERIMEN, DAN VALIDASI
Oleh
Judistira
NIM: 23018014
(Program Studi Magister Teknik Kimia)
Pabrik PTA memiliki gas buang yang mengandung benzena berkonsentrasi kecil.
Benzena merupakan salah satu senyawa VOC yang bersifat toksik, karsinogenik,
dan banyak dihasilkan oleh industri petrokimia. Metode pengolahan benzena yang
paling efektif adalah oksidasi katalitik yang membutuhkan energi besar. Untuk
mengurangi konsumsi energi, proses pengolahan benzena dilakukan dengan
menggunakan Reaktor Airan Bolak-Balik (RABB). Penelitian ini bertujuan untuk
membangun dan memvalidasi model persamaan RABB skala pilot, menentukan
nilai switching time yang memberikan unjuk kerja RABB terbaik, dan menentukan
kemampuan ototermal proses oksidasi katalitik benzena dengan katalis komersial
7% CuO/?-Al2O3.
Dinamika propagasi panas sepanjang RABB dilihat dengan memvariasikan
switching time. Generasi panas pada bagian katalis digantikan dengan heater saat
tidak terjadi reaksi. Saat terjadi reaski, panas oksidasi katalitik benzena digunakan.
Pada pembentukkan model dan validasi, eksperimen dan simulasi dilakukan dengan
umpan udara dan variasi switching time 30 menit dan 60 menit. Simulasi persamaan
model dilakukan dengan Flex PDE Versi 6.50 dengan persamaan model
perpindahan massa One Dimensional Model with Axial Mixing dan Basic One
Dimensional Model untuk model perpindahan energi sampai temperatur hasil
simulasi mendekati hasil eksperimen (valid). Setelah persamaan model valid,
simulasi dilakukan dengan variasi switching time 120 menit dan 360 menit untuk
umpan udara, serta 30 menit dengan umpan benzena 500 ppm.
Persamaan model dibentuk dan divalidasi dengan nilai UA pada bagian inert dan
pada bagian katalis sebesar 1,67×10-3 J/(K·s) dan 2,31 J/(K·s). Peningkatan nilai
switching time dalam operasi RABB memberikan nilai heat loss yang semakin
besar dan mengakibatkan menurunnya temperatur operasi di dalam reaktor. Nilai
switching time yang memberikan unjuk kerja reaktor terbaik adalah 30 menit, di
mana reaktor beroperasi pada rezim sliding dan dapat beroperasi pada temperatur
maksimum 152oC. Proses oksidasi katalitik benzena dengan konsentrasi 500 ppm,
temperatur umpan 123oC, dan laju alir 2L/s pada RABB skala pilot dengan katalis
komersial 7% CuO/?-Al2O3 tidak dapat berlangsung secara ototermal.