Membran Reaktor untuk Pembuatan dan Pemurnian Isomer Xylene

Abstract

Abstrak

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 tetraethylortosilicate (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.

Kata kunci: membran reaktor, isomer, xylene, zeolit, silika alumina, hidrotermal

Abstract

Membrane fusion reactor is the concept of system reactions and separation processes of purification. These membranes are called also catalyst membrane or catalyst-membrane system. With the reactor membrane is expected conversion of a reaction can be increased and obtained a product having a higher purity. As the silica alumina catalyst used measuring 1.0 mm. MFI zeolite coated inorganic membranes covering the entire surface of the catalyst. The raw materials used include tetraethylortosilicate (TEOS) as the source of silicates and organic template tetrapropyl 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 performed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron observations with Mycroscope (SEM). Pore ​​characteristics were studied using physisorption method and BJH pore size distribution. In addition, the selectivity of the test is also conducted and alkylation of toluene and xylene. Based on observations using XRD indicates a structure of MFI zeolite membrane on the resulting catalyst samples. Reinforced with SEM showed that the MFI zeolite membrane coating the entire surface of the silica alumina pellets and there are indications of the silica alumina composites in the border area between zeolite membrane or outer coating with silica alumina catalyst. The results show that the results of MFI zeolite reactor  membrane has the potential to be applied as a catalyst membrane that is highly selective to form a molecule.

Keywords : reactor membrane, isomers, xylene, zeolite, silica alumina, hydrothermal