Pembuatan Di Etil Eter Dengan Bahan Baku Etanol dan Katalis Zeolit Dengan Metode Adsorpsi Reaksi

Nama Mahasiswa : 1. Ananta Kharismadi

: 2. Agy Yogha Pradana

NRP : 1. 2306 100 112

: 2. 2306 100 114

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Achmad Roesyadi, DEA.

Laboratorium : Teknik Reaksi Kimia

PENDAHULUAN

Proses pembuatan Dietil Eter dari etanol teknis dengan katalis berbasis zeolit dapat menghasilkan Dietil Eter dengan kemurnian yang lebih tinggi karena tidak ada senyawa katalis yang terikut dalam produk. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui data yield pembentukan Dietil Eter dibandingkan dengan etanol sebagai bahan baku dan mengetahui kondisi operasi optimum dalam reaksi.

Zeolit bisa menyerap dan mengikat air karena partikel air lebih kecil daripada partikel etanol. Proses itu terjadi karena pori-pori zeolit bersifat molecular sieves. Artinya, molekul zeolit hanya bisa dilalui oleh partikel-partikel berukuran tertentu. Karena itulah proses pemurnian bioetanol dengan zeolit sintetis dinamakan juga proses molecular sieves. (Sulistiawan,2009). Penelitian yang dilakukan oleh Lu dkk (2007) juga menunjukkan bahwa zeolit lebih banyak mengadsorb air daripada etanol.

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Varisli dkk (2007), proses dehidrasi yang dilakukan dengan menggunakan katalis zeolit, dietil eter cenderung terbentuk dalam jumlah besar apabila proses dilakukan pada suhu rendah yaitu pada suhu 1800C, sedangkan apabila dilakukan pada suhu tinggi, di atas 2500C, yang lebih banyak terbentuk adalah etilene. Varisli juga memperlihatkan bahwa keberadaan uap air dapat menurunkan aktivitas dari katalis, sehingga untuk meningkatkan efektivitas reaksi, kadar air dalam etanol perlu dikurangi dengan metode adsorpsi.

Penelitian ini secara khusus bertujuan mempelajari pengaruh konsentrasi etanol terhadap produk dietil eter yang dihasilkan, mempelajari pengaruh suhu operasi terhadap produk dietil eter yang dihasilkan, membandingkan aktivitas zeolit alam dan alumina dengan mengukur konversi etanol.

METODOLOGI

Dalam penelitian ini pertama-tama yang dilakukan adalah membuat katalis zeolit alam dengan metode dealuminasi dan kalsinasi. Etanol dengan konsentrasi 85%, 90%, dan 95% di uapkan dan di adsorb dengan molecular sieve dan selanjutnya direaksikan di dalam reactor dengan suhu awal 140oC, 160oC, 180oC, 2000C, 2200C, dan 2400C dengan menggunakan katalis zeolit dan alumina. Produk yang dihasilkan di kondensasi dan selanjutnya di analisa dengan gas cromatography.

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

140 160 180 200 220 240

Etanol 95%

etanol

90%

etanol

85%

Ko

nver

si

Suhu (oC)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Peningkatan konsentrasi etanol lebih kurang 2%. Pengurangan dikarenakan sebagian air ada di dalam larutan etanol diadsorp oleh molecular sieve. Hasil ini seusai dengan pendapat dari Lu dkk (2007) yang menyatakan bahwa molecular sieve dalam praktiknya lebih banyak mengadsorp air daripada etanol. Hasil ini juga serupa dengan penelitian yang dilakukan Doni, dkk (2007) dimana terjadi peningkatan konsentrasi etanol dengan kisaran peningkatan antara 2 sampai 4 persen.

Gambar 1. Grafik konversi pada tiap suhu dan konsentrasi etanol awal Perbandingan konversi dari masing-masing konsentrasi awal dapat dilihat pada Grafik

1. Dari grafik tersebut terlihat bahwa konversi meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi etanol. Dari perbandingan ini dapat diketahui bahwa keberadaan air dalam etanol dapat menghambat reaksi dehidrasi.Dari situ juga terlihat bahwa konversi etanol meningkat seiring dengan pertambahan suhu. Hal ini seusai dengan hasil penelitian dari Varisli (2007) yang memperlihatkan hasil yang sama.

Selain konversi etanol terhadap konsentrasi etanol awal juga dibandingkan konversi etanol pada katalis yang berbeda. Katalis yang dibandingkan adalah zeolit alam dan alumina. Dari hasil perbandingan yang terlihat pada Grafik 2 dapat terlihat bahwa konversi yang dihasilkan dengan menggunakan katalis alumina hampir sama dengan konversi yang dihasilkan oleh zeolit alam. Perbedaan yang timbul dapat diakibatkan oleh banyaknya pengotor yang terdapat dalam zeolit alam, seperti yang terlihat pada hasil XRF, sedangkan alumina yang digunakan adalah alumina tanpa pengotor.

Gambar 2. Grafik konversi pada tiap suhu dan katalis zeolit alam dan alumina

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

140 160 180 200 220

Alumina

Zeolit

alam

Konver

si

Suhu (oC)

KESIMPULAN Dari penelitian yang sudah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Penggunaan molecular sieve dapat meningkatkan konsentrasi etanol sebesar kurang lebih 2 % dimana kenaikan terbesar pada konsentrasi awal 85% dengan kenaikan 2,879%.

2. Pada konsentrasi etanol 95% didapat konversi terbesar pada suhu 2400C sebesar 0,9974 dan yield terbesar pada suhu 1800C sebesar 0,1166 mol DEE/mol etanol.

3. Pada konsentrasi etanol 90% didapat konversi terbesar pada suhu 2400C sebesar 0,9719 dan yield terbesar pada suhu 1800C sebesar 0,1557 mol DEE/mol etanol.

4. Pada konsentrasi etanol 85% didapat konversi terbesar pada suhu 2400C sebesar 0,9651 dan yield terbesar pada suhu 1800C sebesar 0,1321 mol DEE/mol etanol.

5. Semakin tinggi konsentrasi etanol maka konversi etanol semakin besar. 6. Semakin tinggi suhu operasi maka konversi etanol semakin besar. 7. Penggunaan katalis alumina menghasilkan konversi etanol 0,9834 pada suhu 220oC,

lebih baik daripada dengan menggunakan zeolit alam yang menghasilkan konversi 0,9555 pada 220oC.

DAFTAR PUSTAKA 1. Lu, Linghong, Shao, Qing, and Huang, Liangliang, 2007,Simulation of Adsorption

and Separation of Ethanol-Water Mixture With Zeolite and Carbon Nanotube,www.sciencedirect.com

2. Sulistyawan, Dony dan Saputri, Shinta Sylvia Dewi, 2009, Studi Pemurnian Alkohol Dengan Zeolit, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

3. Varisli, D, T Dogu, and G Dogu, 2007, Ethylene and diethyl-ether production by dehydration reaction of ethanol over different heteropolyacid catalysts, Chem Eng Sci, www.elsevier.com