kdi presentasi

8/17/2019 KDI PRESENTASI

1/69

KATALIS DALAMINDUSTRI

1. Katalis Homogen dan Heterogen

2. Prinsip dan Aplikasi

Pokok Bahasan :


2/69

KAT

HOMO

Ras

(13


3/69

Definisi

Katalis homogen adalah katalis yang memiliki atau bisa

satu fasa dengan reaktan dan pelarutnya

Rasyid Shiddiq Eka M | (13/


4/69

Contoh Katalis Homogen:

– Reaksi berkatalis homogen, fase gas

CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) katalis: NO (g)

CH3CHO (g) → CH4 (g) + CO (g) katalis: uap I2

– Reaksi berkatalis homogen, fase cair

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 | Katalis: as

CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH | Kata



5/69

Sifat-sifat Katalis Homoge

– Keunggulan:

– Aktivitas dan selektivitasnya tinggi, tidak mudah tekeberadaan pengotor.

– Mudah dioperasikan.

– Mudah dimodifikasi.

– Kekurangan:

– Sulit dipisahkan dari campuran reaksi.

– Kurang stabil pada suhu tinggi.



6/69

MEKA

DAN COREA

L

(13/34


7/69

Contoh Katalis Homogen

Katalis wujud gas dan pereaksi wujud gas

Katalis uap nitroso pada pembuatan gas SO3 dan gas SO

2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)

Katalis wujud cair dan pereaksi wujud cair

Katalis asam pada proses hidrolisa sukrosa

C12H22O11 (s) + H2O(l) C6H12O6(aq) +C6H12O6(aq)

Lea Afio Vidyasti | (13/34


8/69

Mekanisme Katalis Homo

Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau le

untuk membentuk suatu perantara kimia yang selanjutn

membentuk produk akhir reaksi.

Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di

melambangkan katalisnya :

A + C → AC (1)

B + AC → AB + C (2)



9/69

Meskipun katalis (C) bereaksi pada reaksi 1, namun sela

dihasilkan kembali pada reaksi ke 2, sehingga untuk reak

keseluruhannya menjadi :

A + B + C → AB + C



10/69

Contoh

Reaksi fase gas

CO + 1/2 O2 CO2

Dengan adanya katalis NO2 maka prosesnya menjadi :

CO + NO2 CO2 + NO

NO + 1/2 O2 NO2

Sehingga dapat diperoleh kembali hasil



11/69

Kinetika Reaksi Berkatali

Homogen



12/69

Homogen



13/69

KAT

HETER

Novi

13/


14/69

Pengertian

Katalis heterogen merupakan katalis yang ada dalam fas

pereaksi dalam reaksi yang dikatalisisnya

Pada umumnya, katalis heterogen dibuat dari unsur-unsu

sebab memiliki sifat pengadsorpsi gas yang baik

Novira Jayanti Puteri | (13


15/69

– Penggunaan katalis heterogen biasanya pada suhu dan

– Umumnya katalis heterogen berupa zat padat yang ter

atau oksida logam

– Tidak bersifat korosif

– Mudah dipisahkan dari produk dengan cara filtrasi

– Dapat digunakan berulang kali dalam jangka waktu ya

– Meningkatkan kemurnian hasil karena reaksi samping

dieliminasi

Novira Jayanti Puteri | (13


16/69

MEKA

DAN COREA

Rana

(13/34


17/69

Mekanisme Katalis Heter

1. Difusi molekul-molekul pereaksi menuju permukaan

2. Adsorpsi molekul-molekul pereaksi pada permukaan

3. Reaksi pada permukaan

4. Desorpsi hasil dari permukaan

5. Difusi hasil dari permukaan menuju badan sistem

Rana Surya Ningtyas | (13/34


18/69

Contoh Reaksi Katalis

HeterogenC2H4(g) + H2(g) C2H6(g) m!ggu!aka! katalis Cu"#!

Rana Surya Ningtyas | (13/34


19/69

KELE

DKEKUR

D

(13/34


20/69

Katalis Homogen

K$%$&IH'N

– 'ktiitas a!

slktiitas!*a ti!ggi

– iak mua, t-a.u!i /l,

k0-aaa! p!g/t/-– ua, i/p-asika!

– ua, im/ikasi

– ua, u!tuk iplaa-i

K$K'N'N

• 7ulit ipisa,ka.ampu-a! -a

• Ku-a!g sta0il pti!ggi

Della Damayanti | (1


21/69

Katalis Heterogen

K$%$&IH'N

– ua, ipisa,ka! a-i

.ampu-a! -aksi

– a,a! a! -lati8 sta0il t-,aap

su,u *a!g -lati8 ti!ggi

– 9apat igu!aka! 0-ula!g kalialam a!gka aktu lama

– !i!gkatka! kmu-!ia! ,asil

ka-!a -aksi sampi!g apat

ilimi!as

– iak k/-/si8

K$K'N'N

• 9iaktiasi t-l0a,ulu s0lum

<

Della Damayanti | (1


22/69

Prinsip

Katalis

Kurni

(13/34


23/69

Katalis apat mmp-.pat -aksi !ga! .a-amenurunkan Energi Aktivasi reaksi<

Hu0u!ga! a!ta-a energy of

reacting particles -susreaction path u!tuk kasus-aksi ks/t-mik

Energi aktivasi reaksim-upaka! 0a!*ak!*a!-gi mi!imum *a!gi0utu,ka! /l, -aksiaga--aksi apat0-la!gsu!g<

Kurnia Anisa Agustin | (13


24/69

Katalis tetap ikut dalam jalannya reaksi, tetapi

kondisi akhir, katalis akan keluar lagi namun d

konteks tertentu tidak dalam bentuk dan jumla

sama.

Katalis hanya mempercepat reaksi yang secara termodinamika dimungkinkan terjadi.

Prinsip Kerja Katalis

Kurnia Anisa Agustin | (13


25/69

DEAK

KAT

DAL

INDU


26/69

(13/3

PENGE

DEAK


27/69

– 9aktiasi katalis m-upaka! p!u-u!a! aktiitas

slktiitas katalis slama pmakaia! katalis t-s

=!u-u!a! aktiitas a! slktiitas katalis *a!g t

t-us"m!-us paa aktu t-t!tu aka! m!*0a

tiak apat igu!aka! lagi u!tuk m!gkatalisis -

!ga! kata lai!> katalis t-s0ut tla, mati< 7mp-/ss aktiasi *a!g t-ai> smaki! p!k um

katalis<

– 7.a-a umum> p!*0a0 t-ai!*a 9aktiasi kat

ka-!a =-a.u!a!> =!.ma-a!?p!g-aka!> a!

Niken Hastuti | (13


28/69

PENY

DEAK


29/69

Fouling (Pengerakan)

– Pengerakan terjadi jika ada zat-zat dalam reaktor tepermukaan katalis dan menutup pori-pori (atau activ

secara fisik

– Reaksi molekul organik pada padatan katalis selalu pembentukan produk sekunder dengan massa molek

tinggi yang terdeposisi pada permukaan katalis. Sedikenal sebagai kokas yang akan membloking akse

aktif sehingga akan menyebabkan deaktivasi

Ahmad Fauzan | (12/


30/69

– Ka-0/! (./k?k/kas) m-upaka! 0!tuk k-akumum> a! p-/ss pm0!tuka!!*a i!amisal!*a> pm0!tuka! ./k (C) paa -aksi ,i-/ka-0/! !ga! katalis silika"alumi!a:

C1@H22 → C5H12 + C4H1@ + C(s)

Ahmad Fauzan | (12/


31/69

Beberapa hal yang dapat dilakukan untuk meminimasi c

– Mengoperasikan reaktor dengan waktu tinggal yang

– Menambahkan hidrogen ke dalam aliran mengkonversi karbon (fase gas) menjadi metana

– Meminimasi suhu upstream dari unggun (bed) karbon (fase gas) kurang mudah terbentuk pada suh

Ahmad Fauzan | (12/


32/69

Poisoning

– Peracunan katalis terjadi karena terdapat beberapa un

dalam senyawa yang diumpankan ke dalam reaktor ya

dengan mudah secara kimia ke permukaan katalis seh

menutupi situs aktif katalis dalam melakukan fungsin

racun katalis ini teradsorpsi pada katalis secara lebih

dibandingkan dengan reaktan sehingga aktivitas kataterganggu

Nindy Flawerina Mandasari | (12/3


33/69

Ada 3 jenis utama racun, yaitu:

1.Molekul-molekul dengan heteroatom yang reaktif (mi

2.Molekul-molekul dengan ikatan kompleks antar atom

hidrokarbon tak jenuh)

3.Senyawa-senyawa logam atau ion-ion logam (misal: H

Cu, Fe)



34/69

Peracunan pada Katalis L

– Katalis logam yang mudah teracuni adalah logam golo

IB (Cu, Ag, Au)

– Racun yang sangat efektif dalam proses deaktivasi kat

adalah:

1. Molekul yang mengandung unsur-unsur golongan VB da

P, As, Sb dan O, S, Se, Te

2. Senyawa logam berat Logam berat yaitu merkuri, timba

timah, cadmium, dam tembaga dapat mengurangi aktiv

3. Molekul yang memiliki ikatan rangkap seperti CO, seny

dan molekul organik yang teradsorpsi kuat



35/69

Peracunan pada Katalis n

Logam

– Penelitian yang banyak dilakukan tentang peracunlogan adalah pada katalis perengkahan. Biasanya k

berupa oksida asam yang berperan dalam pros

perengkahan, serta reaksi yang melibatkan ik

Kebanyakan katalis perengkahan adalah alumina,

alumina. Senyawa yang mengandung nitrogen me

untuk katalis tersebut



36/69

– Dalam reaksi hidrogenasi metil ester asam lemak men

katalis CuCrO4 terdapat 2 tipe racun katalis yaitu rac

menurunkan aktivitas sementara dan racun yang men

aktivitas secara permanen. Contoh racun katalis yang

menurunkan aktivitas sementara adalah air, sabun, a

gliserin, dan gliserida. Sedangkan zat yang dapat menaktivitas katalis secara permanen contohnya adalah se

mengandung halogen, sulfur, dan fosfor (Thakur et al.,



37/69

Merupakan proses deaktivasi termal, yaitu proses fisik y

dengan :

– Hilangnya area material pengembang atau basa oksid

– Hilangnya penyebaran kristal logam pada katalis loga

– Penurunan komponen logam dalam katalis

Proses Sintering

Gianina Amanda | (12/33


38/69

Berdasarkan tipe katalis yang digunakan, proses sinterin

dibedakan menjadi dua :

– Katalis merupakan material tipe pengemban dengan d

operasional normal sampai tinggi, misal SiO2 dan Al2O

– Katalis dengan bahan aktif berupa logam yang diemba

pengemban oksida dengan daerah suhu operasional tin

logam Pt yang diembankan pada silika atau alumina



39/69

Mekanisme proses sintering :

– Penguapan – kondensasi

– Difusi volume

– Difusi permukaan

– Difusi butiran di daerah batas antar butiran



40/69

Proses Sintering



41/69

REGEN

KAT

DAL

INDS

(13/34


42/69

Tujuan dari regenerasi katalis ialah mengembal

keadaan semula untuk kembali memperoleh kine

denggan menghilangkan deaktivatornya.

Pratiwidianti V. | (13/


43/69

Kemampuan untuk meregenerasi katalis tergantung

katalis tersebut untuk diaktivasi kembali.

Deaktivasi yang disebabkan oleh peracunan ( poisoning

secara irreversibel biasanya tidak berhasil diregenerasi

Beberapa racun dapat dibersihkan dengan cara pe

atau oksidasi tetapi yang lainnya tidak dapat dibmerusak katalis.

Dari beberapa penyebab deaktivasi, hanya deaktivasi

( fouling) karena pembentukan karbon dan coke saj

diregenerasi



44/69

Proses Regenerasi

Untuk katalis yang teracuni oleh sulfur, ikatan logam-

diputuskan dengan menambahkan steam. Contohny

logam nikel:

Ni-S + H2O → NiO + H2S … (i)

H2S + 2 H2O SO⇔ 2 + 3 H2 … (ii)

Catatan:Kesetimbangan reaksi (ii) yang menggeser H2S dica

yang sangat tinggi (>700OC). Artinya, sintering k

persoalan (karena suhu sintering Ni ≈ 500OC). S

biasanya merupakan racun untuk beberapa katalis.



45/69

Proses regenerasi yang berlangsung lambat dapat d

meningkatnya batasan termodinamika atau tahana

menutupnya pori-pori katalis. Peningkatan tahanan

menurunkan effectiveness factor katalis.

Pengontakan katalis dengan aliran gas bersuhu tingg

waktu lama dapat memicu terjadinya sintering

aktivitas katalis secara ireversibel



46/69

– Regernerasi katalis yang terdeaktivasi oleh coke biasa

dengan proses gasifikasi menggunakan oksigen, steam

atau karbon dioksida :

– C + O2 CO2 (iii)

– C + H2O CO + H2 (iv)

– C + 2H2 CH4 (v)

– C + CO2 2CO (vi)



47/69

– Reaksi III berlangsung sangat eksotermik sehingga da

menghasilkan suhu lokal yang tinggi di dalam katalis

itu suhu harus benar-benar dikontrol untuk mencegah

sintering



48/69

APLI

KAT

HOMODAL

INDU


49/69

Contoh Aplikasi Katalis

Homogen Dalam Industri

– Katalis Homogen jarang digunakan dalam Industri

P b t F l


50/69

Pembuatan Fenol

P dkiF l


51/69

Produksi Fenol

Pembuatan fenol biasanya melalui proses cumene. Terdap

1.Produksi cumene

2.Konversi cumene menjadi cumene hydroperoxide

3.Dekomposisi cumene hydroperoxide


52/69

Foto udara pabrik pembuatan fenol dan propanone d


53/69

1.Pembuatan cumene

Cumene/isopropylbenzene

Reaksi Friedel-Craft


54/69

2.Konversi cumene menjadi cumene hydroperoxide


55/69

Unit proses oksidasi cumene menjadi cu

hydroperoxide


56/69

3.Dekomposisi cumene hydroperoxide


57/69

Unit destilasi untuk memisahkan fenol dan p

AplikasiKatalisHomogenD


58/69

Aplikasi Katalis Homogen D

Industri

Biasanya katalis homogen jarang di jumpai pada perco

percobaan di laboratorium kimia kimia atau biasanya

pada industri-industri tertentu saja,misalnya industry

industry obat-obatan atau industry kosmetik dan indu

Selain itu,beberapa industri petrokimia seperti produ

asetat, alkilasi olefin, dan hidroformilasi juga menggu

katalisis homogen.

Yosy Purnamasari | (12/3


59/69

– Katalis homgen yang sering digunakan dalam kehidup

ialah katalis basa dan katalis asam.Banyak reaksi org

bersangkutan yang dengan salah satu katalis tersebut

bronsted merupakan transfer ion hydrogen dari substr

X + HA HX+ + A- Kemudian HX+ bereaksi



60/69

– Yang merupakan proses primer dalam pelarutan ester

ketonel, dan inversi sukrosa. Katalis basa bronsted me

transfer ion hydrogen dari substrat ke basa :

XH + B X- + BH+ Kemudian X- bereaksi

– Ini merupakan tahap primer dalam isomerasi dan hal

senyawa organic, dan dalam reaksi claisen dan adol.


CON


61/69

CON

APL

KATHETE

PENGGUNNi!"E#LIT

%I$R#GENA#KTA

Tujuan


62/69

Tujuan

Senyawa 1-oktadekena merupakan senyawa rantaimemiliki ikatan rangkap di ujung, maka melalui rea

senyawa tersebut diharapkan terjadi reaksi adisi atau pe

rangkap diujung dan dilanjutkan dengan pemutusan

panjang menjadi ikatan rantai pendek yang diharapka

rentang komponen senyawa gasoline(C6– C11).

Ni?#/lit

Ni Hi-/g!asi

#/lit=-!gka,

a!

Indrawanti M

ReaksiHidrogenasi


63/69

Reaksi Hidrogenasi

– Penggunaan katalis logam didasarkan pada ketersedia

Lewis, dimana situs tersebut merupakan bagian penti

mampu mengadsorpsi umpan pada permukaan katalis


64/69

ReaksiPerengkahan


65/69

Reaksi Perengkahan

Kusuma Putri Suwondo | (13/34

Penggunaan zeolit sebagai pengemban logam aktif didasapada kerangka yang dimilikinya dan keberadaan situs Br

Pada umumnya penggunan zeolit sebagai katalis untuk

mengarahkan terjadinya reaksi perengkahan (cracking).


66/69

Kusuma Putri Suwondo | (13/34

Kesimpulan


67/69

Kesimpulan

– Katalis homogen adalah katalis yang memiliki atau bsatu fasa dengan reaktan dan pelarutnya. Keung

aktivitas dan selektivitasnya tinggi, tidak mudah

keberadaan pengotor, mudah dioperasikan, dan muda

Namun kurang stabil pada suhu tinggi.

Shal Gin


68/69

– Katalis heterogen merupakan katalis yang ada dalam

dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisisnya. Pad

katalis heterogen dibuat dari unsur-unsur logam trans

memiliki sifat pengadsorpsi gas yang baik. Penggunaa

heterogen biasanya pada suhu dan tekanan tinggi, tida

korosif, dan dapat digunakan berulang kali dalam jang

lama.


69/69

– Prinsip kerja katalis yaitu, katalis tetap ikut dalam jtetapi pada kondisi akhir, katalis akan keluar lagi

konteks tertentu tidak dalam bentuk dan jumlah yang

– Selain itu, suatu katalis mampu mengalami deaktivauntuk mengatasinya, diperlukan suatu regenerasi,

dari regenerasi katalis ialah mengembalikan katal

semula untuk kembali memperoleh kinerja yang menghilangkan deaktivatornya.

kdi presentasi

Documents