Pengaruh preparasi dan penambahan timah putih (Sn) terhadap pembentukan karbon pada katalis reformasi kukus dengan pendukung magnesia (MgO)

Abstract

The mostly problem in steam reforming of hydrocarns deactivation of catalyst due to carbon formation on catalyst. Therefore it is necessary to conduct investigation in extending the life of catalyst. The utilization of magnesia (MgO) as support and addition of tin  (Sn) over nickel­-containing catalyst have been investigated on carbon formation and its activities at temperature 500°-700° C, with a certain mol ratio of C/H₂O. Hydrocarbon compounds, which are used as feedstock are methane, ethane, and propane. The nickel-containing catalyst, is prepared by impregnation method with magnesia as support, whereas magnesia is obtained by reacting of Mg(NO₃)₂ and ammonia solution. Meanwhile carbon formation is determined by thermogravimetric and activity test is conducted in fix-bed reactor. The results indicated that the rate of carbon formations and the catalyst-activities depend on reaction temperature, type of hydrocarbon as feedstock, catalyst formulation, and preparation of catalyst method. The rate of carbon formation increased as increment of atomic number of hydrocarbon in feedstock (C3>C2>C1). Meanwhile catalyst activities decreased with increment of carbon formation. The effect of tin (Sn) element addition indicated that carbon formation be higher and catalyst activity decreased due to the present of chloride element and formation of ethylene. The catalyst that is prepared by methanol method giving higher Conversion or activity and carbon formation compared with catalyst that prepared by aqueous method.

Key Words:  Steam Reforming, Carbon Formation, Activity, Tin, Magnesia

Abstrak

Masalah yang sering dihadapi dalam reformasi kukus senyawa hidrokarbon adalah percepatan penurunan aktivitas karena pembentukan karbon pada katalis. Sehubungan dengan itu perlu penelitian untuk dapat memperpanjang umur katalis. Penggunaan magnesia   (MgO) sebagai pendukung dan penambahan timah putih (Sn) pada katalis nikel telah diteliti terhadap pembentukan karbon maupun aktivitasnya pada suhu  500°C sampai dengan 700°C, dengan rasio mol C/H₂O tertentu. Senyawa hidrokarbon yang digunakan sebagai umpan adalah metana, etana dan propana. Katalis, dengan logam aktif nikel, disiapkan dengan metode impregnasi dengan pendukung magnesia yang diperoleh dengan mereaksikan Mg(N0₃)₂ dan ammonia  dalam dua jenis larutan. Sedangkan pembentukan karbon ditentukan dengan sistem termogravimetri dan uji aktivitas pada reaktor unggun tetap. Hasil penelitian menunjukan bahwa kecepatan pembentukan karbon dan aktivitas katalis tergantung pada suhu reaksi, senyawa hidrokarbon yang digunakan sebagai umpan, formulasi katalis, dan metoda preparasi katalis. Kecepatan pembentukan  karbon bertambah dengan pertambahan  jumlah   atom karbon dalam umpan (C3>C2>C1). Sedangkan aktivitas katalis menurun dengan bertambahnya pembentukan karbon. Pengaruh penambahan unsur timah putih (Sn) menunjukan pembentukan karbon yang tinggi dan aktivitas katalis yang menurun karena adanya unsur klorida (Cl) dan terbentuknya produk etilena. Katalis yang dipreparasi dengan larutan metanol memberikan konversi atau aktivitas dan pembentukan karbon yang lebih tinggi dibandingkan dengan katalis yang dipreparasi dalam larutan air.

Kata Kunci : Reformasi Kukus, Pembentukan Karbon, Aktivitas, Timah Putih, Magnesia