Yuswan Muharam
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Published : 5 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 5 Documents
Search

PENENTUAN ANGKA OKTANA BAHAN BAKAR KOMERSIAL DENGAN MENGGUNAKAN MODEL KINETIKA OKSIDASI DAN PEMBAKARAN HIDROKARBON MULTIKOMPONEN Yuswan Muharam; Chandra Hadiwijaya; Jacquin Suryadi
Reaktor Volume 14, Nomor 2, Oktober 2012
Publisher : Dept. of Chemical Engineering, Diponegoro University

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (229.62 KB) | DOI: 10.14710/reaktor.14.2.109-117

Abstract

One of the characteristics of gasoline fuel is anti-knock property represented by its octanenumber. The determination of octane numbers in Indonesia is by using cooperative fuel researchengines. The usage of cooperative fuel research engines in Indonesia has constraints, i.e. the limitednumber of the units and the old age. This study aims to obtain the octane numbers of commercialfuels by using kinetic models. The kinetics models of the oxidation and combustion of primaryreference fuel and multi component hydrocarbons are used to calculate the ignition delay times ofprimary reference fuel and commercial fuels, respectively. The ignition delay times of primaryreference fuel and commercial fuels are calculated at the same initial pressure and temperature, aswell as the same equivalence ratio. The octane number of a commercial fuel is known if its ignitiondelay time agrees with that of PFR possessing a certain volume percentage of isooctane. The modelgenerates the octane numbers of commercial fuels BB-A being 92.5, BB-B being 94.5, BB-C being89, BB-D being 90.5 and BB-E being 91.5 with the good agreement with those claimed by the fuelproducers. Salah satu karakteristik bahan bakar bensin adalah sifat anti ketukan yang dinyatakan dengan angkaoktana. Penentuan angka oktana di Indonesia menggunakan mesin CFR (cooperative fuel research).Pemakaian mesin CFR di Indonesia memiliki kendala, yaitu jumlah unit terbatas dan usia tua.Penelitian ini bertujuan mendapatkan angka oktana bahan bakar komersial dengan menggunakanmodel kinetika. Model kinetika oksidasi dan pembakaran bahan bakar rujukan utama dan modelhidrokarbon multikomponen yang telah divalidasi masing-masing digunakan untuk menghitungwaktu tunda ignisi bahan bakar rujukan utama dan bahan bakar komersial. Waktu tunda ignisibahan bakar rujukan utama dan bahan bakar komersial dihitung pada tekanan dan temperatur awal,serta rasio ekuivalensi yang sama. Angka oktana suatu bahan bakar komersial diketahui apabilawaktu tunda ignisinya cocok dengan waktu tunda ignisi bahan bakar rujukan utama yang memilikipersen volume isooktana tertentu. Model menghasilkan angka oktana bahan bakar komersial BB-Asebesar 92,5, BB-B 94,5, BB-C 89, BB-D 90,5 dan BB-E 91,5 yang memiliki ketepatan yang tinggiterhadap klaim produser bahan bakar komersial.
Detailed kinetic model of oxidation and combustion of n-heptane using an automatic generation of mechanisms Yuswan Muharam
Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol 5, No 1 (2006)
Publisher : ASOSIASI PENDIDIKAN TINGGI TEKNIK KIMIA INDONESIA (APTEKIM)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.5614/jtki.2006.5.1.8

Abstract

There is continued interest in developing a better understanding of the oxidation and combustion of large hydrocarbons, which are good representative for practical fuels used in automotive engines for a wide range of operating conditions. This interest is motivated by the need to improve the efficiency and performance of currently operating combustion systems, the fuel economy, and the need to reduce pollutant emission. Normal-heptane is one of these hydrocarbons.  In this work a detailed chemical kinetic model for the oxidation and combustion of n-heptane has been automatically developed using a computer code called MOLEC. The model consisting of 486 species taking part in 2008 elementary reactions was used to reproduce experimental results of n-heptane oxidation in shock tubes. The experimental study of the ignition delay times of n-heptane/O2/Ar behind a reflected shock wave for equivalence ratios of 0.5-4.0 in a temperature range of 1300 K- 2000 K can be reproduced well by the model. Experimentally derived and numerically predicted ignition delays of n-heptane/air mixtures in a high-pressure shock tube in a wide range of temperatures, pressures, and equivalence ratios agree very well. Sensitivity analyses were performed for shock tube environment in an attempt to identify the most important reactions under the relevant conditions of study.Keywords: Modelling, Oxidation, Combustion, Kinetics, Fuels AbstrakDewasa ini di dunia muncul minat yang berkelanjutan dalam mengembangkan proses oksidasi dan pembakaran hidrokarbon panjang, yang merupakan representatif yang meyakinkan bagi  bahan bakar praktis yang digunakan di dalam mesin kendaraan bermotor dalam rentang kondisi operasi yang Iebar. Keminatan ini dipicu oleh keinginan untuk meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem pembakaran yang digunakan saat ini, ekonomi bahan bakar serta kebutuhan untuk mengurangi emisi polutan. Normal-heptane merupakan salah satu hidrokarbon ini. Di dalam riset ini sebuah model kinetika kimia detail untuk oksidasi dan pembakaran n-heptana dikembangkan secara otomatis dengan menggunakan sebuah kode komputer yang disebut MOLEC. Model yang terdiri dari 486 spesies yang berperan serta di dalam 2008 reaksi elementer digunakan untuk mereproduksi hasil­ hasil eksperimen oksidasi n-heptana di dalam shock tubes. Has il eksperimen ignition delay times n­ heptana/ O2/Ar di dalam shock tube untuk rasio ekuivalensi 0,5-4,0 pada rentang temperatur 1300 K- 2000 K dapat direproduksi dengan baik oleh model. Ignition delay campuran n-heptanal udara hasil eksperimen dan hasil perhitungan numeris di dalam shock tube bertekanan tinggi dalam rentang temperatur, tekanan, dan rasio ekuivalensi yang luas sangat bersesuaian satu sama lain. Analisis sensitivitas dilakukan dalam upaya mengidentifkasi reaksi-reaksi yang paling penting di dalam kondisi kajian yang relevan.Kata Kunci: Modeling, Oksidasi. Pembakaran, Kinetika, Bahan Bakar
Pengaruh kondisi operasi pada kinerja reaksi dekomposisi katalitik metana dalam reaktor gauze Widodo W Purwanto; Yuswan Muharam; Dwi Yulianti
Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol 9, No 2 (2010)
Publisher : ASOSIASI PENDIDIKAN TINGGI TEKNIK KIMIA INDONESIA (APTEKIM)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.5614/jtki.2010.9.2.5

Abstract

Methane decomposition is an alternative way to produce high quality carbon nanotubes (CNTs) and hydrogen simultaneously. The use of gauze reactor for methane decomposition had proven in solving pressure drop problem in fixed bed reactor. This experiment was carried out to study the effects of operation conditions (space time, temperature, and feed ratio) to gauze rector performance. Ni-Cu-Al catalyst which is prepared by sol-gel method with atomic ratio 2:1:1, was coated to Stainless Steel gauze by dip coating method. The reaction was done by flowing methane into the reactor at atmospheric pressure and varying space time (0.0006; 0.0032; 0.006 g×kat×min/mL), temperature (700, 750, and 800°C), and feed ratio CH4:H2 (1:0, 4:1, 1:1). An online gas chromatograph is used to detect the gas products. Reactor performances were observed from methane conversion, hydrogen purity, carbon yield and quality of nanocarbon that have been produced. Experiment result showed that the highest reactor performance (except nanocarbon quality) occurred at space time 0.006 gr cat min/mL, temperature 700 °C, and with pure methane as feed which give methane conversion, hydrogen purity, and yield carbon results are 90.66%, 90.16%, and 37 g carbon/g catalyt, respectively. Based on SEM analysis indicated that the best nanocarbon morphology can be gained at CH4:H2 ratio of 1:1.Keyword : methane decompotition, gauze reactor, carbon nanotube Abstrak Dekomposisi katalitik metana adalah salah satu alternatif untuk memproduksi hidrogen dan nanokarbon bermutu tinggi secara simultan. Penggunaan reaktor gauze untuk dekomposisi metana terbukti dapat mengatasi permasalahan penyumbatan pada reaktor unggun diam. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kondisi operasi (space time, temperatur, dan rasio umpan) terhadap kinerja reaktor gauze. Katalis Ni-Cu-Al disiapkan dengan menggunakan metode sol-gel dengan perbandingan atomik 2:1:1 dilapiskan pada gauze Stainless Steel dengan metode dip-coating. Reaksi dilakukan dengan mengalirkan metana ke dalam reaktor pada tekanan atmosferik dan dengan memvariasikan space time (0,0006; 0,0032; 0,006 g×kat×min/mL), temperatur (700, 750, dan 800 °C), dan rasio umpan CH4:H2 (1:0, 4:1, 1:1). Produk gas dianalisis dengan menggunakan gas chromatography yang terpasang secara online. Kinerja reaktor pada penelitian ini ditinjau dari konversi metana, kemurnian hidrogen, perolehan dan kualitas nanokarbon yang dihasilkan. Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kinerja reaktor paling tinggi (kecuali kualitas nanokarbon) terjadi pada space time 0,006 g×kat×min/mL, temperatur 700 °C, dan dengan menggunakan metana murni yang memberikan hasil konversi metana, kemurnian hidrogen, serta perolehan karbon secara berturut-turut 90,66%, 90,16%, dan 37 gram karbon/gram katalis. Hasil analisis menggunakan SEM menunjukkan bahwa morfologi nanokarbon paling baik didapat pada komposisi reaktan CH4: H2 = 1:1.Kata Kunci : dekomposisi metana, reaktor gauze, karbon nanotube
KINETIKA MIKRO DEKOMPOSISI METANA MENJADI KARBON NANOTUBE PADA PERMUKAAN KATALIS Ni-Cu-Al Praswasti Pembangun Dyah Kencana Wulan; Widodo Wahyu Purwanto; Yuswan Muharam
Reaktor Volume 13, Nomor 3, Juni 2011
Publisher : Dept. of Chemical Engineering, Diponegoro University

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (310.558 KB) | DOI: 10.14710/reaktor.13.3.148-154

Abstract

MICRO KINETICS OF DECOMPOSITION OF METHANE TO CARBON NANOTUBES OVER NI-CU-AL CATALYST. The main focus of this research was to obtain micro kinetics decomposition of methane producing carbon nanotube on the surface of the Ni-Cu-Al catalyst. Experimental kinetics data collected at a temperature range of 650-750oC and pressure of one atmosphere. The preliminary test was conducted to obtain the kinetics are not influenced by external and internal diffusion limitations as well as inter-phase transfer. Kinetics data were tested by micro kinetic model derived from the catalyst surface reaction mechanism. The most appropriate kinetic model becomes the rate-limiting step of methane decomposition reaction. Results of preliminary experiment showed that the kinetics of the external diffusion effect is negligible at flow rates above 150 mL/min. Internal diffusion can be ignored with a catalyst under 0.25 mm in diameter with a weight of 0.04 grams of catalyst and contact time 2.5x10-4. Rate equation analysis shows that the rate-limiting step is the adsorption which indicates that intermediate consumption (CH4I + I Û CH3I + HI) is faster than the formation of intermediate (adsorption of methane, CH4 + I Û CH4I). The activation energy obtained for 34.628 kJ/mol and pre-exponential factor of 6.583x106.  Fokus utama penelitian ini adalah memperoleh kinetika mikro dekomposisi metana yang menghasilkan Carbon Nanotube pada permukaan  katalis Ni-Cu-Al. Data kinetika eksperimen diambil pada rentang temperatur 650-750oC dan tekanan 1 atmosfer. Percobaan pendahuluan dilakukan untuk memperoleh daerah kinetika yang tidak dipengaruhi oleh limitasi difusi eksternal dan internal serta perpindahan antar fasa.  Data kinetika  diuji dengan model kinetika mikro yang diturunkan dari mekanisme reaksi permukaan katalis. Model kinetika yang paling sesuai menjadi tahap pembatas laju reaksi dekomposisi metana. Hasil percobaan pendahuluan kinetika menunjukkan bahwa pengaruh difusi eksternal dapat diabaikan pada laju alir di atas 150 mL/menit. Difusi internal dapat diabaikan dengan menggunakan katalis berdiameter di bawah 0,25 mm dengan berat katalis 0,04 gram pada waktu kontak 2,5x10-4. Analisis persamaan laju menunjukkan bahwa tahap pembatas laju adalah tahap adsorpsi yang menunjukkan bahwa konsumsi intermediate (CH4I + I Û CH3I + HI) lebih cepat dari pembentukan intermediate (adsorpsi metana,CH4 + I Û CH4I). Energi aktivasi yang diperoleh sebesar 34,628 kJ/mol dan faktor pre-eksponensial 6,583x106.
Parameter kinetika reaksi dekomposisi katalitik metana menjadi karbon nanotube dengan katalis Ni-Cu-Al Praswasti PDK Wulan; Widodo W Purwanto; Yuswan Muharam; Anindya Adiwardhana
Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol 11, No 1 (2012)
Publisher : ASOSIASI PENDIDIKAN TINGGI TEKNIK KIMIA INDONESIA (APTEKIM)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.5614/jtki.2012.11.1.5

Abstract

Kinetic Parameter of Methane catalytic Decomposition Reaction into Nanotube Carbon with Ni-Cu-Al Catalyst. Development of production technology of nanotubes carbon through catalytic conversion of hydrocarbons will be efficient and effective if based on knowledge of the nucleation and growth mechanism of carbon nanotubes. Most of the research that focused on identifying the main products of reaction and estimate the activation energy. Growth kinetics and mechanism data of carbon nanotubes not completely available, so that process kinetics models are always based on experimental kinetic data. The objective of this research is to obtain kinetic parameters of catalytic decomposition of methane using the catalyst Ni-Cu-Al with composition of 2:1:1 which was prepared by co-precipitation method using natrium carbonate solution precipitant. Experimental kinetic data were taken in the temperature range of 650-750 °C and pressure of 1 atmosphere. Kinetic data were tested by micro-kinetic model derived from the catalytic surface reaction mechanism. The most appropriate kinetic model with experimental result is the adsorption stage which shows that consumption of intermediate (reaction surface) faster than the formation of intermediate (adsorption of methane). Kinetic parameters obtained are activation energy of 40,6 kJ/mole and pre-exponential factor of 8,625 x 106. Keywords: methane decomposition, hydrogen, carbon nanotubes, co-precipitation, kinetics of reactionAbstrak Pengembangan teknologi produksi karbon nanotube melalui konversi katalitik hidrokarbon akan efisien dan efektif jika didasarkan pada pengetahuan mekanisme nukleasi dan pertumbuhan karbon nanotube. Sebagian besar studi melakukan riset yang difokuskan pada identifikasi produk utama reaksi dan estimasi energi aktivasi. Data kinetika dan mekanisme pertumbuhan karbon nanotube tidak tersedia dengan lengkap sehingga model kinetika proses selalu didasarkan pada data kinetika eksperimen. Pada penelitian ini, dilakukan studi untuk memperoleh parameter kinetika reaksi dekomposisi katalitik metana menggunakan katalis Ni-Cu-Al dengan target komposisi 2:1:1 yang dipreparasi dengan metode kopresipitasi menggunakan presipitan larutan natrium karbonat. Data kinetika eksperimen diambil pada rentang temperatur 650-750 oC dan tekanan 1 atmosfer. Data kinetika diuji dengan model kinetika mikro yang diturunkan dari mekanisme reaksi permukaan katalis. Model kinetika yang paling sesuai dengan hasil percobaan adalah tahap adsorpsi yang menunjukkan bahwa konsumsi intermediate (reaksi permukaan) lebih cepat dari pembentukan intermediate (adsorpsi metana). Parameter kinetika yang diperoleh berupa Energi aktivasi sebesar 40,6 kJ/mol dan faktor pre-eksponensial 8,625 x 106.Kata kunci: dekomposisi metana, hidrogen, karbon nanotube, kopresipitasi, kinetika reaksi