Characterization and performance of W-ZSM-5 and loaded Cu/ZsM-5 catalysts

Didi Dwi Anggoro (Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Diponegoro)
Nor Aishah Saidina Amin (Faculty of Chemical and Natural Resources, University of Technology Malaysia)

Jurnal Teknik Kimia Indonesia
Vol 4, No 1 (2005)

The metal oxides with sufficiently high dehydrogenation and low olefin oxidation activities reduces the acidity of ZSM-5. As a result, the metal containing ZSM-5 can produce higher hydrocarbons in methane oxidation. Many researchers studied the applicability of HZSM-5 and modify ZSM-5 to methane conversion to liquid hydrocarbons but result of their research still lead to low conversion and selectivity. The modified HZS-5 by loading with Tungsten (W) enhanced its heat resistant performance, and the high reaction temperature (800ºC) did not lead to the loss of W component by sublimation. The loading of HZSM-5 with Tungsten and Cooper (Cu) resulted in an increment in the methane conversion, CO2 and C5+ selectivities. In contrast, CO, C2-3, and H2O selectivities were reduced. The process to convert methane to liquid hydrocarbons (C5+) was dependent on the metal surface area and the acidity of zeolite. The high methane conversion and C5+ selectivity, and low H2O selectivity are obtained by using W/3.0Cu/HZSM-5.  Keywords : Characterization W-ZSM-5, Modified HZSM-5, Tungsten, Copper, Methane  Abstrak  Logam oksida dengan kemampuan dehidrogenasi yang tinggi dan aktifasi oksidasi olefin berkurang dengan sifat keasaman dari ZSM-5. Sebagai hasilnya, ZSM-5 yang mengandung logam dapat memproduksi hidrokarbon rantai panjang dari oksidasi gas metana. Telah banyak para peneliti mempelajari kemampuan HZSM-5 dan ZSM-5 yang telah dimodifikasi untuk mengubah gas metana menjadi hidrokarbon cair tetapi hasil konversi dan selektivitasnya masih rendah. Modifikasi HZSM- 5 dengan penambahan logam Tungsten (W) meningkatkan daya tahan panas dan pada reaksi suhu tinggi (800ºC) tidak menyebabkan hilangnya logam W dikarenakan proses sublimasi. Penambahan logam Tungsten dan Copper (Cu) menyebabkan meningkatnya konversi metana, selektifitas CO2 dan C5+ Sebaliknya, selektifitas CO,C2-3, dan H2O menurun. Proses konversi metana menjadi hidrokarbon cair ditentukan oleh luas permukaan logam dan sifat keasaman dari zeolite.  Penggunaan katalis W/3.0Cu/HZSM-5 menghasilkan konversi metana dan selektifitas C5+ tinggi dan selektifitas H2O rendah.  Kata kunci : Karakterisasi W-ZSM-5, Modifikasi HZSM-5, Tungsten, Copper, Metana