Gas rumah kaca, yang didominasi oleh gas CO2 dan CH4, telah menjadi fokus intensif dalam upaya global untuk mengatasi perubahan iklim yang cepat. Solusi seperti penggunaan sumber energi terbarukan, pengelolaan limbah yang efisien, dan pengembangan teknologi ramah lingkungan, termasuk metode seperti dry reforming of methane (DRM), menjadi fokus utama dalam upaya global untuk mengurangi emisi CO2 dan CH4. Cadangan gas alam Natuna, yang mengandung 70% CO2 dan 30% CH4, memberikan peluang yang menjanjikan untuk memproduksi gas sintetis (syngas) melalui proses DRM. DRM adalah proses katalitik yang mengubah CH4 dan CO2 menjadi campuran gas sintesis hidrogen (H2) dan karbon monoksida (CO). Proses DRM bersifat katalitik dan memerlukan penggunaan katalis untuk memfasilitasi reaksi. Katalis yang digunakan biasanya adalah katalis berbasis nikel karena katalis ini telah terbukti memiliki kinerja yang tinggi pada proses DRM. Dalam penelitian ini, penentuan parameter kinetika pada reaktor unggun diam ditetapkan sebagai landasan untuk mengembangkan kondisi operasi proses DRM. Pemodelan pada penelitian ini mengikuti mekanisme Langmuir-Hinshelwood dengan reaksi permukaan sebagai Tahap Penentu Laju (TPL). Hasil penelitian menunjukkan bahwa data simulasi dengan literatur memiliki nilai error di bawah 5% yang menunjukkan bahwa parameter kinetika yang digunakan dalam simulasi valid untuk pemodelan reaktor. Pemodelan kemudian dilakukan dengan menggunakan model ideal 1D homogen semu. Berdasarkan hasil simulasi, komposisi umpan CO2:CH4 = 70:30 akan menghasilkan konversi CH4 yang lebih tinggi dibandingkan dengan komposisi CO2:CH4 = 50:50. Namun, di saat yang sama, konversi CO2 dan rasio H2/CO yang dihasilkan akan lebih rendah. Pada komposisi umpan CO2:CH4 = 50:50 pada 700°C, dihasilkan konversi CH4, konversi CO2, dan rasio H2/CO masing-masing sebesar 79,01%, 85,99%, dan 0,915. Sedangkan pada komposisi umpan CO2:CH4 = 70:30 pada suhu yang sama, dihasilkan konversi CH4, konversi CO2, dan rasio H2/CO masing-masing sebesar 97,10%, 57,40%, dan 0,68. Simulasi proses DRM dengan rasio CO2:CH4 = 70:30 juga dilakukan menggunakan model 1D homogen semu dengan pencampuran aksial. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada penelitian ini, faktor difusi tidak mempengaruhi konversi reaktan dan rasio produk, tetapi hanya meningkatkan kebutuhan volume reaktor.
Greenhouse gases, dominated by CO2 and CH4 gases, have become an intensive focus in the global effort to address rapid climate change. Solutions such as the use of renewable energy sources, efficient waste management, and the development of environmentally friendly technologies, including methods like dry reforming of methane (DRM), are key in the global effort to reduce CO2 and CH4 emissions. The Natuna natural gas reserve, containing 70% CO2 and 30% CH4, offers a promising opportunity to produce synthetic gas (syngas) through the DRM process. DRM is a catalytic process that converts CH4 and CO2 into a mixture of synthesis gas, hydrogen (H2), and carbon monoxide (CO). The DRM process is catalytic and requires the use of a catalyst to facilitate the reaction. Nickel-based catalysts are commonly used due to their proven high performance in the DRM process. In this study, the determination of kinetic parameters in a fixed bed reactor was established as the foundation for developing operating conditions for the DRM process. The modeling in this research followed the Langmuir-Hinshelwood mechanism with the surface reaction as the rate-determining step (RDS). The results showed that the simulation data had an error value below 5%, indicating that the kinetic parameters used in the simulation are valid for reactor modeling. Modeling was then conducted using a basic 1D pseudohomogeneous model. Based on the simulation results, a feed composition of CO2:CH4 = 70:30 will result in higher CH4 conversion compared to a composition of CO2:CH4 = 50:50. However, at the same time, the CO2 conversion and the H2/CO ratio produced will be lower. With a feed composition of CO2:CH4 = 50:50 at 700°C, CH4 conversion, CO2 conversion, and the H2/CO ratio were 79.01%, 85.99%, and 0.915, respectively. Meanwhile, with a feed composition of CO2:CH4 = 70:30 at the same temperature, CH4 conversion, CO2 conversion, and the H2/CO ratio were 97.10%, 57.40%, and 0.68, respectively. Simulation of the DRM process with CO2:CH4 = 70:30 was also carried out using a 1D pseudohomogeneous model with axial mixing. The simulation results show that in this study, the diffusion factor does not affect reactant conversion and product ratio, but only increases the required reactor volume. |
S-Arnetta Revieri.pdf :: Unduh