Kata Kunci Absorpsi, Removal CO 2, Isotermal.

Transkripsi

1 1 Simulasi Absorpsi Reaktif CO 2 dengan Larutan Benfield dalam Skala Industri Firsta Hardiyanto, Hendi Riesta Mulya, Susianto, dan Siti Nurkhamidah Jurusan eknik Kimia, Fakultas eknologi Industri, Institut eknologi Sepuluh Nopember (IS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia susianto@chem-eng.its.ac.id Abstrak Gas CO 2 merupakan gas yang bersifat asam, dengan adanya uap air akan menyebabkan CO 2 semakin korosif. Gas CO 2 juga dapat mengurangi nilai kalor pada gas alam. Oleh karena itu, pemisahan CO 2 dari campuran gas merupakan proses yang penting di industri. Absorpsi reaktif CO 2 menggunakan pelarut kimia adalah metode yang paling banyak digunakan karena efektif dan ekonomis. Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan kolom absorber pada unit CO 2 removal dalam skala industri yang menggunakan larutan Benfield. Simulasi dilakukan secara teoritis dengan mengembangkan model matematis untuk fenomena perpindahan massa yang disertai reaksi kimia pada proses removal CO 2 dalam larutan K 2 CO 3 berkatalis AC-1, dengan asumsi isotermal. Model perpindahan massa yang digunakan adalah model Film. Data kesetimbangan dan kinetika reaksi dalam pemodelan ini diperoleh dari Fei Yi (2009). Sedangkan data kelarutan gas diperoleh dari Weisenberger (1996). Penelitian ini menggunakan pemrograman MALAB. Selanjutnya hasil penelitian ini divalidasi dengan data operasi di pabrik P. PK I. Variabel-variabel yang digunakan adalah laju alir absorben (lean dan semi lean solution), suhu absorben (lean dan semilean solution), dan tekanan operasi. Dari hasil simulasi, pada kondisi operasi yang sama yaitu pada laju alir lean solution: kg/jam, laju alir semilean solution: kg/jam, temperatur lean solution: 343 K, suhu semilean solution: 385 K, dan tekanan kolom absorber: 29,4 atm mempunyai persen removal CO 2 sebesar 97,2606 %. Sedangkan dibandingkan dengan data lapangan (P.PK-Bontang) dengan kondisi operasi yang sama mempunyai persen removal CO 2 sebesar 97,515%. Sehingga didapatkan %error, yakni sebesar 0,26%. Kata Kunci Absorpsi, Removal CO 2, Isotermal. I. PENDAHULUAN roses absorpsi gas ke dalam liquida seringkali dijumpai di Pdalam dunia industri, seperti dalam industri gas alam, petroleum chemical plants, dan industri ammonia. ujuan dari penerapan absorpsi dalam industri adalah untuk mengambil suatu komponen dari campuran gas atau untuk menghasilkan suatu produk reaksi, salah satu komponen yang seringkali dipisahkan adalah gas CO 2. Pada industri ammonia pengurangan kadar CO 2 dari aliran gas proses dapat menghindari poisoning katalis sintesis serta dapat mengurangi biaya operasi. Proses pemisahan gas CO 2 ini menjadi penting karena termasuk kategori gas yang bersifat asam dan korosif. Karena sifat korosif ini, gas CO 2 dapat merusak bagian dalam utilitas pabrik dan sistem perpipaannya. Sifat korosif CO 2 akan muncul pada daerah-daerah yang menyediakan penurunan temperatur dan tekanan, seperti pada bagian elbow pipa, tubing-tubing, cooler, dan injektor turbin. Di samping itu, gas CO 2 dapat mengurangi nilai kalor dari gas alam. Contoh penerapan teknologi absorpsi gas CO 2 dalam pelarut reaktif salah satunya terdapat pada industri pupuk di Indonesia, yakni pada unit CO 2 removal yang menggunakan larutan Benfield, yaitu larutan K 2 CO 3 yang berkatalis amine. Unit CO 2 removal tersebut berfungsi untuk memisahkan gas CO 2 yang terkandung di dalam gas alam. Unit ini sangat berperan penting, baik dalam proses pembuatan ammonia maupun urea. Gas CO 2 dikenal sebagai racun bagi katalis promoted iron pada unit ammonia converter, namun gas CO 2 juga digunakan sebagai bahan baku utama dalam proses pembuatan urea. Penurunan performance penyerapan di unit CO 2 removal dapat mengakibatkan peningkatan CO 2 di absorber, sehingga menurunkan kemurnian CO 2 di outlet stripper. Penurunan kemurnian CO 2 akan diikuti dengan peningkatan konsentrasi H 2 dalam gas CO 2. Keuntungan utama dari penggunaan larutan kalium karbonat bila dibandingkan dengan larutan amine dalam pemisahan gas CO 2 adalah regenerasi panas yang rendah, dapat mengabsorb mercaptan, dan loading gas asam tinggi. Sedangkan larutan amine memiliki kelemahan antara lain ialah biaya utilitas tinggi, panas regenerasi yang tinggi, dan tidak dapat memisahkan senyawa mercaptan. Penggunaan pelarut kalium karbonat juga memiliki kelemahan, yaitu laju reaksi yang lambat bila dibandingkan dengan larutan amine, dimana dalam fasa liquida menyebabkan rendahnya rate perpindahan massa, sehingga membutuhkan luas permukaan yang lebih besar. Oleh karena itu untuk menambah efisiensi proses dan untuk meningkatkan laju absorpsi CO 2, biasanya digunakan penambahan katalis pada larutan kalium karbonat tersebut. Berbagai katalis disarankan untuk meningkatkan efisiensi proses absorpsi yang menggunakan pelarut kalium karbonat. Salah satu kelompok dari katalis tersebut adalah katalis anorganik, misalnya: arsenik trioksida (As 2 O 3 ), garam alkalimetal dari selenious atau asam tellurous, dan garam logam alkali yang lemah asam anorganik seperti kalium dan garam natrium dari asam borat, asam vanadic, dan asam arsenious. Selain katalis anorganik, ada sejumlah katalis organik yang juga diusulkan untuk meningkatkan efisiensi penyerapan larutan kalium karbonat, contohnya ialah larutan senyawa alkanolamine, seperti monoethanolamines (MEA), diethanolamines (DEA), triethanolamines (EA), dan AC-1. Untuk mengendalikan kinerja proses unit absorpsi CO 2 pada industri biasanya dilakukan dengan cara coba-coba (trial and error), yaitu mengatur laju alir dan komposisi absorben masuk sehingga sulit untuk mendapatkan kinerja alat yang optimum bila ada perubahan kondisi aliran gas masuk serta sulit untuk memprediksikan berapa target %removal CO 2 yang didapat. Oleh karena itu, kajian teoritis mengenai karakterisasi

2 2 packed column untuk absorpsi CO 2 ke dalam larutan Benfield adalah sangat penting untuk optimasi proses. Simulasi dan eksperimental absorpsi CO 2 dengan larutan Benfield telah dilakukan oleh Fei Yi et al, (2008), Mustofa (2003), Sanitasari (2009), Simon (2011). Akan tetapi, penelitian tersebut dilakukan dengan menggunakan geometri kolom absorber berdiameter seragam. Pada aplikasi dalam industri pupuk, kolom absorber yang digunakan umumnya terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian bawah kolom berdiameter lebih besar daripada bagian atasnya. Demikian pula ukuran packing yang digunakan pada absorber bagian atas dan bawah tidak sama. Hal ini dilakukan untuk menjaga kesamaan karakteristik hidrodinamika pada kedua bagian kolom tersebut. Sehingga penelitian simulasi absorpsi reaktif CO 2 dengan larutan Benfield ini akan menggunakan geometri kolom absorber yang diambil dari data industri yang terdiri dari dua bagian kolom (atas dan bawah) dengan diameter kolom, jenis packing, luas spesifik packing, ukuran diameter packing, dan tinggi packed bed (unggun) antara kolom bagian atas dan bawah ialah berbeda. Hasil dari simulasi ini selanjutnya divalidasi dengan data aktual dari industri, yakni di P. Pupuk Kalimantan imur (PK)-Bontang. ujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan model matematik unit absorpsi CO 2 skala industri dengan pelarut K 2 CO 3 berkatalis serta mengestimasi kinerja unit CO 2 removal yang dinyatakan dengan %removal CO 2 dalam absorber dan komposisi gas yang keluar dari absorber. Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat dijadikan acuan pada industri untuk merancang unit CO 2 removal dan menganalisa serta mengoptimasi kinerja unit tersebut. II. MEODOLOGI PENELIIAN Secara garis besar, pelaksanaan penelitian akan dilakukan dengan pendekatan secara teoritis (simulasi) dengan pengembangan model matematis pada proses absorpsi reaktif gas CO 2 dengan larutan Benfield dalam skala industri. Untuk memperoleh hasil yang sesuai dengan tujuan penelitian maka di tempuh metodologi sebagai berikut: Pengembangan Model Matematis Proses Absorpsi dalam Packed Column Pengembangan model matematis dilakukan dengan membuat neraca massa diferensial pada packed column. Gambar 1. Mekanisme Proses Absorpsi. Sistem I: Penentuan konsentrasi K 2 CO 3 pada tiap-tiap titik yang ditentukan dapat dengan metode kolokasi orthogonal sebagai berikut: N CBj C Bin 2 BZ * o H jie ( CA CA) H i1 atau jika dibagi dengan molar density cairan, C dalam mol/cm 3, maka akan didapatkan persamaan fraksi mol K 2 CO 3 dalam fase liquida seperti berikut: N 2 o BZ C A * X Bj X Bin H ji E( 1 ) X * A H i 1 C A dengan konsentrasi CO 2 pada interface (C * A ) dan H : 0 * kg. PA kl. E. CA CA L kg. He H M kl. E kla' C Sedangkan untuk mengetahui fraksi KHCO 3, dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini: P X Pj X Pin X Bj X Bin B Sistem II: LM LM CO 2 : YAj YAin [ X Bj X Bin] [ X Aj X Ain] GM. vb GM LM k (untuk gas-gas terlarutnya): YK Y [ ] j K X IN K X j KIN G Y k didefinisikan sebagai mol komponen k dalam gas per mol gas masuk seperti CO,CH 4,N 2,H 2,dan Ar. Persamaan-persamaan yang telah diuraikan ini berlaku untuk kolom absorpsi bagian bawah dan atas. Penyelesaian persamaan-persamaan Aljabar non-linier yang diperoleh dari metode kolokasi orthogonal diselesaikan dengan metode pendekatan berurutan, dan akhirnya harga %removal CO 2 dapat dihitung dengan persamaan berikut: YA OU %Removal 1 Y III. HASIL PENELIIAN Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari secara teoritis kinerja packed column untuk absorpsi CO 2 dari gas alam dengan larutan K 2 CO 3 yang katalis AC-1 dengan memperhatikan kelarutan gas-gas yang lain, yang dinyatakan dengan %removal CO 2. Penelitian ini dilaksanakan dengan membuat program simulasi untuk proses absorpsi gas CO 2 disertai reaksi dalam kondisi isotermal. Kondisi operasi pada penelitian ini adalah suhu gas masuk (= 362 K), laju alir gas masuk (G= kg/jam), fraksi mol komponen gas masuk (CO 2 = 0,1847, CO= 0,0025, H 2 = 0,5988, N 2 = 0,2082, CH 4 = 0,0032, Argon= 0,0025), fraksi massa komponen lean solution (K 2 CO 3 = 0,23, KHCO 3 = 0,08, AC-1= 0,01), dan fraksi massa komponen semilean solution (K 2 CO 3 = 0,16, KHCO 3 = 0,14, AC-1= 0,01). Sedangkan untuk variabel penelitian adalah suhu lean solution, suhu semilean solution, laju alir lean solution, laju alir semilean solution, dan tekanan kolom absorber, yang selanjutnya dipelajari pengaruh dari variabel tersebut terhadap %removal CO 2. Kemudian hasil simulasi divalidasi dengan data lapangan P. Pupuk Kalimantan imur (PK)-Bontang. A IN M

3 3 Fitting Parameter Konstanta Kecepatan Reaksi untuk Katalis Gambar 3. Pengaruh Suhu Lean terhadap %Removal CO 2 dan AC-1 Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Lapangan. Dikarenakan konstanta kecepatan reaksi untuk katalis AC-1 Berdasarkan Gambar 2, terlihat grafik mengalami tidak ditemukan, maka diperlukan fitting parameter untuk penurunan seiiring dengan kenaikan suhu semilean. Sehingga menentukan konstanta kecepatan reaksinya. Dengan persamaan untuk mendapatkan %removal CO 2 yang tinggi, maka suhu umum dari konstanta kecepatan reaksi yang bergantung pada semilean harus bernilai rendah. Sedangkan pada Gambar 3, temperatur adalah sebagai berikut (Arrhenius Equation): K 2 k AC 1 K1 exp( ) dengan K 1 adalah faktor pre-eksponensial atau disebut faktor sterik dan K 2 adalah E/R, yaitu pembagian antara energi aktivasi dengan konstanta tetapan gas yang bisa dianggap konstan. Maka dengan metode trial and error untuk menentukan nilai K 1 dan K 2, hingga dihasilkan error yang kecil dan mendekati dengan nilai lapangan (di P. PK- Bontang). Maka diperoleh nilai dari K 1 adalah sebesar ,4 dan diperoleh nilai dari K 2 adalah sebesar ,6462. Sehingga persamaan untuk konstanta kecepatan reaksi dengan katalis AC-1 secara lengkap adalah sebagai berikut: 2868,6462 k AC ,4*exp( ) Pengaruh Suhu Absorben terhadap %Removal CO 2 Penelitian absorpsi reaktif CO 2 ini dilakukan pada variabel suhu absorben yang terbagi menjadi dua aliran, yaitu lean solution dan semilean solution. Untuk variabel suhu lean solution adalah sebesar 320 K, 330 K, 343 K, 350 K, dan 360 K; dan variabel untuk suhu semilean solution adalah 360 K, 370 K, 385 K, 390 K, dan 395 K. Pengaruh dari variabelvariabel tersebut terhadap %removal CO 2 dapat menjadi acuan di dalam suatu industri untuk mendapatkan %removal yang diinginkan. Grafik pengaruh suhu lean solution dan suhu semilean solution terhadap %removal CO 2 dapat dilihat pada Gambar 2. dan Gambar 3. Untuk grafik pada Gambar 2. dibuat pada temperatur semilean solution, yakni 385 K. Sedangkan untuk grafik pada Gambar 3. dibuat pada temperatur lean solution, yakni 343 K. terlihat grafik mengalami kenaikan %removal CO 2 terlebih dahulu yaitu pada range suhu lean antara suhu 320 K-347 K, dan kemudian terjadi penurunan setelah suhu berkisar 347 K. Hal ini menunjukkan bahwa suhu optimal untuk mendapatkan %removal CO 2 paling tinggi adalah pada suhu lean, yakni sebesar 347 K. Kenaikan dan penurunan grafik yang dipengaruhi oleh suhu absorben tersebut dikarenakan oleh beberapa hal, diantaranya adalah kecepatan reaksi, difusivitas, dan kelarutan gas. Semakin tinggi suhu maka semakin tinggi pula gas CO 2 yang bereaksi, dan akan memperbesar %removal CO 2 yang didapat. Kemudian untuk difusivitas, dari persamaan di atas semakin tinggi suhu juga akan memperbesar difusivitas, sehingga banyak komponen gas CO 2 yang terserap ke dalam sisi liquida dan memperbesar %removal CO 2 yang didapat. Akan tetapi suhu berbanding terbalik dengan sifat kelarutannya, semakin tinggi suhu maka kelarutan gas tersebut ke dalam badan liquida akan semakin rendah, sehingga akan memperkecil %removal CO 2 yang didapat. Untuk grafik pada Gambar 2, temperatur berpengaruh lebih besar pada kelarutannya saja dibandingkan pada kecepatan reaksi dan difusivitasnya, yang menyebabkan kenaikan temperatur semilean, sehingga %removal CO 2 akan terus menurun. Sedangkan untuk grafik pada Gambar 3., pada range suhu lean 320 K-347 K temperatur akan berpengaruh lebih besar pada kecepatan reaksi dan difusivitas dibandingkan dengan kelarutan gasnya, sehingga grafik akan mengalami kenaikan. Akan tetapi setelah suhu 347 K, sebaliknya temperatur akan berpengaruh besar pada kelarutan gasnya dibandingkan dengan kecepatan reaksi dan difusivitasnya. Sehingga setelah suhu 347 K, grafik mengalami penurunan. Gambar 2. Pengaruh Suhu Semilean terhadap %Removal CO 2 dan Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Lapangan. Pengaruh Laju Alir Absorben terhadap %Removal CO 2 Variabel selanjutnya dalam penelitian ini adalah laju alir absorben, baik itu yang lean solution maupun yang semilean solution. Untuk variabel laju lean solution adalah sebesar ,27 kg/jam, ,3 kg/jam, kg/jam, ,7 kg/jam, dan ,07 kg/jam. Kemudian variabel untuk laju semilean solution adalah ,39 kg/jam, ,34 kg/jam, kg/jam, ,66 kg/jam, dan ,03 kg/jam. Selanjutnya variabel tersebut akan menjadi input di dalam program yang sudah dibuat, sehingga akan memunculkan %removal CO 2 yang berbeda-beda. Sumbu x pada grafik adalah variabel laju alir absorben, dan sumbu y pada grafik adalah %removal CO 2, maka grafik pengaruh laju alir absorben terhadap %removal CO 2 dapat dilihat pada Gambar 4. dan Gambar 5. Untuk grafik pada gambar 4., dibuat pada laju alir semilean solution sebesar kg/jam, sedangkan untuk grafik pada Gambar 5., dibuat pada laju alir lean solution sebesar kg/jam.

4 4 Gambar 4. Pengaruh Laju Alir Semilean terhadap %Removal CO 2 dan Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Lapangan. Gambar 6. Pengaruh ekanan Kolom terhadap %Removal CO 2 dan Perbandingan %Removal Hasil Simulasi dengan Hasil Lapangan. Pada gambar grafik di atas, diketahui semakin tinggi tekanan di dalam kolom maka semakin besar %removal CO 2 yang akan didapat. Hal ini berkaitan dengan kelarutan komponen-komponen gas di dalamnya. Semakin tinggi tekanan kolom, maka kelarutan akan semakin besar. Dengan kelarutannya semakin besar, maka gas CO 2 akan semakin mudah dan banyak masuk ke badan liquida sehingga %removal CO 2 juga akan semakin tinggi. Hal ini bisa menjadi penjelasan mengapa pada Gambar 6., grafik akan mengalami kenaikan %removal seiiring dengan kenaikan tekanan di dalam kolom absorber. Distribusi Konsentrasi Komponen di dalam Fasa Liquida Penelitian absorpsi reaktif CO 2 ini menggunakan larutan K 2 CO 3 sebagai absorben. Pada absorpsi ini terjadi reaksi yang berlangsung antara larutan K 2 CO 3 dengan gas CO 2 membentuk komponen KHCO 3. Konsentrasi komponen-komponen tersebut pada setiap titik posisi axial pada packing atas maupun bawah terlihat pada Gambar 7. dan Gambar 8., sebagai berikut: Gambar 5. Pengaruh Laju Alir Lean terhadap %Removal CO 2 dan Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Lapangan. Dari grafik yang ada pada Gambar 4. dan Gambar 5., terlihat bahwa semakin tinggi laju alir absorben (lean solution dan semilean solution) maka semakin tinggi pula %removal yang akan didapatkannya. Hal ini dikarenakan reaksi berikut: CO 2 K2CO3 H2O 2KHCO3 Semakin tinggi laju alir absorben, berarti akan memperbesar mol K 2 CO 3 dan H 2 O. Dengan semakin besarnya mol K 2 CO 3 dan mol H 2 O, maka gas CO 2 juga akan semakin banyak yang bereaksi. Sehingga akan memperbesar %removal gas CO 2 tersebut dari fasa gas ke dalam fasa liquida. Pengaruh ekanan Kolom terhadap %Removal CO 2 Variabel lain yang digunakan adalah variasi tekanan kolom absorber. Variabel kolom absorber dibuat menjadi 25 atm, 27 atm, 29,4 atm, 31 atm, dan 33 atm. Variabel ini dilakukan pada suhu lean solution konstan (= 343 K) dan suhu semilean solution konstan (= 385 K). Variabel ini akan membantu industri yang terkait untuk menentukan besarnya tekanan supaya mendapatkan %removal seoptimal mungkin. Pengaruh tekanan kolom absorber terhadap %removal, dapat dilihat pada Gambar 6. sebagai berikut: Gambar 7. Distribusi Konsentrasi Komponen dalam Liquida pada Packing Atas.

5 5 Gambar 8. Distribusi Konsentrasi Komponen dalam Liquida pada Packing Bawah. Pada Gambar 7. dan Gambar 8., menunjukkan bahwa konsentrasi K 2 CO 3 mengalami penurunan, dimana konsentrasi awal K 2 CO 3 sebesar 0, mol/cm 3 dan konsentrasi K 2 CO 3 yang keluar dari kolom absorber sebesar 0, mol/cm 3. Hal ini disebabkan karena larutan K 2 CO 3 tersebut bereaksi dengan gas CO 2 dalam packed column membentuk senyawa KHCO 3. Sehingga konsentrasi KHCO 3 mengalami kenaikan dari 0, mol/cm 3 menjadi 0, mol/cm 3. Pada Gambar 7. dan Gambar 8., juga menunjukkan bahwa konsentrasi gas CO 2 dalam liquida mengalami kenaikan karena terserap oleh larutan K 2 CO 3, yaitu dari 0 (tidak ada CO 2 di dalam larutan K 2 CO 3 ) menjadi 0, mol/cm 3, disamping itu komposisi gas lain seperti CH 4, CO, H 2, N 2, dan Ar juga mengalami kenaikan karena proses difusi. Larutan K 2 CO 3 yang digunakan sebagai absorben masuk ke dalam kolom pada bagian atas kolom dan awalnya tidak mengandung CO 2, CO, H 2, N 2, CH 4 maupun Ar, tetapi pada saat keluar dari absorber larutan K 2 CO 3 tersebut mengandung gas CO sebesar 5,9588e-008 mol/cm 3, H 2 sebesar 4,1834e-005 mol/cm 3, N 2 sebesar 6,9029e-006 mol/cm 3, CH 4 sebesar 1,7063e-007 mol/cm 3, dan argon sebesar 1,2599e-007 mol/cm 3. Hal ini menunjukkan bahwa tidak hanya gas CO 2 saja yang larut dalam larutan K 2 CO 3, tetapi gas-gas yang lain seperti CO, H 2, N 2, CH 4, dan Ar juga ikut larut dalam larutan K 2 CO 3. Hal tersebut dikarenakan proses difusivitas dari fasa gas ke dalam fasa liquida. Validasi Data dengan Data Lapangan di P. PK-Bontang Data-data dari hasil penelitian (simulasi) divalidasi dengan data lapangan di P. Pupuk Kalimantan imur (PK)-Bontang pada kondisi operasi yang sama, yaitu tekanan absorber sebesar 29,4 atm dengan laju alir lean sebesar kg/jam, lean = 343 K dan laju alir semilean sebesar kg/jam, semilean = 385 K. Perbandingan antara hasil validasi dan penelitian dapat dilihat pada abel 1., yakni sebagai berikut: abel 1. Validasi Hasil Penelitian dengan Data Lapangan di P. PK- Bontang Fraksi Komponen Hasil Penelitian Hasil di P. PK CO 2 0, ,00129 CO 0, ,00225 Gas H 2 0,7293 0,7532 Keluar N 2 0, ,2368 CH 4 0, ,00338 Ar 0, ,00312 Liquida K 2 CO 3 0, ,06917 Keluar KHCO 3 0, ,2652 %Removal CO 2 97, ,515 Hasil validasi pada abel 1., menunjukkan adanya selisih hasil %removal CO 2, dari hasil penelitian pada kondisi operasi yang sama, %removal CO 2 yang dicapai ialah sebesar 97,2606%, sedangkan pada data lapangan di P. PK- Bontang ialah sebesar 97,515%, sehingga persen kesalahannya (%error) ialah sebesar 0,26%. Error yang terjadi dikarenakan beberapa hal, diantaranya adalah asumsi keadaan yang ideal di dalam lapangan (pabrik), seperti letak packing yang dianggap ideal sehingga spesific area dari packing dianggap konstan, asumsi gas ideal, dan asumsi di setiap titik axial dalam packing adalah isothermal condition. IV. KESIMPULAN/RINGKASAN Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan: 1. Pada penelitian ini telah dikembangkan program simulasi proses absorbsi CO 2 dengan absorben K 2 CO 3 berkatalis AC-1 dalam packed column untuk skala industri. 2. Penelitian ini mendapatkan data konstanta kecepatan reaksi untuk absorbsi CO 2 ke dalam larutan K 2 CO 3 berkatalis AC1, yaitu: 2868,6462 k AC ,4* exp( ) 3. Hasil prediksi simulasi untuk tekanan absorber sebesar 29,4 atm dengan laju alir lean sebesar kg/jam, lean = 343 K; dan laju alir semilean sebesar kg/jam, semilean = 385 K, menunjukkan nilai %removal CO 2 sebesar 97,2606%, sedangkan data lapangan (pabrik) di P. PK-Bontang menunjukkan nilai %removal CO 2 sebesar 97,515%. 4. Pada penelitian ini telah dikaji secara teoritis pengaruh berbagai variabel proses (penelitian) seperti laju alir lean solution, laju alir semilean solution, suhu lean solution, suhu semilean solution, dan tekanan kolom absorber terhadap %removal CO 2. DAFAR PUSAKA [1] Alper, E.,dan Danckwerts, P.V. (1976). Laboratory Scale-Model of a Complete Packed Column Absorber. Chem. Eng. Sci. Journal Vol. 31, [2] Birnbaum, I., dan Lapidus, L. (1978). Double Orthogonal Collocation with an Infinite Domain. Chem.Eng.Sci. Journal Vol. 33, 443. [3] Cents, A.H.G, D.W.F Brilman, dan G.F. Versteeg.(2005). CO 2 Absorption in Carbonate and Bicarbonate Solutions: he Danckwerts-Criterion Revisited. Chem. Eng. Sci Journal Vol.60, [4] Danckwerts, P.V. (1970). Gas-Liquid Reaction. New York-USA: McGraw-Hill Company. [5] Daubert, E. homas dan Muhammad R. Riazi. (1980). Application of Corresponding States Principles for Prediction of Self Diffusion Coefficients in Liquids. AIChE Journal Vol. 26 (3), [6] Dobbins, W.E. Inmecable, M.L., dan Eckenfelder, W.W. (1956). Biological reatment of Sawage and Industrial Wastes Part 2-1. NewYork-USA: Reinhold. [7] Fuller, E.N., Schettler, P.D., dan J.C. Giddings. (1966). New Method for Predicting of Binary Gas-Phase Diffusion Coefficients. Ind. Eng. Chem Journal Vol. 58, [8] Geankoplis, C.J. (1995). ransport Processes and Unit Operation 3 rd Edition. New Jersey-USA: Prentice-Hall International. [9] Hatta, S. (1932). he Rate of Absorption Velocity Gases by Liquids. echnological Reports of ohoku University Vol. 10, [10] Higbie, R. (1935). he Rate of Absorption of a Pure Gas into a Still Liquid during Short Periods of Exposure. IChemE Journal Vol. 35,

6 6 [11] King, C.J. (1966). urbulent Liquid-Phase Mass ransfer at a Free Gas-Liquid Interface. Ind. Eng. Chem. Journal Vol. 5 (1), 1-8. [12] Kozinski, A. A., dan C.J. King. (1966). he Influence of Diffusivity on Liquid Phase Mass ransfer to the Free Interface in a Stirred Vessel. AIChE Journal Vol. 12, [13] Lepaumier, H., Eirik F.S., Aslak E., Andreas G., Jacob N.K., Kolbjorn Z, dan Hallvard F.S. (2011). Comparison of MEA Degradation in Pilot-Scale with Lab-Scale Experiment. Energy Procedia Journal Vol. 4, [14] Levenspiel, Octave. (1999). Chemical Reaction Engineering. USA: John Wiley & Sons, Inc. [15] Mendez, F., Sandall dan C. Orville. (1975). Gas Absorption Accompanied by Instantaneous Bimolecular Reaction in the urbulent Liquids. AIChE Journal Vol. 21 (3), [16] Missen, W. Ronald, Charles A. Mims, dan Bradley A. Saville. (1999). Introduction to Chemical Reaction Engineering and Kinetics. oronto-usa: John Wiley & Sons, Inc. [17] Mustafa, H. (2003). Development of New ype og Gas Absorber, Industrial Applications. IChemE Journal Vol. 81 (B), [18] Onda, K, E. Sada, dan M. Saito. (1982). Gas-Side Mass ransfer Coefficients in a Packed owers. Chem. Eng. Sci. Journal Vol. 25 (11), [19] Plaza, J.M. dan Rochelle G.. (2011). Modeling Pilot Plant Results for CO 2 Capture by Aqueous Piperazine. Energy Procedia Journal Vol. 4, [20] Reid, R.C., Prausnitz, J.M., dan Poling, B.E. (1987). he Properties of Gases and Liquids 4 th Edition. New York-USA: McGraw-Hill Company. [21] Rice, G. Richard dan Duang D. Do. (1994). Applied Mathematics and Modelling for Chemical Engineers. USA: John Wiley & Sons, Inc. [22] Sander, Rolf. (1999). Compilation of Henry s Law Constants for Inorganic and Organic Species of Potential Importance in Environmental Chemistry. AIChE Journal Vol. 3, [23] Sari, Sanita. dan Kumalasari, L. (2009). Simulasi Recovery CO 2 dari Gas Sintesa Dengan Absorben K 2 CO 3 dan Katalis DEA dalam Packed Column. Skripsi. Surabaya: Jurusan eknik Kimia Fakultas eknologi Industri IS. [24] Simon, L.L., Yannick E., Graeme P., Yuli A., dan Konrad H. (2011). Rate Based Modelling and Validation og CO 2 Pilot Plant Absorption Column Operating on MEA. IChemE Journal Vol. 89, [25] aylor, Ross dan R. Krishna. (1993). Multicomponent Mass ransfer. USA: John Wiley & Sons, Inc. [26] oor, H.L., dan Marchello J.M. (1958). Film- Penetration Model for Mass ransfer and Heat ransfer. AIChE Journal Vol. 4, [27] reybal, R.E. (1969). Adiabatic Gas Absorption and Stripping in Packed owers. Ind. Eng. Chem. Journal Vol. 61 (7), [28] reybal, R.E. (1981). Mass ransfer Operation. USA: McGraw Hill Book Company. [29] Van Elk, E.P., M.C. Knaap dan G.F. Versteeg. (2007). Application of the Penetration heory for Gas-Liquid Mass ransfer Without Liquid Bulk. IChemE Journal Vol. 85, [30] Villadsen, J.V., dan Stewart W.E. (1967). Solution of Boundary-Value Problems by Orthogonal Collocation. Chem. Eng. Sci. Journal Vol. 22, [31] Weisenberger, S dan A. Schumpe. (1996). Estimation of Gas Solubilities in Salt Solutions at emperatures from 273 K to 363 K. AIChE Journal Vol. 42 (1), [32] Whitman, W.G. (1923). Preliminary Experimental Confirmation of the wo-film heory of Gas Absorption. Chem. Eng. Sci. Journal Vol. 29, [33] Winkelman, J.G.M., H. Sijbring, dan A.A.C.M. Beenackers. (1992). Modelling and Simulation of Industrial Formaldehyde Absorbers. IChemE Journal. Vol. 47 (13), [34] Yi, Fei., Kui Zou, H., Wen Chu, G., Shao, L., dan Feng Chen, J. (2009). Modeling and Experimental Studies on Absorption of CO 2 by Benfield Solution in Rotating Packed Bed. Chem. Eng. Sci. Journal Vol. 145,