PENGUKURAN KESETIMBANGAN UAP-CAIR ISOTHERMAL

Transkripsi

1 PENGUKURAN KESETIMBANGAN UAP-CAIR ISOTHERMAL Laboratorium Thermodinamika Teknik Kimia FTI-ITS 2012 SISTEM BINER ETHANOL + GLISEROL DAN ISOPROPANOL + GLISEROL PADA TEKANAN RENDAH Masita Fardini Akbarina Rika Mariani Ruslim Pembimbing : Ir. WINARSIH Prof. Dr. Ir. GEDE WIBAWA, M.Eng

2 OUTLINE PRESENTASI Hasil Kesimpulan Tujuan Penelitian Latar Belakang

3 LATAR BELAKANG Produksi Biodiesel (Transesterifikasi) Optimasi Proses Pemisahan Data Kesetimbangan Uap-Cair Biodiesel + alcohol (methanol/ethanol/isopropanol/ propanol) + glycerol

4 PENULIS SISTEM KONDISI TINJAUAN OPERASI PUSTAKA Oliviera, et al (2009) Kuramochi, et al (2009) Shimoyama, et al (2009) Water + Glycerol Alcohol + Glycerol Methanol + Biodiesel Methanol + Glycerol Methanol + Glycerol Ethanol + Glycerol T = K HASIL YANG DIDAPATKAN Data kesetimbangan uap-cair sistem biner untuk 5 alkohol (metanolpentanol) dengan gliserol dg CPA EoS T = 100 C and 20 C Memprediksi dengan UNIFAC untuk sistem Metanol+Biodiesel dan Metanol+Gliserol T = K P = MPa (methanol+glycerol) MPa (ethanol+glycerol) Data kesetimbangan dengan model persamaan PRASOG

5 PENULIS SISTEM KONDISI OPERASI Soujanya, et al (2009) Coelhe, et al (2011) Methanol + Water Water+ Glycerol Methanol + Glycerol Ethanol + Glycerol Water + Glycerol Ethanol + Etyl Stearate Ethanol + Etyl Palmitate TINJAUAN PUSTAKA Methanol + Water = Atmospheric pressure (95.3kPa) dan sub-atmospheric (15.19, 29.38, 42.66, 56.03, kpa) Water + Glycerol = (14.19, 29.38, 41.54, 54.72, 63.84, 95.3 kpa) Methanol+Glycerol= dan 45.3 kpa P = kpa HASIL YANG DIDAPATKAN Data kesetimbangan uap cair dengan pendekatan Wilson Untuk sistem water + gliserol menghasilkan deviasi positive sedangkan untuk sistem etanol + gliserol dan etanol + etil ester menghasilkan deviasi negatif.

6 TUJUAN PENELITIAN Mendapatkan data kesetimbangan uap-cair untuk sistem ethanol-gliserol dan isopropanol+gliserol Mengkorelasikan data hasil eksperimen dengan permodelan Wilson, NRTL, dan UNIQUAC

7 MATERIAL & VARIABEL MATERIAL : Chemicals Sources Purity Ethanol (p.a) Merck 99.5 mass% Isopropanol (p.a) Merck > 99 mass% Glycerol (p.a) Merck > 99 mass% VARIABEL: Ethanol + Glycerol pada K, K, dan K Isopropanol + Glycerol pada K, K, dan K

8 PERALATAN EKSPERIMEN A I-1 D P E Keterangan : A = Kondensor B = Equilibrium cell C = Heater D = Pressure gauge E = Valve F = Pompa Vakum G = Themperature controller B C G T F

9 HASIL EKSPERIMEN Validasi Tekanan Uap Ethanol Murni vs Wagner Equation Tekanan Uap Campuran Methanol(1)- Water(2) vs Published Data

10 x1 = ethanol / isopropanol HASIL EKSPERIMEN Hasil Eksperiment Tekanan Uap Sistem Biner Pada Berbagai Kompisisi dan Suhu Ethanol(1) Gliserol(2) Isopropanol(1) Gliserol(2)

11 x1 = ethanol / isopropanol HASIL EKSPERIMEN Perbandingan Tekanan Uap Sistem Ethanol(1)-Gliserol(2) dan Isopropanol(1)+Gliserol(2)

12 VAPOR PRESSURE V L fˆ i fˆ i sat y ˆ i i P xi ip ˆ 1 i dimana, i sat sehingga, yip P i ixi sat x P x sat P P 1 2 sat Jika sistem mengikuti Hukum Raoult, maka : y i 1 ip Pi x atau i sat sat sehingga, P x1p x2p 1 2 Untuk larutan non-ideal i 1 Sehingga digunakan permodelan Wilson, NRTL dan UNIQUAC untuk menentukan nilai Uap T, P, yi Cair T, P, xi

13 Perhitungan Parameter Model Ethanol(1)+Glycerol(2) Model A ij A ji α AAD (%) T = 323,15K Wilson 0,5032 0,7322 2,23 NRTL 212, ,645 0,21 2,13 UNIQUAC -263,4-32,596 1,37 T = 333,15K Wilson 0,52 1,02 2,26 NRTL 169, ,099 0,148 2,31 UNIQUAC -186,33-18,18 2,03 T = 343,15K Wilson 0,5917 1,7156 2,78 NRTL -47,86-64,879 0,5 2,58 UNIQUAC -0,489 6,9606 2,51 HASIL EKSPERIMEN Isopropanol(1)+Glycerol(2) Model A ij A ji α AAD (%) T = 323,15K Wilson 0,611 0,4048 1,56 NRTL ,53 0,5 1,98 UNIQUAC -214,46 11,413 1,95 T = 333,15K Wilson 0,5827 0,8024 2,30 NRTL 242,2 256,4 0,49 2,49 UNIQUAC -136,46 17,97 3,03 T = 343,15K Wilson 2, ,74 NRTL ,49 4,91 UNIQUAC 96,237 85,755 2,91 Parameter: Wilson A ij = Ʌ 12, A ji = Ʌ 21 (dimensionless), NRTL A ij = b 12, A ji = b 21 (cal/mol), α (dimensionless), UNIQUAC A ij = Δu 12, A ji = Δu 21 (cal/mol)

14 x1 = ethanol / isopropanol HASIL EKSPERIMEN Perbandingan Hasil Eksperimen dengan Permodelan Wilson, NRTL, dan UNIQUAC Ethanol(1) Gliserol(2) Isopropanol(1) Gliserol(2)

15 x1 = ethanol / isopropanol HASIL EKSPERIMEN Hasil Eksperimen Sistem Ethanol(1)- Glycerol(2) vs UNIQUAC Model and Raoults Law Hasil Eksperimen Sistem Ethanol(1)- Glycerol(2) vs Wilson Model and Raoults Law

16 KESIMPULAN Telah berhasil didapatkan data kesetimbangan uap cair sistem ethanol+glycerol pada , , & K dan sistem isopropanol+glycerol pada , , & K Telah dilakukan validasi alat dan menghasilkan nilai AAD untuk ethnaol murni sebesar 0,7% (dibandingkan dengan Wagner eq.) dan nilai AAD untuk campuran methanol-air sebesar 0,8% (dibandingkan dengan literatur) Ethanol lebih mudah dipisahkan dari gliserol pada komposisi 60%-90% fraksi mol sedangkan isopropanol lebih mudah dipisahkan dari gliserol pada komposisi 10%-50% fraksi mol (pada suhu 333,15K dan 343,15K) Sistem ethanol(1) gliserol(2) mendekati larutan ideal, sedangkan sistem isopropanol(1) gliserol(2) merupakan larutan non ideal Nilai AAD untuk sistem ethanol (1)-gliserol (2) dan sistem isopropanol(1)-gliserol(2) Pada semua variabel suhu dibawah 10%

17 TERIMA KASIH..