PMD D3 Sperisa Distantina

dokumen-dokumen yang mirip
MATERI : MENARA DISTILASI CAMPURAN BINER

Aplikasi data keseimbangan uap-cair: 1. Penentuan kondisi jenuh, seperti uap jenuh dan cair jenuh. 2. Penentuan jumlah stage pada Menara Distilasi.

BAB IV. PERHITUNGAN STAGE CARA PENYEDERHANAAN (Simplified Calculation Methods)

Materi kuliah OTK 3 S1 Sperisa Distantina

PERANCANGAN TRAY TOWER. Asep Muhamad Samsudin

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ALAT TRANSFER MASSA ABSORBER DAN STRIPPER

Salah satu aplikasi data keseimbangan uap-cair adalah analisis flash distillation. FLASH DISTILATION

Bab VI. CAMPURAN MULTI KOMPONEN

Ruang Lingkup. 1. Pemilihan Tipe Kolom 2. Penentuan Kondisi operasi 3. Perancangan Tray Tower 4. Perancangan Packed Tower

PMD D3 Sperisa Distantina EKSTRAKSI CAIR-CAIR

BAB III. PERHITUNGAN STAGE SEIMBANG

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia II Kolom Berpacking (HETP) BAB I PENDAHULUAN

BAB I DISTILASI BATCH

PMD D3 Sperisa Distantina

BAB IV PROSES DENGAN SISTEM ALIRAN KOMPLEKS

BASIC OF SHORT CUT & RIGOROUS COLUMN DISTILLATION SIMULATION IN HYSYS. CREATED BY DENNY FIRMANSYAH

KOLOM BERPACKING ( H E T P )

OTK 3 S1 Sperisa Distantina

NME D3 Sperisa Distantina BAB II NERACA MASSA

FISIKA 2. Pertemuan ke-4

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES. Alat-alat di pabrik ini meliputi reactive distillation, menara distilasi,

BAB III PERANCANGAN PROSES

Pembimbing: Prof.Ir. Renanto Handogo, MS. PhD. Ir.Musfil A.S,M.Eng,Sc.

MODUL 2.05 Distilasi

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

PARTIALLY MISCIBLE EXTRACTION

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES. Alat-alat di pabrik ini meliputi reactive distillation, menara distilasi,

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Kondisi Optimum Pemisahan Aseton dari Campuran Aseton-Etanol-Air-n Butanol Dengan Kolom Distilasi Vacuum

EVALUASI KOLOM DISTILASI BUTANOL-AIR DENGAN INTEGRASI PANAS UNTUK MENDAPATKAN TOTAL ANNUAL COST (TAC) MINIMUM

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES

BAB III PERANCANGAN PROSES. bahan baku Metanol dan Asam Laktat dapat dilakukan melalui tahap-tahap sebagai

III. PERANCANGAN KONDISI PROSES

Lebih Jauh tentang Absorpsi Gas dan Pembahasan CONTOH: Soal #2

ANALISIS SISTEM dalam TEKNIK KIMIA

BAB I PENDAHULUAN. Pemisahan campuran azeotrop multikomponen dengan menggunakan

PERANCANGAN PACKED TOWER. Asep Muhamad Samsudin

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES

ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T.

DAFTAR NOTASI. No. Notasi Keterangan Satuan 1. Hc Entalpi pembakaran kkal/kmol 2. Hf Entalpi pembentukan kkal/kmol 3. Hf 25

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES

Pengantar Ekonomi Mikro

BAB III PERANCANGAN PROSES

BAB II LANDASAN TEORI

STRUKTUR KONTROL KOLOM DISTILASI ALDEHYDE

SIMULASI ABSORPSI MULTIKOMPONEN HIDROKARBON DENGAN VISUAL BASIC 6.0 METODE BURNINGHAM-OTTO SUM RATES

BAB V. CONTINUOUS CONTACT

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

SIMULASI KONSUMSI ENERGI PEMURNIAN BIOETANOL MENGGUNAKAN VARIASI DIAGRAM ALIR DISTILASI EKSTRAKTIF DENGAN KONFIGURASI, V

Cara Menggunakan Tabel Uap (Steam Table)

TINJAUAN TEORITIS PERANCANGAN KOLOM DISTILASI UNTUK PRA-RENCANA PABRIK SKALA INDUSTRI

BAB III SPESIFIKASI ALAT

c. Kenaikan suhu akan meningkatkan konversi reaksi. Untuk reaksi transesterifikasi dengan RD. Untuk percobaan dengan bahan baku minyak sawit yang

STRATEGI KONTROL KOLOM DISTILASI TUNGGAL SISTEM BINER METANOL-AIR

Penuntun praktikum DISTILASI BATCH

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK N-BUTIL AKRILAT DARI ASAM AKRILAT DAN N-BUTANOL MENGGUNAKAN DISTILASI REAKTIF KAPASITAS 60.

DISTILASI BERTAHAP BATCH (DBB)

NME D3 Sperisa Distantina BAB V NERACA PANAS

...(2) adalah perbedaan harga tengah entalphi untuk suatu bagian. kecil dari volume.

Laporan Praktikum Kimia Fisik

PRARANCANGAN PABRIK ACRYLONITRILE DENGAN PROSES DEHIDRASI ETHYLENE CYANOHYDRINE KAPASITAS TON/TAHUN

2. Fase komponen dan derajat kebebasan. Pak imam

STRUKTUR KONTROL KOLOM DISTILASI ALDEHYDE

BAB III SPESIFIKASI ALAT

Evaporasi S A T U A N O P E R A S I D A N P R O S E S T I P F T P UB

Pengertian Fungsi. MA 1114 Kalkulus I 2

BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori

TRANSFER MASSA ANTAR FASE. Kode Mata Kuliah :

BAB II DESKRIPSI PROSES. Rumus Molekul : C 3 H 4 O 2

PACKED BED ABSORBER. Dr.-Ing. Suherman, ST, MT Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Edisi : Juni 2009

BAB II. KESEIMBANGAN

atm dengan menggunakan steam dengan suhu K sebagai pemanas.

TUGAS PERPINDAHAN PANAS

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK LINEAR ALKYL BENZENE DARI BENZENE DAN OLEFIN DENGAN PROSES DETAL KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ANILINE

PRARANCANGAN PABRIK VINYL CHLORIDE MONOMER DENGAN PROSES PIROLISIS ETHYLENE DICHLORIDE KAPASITAS TON/TAHUN

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini akan membahas hasil optimasi sumur gas dan hasil simulasi hysys

PENGARUH KENAIKKAN REFLUX RATIO TERHADAP KEBUTUHAN PANAS PADA KOLOM DISTILASI DENGAN DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM (DCS)

V. SPESIFIKASI ALAT. Pada lampiran C telah dilakukan perhitungan spesifikasi alat-alat proses pembuatan

Prarancangan Pabrik Metil Salisilat dari Metanol dan Asam Salisilat Kapasitas Ton/Tahun BAB III SPESIFIKASI ALAT. Kode T-01 T-02 T-03

DISTILASI 08/03/2018 Nur Istianah-KP1-Distilasi-2015

Heri Rustamaji Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung

LANDASAN TEORI. P = Pc = P 3 = P 2 = Pg P 5 P 4. x 5. x 1 =x 2 x 3 x 2 1

Komponen Feed C3H6 C4H8 C5H10 C6H12 C7H14 total 0 Light key Heavy key. Kompisisi Umpan P T Trial 43

BAB III TURUNAN DALAM RUANG DIMENSI-n

AZAS TEKNIK KIMIA (NERACA ENERGI) PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

Pemodelan Kolom Distilasi Pabrik Petrokimia dengan Menggunakan Distributed Control System

BAB II DESKRIPSI PROSES

HUKUM RAOULT. campuran

BAB I PENDAHULUAN NERACA MASSA DAN ENERGI

Prarancangan Pabrik Metil Salisilat dari Metanol dan Asam Salisilat Kapasitas Ton/Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES. : jernih, tidak berwarna

PRARANCANGAN PABRIK PROPILEN OKSIDA DARI PROPILEN DAN TERT-BUTIL HIDROPEROKSIDA KAPASITAS TON/TAHUN

KESETIMBANGAN ENERGI

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLUKOSA DARI TEPUNG SAGU DENGAN KAPASITAS 2000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR. Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana

25. Neraca panas pada Vaporizer (VP-101) Neraca panas pada Separator Drum (SD-101) Neraca energi pada Kompresor (K-101)

THE EFFECT OF ETHANOL-WATER COMPOSITION VARIATION IN ACETONE-ETHANOL-WATER-n-BUTANE MIXTURES ON THE PERFORMANCE OF DISTILLATION COLUMN

Kalkulus Multivariabel I

BAB II DESKRIPSI PROSES

Transkripsi:

PMD D3 Sperisa Distantina Materi sebelumnya adalah neraca eksternal, untuk menghitung jumlah stage harus dianalisis neraca internal. Materi Neraca internal adalah materi optional, diberikan jika Neraca eksternal MD sudah benar-benar dikuasai mhs D3. A. NERACA INTERNAL Hubungan arus-arus di dalam menara dianalisis menggunakan neraca internal. Setelah diketahui hubungan ini, jumlah stage yang dibutuhkan dapat dievaluasi. Perhitungan jumlah stage dievaluasi dari neraca di setiap stage dan berurutan. Perhitungan ini dapat dimulai dari atas menara (Top-downward ) atau dari bawah menara ( bottom-upward). Ditinjau sebuah menara distilasi sederhana : (terdapat sebuah arus umpan, dilengkapi condenser total, dan reboiler parsial) Dalam menentukan jumlah stage, MD dibagi dalam 2 seksi: 1. enriching, daerah dimana uap diperkaya dengan reluks. Semua stage di atas eed plate (plat umpan). 2. stripping, daerah dimana terjadi pengambilan sisa-sisa yang volatile yang terbawa oleh cairan. Semua stage di bawah eed plate. Adanya 2 seksi ini disebabkan arus umpan (F) yang mengakibatkan perbedaan neraca di bagian plat umpan dan di bawahnya.

Beberapa cara menentukan jumlah stage untuk distilasi biner, yaitu : 1. Sorel (1893). 2. Ponchon dan Savarit ( 1922) : pengembangan dari Sorel dan dibuat visual grais. Cara 1 dan 2 ini memperhitungkan NM, keseimbangan, dan NP secara simultan karena adanya Non Constant Molal Overlow ( L dan V di setiap seksi tidak konstan) dan perbedaan latent heat units. 3. Lewis (1922). 4. McCabe-Thiele (1925) : pengembangan Lewis, tetapi dibuat grais. Cara 3 dan 4 ini merupakan cara yang disedehanakan, karena sering dijumpai dalam praktek kecepatan alir L dan V tetap ( Constant Molal Overlow). Pada kuliah ini, hanya akan dipelajari cara McCbe-Thiele. Menentukan jumlah stage dengan cara McCabe-Thiele : Cara ini : 1. lebih cepat memberikan jawaban, 2. data isik yang dibutuhkan lebih sedikit, 3. harus memenuhi persyaratan Constant Molal Overlow ( CMO ) atau kecepatan alir molar selama beroperasi tetap di setiap seksi.

Seksi enriching: Seksi stripping: V L V V V... V V 1 L L 1 1 1 V L 2 2 L 2 2 3 3... L... V V... L k k L L Kondisi CMO dapat dipenuhi jika: 1. satu mol pengembunan uap setara 1 mol penguapan cairan. 2. MD adiabatic atau panas hilang ke sekeliling memalui dinding kecil atau tidak ada. 3. perubahan panas sensible dapat diabaikan terhadap panas laten. 4. Panas laten penguapan bukan ungsi komposisi. Dalam prakteknya, hal ini sulit dijumpai. Diagram entalpi-komposisi: NON CMO: CMO: entalpi entalpi Fraksi mol Fraksi mol Hidrokarbon (HC) ringan biasanya memenuhi CMO.

1. Perhitungan jumlah stage pada seksi enriching : Ditinjau stage ke-j : NM total : Vj1 Lj D (5) NM komponen volatil : Vj1. Yj1 Lj. Xj D. XD (6) Keseimbangan : Xj ( Yj, keseimbangan ). (7) NP: Vj1. Hj1 Lj. hj D. hd QC (8) Dengan, Hj1 ( Yj1, uap jenuh) Hj ( Xj, cair jenuh) J0 s/d Penyelesaian diarahkan secara grais, maka semua persamaan disusun agar dapat diplot di kurva Y-X (McCabe-Thiele) atau persamaan Y ( X ). Dari NM (pers. 5 dan 6) di sekitar plate ke-j diperoleh persamaan garis operasi seksi enriching atau garis operasi atas ( GOA) :..(9) Jika CMO, maka: (10)

Dengan, V L D Dalam perancangan, nilai R sudah ditentukan, maka bentuk persamaan GOA yang lain :..(11) Arus-arus yang keluar stage ke-j dalam keadaan berkesimbangan : Yj ( Xj, keseimbangan ). Penentuan jumlah stage seksi enriching secara analitis menggunakan persamaan GOA dan persamaan keseimbangan secara bergantian. J 0: maka Xo XD GOA Y1 keseimbangan J 1 Y2 GOA X1 keseimbangan GOA J 2 X2 Y3 Dst. Secara grais, GOA dan data keseimbangan diplot di kurva Y-X. Plot GOA : a. slope b. intersept c. titik potong GOA dengan sumbu diagonal ( XY) adalah

2. Perhitungan jumlah stage pada seksi stripping : Perhitungan dimulai dari plate tepat di bawah eed plate (). Ditinjau plate ke-k sampai bottom: NM total :..(12) NM komponen volatile:..(13) Keseimbangan :.(14) NP:.. (15) Jika dipakai reboiler parsial, maka reboiler merupakan stage ke- N1. Penyelesaian diarahkan secara grais, maka semua persamaan disusun agar dapat diplot di kurva Y-X (McCabe-Thiele) atau persamaan Y ( X ). Dari NM (pers 12 dan 13) diperoleh persamaan garis operasi seksi stripping atau garis operasi bawah (GOB):..(16)

Dengan, rasio boil up L V Arus-arus yang keluar stage ke-j dalam keadaan berkesimbangan : Yj ( Xj, keseimbangan )..(14) Penentuan jumlah stage seksi stripping ( bottom-up) secara analitis : keseimbangan J N1 (reboiler parsial) maka XN1 XB YN1 GOB Keseimb J N YN. XN GOB Dst. XN-1 Secara grais, GOB dan data keseimbangan diplot di kurva Y-X. Plot GOB : a. slope b. intersept c. titik potong GOB dengan sumbu diagonal ( XY) adalah

Seringkali, rasio boil-up tidak diketahui/ditentukan, sehingga GOB tidak dapat dievaluasi. Perubahan NM dalam menara disebabkan adanya arus umpan. Kondisi umpan biasanya dapat dievaluasi. Oleh karena itu, perlu dicari korelasi antara GOA dengan GOB melalui data umpan menara. Persamaan yang menghubungkan GOA dan GOB adalah persamaan kondisi umpan ( q quality, kualitas umpan).

Deinisi q : Ditinjau eed plate : NM : F V L V L (1) V V L L F (2) NP : dengan, Manipulasi F. H H h 1-1 NM V.H h dan H 1 h NP H : L.h 1 V.H L.h F.h V. H L. h V. H L. h F(h jadi : H) h H h H q ( L L L F L)(h q L L F H) (6) h H h H h H λ q penambahan cairan setiap satu mol umpan. Dengan, H entalpi umpan jika uap jenuh, h entalpi umpan jika cair jenuh, hf entalpi umpan sesuai kondisi yang sesungguhnya. Menentukan persamaan garis q : Disusun dengan cara membuat garis melalui titik potong GOA dan GOB. Misalkan titik potong itu adalah (X,Y), maka:

GOA, GOB, ( V Y.V L.X D.XD Y.V L.X B.XB V ) Y (L L) X ( B.XB D.XD ) Substitusi pers (2) dan (6) ke (7) : (L L F )Y (L L) X F.Z (7) Sehingga diperoleh persamaan garis q : Y q q -1 X Z q 1 Plot garis q di kurva Y-X : a. Slope b. Intersep c. Perpotongan garis q dengan sumbu diagonal adalah : Kemungkinan-kemungkinan garis q: Kondisi umpan hf q slope Cairan dingin hf < h < H > 1,0 > 1,0 Cair jenuh hf h 1 ~ Cair uap H > hf > h 1 > q > 0 negati Uap jenuh hf H 0 0

Kondisi umpan dapat ditunjukkan dengan data : 1. ase umpan, missal umpan berupa uap jenuh. 2. entalpi umpan, 3. kondisi berupa T,P, komposisi umpan, 4. perbandingan ase umpan, missal umpan berisi 40% ase uap dan 60% ase cair. Contoh perhitungan h dengan jenis data nomor 4, dapat dilihat di example Wankat,p. 136. Jika kondisi umpan diketahui, maka garis q dapat diplot di kurva Y-X, selanjutnya persamaan GOB dapat ditentukan. 3. Menentukan jumlah stage di seksi enriching dan stripping dalam menara Perhitungan jumlah stage (Top down ) dimulai menggunakan GOA dan kurva keseimbangan sampai titik potong GOA dan garis q. Dari titik potong ini, perhitungan jumlah stage dilanjutkan dengan menggunakan GOB dan kurva keseimbangan.

Pembandingan penggunaan garis operasi dalam perhitungan jumlah stage: RINGKASAN langkah-langkah perhitungan N ideal dalam MD jika R telah diketahui: 1. Membuat skema alat yang dilengkapi dengan data yang diketahui, serta simbol variable. 2. Menyusun Neraca internal di seksi enriching : a. NM GOA (hub. Arus-arus di antara 2 stage berurutan). b. Keseimbangan stage ( hub. Arus-arus keluar stage). 3. Plot GOA dan data keseimbangan di kurva Y-X. 4. Menyusun persamaan garis q (kualitas umpan). 5. Plot garis q di kurva Y-X. 6. Menyusun persamaan Neraca internal di seksi stripping : a. NM GOB b. Keseimbangan stage 7. Plot GOB di kurva Y-X. 8. Perhitungan jumlah N ideal.

PENGARUH RASIO REFLUK ( R ) TERHADAP JUMLAH STAGE IDEAL Secara graik, akan tampak bahwa : R semakin kecil intersep GOA semakin besar GOA semakin mendekati kurva keseimbangan Akibatnya N semakin banyak A. R MINIMUM ( RMIN ) N bernilai tak terhingga saat GOA bersinggungan ( atau berpotongan) dengan kurva keseimbangan. Pada titik singgung ini perubahan komposisi antar stage sangat kecil atau driving orce mendekati nol. Rasio reluks pada kondisi ini disebut Rasio reluks minimum (Rmin). R min dapat dievaluasi dengan cara : 1. membuat titik potong GOA dengan garis q di kurva keseimbangan, atau 2. membuat GOA menyinggung kurva keseimbangan.

Oleh karena itu, sebelum menghitung atau merancang suatu MD, Rmin perlu diketahui terlebih dahulu. Jika pengambilan nilai R lebih kecil dari Rmin, maka tidak akan terjadi pemisahan seperti yang diinginkan. B. Reluk Total Secara graiis, R semakin besar maka intersep GOA semakin kecil dan N menjadi semakin sedikit. Jika R diperbesar sampai R total, dimana tidak ada arus Distilat, Bottom, maupun umpan ( DBF0) maka: Slope GOA 1,0 Dengan demikian, GOA berhimpit dengan garis diagonal (XY) dan jika N dihitung akan diperoleh jumlah N minimum. Kondisi R total ini, biasanya digunakan untuk mennetukan ukuran atau beban kondenser, rebolier dan diamter maksimum MD.

C. Reluk optimum: Sebaiknya dalam perancangan atau pengoperasian MD, ditetapkan: R operasi R optimum actor x Rmin ( 1,2 s/d 1,5 ) x Rmin. Nilai Factor di atas merupakan hasil optimasi, dimana total cost ( R). Hubungan cost dengan Relux ratio (R ) : Cost MD meliputi: 1. operasting cost (biaya steam CW electric labor) 2. capital cost ( condenser reboiler Tower tray) Total cost operating cost capital cost. Hasil praktek di lapangan menunjukkan kecenderungan sbb.: Pada: R total -- Nmin -- operating cost besar. R Rmin - -N tak terhingga -- -capital cost besar. R ( 1,2 1,5) Rmin R optimum ----- total cost terkecil. Operating cost capitalcost