PERANCANGAN PACKED TOWER PERANCANGAN ALAT PROSES Asep Muhamad Samsudin
Ruang Lingkup 1.
Perhitungan Tinggi Kolom Packing
2.
Perhitungan Diameter Kolom
Perhitungan Tinggi Kolom Packing Tinggi kolom packing (z) dapat dihitung dengan 2 (dua) cara : 1. Konsep Transfer Unit 2. Konsep HETP Konsep transfer unit dipilih, jika kolom packing digunakan untuk proses pemisahan campuran biner.
Konsep HETP dipilih, jika kolom packing digunakan untuk proses pemisahan campuran multikomponen
Konsep Transfer Unit
Konsep Transfer Unit
Konsep Transfer Unit
Konsep Transfer Unit
Larutan Encer
Penting untuk diperhatikan 1. Jika koefisien arah dari kurva seimbang cukup besar, artinya kadar solut dalam fasa uap lebih besar dari kadar solut dalam fasa cair, maka kecepatan perpindahan massa dikendalikan oleh fasa cairannya. Jumlah transfer unit dihitung berdasarkan tinjauan dari fasa cair, NOL 2. Demikian sebaliknya jika koefisien arah dari kurva seimbang relatif kecil, maka jumlah transfer unit dihitung berdasarkan tinjauan dari fasa gas, NOG
Contoh Soal 1 Packed Tower yang bekerja pada tekanan 1 atm direncanakan untuk memisahkan campuran 60% mol benzene dan 40% mol Toluene. Diharapkan hasil puncak dan dasar masing-masing mengandung 95% dan 5% mol benzene. Jika umpan dimasukkan pada titik didihnya. Hitunglah jumlah transfer unit. Distribusi komposisi seimbang system Benzene-Toluene (1 atm) Xa
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
ya
0
0.23
0.38
0.51
0.61
0.78
0.86
0.92
0.97
1.00
Contoh Soal 2 Packed tower dirancang untuk memisahkan campuran feed Antara A dan B (AB = 3). Hingga diperoleh hasil puncak yang terdiri dari 90% A. 90% A dalam umpan dapat dipisah sebagai distilat. Larutan umpan yang terdiri dari 30% A dan sisanya B pada titik didihnya dimasukkan dalam kolom dengan laju 100 lbmol/jam. Jika dalam operasinya digunakan perbandingan refluks = 2. Hitung jumlah transfer unit.
Contoh Soal 3 Packed tower dirancang untuk memisahkan campuran A dan B (AB = 2 ). Umpan yang terdiri dari 40% cairan dan 60% uap jenuhnya dengan komposisi rata-rata A dalam umpan 0,4 secara kontinyu dimasukan ke kolom dengan laju 100 mol/jam. Diharapkan hasil puncak mengandung 90% mol A dan 90% A dalam umpan dapat terpisah sebagai distilat. Jika dalam operasinya digunakan perbandingan refluk 50% lebih besar dari perbandingan refluk minimal. Hitung jumlah transfer unit baik pada seksi atas maupun seksi bawah.
Evaluasi Tinggi Transfer Unit P
P
Evaluasi Tinggi Transfer Unit
Harga HL untuk Distilasi Tipe Packing
Ukuran Packing ½
¾
1
1½
2
Raschig
0.24
0.30
0.34
0.47
0.58
Intalox
0.20
0.26
0.29
0.40
-
Pall Rings
-
-
-
0.40
0.49
Contoh Soal 4 Packed Tower yang bekerja pada tekanan 1 atm direncanakan untuk memisahkan campuran 60% mol benzene dan 40% mol Toluene. Diharapkan hasil puncak dan dasar masing-masing mengandung 95% dan 5% mol benzene. Jika umpan dimasukkan pada titik didihnya dengan kecepatan 13.100 lb/jam. Hitunglah tinggi packing yang digunakan. Data : Densitas cairan rata-rata = 43,3 lb/ft3
Densitas uap pada puncak dan dasar menara : 0,168 dan 0, 182 lb/ft3 Viskositas cairan rata-rata = 0,32 cp Perbandingan refluk = 4 Distribusi komposisi seimbang system Benzene-Toluene (1 atm)
Xa
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
ya
0
0.23
0.38
0.51
0.61
0.78
0.86
0.92
0.97
1.00
Contoh Soal 5 Packed absorber yang bekerja pada tekanan 150 Psig suhu 90oF dirancang untuk mereduksi ammonia dalam udara dengan menggunakan air sebagai penyerap. Udara yang mengandung 5,7% mol NH3 secara kontinyu dimasukkan kolom dengan laju 5,35 lbmol NH3/jam atau 91% lb NH3. Diharapkan 99% NH3 dalam udara dapat terserap. a. BM rata-rata gas = 11,6 lb/lbmol b. Kadar NH3 dalam air keluar absorber = 3 % berat Saudara diminta untuk menghitung : 1. Jumlah transfer unit 2. Tinggi transfer unit jika digunakan Berl Saddle 1 in.
3. Tinggi kolom packing
Konsep HETP
Perhitungan HETP Persamaan pendekatan menghitung HETP oleh Norton Chemical Process Product 𝐥𝐧 𝐇𝐄𝐓𝐏 = 𝐧 − 𝟎. 𝟏𝟖𝟕 𝐥𝐧 𝛕 + 𝟎. 𝟐𝟏𝟑 𝐥𝐧 𝛍 Berlaku untuk 1. Distilasi tekanan atmosferik
2. Tegangan permukaan cairan Antara 4 s/d 36 dyne/cm 3. Viskositas cairan 0.08 s/d 0.83 Cp
Perhitungan HETP
Perhitungan HETP Pada proses pemisahan campuran biner :
Jika kurva seimbang dan garis operasi keduanya lulus dan sejajar, maka : HETP = HOG Jika kurva seimbang dan garis operasinya keduanya lurus tetapi tidak sejajar, maka 𝐥𝐧 𝝀
𝑯𝑬𝑻𝑷 = 𝑯𝑶𝑮 𝝀−𝟏
Dalam hubungan ini 𝝀=
𝒎𝑽 𝑳
= 𝑭𝒂𝒌𝒕𝒐𝒓 𝑫𝒆𝒔𝒐𝒓𝒃𝒔𝒊
m = Koefisien arah kurva seimbang V = Laju alir uap, mol/jam, ft2 L = Laju alir cairan, mol/jam, ft2
