Laporan praktikum OTK - Kolom berpaking (HETP)
BAB I
PENDAHULUAN
Kolom berpacking banyak digunakan di dalam industri kimia, baik untuk proses distilasi maupu absorbsi. Selain menggunakan kolom berpacking, digunakan juga kolom berplate. Proses distilasi merupakan suatu proses yang memisahkan campuran liquida yang saling larut dan mudah menguap menjadi komponennya masing-masing dengan cara penguapan. Syarat dasar dari distilasi adalah komposisi uapnya harus berbeda dengan komposisi liquidanya pada saat terjadi kesetimbangan.
HETP (Height Equivalent of Theoritical Plate) yaitu tinggi packing yang sebanding dengan sebuah plate teoritis. Harga HETP ini kemudian digunakan untuk membandingkan efisiensi antara kolom berpacking dengan kolom plate.
I. 2. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah menentukan nilai HETP(Height Equivalent of Theoritical Plate) atau tinggi bahan isian dalam suatu koom yang memberikan perubahan komposisi sama dengan perubahan komposisi yang dicapai oleh satu plate teoritis atau ekuivalen dengan satu plat teoritis.
I.3. Manfaat Praktikum
Adapun manfaat dari percobaan ini adalah mahasiswa dapat menentukan nilai HETP (Height Equivalent of Theoritical Plate) atau tinggi
bahan isian dalam suatu koom yang memberikan perubahan komposisi sama
dengan perubahan komposisi yang dicapai oleh satu plate teoritis atau
ekuivalen dengan satu plat teoritis.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Secara Umum
Distilasi
Distilasi adalah suatu operasi untuk memisahkan larutan yang relatif volatil menjadi komponen-komponen penyusunnya atas dasar perbedaan titik didih dengan jalan menambahkan panas ke dalam campuran yang akan dipisahkan. Pada operasi distilasi fase cair berada pada titik didihnya, sedangkan fase uap berada dalam kesetimbangan pada titik embunnya. Perpindahan massa dari fasa cair terjadi dengan penguapan dan dari fasa uap terjadi dengan pengembunan yang berlangsung secara simultan.
Masing-masing komponen campuran umpan terdapat di dalam kedua fase itu, hanya berbeda jumlah
relatifnya. Pada larutan ideal volatilitas dapat dikaitkan langsung dengan tekanan uap murni masing-masing. Distilasi banyak digunakan untuk memisahkan campuran cairan agar menjadi campuran yang lebih murni. Keuntungan pemisahan secara distilasi adalah tidak diperlukannya komponen tambahan, sehingga tidak diperlukan proses lebih lanjut untuk menghitung senyawa yang ditambahkan tersebut. Alat yang diperlukan untuk operasi distilasi dapat berupa kolom berplat dengan sieve tray atau bubble cap tray, atau dapat pula menggunakan kolom dengan bahan isian (packing).
Faktor-faktor penting dalam merancang dan mengoperasikan kolom plat adalah jumlah plat yang diperlukan untuk mendapatkan pemisahan yang dikehendaki, diameter kolom, kalor yang diperlukan dalam pendidihan, kalor yang dibuang pada kondensor, jarak antar plat yang dipilih, dan konstruksi plat. Untuk skala industri, proses distilasi dilakukan di dalam menara distilasi. Pemilihan jenis menara distilasi sangat tergantung dari efisiensi, kapasitas, dan kadar yang ingin diperoleh.
PENGERTIAN HETP
Untuk mengetahui tinggi bahan isian yang harus digunakan untuk menghasilkan produk dengan komposisi sama dengan satu plate teoritis pada menara bertingkat digunakan istilah HETP (High Equivalent of Theoritical Plate). HETP adalah tinggi bahan isian yang akan memberikan perubahan komposisi yang sama dengan perubahan komposisi yang yang diberikan oleh satu plate teoritis. Variable yang mempengaruhi HETP antara lain : Tipe dan ukuran bahan isian,kecepatan aliran masing-masing fluida,konsentrasi fluida,diameter menara,sifat fisis bahan difraksinasi. (Treybal,1981)
HETP dalam penggunaannya sering digunakan dalam perhitungan menara distilasi dengan bahan isian. Distilasi adalah suatu cara pemisahan komponen – komponen dari suatu larutan tergantung
dari distribusi bahan – bahan antara fase cair dan fase gas dalam keadaan 2 seimbang. Secara umum ada dua macam menara distilasi, yaitu menara dengan bahan isian (packed tower) dan menara plate (plate tower).
Berdasarkan konstruksi, menara distilasi digolongkan :
1. Menggunakan plate dengan bubble cup atau perforated. Bila umpan dari komponen – komponon yang berbeda jauh titik didihnya yang menguap terlebih dahulu adalah yang titik didihnya rendah. Sedangkan umpan dengan beda titik didih yang dekat maka hasil atas masih tercampur (belum murni). Untuk mendapatkan alkohol murni, hasil atas sebagian distilasi kembali berulang – ulang
sampai didapatkan alkohol murni. Untuk mengurangi distilasi yang berulang maka dipakai plate. Disini terjadi kontak antara cairan keatas dengan aliran kebawah. Makin banyak zat yang didistilasi melewati plate maka hasilnya makin murni.
2. Menggunakan packing dengan menara bahan isian seperti yang dipakai dalam percobaan HETP. Menara bahan isian terdiri atas sebuah silinder vertikal yang didalamnya terdapat bahan isian tertentu. Bahan isian merupakan media untuk memperluas bidang kontak antara fase uap dan cair sehingga transfer massa dan panas berjalan baik. Cairan mengalir melewati permukaan bahan isian dalam bentuk lapisan film tipis sehingga luas bidang kontak antara fase uap dan cair
makin besar. Cairan masuk dari bagian atas menara,sedangkan gas masuk dari
bagian bawah menara (Brown,1950).
Jenis bahan isian antara lain :
1. Bahan isian yang tersusun secara teratur ( regular packing ),diantaranya double spiral ring, wood grid.
2. Bahan isian yang tersusun secara acak ( random packing ), diantaranya rashing ring, ring packing.
3. Pseudo plate column, kontak fase terjadi pada plate seperti misalnya hitted trays, triple trays.
Sifat – sifat bahan yang harus dimiliki bahan isian adalah :
a. Perbandingan luas permukaan bidang basah (bidang kontak) bahan isian per satuan volume bahan isian cukup besar.
b. Susunan bahan isian dalam kolom cukup memberikan rongga kosong, sehingga memudahkan aliran fluida, sedangkan penurunan tekanan aliran tidak terlalu besar.
c. Permukaan bahan isian mudah menjadi basah.
d. Tahan terhadap suhu dan perubahannya, dan tidak mudah berkarat.
e. Cukup kuat, tidak mudah pecah.
Jumlah plat teoritis N dapat dievaluasi menurut metode Mc cabe-thile atau persamaan fenske-underwood.
a. Metode Mc cabe – thile
Persyaratan
1. Dalam diagram enthalpy – komposisi, garis uap jenuh dan cairan jenuh keduanya berupa garis lurus dan sejajar.
2. Kecepatan aliran molal tetap
3. Panes laten penguapan mendekati tetap
4. Campuran biner, ideal.
5. Untuk evaluasi jumlah plate teoritis (N) diperlukan data kesetimbangan termodinamika atau y versus x, pada suhu tekanan operasi tertentu. Kita masih perlu melukiskan garis – garis operasi berikut:
a. Garis operasi atas
Jika R = perbandingan refluks, eksternal diketahui garis operasi atas dapat
dilukiskan dalam diagram y vs x.
b. Garis q
mula – mula dihitung nilai q dengan persamaan:
Dari nilai q yang didapat bisa dihitung lerang garis q yaitu sehingga
dapat dilukis dengan lereng ini melalui titik umpan di diagonal.
c. Garis operasi bawah
Jika langsung dipakai pers (3) kita memerlukan data panas di sekitar
(modul OTK 2, 2016)
Menarik garis operasi. Cara yang termudah untuk menggambarkan garis operasi
adalah
1. Tentukan letak garis umpan
2. Hitung Xd/(Rd+V)
3. Tarik garis pelucutan melalui titik (Xb, Xb) dan perpotongan antara garis
rektifikasi dengan garis umpan. (Mc cabe, 1998)
b. Metode Fenske – Underwood
Syarat:
1. Refluks total
2. Nilai sifat penguapan relative tetap
3. Kecepatan aliran molal dan penguapan tetap
Bila Xd, Xb dan α rata – rata bisa diketahui, maka Nm bisa dihitung.
Secara umum sebuah kolom distilasi terdiri dari :
a) Vessel atau kolom itu sendiri, dimana pada kolom ini lah terjadi pemisahan, aliran yang terjadi didalamnya secara countercurrent, uap yang berasal dari reboiler naik kebagian atas kolom, sedangkan liquid yang disupplai dari reflux turun kebawah. Didalam kolom terdapat plate
atau piring ( disebut juga dengan stage ) pada plate ini lah terjadi proses pemisahan yang efektif.
b) Condenser, berfungsi untuk mengkondensasikan uap ( V’ ) yang berasal dari kolom, condenser dapat mengkondensasikan seluruh uap yang berasal dari kolom ( disebut juga dengan total kondenser, tidak dihitung sebagai 1 stage ), atau dapat pula mengkondensasikan sebagaian uap (partial kondenser, dihitung sebagai 1 stage )
c) Accumulator, berfungsi sebagai penyedia reflux ( R )
d) Reboiler , menguapkan kembali liquid yang berasal dari kolom distilasi ( L” ) dan ( umumnya dihitung sebagai 1 stage )
Gambar 1. Kolom Destilasi
L’ adalah laju alir molar yang kembali ke kolom (ke stage pertama
), sedangkan V’ adalah uap yang keluar dari kolom menuju ke
kondenser untuk di kondensasikan. L” adalah liquid yang berasal
dari kolom destilasi menuju ke reboiler untuk diuapkan kembali,
sedangkan V” adalah uap yang terbentuk dari L” dan masuk lagi ke
kolom. Untuk lebih memudahkan, bagian rectifying akan di tandai
dengan subscript n, dan bagian stripping ditandai dengan
subscript m.
Sumber :
0 Response to "Laporan praktikum OTK - Kolom berpaking (HETP)"
Posting Komentar