destilasi
DESCRIPTION
destilasiTRANSCRIPT
![Page 1: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/1.jpg)
MODUL 2
![Page 2: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/2.jpg)
DISTILASI
![Page 3: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/3.jpg)
DISTILASIDISTILASI
Distilasi : Differential/Simple/Batch Distillation Single-stage operation (Flash Vaporization) Continuous Rectification/Multi Stages Distl. (Binary dan Multicomponent Systems)
Contoh Aplikasi :
- Batch : Pemisahan n-heptane - n-octane (Lihat Gambar 1B) Pemisahan Benzene, Toluene, Xylene (Lihat Gambar 1A)-Single stage : Acetone - Air, Metanol - etanol- Multi Stages : refinery, pemisahan udara (Lihat gambar 1C)
Variabel penentu : Kapasitas, Kemurnian, Kontinyuitas Umpan Perbedaan Volatilitas.
![Page 4: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/4.jpg)
Flash VaporizationVapor : 72% B
20% T8% X
50% B25% T25% X
Liquid : 40% B27% T33% X
Differential Distillation
50% n-C750% n-C8
Distillate : 61% n-C739% n-C8
Residue : 33% n-C767% n-C8
Gambar 1A Flash Vaporization
Gambar 1A. Batch Distillation
![Page 5: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/5.jpg)
Continuous Distillation/Rectification
Naftha/Gasoline
MiddleDistillate
Heavy Oil
Lubricating Oil
Residue
tray
Cair Uap
tray
Cru
de D
isti
llat
ion
Uni
t (C
DU
)
CrudeOil
Fuel Gas
Gambar 1B. Multi Stage Distillation/Crude Distillation Unit
![Page 6: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/6.jpg)
Keberhasilan Distilasi ditentukan oleh Distribusi substansi pada fasa cair & Gas Kesetimbangan antara fasa cair & gas sangat penting
Kesetimbangan yang diperlukan : Ordinary P-T-C (Binary)Dimana : kedua cairan larut pada segala perbandinganLihat Gambar 2 tentang contoh diagram PTC untuk sistem binerYang menjadi perhatian adalah komponen yang lebih volatile
Campuran A-B : Tekanan uap murni A>B disetiap Tx : mol fraksi A di fasa cair; y* : mol fraksi A di gasDiagram yang dipakai : x-y* pada P konstan
Relative volatility : perbandingan antara konsentrasi A dan B pada kedua fasa
= (y*/(1-y*))/(x/(1-x)) = y*(1-x)/x(1-y*) = separation factor; = 1 apa artinya?
![Page 7: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/7.jpg)
Gambar 2 Diagram PTC untuk sistem biner
![Page 8: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/8.jpg)
Gambar 2 A Diagram TXY untuk sistem biner Gambar 2B Diagram XY untuk sistem biner
![Page 9: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/9.jpg)
Larutan Ideal, Hk. Raoult’sTekanan parsial pada kesetimbangan (p*) sebanding dengan tek. uap (P)pA* = PAx dan pB* = PB(1 - x) Pt = pA* + pB* = PAx + PB(1-x)
= PA/PBy* = pA*/Pt
x = (Pt-PB)/(PA-PB)y* = PAx/Pt
Contoh soal penggambaran diagram kesetimbanganTitik didih (1 atm) n-heptane = 98,4oC dan n-oktana = 125,6oC. Buatlahdiagram kesetimbangan x-y* pada suhu diantara kedua suhu tersebut.
Gambarkan data ini
T,oC PAmmHg PBmmHg x y*98,4 760 333 1,0 1,0105 940 417 0,65 0,81110 1050 484 0,48 0,67115 1200 561 0,31 0,49120 1350 650 0,16 0,28
125,6 1540 760 0,0 0,0
![Page 10: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/10.jpg)
Diagram Enthalpy-KonsentrasiEnthalpy cairan dapat dihitung dari pers:
HL = CL(tL – t0)MAV + HS
HL =entalpi cairan, CL =kapasitas panas, tL =suhu cairan
HS =panas pelarutan
Enthalpy Gas dengan pers:
HG =y[CLAMA(tG-t0)+ AMA]+AMA]+(1-y)[CLBMB(tG-t0)+BMB]
CL=kap panas lart,CLA=kap panas cairan A murni, HS=heat of solution,tL=ttk didih, =panas laten pd. tG
Entalpi cairan dan gas sebagai fungsi komposisi dapat digambarkan sebagai Diagram HXY seperti terlihat pada Gambar 5
![Page 11: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/11.jpg)
Gambar 3 Diagram HXY untuk sistem biner
![Page 12: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/12.jpg)
SINGLE STAGE OPERATION - FLASH VAPORIZATION
Prinsip :- Sebagian cairan diuapkan- Terjadi kesetimbangan antara uap dan sisa cairan- Cairan dan uap dipisahkan
Tahapan Proses :- Pemanasan umpan- Penurunan tekanan- Pemisahan cairan dan uap di separator
![Page 13: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/13.jpg)
Gambar 4 Single Stage Flash Vaporization
![Page 14: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/14.jpg)
Material Balance
F = D + WFzF = DyD + WxW
FHF + Q = DHD + WHD
Secara simultan didapat :
Q/F) (H H
Q/F) (H H
z x
z y
D
W
FW
FD
FW
FD
-W/D : Slope garis operasi
![Page 15: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/16.jpg)
Contoh Soal
Campuran cairan mengandung 50 mol % h-heptan (A) dan 50 mol% n-oktan pada 800F akan di flash vaporization secara kontinyu pada 1 atm dan divaporasikan sebanyak 60% dari umpan. Tentukan komposisi uap dan cairan hasilnya serta suhu separator.
Basis: F=100 mol umpan
zF=0,5
D=0,6x100=60 mol
W= 100-60=40 mol
-W/D= -40/60= - 0,667
Dengan menarik garis operasi dari titik p(perpotongan XF=0,5 dan diagonal pada kurva kesetimbangan)dengan slope –0,667 yang memotong kurva kesetimbangan di T, didapat:
xW= 0,387, y*D=0,575
Perpotongan xF=0,5 dengan kurva suhu cairan didapat:
T separator= 1130C (235,40C)
![Page 17: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/17.jpg)
Sistem multikomponen untuk Flash Vaporization
Bila persamaan gas ideal tidak dapat diaplikasikan, maka fugacitydipakai untuk menggantikan tekanan (uap maupun total), sehinggaHk. Raoult’s untuk larutan ideal pada T tetap :
y*J = mJ xJ
J = komponenm = besaran yang berubah terhadap tekanan dan suhu = PJ /Pt
Hubungan antara D dan W menjadi : y*JD = mJ xJW
Slope garis operasi menjadi : W/D = (mJ xJW - zJF)/(zJF - xJW)= (y*JD - zJF)/(zJF - y*JD /mJ)
sehingga didapat : dimana y*JD = 1
dan dimana xW juga = 1
J
JFJD W/Dm 1
1) (W/Dz *y
JJ
JFJW W/D m
1) (W/Dz x
![Page 18: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/18.jpg)
Contoh SoalCampuran cairan mengandung 50% mol Benzene (A), 25% mol Toluen (B) dan 25% mol Xylen (C) akan di flash vaporization pada 100oC 1 atmHitung komposisi dan jumlah produk (gas dan cairan)
Hk. Raoult’s : y* = Px/Pt = mx =====> m = P/PtPenyelesaian dari sistem ini memerlukan besaran W/D ==> trial & error
Untuk F = 100 mol, W/D = ===> W = mol, D = mol
Komposisi pada W adalah xW dan pada D adalah y*D
Substansi
ABC
PJ
1370550200
m
1.803
zF
0,50,250,25
y*D
W/D=3 W/D= 0,75
xW
Isilah !!!!
![Page 19: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/19.jpg)
TUGAS 2 :
1. Berikan contoh pemakaian Flash Vap., Diff. Distl. dan Cont. Distl.pada industri dengan menggambarkan flow-sheet produksi sertaspesifikasi input-output untuk ketiga peralatan diatas. (1 mhs ckp1 contoh)
2. Buat diagram kesetimbangan gas-cair untuk campuran n-c7 dan n-c-8 menggunakan persamaan empiris (anthoine dll)3. Kerjakan contoh soal untuk pemisahan BTX menggunakan software
4. Baca teori tentang boiling point dan bubble point (halaman 361 treyball) Kerjakan soal nomer 9.3 a, b, c
![Page 20: destilasi](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022020711/54533a89b1af9fff038b4d83/html5/thumbnails/20.jpg)
Tutorial Penggunaan HYSIS Versi 3.1 untuk Flash Vaporization•Buka aplikasi Hysis 3.1•New Case•Component, Add, Komponen yang dikehendaki, Add Pure, Komponen II yang dikehendaki, Add Pure, ulang sampai jumlah komponen yang dikehendaki, Close•Fluid Pkgs, Add, pilih Package, Close•Enter Simulation Envi.•Double klik separator di palate•Beri nama stream: separator, F, D dan W, close•Double klik F stream•Tools, preferences, variables, pilih unit set yang sesuai, Close•Condition, isi : Suhu, Tekanan, Flow rate•Composition, isi masing2 komposisi umpan, OK, cek apakah sudah solve (warna menjadi hijau dan tertulis OK), close•Melihat hasil : klik stream D atau W, show table•Melihat hasil detil, double klik D atau W, pilih variabel yang diinginkan (misalnya composition), close•Simpan : file, save as, beri nama, save