presentasi perpindahan massa packed column distilation

Click here to load reader

Download PRESENTASI PERPINDAHAN MASSA  Packed Column  Distilation

Post on 25-Feb-2016

200 views

Category:

Documents

13 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

PRESENTASI PERPINDAHAN MASSA Packed Column Distilation. Darul Hamdi Desi Anggarawati Destya Nilawati Dini Assyifa Ester Kristin Indrianti Pramadewi Nindya Sani W Nirwanto Honsono. Packed Tower. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Slide 1

PRESENTASI PERPINDAHAN MASSA Packed Column DistilationDarul HamdiDesi AnggarawatiDestya NilawatiDini AssyifaEster KristinIndrianti PramadewiNindya Sani WNirwanto Honsono#

Packed Towerdigunakan untuk kontak kontinu diantara liquid dan gas di dalam kolom berbentuk silinder yang di dalamnya diisi packing. Selain itu juga dilengkapi dengan pemasukan gas dan ruang distribusinya pada bagian bawah sedangkan pemasukan zat cair dan ruang distribusinya pada bagian atas.

#zat cair terdistribusi di atas isian, kemudian mengalir dalam bentuk film tipis ke seluruh permukaan packing menuruni kolom yang kemudian terjadi kontak antara fase gas dan cair. Pada alat ini terdapat isian menara packing yang berfungsi memperluas bidang kontak antara fase gas dan fase cair. Pada sat menyentuh packing, molekul-molekul gas dan air akan terpecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil sehingga mudah terjadinya kontak antara kedua fasa tersebut.#

#proses absorbsifluida cair (air) dimasukkan dari bagian atas kolom menara dengan menggunakan pompa, sehingga laju alirnya dapat dikendalikan dan dapat diperoleh keseragaman pembasahan permukaan isian sehingga dapat mengoptimalkan luas permukaan kontak antara gas dengan cairan. Fluida gas (udara) dimasukkan melalui ruang pendistribusian yang terdapat pada bagian bawah kolom dan mengalir melalui celah-celah di antara isian, alirannya berlawanan arah dengan aliran zat cair. Fungsi penempatan packing di dalam kolom absorbsi adalah memberikan luas permukaan kontak yang cukup besar antara fase gas dan fase cair, dengan cara memecah molekul-molekul gas dan air menjadi molekul-molekul yang lebih kecil sehingga mempermudah terjadinya difusi molekularitas antara kedua fase tersebut.

#Karakteristik Tower Packing#Jadi, kebanyakan isian menara terbuat dari bahan-bahan yang murah, tidak bereaksi dan ringan, seperti lempung porselen, dan beberapa jenis plastik. Kadang-kadang cincin-cincin logam berdinding tipis, yang terbuat dari baja atau aluminium ada juga dipergunakan. Ruang-ruang kosong dan laluan-laluan yang cukup besar untuk lewatnya fluida dibuat dengan membuat isian itu berbentuk tak beraturan atau bolong, sehingga mereka tersusun dalam suatu struktur terbuka dengan porositas 60 sampai 95 persen.

#Tabel Karakteristik Random Packing

#Dari tabel dapat dilihat bahwa packing dapat dibuat dari material yang berbeda-beda seperti logam, plastik, keramik, karbon, stoneware dan lainnya. Packing logam biasanya disukai karena kekuatan unggul dan kemampuan mudah dibasahinya bagus. Packing plastik (polypropylene) tidak mahal dan memiliki cukup kekuatan, tetapi kemampuan dibasahinya kurang pada saat laju liquid rendah. Keramik packing berguna untuk mencegah korosi pada saat peningkatan suhu, dimana plastik packing mungkin tidak cocok. Keramik packing juga memiliki kemampuan dibasahi yang baik tetapi kekuatannya lebih rendah dibandingkan dengan logam packing.Dari tabel juga dapat dilihat bahwa ukuran packing meningkat, area total yang tersedia berkurang. Ukuran parameter ini tersedia area permukaan per satuan volume. Ukuran packing meningkat, effisiensi perpindahan massa berkurang. Note also that the porosity (or void volume) is larger for larger-size packings, and the pressure drop will correspondingly decreases.

#TOWER SHELLMaterial tergantung kondisi korosiSirkular agar nyaman & kuatPACKING SUPPORTMembantu distribusi gas ke packingPACKING RESTRAINERMelindungi packing agar tidak terangkatENTRAINMENT ELLIMINATORMengumpulkan entrainment (kabut).

PACKED

TOWER#Jenis packingRandom packingfall randomlytower may first be filled with watersmaller size: larger spesific surface & gas-pressure droplarger size: cost less / unit volumeRegular packingLow gas-pressure drop & greater possible fluid flow ratesMore costly installation#Random Packing(a) Raschig Rings, (b) Lessing Rings, (c) Partition Rings,(d) Berl Saddle, (e) Intalox saddle, (f) Tellerette, (g) Pall Ring.

#Regular Packing(a) Raschig Rings, (b) Double Spiral Rings, (c) Expanded Metal-Lath Packing, (d) Wood Grids.

#Distribusi LiquidDry packing tidak efektif untuk transfer massa!!Spray Nozzlesbanyak entrainment liquid dalam gas!!

for LARGE diameter of towerfor SMALL diameter of tower#Random Packing Size dan Redistribusi LiquidUntuk random packing:Jika jumlah packing yang berada di sekitar dinding menara sedikit (dari jumlah total packing) maka ada kecenderungan bagi liquid untuk menuju dinding dan gas mengalir di tengah menara.Penyebab: perbandingan dp/dT < 1/8Solusi: meletakkan re-distributor dengan jarak 3-10 kali dT, meletakkan support plate dibawah packing support.

#Countercurrent flow in packed tower

Dalam sebuah Packed tower, jenis alian yang terbentuk adalah countercurrent flow. Pada aliran ini, cairan akan mengalir dari bawah ke atas. Dan gas dari atas ke bawah. #

Hubungan antara laju alir gas, laju aliran liquid, laju alir gas, serta pressure drop gas#Proses distilasi dijalankan pada area loading.Pada Area ini, terjadi kompetisi antara liquid yang turun dengan gas dari bawah. Aliran gas ke atasakan tertahan oleh liquidDi bawah loading, liquid hanya berupa cairan tipisDi atas loading gas yang naik berupa bubble#Perhitungan dimensi packed tower Distillator

#Perhitungan di enriching

Bisa diselesaikan dengan integral 1/(kya(yi-y) sebagai ordinat dengan Gy sebagai absisa. Tapi sangat sulit mengetahui Gy pada tiap bagian

#20simplifikasi

Simplifikasi dengan mengasumsikan bahwa komponen G dan L sama pada setiap bagian #Untuk Kurva lurus (McCabe)

#Rumusnya analog dengan yang ada di stripping. Namun berbeda limit integrasinya#Illustration 9.12Determine suitable dimensions of packed section of a tower for the methanol-water separation of Illustration 9.8, using 38-mm (1,5-in) Rasching rings. #Illustration 9.8A methanol(A)-water(B) solution containing wt 50% at 26,7oC is to be continuously rectified at 1 std atm pressure at a rate of 5000 kg/h to provide a distillate containing 95% methanol and a residu containing 1% methanol (by weight). The feed is to be preheated by heat exchange with the residue, which will leave the system at 37,8oC. The distillate is to be totally condensed to a liquid and the reflux returned at the bubble point. The withdrawn distillate will be separately cooled before storage. A reflux ratio of 1,5 times the minimum will be used.#SOLUSI: uap dan cairan melewati menara, dihitung dengan cara Ilustrasi 9.8, dengan menggunakan persamaan 9.62, 9.64, 9.72, dan 9.74 sebagai berikutxtL, oCytG, oCvaporliquidkmol/hkg/hkmol/hkg/hEnriching section0,915660,9268,2171,3530386,727230,600710,7674,3164468479,621040,370760,6678,7160,9437876,51779Stirpping section0,370760,6678,7168,6458530170000,200820,3689,7161,6372129461380,100870,1894,7160,6329629356900,0296,30,0399,3127,623602604767#Contd..(1)Persamaan 9.62

Persamaan 9.64

#Contd..(2)Persamaan 9.72

Persamaan 9.74

#Contd..(3)Nilai x dan y semuanya ada di garis operasi (Gambar 9.28)

#Contd..(4)Suhu bubble point dan dew point untuk uap dan cair. Garis operasi memotong pada x = 0,370, membagi nilai antara bagian enriching dan stripping.

Diameter tower akan diletakkan pada kondisi di atas bagian stripping karena besarnya aliran cairan pada daerah ini. Selanjutnya (Chap. 8 notation)

#Contd..(5)Dari hasil tersebut selanjutnya dapat ditentukan nilai berikut

#Contd..(6)Dari Gambar 6.34

Dipilih gas pressure drop 450 (N/m2)/ m dimana ordinatnya yaitu 0,0825.

#Contd..(7)Dari Tabel 6.3: Cf = 95, L = 4,5 x 10-4 kg/m.s, J = 1, gc = 1.

The tower cross-sectional area = 4185/3600(1,264) = 0,92 m2. berhubungan dengan diameter 1,1 m2. L = 7000/3600(0,92) = 1,94 kg/m2 s.

#Contd..(8)Tabel 6.4m= 36,5, n = -4,69 x 10-3, p = 0,274,AW = 42,36 m2/m3.

Tabel 6.5ds = 0,0530 m, = 0,499, LsW = 0,0086LtW = 0,0279, LoW = 0,0193, Ls = 0,00362(dengan L = 0,00045 kg/ms, = 0,029 N/m)H = 0,91, Lo = 0,0175, Lt = 0,0211#Contd..(9)Pers 6.73 A = 38 m2/m3 = aTabel 6.3 =0,71Pers 6.71 0 = 0,71 0,0211 = 0,689

Dengan metode pada Chapt. 2, ScG = 1.0, G = 0,0466 kmol/m2s, G = 2,96 X 10 -5 kg/ms dan dengan Pers 6.70, FG= ky =1,64 x 10 -3 kmol/m2s

Pers 6.72kL = 2,66 x10-4 kmol/m2s (kmol/m3). Saat densitas molar air pada 67oC yaitu 53,83 kmol/m3

#Contd..(10)FL = kX = 53,82 (2,66 X 10-4) = 0,0143 kmol/m2s (fraksi mol)Nilai serupa pada konsentrasi lainnya yaitu

#Contd..(11)Gambar 9.50

#Contd..(12)Pada x = 0,2 dan y = 0,36 pada garis operasi, garis AB digambar dengan slope = -kx/ky = 0,0149/(1,692 x 10 -3) = -8,8. nilai B memberikan nilai yi untuk y =0,36. sama halnya dengan kurva CD . Selanjutnya , pada nilai M , menghubungkan yi pada N ditempatkan dengan mudah. Perluasan dalam menempatkan gambar menunjukkan yi untuk uap yang memasuki packed section menjadi dalam kesetimbangan dengan reboiler liquid xW. Saat kx > ky, intergal Pers 9.152 akan digunakan. #Contd..(12)Nilai berikut dari yi menjelaskan cara penggambaran dengan nilai G, ky dan a dijelaskan dari plot kembali nilai y.

#Contd..(13)Grafik integrasi untuk Pers 9.152 tidak ditunjukkan memberikan Ze = 7,53 m untuk bagian enriching dan Zs = 4,54 untuk bagian stripping.

Dari contoh di atas, HtG untuk bagian stripping bervariasi dari 0,0466/ (1,640 x 10 -3) (38,0) = 0,78 m pada bagian atas sampai 0,997 m pada bagian bawah. Pers 9.154 dengan rata-rata HtG = 0,873 menghasilkan Zs = 4,66 m daripada 4,54, sebagai perhitungan awal. Slope kurva kesetimbangan bervariasi sangat besar maka digunakan pada HtG atau koefisien perpindahan massa yang tidak ditentukan. # ??Arigatou Gozaimasu#Continous Contact Equipment(Packed Towers)#Packed Towers pada DistilasiUntuk:Distilasi bertekanan rendahTahanan liquid kecilDistilasi dengan material yang sensitif

View more