reaktor isotermal

8/19/2019 Reaktor Isotermal

1/25

Reaktor Isotermal


2/25

Reaktor Alir Bentuk Pipa(Reaktor Integral, Tubular,

Plug Flow)Pada MFR, semua titik dalam tangki mempunyaikomposisi yang sama, sedangkan pada PFR,komposisi berbeda ke arah horizontal tetapi tetap

sama ke arah vertikal, sehingga reaktor bentukpipa ini dinamakan juga sebagai reaktor integral.


3/25

• Laju Alir Feed masuk FA

• Laju Alir Produk keluar FA ! dFA

• "era#a massa

Amasuk $ Akeluar ! Abereaksi ! Aakumulasi

FA $ FA ! dFA ! %&rA'%d(' ! )

FA $ FA ! d%FA)&FA)*A' ! %&rA' d(

FA + FA ! FA)d*A $ %&rA' d(

FA)d*A $ %&rA' d(

• d( merupakan volume untuk segmen denganpanjang dL, artinya untuk seluruh reaktordengan panjang L dengan volume ( menjadi


4/25

• ntuk reaksi dengan tidak terjadi perubahandensitas atau volume, -A $ ) atau

dan

ehingga persamaan tsb dapat dinyatakan dalambentuk lain, yaitu


5/25

ntuk reaksi dengan densitas atau volume tetap

/bat#h $ /PFR. ntuk reaksi dengan densitas atauvolume berubah, tidak ada kaitan langsungpersamaan untuk reaktor bat#h dengan reaktorbentuk pipa %PFR'.


6/25

Pada reaksi dengan densitas atau volume berubah,penyelesaian se#ara numerik analitiknya

a. Reaksi orde atau +rA $ k0

b. Reaksi searah orde satu A 1 Produk


7/25

#. Reaksi orde dua, A ! 2 1 Produk, dimana 3A)4 $

32)4

d. ntuk reaksi bolak balik orde satu A 5 R


8/25

Contoh : Reaktor PFR dan MFR

ntuk menghasilkan konversi reaksi sebesar

6)7 dari reaksi phase li8uid A 1 R,digunakan reaktor PFR serta reaktor MFR.

:ari data per#obaan a;al dengan reaktorbat#h, diketahui konversi 6)7 ter#apai setelah

reaksi berlangsung


9/25

ubungan !on"er#i denganpan$ang Reaktor

• Pada reaktor alir PFR, misal untuk reaksi orde duadiketahui bah;a

• 2ila luas penampang reaktor tersebut $ A#, maka

panjang reaktor


10/25

Contoh: ntuk suatu kondisi reaksi, dimana

k $ > L?mol.s@ 0A) $ ).) mol?L@ A0 $ atau ( $ () %< & ).>*A' pada B dan P tertentu, laju

alir volumetrik akan berkurang apabila konversibertambah, dan ;aktu tinggal reaktan lebih lamadalam reaktor dibanding apabila perubahanvolume diabaikan %εA $ )'.


11/25

Perbandingan %olu&e MFRdengan PFR

• Pada reaktor MFR, pada keadaan tunak semuatitik dalam reaktor serta pada aliran produkkeluar menghasilkan komposisi yang sama.Perubahan komposisi akan terjadi hanya bila laju

aliran dari Ceed masuk berubah, sementarakonsentrasi reaktan dijaga konstan.

• Pada laju aliran Ceed serta konsentrasi reaktanyang tertentu, volume reaktor tangki

berpengaduk adalah


12/25

• 2erbeda dengan MFR, perubahan konversi padaReaktor Alir Pipa terjadi pada setiap ;aktu searahdengan aliran Duida hingga konversi tertentu.Perubahan konversi terhadap perubahan laju

reaksi terjadi se#ara integral.

• elain membandingkan luasan kurva,perbandingan volume untuk dua jenis reaktor alir

juga dilihat dari perbandingan ;aktu tinggal.ntuk MFR, ;aktu permukaan %spa#e time' untuk

reaksi orde n


13/25

• ntuk PFR

• :ua persamaan di atasdibandingkan


14/25

ntuk reaksi dimana perubahan volume diabaikan,εA$), persamaan dapat disederhanakan menjadi

atau


15/25

Erak perbandingan antara ;aktu permukaan %τ'untuk reaktor MFR terhadap PFR


16/25

Reaktor PFR dengan Aliran Balik

• ntuk meningkatkan hasil reaksi %konversi',diperlukan aliran balik dari produk ke aliran Ceedmasuk %re#y#le'.

• ebagian produk sebesar vC atau R vC

dikembalikan sebagai re#y#le ke aliran Ceed

masuk.• R adalah erbandin an antara volume dari


17/25

• Laju aliran produk yang meninggalkan sistem $vC

• Laju aliran produk yang dikembalikan ke aliran

Ceed masuk, sebesar vC $ R vC • 2erarti laju aliran produk yang keluar reaktor $

vC . R vC $ %R!


18/25

• Gonversi masuk *A


19/25

• Laju umpan masuk ke reaktor menjadi

FA


20/25

• :engan menggunakan persamaan

maka volume PFR dengan re#y#le, menjadi

• Pada keadaan dimana perubahan volumediabaikan, εA $ ) maka v) $ vC dan R menjadi

R $ v=?v) dan FA= $ R FA) sehingga FA< $ FA) %<

! R'

•:ari persamaandiperoleh


21/25

• :ari kedua persamaan diperoleh

• (olume reaktor PFR dengan aliran kembali%re#y#le'

dari persamaan menjadi

dan


22/25

Penurunan Tekanan dala&Reaktor

• Reaksi Casa gas, penurunan tekanan dalamreaktor besar pengaruhnya terhadap jalannyareaksi dibandingkan Casa li8uid. :apatdisebabkan karena adanya katalis padat,sehingga menimbulkan tahanan pada lajualiran reaktan dalam reaktor.

• ntuk reaksi orde satu reaksi isomerisasi

dengan berat katalis H gram A 1 R , maka

dimana


23/25

• ntuk temperatur konstan, B $ B)

• Reaksi orde satu &rA $ k 0A

• :engan menggabung persamaan&,diperoleh

dibagi dengan FA)

:ari persamaan terlihat bah;a perubahantekanan %P?P)' terkait dengan berat katalis,

dan diketahui hubungan untuk menentukankonversi sebagai Cungsi dari berat katalis.


24/25

Aliran &elalui pa'ked bed• Reaksi Casa gas menggunakan katalis pada

reaktor bentuk pipa yang berisi katalis.persamaan yang digunakan untukmenentukan penurunan tekanan adalahpersamaan rgun.

• 2erat katalis

H $ %< & φ' A# LJ K ρ#

H $ %vol solid' K %density solild katalis'

maka


25/25

Contoh:

oal &enentukan penurunan tekanan dala&

Pa'ked Bed

Bentukan penurunan tekanan dalam reaktor pipadengan panjang ) Ct ukuran < in #hedule N)yang berisi katalis bentuk pellet dengan diameter in jika 7 danproperti gas sama dengan udara pada temperaturini dan tekanan masuk

reaktor isotermal

Documents