PERANCANGAN PACKED TOWER

PERANCANGAN ALAT PROSES

Asep Muhamad Samsudin

Ruang Lingkup1. Perhitungan Tinggi Kolom Packing

2. Perhitungan Diameter Kolom

Perhitungan Tinggi Kolom PackingTinggi 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 diperhatikan1. 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 fasacairannya. Jumlah transfer unit dihitung berdasarkan tinjauan darifasa cair, NOL

2. Demikian sebaliknya jika koefisien arah dari kurva seimbang relatifkecil, maka jumlah transfer unit dihitung berdasarkan tinjauan darifasa gas, NOG

Contoh Soal 1Packed Tower yang bekerja pada tekanan 1 atmdirencanakan untuk memisahkan campuran 60% molbenzene dan 40% mol Toluene. Diharapkan hasil puncak dandasar masing-masing mengandung 95% dan 5% molbenzene. 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 2Packed tower dirancang untuk memisahkan campuran feedAntara A dan B (AB = 3). Hingga diperoleh hasil puncak yangterdiri dari 90% A. 90% A dalam umpan dapat dipisahsebagai distilat. Larutan umpan yang terdiri dari 30% A dansisanya B pada titik didihnya dimasukkan dalam kolomdengan laju 100 lbmol/jam. Jika dalam operasinyadigunakan perbandingan refluks = 2. Hitung jumlah transferunit.

Contoh Soal 3Packed tower dirancang untuk memisahkan campuran A dan B (AB = 2 ). Umpan yang terdiri dari 40% cairan dan60% uap jenuhnya dengan komposisi rata-rata A dalamumpan 0,4 secara kontinyu dimasukan ke kolom dengan laju100 mol/jam. Diharapkan hasil puncak mengandung 90% mol A dan 90% A dalam umpan dapat terpisah sebagaidistilat. Jika dalam operasinya digunakan perbandinganrefluk 50% lebih besar dari perbandingan refluk minimal. Hitung jumlah transfer unit baik pada seksi atas maupunseksi bawah.

Evaluasi Tinggi Transfer Unit

P

P

Evaluasi Tinggi Transfer Unit

Harga HL untuk DistilasiTipe Packing Ukuran Packing

½ ¾ 1 1 ½ 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 4Packed Tower yang bekerja pada tekanan 1 atm direncanakan untuk memisahkancampuran 60% mol benzene dan 40% mol Toluene. Diharapkan hasil puncak dan dasarmasing-masing mengandung 95% dan 5% mol benzene. Jika umpan dimasukkan pada titikdidihnya 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 5Packed absorber yang bekerja pada tekanan 150 Psig suhu 90oF dirancanguntuk mereduksi ammonia dalam udara dengan menggunakan air sebagaipenyerap. Udara yang mengandung 5,7% mol NH3 secara kontinyudimasukkan 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 HETPPersamaan pendekatan menghitung HETP oleh Norton Chemical Process Product

𝐥𝐧𝐇𝐄𝐓𝐏 = 𝐧 − 𝟎. 𝟏𝟖𝟕 𝐥𝐧 𝛕 + 𝟎. 𝟐𝟏𝟑 𝐥𝐧𝛍

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 HETPPada 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

𝑯𝑬𝑻𝑷 = 𝑯𝑶𝑮𝐥𝐧 𝝀

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