PRESENTASI PERPINDAHAN MASSA Packed Column Distilation

Darul HamdiDesi AnggarawatiDestya Nilawati

Dini AssyifaEster Kristin

Indrianti PramadewiNindya Sani W

Nirwanto Honsono

#

Packed Tower digunakan 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.

#

#

Karakteristik Tower Packing

1.Harus tidak bereaksi (kimia) dengan fluida didalam menara

2.Harus kuat, tetapi tidak terlalu berat

3.Harus mengandung cukup banyak laluan untuk kedua arus tanpa terlalu banyak zat cair yang terperangkap (hold up) atau menyebabkan penurunan tekanan terlalu tinggi.4.Harus memungkinkan terjadinya kontak yang memuaskan antara zat cair dan gas. Suatu ukuran penting disini adalah parameter ‘a’ yang memiliki satuan ft2/ft3 atau m2/m3 (dapat dilihat pada tabel karaktristik random packing)5. Tidak terlalu mahal.

#

Tabel Karakteristik Random Packing

#

• TOWER SHELLMaterial tergantung kondisi korosiSirkular agar nyaman & kuat

• PACKING SUPPORTMembantu distribusi gas ke packing

• PACKING RESTRAINERMelindungi packing agar tidak terangkat

• ENTRAINMENT ELLIMINATORMengumpulkan entrainment (kabut).

PACKED

TOWER

#

Jenis packing• Random packing

fall randomly tower may first be filled with water smaller size: larger spesific surface & gas-

pressure drop larger size: cost less / unit volume

• Regular packing Low gas-pressure drop & greater possible

fluid flow rates More 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 Liquid

Dry packing tidak efektif untuk transfer massa!!Spray Nozzlesbanyak entrainment liquid dalam gas!!

for LARGE diameter of tower for SMALL diameter of tower

#

Random Packing

Size dan

Redistribusi Liquid

• Untuk 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 < 1/8• Solusi: 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 liquid

• Di bawah loading, liquid hanya berupa cairan tipis

• Di atas loading gas yang naik berupa bubble

#

Perhitungan dimensi packed tower Distillator

#

Perhitungan di enriching

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

#

simplifikasi

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 9.12

Determine 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 9.8

A 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 berikut

x tL, oC y tG, oC vapor liquidkmol/h kg/h kmol/h kg/h

Enriching section

0,915 66 0,92 68,2 171,3 5303 86,7 2723

0,600 71 0,76 74,3 164 4684 79,6 2104

0,370 76 0,66 78,7 160,9 4378 76,5 1779

Stirpping section

0,370 76 0,66 78,7 168,6 4585 301 7000

0,200 82 0,36 89,7 161,6 3721 294 6138

0,100 87 0,18 94,7 160,6 3296 293 5690

0,02 96,3 0,03 99,3 127,6 2360 260 4767

#

Cont’d..(1)• Persamaan 9.62

• Persamaan 9.64

#

Cont’d..(2)• Persamaan 9.72

• Persamaan 9.74

#

Cont’d..(3)Nilai x dan y semuanya ada di garis operasi (Gambar 9.28)

#

Cont’d..(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)

#

Cont’d..(5)

Dari hasil tersebut selanjutnya dapat ditentukan nilai berikut

#

Cont’d..(6)Dari Gambar 6.34

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

#

Cont’d..(7)

Dari Tabel 6.3: Cf = 95, µL = 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.

#

Cont’d..(8)

Tabel 6.4m= 36,5, n = -4,69 x 10-3, p = 0,274,αAW = 42,36 m2/m3.

Tabel 6.5ds = 0,0530 m, β = 0,499, ϕLsW = 0,0086ϕLtW = 0,0279, ϕLoW = 0,0193, ϕLs = 0,00362(dengan µL = 0,00045 kg/ms, σ = 0,029 N/m)H = 0,91, ϕLo = 0,0175, ϕLt = 0,0211

#

Cont’d..(9)Pers 6.73 αA = 38 m2/m3 = aTabel 6.3 ε =0,71Pers 6.71 ε0 = 0,71 – 0,0211 = 0,689

Dengan metode pada Chapt. 2, ScG = 1.0, G = 0,0466 kmol/m2s, µG = 2,96 X 10 -5 kg/ms dan dengan Pers 6.70, FG= k’y =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

#

Cont’d..(10)FL = k’X = 53,82 (2,66 X 10-4) = 0,0143 kmol/m2s (fraksi mol)Nilai serupa pada konsentrasi lainnya yaitu

#

Cont’d..(11)Gambar 9.50

#

Cont’d..(12)Pada x = 0,2 dan y = 0,36 pada garis operasi, garis AB digambar dengan slope = -k’x/k’y = 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 k’x > k’y, intergal Pers 9.152 akan digunakan.

#

Cont’d..(12)Nilai berikut dari yi menjelaskan cara penggambaran dengan nilai G, k’y dan a dijelaskan dari plot kembali nilai y.

#

Cont’d..(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 H tG atau koefisien perpindahan massa yang tidak ditentukan.

무러는 것 있어요 ??Arigatou

Gozaimasu