Nama : Shely Septiana LestariNIM : 0611 3040 0357Kelas : 4KC

1. Definisi dan Prinsip Dasar Absorbsi

Gambar 1. Kolom absorber

Absorpsi merupakan proses yang terjadi ketika suatu komponen gas (absorbat)

berdifusi ke dalam cairan (absorben) dan membentuk suatu larutan. Prinsip dasar dari

absorpsi adalah memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-molekul gas pada larutan

tertentu dan dapat dilakukan pada gas-gas atau cairan yang relatif berkonsentrasi rendah

maupun yang berkonsentrasi tinggi (konsentrat). Bila campuran gas dikontakkan dengan

cairan yang mampu melarutkan salah satu komponen dalam gas tersebut dan keduanya

dikontakkan dalam jangka waktu yang cukup alam pada suhu tetap, maka akan terjadi suatu

kesetimbangan dimana tidak terdapat lagi perpindahan massa. Driving force dalam

perpindahan massa ini adalah tingkat konsentrasi gas terlarut (tekanan parsial) dalam total gas

melebihi konsentrasi kesetimbangan dengan cairan pada setiap waktu.

Sebagai contoh adalah penyerapan ammonia dari campuran ammonia-udara oleh zat

inert. Campuran amonia-udara dengan konsentrasi tertentu memasuki bagian bawah kolom

absorpsi, bergerak anik secara berlawanan arah (countercurrent) dengan zat inert yang

bergerak turun melalui bagian atas kolom, gas amonia yang terlarut dalam udara yang keluar

akan turun dan sementara konsentrasi amonia dalam zat inert akan naik. Setelah absorspsi

terjadi, maka zat inert akan diregenerasi kembali dengan cara distilasi sehingga gas amonia

yang terbawa dapat terlepas dari gas inert. Selanjutnya zat inert akan digunakan kembali

1

untuk penyerapan amonia yang masih tersisa di campuran amonia-udara. Hal yang perlu

diketahui dalam aplikasi absorpsi adalah bahwa laju absorpsi dapat ditingkatkan dengan cara

memperluas permukaan kontak.

Tabel 1. Perbedaan distilasi, absorpsi, ekstraksi, dan leaching

Distilasi Absorpsi Ekstraksi Leaching

Prinsip

pemisahan

Perbedaan titik

didih dan

tekanan uap

Perbedaan

difusivitas dan

tekanan uap

Perbedaan sifat

fisika dan kimia-

Fasa Cair – Gas Cair - Gas Cair - Cair Padat – Cair

Kondisi operasi

:

- suhu

- tekanan

Suhu masuk dan

keluar berbeda

Suhu dan

tekanan tetap

Suhu dan

tekanan tetap

Suhu dan

tekanan tetap

Peralatan

paling banyak

dipakai

Tray column Packed column - -

Berdasarkan interaksi antara absorbent dan absorbate, absorpsi dibedakan menjadi:

Absorpsi Fisika

komponen yang diserap pada absorpsi ini memiliki kelarutan yang lebih tinggi

(dibanding komponen gas lain) dengan pelarut (absorben) tanpa melibatkan reaksi

kimia.

Contoh: Absorpsi menggunakan pelarut shell sulfinol, SelexolTM, RectisolTM (LURGI),

flour solvent (propylene carbonate).

Absorpsi Kimia

melibatkan reaksi kimia saat absorben dan absorbat berinteraksi. Reaksi yang terjadi

dapat mempercepat laju absorpsi, serta meningkatkan kapasitas pelarut untuk

melarutkan komponen terlarut.

Contoh: Absorpsi yang menggunakan pelarut MEA, DEA, MDEA, Benfield Process

(Kalium Karbonat)

2

Pengertian Kolom Kering dan Kolom Basah

Kolom Kering : Kolom yang hanya dilalui udara. Kolom yang dikeringkan dengan cara melewatkan laju alir udara maksimum hingga tidak ada lagi kelembaban uap atau uap air pada kolom menara dan packing.

Kolom Basah : Kolom yang dialiri air dan udara. Kontak air dan udara yang terjadi di kolom dimana air dialirkan dari kolom bagian atas, sedangkan gas dari kolom isian bagian bawah, dimana terjadi kontak antara air dan udara di dalam kolom yang menimbulkan penurunan tekanan.

Pengertian Absorbsi Kering dan Absorbsi Basah

Absorbsi Kering : Proses penghilangan uap air pada kolom menara dan packing dengan menggunakan udara.

Absorbsi Basah : Proses pemisahan bahan dari campuran gas dengan cara pengikatan bahan tersebut dengan permukaan absorben cair diikuti dengan pelarut.

Fungsi Absorpsi pada Industri• Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya• Contoh :Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorbsi

Kolom Absorpsi

Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi (penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut. Gambar Kolom Absorpsi

3

Struktur dalam absorber• Bagian atas:Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair.• Bagian tengah:Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh sehingga mudah untuk diabsorbsi

• Bagian bawah:Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reactor

Gambar kolom absorber

4

Keterangan :• (a) input gas• (b) gas keluaran• (c) pelarut• (d) hasil absorbsi• (e) disperser• (f) packed column

Prinsip Kerja Kolom Absorpsi

Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia.

Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua tingkat.

Dasar-dasar Absorpsi

Absorpsi adalah suatu proses pemisahan suatu komponen fluida dari campurannya dengan menggunakan solven atau fluida lain. Absorpsi dapat dilakukan pada fluida yang relatif berkonsentrasi rendah maupun yang bersifat konsentrat. Prinsip operasi ini adalah memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-molekul gas pada larutan tertentu. Dengan demikian bahan yang memiliki koefisien partisi hukum Henry rendah sangat disukai dalam operasi ini.

Tujuan dari operasi ini umumnya adalah untuk memisahkan gas tertentu dari campurannya. Biasanya campuran gas tersebut terdiri dari gas inert dan gas yang terlarut dalam cairan. Cairan yang digunakan juga umumnya tidak mudah menguap dan larut dalam gas. Sebagai contoh yang umum dipakai adalah absorpsi amonia dari campuran udara-amonia oleh air. Setelah absorpsi terjadi, campuran gas akan di-recovery dengan cara distilasi.

Peristiwa absorpsi adalah salah satu peristiwa perpindahan massa yang besar peranannya dalam proses industri. Operasi ini dikendalikan oleh laju difusi dan kontak antara dua fasa. Operasi ini dapat terjadi secara fisika maupun kimia. Contoh dari absorpsi fisika antara lain sistem amonia-udara-air dan aseton-udara-air. Sedangkan contoh dari absorpsi kimia adalah NOx-udara-air, dimana NOx akan bereaksi dengan air membentuk HNO3.

Peralatan yang digunakan dalam operasi absorpsi mirip dengan yang digunakan dalam operasi distilasi. Namun demikian terdapat beberapa perbedaan menonjol pada kedua operasi tersebut, yaitu sebagai berikut:

5

Umpan pada absorpsi masuk dari bagian bawah kolom, sedangkan pada distilasi umpan masuk dari bagian tengah kolom.

Pada absorpsi cairan solven masuk dari bagian atas kolom di bawah titik didih, sedangkan pada distilasi cairan solven masuk bersama-sama dari bagian tengah kolom.

Pada absorpsi difusi dari gas ke cairan bersifat irreversible, sedangkan pada distilasi difusi yang terjadi adalah equimolar counter diffusion.

Rasio laju alir cair terhadap gas pada absorpsi lebih besar dibandingkan pada distilasi.

Jenis Menara Absorpsi

a. Sieve Tray

Bentuknya mirip dengan peralatan distilasi. Pada Sieve Tray, uap menggelembung ke atas melewati lubang-lubang sederhana berdiameter 3-12 mm melalui cairan yang mengalir. Luas penguapan atau lubang-lubang ini biasanya sekitar 5-15% luas tray. Dengan mengatur energi kinetik dari gas dan uap yang mengalir, maka dapat diupayakan agar cairan tidak mengalir melaui lubang-lubang tersebut. Kedalaman cairan pada tray dapat dipertahankan dengan limpasan (overflow) pada tanggul (outlet weir).

b. Valve Tray

Valve Tray adalah modifikasi dari Sieve Tray dengan penambahan katup-katup untuk mencegah kebocoran atau mengalirnya cairan ke bawah pada saat tekanan uap rendah. Dengan demikian alat ini menjadi sedikit lebih mahal daripada Sieve Tray, yaitu sekitar 20%. Namun demikian alat ini memiliki kelebihan yaitu rentang operasi laju alir yang lebih lebar ketimbang Sieve Tray.

c. Spray Tower

Jenis ini tidak banyak digunakan karena efisiensinya yang rendah.

d. Bubble Cap Tray

Jenis ini telah digunakan sejak lebih dari seratus tahun lalu, namun penggunaannya mulai digantikan oleh jenis Valve Tray sejak tahun 1950. Alasan utama berkurangnya penggunaan Bubble Cap Tray adalah alasan ekonomis, dimana desain alatnya yang lebih rumit sehingga biayanya menjadi lebih mahal. Jenis ini digunakan jika diameter kolomnya sangat besar.

e. Packed Bed

Jenis ini adalah yang paling banyak diterapkan pada menara absorpsi. Packed Column lebih banyak digunakan mengingat luas kontaknya dengan gas. Packed Bed berfungsi mirip

6

dengan media filter, dimana gas dan cairan akan tertahan dan berkontak lebih lama dalam kolom sehingga operasi absorpsi akan lebih optimal.

Beragam jenis packing telah dikembangkan untuk memperluas daerah dan efisiensi kontak gas-cairan. Ukuran packing yang umum digunakan adalah 3-75 mm. Bahan yang digunakan dipiluh berdasarkan sifat inert terhadap komponen gas maupun cairan solven dan pertimbangan ekonomis, antara lain tanah liat, porselin, grafit dan plastik. Packing yang baik biasanya memenuhi 60-90% dari volume kolom.

Pemilihan Solven

Pemilihan solven umumnya dilakukan sesuai dengan tujuan absorpsi, antara lain:

Jika tujuan utama adalah untuk menghasilkan larutan yang spesifik, maka solven ditentukan berdasarkan sifat dari produk.

Jika tujuan utama adalah untuk menghilangkan kandungan tertentu dari gas, maka ada banyak pilihan yang mungkin. Misalnya air, dimana merupakan solven yang paling murah dan sangat kuat untuk senyawa polar.

Absorbsi merupakan salah satu proses pemisahan dengan mengontakkan campuran gas dengan cairan sebagai penyerapnya. Penyerap tertentu akan menyerap setiap satu atau lebih komponen gas. Pada absorbsi sendiri ada dua macam proses yaitu :a. Absorbsi fisik

Absorbsi fisik merupakan absorbsi dimana gas terlarut dalam cairan penyerap tidak disertai dengan reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah absorbsi gas H2S dengan air, metanol, propilen, dan karbonat. Penyerapan terjadi karena adanya interaksi fisik, difusi gas ke dalam air, atau pelarutan gas ke fase cair. Dari asborbsi fisik ini ada beberapa teori untuk menyatakan model mekanismenya, yaitu :1. teori model film2. teori penetrasi3. teori permukaan yang diperbaharui

b. Absorbsi kimia Absorbsi kimia merupakan absorbsi dimana gas terlarut didalam larutan penyerap disertai dengan adanya reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah absorbsi dengan adanya larutan MEA, NaOH, K2CO3, dan sebagainya. Aplikasi dari absorbsi kimia dapat dijumpai pada proses penyerapan gas CO2 pada pabrik amoniak. Penggunaan absorbsi kimia pada fase kering sering digunakan untuk mengeluarkan zat terlarut secara lebih sempurna dari campuran gasnya. Keuntungan absorbsi kimia adalah meningkatnya koefisien perpindahan massa gas, sebagian dari perubahan ini disebabkan makin besarnya luas efektif permukaan. Absorbsi kimia dapat juga berlangsung di daerah yang hampir stagnan disamping penangkapan dinamik.

Hal-hal yang mempengaruhi dalam prsoses adsorbsi : Zat yang diadsorbsi

7

Luas permukaan yang diadsorbsi Temperatur Tekanan

Absorbsi merupakan salah satu proses pemisahan dengan mengontakkan campuran gas dengan cairan sebagai penyerapnya. Penyerap tertentu akan menyerap setiap satu atau lebih komponen gas. Pada absorbsi sendiri ada dua macam proses yaitu :

A. Teori Model FilmKonsep yang paling banyak digunakan dalam proses absorbsi diberikan oleh teori dua film dari Whiteman (1923). Menurut teori ini, material dipisahkan dari fase (bulk fase) oleh aliran konveksi (convection currents) dan perbedaan konsentrasi dapat disebabkan dalam batas antara fase. Di samping itu dari batas dapat dianggap bahwa arah alirannya keluar dan keberadaan dari lapisan tipis (film) fluida yang mempengaruhi perpindahan dipengaruhi oleh difusi molekuler satu film sedikit lebih tebal dibandingkan sub layer laminer. Karena film memberikan tahanan ekivalen daripada seluruh lapisan batas. Menururt hukum Fick (1855), laju alir perpindahan massa oleh difusi adalah sebanding dengan gradien konsentrasi dan luas penampang lapisan batas tempat difusi itu terjadi. Arah perpindahan material tegak lurus dengan bidang batas perpindahan massa, bagaimanapun tidak tergantung pada perbedaan konsentrasi tetapi berhubungan dengan kesetimbangan fase komponen yang bereaksi. Faktor pengendali merupakan faktor yang berpengaruh perpindahan massa difusi yang paling lambat, yakni disaat semua hambatan diabaikan.

B. Teori Penetrasi

Teori penetrasi (Higbie, 1935) menganggap bahwa arus putar berjalan dari fase bulk ke interface, dan berhenti pada waktu tertentu. Solute dianggap masuk ke dalam putaran dan menetap pada interface untuk beberapa saat melalui proses difusi molekul secara unsteady state. Model ini menyatakan bahwa koefisien perpindahan massa berbanding langsung dengan akar kuadrat difusifitas molekuler.

C. Teori Permukaan yang Diperbaharui

Teori permukaan yang diperbaharui (Danckwerts, 1951) menunjukkan bahwa adanya zona yang mempunyai elemen-elemen permukaan dengan waktu keberadaan yang tak terhingga dan fungsi distribusi umur permukaan. Teori ini dapat membantu kita untuk memvisualisasikan mekanisme perpindahan massa pada interface dan juga untuk mengetahui ketergantungan difusifitas molekuler secara eksponensial terhadap koefisien perpindahan massa. Absorbsi kimia merupakan absorbsi dimana gas terlarut di dalam larutan penyerap disertai dengan adanya reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah absorbsi dengan adanya larutan MEA, NaOH, K2CO3, dan sebagainya. Aplikasi dari absorbsi kimia dapa dijumpai pada proses penyerapan gas CO2 pada pabrik amoniak. Penggunaan absorbsi kimia pada fase kering sering digunakan untuk mengeluarkan zat terlarut secara lebih sempurna dari campuran gasnya. Keuntungan absorbsi kimia adalah meningkatnya koefisien perpindahan

8

massa gas, sebagian dari perubahan ini disebabkan makin besarnya luas efektif permukaan. Untuk memperluas permukaan kontak digunakan kolom berisi packed (packed kolom) dengan kriteria pemilihan packing sebagai berikut:

1. Memiliki luas permukaan terbasahi tiap unit volume yang besar

2. Memiliki ruang kosong yang cukup besar sehingga kehilangan tekanan kecil

3. Karakteristik pembasahan baik

4. Densitas kecil agar berat kolom keseluruhan kecil

5. Tahan korosi dan ekonomis

Aplikasi Absorbsi

Absorbsi dalam dunia industri digunakan untuk meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya.

1. Proses Pembuatan Formalin

Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorbsi.Teknologi proses pembuatan formalin Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke dalam reaktor. Output dari reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 182 oC didinginkan pada kondensor hingga suhu 55oC,dimasukkan ke dalam absorber. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan formalin dengan kadar formaldehid sekitar 37-40%. Bagian terbesar dari metanol, air,dan formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari menara, dan hampir semua removal dari sisa metanol dan formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter current contact dengan air proses.

2. Proses Pembuatan Asam Nitrat

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2).Proses pembuatan asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam kolom absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2 oleh air menjadi asam nitrat. Kolom absorpsi mempunyai empat fluks masuk dan dua fluks keluar. Empat fluks masuk yaitu air umpan absorber, udara pemutih, gas proses, dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang. Kolom absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan konsentrasi 60% berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih dari 200 ppm.

9

2. Faktor yang Mempengaruhi Laju Absorpsi

Luas pemukaan kontak

Semakin besar permukaan gas dan pelarut yang kontak, maka laju absorpsi yang

terjadi juga akan semakin besar. Hal ini dikarenakan, permukaan kontak yang

semakin luas akan meningkatkan peluang gas untuk berdifusi ke pelarut.

Laju alir fluida

Jika laju alir fluida semakin kecil, maka waktu kontak antara gas dengan pelarut akan

semakin lama. Dengan demikian, akan meningkatkan jumlah gas yang berdifusi.

Konsentrasi gas

Perbedaan konsentrasi merupakan salah satu driving force dari proses difusi yang

terjadi antar dua fluida.

Tekanan operasi

Peningkatan tekanan akan meningkatkan efisiensi pemisahan.

Temperatur komponen terlarut dan pelarut

Temperatur pelarut hanya sedikit berpengaruh terhadap laju absorpsi.

Kelembaban Gas

Kelembaban yang tinggi akan membatasi kapasitas gas untuk mengambil kalor laten,

hal ini tidak disenangi dalam proses absorpsi. Dengan demikian, proses

dehumidification gas sebelum masuk ke dalam kolom absorber sangat dianjurkan.

3. Jenis-jenis Kolom Absorber

Sieve tray

Pada kolom absorber jenis ini uap akan mengalir ke atas melalui lubang-lubang berukuran

diameter 3-12 mm dan melalui cairan absorben yang mengalir. Luas penguapan atau

lubang-lubang ini biasanya sekitar 5-15% luas tray. Dengan mengatur energi kinetika dari

gas-gas dan uap yang mengalir melalui lubang ini, maka dapat diupayakan agar cairan

tidak jatuh mengalir melalui lubang-lubang tersebut. Kedalaman cairan pada tray

dipertahankan dengan overflow pada tanggul (outlet weir).

Valve tray

Menara valve tray adalah bentuk modifikasi dari bentuk menara sieve tray dengan

penambahan katup-katup (valves) untuk mencegah kebocoran atau mengalirnya cairan ke

bawah pada saat tekanan uap rendah. Oleh karena itu, valve tray menjadi sedikit lebih

10

mahal daripada sieve tray. Kelebihan valve tray adalah memilliki rentang operasi laju alir

yang lebih lebar daripada sieve tray.

Spray tower

Menara jenis ini memiliki tingkat efisiensi yang rendah.

Bubble-cap tray

Jenis ini telah dipakai lebih dari 100 tahun lalu, namun penggunaannya mulai digantikan

oleh jenis valve tray sejak tahun 1950. Alasan utama berkurangnya pemakaian bubble-

cap tray adalah alasan ketidakekonomisan.

Packed Bed

Menara absorpsi ini paling banyak digunakan karena luas permukaan kontak dengan gas

yang cukup besar.

Sementara itu, aliran fluida dalam kolom absorber dapat dibedakan menjadi tiga jenis,

yaitu:

Cross-flow

Counter-current

Co-current

Gambar Aliran a) Cross-flow dan b) Countercurrent dalam Plate Column

4. Aplikasi Absorbsi

Absorpsi H2O dari gas alam

Pada plant H2O removal, zat yang akan diabosrb adalah gas pengotor H2O yang

terdapat pada gas alam. Absorben yang umum digunakan oleh unit operasi CO2 removal

plant adalah Trietilglygol (TEG). Proses absorpsi menggunakan TEG adalah sangat

fleksibel dan cocok untuk penghilangan senyawa CO2, H2S, dan sulfur hingga mencapai

level yang diinginkan. Spesifikasi gas yang akan diproses dapat bervariasi mulai dari

5% CO2 untuk sales gas atau lebih rendah untuk spesifikasi LNG (kurang dari 50 ppmv

CO2, kurang dari 4 ppmv H2S). aMDEA memiliki sifat tidak korosif sehingga membuat

senyawa ini menjadi pelarut yang stabil secara kimia dan termal sehingga sebagian

besar plant dapat terbuat dari karbon steel. Selain itu juga tidak dibutuhkan pasivator

11

logam berat atau korosi inhibitor. Sistem aktivator tidak membentuk produk degradasi

korosi yang tinggi. Hal tersebut akan mencegah masalah seperti korosi, erosi,

pembentukan scaling, dan foaming.

5. Neraca Massa Absorbsi

Untuk memahami persamaan neraca massa yang berlaku pada kolom absorber,

perhatikan gambar berikut:

Gambar. Diagram neraca massa untuk packed column

Neraca massa

Pada menara absorpsi akan terjadi variasi komposisi secara kontinu dari suatu stage ke

stage lain diatasnya.

Neraca massa bagian atas kolom

Neraca massa total : La + V = L + Va (1)

Neraca massa komponen A : Laxa + Vy = Lx + Vaya(2)

N eraca mass a keseluruhan

Neraca massa total : La + Vb = Lb + Va (3)

Neraca massa komponen A : Laxa + Vbyb = Lbxb + Vaya (4)

Persamaan garis operasinya :y= L

Vx+

V a ya−La xa

V 5)

Ket:

V= laju alir molal fasa gas dan L adalah fasa liquid pada titik yang sama di menara.

12

6. Koefisien Transfer Massa Gas Menyeluruh

Koefisien transfer massa gas menyeluruh (Overall Mass Transfer Coefficient, gas

concentration) merupakan parameter yang erat kaitannya dengan laju difusi atau perpindahan

massa gas ke liquid. Semakin besar nilai koefisien, semakin besar pula laju difusi gas.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan KOG adalah sebagai berikut:

KOG=

Ga

a×AH×

ln(Pi

Po)

Pi−Po

(6)

Ket:

KOG = koefisien transfer massa gas menyeluruh (gr.mol/atm.m2.sekon)

Ga = jumlah gas terlarut dalam liquid

A = luas spesifik (440 m2/m3)

AH = volume kolom

Pi = Fraksi mol inlet ¿ tekanan total

Po = Fraksi mol outlet ¿ tekanan total

Persamaan diatas menunjukkan bahwa semakin besar nilai koefisien transfer massa

gas, maka jumlah gas yang terlarut dalam liquid akan lebih banyak. Selain itu, persamaan

tersebut menunjukkan adanya pengaruh tekanan kolom dalam menentukan nilai koefisien

transfer massa gas. Hal ini karena pengaruh adanya isian pada kolom yang menyebabkan

pressure drop yang selalu harus diperhitungkan dalam kolom isian. Semakin besar pressure

drop maka perpindahan massa gas ke liquid akan semakin kecil.

Laju Absorpsi

Gambar. Lokasi komposisi antar-muka (interface)

13

Laju absorpsi dapat diketahui dengan menggunakan koefisien individual atau

koefisien keseluruhan berdasarkan pada fasa gas atau liquid. Koefisien volumetrik biasa

digunakan pada banyak perhitungan, karena akan lebih sulit untuk menentukan koefisien per

unit area dan karena tujuan dari perhitungan desain secara umum adalah untuk menentukan

volume absorber total.

Laju absorpsi per unit volume packed column ditunjukkan dalam beberapa persamaan

dimana x dan y adalah fraksi mol komponen yang diabsorp :

r = kya (y – yi) (7)

r = kxa (xi – x)(8)

r = Kya (y – y*)(9)

r = Kxa (x* – x)(10)

Komposisi antar-muka (yi,xi) dapat diperoleh dari diagram garis operasi menggunakan

persamaan (7) dan (8) :

y− y i

x i−x=

kx a

k y a (11)

Driving force keseluruhan dapat dengan mudah ditentukan sebagai garis vertikal atau

horizontal pada diagram x-y. Koefisien keseluruhan diperoleh dari kya dan kxa menggunakan

slope lokal kurva kesetimbangan m.

1K y a

= 1k y a

+ mk x a (12)

1Kx a

= 1k x a

+ 1mk y a (13)

8. Faktor Pemilihan Solven

Terdapat beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan solven, terutama

faktor fisik :

Kelarutan gas

Kelarutan gas yang tinggi akan meningkatkan laju absorpsi dan menurunkan kuantitas

solven yang diperlukan. solven yang memiliki sifat yang sama dengan bahan terlarut akan

mudah dilarutkan. Jika gas larut dengan baik dalam frkasi mol yang sama pada beberapa

jenis solven, maka harus dipilih solven yang memiliki berat molekul terkecil. Sehingga

akan diperoleh fraksi mol gas terlarut lebih besar. Jika terjadi reaksi kimia dalam

14

absorpsi, maka kelarutan akan sangat besar. Namun jika pelarut akan diregenerasi, maka

reaksi tersebut harus reversible.

Volatilitas

Pelarut harus memiliki tekanan uap yang rendah karena jika gas yang meninggalkan

kolom absorpsi jenuh dengan pelarut, maka akan ada banyak solven yang terbuang. Bila

diperlukan, dapat digunakan cairan pelarut kedua, yaitu pelarut yang volatilitasnya lebih

rendah untuk menangkap porsi gas yang teruapkan.

Korosivitas

Material bangunan menara absorpsi sebisa mungkin tidak dipengaruhi oleh sifat solven.

Solven atau pelarut yang korosif dapat merusak menara, sehingga diperlukan material

menara yang mahal atau tidak mudah dijumpai.

Viskositas

Viskositas pelarut yang sangat rendah amat disukai karena memungkinkan laju absorpsi

yang tinggi, meningkatkan karakter flooding dalam kolom, pressure drop yang kecil, dan

sifat perpindahan panas yang baik.

15