DISTILASI MULTI KOMPONEN

Created by:ENR, UNTIRTA 2014

Bahasan

1.Pengertian2.Istilah Komponen Kunci3.Data Kesetimbangan Unt.

Distillasi Multikomponen4.Penentuan Temperatur

Top dan Bottom Column5.Persamaan Untuk Distilasi

Multi komponen

1Pengertian Multikomkonen Dist.

IDEAL STAGEFeedF, xF

DistillateD, xD

Bottom ProductB, xB

SINGLE-STAGE (FLASH) DIST.

4 variabel : P, T, yA, xAP; T, xA, yAT-x-y diagramT; P, xA, yAP-x-y diagram

BINER

x-y diagram

AB

AB

P, T

yA

yB=1-yA

XA

XB=1-XA

Dapat divisualisasi dengan diagram

3 komponen / lebih (multikomponen)

ABC

ABC

yAyByC = 1- yA - yB

xAxBxC= 1- xA - xB

6 variabel : P, T, yA, yB, xA, xBP; T, xA, yA, xB, yB ?T; P, xA, yA, xB, yB ?

visualisasi dengan diagram sukar!

4 komponen, ……., dst sama !

Alternatif Pemilihan Proses

I

3, 4

FzF,1

zF,2

zF,3

zF,4

II

2

1

1, 2

III

4

3

Separation of C components requires (C-1) distillation columns.

F

1

2,3,4

2

3,4

3

4

Alternative?

Disusun atas dasar kemudahan menguap(α besar kecil)

2Komponen Kunci

KOMPONEN KUNCI

A

B

TERNER

ABC

A

B

C

A

B

C

B

C

ABC

komponen terdistribusi:A,B atau B,C

A

BABCD

A

B

C

D

A

B

C

B

C

D

ABCD

A

B

C

D

C

D

ABCD

Komponen terdistribusi:• A,B• B,C• C,D

QUARTERNER

A

B

C

D

B

C

E

E

ABCDE

KASUS KHUSUS

K omponen terdistribusi : B - C - D

LK HK

komponen terdistribusi : key component (komponen kunci)

disebut komponen kunci• Sebagai patokan untuk perhitungan

ringan light key component (LK)komponen kunci ringan

berat heavy key component (HK)komponen kunci berat

KUNCI

Komponen-komponen yang sangat volatile tidak terdapat dalam hasil bawah

yang tidak volatile tidak terdapat pada hasil atas

Non Distributed Components

Jarang Terjadi

KOMPONEN KUNCI Each column is designed to separate two components of adjacent relative

volatility. These components are the keys. All other components are non-keys.

component a designation

1 1.5 Light non-key (LNK)

2 1.4 Light key (LK)

3 1.3 Heavy key (HK)

4 1.2 Heavy non-key (HNK)

5 1.0 Heavy non-key (HNK)

design for separation

Distributions in the distillate and bottoms streams are specified for the two key components.

If we assume that the non-keys do not distribute, the overall mass balance is easily solved.

assume exclusively in distillate

specify recovery in distillatespecify recovery in bottoms

assume exclusively in bottoms

3Data Kesetimbangan Multikomkonen Dist.

A BC DA BC D

yA, yB, yC dan yD

xA, xB, xC dan xD

P,T

komposisi setimbang

KA= Konstanta kesetimbangan uap-liquid atau koeffisien distribusi dari komponen A

KA = yA/xA ; KB = yB/xB

KC = yC/xC ;KD = yD/xD

Sistem diatas

Harga K merupakan fungsi dari temperatur dan tekanan

Untuk sistem light Hidrokarbon harga K dapat ditentukan dengan pembacaan grafik

Sekilas Info

Baca beberapa buku literatur untuk mencari harga K, antara lain “Towler”

Hai…cinn, akulah grafik yang kau cari

Hubungan K dengan Q

∝𝑖Volatilitas relative komponen i dalam campuran multikomponen

∝𝑖=𝐾 𝑖

𝐾𝐶

∝𝐴=𝐾 𝐴

𝐾𝐶

∝𝐵=𝐾𝐵

𝐾𝐶

∝𝐶=𝐾𝐶

𝐾𝐶

Heavy Key Komponen

∝𝐷=𝐾𝐷

𝐾𝐶

4Temperature Top and Bottom

Boiling dan Dew Point

1) Tentukan Komposisi masing masing komponen pada aliran feed (Xf)

2) Tentuka trial untuk temperature dengan tekanan yang telah ditentukan

3) Baca pada grafik untuk menentukan Ki 4) Masukkan harga5) Lakukan dengan metode trial untuk ∑ 𝑌 𝑖=1

∑ 𝑌 𝑖=¿∑ 𝐾 𝑖 . 𝑋 𝑖=𝐾𝐶∑ 𝛼𝑖 . 𝑋 𝑖=1¿

menghitung boilling point

Suatu aliran hidrokarbon terdiri dari n-pentana, n-heksana, n-heptana dan n-oktana masing masing dengan kompoisi 4, 40, 50 dan 6 kmol pada titik didihnya

Aliran memasuki kolom distilasi yang beroperasi pada tekanan 1 atm dengan rasio refluks 2 kali rasio refluks minimumnya, 98% heksana menjadi produk atas dan 1% heptana menjadi produk atas.

Dengan metode shortcut hitunglah jumlah stage yang diperlukan,letak feed plate dan komposisi produk atas dan bawah

CONTOH SOAL

Harga = 1

Trial

menghitung boilling point feed

menghitung titik embun (dew point) distilat

cara mengasumsikan komposisi adalah :1) komponen yang lebih rendah titik

didihnya daripada light key, seluruhnyamenuju distilat

2) sedangkan komponen yang lebih tinggi titik didihnya daripada heavy key, seluruhnya menuju bottom

karena komposisi masih belum diketahui maka diasumsikan

1) Tentukan trial untuk temperature dengan tekanan yang telah ditentukan

2) Baca pada grafik untuk menentukan Ki 3) Masukkan harga 4) Lakukan dengan metode trial untuk

∑ 𝑋 𝑖=1∑ 𝑋 𝑖=¿∑ ( 𝑌 𝑖

𝐾 𝑖)= 1

𝐾𝐶∑ (𝑌 𝑖

∝𝑖)=1¿

< LK

>HK1% Heptane

98% Hexane

Top Temperatur (dew point) distilat

∑ 𝑋 𝑖=∑ 𝑌 𝑖

𝐾 𝑖

=1

Yi=XD

Bottom Temperatur < LK

>HK1% Heptane

98% Hexane ∑ 𝑌 𝑖=∑ 𝑋 𝑖𝐾 𝑖=1

Xi=XB

Jumlah Stage minimum

untuk menghitung Nm, terlebih dahulu harus menghitung QLK rata-rata

Pers. Fenske

∝𝐿𝐾𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎=3√∝𝑎𝑡𝑎𝑠∝ h𝑡𝑒𝑛𝑔𝑎 ∝ h𝑏𝑎𝑤𝑎

Cek komposisi produk atas dan bawah

Karena hasil perhitungan komposisi distillat dan bottomtidak jauh berbeda dengan asumsi maka perhitungan tidak perlu diulang

Refluks minimum

Feed pada titik didihnya , maka q = 1

Jumlah Stage

pers gilliland

Letak Feed Plate

maka : Nr = 6.8781Ns = 8.3619letak feed plate berada pada stage 6.878(angka ini tidak dibulatkan karena belum mempertimbangkan efisiensi tray)Jumlah Stage 15.2400271 (ideal)