Flash drum Dalam proses pemisahan terminologi umum yang dipakai adalah separator, baik itu 3 phase (water+oil+gas =contoh) atau 2 phase (liquid + gas) atau lainnya. Umumnya cairan akan terpisah ke bawah sedangkan gas akan naik keatas. Namun jika separator tersebut berfungsi sebagai flash drum (umpanbertekanan tinggi masuk ke dalam separator bertekanan rendah) perlu diperhatikan bahwa tidak semua cairan yang ada pada umpan akan mengalir kebawah karena :Liquid pada umpan ketika masuk ke dalam separator dan mengalami penurunan tekanan akan menguap sejumlah tertentu (flash), sesuai kesetimbangan uap-cairnya. Liquid ini lalu terbawa aliran uap. Gas yang terlarut pada umpan liquid (terhitung sebagai laju massa fraksi liquid pada umpan) akan terlepas pada saat umpan mengalami penurunan tekanan di dalam flash drum. Berapa gas yangmenguap anda harus melihat data kelarutan dari gas terhadap liquid tersebut. Perhitungan tersebut harus disertakan karena dalam kasus liquid adalah produk, itu akan menentukan berapa produk losses. Sedangkan jika gas adalah produk, perhitungan akan memperlihatkan berapa impurities komponen liquid yang terbawa oleh aliran gas . Flash drum pada dasarnya adalah distilasi satu tahap yang bekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan uap-cair. Yang terjadi adalah penurunan tekanan dari aliran masuk ke flash ke dalam flash drum itu sendiri. Proses ekspansi juga terjadi disitu. Dimana pada tekanan yang lebih rendah, ada beberapa komponen yang lebih volatil terhadap komponen lainnya. Komponen2 ini akan berubah fasa menjadi gas, sedangkan lainnya tetap berupa fasa cair. Andamemerlukan nilai K (K-value) untuk melakukan perhitungan ini. Dapat diperoleh dari grafik K-value (utk komponen2 tertentu) atau secara ideal dapat diasumsikan K=Psat / P. Psat dr persamaan Antoine. Dari perhitungan tsb anda akan dapat fraksi2 komponen fasa gas/uap maupun cairnya serta laju alirnya.

Perhitungan Flash digunakan untuk proses dengan uap / cairan kesetimbangan (VLE). Sebuahproses khas yang membutuhkan perhitungan flash, adalah ketika aliran umpan (F) dipisahkanmenjadi produk uap (V) dan cair (L), lihat Gambar 7.4.Pada prinsipnya, perhitungan flash langsung dan melibatkan menggabungkan-VLEpersamaan dengan saldo komponen massa, dan dalam beberapa kasus keseimbangan energi.Beberapa perhitungan flash (dengan komentar pada solusi numerik yang khas ataupenggunaan):1. Titik gelembung pada T tertentu (mudah)2. Titik gelembung pada p tertentu (perlu iterate pada T)3. Titik embun pada T tertentu (mudah)4. Titik embun pada p tertentu (perlu iterate pada T)5. Flash pada p diberikan dan T (relatif mudah)6. Flash pada p diberikan dan H ("standar" flash, misalnya, untuk flash tank setelah katup)7. Flash pada p diberikan dan S (misalnya, untuk kondensasi turbin)8. Flash di U dan V diberikan (misalnya, untuk simulasi dinamis dari sebuah drum kilat adiabatik)Tiga terakhir berkedip sedikit lebih rumit karena mereka memerlukan penggunaan energikeseimbangan dan hubungan untuk komputasi H, S, dll Penggunaan perhitungan flash terbaikdigambarkan oleh beberapa contoh. Di sini, kita mengasumsikan bahwa VLE diberikan pada K-nilai bentuk,yaitu,

Tabel 7.2: Data untuk contoh flash dan latihan: Antoine parameter untuk PSAT (T), normalsuhu didih (Tb) dan panas penguapan vapH (Tb) untuk komponen yang dipilih.? Data:Poling, Prausnitz dan O'Connell, Sifat-sifat gas dan cairan, Ed 5, McGraw-Hill. (2001).

dimana yi adalah fraksi mol fase uap dan xi mol fraksi fasa cair untuk komponen i. Secara umum, "K-nilai" Ki tergantung pada suhu T, tekanan p dan komposisi (baik xi dan yi). Kami kebanyakan menganggap campuran yang ideal, dan menggunakan hukum Raoult.Dalam hal ini Ki tergantung pada T dan p saja:Raoult hukum:

Dalam contoh, kita menghitung tekanan uap PSAT (T) dengan menggunakan parameter Antoinediberikan dalam Tabel 7.2.

7.5.1 gelembung titik perhitunganMari kita mempertimbangkan perhitungan titik gelembung, Dalam hal ini cair-fasekomposisi xi diberikan (itu sesuai dengan kasus di mana V adalah sangat kecil (V? 0)dan xi = zi pada Gambar 7.4). Titik gelembung cairan adalah titik di mana cairanhanya mulai menguap (mendidih), yaitu, ketika gelembung uap pertama terbentuk. jikasuhu yang diberikan, maka kita harus menurunkan tekanan sampai gelembung pertama terbentuk.Jika tekanan diberikan, maka kita harus meningkatkan suhu sampai gelembung pertamaterbentuk. Dalam kedua kasus, ini sesuai dengan menyesuaikan T atau p sampai jumlah dihitunguap fraksi hanya 1,atau

dimana xi diberikan. Untuk kasus ideal di mana hukum Raoult memegang ini memberikan

7.5.2Perhitungan Titik embunMari kita berikutnya mempertimbangkan perhitungan titik embun. Dalam hal ini komposisi uap-faseyi diberikan (itu sesuai dengan kasus di mana L adalah sangat kecil (L 0) dan yi = zi diGambar 7.4). Titik embun uap (gas) adalah titik di mana uap hanya mulai mengembun, yaitu, ketika drop cairan pertama terbentuk. Jika suhu diberikan,maka kita harus meningkatkan tekanan sampai cairan pertama terbentuk. Jika tekanan diberikan, maka kita harus menurunkan temperatur sampai cairan pertama terbentuk. dalam kedua kasus, ini sesuai dengan menyesuaikan T atau p sampai xi = 1 atau

dimana yi diberikan. Untuk campuran ideal di mana hukum Raoult memegang ini memberikan7,19 Dew titik di diberikan campuran suhu T. Sebuah uap mengandung 50%pentana (1), heksana 30% (2) dan sikloheksana 20% (3) (semua dalam mol%), yaitu,y1 = 0,5; y2 = 0,3; y3 = 0,2Pada T = 400 K, tekanan secara bertahap meningkat. Berapakah tekanan titik embun dan komposisi cairan pertama yang terbentuk? Asumsikan campuran cairan ideal dan gas ideal (Hukum Raoult).Solusi. Tugas kita adalah untuk menemukan nilai p yang memenuhi (7.48). Karena T diberikan, ini adalah sepele, kami hanya dapat menghitung 1 / p dari (7.48). Dengan data dari Contoh 7.17 kita mendapatkan:7.5.3 Flash dengan produk cair dan uapSelanjutnya, pertimbangkan flash mana F pakan (dengan komposisi zi) dibagi menjadi uap produk V (dengan komposisi yi) dan produk cair (dengan komposisi xi), lihat Gambar 7.4 di halaman 189. Untuk setiap komponen Nc, kita dapat menulis suatu material Menyeimbangkan

Selain itu, uap dan cairan diasumsikan dalam kesetimbangan,

K-nilai Ki = Ki (T, P, xi, yi) dihitung dari model VLE. Selain itu,kita memiliki dua hubungan ixi = 1 dan iyi = 1. Dengan pakan yang diberikan (F, zi), kita kemudian memiliki persamaan dalam 3Nc +2 +4 3Nc tidak diketahui (xi, yi, Ki, L, V, T, p). Jadi, kita perlu dua spesifikasi tambahan, dan dengan set persamaan harus dipecahkan.pT-flashLampu kilat paling sederhana biasanya untuk menentukan p dan T (pT-flash), karena Ki tergantung terutama pada p dan T. Mari kita tunjukkan salah satu pendekatan umum untuk memecahkan dihasilkan persamaan, yang memiliki sifat numerik yang baik. Mengganti yi = Kixi ke neraca massa (7.49) memberikan Fzi = LXI + V Kixi, dan pemecahan terhadap xi memberikan. xi = (Fzi / (L + VKi) Di sini, memperkenalkan L = F - L (neraca massa total) untuk memperoleh

Di sini, kita tidak bisa langsung menghitung xi karena pemisahan uap V / F tidak diketahui. Untuk menemukan V / F, kita dapat menggunakan hubungan ixi = 1 atau alternat iyi =iKixi = 1.Namun, telah ditemukan bahwa kombinasi i (yi-xi) = 0 hasil dalam persamaan dengan sifat numerik yang baik, inilah yang disebut Rachford-Beras kilat equation5

yang merupakan fungsi monoton dalam V / F dan dengan demikian mudah untuk memecahkan numerik. Sebuah fisik solusi harus memenuhi 0 V / F 1. Jika kita berasumsi bahwa yang memegang Raoult, maka Ki tergantung pada p dan T saja: Ki = PSAT i (T) / hal. Kemudian, dengan T dan p tertentu, kita tahu Ki dan Rachford-Beras persamaan (7.50) dapat diselesaikan untuk V / F. Untuk kasus non-ideal, Ki tergantung juga pada xi dan yi, sehingga salah satu pendekatan adalah menambahkan sebuah loop iterasi luar pada Ki. Untuk Flashes lain, seperti flash pH-(yang relevan untuk flash tank adiabatik), salah satuharus termasuk juga keseimbangan energi. Sebagai contoh, untuk flash tank adiabatik, yangkondisi mapan keseimbangan energi memberikan bahwa H entalpi konstan. Artinya, Hin = Hout,dan kami mendapatkan

Di mana hV dan hL [kJ / mol; kJ / kg] bergantung terutama pada T, namun secara umum juga pada xi, yi dan p. Salah satu pendekatan solusi adalah dengan menggunakan pT-flash dijelaskan di atas, dan iterate pada T dalam loop luar sampai kebutuhan pada H puas. Pendekatan lain adalah untuk memecahkan persamaan simultan, seperti yang ditunjukkan untuk flash adiabatik dinamis metanoldan etanol dalam.