SATUAN OPERASIHEAT TRANSFER

IN REACTION VESSELS

Disusun oleh :

....Teknologi Kimia Industri

KA01

1512...Dosen :

...

Sekolah Tinggi Manajemen Industri

Kementerian Perindustrian RI

Jl. Letjen Suprapto no. 26 - Cempaka Putih, Jakarta Pusat 10510Telp. : 021-42886064 Ext. 119, 115 dan 107Fax : 021 - 42888206DAFTAR ISI

BAB I ( PENDAHULUAN )

A. Latar Belakang....................................................................................1

B. Tujuan.................................................................................................1BAB II ( PEMBAHASAN )

A. Pengertian Reaktor............................................................................2

B. Jenis Jenis Reaktor.........................................................................3C. Fluid Fluid Reaktor.........................................................................8

D. Jacketed Vessel..................................................................................9

E. Perpindahan Panas pada Vessel.........................................................12BAB III ( PENUTUP)

A. Kesimpulan........................................................................................16B. Penutup..............................................................................................16BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar BelakangTeknik kimia adalah cabang ilmuteknikataurekayasayang mempelajari pemrosesanbahan mentahmenjadi barang yang lebih berguna, dapat berupabarang jadiataupunbarang setengah jadi. Ilmu teknik kimia diaplikasikan terutama dalam perancangan dan pemeliharaanproses-proses kimia, baik dalam skala kecil maupun dalam skala besar sepertipabrik. Insinyur teknik kimia yang pekerjaannya bertanggung jawab terhadap perancangan dan perawatan proses kimia pada skala pabrik dikenal dengan sebutan "insinyurproses. Selain itu, insinyur teknik kimia modern juga melakukan penelitian yang bertujuan untuk menemukan material-material dan teknik-teknik baru, yang kadang-kadang juga berhubungan dengan berbagai disiplin ilmu lainnya, sepertinanoteknologi,sel bahan bakar, danteknik biomedis.[1]Pada teknik kimia, ada 2 subgrup besar yang diantaranya: 1) mendesain, membangun, dan mengoperasikan pembangkit/pabrik dan proses-proses kimia di dalamnya dan 2) mengembangkan substansi baru atau pengembangan dari substansi sebelumnya pada berbagai produk. Oleh karena itu, ilmu keteknik kimia-an sangat erat sekali hubungannya dengan mempelajari berbagai macam proses yang terjadi saat reaksi maupun alat untuk membantu terjadinya reaksi. B. TujuanTujuan disusunnya makalah ini adalah agar mahasiswa lebih memahami tentang perpindahan panas yang terjadi dalam reaktor (Reaction Vessel), serta untuk memenuhi tugas Satuan Operasi.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Perngertian Reaktor (Reaction Vessel)

Dalamteknik kimia,Reaktor adalah suatualat proses tempat dimana terjadinya suatu reaksi, baik itu reaksi kimia atau nuklir dan bukan secara fisika. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakanefisiensikinerja reaktor, sehingga didapatkan hasilprodukdibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itubiaya modalmaupunoperasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk besarnyaenergiyang akan diberikan atau diambil, hargabahan baku, upahoperator, dll. Perubahanenergidalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatupemanasanataupendinginan, penambahan atau pengurangantekanan,gaya gesekan(pengadukdan cairan), dll. Kapasitas reaktor yaitu 50 hingga 250.000 liter dan umumnya dibuat dari stainless steel, kaca atau keramik. Bahan-bahan untuk reaksi kimia disebut reaktan. Material tersebut dimasukkan ke reaktor dengan berbagai cara. Tujuan pemilihan reaktor adalah :

1. Mendapat keuntungan yang besar

2. Biaya produksi rendah

3. Modal kecil/volume reaktor minimum

4. Operasinya sederhana dan murah

5. Keselamatan kerja terjamin

6. Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya

Pemilihan jenis reaktor dipengaruhi oleh :

1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi

2. Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping

3. Kapasitas produksi

4. Harga alat (reactor) dan biaya instalasinya

5. Kemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk

perpindahan panas

B. Jenis-Jenis Reaktor

1. Berdasarkan Reaksinya

Reaktor Kimia

Hukum kekekalan massa, tidak ada massa yang hilang dalam reaksi tapi hanya berubah dari satu jenis bahan ke jenis bahan yang lain.

Reaktor Nuklir

Ada massa yang hilang untuk diubah ke bentuk energi

2. Berdasarkan bentuknya

1. Reaktor tangki

Dikatakan reaktor tangki ideal bila pengadukannya sempurna, sehingga komposisi dan suhu didalam reaktor setiap saat selalu uniform. Dapat dipakai untuk proses batch, semi batch, dan proses alir.

2. Reaktor pipa

Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut Reaktor Alir Pipa. Dikatakan ideal bila zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir didalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa.

3. Berdasarkan prosesnya

1. Reaktor Batch

Biasanya untuk reaksi fase cair

Digunakan pada kapasitas produksi yang kecil

Keuntungan reactor batch:

Lebih murah dibanding reactor alir

Lebih mudah pengoperasiannya

Lebih mudah dikontrolKerugian reactor batch:

Tidak begitu baik untuk reaksi fase gas (mudah terjadi kebocoran pada lubang pengaduk)

Waktu yang dibutuhkan lama, tidak produktif (untuk pengisian, pemanasan zat pereaksi, pendinginan zat hasil, pembersihan reactor, waktu reaksi)

2. Reaktor Alir (Continous Flow)

Ada 2 jenis:

a. RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

Keuntungan:

Suhu dan komposisi campuran dalam rerraktor sama

Volume reactor besar, maka waktu tinggal juga besar, berarti zat pereaksi lebih lama bereaksi di reactor.

Kerugian:

Tidak effisien untuk reaksi fase gas dan reaksi yang bertekanan tinggi.

Kecepatan perpindahan panas lebih rendah dibanding RAP

Untuk menghasilkan konversi yang sama, volume yang dibutuhkan RATB lebih besar dari RAP.

b. RAP

Dikatakan ideal jika zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh penampang pipa.

Keuntungan :

Memberikan volume yang lebih kecil daripada RATB, untuk konversi yang sama

Kerugian:

1. Harga alat dan biaya instalasi tinggi.

2. Memerlukan waktu untuk mencapai kondisi steady state.

3. Untuk reaksi eksotermis kadang-kadang terjadi Hot Spot (bagian yang suhunya sangat tinggi) pada tempat pemasukan . Dapat menyebabkan kerusakan pada dinding reaktor.3. Reaktor semi batch

Biasanya berbentuk tangki berpengaduk

4. Jenis reaktor berdasarkan keadaan operasinya

1. Reaktor isotermal.

Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.2.Reaktor adiabatis.

Dikatakan adiabatis jika tidak ada perpindahan panas antara reaktor dan sekelilingnya.

Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat dipakai untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan rA besar sehingga waktu reaksi menjadi lebih pendek).

3.Reaktor Non-Adiabatis5. Reaktor Gas Cair dengan Katalis Padat

1. Packed/Fixed bed reaktor (PBR).

Terdiri dari satu pipa/lebih berisi tumpukan katalis stasioner dan dioperasikan vertikal. Biasanya dioperasikan secara adiabatis.

2. Fluidized bed reaktor (FBR)

Reaktor dimana katalisnya terangkat oleh aliran gas reaktan.

Operasinya: isotermal.

Perbedaan dengan Fixed bed: pada Fluidized bed jumlah katalis lebih sedikit dan katalis bergerak sesuai kecepatan aliran gas yang masuk serta FBR memberikan luas permukaan yang lebih besar dari PBR

C. Fluid Fluid Reaktor

Biasa digunakan untuk reaksi gas-cair dan cair-cair.

1. Bubble Tank.

2. Agitate Tank

3. Spray Tower

Pertimbangan dalam pemilihan fluid-fluid reaktor.

1. Untuk gas yang sukar larut (Kl