NOTES

1. BAB 1

a. Latar belakang bahas mengenai reaktor, penyelesaian menggunakan metode numerik.

Beri kalimat yang dapat menghubungkan antara latar belakang dengan rumusan

masalah

b. Rumusan masalah, hubungkan sedikit mengenai latar belakang, bahas mengenai

penyusunan laporan dgn menggunakan metode pemrograman

2. BAB 2

a. 2.1. Dasar teori (berisi teori2 pendukung mengenai penyusunan laporan dan

pemrograman dan serta persamaan2 yang digunakan. Dibuat secara umum dengan

mengacu pada pembagian tugas)

b. 2.2 Studi Kasus (Dibuat narasi, cari nilai ΔH, ΔG, k, K.)

Dibuat se-kreatif mungkin.

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Proses dehidrogenasi isopropanol atau isopropil alkohol ini merupakan salah satu

proses dalam pembuatan aseton di industri. Untuk mendapat kan kualitas produk yang sesuai

dengan permintaan pasar diperlukan adanya percobaan dalam sekala laboratorium kemudian

dialakukan proses scale up diskala pabrik. sebuah pekerjaan yang mendapatkan hasil

produksi yang identik (jika memungkinkan) pada skala produksi yang lebih besar

berdasarkan skala produksi yang telah ditetapkan sebelumnya. Walaupun tidak disebutkan,

definisi scale up diatas mengasumsikan bahwa peningkatan kapasitas produksi berhubungan

dengan peralatan yang secara fisik lebih besar dari peralatan produksi yang digunakan

sebelumnya (Valentas et al., 1991).Untuk mengurangi biaya pada proses scale up serta maka

dilakukan perhitungan secara teoritis dan matematis. Salah satu cara perhitungan secara teori

dan matematis dilakukan melalui program komputasi proses.

Untuk itu sebagai mahasiswa teknik kimia kita perlu mempelajari bagaimana model-

model komputasi proses dalam perancangan suatu proses. Dalam hal ini digunakan software

scilab sebagai program dalam melakukan komputasi proses.

I.2 Rumusan masalah

Proses dehidrogenasi isopropanol merupakan salah satu proses pembuatan etanol.

Reaksi dehidrogenasi isopropanol merupakan reaksi monomolekular, endotermis, irreversible

dan paralel dengan reaksi sampingpembentukan propilen. Dalam tugas ini akan dipelajari

model komputasi dari reaksi tersebut dengan menggunakan reaktor batch.

I.3 Tujuan

1. Dapat menyelesaikan kasus reaksi deghidrogenasi isopropanol dengan

menggunakan program SciLab.

2. Dapat mengetahui hubungan t vs XA pada reaksi dehidrogenasi isopropanol.

I.4 manfaat

Mahasiswa dapat menyelesaikan kasus reaksi deghidrogenasi isopropanol dengan

menggunakan program scilab

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Mekanisme Reaksi Dehidrogenasi Isopropanol

Mekanisme reaksi dehidrogenasi isopropanol

1. Adsorpsi isopropanol pada permukaan katalis

CH3 CH3

CH3 C CH3 CH3 C CH3 teradsorpsi

OH OH

H

CH3 C CH3 teraktivasi

Cr3+ O- Cr3+

2. Reaksi permukann

CH3

CH3 C H O2-Cr3+ H3C C CH3 + H+ H

O Cr3+ O Cr3+ O2- Cr3-

3. Desorpsi gas H2

H+ H- H2

O2-Cr3+

II.2 Tinjauan Therrmodinamika

Reaksi dehidrogenasi isopropanol menjadi aseton seperti pada reaksi yang tertulis

diatas mempunyai ∆H reaksi sebesar +55,02 KJ/mol (Ullmann’s Encyclopedia). Jadi

reaksi tersebut adalah reaksi endotermis, yaitu reaksi yang menyerap panas, sehingga

secara umum reaksi kimia jenis ini akan meningkat konversinya dengan naiknya suhu

reaksi. Hal ini terjadi karena kenaikan suhu akan mengakibatkan kenaikan harga Kp,

sehingga reaksi bergeser ke arah produk.

∆Hf = ∆H°298 C3H6O + ∆H°298 H2 - ∆H°298 C3H8O

= -217,57 KJ/mol –(-272,59 KJ/mol)

= 55,02 KJ/mol

∆G = ∆G°298 C3H6O + ∆G°298 H2 - ∆G°298 C3H8O

= -153,05 KJ/mol –(-173,59 KJ/mol)

= 20,54 KJ/mol

∆G = -RT ln K

Ln K = −∆GRT

Ln K1 = −20,54

0,008314 x298

=-8,29

K1 = 2,51. 10-4

Ln K2K1

= −∆ HR

( 1T 2

− 1T 1

)

Pada T = 350°C

Ln K 2

2,5.10−4 = −55,02

0,008314( 1

623− 1

298)

Ln K 2

2,5.10−4 = 11,58

K 2

2,5.10−4 = 1,07.105

K2 = 26,84

K2 >1 (Reaksi Irreversible)

II.3 Tinjauan Kinetika

Secara umum untuk mengetahui pengaruh suhu dapat ditentukan dengan persamaan

Arhenius :

k = Ae-Ea/RT

dari persamaan tersebut terlihat bahwa untuk memperbesar harga k dapat dilakukan dengan

menaikan temperatur

Harga Ea dan k untuk reaksi ini adalah :

Ea = 72,38 MJ/kmol

k = 351000 m3gas/m3 reaktor sec.

Adapun reaksi dehidrogenasi isopropanol ini merupakan reaksi orde sati dan dapat

diperkirakan dari persamaan berikut ini :

-ripa = k0 exp [-Ea/RT] Cipa

Dimana k0 = 3,51 x 105 m3 gas/(m3 reaktor s). Cipa = kmol/m3 gas

Persamaan diatas menunjukkan bahwa laju pengurangan IPA (laju pembentukan

produk) akan semakin besar dengan semakin tingginya suhu dan naiknya konsentrasi IPA.

II.6 Reaksi Paralel

Reaksi samping yang terjadi adalah reaksi pembentukan propilen dengan disertai

terbentuknya air. Reaksi yang terjadi adalah

(CH3)2CHOH(g) CH3CH=CH2(g) + H2O(g)

Konversi IPA sebesar 90% dengan selektvitasnya sebesar 98%. Terjadi 2 reaksi pada

proses ini yaitu :

Reaksi pembentukan aseton

(CH3)2CHOH(g) (CH3)2CO(g) + H2(g)

Reaksi Pembentukan propilene

(CH3)2CHOH(g) CH3CH=CH2(g) + H2O(g)

II.7 Reaktor Batch

Reaktor batch adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang

berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan

kesetimbangan dan stoikiometri. Penggunaan reaktor batch jenis ini biasanya sangat cocok

digunakan untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan

pencampuran produk reaksi kimia, batch distilation, kristalisasi, ekstraksi cair-cair,

polimerasi, farmasi dan fermentasi.

Beberapa ketetapan menggunakan reaktor tipe Batch :

Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur

Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor

adalah sama atau homogen pada waktu yang sama

Reaktor ideal