REAKTOR PFR
Adalah suatu alat yang digunakan untuk mereaksikan suatu reaktan dalam hal ini fluida dan mengubahnya menjadi produk dengan cara mengalirkan fluida tersebut dalam pipa secara berkelanjutan (continuous). Biasanya reaktor ini dipakai untuk mempelajari berbagai proses kimia yang penting seperti perubahan kimia senyawa, reaksi termal, dan lain-lain.
KEUNTUNGAN
Lebih mudah untuk dikontrol dibandingkan batch
Lebih mudah dalam perawatan Terdapat baffle yang berguna mengurangi
vorteks Biaya operasi lebih murah Konversi per volume lebih besar dari reaktor
batch
KERUGIAN
Harga alat dan biaya instalasi tinggi. Memerlukan waktu untuk mencapai kondisi
steady state. Untuk reaksi eksotermis kadang-kadang terjadi
“Hot Spot” (bagian yang suhunya sangat tinggi) pada tempat pemasukan . Dapat menyebabkan kerusakan pada dinding reaktor.
Karena tidak ada pengadukan sukar untuk mengatur suhu
Reaktor ini biasanya di gunakan dalam fase gas pada tekanan tinggi dan dalam suhu tinggi.
APLIKASI
Umpan dalam reaktor alir pipa biasanya umpan dalam skala besar oleh karena itu reaktor ini banyak di gunakan dalam industri – industri besar seperti : petrokimia gresik, pertamina dll.
Dimana:FA0 = laju alir molar umpan (mol/h)Di = diameter dalam pipa-pipa reaktor (m)k = konstanta kecepatan reaksiXa = konversi terhadap A.Cao = konsentrasi mula-mula (mol/l)Z = panjang reaktor (m) t = waktu tinggal (s)
FA0 = Q0 CA0
=
= CA0
t = CA0
CONTOH SOAL
1. A gas-phase reaction between methane (A) and
sulfur (B) is conducted at 600°C and 101 kPa in a
PFR, to produce carbon disulfide and hydrogensulfide. The reaction is first-order with respect
toeach reactant, with kB = 12 m3 mole-1 h-1
(basedupon the disappearance of sulfur). The inlet
molarflow rates of methane and sulfur are 23.8 and
47.6mol h-1, respectively. Determine the volume (V)required to achieve 18% conversion of
methane,and the resulting residence or space time.
Diketahui: A + 2B → C + DCA = CB/2T = 600 °CP = 101 kPa= 101000 PakB = 12 m3/mol.hFA0 = 23,8 mol/hFB0 = 47,6 mol/hXA = XB= 0,16
Ditamya: V dan t
Jawab: a. (-rB) = kB.CA.CB= kB.CB/2.CB=
V = -Q0
V =
Untuk mencari Q0, asumsi gas ideal:PV = nRT V = nRT/PQ0 = ((FA—FB0) RT)/ P
= ((23,8-47,6) 8,314.873)/101000= 5,13 m3/h
V = = 0,020 m3
CONTOH SOAL
1. A gas phase reaction between butadiene (A) and ethene (B) is conducted in PFR producing cyclohexene (C). The feed contains equimolar amount of each reactant at 525°C and a total pressure of 101 Kpa. The entalphy of reactions is -115 Kj (mol A), and the reaction is fisrt order with respect to each reactant, with ka= 32000 exp(-13850/T) m3/mol.s. Assuming the process is adiabatic and isobaric, determine the space time required for 25% conversion of butadiene.
Data: CpA= 150 J/molK; CpB: 80 J/molK; CpC: 250 J/molK