rosi de a cara disti si vakum -...
Post on 24-Jul-2019
224 Views
Preview:
TRANSCRIPT
STUDI PEMISAHAN SISTEM ASPAL – KEROSIN
DENGAN CARA DISTILASI VAKUM
Disusun Oleh
Heri Fitrisno (2309105007)
Firman Dwi Prasetya (2309105109)
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Kusnarjo, MT
Prof. Ir. Ali Altway, MS
Laboratorium Perpindahan Massa dan Panas
Teknik Kimia FTI – ITS2011
Deposit Aspal Alam yangBelum Termanfaatkan
LATAR BELAKANG
Kebutuhan AspalNasional Yang Tinggi
Penelitian mengenai PenggantianAspal Minyak dengan Menggunakan
Aspal Alam (Asbuton)
PENELITI TAHUN LINGKUP PENELITIAN
Aris 1997 Mempelajari sifat – sifat bitumen ekstrak
asbuton Kabungka A dan Kabungka B yang
diperoleh dengan jalan ekstraksi dengan
menggunakan pelarut CCL4 dan pelarut naphta.
Hardjono 1996 Melakukan penelitian yang hampir sama dengan
aris, yaitu mempelajari sifat – sifat bitumen
PENELITIAN TERDAHULU
aris, yaitu mempelajari sifat – sifat bitumen
ekstrak Asbuton Kabungka A dan Kabungka B
yang diperoleh dengan jalan ekstraksi dengan
menggunakan pelarut CCL4. Ekstraksi dilakukan
dengan menggunakan ekstraktor sokhlet,
sedangkan bitumen ekstrak dipisahkan dari
larutannya dengan jalan distilasi hampa.
PENELITI TAHUN LINGKUP PENELITIAN
Nielsen, et al 1994 Mempelajari pengaruh temperatur dan tekanan
pada distribusi ukuran partikel aspalten dalam
minyak mentah yang dilarutkan dengan n-pentana.
Penelitian dilakukan pada suhu 0 – 150 oC dan
tekanan 0 – 6,5 Mpa.
Novia 2001 Melakukan penelitian ekstraksi Asbuton, tetapi
hasil perolehannya masih rendah.
Suryo P et al 2003 mempelajari pengaruh ukuran butir, waktu
ekstraksi, dan kecepatan putar pengaduk terhadap
koefisien perpindahan massa pada proses
ekstraksimulti stage cross current aspal Kabungka.
PENELITI TAHUN LINGKUP PENELITIAN
Affandi 2006 Menjabarkan prinsip pembuatan aspal murni
(aspal hasil ekstraksi Aspal Buton). Bahan dasar
asbuton diekstraksi dengan menggunakan proses
dan bahan tertentu sehingga mineralnya < 1%, dan
kemudian cairan yang masih mengandung aspal
didistilasi.
Indah dan Diana 2009 Melakukan ekstraksi Aspal Buton dengan
menggunakan pelarut kerosin yang di campurkan
dalam tangki leaching.
Novi dan Yulia 2010 Melakukan penelitian model berdasarkan pada
Shrinking Core Model (SCM) dengan pendekatan
partikel dianggap berbentuk bola dan kondisi
steady state serta proses difusi yang mengontrol
leaching.
Hary P 2010 Melakukan studi perpindahan massa pada
ekstraksi Aspal Buton dengan pelarut kerosin dan
menentukkan koefisien perpindahan massa.
penelitian proses distilasi aspal dari asbuton belum
pernah dilakukan. Perlu kajian untuk mengetahui
kondisi optimum dengan memperhatikan kebutuhan
energi dan waktu distilasi batch pada proses
PERUMUSAN MASALAH
energi dan waktu distilasi batch pada proses
pemisahan bitumen dalam larutan aspal dengan
menggunakan pelarut kerosin dan menentukan
koefisien perpindahan panas untuk proses ini.
BATASAN MASALAH
Feed masuk dalam kolom distilasi konstan.
Kondisi operasi pada tekanan vakum yang
ditentukan
mengkaji proses pemisahan sistem aspal – kerosin
dengan memperhatikan kebutuhan energi dan
waktu operasi yang digunakan dalam distilasi batch
TUJUAN PENELITIAN
sehingga dapat memprediksi parameter
perpindahan panas.
Penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan
sebagai acuan untuk mendesain peralatan yang
digunakan untuk destilasi aspal – kerosin
MANFAAT PENELITIAN
• Aspal Buton adalah aspal alam yang terkandung dalam deposit batuan
yang terdapat di Pulau Buton dan sekitarnya.
• Jumlah deposit diperkirakan sebesar 350 juta ton dengan kadar aspal
antara 10% sampai dengan 40%.
TENTANG ASBUTON
antara 10% sampai dengan 40%.
• Aspal ini berada di dalam tanah dengan kedalaman mulai 1,5 m di bawah
permukan tanah.
•Lokasi tersebar sekitar 70.000 ha dari Teluk Sampolawa disebelah Selatan
sampai ke Teluk Lawele di sebelah Utara.
TABEL KOMPOSISI MINERAL ASBUTON
No. Senyawa Kadar (%)
1. CaCO3 81,62 – 85,27
2. MgCO3 1,98 – 2,25
3. CaSO4 1,25 – 1,70
4. CaS 0,17 – 0,33
5. SiO2 6,95 – 8,255. SiO2 6,95 – 8,25
6. Al2O3+Fe2O3 2,15 – 2,84
7. H2O 1,30 – 2,16
8. Sisa 0,83 – 1,12
( Sumber : Alberta 1988 )
DISTILASI BATCH
Distilasi batch yang paling sederhana adalah
tampak pada gambar dibawah ini :
Keterangan :
D = laju alir distilat, mol/jamD = laju alir distilat, mol/jam
yD = komposisi distilat, fraksimol
V = jumlah uap dalam labu
W = jumlah cairan dalam labu
Langkah – langkah penelitian
Persiapan alat dan bahan
Studi Literatur
Pelaksaan Eksperimen
Studi hasil eksperimen
Pembuatan Laporan
Rangkaian alat Distilasi
28
9
1.Tangki Distilasi
2. Kondensor
3. Tangki Gas LPG
4. Tangki Penampung Distilat
1
3
4
5
6
7
9
5. Pompa Vakum
6. Kompor Gas
7. Indikator Tekanan Tangki
8. Indikator Suhu Liquid
9. Indikator Suhu Uap
PERHITUNGAN KADAR BITUMEN
TAHAP DISTILASI
• Memasukkan 2 Liter larutan aspal hasil ekstraksi dalam
kolom distilasi.
• Memvakumkan kolom distilasi pada 10 cmHg
• Memanaskan larutan aspal dengan menggunakan kompor
LPG pada suhu 1100 oC
• Mengukur volume destilat yang keluar setiap 10 menit
sekali.
• Mengulang prosedur diatas untuk setiap variabel yang
berubah.
• Keterangan :
Cp = Heat Capacity (Kj/Kg.K)
A = Luas Perpindahan panas (m )
……(1)
Metode Studi Hasil Eksperimen
A = Luas Perpindahan panas (m2)
W = massa Liquid (Kg)
Tw = Suhu Liquid (K)
Tg = Suhu pemanas (K)
D = volume Distilat (Kg)
Hd = Enthalpy Distilat (Kj/Kg)
U = Coefficient Overall Heat Transfer (W/m2.K)
• Persamaan (1) Dideferensialkan menjadi
• Trial nilai U untuk mendapatkan Tw2 hasil
perhitungan
• Setelah didapat Tw hasil perhitungan • Setelah didapat Tw2 hasil perhitungan
dibandingkan dengan Tw2 hasil penelitian
sehingga nanti akan didapatkan selisih, dan
diambil selisih yang paling kecil.
• Dari penelitian yang telah dilakukan kebutuhan bahan bakar
LPG yang digunakan sebanyak 2,1 Kg dengan massa aspal
yang dihasilkan sebanyak 0,46 Kg. Sehingga untuk bahan baku
larutan aspal 1 kg membutuhkan bahan bakar LPG sebanyak
0,22 kg.
Kebutuhan Energi
0,22 kg.
Variabel Penelitian
Dalam penelitian ini variabel yang diamati :
•Variabel Input :
Tekanan operasi : -10, -15, dan -20 cmHg
Kadar Bitumen : 10 % dan 18 %Kadar Bitumen : 10 % dan 18 %
•Variabel output :
Volume Destilat
Hasil dan Pembahasan
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Vo
lum
e d
isti
lat
(ml)
P = -10 cmHg
P = -15 cmHg
Pengaruh tekanan vakum terhadap volume distilat
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
Vo
lum
e D
isti
lat
(ml)
P = -10 cmHg
P = -15 cmHg
0
200
400
600
0 20 40 60 80 100 120 140
Vo
lum
e d
isti
lat
(ml)
Waktu (menit)
P = -20 cmHg
0
250
500
750
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130
Vo
lum
e D
isti
lat
(ml)
waktu (menit)
P = -20 cmHg
Konsentrasi bitumen 18% Konsentrasi bitumen 10%
Pengaruh tekanan vakum terhadap distribusi suhu liquid
150
200
250
300
350
Su
hu
liq
uid
(oC
)
Tekanan = -10 cmHg
Tekanan = -15 cmHg150
200
250
300
350
Su
hu
Liq
uid
a (
oC
)
Tekanan = -10 cmHg
Tekanan = -15 cmHg
0
50
100
0 20 40 60 80 100 120 140
Su
hu
liq
uid
(
Waktu (menit)
Tekanan = -15 cmHg
Tekanan = -20 cmHg
0
50
100
0 20 40 60 80 100 120 140
Su
hu
Liq
uid
a (
oC
)
Waktu (menit)
Tekanan = -15 cmHg
Tekanan = -20 cmHg
Konsentrasi bitumen 18% Konsentrasi bitumen 10%
Tabel perbandingan harga koefisien perpindahan panas
Konsentrasi Tekanan
Koefisienperindahan
panas
Koefisien perindahan
panasPercobaan Perhitungan
(%) (cmHg) W/m2.K W/m2.K10 10 0,16667 0,166910 10 0,16667 0,166910 15 0,11667 0,1131110 20 0,08333 0,0858318 10 1,58333 1,6006518 15 1,08333 1,0848218 20 0,83333 0,82318
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Dari penelitian proses pemisahan campuran larutan aspal – kerosin
pada kondisi tekanan vakum -10 cmHg, -15 cmHg dan -20 cmHg dengan
konsentrasi aspal 10% dan 18% dapat disimpulkan :
•Semakin tinggi konsentrasi bitumen dalam larutan aspal maka waktu yang
dibutuhkan selama proses distilasi semakin lama dan volume distilat kerosin
semakin sedikit pula. Massa aspal yang dihasilkan semakin banyak dan
harga koefisien perpindahan panas (u) semakin meningkat.
KesimpulanKesimpulan
• Semakin tinggi tekanan vakum didalam tangki distilasi maka waktu yang
dibutuhkan selama proses distilasi semakin cepat dan volume distilat
kerosin yang dihasilkan semakin banyak. Massa aspal yang dihasilkan
semakin sedikit dan harga koefisien perpindahan panas (u) semakin kecil.
• Persamaan koefisien perpindahan panas total U = 0,00022 C3,84627 P-0,9594• Persamaan koefisien perpindahan panas total U = 0,00022 C3,84627 P-0,9594
• Kebutuhan bahan bakar LPG yang digunakan untuk bahan baku larutan
aspal 1 kg adalah sebanyak 0,22 kg.
Saran
• Dalam penelitian ini masih sangat terbatas pada 2 variabel konsentrasi
dan 3 variabel tekanan, perlu dikembangkan lagi pemodelan matematis
pemisahan sistem aspal – kerosin untuk memperoleh nilai koefisienpemisahan sistem aspal – kerosin untuk memperoleh nilai koefisien
perpindahan panas yang dapat divalidasi dengan data eksperimen.
TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYATERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA
top related