distilasi kontinyu-kelompok 3.docx

37
PRAKTIKUM SATUAN OPERASI 2 “Distilasi Kontinyu” Mata Kuliah Praktikum Satuan Operasi 2 Disusun oleh Kelompok 3 : Deri Permana 12147003 M. Rasyid Ridha 12147007 Nurul Afifah 12147015 Rita Nur Anggraeni 12147008 Sanny Febriany 12147020 Dosen Pembimbing : Dr. Shoeya S D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH-PPL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Upload: deri-permana

Post on 13-Aug-2015

778 views

Category:

Documents


63 download

DESCRIPTION

distilasi

TRANSCRIPT

Page 1: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

PRAKTIKUM SATUAN OPERASI 2

“Distilasi Kontinyu”

Mata Kuliah

Praktikum Satuan Operasi 2

Disusun oleh Kelompok 3 :

Deri Permana 12147003

M. Rasyid Ridha 12147007

Nurul Afifah 12147015

Rita Nur Anggraeni 12147008

Sanny Febriany 12147020

Dosen Pembimbing :

Dr. Shoeya S

D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH-PPL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

Page 2: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Selama ribuan tahun distilasi telah diterapkan, terutama untuk memekatkan

minuman beralkohol. Tentu saja metode yang pertama kali dipakai adalah distilasi

batch, baru kemudian dikembangkan distilasi secara kontinyu.

Jejak sejarah distilasi kontinyu dapat ditelusuri dari penemuan kolom vertikal

pertama untuk distilasi kontinyu, yang digunakan dalam penyulingan alkohol dan

yang dikembangkan pada 1813 dan dipatenkan oleh seorang Prancis bernama Jean-

Baptiste Cellier Blumenthal. Pada 1822, Anthony Perrier dari Inggris mengembangkan

sebuah versi awal dari bubble cap tray. Media packing berupa bola dari gelas

berdiameter cm 2-3 glas telah digunakan oleh Nicolas Clement dari Prancis pada

pengolahan alkohol. Alat ini disebut sebagai absorbante Colonne dan cascade

Chimique.

Pada 1831, Aneas Coffey yang lahir di Perancis dan dididik di Irlandia

mengembangkan bisnis distilasi setelah karirnya sebagai inspektur cukai di Skotlandia

selesai. Coffey mengembangkan kolom distilasi dengan tray berbentuk saringan, dan

pertama kali dikenal sebagai “Coffey”, sesuai dengan nama penemunya. Alat distilasi

ini kemudian digunakan cukup luas dalam penyulingan wiski Skotlandia.

Banyak industri menggunakan distilasi untuk pemisahan penting dalam membuat

produk yang bermanfaat. Industri-industri tersebut diantaranya adalah penyulingan

minyak bumi, minuman, pemurnian bahan kimia, petrokimia, dan pengolahan gas

alam. Distilasi etanol untuk konsumsi dan penggunaan lain adalah salah satu industri

besar pertama yang pernah dikembangkan. Etanol sering dianggap sebagai bahan

bakar, seperti yang telah dilakukan oleh F.B. Wright dan dipublikasikan pertama kali

pada tahun 1906. Pengolahan gas alam mulai menggunakan distilasi di awal 1900-

an. Sebuah dokumen sejarah yang menarik berjudul “ Kondensasi Gas Alam Menjadi

Bensin” merupakan dokumen awal dalam industri gas alam dengan proses distilasi.

Krisi energi pada tahun 1970 telah memaksa para ahli untuk kembali memusatkan

perhatian pada pengguna energi yang efisien dalam industri. Distilasi adalah

konsumen energi utama, oleh karena itu selama krisis energi banyak upaya yang

Page 3: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

dilakukan untuk membuat penyulingan lebih efisien. Sebuah contoh yang baik dari

pekerjaan ini adalah seperti yang telah diringkas dalam Pedoman Operasi

Distilasi dari Komisi Industri Texas.

1.2 Tujuan Pembelajaran

a. Tujuan Pembelajaran Umum

1. Mahasiswa mengenal karakteristik distilasi kontinyu

2. Mahasiswa mampu mengoperasikan rangkaian alat distilasi berskala pilot

yang dioperasikan secara kontinyu

b. Tujuan Pembelajaran Khusus

1. Mahasiswa mampu mengatur variabel operasi distilasi kontinyu dengan

menjalankan alat sesuai prosedur

2. Mahasiswa dapat mencari data tentang sifat distilasi kontinyu

3. Mahasiswa dapat mengalurkan data distilasi kuntinyu dalam diagram

McCabe-Thiele

4. Mahasiswa dapat menghitung jumlah pelat teoritis dan menentukan efisiensi

operasi distilasi

Page 4: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

II. TINJAUAN PUSTAKA

Distilasi kontinyu digunakan secara luas dalam industri kimia proses di mana

sejumlah besar cairan harus disuling. Industri tersebut adalah pengolahan gas

bumi, produksi petrokimia , pengolahan tar batubara, produksi minuman keras, pencairan

gas alam, produksi pelarut hidrokarbon dan industri sejenis. Aplikasi yang terluas dari

distilasi kontinyu terjadi di kilang minyak bumi . Di kilang tersebut bahan baku minyak

mentah yang merupakan campuran multikomponen sangat kompleks harus dipisahkan

untuk menghasilkan berbagai jenis senyawa kimia.

Kelompok senyawa dalam minyak bumi mempunyai titik didih dengan kisaran

perbedaan yang relatif kecil dan biasa disebut “fraksi”. Fraksi adalah asal dari istilah

distilasi fraksional atau fraksinasi. Pemisahan minyak bumi menjadi berbagai jenis fraksi

disesuaikan dengan kegunaan dan nilai ekonominya. Sering terjadi, pemisahan

komponen-komponen dalam setiap fraksi lebih lanjut menjadi tidak berharga

berdasarkan persyaratan produk dan ekonomi.

Industri penyulingan biasanya dilakukan dalam jumlah besar, dilakukan dalam

kolom silinder vertikal yang dikenal sebagai "menara distilasi" atau "kolom distilasi".

Diameter kolom ini mulai dari sekitar 65 sentimeter hingga 11 meter, dan tinggi berkisar

dari sekitar 6 meter sampai 60 meter atau lebih.

Metode Perancangan Distilasi Kontinyu

Metode McCabe-Thiele dipresentasikan oleh dua orang mahasiswa di

Massachusetts Institute of Technology (MIT), Warren L. McCabe dan Ernest W. Thiele in

1925. Teknik ini dianggap sebagai metode yang paling sederhana dan mungkin paling

instruktif untuk menganalisa distilasi biner (Perry, 1984). Metode ini menggunakan fakta

bahwa komposisi pada setiap pelat teoritis atau tahap kesetimbangan ditentukan

sepenuhnya oleh fraksi mol salah satu dari kedua komponen.

Jika asumsi tentang constant molar overflow tidak sahih, maka garis operasi tidak

akan lurus. Dengan menggunakan data neraca massa dan energi ditambah data

Page 5: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

kesetimbangan uap cairandan data entalpi-konsentrasi, maka garis operasi dapat

dikonstruksi sesuai dengan metode Ponchon–Savarit.

Dalam praktikum ini selanjutnya hanya diperdalam Metode McCabe-Thiele. Metode ini

didasarkan kepada asumsi tentang constant molar overflow yang mensyaratkan bahwa:

1) Panas penguapan molar dari komponen umpan adalah sama

2) Untuk tiap mol cairan yang diuapkan, satu mol uap dikondensasi

3) Efek panas seperti panas pelarutan, dan perpindahan panas ke dan dari

kolom distilasi diabaikan

2.1. Konstruksi dan Penggunaan diagram McCabe-Thiele

Sebelum mukai konstruksi dan penggunaan diagram McCabe–Thiele untuk distilasi

dari suatu umpan biner, harus terlebih dahulu disediakan data kesetimbangan uap-cair

(vapor-liquid equilibrium, VLE) untuk komponen di umpan dengan titik didih rendah.

Komponen ini selanjutnya disebut komponen ringan.

Gambar 2.1. Tipikal diagram McCabe–Thiele untuk distilasi dengan umpan biner

Page 6: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Langkah Pembuatan Diagram McCabe-Thiele

Langkah ke-1. Gambar sumbu vertikal dan horizontal grafik dengan ukuran yang sama.

Sumbu horizontal menunjukkan fraksi mol komponen dengan titik didih lebih rendah

dalam fasa cair, yang diberi lambang x. Sumbu vertikal menunjukkan fraksi mol

komponen dengan titik didih lebih rendah dalam fasa uap, yang diberi lambang y.

Langkah ke-2. Gambar garis lurus dari titik (0,0) ke titik (1,1) dan garis inidinamakan garis

y = x. Selanjutnya gambar garis kesetimbangan mengggunakan data kesetimbangan uap-

cair untuk komponen di umpan dengan titik didih rendah, mewakili komposisi

kesetimbangan fasa uap untuk setiap harga komposisi fasa cair. Juga gambar garis vertikal

ke arah garis y = x untuk umpan dan komposisi distilat teratas yang dikehendaki sebagai

produk, serta produk bawah yang sesuai.

Langkah ke-3. Gambar garis operasi di rectifying section (disebut juga enriching section)

atau seksi di atas saluran masuk umpan dari kolom distilasi. Prinsip pembuatan garis ini

adalah sebagai berikut:

(a) Diagram peralatan distilasi dapat digambarkan dalam skema alat distilasi.

(b) Tinjau neraca massa dari komponen ringan untuk menurunkan persamaan garis

operasi,:

Vn+1 yn+1 = Ln xn + D xD

Asumsikan terjadi constant molal overflow:

Vn+1 = Vn = ........ = V

Ln = Ln-1 = ........ = L

Selanjutnya garis operasi rektifikasi menjadi :

V yn+1 = L xn + D xD

Sekarang, dari Vn+1 = Ln + D, didapat V = L + D

Page 7: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

(c) Dengan mengganti V dan menyusun ulang, didapat :

Jika didefinisikan reflux ratio sebagai R = L/ D kemudian dihilangkan semua subskrip,

didapat garis operasi distilasi batch sebagai berikut:

Garis operasi berupa garis lurus dengan kemiringan (R / R+1) dan intersep (xD / R+1).

Gambar 2.2. Skema alat distilasi pilot plant.

Page 8: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Langkah ke-4. Gambar q-line dimulai dari titik komposisi umpan sampai memotong garis

operasi di rectifying section.

Gambar 2.3. Kemungkinan-kemungkinan penggambaran q-line.

Parameter q adalah fraksi mol dari cairan dalam umpan dan gradien dari q-line

adalah q/(q-1). Jika umpan berupa cairan jenuh maka tidak ada uap dan q = 1 yang

menyebabkan gradien q-line menjadi tak terhingga dan menghasilkan garis vertikal.

Jika umpan berupa uap jenuh maka q = 0 sehingga gradien garis menjadi 0 yang

menghasilkan garis horizontal.

Langkah ke-5. Gambar garis operasi di stripping section atau seksi di bawah saluran

masuk umpan dari kolom distilasi. Garis ini dimulai dari titik komposisi komponen

ringan di produk bawah kemudian ditarik lurus menuju titik perpotongan q-line

dengan garis operasi rectifying section.

Page 9: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Langkah ke-6. Langkah ini merupakan langkah final, yaitu gambar “tangga” antara garis

operasi dan garis kesetimbangan. Selanjutnya hitung jumlah “anak tangga” yang

terbentuk. Jumlah tahapan berupa anak tangga ini menunjukkan jumlah pelat

teoritis atau tahap kesetimbangan.

Dalam distilasi kontinyu dengan reflux ratio yang bervariasi, fraksi mol dari

komponen ringan di bagian pucak (teratas) dari kolom distilasi akan berkurang jika reflux

ratio berkurang. Setiap perubahan reflux ratio akan mengubah kemiringan garis operasi di

rectifying section.

Pelat Kolom Distilasi dengan Bubble Cap

Pelat atau piringan yang digunakan dalam kolom berskala distilasi industrial

terbuat dari pelat bulat terfabrikasi dan buasanya berada di bagian dalam kolom dengan

interval 60 sampai 75 cm (24 sampai 30 inci) sampai memenuhi ketinggian kolom. Jarak

ini terutama dipilih untuk kemudahan instalansi dan kemudahan akses untuk perbaikan di

masa mendatang.

Gambar 6.4. Tipikal bubble cap trays yang digunakan dalam kolom distilasi pilot plant

Page 10: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

III. PERCOBAAN

3.1Alat dan Bahan

a. Alat yang digunakan :

1. Rangkaian alat distilasi-fraksionasi skala pilot plant dengan gambar skematik

seperti gambar berikut.

2. Refraktometer

3. Beaker glass dari bahan plastik dengan volume 2 liter

4. Beaker glass dari bahan plastik dengan volume 1 liter

5. Beaker glass dari bahan plastik dengan volume 500 mililiter

6. Botol sampel distilat, 2 buah.

7. Gelas kimia, minimal 30 buah

8. Pipet tetes

9. Corong plastik

b. Bahan yang digunakan :

1. Air kran

2. Alkohol teknis, sesuai petunjuk Pembimbing

c. Alat pelindung diri :

Dalam praktikum ini diharuskan pemakaian alat pelindung berupa:

1. Safety hat

2. Sarung tangan tahan panas

3. Sepatu dengan alas yang tidak licin

Page 11: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Gambar 3.1 Skema alat distilasi-fraksionasi skala pilot plant

Page 12: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Operasi Distilasi Kontinyu

Operasi distilasi kontinyu dilakukan dengan memodifikasi alat yang ada. Modifikasi

dilakukan dengan memutus sambungan antara pipa fleksibel poliethylene (HDPE, high

density polyethylene) dengan saluran ke tangki umpan. Semula hubungan antara pipa

(hose) tampak seperti dalam gambar di bawah ini,

selanjutnya dimodifikasi sehingga tampak sebagai gambar di bawah ini.

Gambar 3.2 Koneksi hose sebelum dimodifikasi

Gambar 3.3. Koneksi hose setelah dimodifikasi

Page 13: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Pengisian Feed Tank

Pada tahap ini dilakukan pengisian tangki umpan (feed tank) dengan bahan berupa

larutan etanol encer. Tahap yang harus ditempuh:

1) Masukkan air kran sampai kira-kira ½ dari tinggi tangki umpan

2) Masukkan etanol teknis sesuai petunjuk pembimbing, sedapat mungkin tidak

kurang dari 40 liter

3) Masukkan lagi air kran, sampai batas bawah saluran masuk feed tank atau sesuai

dengan petunjuk Pembimbing

Homogenisasi Umpan

Umpan dihomogenkan dengan cara sirkulasi menggunakan pompa umpan (feed pump).

Tahap yang harus ditempuh:

1) Periksa bukaan valve di jalur sirkulasi saja, sehingga valve yang dilewati aliran

sirkulasi terbuka, lainnya tertutup. Valve diluar jalur sirkulasi ditutup dahulu

Gambar 3.4 Kondisi valve di sektor persiapan umpan.

1) Yang bertanda panah ( ) adalah valve yang harus dibuka

2) Nyalakan switch kontrol dan jalankan udara kontrol, selanjutnya nyalakan pompa

P2

3) Biarkan proses sirkulasi berjalan 5 sampai 10 menit

4) Sambil menunggu, lakukan inspeksi terhadap valve di jalur sirkulasi reboiler sesuai

petunjuk Pembimbing

Page 14: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Pengiriman umpan ke sump tank melalui preheater :

Prinsip penyalaan alat pemanas harus dipegang dalam langkah ini. Tahap yang harus

dilalui adalah:

1) Pastikan aliran pendingin ke condenser dan cooler di tangki produk distilat

telah menyala, sesuai petunjuk Pembimbing

2) Buka valve ke preheater dan pastikan umpan mengalir ke sump tank

3) Buka valve untuk mengalirkan steam ke preheater, atur hingga hanya

terjadi pendidihan sedikit di puncak pemanas.

Ingat!

Preheater tidak berfungsi untuk mendidihkan cairan. Hanya boleh ada pendidihan sedikit

di puncak pemanas dengan timbulnya gelembung-gelembung kecil, dan dilarang keras

membuat cairan dalam preheater sampai mendidih dan menggelegak.

4) Lakukan pengisian sump tank sampai puncak pelampung berada di batas

atas penanda permukaan cairan yang terletak di tengah.

Pengaktifan reboiler

Jika sump tank telah terisi paling tidak 2/3 bagian, reboiler boleh dinyalakan. Periksa

kembali bukaan valve yang dilewati jalur sirkulasi reboiler, sehingga yang terbuka seperti

gambar berikut.

Page 15: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Gambar 3.5Kondisi valve di sektor reboiler. Yang bertanda panah ( ) adalah valve yang harus dibuka

Selanjutnya lakukan langkah berikut:

1) Pastikan sekali lagi aliran pendingin ke condenser dan cooler di tangki produk

distilat telah menyala, sesuai petunjuk Pembimbing. Atur (set) suhu condenser pada 20oC

di panel kontrol.

2) Jaga valve pengatur steam ke preheater, agar jangan sampai terjadi pendidihan

melewati ¼ bagian dari panjang preheater. Selanjutnya jaga valve ke preheater sehingga

laju alir pada skala 60 atau sesuai petunjuk Pembimbing.

2) Nyalakan pompa sirkulasi reboiler P3 dan pastikan sirkulasi telah berjalan lancar.

Sebaiknya rotameter di atas pompa P3 menunjukkan skala 16.

3) Pastikan sekali lagi udara kontrol telah mengalir dengan baik

4) Buka penuh valve untuk mengalirkan steam ke reboiler

5) Atur tekanan kolom dengan mengatur pengendali di panel kontrol, sehingga

rotameter steam menunjukkan skala tengah lebih sedikit. Ikuti petunjuk Pembimbing

Page 16: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Setelah reboiler menyala, persiapkan langkah pengambilan sampel sambil terus

mengawasi agar preheater tetap stabil, aliran ke preheater pada skala 60, dan jarum

penunjuk laju alir steam ke reboiler tetap ditengah atau sedikit ke atas.

Pengaliran produk bawah

Umpan bawah diatur agar alirannya konstan pada skala 20.

Sampling

Jika distilat telah dihasilkan, lakukan pengambilan sample di tiga titik, yaitu: feed, residu

dan distilat. Lakukan dengan penuh kehati-hatian. Ulangi secara berkala sampling ini,

setiap 5 menit sampai 5 kali.

Operasi distilasi kontinyu dengan refluks 1:1

Operasi distilasi dengan refluks dapat dilakukan jika distilat yang tertampung dalam tangki

umpan telah terkumpul sampai batas garis hijau di tangki penerima distilat (distillate

receiving tank). Jika sulit tercapai, setengah dari jumlah ini cukup. Selanjutnya tempuh

langkah berikut:

1) Tutup dulu semua valve di sekitar pompa distilat P1

2) Jalankan pompa P1

3) Buka penuh valve di posisi suction P1

4) Atur bukaan valve ke jalur refluks, dan pastikan cairan refluks telah mengalir ke kolom

distilasi melalui puncaknya.Laju alir yang disarankan adalah skala 20

5) Atur bukaan valve ke jalur penampung distilat, dengan laju alir yang disarankan

adalah juga skala 20

6) Tunggu 15 menit kemudian lakukan samping dengan interval 5 menit sebanya 5

kali sampling

Operasi distilasi kontinyu dengan perbandingan refluks 1:3 atau lainnya

Ulangi tahap 3.3 di atas dengan refluks sesuai petunjuk Pembimbing.

Page 17: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

IV. DATA PENGAMATAN

Percobaan ke-

Kondisi Operasi Laju Alir (L/jam)

Konsentrasi Umpan (%)

Konsentrasi Distilat (%)

Konsentrasi Bottom (%)

1 Dengan pemanasan Tanpa refluks

170 13 56 20

2 Dengan pengurangan

pemanasan Tanpa refluks

180 13 70 20

3 Dengan pengurangan

pemanasan Dengan refluks

80 13 87 20

Page 18: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

V. PENGOLAHAN DATA

Proses distilasi dengan proses pemanasan ( tanpa refluks)

Menghitung konsentrasi (% mol) Larutan

Mr Etanol : 46,08 g/mol ƿ etanol : 0,7935 g/ml

Mr Air : 18 g/mol ƿ air : 1 g/ml

Aliran % Volume

Massa

ethano

l (g)

Massa

air

(g)

Mol

etanol

Mol

air

% Mol

etanol

% Mol

Air

Umpan 13 0.1032 0.8700

0.0022

0.0483

4.4266 95.5734

Distillate 56 0.4444 0.4400

0.0096

0.0244

28.2895

71.7105

Bottom product 20 0.1587 0.8000

0.0034

0.0444

7.1917 92.8083

Proses distilasi dengan pengurangan pemanasan (tanpa refluks)

Menghitung konsentrasi (% mol) Larutan

Mr Etanol : 46,08 g/mol ƿ etanol : 0,7935 g/ml

Mr Air : 18 g/mol ƿ air : 1 g/ml

Aliran % Volume

Massa

ethanol

(g)

Massa

air

(g)

Mol

etanol

Mol

air

% Mol

etanol

% Mol

air

Umpan 13 0.1032 0.8700 0.0022 0.0483 4.4266 95.5734

Distillate 70 0.5555 0.3000 0.0121 0.0167 41.9699

58.0301

Bottom product 20 0.1587 0.8000 0.0034 0.0444 7.1917 92.8083

Page 19: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Proses distilasi dengan pengurangan pemanasan ( dengan refluks)

Menghitung konsentrasi (% mol) Larutan

Mr Etanol : 46,08 g/mol ƿ etanol : 0,7935 g/ml

Mr Air : 18 g/mol ƿ air : 1 g/ml

Aliran % Volume

Massa

ethano

l (g)

Massa

air

(g)

Mol

etanol

Mol

air

% Mol

etanol

% Mol

air

Umpan 13 0.1032 0.8700

0.0022

0.0483

4.4266 95.5734

Distillate 87 0.6903 0.1300

0.0150

0.0072

67.4728

32.5272

Bottom

product20 0.1587 0.800

00.003

40.044

47.1917 92.808

3

Perhitungan efisiensi

Menggunakan Data pada run 1 “Keadaan awal”

Aliran% Mol

etanol

% Mol

air

Umpan (xf) 4.4266 95.5734Distillate (xd) 28.2895 71.7105

Bottom product (xw) 7.1917 92.8083

R = Tanpa refluks, maka garis enriching menjadi :

y = xd

y= 0,2829

Data, xf, xd, dan xw di plot ke kurva kesetimbangan ethanol air

Page 20: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Dari kurva kesetimbangan didapatkan jika jumlah tahap teoritis = 1

Xd

q line

Page 21: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Jumlah tahap nyata = 13-0, (tanpa reboiler)

Sehingga efisiensi tray adalah

ηtotal=jumlah pelat teoritisjumlah pelat nyata

= 113−0

=7 ,69 %

Menggunakan Data pada run 2 “Pengaruh Penurunan Laju Alir Steam Heater

(penurunan temperatur)”

Aliran% Mol

etanol

% Mol

air

Umpan (xf) 4.4266 95.5734

Distillate (xd) 41.9699

58.0301

Bottom product (xw) 7.1917 92.8083

R = Tanpa refluks, maka garis enriching menjadi :

y = xd

y= 0,4196

Data, xf, xd, dan xw di plot ke kurva kesetimbangan ethanol air

Page 22: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Dari kurva kesetimbangan didapatkan jika jumlah tahap teoritis = 2

Jumlah tahap nyata = 13-1, (tanpa reboiler)

Sehingga efisiensi tray adalah

ηtotal=jumlah pelat teoritisjumlah pelat nyata

= 213−1

=16,67 %

Page 23: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Menggunakan Data pada run 3 “Pengaruh Refluks”

Aliran% Mol

etanol

% Mol

air

Umpan (xf) 4.4266 95.5734

Distillate (xd) 67.4728 32.5272Bottom product (xw) 7.1917 92.8083

R = 1,2

y = 1,22,2x+ 1

2,2xd

y = 1,22,2x+ 1

2,2(0,6747)

y = 0,545x + 0,307

misal: x = 0 0,307

Data, xf, xd, dan xw di plot ke kurva kesetimbangan ethanol air

Page 24: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1

2

3

44

5

Dari kurva kesetimbangan didapatkan jika jumlah tahap teoritis = 5

Jumlah tahap nyata = 13-4, (tanpa reboiler)

Xd

q line

Page 25: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

Sehingga efisiensi tray adalah

ηtotal=jumlah pelat teoritisjumlah pelat nyata

= 513−4

=55,56 %

Page 26: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

VI. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini dilakukan proses distilasi kontinyu. Data dari plant didapat

bahwa tray actual adalah 12 ditambah dengan 1 reboiler dan kondensor dengan plat jenis

buble cap. Dalam praktikum ini umpan yang dipakai berasal dari reaktor destilat yang

sebelum masuk ke menara distilasi, dipanaskan di dalam pre-heater dan masuk pada tray

4. Persen konsentrasi metanol pada umpan adalah 13%. Pengukuran konsentrasi produk

dilakukan menggunakan alkohol meter. Pada saat praktikum dilakukan variasi

penggunaan refluks dan juga penurunan temperatur. Dari variasi variabel tersebut

dilakukan pengamatan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap konsentrasi produk

distilat dan produk bottom.

Operasi pertama dilakukan adalah pemanasan umpan yang dialirkan pada

preheater dan diatur temperature valve untuk masukan steam. Run pertama hanya

dilakukan proses pemanasan tanpa menggunakan refluks, didapat konsentrasi distilat 56

% mol. Kemudian dilanjutkan dengan run 2 dengan penurunan suhu namun tetap tidak

menggunakan refluks dan didapatkan konsentrasi destilat 70% mol. Dari kedua data

tersebut dapat dilihat bahwa suhu yang terlalu tinggi memungkinkan adanya air yang ikut

menguap dan terbawa destilat sehingga pada pemanasan awal “run 1” destilat yang

didapat lebih kecil dibandingkan run ke-2.

Untuk run ke-3 digunakan refluks. Besar refluks yang digunakan adalah 1,2. Pada

run ini terjadi kenaikan konsentrasi distilat menjadi 87 %. Hal ini menunjukan bahwa

refluks mempengaruhi penambahan konsentrasi destilat yang terbentuk pada destilat.

Dari data yang didapat dapat digunakan dalam menghitung effisinsin dengan

membandingkan perhitungan secara teoritis berbanding dengan plat aktual. Dari data

tersebut dilakukan perhitungan tray teoritis melalui kurva kesetimbangan. Dari kurva

kesetimbangan didapatkan jika tray teoritis adalah untuk run 1, 2, 3 berturut-turut adalah

1, 2, dan 5. Data ini kemudian dibandingkan dengan data tray nyata yaitu 13. Jumlah ini

termasuk dengan jumlah reboiler, sedangkan pada run ini reboiler belum dioperasikan

maka jumlah tray nyata adalah 12. Efisiensi tray total yang didapat untuk run 1, 2, dan 3

berturut-turut adalah 7,69%; 16,67%; dan 55,56%. Kondisi ini menunjukan bahwa dengan

temperatur pemanasan yang lebih rendah dan penggunaan refluks menghasilkan destilat

Page 27: Distilasi Kontinyu-Kelompok 3.docx

dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Akan tetapi proses destilasi yang dilakukan masih

belum optimum, hal ini dimungkinkan karena beberapa faktor seperti terjadinya

kebocoran pada steam, boiler utama yang digunakan menghasilkan steam yang fluktuatif,

laju alir dari air dan tekanan yang tidak sesuai dengan pengaturan digital, tidak adanya

blowdown dan lain-lain.

Kesimpulan

1. Run ke-3 (penggunaan refluks) menghasilkan konsentrasi destilat yang paling

banyak dibandingkan run sebelumnya (tanpa refluks)

2. Efisiensi tray maksimum dengan penggunaan refluks yang didapat adalah 55,56 %

3. Tidak sesuainya data hasil praktikum dengan teori disebabkan tidak dilakukannya

blowdown pada reboiler sebelum praktikum, masih terdapatnya produk sisa hasil

praktikum sebelumnya, dan fluktuatifnya laju alir distilat serta aliran yang

dikembalikan ke dalam produk.