Download - Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
1/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
2/25
Continuous Stirred TankReactor (CSTR) adalahreaktor yang bekerja
dengan cara mengadukza-zat reaktan secarakontinyu selama prosesberlangsung untukmenghasilkan produk
yang diinginkan danmenghasilkan panaspada proses kimianya.
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
3/25
KeuntunganRelatif murah untuk dibangunMudah mengontrol pada tiap tingkat, karena tiap
operasi pada keadaan tetap, permukaanperpindahan panas mudah diadakan
Secara umum mudah beradaptasi dg kontrolotomatis, memberikan respon cepat padaperubahan kondisi operasi ( misal: kec umpan dankonsentrasi)
Perawatan dan pembersihan relatif mudahDengan pengadukan efisien dan viskositas tidak
terlalu tinggi, dalam praktek kelakuan model dapatdidekati lebih dekat untuk memprediksi unjuk kerja
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
4/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
5/25
1. Sintesis etilbenzen
2. Produksi etilen glikol
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
6/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
7/25
Neraca Massa komponen A adalah:Input = Output + Reaksi + Akumulasi dimana :
Input : FAo .............................(1)Output : FA = FAo( 1-XA) ...........................(2)Reaksi : ( - rA) V............................(3)Akumulasi : 0 ( untuk keadaansteady state)
Maka persamaan menjadi:
FAo = FAo ( 1XA) + ( - rA) V.............................(4)
V = XA .............................(5)
FAo -rA
V = XA ...........................(6)oCA -rA
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
8/25
Space time ( ) = ( waktu yang dibutuhkan untukmemproses umpan sebesar satu satuan volumereaktor) = ( satuan waktu )Kabalikan dari space time adalah space velocity ( s ) =1/ , yaitu kecepatan alir umpan yang diizinkan persatuan volume reaktor , untuk mendapatkan suatuharga konversi tertentu sehingga persamaan bisaditulis:
: space time = V / o .................(7)
maka persamaan di atas menjadi :
: space time = ( CAo
XA) / - r
A...............(8)
sehingga persaman menjadi; : space time = 1/s = V / o= V CAo/FAo= CAoXA/( -rA)
...............(9)
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
9/25
Jika di dalam umpan yang masuk sebagiandari A sudah ada yang terkonversi sebanyakXA, maka persamaan (8) dapat ditulis :
XA- XAo : space time = CAo----------- ............(10)
- rA
Perhatikan: bentukXAXao-----------
- rApada persamaan ini menggantikan bentuk
diferensial dXA/-rApada persamaan karakteristik reaktor alir
tangki.
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
10/25
Sistim Reaksi dengan Volume Campuran KonstanUntuk sistim di mana volume campuran adalah konstan
selama berlangsungnya reaksi , harga-harga = 1dan = 0 sehingga
XA - XaoT = = ---------- Cao ...............(11)
-rA
CAoXA - CAoXAoT = = -------------------- ..........................(11)
-rAKalau pada keadaan awal tidak ada A yang bereaksi ,
maka persamaan di atas menjadi :
XA CAo - CAT = = CAo----- = -------------------- ..(12)
-rA -rA
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
11/25
Sistim reaksi orde 1
Dimana , harga-harga = 1 dan = 0maka CA/CAo= 1- XAmaka persamaanlaju reaksi adalah:
XA CAo - CA
k = -------- = -------------- ......(13)
1 - XA CA
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
12/25
Sistim Reaksi dengan Volume Campuran BerubahUntuk meninjau pengaruh perubahan volume pada
waktu reaksi terhadap perhitungan-perhitungandesain suatu reaktor , yang pertama-tama harus
diperhitungkan adalah melihat pengaruh perubahanvolume tersebut terhadap konsentrasi komponen didalam campuran. Pengaruh perubahan volume inisecara langsung akan mempengaruhi lajukecepatan reaksi (-rA).
Untuk sistim reaksi dengan volume campuran yangberubah maka konstanta = 1 dan 0.
Sistim reaksi orde 1Persamaan kecepatan reaksinya ( -rA) adalah :
( 1XA)-rA= k CA = CAo --------------- ........(14)( 1 + XA)
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
13/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
14/25
Soal 1 (Neraca Massa)For the liquid-phase reaction A + B ..productsat 20C suppose 40% conversion of A isdesired in steady-state operation. Thereaction is pseudo-first-order with respect toA, with kA= 0.0257 h-1at 20C. The totalvolumetric flow rate is 1.8 m3h-1, and the inlet
molar flow rates of A and B are FAOandFBOmol h-1, respectively. Determine thevessel volume required, if, for safety, it canonly be filled to 75% capac
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
15/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
16/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
17/25
..(19)
Ei= Energy of component i
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
18/25
...(20)
For chemical reactor Ki, Pi, andotherenergyare neglected so that:
.......(21)
.....(22)
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
19/25
Combined the eq. 19, 20, 21, and 22 beresult,
....(23)
General Energy Balance:
For steady state operation:
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
20/25
Soal 2 (Neraca Energi)
A liquid-phase reaction A->B is to beconducted in a CSTR at steady-state at163C. The temperature of the feed is 20Cand 90% conversion of A is required.
Determine the volume of a CSTR to produce130 kg B h-1, and calculate the heat load (Q)for the process. Does this represent addition orremoval of heat from the system?
Data: MA= MB= 200 g mol-1; cp = 2.0 J g-1K-1;= 0.95 g cm-3; HRA= -87 kJ mol-1; kA= 0.80h-1at 163C
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
21/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
22/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
23/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
24/25
-
8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
25/25