kolom pemisah packed tower

7/24/2019 Kolom Pemisah Packed Tower

1/77

PEMILIHAN TIPE KOLOM PEMISAH

PERANC AN GAN ALAT PROSES

Asep Muhamad Samsudin


2/77

PACKED TOWER

Packed toweradalah kolom pemisah berupa silinder tegak alat yang

didalamnya berisi sejumlah kumpulan packing(isian) yang digunakan

sebagai alat kontak fase gas-cair atau cair-cair.

Packed tower banyak digunakan sebagai alat pemisah suatucampuran yang mendasarkan pada operasi difusi, yang melibatkan

kontak antara :

1. Fase gas dengan fase cair (Distilasi, Absorpsi, dan Desorpsi) atau

2. Fasa cair dengan fasa cair (Ekstraksi)


3/77

Pemilihan Packed Tower1. Untuk diameter kolom kurang dari 3 (tiga) feet, packed tower lebih

dipiiih

2. Kolom harus dioperasikan pada tekanan vacuum

3. Campuran yang akan dipisahakan

a.Bersifat korosif

b.Cenderung membentuk buih

c. Tidak mengandung suspensi padatan

4. Tidak diinginkan hasil samping

5. Tidak disertai dengan reaksi kimia


4/77

Pemilihan Ukuran Packing Ukuran kecil mahal, pressure drop tinggi, m2/m3 tinggi

Ukuran besar murah, pressure drop rendah, m2/m3 rendah

Menara berukuran besar packing ukuran besar

Menara berukuran kecil

packing ukuran kecil

Jika menggunakan packing ukuran besar untuk menara berukuran kecil distribusi cairan buruk

Rekomendasi ukuran random packing:

Column diameter Packing size

< 0,3 m (1 ft) < 25 mm (1 in)

0,3 0,9 m (1 to 3 ft) 25 to 38 mm (1 to 1,5 in)

> 0,9 m (3 ft) 50 to 75 mm (2 to 3 in)


5/77

Symbols

a liquid distributor

b liquid collector

c structured packing

d support grid

e man way

f liquid re-distributor

(A) (B)

Sources: A. Mersmann, M. Kind, J. Stichlmair: Thermal Separation Technology. Berlin, Heidelberg:

Springer 2011; D.W. Green (ed.): Perry s Chemical Engineers Handbook, New York: McGraw-Hill 2008

Komponen Packed Tower


6/77


7/77


8/77


9/77

Dinding Kolom (

h ll

) Terbuat dari metal, plastik, kayu, kombinasi atau bahan yang lainnya.

Umumnya penampang bentuk bulat.

Gambar : Shell suatu packed tower tampak atas


10/77

Distributor Mempunyai peranan penting jika dikaitkan dengan efisiensipemisahan.

Distribusi cairan yang jelek akan menurunkan efektivitas daripermukaan packing yang terbasahkan.

Seleksi akhir dari mekanisme distribusi cairan melintang padapermukaan tumpukan packing, sangat tergantung pada ukurankolom, tipe packing dan lain-lain.

Umumnya dibutuhkan 5 (lima) titik untuk tiap ft2 penampang kolom

dengan diameter lebih besar atau sama dengn 4 ft.


11/77

Distributor


12/77

Distributor


13/77


14/77

Distributor testing facilities. (Photo courtesy of KochGlitsch Inc.)


15/77

Redistributor Digunakan pada setiap ketinggian 3-10 kali diameter kolom,tergantung pada jenis packing.

Sebagai anjuran, kira-kira 3 kali diameter kolom atau maksimal 10-15ft untuk tipe Raschig Ring dan 5-10 kali diameter kolom atau 12-20 ft

untuk tipe Berl / Intalox Saddle.

Pada tumpukan packing setinggi 10 ft, maka 20-30 % cairan mengalirke bawah melalui dinding.


16/77

Packing Support Dalam kolom, packing ditahan oleh packing support.

Perforated plate, dapat digunakan sebagai penahan packing, tetapitipe bar-grid lebih mudah dan kuat.


17/77


18/77

Support grids TEB / TSBfor Structured Packing

Support grids TE / TSfor Structured Packing

Support grids GIS / EMSfor Random Packing


19/77

Packing Restrainer Dibutuhkan jika laju alir gas tinggi

Digunakan untuk menahan pengangkatan packing ketika adakenaikan laju alir gas yang mendadak.

Retaining grid for Random Packing


20/77

Packing Retrainer


21/77

Entraintment Eliminator Pada laju alir gas tinggi, dimana Spray liquid distributor digunakan,maka ketika gas meninggalkan permukaan tumpukan packing, sangatboleh jadi akan membawa tetesan cairan. Peristiwa ini disebutEntrainment.

Dengan menggunakan Entrainment Eliminator, Tetesan cairan akantertangkap pada permukaan alat tersebut dan jatuh meneteskembali.


22/77

Packing

Packingadalah bahan isian yang digunakan sebagai alat kontak antarfasa dalam kolom pemisah.

Tujuan utama packing adalah untuk menyediakan luas kontak yangbesar antara kedua fase.

Sebagai alat kontak antar fasa, packing memiliki 3 (tiga) fungsi

1. Tempat berlangsungnya proses perpindahan

2. Tempat terbentuknya keseimbangan

3. Alat pemisah dua fasa seimbang Packing dapat disusun secara acak (Random packing)maupun secara

teratur (Regular packing)


23/77

Kriteria Pemilihan Packing

1. Memberikan luas permukaan bidang kontak yang besar tiap satuanvolume.

2. Tumpukan packing dalam kolom harus memberikan rongga yangcukup.

3. Karakteristik pembasahan packing baik.

4. Tahan terhadap bahan yang bersifat korosif.

5. Bulk density rendah

6. Ringan, kuat dan tidak mudah pecah.

7. Murah dan mudah diperoleh


24/77

Cara Penyusunan Packing

Dijatuhkan acak

Pressure drop lebih besar

Luas permukaan besar

Ongkos kecil

Random

Packing

Disusun secara teratur

Pressure drop rendah

Aliran fluida besar

Ongkos besar

RegularPacking


25/77

Random Packing


26/77

Historical Development of Characteristic Random Packings

First Generation (Raschig Ring, Berl Saddle)

1895 to the 1950s

simple shapes with closed surfaces, robustand stable design, cost-effective production

Second Generation (Pall Ring, Intalox Saddle)

late 1950s to the early 1970s

surfaces with cutted windows and bent tongues,

improved area distribution lowering pressure

drop and enhancing capacity

Third Generation (Net/Grid Structures, IMPT Ring)

late 1970s to the 1990s

framework structure, large free cross section,low pressure drop, high efficiency

Fourth Generation (Raschig Super-Ring)

late 1990s until present

lower pressure drop and better mass transfer

efficiency


27/77


28/77


29/77


30/77

Rachig Rings

Kelebihan Kelemahan

Harganya lebih murah

Tidak terlalu berat

Sensitivitas lebih

rendah terhadap

kualitas distribusi cair dan uap

Dapat digunakan untuk bahan

yang tidak tahan suhu tinggi

Efisiensinya lebih rendah

Kontaknya berlangsung secara

cepat


31/77

Lessing Rings

Kelebihan Kelemahan

Harganya murah

Tidak terlalu berat

Dapat digunakan untuk bahan

yang tidak tahan suhu tinggi

Sensitivitas lebih rendah

terhadap kualitas distribusi cair

dan uap

Efisiensinya lebih rendah


cepat


32/77

Partition Rings

Kelebihan Kelemahan

Penyerapannya baik

Tidak bereaksi dengan zat kimia

Lebih banyak memiliki laluan

sehingga memungkinkan untuk

kontak dengan baik

Pembersihannya sulit

dilakukan.

Harganya lebih mahal

dibandingkan raschig ring,

lessing ring, berl saddle dan

intalox saddle


33/77

Pall Rings

Kelebihan Kelemahan

Kapasitas lebih tinggi dan

Pressure drop rendah (di bawah

separuh Raschig Rings)

Nilai HTU lebih rendah dari Berl

Saddle.

Distribusi cairan baik dan

kapasitas besar.

Pembersihannya sulit

dilakukan.




intalox saddle


34/77

Intalox Saddle

Kelebihan Kelemahan

Pressure Drop rendah dengan

luas permukaan yang lebih

tinggi

Distribusi uap-cair

didistribusikan secara merata

sama pada kedua sisi.

Stabilitas kimia tinggi, dan daya

tahan panas yang sangat baik


cepat

Harganya mahal


35/77

Berl Saddle

Kelebihan Kelemahan

Distribusi uap-cair

didistribusikan secara merata

sama pada kedua sisi.

Stabilitas kimia tinggi, dan dayatahan panas yang sangat baik,

Sensitivitas lebih rendah

terhadap kualitas distribusi cair

dan uap

Luas permukaannya besar


cepat

Harganya mahal


36/77

Tellerette

Kelebihan Kelemahan

Pressure drop dan nilai HTU

rendah.

Batas flooding lebih tinggi dari

pada Raschig Ring maupun BerlSaddle.

Dapat dibuat dari plastik

Luar permukaan lebih besar

lebih banyak memiliki laluan

sehingga memungkinkan untukkontak dengan baik.




intalox saddle

Pembersihannya sulit dilakukan


37/77

Common Random Packings

Common random packing particles

made of metal, plastic, ceramic

Sorce: Koch-Glitsch, Inc.


38/77

http://www.mhtt.co.za


39/77

Random Packing


40/77

Type of Regular Packings

Sources: Sulzer Chemtech AG; Koch-Glitsch, Inc.

Structured packing of corrugated metalsheets

Structured packings Mellapak

made of metal and plastic

Fitting structured packing elements Flexipac to a large-diameter tower


41/77

Regular Packing


42/77

Material Packing

PLASTICS

CERAMIC

CARBON

METALS

Plastic packings (usually polypropylene) are

inexpensive and have sufficient strength, but

have poor wettability particularly at low liquid

rates.

Ceramic packings are useful for resistingcorrosion at elevated temperatures, where

plastic may not be suitable. Ceramic packings

also have good wettability, but inferior strength

than metal packings

Carbon packings packings are useful for

resisting corrosion. but inferior strength thanceramic and metal packings

Metal packings are usually preferred becauseof their superior strength and good wettability.


43/77

Ceramic Materials

CERAMIC

MATERIALS

Ceramic

Intalox

Saddles

Porcelain,

stoneware

Cross

Partition

Rings

Ceramic

Raschig

Rings

SuperIntalox

Saddles


44/77

Tipe Packing untuk Bahan Keramik

Packing Type Size mm No. pcs/m3 Wt kg/m3 Void Space %

Ceramic

Intalox

Saddles

6

10

13

19

25

38

50

4150000

1800000

600000

219000

73000

23000

8600

875

810

745

710

680

630

600

64

67

69

71

72

74

75

Ceramic Super

Intalox

Saddles

No. 1

No. 2

52600

6350

570

620

75

77


45/77

Tipe Packing untuk Bahan Keramik


Ceramic Raschig

Rings

6

10

1319

25

38

50

3000000

872000

378000109000

47700

13700

5800

970

990

840745

680

650

630

60

59

6569

72

73

74

Ceramic Cross

Partiti on Rings

76x76

102X102

152X102

1770

954

424

750

980

850

59

64

69


46/77

CERAMIC SADDLE

RINGS

CERAMIC SUPER

SADDLE RINGS

CERAMIC PALL

RINGS


47/77

CERAMIC RASCHIGRINGS

CERAMIC PARTITIONRINGS


48/77

Material Logam

METALLIC

PACKING

MATERIALS

PALL

RINGS

HY-PACK

PACKING

RASCHIG

RINGS


49/77

Tipe Packing untuk Bahan Logam

Packing Type Size mm No. pcs/m3 Void Space %

Pall Rings 16

25

38

50

90

207700

49330

13210

5790

1160

94

96

97

96

98

Hy-Pak Packing 30(No.1)

45(No.1.5)

60(No.2)

90No.3)

29900

9390

3670

1090

97

98

98

98


50/77

Tipe Packing untuk Bahan Logam

Packing Type Size mm No. pcs/m3 Void Space %

Raschig Rings 10

12

16

19

25

32

38

50

75

951030

402590

207700

110900

49330

25675

13210

5790

1860

DATA NOT

AVAILABLE


51/77


52/77

Material Plastik

PLASTIC BASED

PACKING

MATERIALS

SuperI ntalox Saddle

Intalox

SnowflakePall Rings


53/77

Tipe Packing untuk Bahan Plastik

Packing Type Size mm No. pcs/m3 Wt kg/m3Void Space %

Super I ntalox

Saddles

No.1

No.2

No.3

57500*

6400*

1400*

83

61

50

90

93

94

Intalox

Snowflake 50 4925* 45 95

Pall Rings 25

38

50

90

50220*

14870*

6127*

1171

69

82

60

43

92

91

93

95


54/77


55/77

Tipe Packing untuk Bahan Karbon


Carbon

Raschig Rings

6

13

19

25

38

5076

3000000

374000

111000

47000

13800

5900

1750

745

440

550

440

550

440

370

55

74

67

74

67

7478


56/77


57/77

Tipe Regular Packing untuk Bahan Logam


58/77

MALLAPAK 250 X/Y BX GAUZE PACKING

Tipe Regular Packing untuk Bahan Plastik


59/77

MELLACARBON 250 Y DX LABORATORY

PACKING

Tipe Regular Packing untuk Bahan Carbon


60/77


61/77


62/77


63/77


64/77


65/77


66/77


67/77


68/77


69/77


70/77

Masalah yang Sering Terjadi dalam

Packed Column

CHANELLING Cairan bukannya seragam mengairimateri, akan tetapi menemukan satu / lebih jalur sempitdan mengalir sebagian besar melalui itu, sehinggamengurangi efektivitas. Alasan utama untuk kinerja yang

buruk dari packed tower besar Terjadi biasanya padaregular packed tower

FLOODING Akumulasi cairan di atas kolom

LOADING Akumulasi cairan di dalam packing


71/77

LIQUID

INLET

DISTRIBUTION OF

LI QUID UNDER

IDEAL CONDITIONS

1. PACKED MATERIALS

2. SUPPORTING GRID

3. L IQUID COLLECTOR

4. LIQUID REDISTRIBUTOR

5. L IQUID DISTRIBUTOR


72/77

LIQUID

INLET

CHANNELING

PROBLEM IN PACKED

TOWERS

1. PACKED MATERIALS

2. SUPPORTING GRID

3. L IQUID COLLECTOR

4. LI QUID REDISTRIBUTOR

5. L IQUID DISTRIBUTOR


73/77


74/77

Tinjauan Tray Packed Tower

Aspek Tray Tower Packed Tower

Alat Kontak Tray / Plate Packing / Bahan Isian

Arah Aliran Kontak Fase Arus silang Arus lawan arah

Terjadinya Perpindahan Setiap Tray sepanjang

kolom

Setiap titik di setiap

permukaan bidang basahdari packing

Kemungkinan Terwujudnya

Keseimbangan

Di setiap Tray sepanjang

kolom

Pada kolom Packing

setinggi HETP

Comparsion of Tray and Packed Columns


75/77

Tray Columns Packed Columns

cross flow of the two phases on the trays countercurrent flow of the two phases

always used in columns of large diameters andtowers that have more than 20 to 30 equilibriumstages,

in applications with liquid rates of 30 m/(mh) andabove, when liquid flowrate is high relative to vaporflowrate

packings are generally more expensive than plates,less expensive than tray columns for small columndiameter (D


76/77

Overall View of a Distillation Unit

Source: GVWU mbH, Norderstedt

Condenser

Cooling Water

Feed

Feed

Distillate

Distillate

Cooling Water

Steam

Bottom Product

Cooling Water

Bottom Product

Cooler

Feed Preheater

Distillate

Pump

Pump

Distillate

Cooler

Reboiler

Piping and Instrumentation Diagramm of a Distillation Unit


77/77

Piping and Instrumentation Diagramm of a Distillation Unit

kolom pemisah packed tower

Documents