reaktor alir tangki berpengaduk (ratb)

8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)

1/25


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.


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


4/25


5/25

1. Sintesis etilbenzen

2. Produksi etilen glikol


6/25


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


8/25

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)


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.


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


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


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)


13/25


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


15/25


16/25


17/25

..(19)

Ei= Energy of component i


18/25

...(20)

For chemical reactor Ki, Pi, andotherenergyare neglected so that:

.......(21)

.....(22)


19/25

Combined the eq. 19, 20, 21, and 22 beresult,

....(23)

General Energy Balance:

For steady state operation:


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


21/25


22/25


23/25


24/25


25/25

reaktor alir tangki berpengaduk (ratb)

Documents