DISTILASI

1. Pendahuluan

Distilasi diartikan sebagai proses pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya. Proses ini sangat banyak dilakukan dalam industri kimia. Pemisahan zat atau komponen tersebut didasarkan pada perbedaan volatilitas atau kemudahan zat atau komponen tersebut untuk menguap. Di samping itu juga didasarkan pada driving force. Salah satu jenis distilasi adalah distilasi fraksional. Distilasi fraksional yaitu pemisahan berdasarkan fraksi-fraksi suatu campuran komponen. Distilasi yang memiliki dua komponen disebut distilasi biner, sedangkan yang memiliki komponen lebih dari dua disebut distilasi multi-komponen.

Reflux Drum(Additional)2. Deskripsi Alat dan Komponen

Diambil panas latennya

CairanPerpindahan MassaCondenserKarakter Feed :a. Boiling Pointb. Dew PointPlateCairanUapUapCairanUapProduct/Bottom ProductReboilerProduct/Top ProductReflux

Bagian-bagian suatu kolom distilasi adalah seperti gambar di atas. Enriching section terletak pada bagian atas kolom yang berfungsi untuk membuat konsentrasi menjadi lebih tinggi. Bagian ini disebut juga bagian pengayaan produk atau rectification yang memberikan tempat kontak antara umpan uap dan cairan sebaik-baiknya. Selain kedua fungsi tersebut, bagian atas juga dapat disebut adsorption, dimana di bagian ini terjadi pencucian gas dengan cairan untuk mengabsorb komponen yang kurang volatile.

Sementara stripping section atau exhausting section terletak pada bagian bawah. Stripping dilakukan terhadap cairan dengan uap untuk memisahkan komponen yang lebih volatile. Karena tidak ada tambahan umpan selain umpan sentral, maka diperlukan reboiler dibagian bawah kolom untuk memproduksi uap dan kondensor untuk mengembunkan uap di atas kolom. Reboiler dapat berupa heat exchanger shell & tube, cattle atau double pipe. Cairan yang dikembangkan ke kolom disebut refluk dan distilat yang diambil sebagai produk. Perbandingan produk yang dikembalikan dengan produk murni yang dihasilkan disebut refluk ratio. Produk bawah disebut residu atau bottom. Sementara produk atas disebut top product.

Selain itu juga terdapat plate sebagai tempat kontak atau penyaring kesetimbangan antara uap dan cair. Plate tower dapat berupa bubble cap (gelembung), sieve (dandang/kukus) atau valve (kranan/katup). Pada plate, uap cairan akan terbawa naik dengan uap dari bawah, sementara cairan akan turun. Kolom distilasi juga memiliki perangkat tambahan yaitu refluk drum, sebagai tempat penampung cairan dari kondenser.

Pada proses distilasi juga dikenal dua komponen yaitu light component yang memiliki titik didih lebih rendah dan akan teruapkan sebagai top product serta heavy component yang memiliki titik didih lebih tinggi yang menjadi bottom product.

3. Proses

Dalam distilasi, fase uap berkontak dengan fase cair, dan massa dipindahkan baik dalam cairan ke uap maupun dari uap ke cairan. Umumnya cairan dan uap mengandung komponen yang sama tetapi berbeda jumlah relatifnya. Cairan pada titik didihnya dan uap setimbang dengannya pada titik embunnya. Massa secara serta merta dipindahkan dari cairan dengan penguapan dan dari uap dengan pengembunan. Pengaruh neto adalah bertambahnya konsentrasi dari komponen yang lebih volatile dalam uap dan bertambahnya komponen kurang volatile dalam cairan.

Peguapan dan pengembunan melibatkan panas laten penguapan dari komponen-komponen, maka dari itu pengaruh panas harus ditinjau dalam perhitungan distilasi. Dalam larutan ideal (seperti campuran benzene dan toluene), volatilitas dapat dihubungkan langsung dengan tekanan uap komponen murni dari masing-masing komponen. Dalam larutan bukan ideal (seperti larutan etanol dan air), tak ada hubungan yang sederhana. Distilasi banyak digunakan untuk memisahkan campuran cairan menjadi komponen-komponen yang sedikit banyak murni. Karena distilasi melibatkan penguapan dan pengembunan campuran, maka diperlukan banyak tenaga.

4. Perpindahan Massa

Perpindahan massa pada kolom distilasi pada suatu stage dengan memanfaatkan kesetimbangan fasa uap-cair dari suatu komponen. Tekanan uap liquid pada temperatur tertentu terjadi kesetimbangan antara molekul meninggalkan atau masuk permukaan liquid. Cairan dan uap yang tidak berada dalam kondisi setimbang akan dikontakkan hingga terjadi perpindahan massa dan produk dalam stage tersebut akan mendekati kondisi kesetimbangan. Komponen-komponen volatile diharapkan akan banyak berada pada uap yang meninggalkan stage dibandingkan dengan uap yang memasuki stage, sebaliknya diharapkan cairan yang meninggalkan stage akan memiliki komponen-komponen volatile. Bila proses ini dilakukan berulang-ulang diharapkan akan di dapatkan derajat pemisahan yang tinggi.Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton. Dalam distilasi, fasa uap berkontak dengan fasa cair, dan massa dipindahkan baik dalam cairan ke uap maupun dari uap ke cairan. Umumnya cairan dan uap mengandung komponen yang sama tetapi berbeda jumlah relatifnya. Cairan pada titik didihnya dan uap setimbang dengannya pada titik embunnya. Massa secara serta merta dipindahkan dari cairan dengan penguapan dan dari uap dengan pengembunan.Penguapan dan pengembunan melibatkan panas laten penguapan dari komponen-komponen, maka dari itu pengaruh panas harus ditinjau dalam perhitungan distilasi. Dalam larutan ideal (seperti campuran benzene dan toluene), volatilitas dapat dihubungkan langsung dengan tekanan uap komponen murni dari masing-masing komponen. Dalam larutan bukan ideal (seperti larutan etanol dan air), tak ada hubungan yang sederhana. Distilasi banyak digunakan untuk memisahkan campuran cairan menjadi komponen-komponen yang sedikit banyak murni. Karena distilasi melibatkan penguapan dan pengembunan campuran, maka diperlukan banyak tenaga.

5. Keuntungan Pemakaian Distilasi

Keuntungan besar dari distilasi yaitu tidak memerlukan komponen tambahan untuk mempengaruhi pemisahan. Akan terlihat nanti bahwa banyak proses pemisahan komponen lainnya, yang kemudian harus dihilangkan dalam langkah pemisahan berikutnya. Suhu dan volume bahan yang didihkan tergantung pada tekanan. Mungkin digunakan tekanan tinggi untuk memperkecil volume dan atau menaikkan suhu untuk mempermudah pengembunan, mungkin diperlukan tekanan rendah untuk menurunkan titik didih dibawah titik dekomposisi thermal.

6. AplikasiPengunaan distilasi sangat bermacam-macam. Oksigen murni, yang digunakan dalam pembuatan baja, dan juga bidang kedokteran, dibuat dengan mendistilasi udara yang telah dicairkan. Minyak bumi mentah mula-mula dipisahkn menjadi fraksi-fraksi (seperti gas ringan, nafta, bensin, kerosin, minyak bakar, minyak pelumas dan aspal). Dalam kolom distilasi dengan ukuran besar. Fraksi-fraksi ini kemudian diproses lebih lanjut menjadi hasil akhir, dan distilasi digunakan dalam tahapan intermediet pengolahan hasil akhir. Distilasi lebih sering dilakukan dalam multistage-equipment dan continous-contact equipment juga digunakan.