Pengantar Teknik Kimia Sesi 1: Peralatan Proses

1. PengantarTeknik KimiaSesi 1: PeralatanProses Ir. Abdul Wahid Surhim, MT.

2. Kolom Absorpsi Dibuat oleh: Kelompok 15 Rahmawati(0606076715) Refani(0606076721) Revy(0606076734) Reza(0606076740)

3. PENGERTIAN ABSORPSI Pengertian berdasarkan ilmu kimia adalah suatu fenomena fisika/kimia atau proses atom, molekul, dan ion memasuki suatu fase besar gas, cair, atau padat.

4. Fungsi Absorpsi pada Industri • Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya • Contoh : Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorbsi.

5. Kolom Absorpsi • Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi (penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut. • Proses ini dilakukan dengan melewatkan zat yang terkontaminasi oleh komponen lain dan zat tersebut dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair dari komponen tersebut.

6. Gambar Kolom Absorpsi

8. Struktur dalam absorber • Bagian atas: Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair. • Bagian tengah: Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh sehingga mudah untuk diabsorbsi • Bagian bawah: Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.

9. Gambar kolom absorber Keterangan : • (a) input gas • (b) gas keluaran • (c) pelarut • (d) hasil absorbsi • (e) disperser • (f) packed column

10. Packed Tower • Packed towers hampir selalu memiliki tekanan yang rendah dibandingkan tower yang lain. • Packing terdiri dari keping-keping yang jumlahnya banyak untuk meningkatkan kapasitas absorbsinya. • Aliran gasnya sekitar 500 ft3/min (14.2 m3/min) digunakan di1 in (2.5 cm) packing, untuk aliran gasnya atau 2000 ft3/min (56.6 m3/min) or more, use 2 in (5 cm) packing

11. Bahan plastik : Harganya murah Daya tahannya lemah Bahan keramik Harganya mahal Daya tahannya lebih lama Perbandingan Bahan Pembuat Packed Tower

12. Prinsip Kerja Kolom Absorpsi • Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi, pelarutan yang terjadi pada semua reaksi kimia. • Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua tingkat. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari gas yang dimasukkan tadi.

13. Gambar prinsip kerja kolom absorbsi Keterangan: • (a) gas keluaran • (b) gas input • (c) pelarut • (d) gas output

14. Gambar Proses Kolom Absorpsi

15. Proses Pengolahan Kembali Pelarut Dalam Proses Kolom Absorber • Konfigurasi reaktor akan berbeda dan disesuaikan dengan sifat alami dari pelarut yang digunakan • Aspek Thermodynamic (suhu dekomposisi dari pelarut), Volalitas pelarut, dan aspek kimia/fisika seperti korosivitas, viskositas, toxisitas, juga termasuk biaya, semuanya akan diperhitungkan ketika memilih pelarut untuk spesifik sesuai dengan proses yang akan dilakukan. • Ketika volalitas pelarut sangat rendah ,contohnya pelarut tidak muncul pada aliran gas, proses untuk meregenerasinya cukup sederhana yakni dengan memanaskannya . • Berikut akan dijelaskan beberapa contoh dari proses diatas:

16. Contoh pertama • Cairan absorber yang akan didaur ulang masuk kedalam kolom pengolahan dari bagian atasnya dan akan dicampur /dikontakan dengan stripping vapor. Gas ini bisa uap atau gas mulia, denagn kondisi termodinamika yang telah disesuaikan.dengan pelarut yang terpolusi.Absorber yang bersih lalu digunakan kembali di absorpsi kolom.

17. Contoh kedua • Absorber yang akan didaur ulang masuk ke kolom pemanasan stripping column. The stripping vapor dibuat dari cairan pelarut itu sendiri. Bagian yang telah didaur ulang lalu digunakan lagi untuk menjadi absorber.

18. Contoh ketiga • Sebuah kolom destilasi juga dapat digunakan untuk mendaur ulang. Absorber yang terpolusi dilewatkan kedalam destilasi kolom. Dibawahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke absorber.

19. Aplikasi kolom absorpsi • Teknologi Refrigerasi • Teknologi proses pembuatan formalin • Proses pembuatan asam nitrat

20. Teknologi Refrigerasi Refrigerasi absorpsi merupakan siklus yang digerakkan oleh energi termal. Berbeda dengan sistem refrigerasi konvensional, energi mekanik yang diperlukan oleh refrigerasi absorpsi sangat kecil. Diagram refrigerasi absorpsi efek tunggal dapat dilihat pada Gambar 4 berikut ini: Gambar 1 Diagram siklus refrigerasi absorpsi efek tunggal

21. Teknologi proses pembuatan formalin Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke dalam reaktor. Output dari reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 1820C didinginkan pada kondensor hingga suhu 55 0C,dimasukkan ke dalam absorber. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan formalin dengan kadar formaldehid sekitar 37 – 40%. Bagian terbesar dari metanol, air,dan formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari menara, dan hampir semua removal dari sisa metanol dan formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter current contact dengan air proses.

22. Proses pembuatan asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam kolom absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2 oleh air menjadi asam nitrat. Kolom absorpsi mempunyai empat fluks masuk dan dua fluks keluar. Empat fluks masuk yaitu air umpan absorber, udara pemutih, gas proses, dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang. Kolom absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan konsentrasi 60 % berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih dari 200 ppm.