View
231
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Masita Fardini Akbarina
2308100041
Pembimbing :
Ir. WINARSIH
Prof. Dr. Ir. GEDE WIBAWA, M.Eng
Rika Mariani Ruslim
2308100164
Laboratorium Thermodinamika Teknik Kimia FTI-ITS 2012
PENGUKURAN KESETIMBANGAN UAP-CAIR ISOTHERMAL SISTEM BINER ETHANOL + GLISEROL DAN
ISOPROPANOL + GLISEROL PADA TEKANAN RENDAH
LATAR BELAKANG
Produksi Biodiesel
(Transesterifikasi)
Optimasi Proses Pemisahan
Data Kesetimbangan Uap-Cair
Biodiesel + alcohol
(methanol/ethanol/isopropanol/
propanol) + glycerol
TINJAUAN PUSTAKA PENULIS SISTEM KONDISI
OPERASI
HASIL YANG
DIDAPATKAN
Oliviera, et al (2009)
Water + Glycerol Alcohol + Glycerol
T = 350 – 450 K
Data kesetimbangan uap-cair sistem biner untuk 5 alkohol (metanol-pentanol) dengan gliserol dg CPA EoS
Kuramochi, et al (2009)
• Methanol + Biodiesel • Methanol + Glycerol
T = 100˚C and 20˚C Memprediksi dengan UNIFAC untuk sistem Metanol+Biodiesel dan Metanol+Gliserol
Shimoyama, et al (2009)
• Methanol + Glycerol • Ethanol + Glycerol
T = 493 – 573 K P = 3.03 – 11.02 MPa (methanol+glycerol) 2.27 – 8.87 MPa (ethanol+glycerol)
Data kesetimbangan dengan model persamaan PRASOG
TINJAUAN PUSTAKA
PENULIS SISTEM KONDISI
OPERASI
HASIL YANG
DIDAPATKAN
Soujanya, et al (2009)
Methanol + Water Water+ Glycerol Methanol + Glycerol
• Methanol + Water = Atmospheric pressure (95.3kPa) dan sub-atmospheric (15.19, 29.38, 42.66, 56.03, 67.38 kPa) • Water + Glycerol = (14.19, 29.38, 41.54, 54.72, 63.84, 95.3 kPa) •Methanol+Glycerol= 32.02 dan 45.3 kPa
Data kesetimbangan uap cair dengan pendekatan Wilson
Coelhe, et al (2011)
• Ethanol + Glycerol • Water + Glycerol • Ethanol + Etyl Stearate •Ethanol + Etyl Palmitate
P = 14 – 96 kPa Untuk sistem water + gliserol menghasilkan deviasi positive sedangkan untuk sistem etanol + gliserol dan etanol + etil ester menghasilkan deviasi negatif.
TUJUAN PENELITIAN
Mendapatkan data kesetimbangan uap-cair untuk sistem
ethanol-gliserol dan isopropanol+gliserol
Mengkorelasikan data hasil eksperimen dengan
permodelan Wilson, NRTL, dan UNIQUAC
MATERIAL & VARIABEL
Chemicals Sources Purity
Ethanol (p.a) Merck ≥ 99.5 mass%
Isopropanol (p.a) Merck > 99 mass%
Glycerol (p.a) Merck > 99 mass%
MATERIAL :
VARIABEL:
• Ethanol + Glycerol pada 323.15 K, 333.15 K, dan 343.15 K • Isopropanol + Glycerol pada 333.15 K, 343.15 K, dan 353.15 K
PERALATAN EKSPERIMEN
Keterangan : A = Kondensor B = Equilibrium cell C = Heater D = Pressure gauge E = Valve F = Pompa Vakum G = Themperature controller
P
I-1
T
A
B
C
D E
FG
HASIL EKSPERIMEN
Tekanan Uap Ethanol Murni vs Wagner Equation
Tekanan Uap Campuran Methanol(1)-Water(2) vs Published Data
• Validasi
HASIL EKSPERIMEN
• Hasil Eksperiment Tekanan Uap Sistem Biner Pada Berbagai Kompisisi dan Suhu
Ethanol(1) – Gliserol(2) Isopropanol(1) – Gliserol(2)
x1 = ethanol / isopropanol
HASIL EKSPERIMEN
• Perbandingan Tekanan Uap Sistem Ethanol(1)-Gliserol(2) dan Isopropanol(1)+Gliserol(2)
x1 = ethanol / isopropanol
VAPOR PRESSURE
L
i
V
i ff ˆˆ sat
iiiii PxPy ˆ 1ˆ idimana,
sehingga, ii
sat
ii xPPy satsat
PxPxP 222111
∑
Jika sistem mengikuti Hukum Raoult, maka : 1i
sehingga,
i
sat
ii xPPy satsat
PxPxP 2211
Untuk larutan non-ideal 1i
Sehingga digunakan permodelan Wilson, NRTL dan UNIQUAC untuk menentukan nilai
atau
∑
Uap
Cair
T, P, yi
T, P, xi
HASIL EKSPERIMEN • Perhitungan Parameter Model
Model Aij Aji α AAD
(%)
T = 323,15K Wilson 0,5032 0,7322 2,23
NRTL 212,641 359,645 0,21 2,13
UNIQUAC -263,4 -32,596 1,37
T = 333,15K Wilson 0,52 1,02 2,26
NRTL 169,949 188,099 0,148 2,31
UNIQUAC -186,33 -18,18 2,03
T = 343,15K Wilson 0,5917 1,7156 2,78
NRTL -47,86 -64,879 0,5 2,58
UNIQUAC -0,489 6,9606 2,51
Model Aij Aji α AAD
(%)
T = 323,15K Wilson 0,611 0,4048 1,56
NRTL 448 417,53 0,5 1,98
UNIQUAC -214,46 11,413 1,95
T = 333,15K Wilson 0,5827 0,8024 2,30
NRTL 242,2 256,4 0,49 2,49
UNIQUAC -136,46 17,97 3,03
T = 343,15K Wilson 2,5296 0 2,74
NRTL 1401 -491 0,49 4,91
UNIQUAC 96,237 85,755 2,91
Ethanol(1)+Glycerol(2) Isopropanol(1)+Glycerol(2)
Parameter: Wilson Aij = Ʌ12 , Aji = Ʌ21 (dimensionless), NRTL Aij = b12 , Aji = b21 (cal/mol), α (dimensionless), UNIQUAC Aij = Δu12 , Aji = Δu21 (cal/mol)
HASIL EKSPERIMEN
• Perbandingan Hasil Eksperimen dengan Permodelan Wilson, NRTL, dan UNIQUAC
Ethanol(1) – Gliserol(2) Isopropanol(1) – Gliserol(2)
x1 = ethanol / isopropanol
HASIL EKSPERIMEN
Hasil Eksperimen Sistem Ethanol(1)-Glycerol(2) vs UNIQUAC Model and Raoults
Law
Hasil Eksperimen Sistem Ethanol(1)-Glycerol(2) vs Wilson Model and Raoults
Law
x1 = ethanol / isopropanol
KESIMPULAN
Telah berhasil didapatkan data kesetimbangan uap cair sistem ethanol+glycerol
pada 323.15, 333.15, & 343.15 K dan sistem isopropanol+glycerol pada
333.15, 343.15, & 353.15 K
Telah dilakukan validasi alat dan menghasilkan nilai AAD untuk ethnaol murni sebesar 0,7%
(dibandingkan dengan Wagner eq.) dan nilai AAD untuk campuran methanol-air sebesar 0,8%
(dibandingkan dengan literatur)
Ethanol lebih mudah dipisahkan dari gliserol pada komposisi 60%-90% fraksi mol
sedangkan isopropanol lebih mudah dipisahkan dari gliserol pada komposisi 10%-50%
fraksi mol (pada suhu 333,15K dan 343,15K)
Sistem ethanol(1) – gliserol(2) mendekati larutan ideal, sedangkan sistem
isopropanol(1) – gliserol(2) merupakan larutan non ideal
Nilai AAD untuk sistem ethanol (1)-gliserol (2) dan sistem isopropanol(1)-gliserol(2)
Pada semua variabel suhu dibawah 10%
Recommended