PERANCANGAN ALAT PROSES

ABSORBER

Oleh :

KELOMPOK 17

M Riska Juliansyah P (03121403010)

Abraham Otkapian (03121403044)

Christian King Halim (03121403054)

TERMINOLOGI

Absorber adalah suatu alat yang digunakan pada proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas, dengan cara pengikatan bahan tersebut pada

permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan. Kelarutan gas yang

akan diserap dapat disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi

fisik) atau selain gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia).

Pada umumnya, absorber dibedakan menjadi 2 jenis rancangan, yaitu :

Rancangan Absorber Hidrokarbon

Rancangan Absorber Inorganik

Metode Edmister (1947). Secara singkat, metode penyerapan Edmister (1947) dengan gas yang kaya diketahui pergi ke menara yang tetap adalah sebagai berikut:

01. Asumsikan tahap teoritis dan suhu operasi dan tekanan.

02. Diperlukan mengetahui pemulihan komponen penting Ea

Ea = Ae

n + 1 Ae

Aen + 1 1

Es = Se

M + 1 Se

SeM + 1

1

03. Asumsikan

a. Jumlah mol yang diserap

b. Kenaikan suhu minyak ramping (biasanya 20 - 40 F)

c. Laju alir minyak ramping, mols

hr

04. Gunakan hubungan Horton dan Franklin untuk keseimbangan menara

yang di mols

hr.

05. Hitung L1V1

dan LnVn

.

06. Gunakan metode Horton/Franklin untuk memperkirakan suhu menara. Hal ini ditunjukkan pada Tabel 2.

07. Memperoleh nilai K atas dan bawah.

RANCANGAN ABSORBER HIDROKARBON

8. Hitung faktor penyerapan untuk setiap komponen i pada

bagian atas dan bawah

ATi = L1

Kli V1

ABi = Ln

Kni Vn

Untuk faktor stripping

STi = V1 Kli

L1

SBi = Vn Kli

L1

9. Diperoleh Aei dari

Ae = AB AT + 1 + 0.2512 0.5

Demikian pula

Se = ST SB + 1 + 0.2512 0.5

10. Baca nilai Eai

11. Hitung mol masing-masing komponen yang diserap.

12. Bandingkan dengan jumlah mol diasumsikan diserap dan kerjakan

kembali tingkat minyak ramping jika

diperlukan.

Metode Edmister (1957).

penyerapan hidrokarbon menggunakan komponen minyak ramping yang memiliki hidrokarbon jauh lebih berat daripada komponen diserap dari aliran gas. Untuk merancang ini, kita menggunakan konstanta kesetimbangan penguapan (K nilai-nilai) mirip dengan distilasi.

Edmister telah mengembangkan suatu prosedur perbaikan yang memiliki persamaan menggabungkan penyerapan dan stripping dengan fungsi sebagai berikut:

V1 = a Vn + 1 + (1 s) Lo (Bagian Penyerapan)

L1 = s Lm + 1 + (1 a) Vo (Bagian Stripping)

Dimana :

L 1 = Cairan yang dari dasar bak stripping

Lm+1 = Cairan yang ke atas bak stripping

a = 1 - Ea, fraksi tidak yang diserap

s = 1 - Es, fraksi tidak dilucuti

Vo = Uap yang ke bawah bak stripping

PENGOPTIMALAN PENYERAP

HIDROKARBON

Bagian ini merupakan pendamping ke bagian yang berjudul Teknik Fractionators-Optimization. Pada bagian bahwa metode Smith-Brinkley direkomendasikan untuk perhitungan optimalisasi dan penggunaannya secara rinci. Bagian ini memberikan persamaan yang sama untuk absorber sederhana dan reboiled.

Untuk absorber sederhana persamaan Smith-Brinkley adalah untuk komponen i:

f = 1 S

N + qs SN S

1 SN + 1

dimana

fi = BXBFXF i

Sni = KiV

L Smi =

Ki V

L

Untuk absorber reboiled:

f = 1 Sn

N M + qs Sn

N M Sn

1 SnN M

+ hSnN M

1 SmM + 1

RANCANGAN ABSORBER

INORGANIK

Desain absorber anorganik seringkali melibatkan sistem parameter utama yang didefinisikan dengan baik, seperti System Film kontrol ,

persamaan koefisien perpindahan massa, dll .

Ludwig memberikan data desain yang terkenal, seperti sistem NH3-Air-H2O, Cl2-H2O, CO2 dalam alkali larutan, dll .

Demikian juga, data yang tersedia secara komersial kemasan

didokumentasikan dengan baik seperti faktor kemasan, HETP, HTU,

dll

Faktor Yang Mempengaruhi

Koefisien Perpindahan Massa.

Persamaan umum untuk koefisien Transfer massa yang diberikan dalam berbagai

referensi jika nilai spesifik sistem iidak tersedia. Pabrikan kemasan 'data atau referensi, seperti

Ludwig dapat memberikan spesifik Sistem KGA atau data KLA.

KGA (unknown) = KGA (known) D UNKNOWN 0.56

D KNOWN 0.56

Difusivitas. Yang paling sederhana dari hubungan difusivitas gas

adalah hubungan Gilliland.

DV = 0.0069 T3 2 (1 M + 1 M )

1 2

P(V1 3 + V

1 3 )2

Jumlah Transfer Unit. Untuk larutan encer jumlah unit transfer NOG, diperoleh dengan :

N =

Y1 Y2(Y Y)1(Y Y)2

(Y Y)1(Y Y)2

PRINSIP KERJA SIKLUS ABSORBSI

Dasar siklus absorbsi disajikan pada gambar 2. Pada gambar ditunjukkan adanya dua tingkat tekanan yang bekerja pada sistem, yaitu tekanan rendah yang meliputi proses

penguapan (di evaporator) dan penyerapan (di absorber), dan tekanan tinggi yang

meliputi proses pembentukan uap (di generator) dan pengembunan (di kondensor).

Siklus absorbsi juga menggunakan dua jenis zat yang umumnya berbeda, zat pertama disebut penyerap sedangkan yang kedua disebut refrigeran. Selanjutnya, efek

pendinginan yang terjadi merupakan akibat dari kombinasi proses pengembunan dan

penguapan kedua zat pada kedua tingkat tekanan tersebut. Proses yang terjadi di

evaporator dan kondensor sama dengan pada siklus kompresi uap

CONTOH PERHITUNGAN

ABSORBER

Treat 500 SCFM of air containing 14%mol acetone to remove 95% of the acetone by

absorption in liquid water in a packed bed operating at 80F and 1 atm, with 1 in rasching

rings. The feed water contains 0.02% acetone and the flowrate is 1.1 times the minimum. The

partial pressure of acetone over an aqueous solution at 80F can be calculated from

pA = PAAxA where ln A = 1.95(1-x)^2

where PA = 0.33 atm at 80F. As designer, you must select the following:

flowrate of water

diameter of tower

height of packing

G = 500 SCFM Recover = 0.95

x1 = 0.0810 y1 = 0.14

y2 = 0.0081 x2 = 0.0002

L = 1.1 Lmin

pA = PAAxA , where ln A = 1.95(1-x)^2

PA= 0.33 atm

P = 1atm

1. Merubah SCFM menjadi lbmol/min

V (STP) 22.4 ltr/gmol

359 ft3/lbmol

V1 = 1.39 lbmol/min

2. Menentukan Laju alir minimum

2.1 Menggambar kurva kesetimbangan

Dalam bentuk rasio mol

PENYELESAISAN

x A pA y*=pA/P

0 7.0287 0.0000 0.0000

0.01 6.7612 0.0223 0.0223

0.02 6.5064 0.0429 0.0429

0.03 6.2636 0.0620 0.0620

0.04 6.0322 0.0796 0.0796

0.05 5.8117 0.0959 0.0959

2.2 Membuat garis operasi

Merubah dalam bentuk rasio mol

X = x / (1-x)

Y = (L/V) X + Y2 = 1.91 X + 0.00814

x2 0.0002 --> X2 0.0002 V1 y1 + L x = V y + L1 x1

y1 0.1400 --> Y1 0.1628 V' (y1/(1-y1)) + L' (x/(1-x)) = V'(y/(1-y)) + L'(x1/(1-x1))

Y2 0.00814

Kurva kesetimbangan (EC) berada di bawah garis operasi (OL)

Selanjutnya, minimum slope tercapai ketika OL menyinggung EC. V' = V(1-y2)

Akhirnya, X1 bisa dibaca pada OL. L' = L(1-x2)

X1 = 0.081

y2 = 0.008074

1-y2 0.991926

(L'/V')min =(Y1-Y2)/(X1-X2)

maka Lmin 2.666 lbmol/min

Atau 18 lbmol/min 8.330 lb/gal 5.76 gal/min

X Y* Y

0.0000 0.0000 0.0081

0.0101 0.0228 0.0274

0.0204 0.0449 0.0471

0.0309 0.0661 0.0672

0.0417 0.0865 0.0877

0.0526 0.1061 0.1087

0.0638 0.1247 0.1301

0.0753

0.1425 0.1519

0.0870 0.1595 0.1742

0.0989 0.1755 0.1970

0.1111 0.1907 0.2204