DISTILASI MULTI KOMPONEN Created by: ENR, UNTIRTA 2014
DISTILASI MULTI KOMPONEN
Created by:ENR, UNTIRTA 2014
Bahasan
1.Pengertian2.Istilah Komponen Kunci3.Data Kesetimbangan Unt.
Distillasi Multikomponen4.Penentuan Temperatur
Top dan Bottom Column5.Persamaan Untuk Distilasi
Multi komponen
1Pengertian Multikomkonen Dist.
IDEAL STAGEFeedF, xF
DistillateD, xD
Bottom ProductB, xB
SINGLE-STAGE (FLASH) DIST.
4 variabel : P, T, yA, xAP; T, xA, yAT-x-y diagramT; P, xA, yAP-x-y diagram
BINER
x-y diagram
AB
AB
P, T
yA
yB=1-yA
XA
XB=1-XA
Dapat divisualisasi dengan diagram
3 komponen / lebih (multikomponen)
ABC
ABC
yAyByC = 1- yA - yB
xAxBxC= 1- xA - xB
6 variabel : P, T, yA, yB, xA, xBP; T, xA, yA, xB, yB ?T; P, xA, yA, xB, yB ?
visualisasi dengan diagram sukar!
4 komponen, ……., dst sama !
Alternatif Pemilihan Proses
I
3, 4
FzF,1
zF,2
zF,3
zF,4
II
2
1
1, 2
III
4
3
Separation of C components requires (C-1) distillation columns.
F
1
2,3,4
2
3,4
3
4
Alternative?
Disusun atas dasar kemudahan menguap(α besar kecil)
2Komponen Kunci
KOMPONEN KUNCI
A
B
TERNER
ABC
A
B
C
A
B
C
B
C
ABC
komponen terdistribusi:A,B atau B,C
A
BABCD
A
B
C
D
A
B
C
B
C
D
ABCD
A
B
C
D
C
D
ABCD
Komponen terdistribusi:• A,B• B,C• C,D
QUARTERNER
A
B
C
D
B
C
E
E
ABCDE
KASUS KHUSUS
K omponen terdistribusi : B - C - D
LK HK
komponen terdistribusi : key component (komponen kunci)
disebut komponen kunci• Sebagai patokan untuk perhitungan
ringan light key component (LK)komponen kunci ringan
berat heavy key component (HK)komponen kunci berat
KUNCI
Komponen-komponen yang sangat volatile tidak terdapat dalam hasil bawah
yang tidak volatile tidak terdapat pada hasil atas
Non Distributed Components
Jarang Terjadi
KOMPONEN KUNCI Each column is designed to separate two components of adjacent relative
volatility. These components are the keys. All other components are non-keys.
component a designation
1 1.5 Light non-key (LNK)
2 1.4 Light key (LK)
3 1.3 Heavy key (HK)
4 1.2 Heavy non-key (HNK)
5 1.0 Heavy non-key (HNK)
design for separation
Distributions in the distillate and bottoms streams are specified for the two key components.
If we assume that the non-keys do not distribute, the overall mass balance is easily solved.
assume exclusively in distillate
specify recovery in distillatespecify recovery in bottoms
assume exclusively in bottoms
3Data Kesetimbangan Multikomkonen Dist.
A BC DA BC D
yA, yB, yC dan yD
xA, xB, xC dan xD
P,T
komposisi setimbang
KA= Konstanta kesetimbangan uap-liquid atau koeffisien distribusi dari komponen A
KA = yA/xA ; KB = yB/xB
KC = yC/xC ;KD = yD/xD
Sistem diatas
Harga K merupakan fungsi dari temperatur dan tekanan
Untuk sistem light Hidrokarbon harga K dapat ditentukan dengan pembacaan grafik
Sekilas Info
Baca beberapa buku literatur untuk mencari harga K, antara lain “Towler”
Hai…cinn, akulah grafik yang kau cari
Hubungan K dengan Q
∝𝑖Volatilitas relative komponen i dalam campuran multikomponen
∝𝑖=𝐾 𝑖
𝐾𝐶
∝𝐴=𝐾 𝐴
𝐾𝐶
∝𝐵=𝐾𝐵
𝐾𝐶
∝𝐶=𝐾𝐶
𝐾𝐶
Heavy Key Komponen
∝𝐷=𝐾𝐷
𝐾𝐶
4Temperature Top and Bottom
Boiling dan Dew Point
1) Tentukan Komposisi masing masing komponen pada aliran feed (Xf)
2) Tentuka trial untuk temperature dengan tekanan yang telah ditentukan
3) Baca pada grafik untuk menentukan Ki 4) Masukkan harga5) Lakukan dengan metode trial untuk ∑ 𝑌 𝑖=1
∑ 𝑌 𝑖=¿∑ 𝐾 𝑖 . 𝑋 𝑖=𝐾𝐶∑ 𝛼𝑖 . 𝑋 𝑖=1¿
menghitung boilling point
Suatu aliran hidrokarbon terdiri dari n-pentana, n-heksana, n-heptana dan n-oktana masing masing dengan kompoisi 4, 40, 50 dan 6 kmol pada titik didihnya
Aliran memasuki kolom distilasi yang beroperasi pada tekanan 1 atm dengan rasio refluks 2 kali rasio refluks minimumnya, 98% heksana menjadi produk atas dan 1% heptana menjadi produk atas.
Dengan metode shortcut hitunglah jumlah stage yang diperlukan,letak feed plate dan komposisi produk atas dan bawah
CONTOH SOAL
Harga = 1
Trial
menghitung boilling point feed
menghitung titik embun (dew point) distilat
cara mengasumsikan komposisi adalah :1) komponen yang lebih rendah titik
didihnya daripada light key, seluruhnyamenuju distilat
2) sedangkan komponen yang lebih tinggi titik didihnya daripada heavy key, seluruhnya menuju bottom
karena komposisi masih belum diketahui maka diasumsikan
1) Tentukan trial untuk temperature dengan tekanan yang telah ditentukan
2) Baca pada grafik untuk menentukan Ki 3) Masukkan harga 4) Lakukan dengan metode trial untuk
∑ 𝑋 𝑖=1∑ 𝑋 𝑖=¿∑ ( 𝑌 𝑖
𝐾 𝑖)= 1
𝐾𝐶∑ (𝑌 𝑖
∝𝑖)=1¿
< LK
>HK1% Heptane
98% Hexane
Top Temperatur (dew point) distilat
∑ 𝑋 𝑖=∑ 𝑌 𝑖
𝐾 𝑖
=1
Yi=XD
Bottom Temperatur < LK
>HK1% Heptane
98% Hexane ∑ 𝑌 𝑖=∑ 𝑋 𝑖𝐾 𝑖=1
Xi=XB
Jumlah Stage minimum
untuk menghitung Nm, terlebih dahulu harus menghitung QLK rata-rata
Pers. Fenske
∝𝐿𝐾𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎=3√∝𝑎𝑡𝑎𝑠∝ h𝑡𝑒𝑛𝑔𝑎 ∝ h𝑏𝑎𝑤𝑎
Cek komposisi produk atas dan bawah
Karena hasil perhitungan komposisi distillat dan bottomtidak jauh berbeda dengan asumsi maka perhitungan tidak perlu diulang
Refluks minimum
Feed pada titik didihnya , maka q = 1
Jumlah Stage
pers gilliland
Letak Feed Plate
maka : Nr = 6.8781Ns = 8.3619letak feed plate berada pada stage 6.878(angka ini tidak dibulatkan karena belum mempertimbangkan efisiensi tray)Jumlah Stage 15.2400271 (ideal)