Pembuatan Isobutil Aldehid
LAPORAN TETAP PRAKTIKUMSATUAN OPERASI-2ABSORPSI I
Disusun Oleh:
Kelas : 4 KAKelompok: II
Astri Handayani(0613 3040 0290)Diah Lestari(0613 3040 0294)Dwi
Sandy Wahyudi (0613 3040 0296)Intan Nevianita(0613 3040 0300)Nurul
Agustini(0613 3040 0306)Ridho Tri Julian(0613 3040 0311)
Dosen Pembimbing : Endang Supraptiah, S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA2012
ABSORPSI I
I. Tujuan Percobaan Mahasiswa dapat menentukan perbedaan tekanan
udara sepanjang kolom kering sebagai fungsi dan laju alir udara
dengan laju alir yang berbeda-beda. Mahasiswa dapat menguji
perbadaan tekanan udara sepanjang kolom sebagai fungsi laju alir
udara untuk beberapa laju alir yang berbeda sepanjang kolom.II.
Alat dan bahan yang digunakan Satu unit peralatan absorpsi Udara
tekan Air
III. Gambar Alat ( terlampir )
IV. Dasar TeoriAbsorpsi gas atau penyerapan gas merupakan proses
perpindahan massa. Pada absorpsi gas, uap yang diserap dari
campurannya dengan gas tidak aktif atau lembab (inert gas) dengan
bantuan zat cair dimana gas terlarut (solute gas) dapat larut
banyak atau sedikit.Alat yang banyak digunakan dalam absorpsi gas
dan beberapa operasi lain adalah menara isian. Piranti ini terdiri
dari sebuah kolom berbentuk silinder atau menara yang dilengkapi
dengan pemasukan gas dan ruang distribusi pada bagian bawah.
Pemasukan zat cair dan distribusinya pada bagian atas. Sedang
pengeluaran gas dan cair masing-masing di atas dan di bawah. Serta
suatu zat padat diatas penyangga. Bentukan ini disubut isian menara
atau tower packing.Jenis-jenis menara isian yang diciptakan orang
banyak sekali macamnya. Tetapi ada beberapa jenis yang lazim
digunakan. Macam-macam menara isian terbagi menjadi 2 yaitu yang
diisikan dengan mencurahkan secara acak ke dalam menara dan disusun
kedalam menara dengan tangan.
Persyaratan pokok menara isian : Harus tidak bereaksi dengan
fluida didalam menara. Tidak terlalu berat. Harus mengandung cukup
banyak laluan arus Harus memungkinkan terjadinya kontak antara gas
dan zat cair Tidak teralu mahal.
Absorpsi Absorpsi adalah 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). Komponen gas yang dapat mengadakan ikatan
kimia akan dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang
lebih tinggi. Karena itu absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik.
Kegunaan utama dari absorpsi adalah pembersihan gas (misalnya gas
buang) dan pemisahan campuran gas (bertujuan untuk memperoleh
kembali komponen tertentu). Absorpsi juga berperan penting dalam
kaitannya dengan proses-proses kimia, misalnya pada pembuatan asam
sulfat dan asam nitrat.
AbsorbenAbsorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang
akan diabsorpsi pada permukaannya, baik secara fisik maupun secara
reaksi kimia. Absorben sering juga disebut sebagai cairan
pencuci.
Persyaratan absorben : Memiliki daya melarutkan bahan yang akan
diabsorpsi yang besar. Memiliki tekanan uap yang rendah Tidak
korosif. Mempunyai viskositas yang rendah Stabil secara termis.
Murah
AbsorberAbsorber atau alat tempat terjadinya absorbsi adalah
tempat campuran gas dan absorben yang dikontakkan satu sama lain
secara intensif, yang biasanya berlawanan. Absorben didistribusikan
sebaik mungkin yaitu permukaannya dibuat luas dengan bantuan
perlengkapan yang khusus misalnya benda pengisi, penyemprot, benda
rotasi atau pelat .
Fungsi absorpsi dalam IndustriMeningkatkan nilai guna dari suatu
zat dengan cara merubah fasenya. Contoh :Formalin yang berfase cair
berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat dihasilkan melalui
proses
Kolom AbsorpsiAdalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya
proses pengabsorbsi 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.
Gambar Kolom Absorber
Struktur dalam absorber :Bagian atas: Spray untuk megubah gas
input menjadi fase cair.Bagian tengah: Packed tower untuk
memperluas permukaan sentuh sehingga mudah untuk diabsorbsiBagian
bawah: Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.
Prinsip Kerja Kolom AbsorpsiKolom 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.
Gambar Prinsip Kerja Kolom Absorpsi
Proses pengolahan kembali pelarut dalam kolom
absorberKonfigurasi 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, saat
volalitas pelarut sangat rendah ,contohnya pelarut tidak muncul
pada aliran gas, proses untuk meregenerasinya cukup sederhana yakni
dengan memanaskannya .
Berikut beberapa contoh gambar dari proses diatas : 1. Contoh
pertamaCairan 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 dengan kondisi
termodinamika yang telah disesuaikan.dengan pelarut yang terpolusi.
Absorber yang bersih lalu digunakan kembali di absorpsi kolom.
2. Contoh keduaAbsorber 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.
3. Contoh ketigaSebuah kolom destilasi juga dapat digunakan
untuk mendaur ulang. Absorber yang terpolusi dilewatkan kedalam
destilasi kolom. Dibawahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim
kembali ke absorber.
Aplikasi kolom AbsorberBidang utama penggunaan absorpsi adalah
pembersihan gas dan pemisahan campuran gas, teknologi Refrigerasi,
teknologi proses pembuatan formalin dan Proses pembuatan asam
nitrat.
1) 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 berikut ini:
Diagram siklus refrigerasi absorpsi efek tunggal
2) Teknologi Proses Pembuatan Formalin Formaldehid sebagai gas
input dimasukkan ke dalam reaktor. Output dari reaktor yang berupa
gas yang mempunyai suhu 182 0C 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.
3) 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.
Peralatan Absorpsi Gas1. Menara semburMenara sembur terdiri dari
sebuah menara, dimana dari puncak menara cairan disemburkan dengan
menggunakan nosel semburan. Tetes tetes cairan akan bergerak ke
bawah karena gravitasi, dan akan berkontak dengan arus gas yang
naik ke atas. Nosel semburan dirancang untuk membagi cairan kecil
kecil. Makin kecil ukuran tetes cairan, makin besar kecepatan
transfer massa. Tetapi apabila ukuran tetes cairan terlalu kecil,
tetes cairan dapat terikut arus gas keluar. Menara sembur biasanya
digunakan umtuk transfer massa gas yang sangat mudah larut.
2. Menara gelembungMenara gelembung terdiri dari sebuah menara,
dimana di dalam menara tersebut gas didispersikan dalam fase cair
dalam bentuk gelembung. Transfer massa terjadi pada waktu gelembung
terbentuk dan pada waktu gelembung naik ke atas melalui cairan
(gambar 2). Menara gelembung digunakan untuk transfer massa gas
yang relatif sukar larut. Gelembung dapat dibuat misalnya dengan
pertolongan distributor pipa, yang ditempatkan mendatar pada dasar
menara.
3. Menara pakingMenara paking adalah menara yang diisi dengan
bahan pengisi, gambar 3. Zat cair masuk lalu didistribusikan di
atas isian itu dengan distributor, sehingga pada operasi yang ideal
membasahi permukaan isian secara seragam. Gas yang mengansung zat
terlarut masuk ke ruang pendistribusi yang terdapat di bawah isian
dan mengalir ke atas melalui celah antar isian, berlawanan arah
dengan aliran zat cair.
Jenis-jenis isian menara (packing)
Isian menara terbagi atas dua jenis yaitu yang diisikan dengan
mencurahkan secara acak ke dalam menara dan yang disusunkan ke
dalam menara dengan tangan. Persyaratan pokok yang diperlukan untuk
packing yaitu : Tidak bereaksi kimia dengan fluida di dalam menara
Tidak terlalu berat Memungkinkan terjadinya kontak yang baik antara
zat cair dan gas. Mengandung cukup banyak laluan untuk kedua arus
tanpa terlalu banyak zat cair yang terperangkap atau menyebabkan
penurunan tekanan terlalu tinggi.
Salah satu tipe distributor Liquid
4. Menara PelatMenara pelat adalah menara yang secara luas telah
digunakan dalam industri. Menara ini mempunyai sejumlah pelat dan
fasilitas yang ada pada setiap pelat, maka akan diperoleh kontak
yang sebaik-baiknya antara fase cair dengan fase gas. Fasilitas ini
dapat berupa topi gelembung (bubble caps) atau lubang ayak (sieve).
Pada pelat topi gelembung dan lubang ayak, gelembung gelembung gas
akan terbentuk. Transfer massa antar fase akanterjadi pada waktu
gelembung gas terbentuk dan pada waktu gelembung gas naik ke atas
pada setiap pelat. Cairan akan mengalir dari atas ke bawah
melintasi pelat di dalam kolom.
V. Prosedur Kerja
A. Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom Kering. Mengeringkan
kolom yang akan digunakan dengan menggunakan laju alir udara
maksimum. Menghubungkan bagian atas dan bawah kolom dengan
manometer air dengan menggunakan katup S1 dan S2. Membaca perbedaan
tekanan sepanjang kolom untuk beberapa range laju alir udara.
B. Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom Dengan Laju Alir Air.
Mengisi tangki dengan air hingga penuh. Menghidupkan pompa atau
mengatur C1 sehingga didapat laju alir 1 L/min sepanjang kolom.
Mengalirkan udara dari bawah kolom basah sebagai fungsi dan laju
alir udara. Mencatat beda tekanan udara sepanjang kolom sebagai
fungsi dan laju alir udara.
Mencatat perbedaan tekanan sepanjang kolom sebagai fungsi dan
laju alir udara untuk beberapa laju alir berbeda sehingga 1 L/min.
memperhatikan perubahan kolom pada setiap pergantian laju alir.
VI. Data PengamatanA. Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom
KeringLaju Alir Udara (Liter/menit)Beda Tekan (mmH2O)
P1P2
2012,813
4012,613
6012,613,2
8012,413,4
10012,413,6
1201214
14011,814,2
B. Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom dengan Laju Alir
AirLaju Alir Air (L/menit)Log Laju Alir Udara (L/min)
20406080100120140
1,0P1P212,813,212,813,212,613,212,413,4121411151016
2,0P1P212,613,212,613,212,613,212,214,811159,616,27,618
3,0P1P212,613,212,613,21213,81114,811,61512,214,812,614,8
4,0P1P212,813,212,8131313,212,813,211,414,61115,2520,4
5,0P1P27,818,88188,81711,414,2127--
6,0P1P210,815,41115,212,613,4-934---
7,0P1P212,2141214-1035----
VII. PERHITUNGANRumus : Data PerhitunganA. Perbedaan Tekanan
Udara Sepanjang Kolom KeringLaju Alir Udara (liter/menit)Beda
Tekan/ ( mmH20)Log
200,2-0,698
400,4-0,397
600,6-0,221
8010
1001,20,079
12020,301
1402,40,38
B. Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom dengan Laju Alir
AirC. Laju Alir Air (L/menit)Log Laju Alir Udara (L/min)
20406080100120140
1,0-0,397-0,397-0,22100,3010,6020,778
2,0-0,221-0,221-0,2210,4140,6020,8191,008
3,0-0,221-0,2210,2550,5790,5310,4140,347
4,0-0,397-0,698-0,698-0,3910,5050,6231,187
5,01,04110,9130,4471,414--
6,00,6620,623-0,0961,633---
7,00,2550,3011,653----
VIII. Analisa PercobaanPada praktikum kali ini yaitu proses
pemisahan dengan menggunakan metode Absorbsi. Metode absorbsi ini
dapat dilakukan pad fluida yang relatif berkonsentrasi rendah
maupun yang bersifat konsentrat. Prinsip kerja pada metode ini
yaitu dengan memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-molekul gas
pada larutan tertentu yang digunakan.Percobaan pertama yaitu
menggunakan Kolom Kering yang hanya dialiri udara. Pada saat
mengamati, dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir udara maka
skala nilai pembacaan pada manometer akan semakin meningkat. Hal
inilah yang mengakibatkan penurunan laju alir udaranya. Secara
umum, nilai atau angka ketinggian dari Manometer dan penurunan laju
alir ialah konstan., namun pada praktikum kali ini tidak karena
disebabkan oleh beberapa faktor non teknis seperti pembacaan nilai
manometer yang kurang teliti dll.Sedangkan untuk percobaan kedua
mengenai perbedaan tekanan udara sepanjang kolom dengan laju alir.
Berbeda dengan percobaan pertama, kali ini yang digunakan ialah
kolom basah yang dialiri air dan udara. Prinsipnya yaitu dengan
membuat kontak antara air dan udara yang terjadi pada kolom, dimana
air dialirkan dari atas dan gas dialirkan dari kolom bagian bawah.
Hal ini dilakukan karena berat jenis dari gas lebih rendah sehingga
dialirkan dari bawah dan memungkinkan untuk gas merambat dengan
mudah.Pada kedua percobaan tersebut, terdapat beberapa hal penting
yang dapat dianalisa dari tabel yang ada, bahwa beberapa dari
perbedaan tekanan yang terjadi (ada yang stabil pada saat
peningkatan dan penurunannya) mungkin disebabkan oleh tidak adanya
ruang lalauan untuk zat cair mengalir sehingga lajunya terhambat.
Perlu diperhatikan juga untuk mengamati nilai manometer dengan
teliti untuk meminimalisir kesalahan dalam pengambilan data dan
perhitungan.
IX. Kesimpulan Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat
disimpulkanbahwa : Penurunan tekanan pada kolom basah lebih besar
dibandingkan dengan penurunan tekanan kering. Semakin besar laju
alir maka semakin besar pula penurunan tekanannya. Menara isian
akan bekerja sesuai dengan sample yang dipakai. Semakin tinggi laju
flow air pada kolom , maka semakin tinggi beda tekanan udara pada
kolom dan menyebabkan terjadinya fluiding.
X. Daftar PustakaEffendi, Sahrul.2012.Petunjuk Praktikum Satuan
operasi 2.Palembang: POLSRI
Gambar Alat
Peralatan absorbsi