BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
Berbagai industri petrokimia, industri minyak dan gas alam yang pada Berbagai industri petrokimia, industri minyak dan gas alam yang pada prosesnya memerlukan pemisahan gas CO
prosesnya memerlukan pemisahan gas CO22 dan H dan H22SS,,karena termasuk kategori gaskarena termasuk kategori gas
yang bersifat asam (
yang bersifat asam (acid gasacid gas) da) dan n korosif. korosif. Gas Gas COCO22 dan dan HH22S bersifat korosif danS bersifat korosif dan
dapat merusak bagian dalam utilitas pabrik dan sistim perpipaannya. Sifat korosif dapat merusak bagian dalam utilitas pabrik dan sistim perpipaannya. Sifat korosif CO
CO22 dan H dan H22SS akan muncul pada daerah - daerah yang menyediakan penurunanakan muncul pada daerah - daerah yang menyediakan penurunan
temperatur dan tekanan, seperti pada bagian
temperatur dan tekanan, seperti pada bagian elbowelbow pipa,pipa, tubing-tubingtubing-tubing,, cooler cooler ,, dan
dan injektor injektor turbin. turbin. Di Di samping samping itu itu gas gas COCO22 dapat mengurangi nilai kalor daridapat mengurangi nilai kalor dari
gas alam. Di dalam fasilitas turbin, CO
gas alam. Di dalam fasilitas turbin, CO22 akan akan mengakibamengakibatkan tkan penurunan penurunan nilainilai
kalor pembakaran turbin, karena CO
kalor pembakaran turbin, karena CO22 dan H dan H22O merupakan produk dariO merupakan produk dari
pembakaran. Pada kilang
pembakaran. Pada kilang Liquified Liquified Natural Natural GasGas (LNG), gas CO (LNG), gas CO22 harus harus
dihilangkan karena pada suhu sangat rendah CO
dihilangkan karena pada suhu sangat rendah CO22 akan membeku yang akan membeku yang
mengakibatkan tersumbatnya sistim perpipaan dan merusak
mengakibatkan tersumbatnya sistim perpipaan dan merusak tubing-tubingtubing-tubing padapada main heat exchanger
main heat exchanger . . Gas Gas COCO22 juga merupakan produk samping pada industri juga merupakan produk samping pada industri
amoniak.
amoniak. Gas Gas COCO22 merupakan racmerupakan racun terhadap kataun terhadap katalis sintesa amoniak, maka lis sintesa amoniak, maka COCO22
harus dipisahkan dari gas proses sebelum memasuki unit sintesa amoniak. harus dipisahkan dari gas proses sebelum memasuki unit sintesa amoniak.
Melihat besarnya kerugian yang dapat ditimbulkan oleh CO
Melihat besarnya kerugian yang dapat ditimbulkan oleh CO22 dan Hdan H22S,S,
maka penting sekali dilakukan proses pemisahan CO
maka penting sekali dilakukan proses pemisahan CO22 dan H dan H22S dari aliran gas.S dari aliran gas.
Secara prinsip, berbagai cara dapat digunakan untuk pemisahan CO
Secara prinsip, berbagai cara dapat digunakan untuk pemisahan CO22 dan H dan H22S.S.
Pemilihan metode
Pemilihan metode yang tepyang tepat at untuk memisahuntuk memisahkan dan mekan dan menangkap COnangkap CO22 dan Hdan H22SS
ditentukan
ditentukan oleh bebeoleh beberapa paramerapa parameter, seperti ter, seperti konsentrasi konsentrasi COCO22 dan H dan H22S di aliranS di aliran
masuk, konta
masuk, kontaminan alami yaminan alami yang terdapat dang terdapat dalam aliran gas lam aliran gas masuk, tekanamasuk, tekanan dann dan suhu gas masuk, kualitas produk, dan faktor lainnya (Shaw dan
suhu gas masuk, kualitas produk, dan faktor lainnya (Shaw dan Hughes, 2001).Hughes, 2001).
1.1
1.1 Penangkapan Penangkapan COCO22 dan H dan H22SS
1.1.1
1.1.1 Teknologi Teknologi penangkapan penangkapan COCO22 dan H dan H22SS
Berbagai macam proses secara luas telah dikembangkan untuk mereduksi Berbagai macam proses secara luas telah dikembangkan untuk mereduksi CO
CO22 dan H dan H22S dari aliran gas. RaS dari aliran gas. Rao dan Rubin (2002), o dan Rubin (2002), menyampaikamenyampaikan ada beberapan ada beberapa
teknologi untuk memisahkan dan menangkap CO
(pendinginan), proses adsorpsi, proses pelarutan dan difusi dengan teknologi membran, dan absorpsi secara kimiawi. Proses Cryogenic dapat dipakai untuk tekanan parsial CO2 yang besar namun dengan adanya proses pendinginan biaya
yang dikeluarkan tidak sedikit. Bila digunakan untuk kandungan gas CO2 yang
rendah metode ini tidak efektif dari segi ekonomi, metode ini biasanya hanya digunakan pada aliran gas dengan kandungan CO2 yang sangat besar. Adsorpsi
telah diterapkan namun kapasitas dan selektivitas yang rendah tidak berpotensi untuk pengambilan CO2 dari aliran gas dengan baik. Membran merupakan
metode pemisahan yang tidak membutuhkan zat kimia tambahan dan juga kebutuhan energinya sangat minimum. Membran dapat bertindak sebagai filter yang sangat spesifik. Hanya molekul-molekul dengan ukuran tertentu saja yang bisa melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan di permukaan membran. Tetapi penggunaan membran membutuhkan aliran gas yang sangat murni, dan terbebas dari partikel pengotor.
Proses absorpsi CO2 dan H2S dengan pelarut secara fisik dan kimia adalah
metode pemisahan yang paling ekonomis untuk memisahkan CO2 dan H2S dari
aliran gas. Proses absorpsi dengan pelarut secara fisika biasanya diaplikasikan pada tekanan yang tinggi. Beberapa pelarut yang umum digunakan yaitu Selexol, Rectisol, dan Purisol. Pelarut fisika tidak bereaksi dengan CO2 dan H2S, maka
pelarut tidak terkonsumsi (tidak berkurang). Sebagai tambahan, panas absorpsi dibatasi pada enthalpy absorpsi fisika, yang mana nilainya jauh lebih rendah dibandingkan dengan menggunakan pelarut yang reaktif. Proses dibatasi oleh selektivitas dan laju absorpsi yang rendah. Absorpsi CO2 dan H2S secara kimia
dengan pelarut (absorpsi reaktif) adalah metode pemisahan yang dikembangkan dengan baik dan telah diaplikasikan pada berbagai proses komersial, termasuk pemurnian gas dan produksi ammonia (Cullinane, 2005). Proses tersebut menggabungkan sirkulasi pelarut yang mengandung absorben reaktif seperti kalium karbonat (K2CO3) atau senyawa-senyawa alkanolamine seperti
monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA), diglycolamine (DGA), triethanolamine (TEA), methyldiethanolamine (MDEA) dan amine 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP). Absorben reaktif tersebut
menyerap gas CO2 dan dan H2S secara kimia dalam absor ber dan di regenerasi
dalam stripper dengan menggunakan panas.
Faktor biaya terbesar untuk menangkap CO2 adalah konsumsi energi
untuk regenerasi pelarut, dapat mencapai 49% dari total biaya penangkapan CO 2
(Rochelle dan Dang, 2001). Faktor lain adalah kapasitas pelarut yang menentukan jumlah CO2 yang diserap per unit dari pelarut. Kapasitas pelarut tinggi
memberikan penyerapan CO2 lebih besar namun pada pelepasan CO2 nya
membutuhkan energi yang lebih besar pula. Ketika CO2 bereaksi dengan bahan
pelarut di absorber , panas dibebaskan. Sejumlah panas setara dengan panas yang dibebaskan tersebut (belum termasuk panas latent dan panas sensible) dibutuhkan untuk kebalikan reaksi dan memindahkan CO2 dari pelarut dalam stripper . Oleh
karena itu, suatu kondisi yang dapat meningkatkan laju penyerapan CO2ke dalam
pelarut pada penurunan laju alir cairan akan menghemat biaya. Faktor lain dalam penghematan energi adalah meningkatkan kemampuan pelarut untuk menangkap CO2.
1.1.2 Pelarut
Banyak pelarut yang digunakan pada pengolahan gas, tetapi secara umum yang paling efektif adalah pelarut senyawa-2 alkanolamine dan K2CO3
panas (Cullinane, 2005).
a. Senyawa alkanolamine
Menurut Kohl dan Riesenfeld (1985), senyawa alkanolamine dikelompokkan dalam 4 kelompok yaitu primary amine (contoh MEA dan DGA); secondary amine (DEA dan DIPA); tertiary amine (TEA dan MDEA) dan hindered amine (AMP). Senyawa alkanolamine memiliki keunggulan dalam mengabsorpsi CO2 karena laju absorpsinya cepat, biaya murah tetapi panas
absorpsinya tinggi (20-25 kcal/mol). Oleh karena senyawa alkanolamine bersifat korosif, biasanya ditambahkan inhibitor. Senyawa alkanolamine dengan inhibitor menyebabkan foaming. Selain itu, kekuatan ion alkanolamine dalam mengikat CO2 tinggi (tergantung senyawa alkanolamine nya). Makin kuat senyawa
alkanolamine tersebut mengikat CO2, maka akan butuh heat energi yang lebih
kebutuhan st eam yang ada di reboiler . Kelemahan senyawa alkanolamine terutama kelompok primary dan secondary adalah terbentuknya senyawa carbamate yang stabil dan tidak dapatnya memisahkan senyawa-senyawa mercaptan, serta hilangnya uap yang besar menyebabkan tekanan uap yang tinggi. Kelemahan yang lain dari senyawa alkanolamine adalah terdegradasi pada overheating (> 100oC) dan terjadi reaksi lebih lanjut dimana menghasilkan produk samping yang tidak bisa diregenerasi (Bartoo dan Ruzicka, 1991). Polasek (1994) telah membandingkan senyawa MDEA dengan senyawa alkanolamine yang lain, hasilnya konsentrasi larutan bisa tinggi ( mencapai 50-55%), loading gas asam tinggi, korosifitas lebih rendah, ketahanan degradasi lebih tinggi, panas reaksi lebih rendah serta kehilangan tekanan uap rendah.
b. Kalium karbonat (K2CO3)
Absorpsi CO2 dan H2S dengan larutan encer K2CO3, telah digunakan
secara luas terutama untuk pemisahan CO2 dari gas sintesa dan gas alam.
Penggunaan larutan tersebut karena memiliki stabilitas tinggi, biaya rendah dan kebutuhan energi untuk regenerasi pelarut rendah, tetapi laju reaksi lambat dibandingkan dengan senyawa-senyawa alkanolamine (Benson dkk., 1956; Astarita dkk.,1983). Penambahan promotor pada larutan kalium karbonat dapat meningkatkan proses absorpsi CO2. Senyawa kalium karbonat (K2CO3) dengan
promotor senyawa alkanolamine menunjukkan cara yang efektif untuk meningkatkan keseluruhan performance bahan pelarut, khususnya senyawa alkanolamine kelompok primary dan secondary (Savage dan Sartori, 1984; Tseng dkk. 1988; Bosch, dkk., 1989; Augugliaro dan Rizzuti, 1987; Cullinane dan Rochelle, 2004; Rahimpour dan Kashkool, 2004b; Ahmadi dkk. 2008).
Disamping senyawa alkanolamine sebagai promotor pada larutan K2CO3,
Gosh dkk. (2009) menambahkan asam borat ke dalam larutan kalium karbonat yang hasilnya dapat meningkatkan laju absorpsi CO2, tetapi masih berada dibawah
kemampuan menggunakan promotor senyawa alkanolamine.
1.2. Pemisahan CO2 dengan absorpsi/ stripping
Dalam proses pemisahan CO2, mula-mula CO2 diserap kedalam larutan
absorben yang banyak mengandung CO2 tersebut setelah meninggalkan absor ber ,
kemudian dialirkan ke dalam kolom stripper (Gb 1.1). Larutan tersebut sebelumnya dipanaskan dengan larutan hasil keluaran dari kolom stripper yang sudah tidak banyak mengandung CO2. Larutan yang keluar dari kolom stripper ,
digunakan untuk menyerap CO2 dalam kolom absorpsi. CO2 dipisahkan dari
larutan absorben di dalam stripper .
Gambar 1.1 Flowsheet proses absorpsi/ stripper
Contoh penerapan teknologi absorpsi CO2 dalam pelarut reaktif salah
satu terdapat pada industri pupuk di Indonesia yaitu pada unit removal CO2yang
menggunakan larutan benfield sebagai penyerap dan DEA sebagai activator . Unit removal CO2 tersebut berfungsi untuk mengambil CO2 yang terbentuk dari proses
reforming gas alam. Unit ini sangat berperan penting, baik dalam proses pembuatan ammonia maupun urea. CO2 dikenal sebagai racun katalis di Ammonia
Converter , namun juga CO2 digunakan sebagai bahan baku utama dalam
pembuatan urea. Penurunan performance penyerapan di unit removal CO2 dapat
mengakibatkan peningkatan CO2 leak di absorber sehingga menurunkan purity
CO2 outlet stripper . Penurunan purity CO2 akan diikuti dengan peningkatan
konsentrasi H2 dalam gas CO2 ( Priandani dkk., 2009). �������� ��� ������ ��� ������� �������������� ��� ��� ���������� �������� �������� ���� ������� ���� ������� ��������
Kinerja dari sistim absor ber /stripper tersebut mensyaratkan bahwa pelarut/absorben untuk memisahkan gas CO2 harus murah, memiliki kapasitas
siklus neto yang tinggi, laju absorpsi/reaksi lebih besar dan juga stabilitas kimia yang tinggi, tekanan uap yang rendah serta korosifitasnya kecil.
1.3 Penelitian-penelitian terdahulu
Kajian teoritis mengenai perpindahan massa disertai reaksi kimia pada proses absorpsi adalah penting untuk desain dan analisa kinerja kolom. Kajian teoritis pada proses absorpsi gas asam kedalam pelarut telah banyak dilakukan peneliti. Peneliti-peneliti terdahulu mengembangkan pendekatan rate-based dengan beberapa model perpindahan masssa (model film, model penetrasi, model Danckwertz) untuk absorpsi reaktif di dalam Packed Column dengan menggunakan konsep enhancement factor (Versteeg dkk. 1988; Vas Bhat dkk. 1997; Altway dan Yuyun, 1999; Lin dan Shyu, 1999; Nordenkampf dkk., 2004; Rahimpour dan Kashkool, 2004a,b, Yunita dkk., 2008.
Pendekatan rate-based untuk proses perpindahan massa dan panas disertai atau tanpa disertai reaksi kimia telah dibahas secara detail oleh Taylor dan Krisna (1993). Konsep enhancement factor berlaku dengan baik hanya untuk beberapa jenis reaksi sederhana (dilakukan penyederhanaan) yang terjadi dalam fasa liquida dan menggunakan teori difusi Fick yang tidak memperhitungkan interaksi antar komponen-komponen yang berdifusi. Pada kenyataannya, proses absorpsi reaktif melibatkan fenomena difusi multi komponen disertai reaksi ganda yang kompleks. Fenomena ini umumnya mengikuti teori difusi multikomponen Maxwell-Stefan. Beberapa peneliti terdahulu Schneider dkk., 1999; Kenig dkk., 2000; Kenig dkk, 2001; Noeres dkk., 2003; Kloker dkk., 2005 dan Ghaemi dkk.,2009 telah mempelajari fenomena perpindahan massa multikomponen disertai sistim reaksi yang kompleks.
Schneider dkk. (1999), melakukan kajian teoritis absorpsi reaktif multikomponen model rate-based yang diselesaikan dengan metode numerik. Penyelesaian persamaan bersifat komplek dan belum diaplikasikan ke dalam sistim riil di industri.
Kenig dkk. (2000), membandingkan metode penyelesaian persamaan absorpsi reaktif multikomponen model rate-based film yang diselesaikan dengan metode numerik dan analitik serta menggunakan Maxwell-Stefan difusion. Penyelesaian dengan analitik dapat direkomendasikan sebagai alternatif untuk sistim pemisahan reaktif skala besar sedangkan penyelesaian numerik disarankan untuk sistim reaksi tunggal.
Kenig dkk. (2001), memberikan solusi umum secara analitik untuk persamaan difusi multikomponen disertai reaksi kimia ganda di film kondisi steady state dan unsteady state menggunakan teori difusi Maxwell-Stefan. Namun aplikasi solusi ini untuk sistim absorpsi reaktif belum dilaksanakan.
Model yang telah diselesaikan oleh Kenig dkk. (2001), dikembangkan oleh Noeres dkk. (2003) untuk sistim absorpsi dan distilasi reaktif pada kasus pemisahan NOx, pemurnian gas coke, sintesa methyl acetat dan sintesa MTBE. Khusus untuk sistim absorpsi reaktif, model ini mengasumsikan bahwa seluruh tahanan perpindahan massa terkonsentrasi pada film dan perpindahan massa pada film adalah difusi molekular tunggal. Sistim larutan yang digunakan untuk absorpsi reaktif adalah asam nitrat.
Model yang telah diselesaikan oleh Kenig dkk. (2001), dikembangkan Kloker dkk. (2005), untuk proses distilasi (sintesa ethyl acetat) dan stripping (octyl hexanoat). Namun model rate based untuk proses stripping dilakukan penyederhanaan menggunakan effective difusivities.
Ghaemi dkk. (2009), melakukan pengembangan model menggunakan model yang telah diselesaikan oleh Kenig dkk. (2001) untuk absorpsi CO2dengan
larutan ‘ partially carbonated ammonia’ . Gas yang terserap diasumsikan hanya CO2 dan laju reaksi menggunakan laju roverall .
1.4 Perumusan dan pembatasan masalah
Mengingat besarnya kerugian yang dapat ditimbulkan oleh CO2 dan
H2S, maka pemisahan gas CO2dan H2S dari industri minyak dan gas alam serta
industri petrokimia secara absorpsi reaktif telah menjadi bagian penting dalam proses industri selama dekade ini. Dalam rangka meningkatkan sistim desain
absorpsi reaktif, telah dikembangkan oleh peneliti terdahulu model absorpsi melalui kajian teoritis dan simulasi.
Permasalahan dari model-model yang telah dikembangkan yang berhubungan dengan metode pemisahan CO2 dan H2S dari aliran gas dapat
dirumuskan sebagai berikut:
• Absorpsi reaktif melibatkan berbagai komponen campuran gas dan
campuran liquida yang mewakili campuran multikomponen gas dan atau cairan yang properti perpindahannya jauh lebih komplek dibandingkan dengan perpindahan massa binari sederhana, sementara sebagian besar model adalah uni komponen yang mengasumsikan hanya satu komponen yang berpindah melalui interface atau difusi molekular tunggal. Pengembangan model menggunakan rate-based untuk difusi multikomponen di film pada proses absorpsi belum banyak dilakukan oleh peneliti terdahulu. Beberapa diantaranya adalah Noeres dkk. (2003); Kloker dkk. (2005) dan Ghaemi dkk. (2009). Dalam penerapan sistim absorpsi reaktif , peneliti-peneliti tersebut mengasumsikan bahwa seluruh tahanan perpindahan massa terkonsentrasi pada film dan perpindahan massa pada film adalah difusi molekular tunggal, serta dilakukan penyederhanaan menggunakan effective difusivities dan laju reaksi menggunakan laju roverall . Karena itu , rincian model diperlukan untuk
memberikan gambaran diskripsi dari interaksi antara perpindahan massa difusi dan reaksi kimia.
• Proses absorpsi pemisahan CO2 dalam prakteknya terjadi pada tekanan
tinggi. Pada kondisi tersebut beberapa komponen disamping CO2 dapat
terserap dan terjadi interaksi antar komponen dalam film gas maupun film liquida yang mempengaruhi proses perpindahan massa maupun reaksi kimia.
• Kinerja dari sistim absorber mensyaratkan bahwa pelarut/absorben untuk
memisahkan gas CO2 harus murah, memiliki kapasitas siklus neto yang
tinggi, laju absorpsi/reaksi lebih besar dan juga stabilitas kimia yang tinggi, tekanan uap yang rendah serta korosifitasnya kecil.
Berdasarkan uraian di atas, dalam rangka meningkatkan performance kolom absorber dilakukan pengembangan model rate-based dua film untuk desain absorpsi multikomponen menggunakan pendekatan rigorous dengan memperhatikan interaksi antara perpindahan massa secara difusi untuk masing-masing komponen dan masing-masing-masing-masing reaksi kimia yang mewakili campuran multikomponen. Oleh karena itu penelitian ini menggunakan teori difusi multikomponen Maxwell-Stefan untuk mengkaji secara teoritis kinerja Packed Column dalam mengabsorpsi gas CO2 kedalam larutan. Disamping itu, sebagai
perbandingan dikaji pula model rate-based dua film untuk desain absorpsi multikomponen menggunakan enhancement factor dengan teori Fick-difusion.
Sistim pelarut yang digunakan adalah senyawa K2CO3 dengan promotor
MDEA. Senyawa MDEA menunjukkan cara yang efektif untuk meningkatkan keseluruhan performance bahan pelarut K2CO3, karena memiliki kelebihan
seperti loading campuran gas asam dan ketahanan degradasi lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa alkanolamine kelompok primary dan secondary. Senyawa MDEA memiliki panas reaksi , kehilangan tekanan uap, korosifitas lebih rendah dibandingan senyawa alkanolamine yang lain, sehingga diharapkan memberikan peluang untuk meningkatkan performance bahan pelarut K2CO3 .
Promotor lain yang akan diteliti kinerjanya adalah asam borat, karena sifat asam borat yang ramah lingkungan dan juga memiliki kemampuan menyerap CO2.
Pengembangan model matematis dilakukan dengan membuat neraca massa pada Packed Column dengan menggunakan model film untuk difusi multikomponen dengan persamaan Maxwell-Stefan. Neraca massa mikroskopis dibuat untuk masing-masing komponen dalam fasa liquida dan fasa gas. Fluks absorpsi masing-masing komponen ditentukan dengan menggunakan model film steady state dengan teori difusi multikomponen Maxwell-Stefan, yang sudah diselesaikan secara analitik oleh Kenig dkk. (2001). Sistim absorpsi reaktif menghasilkan panas reaksi yang menyebabkan terjadinya perubahan suhu pada kolom, maka pengembangan model matematis ini dibuat pula neraca energi fasa liquida pada Packed Column.
Pada pembentukan model matematis absorpsi CO2 ke dalam larutan
K2CO3 dengan promotor pada Packed Column, dibutuhkan sistim reaksi kimia,
kinetika reaksi, dan kelarutan komponen gas-gas di dalam larutan elektrolit. Informasi yang berhubungan dengan kinetika reaksi MDEA dan asam borat untuk sistim absorpsi CO2 dengan larutan K2CO3belum tersedia.
Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dilakukan eksperimen untuk menentukan data kesetimbangan fasa gas-cair dalam sistim larutan elektrolit: CO2-K2CO3-MDEA-H2O. Eksperimen dilakukan menggunakan kolom absorpsi
tipe Wetted Wall Coloumn (WWC ). Berdasarkan data percobaan, melakukan perhitungan estimasi koefisien aktifitas dengan model e-NRTL dan membandingkan profil tekanan parsial kesetimbangan CO2 dan H2O dari hasil
eksperimen dengan hasil estimasi. Selain itu, diperlukan pula data kinetika reaksi absorpsi CO2 dalam larutan K2CO3 dengan promotor. Senyawa yang digunakan
sebagai promotor K2CO3 adalah senyawa MDEA dan asam borat, penentuan data
kinetika secara eksperimen menggunakan kolom absorpsi tipe WWC .
Dalam penelitian eksperimen ini, penggunaan promotor asam borat dalam sistem larutan K2CO3 dibatasi hanya untuk menentukan kinetika reaksi,
sedangkan pada pemodelan dan simulasi, penggunaan promotor asam borat dibatasi hingga penentuan distribusi konsentrasi komponen-komponen pada film liquida.
Penyelesaian model matematis tersebut perlu diprediksi laju absorpsi CO2
dan H2S. Dalam hal ini dibutuhkan data koefisien perpindahan massa dan
koefisien difusi. Koefisien perpindahan massa sisi gas dan liquida diperoleh dari korelasi empiris di literatur. Output dari model Packed Column ini adalah % removal CO2 dan H2S, distribusi konsentrasi masing-masing gas dalam fasa
liquida dan distribusi temperatur campuran gas dan campuran liquida pada Packed Column.
1.5. Tujuan penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang disampaikan diatas, maka penelitian disertasi ini dibagi dalam dua kelompok yaitu penelitian yang bersifat eksperimen dan penelitian yang bersifat kajian teoritis.
1.5.1. Tujuan penelitian eksperimen Tujuan penelitian eksperimen adalah:
1) Menentukan data kesetimbangan larutan fasa gas-cair sistim elektrolit untuk CO2- K2CO3-MDEA-H2O
2) Menentukan data kinetika reaksi absorpsi CO2 dengan pelarut K2CO3 dan
promotor MDEA dan asam borat.
3) Menentukan % removal CO2 dan H2S menggunakan sistim larutan K2CO3
dan promotor MDEA.
1.5.2. Tujuan penelitian pemodelan dan simulasi Tujuan penelitian pemodelan adalah:
1) Mengembangkan model menggunakan rate-based model film dengan teori difusi multikomponen Maxwell-Stefan melalui pendekatan rigorous untuk mengkaji secara teoritis kinerja Packed Column dalam mengabsorpsi gas CO2 dan H2S ke dalam larutan K2CO3 dengan
promotor MDEA dan promotor asam borat. Sebagai perbandingan dilakukan pula pengembangan model menggunakan pendekatan enhancement factor .
2) Menghitung distribusi konsentrasi masing-masing komponen dalam fasa liquida dan distribusi temperatur campuran gas dan campuran liquida pada Packed Column
3) Menghitung removal CO2 dan H2S dengan cara simulasi dari model yang
telah dikembangkan untuk absorpsi CO2 dan H2S pada sistim larutan
CO2-K2CO3-MDEA-H2O.
1.6. Orisinalitas penelitian
Hasil penelitian ini merupakan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan faktor kebaruan sebagai berikut:
1 Sistim pelarut K2CO3 dengan promotor MDEA untuk absorpsi CO2 dan
H2S belum ada yang meneliti, baik dalam bentuk eksperimen maupun
2 Data kinetika merupakan salah satu parameter model yang dikembangkan, namun informasi yang berhubungan dengan kinetika reaksi MDEA dan asam borat pada absorpsi CO2 dengan larutan K2CO3tidak tersedia.
3 Model yang dikembangkan peneliti terdahulu dengan teori difusi multikomponen Maxwell-Stefan menggunakan effective difusivities dan laju reaksi reaksi overall. Pengembangan rigorous model menggunakan pendekatan rate-based model film dengan teori difusi multikomponen Maxwell-Stefan untuk mengkaji secara teoritis kinerja Packed Column dalam menyerap gas CO2 dan H2S ke dalam larutan K2CO3 dengan
promotor MDEA belum ada. Pada penelitian ini, dilakukan pengembangan model menggunakan pendekatan rigorous yang memperhatikan interaksi antara perpindahan massa secara difusi dan reaksi kimia yang mewakili campuran multikomponen.
