• Tidak ada hasil yang ditemukan

MODEL SIMULASI ABSORBSI GAS CO 2 DALAM LARUTAN METHYLDIETHANOLAMINE (MDEA) BERPROMOTOR PIPERAZINE (PZ) DALAM PACKED COLUMN

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "MODEL SIMULASI ABSORBSI GAS CO 2 DALAM LARUTAN METHYLDIETHANOLAMINE (MDEA) BERPROMOTOR PIPERAZINE (PZ) DALAM PACKED COLUMN"

Copied!
25
0
0

Teks penuh

(1)

MODEL SIMULASI ABSORBSI GAS CO

2

DALAM

LARUTAN METHYLDIETHANOLAMINE (MDEA)

BERPROMOTOR PIPERAZINE (PZ) DALAM PACKED

COLUMN

Gede Sutrisna Adi W.

(2310100066)

Nizar Nazaruddin

(2310100088)

Pembimbing:

Dr. Ir. Susianto, DEA

Prof. Dr. Ir. Ali Altway, M.S

Laboratorium Perpindahan Massa dan Panas

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(2)

LATAR BELAKANG

Perkembangan

Ekonomi Dunia

Peningkatan

konsumsi bahan

bakar Industri &

Transportasi

Emisi gas CO2

Absorbsi gas

CO2

(3)

Kelebihan

• Stabil Pada Suhu tinggi

Kelamahan

• Korosif

• Panas Regenerasi Tinggi

• Reaksi Penyerapan CO2 Lambat

Kelebihan

• Reaksi Penyerapan CO2 Cepat

• Panas Regenerasi Rendah

• Korosi Rendah

Kelemahan

• Kurang Stabil Pada Suhu Tinggi

K2CO3

AMINE

Ditambahkan Promotor : MDEA,

DEA, MDEA

Digunakan MDEA (Amine Tersier)

Karena lebih tahan suhu tinggi

PERBANDINGAN BAHAN

ABSORBAN

(4)

PENELITIAN TERDAHULU

KINETIKA

Peneliti Judul Hasil yang didapat

Hendy, Kathryn, Gabriel, 2011

Carbondioxide absorbtion into unpromoted and promoted borate-catalyst in potassium carbonate solution

Perbandingan antara absorbsi CO2 dengan dan tanpa promot0r asam borat J. Tim Cullinane,

Gary T. Rochelle

Carbondioxide absorbtion with aqueous potasium carbonate with promotor piperazine

Piperazine meningkatkan rate absorbsi dan kapasitas absorbsi

Jean, Amann, 2009

A new aqueous solven based on blenden

N-MethylDiethanolamine and TerAmine for CO2recovery in

post combustion : Kinetic study

Kinetika absorbsi CO2dengan solven

MDEA dan TETA dengan enggunakan film theory.

Espen, Geert, 2012

Absorbtion and desorbtion mass transfer rate in chemically enhanced reactive system Part I: Chemical enhancement

factor

Pengukuran Chemical Enhancement Factor untuk proses absorbsi dan desorbsi dalam larutan MDEA Astarita, G Carbondioxide absorbtion in aqueous monoethanolamine

solutution

Kinetika, dan mekanisme reaksi sesuai dengan teori penetrasi

Zhang Xu, Yang Yanhua, 2003

Absorbtion Rate of CO2into MDEA Aqueous Solution Blended with Piperazine and DEA

Model kinetil absorbsi CO2 dalam larutan

MDEA dengan promotor PZ, DEA, dan PZ+MDEA

(5)

PENELITIAN TERDAHULU

SIMULASI

Lanjutan

Ahmadi,2008 Advance modeling in performance optimization for reactive separation in industrial CO2removal

Model Matematika untuk absorbsi CO2 dengan larutan potassium karbonat dengan katalis asam borat.

C. Gomez, Borio, 2003

Simulation of Industrial Packed Column for Reactive Absorbtion of CO2

Simulasi steady state untuk proses absorbsi CO2pada ammonia plant

dengan variasi dari berbagai variable proses

Nisa, et al, 2013 Simulasi Absorpsi Reaktif CO2 Skala Industri Dengan Pelarut K2CO3 Berkatalis

Model matematika untuk absorpsi gas CO2 dalam larutan K2CO3 dengan promotor ACT-1

Ningsih et al, 2012

Simulasi Absorpsi Gas Multikomponen Dalam Larutan K2CO3 berpromotor MDEA

Model simulasi absorpsi gas CO2 dalam dengan pelarut K2CO3 disertai

promotor MDEA Altway, et al,

2008

Kajian ulang transfer massa disertai reaksi kimia pada absorpsi reaktif gas CO2 dalam packed column

Perbandingan transfer massa dalam proses absorpsi untuk berbagai model

(6)

PERUMUSAN MASALAH

Bagaimana pembuatan model matematik untuk proses absorbsi

gas CO

2

kedalam larutan MDEA berpromotor PZ didalam packed

column?

Bagaimana validasi model matematik untuk proses absorbsi gas

CO

2

kedalam larutan MDEA berpromotor PZ didalam packed

column?

Bagaimana pengaruh variable seperti suhu, tekanan, dan

konsentrasi promotor terhadap laju absorbsi dan percent recovery

untuk proses absorbsi gas CO

2

kedalam larutan MDEA

berpromotor PZ didalam packed column?

(7)

• Membuat model matematik proses absorbsi gas

CO

2

kedalam larutan MDEA berpromotor PZ

didalam packed column,

• Melakukan validasi model matematik dengan

membandingkan

hasil

prediksi

dengan

data

lapangan dan

• Mengkaji secara teoritis pengaruh berbagai variable

proses seperti suhu, tekanan, konsentrasi promotor

terhadap laju absorbsi dan percent recovery.

Tujuan

Percobaan

• Dengan model matematik yang dibuat dapat

dimanfaatkan untuk membantu memprediksi

performa dan perancangan dari packed column

sekala industri

Manfaat

Percobaan

(8)

METODOLOGI

Mulai

Studi Literatur

Pembuatan Model Matematis

Penyelesaian Numerik

Validasi Model Matematik

Simulasi

Pengambilan Data

Selesai

(9)

SISTEMYANG DITINJAU

Tinggi

Kolom

Diameter

Kolom

Ukuran

Packing

Atas

15,85 m

1,83 m

0,05 m

Bawah

18,29 m

3,05 m

0,07 m

Laju alir gas masuk

: 204020 kg/jam

Fraksi mol komponen gas masuk

-CO

2

: 0,1847

- N

2

: 0,2082

-CO

: 0,0025

- CH

4

: 0,0032

-H

2

: 0,5988

- Argon : 0,0025

9

(10)

VARIABEL

Variabel Input

• Suhu operasi

• Laju Alir

• Tekanan operasi

• Konsentrasi

Promotor PZ

Variabel Output

• Konsentrasi gas

keluar

• Persen recovery

gas CO2

• Distribusi

konsentrasi pada

packing

10

(11)

MODEL MATEMATIKA

10

Model

Matematika

Kinetika

Reaksi

Transfer Massa

Data

Kelarutan

Gas

Kesetimbangan

Reaksi

(12)

MODEL MATEMATIK

SISTIM I

CO2

MDEA

k (gas terlarut)

11

dV

C

C

r

aAdz

R

{

A0

,

B0

}

L

0

}

,

{

.

0 0 0

LdC

B

B

r

C

A

C

B

L

dV

L

aA

R

dZ

dC

K K

0

L

aA

R

dz

dC

B

B

0

(13)

MODEL MATEMATIK

SISTIM II

CO2

k (gas terlarut)

Konsentrasi CO2 pada

interface

12

0

B in B B out A A in

C

C

L

Y

Y

G

0

K in K out K K in

Y

Y

L

C

C

G

He

k

Ek

C

Ek

P

y

k

C

G

L

Ae

L

A

G

Ai

(14)

PENYELESAIAN NUMERIK

Penyelesaian numeric yang digunakan pada penelitian ini adalah

dengan menggunaka metode kolokasi orthogonal. Proses ini

menghasilkan serangkaian persamaan aljabar yang simultan.

Persamaan-persamaan tersebut kemudian diselesaikan dengan

metode Newton Raphson,

13

)

(

* 0 1 0 A A i NC i ji T T B Bin Bj

H

E

C

C

H

Z

C

C

)

(

* 0 1 0 K K NC i ji T T Kin Kj

H

C

C

H

Z

C

C

Ain

out

A

Y

Y

1

Removal

%

(15)

PENGARUH TEMPERATUR

LEAN

peningkatan

%Removal

terjadi

karena

peningkatan

laju

reaksiyang

meningkat

seiring

meningkatnya

temperature.

Hasil

ini

berkorelasi positif dengan

hasil kajian literature yang

dilakukan oleh Wen Xu,

dkk (1992)

(16)

PENGARUH TEMPERATUR

SEMI LEAN

Kenaikan

temperature

pada semilean menaikan

%Removal

lebih

besar

dibanding

temperature

lean

karena

Rate

Semilean

lebih

besar

dibanding Rate Lean

(17)

PENGARUH RATE LEAN

16

Hal ini dikarenakan peningkatan laju aliran larutan dapat meningkatkan turbulensi

dalam aliran yang membuat turunnya tahanan pada sisi liquid. Karena tahanan

pada sisi liquid berkurang maka absorbsi gas menuju liquida dapat berlangsung

lebih cepat.

(18)

PENGARUH TEKANAN

KOLOM

18

Hasil

ini

berkorelasi

positif dengan literature,

dimana

disebutkan

tekanan

berpengaruh

pada kelarutan dari gas

didalam solven.

(19)

PENGARUH KONSENTRASI

PROMOTOR

19

Hal ini disebabkan karena

piperazine

dapat

membantu meningkatkan

absorbsi

yang

disertai

reaksi pada system larutan

MDEA.

(20)

DISTRIBUSI KONSENTRASI

LIQUID PADA PACKING

20

semakin kebawah maka reaksi antara MDEA dengan CO2 akan menjadi semakin

cepat dibuktikan dengan profil konsentrasi produk R-HCO

3

yang turun secara

signifikan pada packing bagian bawah.

(21)

DISTRIBUSI GAS TERLARUT

PADA PACKING

21

Semakin tinggi kolom maka konsentrasi gas terlarut cenderung

menurun.

(22)

VALIDASI MODEL

22

(23)

KESIMPULAN

 %removal terbesar diberikan oleh perubahan temperature lean solution yang

mampu memberikan nilai maksimum 99.3%.

 Pada konsentrasi katalis 1%, kenaikan temperature lean sebesar 1 C dapat

meningkatkan %removal sebesar 0.05%. Sedangkan kenaikan temperature

semilean sebesar 1 C dapat menaikan %removal sebesar 0.09%.

 Peningkatan tekanan kolom dapat meningkatkan kelarutan gas sehingga

meningkatkan laju absorpsi. Pada konsentrasi katalis 1%, setiap kenaikan

tekanan 1 atm dapat meningkatkan %removal sebesar 0.233%.

 Peningkatan laju alir lean dan semilean dapat meningkatkan laju absorpsi.

Sedangkan setiap kenaikan laju alir semilean 1000 kg/jam dapat manaikan

%removal sebesar 0.001%.

 Peningkatan konsentrasi promoter dapat meningkatan %removal secara

signifikan, namun apabila konsentrasi promoter ditingkatkan terus %removal

cenderung menjadi menurun. nilai yang maksimum yang diacapai pada

konsentrasi promoter 10% adalah sebesar 99.63%.

(24)

SARAN

 Simulasi divalidasi dengan data pabrik lain untuk

meningkatkan akurasi dari model matematis yang dibuat.

 Simulasi

ditambah

dengan

unit

stripper

untuk

mengevaluasi kinerja dari unit CO

2

removal secara

keseluruhan.

(25)

TERIMA KASIH

Referensi

Dokumen terkait

SIP: Arsitektur Redirect Server Location Server Registrar Server User Agent Proxy Server Gateway SIP Components Proxy Server PSTN.. SIP: Arsitektur

Sumber data diperoleh melalui data primer dan data sekunder, semua peta tematik yang telah dibuat akan dianalisa menggunakan Sistem Informasi Geografi (SIG) dengan menggunakan

Jika waktu kerja yang dibutuhkan untuk memproduksi produk lebih sedikit daripada jumlah waktu kerja perusahaan yang tersedia, maka berarti mesin tersebut mencukupi untuk

Faktor-faktor yang dianalisa adalah faktor pemicu depresi pada ODHA perempuan, masalah dalam membuka status HIV, stigma dan diskriminasi yang dialami, dukungan sosial

Namun apabila mendapatkan pendampingan psikologis yang terintegratif dalam tim multidisiplin, serta diberikan sejak sebelum, selama, dan setelah penanganan

Untuk mengatasi kekurangan dari tiga metode yang telah dibahas tersebut diatas, maka diperlukan suatu metode yang dapat meramalkan perubahan laju produksi sumur di waktu yang

Kami mengestimasi bahwa pertumbuhan kredit BBNI pada 2017 akan tetap tinggi terutama kredit yang berasal dari proyek infrastruktur pemerintah.. Namun, kredit ke pemerintah

Sementara, defisit nikel di pasar global masih terlihat (10M16 defisit 57.000 ton) seiring dengan rencana pemerintah Filipina untuk menutup beberapa tambang nikel yang