Tk4102 Evaluasi Kinerja Proses Kolom Distilasi 13011074 13011077 13011083 (1)

(1)

TK 4102 TK 4102 EVA

EVALUASI LUASI KINERJA PROSESKINERJA PROSES

KOLOM DISTILASI

Oleh : Oleh : 1.

1. Religia Religia Shaliha Shaliha (130110(13011074)74) 2

2. . JJaawwaahhiir r AA. . MM. . MM.. ((1133001111007777)) 3.

3. Dedi Dedi Hermawan Hermawan (130110(13011083)83)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2014/2015 2014/2015

(2)

(3)

BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar !"a#a$%

!l!m di"#ila"i mer$%a&an "alah "a#$ $ni# !%era"i $#ama dalam %a'ri& di ind$"#ri &imia. Se#elah 'ahan 'a&$ direa&"i&an &!l!m di"#ila"i %ada $m$mna dig$na&an $n#$& memi"ah&an &!m%!nen rea&"i "ehingga di%er!leh %r!d$& m$rni ang #er%i"ah dari "i"a rea&#an ma$%$n %r!d$& "am%ing. *emi"ahan dengan mengg$na&an &!l!m di"#ila"i dida"ar&an %ada #i#i& didih &!m%!nen+ &!m%!nen. em$dahan "$a#$ ,airan mendidih #ergan#$ng a#a" -!la#ili#a"na. airan dengan #e&anan $a% #inggi a&an mendidih %ada #em%era#$r ang le'ih rendah. Selain i#$ #e&anan $a% dan #i#i& didih ,am%$ran ,airan #ergan#$ng a#a" /$mlah rela#i &!m%!nen di dalam ,am%$ran. Dengan &a#a lain di"#ila"i #er/adi

&arena %er'edaan -!la#ili#a" rela#i an#ara &!m%!nen+&!m%!nen di dalam ,airan.

*ada !%era"i di"#ila"i #er/adi &e"e#im'angan $a%+,air "ehingga a&an di%er!leh $a% ang mengand$ng le'ih 'ana& &!m%!nen ang m$dah meng$a% dan ,airan ang &aa a&an &!m%!nen ang le'ih #ida& m$dah meng$a% (n!n+-!la#il). !n"$m"i energi $n#$& !%era"i di"#ila"i #erg!l!ng 'e"ar 'ai& $n#$& %emana"an ma$%$n %endinginan "ehingga 'er&!n#ri'$"i 'ana& %ada 'iaa !%era"i %er$"ahaan.

*emi"ahan dengan di"#ila"i 'ergan#$ng #erhada% &ara&#eri"#i& &!l!m "er#a 'e"aran+'e"aran !%era"i. ara&#eri"#i& &!l!m dian#arana adalah dimen"i &!l!m meli%$#i diame#er dan #inggi &!l!m #i%e &!l!m dan /eni" &!nden"!r. Sedang&an 'e"aran !%era"i men,a&$% &!ndi"i $m%an la/$ ga" dan ,airan ra"i! rel$&" #e&anan /$mlah #aha% dan "e'againa. Dengan demi&ian "e#ia% &!l!m memili&i &$r-a %er!rman"i ang 'er'eda+'eda.

1.2. T&'&a$

$ga" ini 'er#$/$an $n#$& :

a. Menge-al$a"i &iner/a &!l!m ra&"i!na"i %ada %r!d$&"i ga" reirgeran R+ 20 ( propane refrigerant ) ang dila&$&an melal$i %em$rnian * %r!%ana (*+3).

'. Mengama#i d$a ma"alah ag "ering #er/adi di dalam !%era"i &!l!m di"#ila"i #er$#ama %ada "aa# start-up &arena ra"i! la/$ ,airan dan $a% ang #ida& "e"$ai dengan ran,angan ai#$ flooding dan weeping.

(4)

1.(. R&a$% L)$%#&*

5-al$a"i meli%$#i %em'$a#an &$r-a &iner/a #erhada% diame#er dan maximum flooding %ada &!l!m di"#ila"i (+201 de-etanizer ) Selan/$#na %em'$a#an

&$r-a &iner/a la/$ alir ,airan dan ga" #erhada% &!ndi"i !%era"i. Dari lang&ah #er"e'$# dihara%&an 'a#a"an+'a#a"an !%era"i da%a# di#e#a%&an "ehingga men,egah &egagalan !%era"i. Dengan demi&ian &$ali#a" dan &$an#i#a" %r!d$& %emi"ahaan "e"$ai dengan "%e"ii&a"i "er#a !%era"i &!l!m di"#ila"i aman

ei"ien dan ee&#i.

1.4. R!+!r!$,)

Ta!" 1.1 D!&$men Reeren"i

N- J&&" D-#&!$

1. +4102 5-al$a"i iner/a *r!"e": 5-al$a"i !l!m Di"#ila"i 2. +4102 5-al$a"i iner/a *r!"e": !l!m 6ra&"i!na"i

(5)

BAB II METODOLOGI

2.1 M!t-!

eri&$# 'e'era%a me#!de ang dig$na&an dalam e-al$a"i ini :

1. 9n#$& menge-al$a"i &!l!m di"#ila"i %ada %r!d$&"i ga" rerigeran# R+20 ( propane refrigerant ) dila&$&an %em!delan dengan mengg$na&an %erang&a# l$na& A"%en HSS. Si"#em #erdiri dari %!m%a (*+201) "a#$ "e# de+e#anier (+201) dengan ,!nden"er dan re'!iler "er#a -al-e (;;+100).

2. 9n#$& mem'$a# &$r-a &iner/a (%er!rman"i) %ada &!l!m di"#ila"i (+201 de-etanizer ) dila&$&an -aria"i la/$ alir $m%an dengan -aria'el #eri&a# 'er$%a maximum flooding dan %arame#er diame#er &!l!m. ang&ah ini di$lang "e'ana& < &ali. Dengan demi&ian di%er!leh &$r-a %er!rman"i ang menggam'ar&an nilai la/$ alir $m%an #erhada% maximum flooding dengan < '$ah %arame#er diame#er.

3. 9n#$& mem'$a# &$r-a &iner/a (%er!rman"i) ang menggam'ar&an la/$ alir l$ida #erhada% &!ndi"i !%era"i &!l!m dila&$&an -aria"i &!m%!"i"i $m%an &em$dian la/$ alir di$'ah+$'ah hingga di%er!leh &!ndi"i flooding dan weeping . ang&ah ini di $lang "ehingga di%er!leh &e,ender$ngan &!ndi"i !%era"i ang /ela" %ada -aria"i la/$ alir l$ida.

2.2 Da,ar D!,a)$ a$ A,&,)

eri&$# mer$%a&an da"ar de"ain dan a"$m"i ang dig$na&an di dalam e-al$a"i "i"#em %r!d$&"i rerigeran# ini.

2.2.1 S*!,)+)#a,) K-"- De-Etanizer

Ta!" 2.1 S%e"ii&a"i &!l!m di"#ila"i S*!,)+)#a,) K!t!ra$%a$

J&"aTray 12

I$"!t U*a$ aha% &e  T!#a$a$ K-$!$,-r 24.< 'ar T!#a$a$ R!-)"!r 2< 'ar Ra,)- r!+"&#, <0

2.2.2 K-*-,),) U*a$ LPG

(6)

K-*-$!$ P!r,!$ M-" Eta$a 2< Pr-*a$a <0 )&ta$a 10 $&ta$a 1< )*!$ta$a 00 $*!$ta$a 00 )&t!$a 00 2.2.( H!&r),t)# P!ra$a$%a$

erda"ar&an he$ri"#i& %eran,angan &!l!m di"#ila"i ra"i! =D ang dig$na&an %ada $m$mna 'er&i"ar 1 "am%ai 10.

(7)

BAB III PEMBAHASAN

(.1 D!,#r)*,) Pr-,!,

ahan 'a&$ 'er$%a * di%!m%a &e dalam &!l!m di"#ila"i (de-ethanizer ) "ehingga diha"il&an %r!d$& a#a" dengan &and$ngan e#ana le'ih 'ana&. Sedang&an %r!d$& 'awah ang mengand$ng %r!%ana dim$rni&an le'ih lan/$# $n#$& memi"ah&an hidr!&ar'!n ran#ai %an/ang dengan de- butanizer . Dalam %r!"e" ini &!l!m di"#ila"i memegang %eranan ang %en#ing $n#$& mengha"il&an %r!d$& dengan &em$rnian "e"$ai dengan "%e"ii&a"i. Sehingga $n#$& menghindari #er/adina &egagalan !%era"i ang 'er/$ng &er$gian ma&a e-al$a"i #erhada% %r!"e" #er"e'$# "anga# %en#ing dila&$&an.

Gaar (.1 Diagram Alir *r!"e" *r!d$&"i a" Rerigeran R+20

(.2 K&r3a P!r+-ra,)

$r-a &iner/a 'er'eda+'eda $n#$& "e#ia% &!l!m di"#ila"i. *ada &e"em%a#an ini a&an dila&$&an e-al$a"i &$r-a &iner/a men,a&$% h$'$ngan la/$ alir $m%an #erhada% ma>im$m l!!ding dan diame#er "er#a h$'$ngan la/$ alir &ed$a l$ida dengan &!ndi"i !%era"i.

(8)

Dalam &e"em%a#an ini di-aria"i&an la/$ alir $m%an #erhada% maximum flooding %ada diame#er &!l!m #er#en#$. erda"ar&an "im$la"i dengan mengg$na&an

HSS di%er!leh &$r-a %er!rman"i #erhada% diame#er dan la/$ alir $m%an ang di#$n/$&&an %ada am'ar 3.2.

Gaar (.2 $r-a %er!rman"i #erhada% maximum flooding dan la/$ alir $m%an

Dari am'ar 3.2 #erliha# 'ahwa %ada diame#er &!l!m di"#ila"i ang #e#a% ma&a maximum flooding mening&a# "eiring dengan %ening&a#an la/$ alir $m%an. enai&an la/$ alir $m%an mene'a'&an /$mlah ,airan ang mema"$&i &!l!m "ema&in 'e"ar. enai&an la/$ alir $m%an ini 'erh$'$ngan dengan vapour flow velocity ang 'ergan#$ng %ada diame#er &!l!m a#a$ &a%a"i#a" &!l!m. Dengan &a%a"i#a" &!l!m ang #e#a% ma&a %er"en#a"i ,airan ang #er$a%&an 'er&$rang "ehingga /$mlah ,airan ang #ida& #er$a%&an 'er#am'ah. arena #ida& #er$a%&an ma&a ,airan #era&$m$la"i di "e#ia% tray "ehingga &e#i&a mele'ihi &a%a"i#a" tray #er"e'$# ma&a ,airan a&an mengalir &etray di 'awahna.

Semen#ara i#$ %ada la/$ alir ang #e#a% &enai&an diame#er &!l!m mene'a'&an %en$r$nan maximum flooding . enai&an diame#er mening&a#&an &a%a"i#a" &!l!m $n#$& meng$a%&an ,airan. Sehingga %ada /$mlah ,airan ang mening&a# ma&a #er/adi %ening&a#an maximum flooding .

(9)

(.2.2 K&r3a *!r+-ra$,) "a'& a")r %a, a$ a)r t!raa* #-$),) -*!ra,) #-"- ),t)"a,)

Selan/$#na dila&$&an e-al$a"i &!ndi"i !%era"i dengan mem-aria"i&an nilai la/$ alir ga" dan ,airan melal$i %eng$'ahan &!m%!"i"i $m%an. Sim$la"i dila&$&an dengan mengg$na&an &!l!m di"#ila"i 'erdiame#er 4 m dan flow path 'er/$mlah 2 '$ah. ;aria"i &!m%!"i"i di#$n/$&&an %ada a'el 3.1.

Ta!" (.1 ;aria"i &!m%!"i"i $m%an

Senawa 6ra&"i m!l 1 2 3 4 < ? 7 8  5#hane 0.01 0.0< 0.07 0.10 0.13 0.1< 0.17 0.1< 0.13 *r!%ane 0.7 0.83 0.73 0.?3 0.<3 0.4< 0.3< 0.17 0.1< i+$#ane 0.01 0.0? 0.0 0.12 0.1< 0.18 0.21 0.18 0.1? n+$#ane 0.01 0.03 0.04 0.0? 0.08 0.0 0.11 0.0 0.08 i+*en#ane 0.00 0.02 0.03 0.0< 0.0? 0.07 0.08 0.07 0.0? n+*en#ane 0.00 0.01 0.02 0.02 0.03 0.04 0.04 0.04 0.17 1+$#ene 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.2 0.2<

Sim$la"i dila&$&an dengan -aria"i &!m%!"i"i $m%an "ehingga la/$ alir ga" dan ,air a&an 'er$'ah dan men,a%ai &!ndi"i flooding dan weeping . !m%!"i"i hidr!&ar'!n 'era# di%er'e"ar agar la/$ alir l$ida ha"il &e"e#im'angan memili&i a"a ,air ang le'ih 'ana& "ehingga la/$ ,airan di dalam &!l!m mening&a#. Se'ali&na a%a'ila hidr!&ar'!n ringan di%er'e"ar la/$ alir ga" ha"il &e"e#im'angan a&an nai&. Dengan -aria"i #er"e'$# a&an di%er!leh &!ndi"i !%era"i 'er$%a flooding danweepingang di#$n/$&&an %ada am'ar 3.3.

(10)

0 500000 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 Flooding Weeping

Net Liquid Flow Rate (kg!" Net #apo$ Flow Rate (kg!"

Gaar (.( $r-a &iner/a la/$ alir ga" dan ,air #erhada% &!ndi"i !%era"i &!l!m di"#ila"i 320000 370000 420000 190000 200000 210000 220000 230000 240000 250000

Flooding

Gaar (.4 !ndi"i l!!ding %ada la/$ alir dan ga" #er#en#$

am'ar 3.4 men$n/$&&an &$r-a &iner/a %ada &!m'ina"i la/$ alir l$ida #er#en#$ ang mengha"il&an re/im aliran l!!ding. Flooding di"e'a'&an #inggina /$mlah ,airan di dalam tray. Dari gam'ar #er"e'$# #erliha# 'ahwa %ada &!m'ina"i la/$ alir ga" #inggi dan ,air ang rendah #er/adi l!!ding. a/$ alir ga" ang #inggi

(11)

menahan ,airan ang #$r$n melal$i downcomer "ehingga #er/adi %ening&a#an &e#inggian hold-up tray di a#a"na. Hal ini dengan &a#a lain mening&a#&an wa&#$ #inggal ,airan di dalam #ra "ehingga #er/adi a&$m$la"i dan 'era&hir %ada l!!ding.

Selain i#$ &!m'ina"i la/$ alir ,air ang #inggi dan la/$ ga" ang rendah /$ga menim'$l&an flooding . Hal ini /ela" &arena la/$ ,airan ang 'e"ar mening&a#&an /$mlah ,airan ang ma"$& &e dalam &!l!m. Sehingga dengan &a%a"i#a" &!l!m ang #e#a% (diame#er #e#a%) ma&a &e#inggian ,airan a&an mening&a# "ehingga 'er$/$ng %ada flooding . 6en!mena flooding diindi&a"i&an dengan mem'e"arna 'eda #e&an di &!l!m di"#ila"i. Hal ini #er/adi &arena 'ana&na ,airan ang men$/$ &e 'awah &!l!m "emen#ara ga" ang nai& a&an #er#ahan. a" ang ada mem'$#$h&an #e&anan ang ,$&$% "ehingga da%a# melawan ar$" ,airan ang men$/$ &e 'awah &!l!m. Flooding da%a# mene'a'&an %en$r$nan ei"ien"i %emi"ahan dan 'erdam%a& '$r$& %ada &iner/a dan ei"ien"i energi %r!"e" di"#ila"i.

17500 19500 21500 9500 10500 11500 12500 13500 14500

Weeping

Gaar (.5 !ndi"i wee%ing %ada la/$ alir dan ga" #er#en#$

am'ar 3.< men$n/$&&an &$r-a &iner/a %ada &!m'ina"i la/$ alir l$ida #er#en#$ ang mengha"il&an re/im aliran wee%ing. Weeping mer$%a&an en!mena ang di"e'a'&an &arena la/$ alir ga" ang &e,il "ehingga #e&anan ga" #ida& ,$&$% menem'$" &e#inggian ,airan di tray (#ida& mam%$ mengang&a# ,airan). Sehingga da%a# #er/adi &e'!,!ran ,airan melal$i %er!ra"i. Weeping ang 'erle'ihan mam%$

(12)

menga&i'a#&an #er/adina a&$m$la"i ,airan (dumping ) dan merem'e" &e tray+tray "ehingga !%era"i har$" di$lang. !ndi"i ini da%a# diindi&a"i&an dengan 'eda #e&an ang #inggi "e%an/ang &!l!m dan ei"ien"i %emi"ahan ang 'er&$rang.

(13)

BAB IV KESIMPULAN

(14)

DAFTAR PUSTAKA

ham M. . 200. Distillation an Introduction Factor !ffecting Distillation "olumn #peration. R.. !"#ell! and A""!,ia#e" @n,

Distillation and $nit #peration "ontrol and %roubleshooting &fficiency' Flooding and Weeping  D$'ai 200<