bab iii distilasi fraksionasi 2
DESCRIPTION
DISTILASITRANSCRIPT
DISTILASI FRAKSIONASI
1. Pendahuluan
Destilasi fraksionasi merupakan suatu teknik pemisahan untuk larutan yang
mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30oC atau lebih.
Dalam destilasi fraksional atau destilasi bertingkat proses pemisahan parsial diulang
berkali-kali dimana setiap kali terjadi pemisahan lebih lanjut. Hal ini berarti proses
pengayaan dari uap yang lebih volatil juga terjadi berkali-kali sepanjang proses
destilasi fraksional itu berlangsung.
Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah. Adapun
salah satu kelebihan destilasi fraksionasi yaitu hasil yang didapatkan lebih murni,
karena proses pemisahannya dilakukan secara bertingkat dan berulang-ulang.
Dalam destilasi proses pemisahan parsial diulang berkali-kali dimana setiap kali
terjadi pemisahan lebih lanjut. Hal ini berarti proses pengayaan dari uap yang lebih
volatil juga terjadi berkali-kali sepanjang proses destilasi fraksional itu berlangsung.
Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom
fraksionasi.
Gambar 1.1 Kolom Fraksionasi
Distilasi Fraksionasi 1
Contoh umum kolom fraksionasi, seperti pada Gambar 1.1. Umpan pada kolom
dimasukkan pada bagian tengah kolom dengan laju tertentu. Piring (plate) tempat
umpan masuk dinamakan piring umpan (feed plate). Bagian atas kolom di atas piring
umpan merupakan bagian rektifikasi (rectification), sedangkan bagian bawahnya,
termasuk piring umpan itu sendiri adalah bagian pelucutan (stripping). Umpan cair
mengalir ke bawah di dalam bagian pelucutan ini sampai ke dasar kolom, di mana
permukaan cairan dijaga pada tinggi tertentu. Zat cair ini lalu mengalir dengan gaya
grafitasi ke dalam Reboiler.
Gambar 1.2 Distilasi Fraksionasi pada Minyak Mentah
2. Peralatan yang Digunakan untuk Distilasi Fraksionasi
2.1 Tray/Plate Distilasi
Metode ini adalah metode praktis yang termurah untuk memisahkan
komponen-komponen dari suatu campuran fase cair yang homogen. Suatu kolom
yang dirancang dengan baik dapat memisahkan komponen-komponen dengan
perbedaan titik didih sedekat 2 oC. Gambar 3.2 pengaturan unit-unit dalam distilasi
kontinyu atau fraksionasi. Stage-stage atau plate-plate yang terletak di atas umpan
disebut seksi enriching atau rectifying, sedangkan beberapa stage yang terletak pada
bagian bawah umpan disebut sebagai seksi stripping.
Distilasi Fraksionasi 2
Umpan biasanya berupa cairan. Uap untuk fraksionasi dihasilkan oleh ketel
atau reboiler yang terdapat pada bagian dasar kolom. Sebuah kondenser pada bagian
puncak menyediakan fase cair untuk seksi enriching. Arus cairan yang dikembalikan
ke dalam kolom disebut refluks. Arus produk yang diambil secara kontinyu dari
kolom disebut distilat dan bottoms (residu).
Gambar 1.3 Bagian Kolom Fraksionasi
Beberapa istilah yang biasa ditemukan dalam operasi kolom distilasi seperti,
Tray umpan yaitu tray atau plate di mana umpan dimasukkan. Diisitilahkan sebagai
feed plate atau feed stage yang dilambangkan sebagai tray “f”. Plate-plate di atas di
atas tray umpan, yaitu plate pada seksi enriching disimbolkan dengan “n” dan plate-
plate di bawah tray umpan ditandai dengan simbol “m”.
Pada kolom distilasi tipe tray, fase atau arus cairan mengalir melalui plate
horizontal dan uap digelembungkan melalui fase cair. Alat kontak seperti yang
digunakan pada distilasi ini dikenal sebagai sieve tray. Terdapat berbagai macam tipe
sieve tray yang digunakan untuk aplikasi yang berbeda-beda.
Jenis tray yang mula-mula dikenal adalah bubble cap tray. Jenis tray ini
ditunjukkan pada gambar 1.4 . Gambar detail dari bubble cap ditunjukkan pada
Gambar 1.5.
Distilasi Fraksionasi 3
Gambar 1.4 Penampang suatu Bubble Cap Tray
Spesifikasi bubble cap tray adalah :
Kapasitas sedang sampai tinggi
Efisiensi sedang sampai tinggi
Biaya instalasi dan perawatan lebih mahal
Laju alir rendah karena pressure drop tinggi
Korosi tinggi
Gambar 1.5 Detil dari Bubble Cup Tray
Distilasi Fraksionasi 4
2.2 Destilasi Kolom Isian ( Packed bed)
Metode kolom pemisah dengan penggunaan bahan isian pada kolom juga
telah dipergunakan secara luas untuk fraksionasi kontinyu. Fungsi dari bahan isian
adalah untuk meningkatkan turbulensi dan kontak fase uap dan cair yang lebih
sempurna. Bahan isian yang digunakan harus tahan terhadap korosi dan memiliki
struktur yang kuat untuk menahan beban tumpukan. Bahan isi tersebut harus
memiliki fraksi ruang kosong yang besar (untuk menjaga agar pressure drop tetap
rendah), dan memiliki densitas yang rendah serta berharga murah.
Dilihat sekilas, kolom distilasi dengan tray dan kolom bahan isian tidak dapat
dibedakan. Peralatan-peralatan pelengkap untuk keduanya sama. Gambar 1.6
menunjukkan skema pelaratan menara distilasi dengan kolom isian. Beberapa
kelebihan penggunaan kolom pemisah dengan bahan isian adalah :
a) Kolom bahan isian biasanya lebih murah
b) Dapat digunakan untuk sistem yang korosif, karena dapat digunakan bahan
isian dengan material keramik.
c) Memberikan pressure drop yang lebih rendah
d) Memiliki liquid holdup yang lebih singkat
e) Relatif terpengaruh oleh terbentuknya busa (foaming)
Gambar 1.6 Kolom Destilasi dengan Bahan Isian
Distilasi Fraksionasi 5
2.2.1 Packed Bed
Gambar 1.7 Packed Bed
Tinggi Packed Bed
Penentuan tinggi packing-bed pada kolom distilasi, dapat menggunakan konsep tinggi
tahap kesetimbangan ekivalen (height of an equivalent equilibrium stage) untuk
mengkonversi jumlah tahap ideal yang diperlukan menjadi tinggi packing. Tinggi
tahap kesetimbangan ekivalen yang biasanya disebut tinggi plate teoritik (height of a
theoritical plate, HETP), adalah tinggi packing yang diperlukan untuk menghasilkan
proses pemisahan yang sama seperti pada tahap kesetimbangan. Eckert (1975) sudah
menunjukkan bahwa pada proses distilasi untuk jenis dan ukuran packing tertentu,
HETP akan konstan dan tidak dipengaruhi oleh sifat fisik sistem. Berikut ini nilai
Distilasi Fraksionasi 6
HETP untuk packing jenis Pall rings yang dapat digunakan untuk memperkirakan
tinggi packing bed yang diperlukan.
2.2.2 Pall Rings
Biasanya pall rings digunakan untuk kolom yang baru. Pall ring termasuk jenis
packing sedang karena batas flooding tinggi dan distribusi liquid baik.
Gambar 1.7 Pall Rings
2.2.3 Sieve Tray
Sieve tray merupakan jenis tray yang paling sederhana dibandingkan jenis tray
yang lain dan lebih murah daripada jenis bubble cap. Pada Sieve tray uap naik ke atas
melalui lubang-lubang pada plate dan terdispersi dalam cairan sepanjang plate. Cairan
mengalir turun ke plate di bawahnya melalui down comer dan weir.
Meskipun sive tray mempunyai kapasitas yang lebih besar pada kondisi operasi yang
sama dibandingkan dengan bubble cap, namun sieve tray mempunyai satu
kekurangan yang cukup serius pada kecepatan uap yang relatif lebih rendah
Distilasi Fraksionasi 7
dibandingkan pada kondisi operasi normal. Pada sieve tray, aliran uap berfungsi
mencegah cairan mengalir bebas ke bawah melalui lubang-lubang, tiap plate di desain
mempunyai kecepatan uap minimum yang mencegah terjadinya peristiwa “dumps”
atau “shower” yaitu suatu peristiwa dimana cairan mengalir bebas mengalir ke bawah
melalui lubang-lubang pada plate.
Kecepatan uap minimum ini yang harus amat sangat diperhatikan dalam mendesain
sieve tray dan menjadi kesulitan tersendiri dalam kondisi operasi
sesungguhnya.Efisiensi sieve tray sama besarnya dengan bubble cap pada kondisi
desain yang sama, namun menurun jika kapasitasnya berkurang di bawah 60% dari
desain.
Spesifikasi Sieve Tray :
O Kapasitas tinggi
O Efisiensi tinggi
O umumnya tidak cocok untuk operasi dibawah variabel beban
O Pressure drop sedang
O Biaya rendah
O Perawatan rendah
O Efek korosi rendah
Gambar 1.8 Sieve Tray
Distilasi Fraksionasi 8
Dilihat sekilas, kolom distilasi dengan tray dan kolom bahan isian tidak dapat
dibedakan. Peralatan-peralatan pelengkap untuk keduanya sama. Beberapa kelebihan
penggunaan kolom pemisah dengan bahan isian adalah :
Kolom bahan isian biasanya lebih murah
Dapat digunakan untuk sistem yang korosif, karena dapat digunakan bahan isian
dengan material keramik.
Memberikan pressure drop yang lebih rendah
Memiliki liquid holdup yang lebih singkat
Relatif terpengaruh oleh terbentuknya busa (foaming)
DAFTAR PUSTAKA
http://ptkimedan.megabb.com/t13-menara-destilasi
http://www.scribd.com/document_downloads
http://rolanrusli.com/wp-content/uploads/2012/02/Rangkaian-Destilasi.png
http://4.bp.blogspot.com/-/proses-pengolahan-minyak-bumi-dengan-distilasi-
bertingkat.jpg
http://www.inclusive-science-engineering.com/wp-content/uploads/2012/02/Inside-
view-of-distillation-column.jpg
http://www.packed-columns-tower-packing.com/wp-content/uploads/2011/03/
towerstructure.jpg
http://letshare17.blogspot.com/2010/12/kolom-fraksionasi-industri.html
Distilasi Fraksionasi 9