packed+column
TRANSCRIPT
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 1/37
PRESENTASI PERPINDAHAN MASSA
Packed ColumnDistilation
Darul Hamdi
Desi Anggarawati
Destya Nilawati
Dini AssyifaEster Kristin
Indrianti Pramadewi
Nindya Sani W
Nirwanto Honsono
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 2/37
#
Packed Tower
digunakan untuk kontakkontinu diantara liquid dan
gas di dalam kolom
berbentuk silinder yang di
dalamnya diisi packing .
Selain itu juga dilengkapidengan pemasukan gas dan
ruang distribusinya pada
bagian bawah sedangkan
pemasukan zat cair dan
ruang distribusinya pada
bagian atas.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 4/37
#
Karakteristik Tower Packing
1.Harus tidak bereaksi (kimia) dengan fluida didalam menara
2.Harus kuat, tetapi tidak terlalu berat
3.Harus mengandung cukup banyak laluan untuk kedua arustanpa terlalu banyak zat cair yang terperangkap (hold up ) ataumenyebabkan penurunan tekanan terlalu tinggi.
4.Harus memungkinkan terjadinya kontak yang memuaskanantara zat cair dan gas. Suatu ukuran penting disini adalahparameter ‘a’ yang memiliki satuan ft2 /ft3 atau m2 /m3 (dapatdilihat pada tabel karaktristik random packing)
5. Tidak terlalu mahal.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 5/37
#
Tabel Karakteristik Random Packing
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 6/37
#
• TOWER SHELL
Material tergantung kondisi
korosi
Sirkular agar nyaman & kuat
• PACKING SUPPORT
Membantu distribusi gas kepacking
• PACKING RESTRAINER
Melindungi packing agar
tidak terangkat• ENTRAINMENT
ELLIMINATOR
Mengumpulkan entrainment
(kabut).
P
A
CK
E
D
T
O
W
E
R
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 7/37
#
Jenis packing• Random packing
fall randomly
tower may first be filled with water
smaller size: larger spesific surface & gas-
pressure drop larger size: cost less / unit volume
• Regular packing
Low gas-pressure drop & greater possiblefluid flow rates
More costly installation
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 8/37
#
Random Packing
(a) Raschig Rings, (b) Lessing Rings, (c) Partition Rings,
(d) Berl Saddle, (e) Intalox saddle, (f) Tellerette,
(g) Pall Ring.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 9/37
#
Regular Packing
(a) Raschig Rings, (b) Double Spiral Rings,
(c) Expanded Metal-Lath Packing, (d) Wood Grids.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 10/37
#
Distribusi Liquid
Dry packing
tidak efektif untuk transfer massa!!
Spray Nozzles
banyak entrainment liquid dalam gas!!
for LARGE diameter of tower for SMALL diameter of tower
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 11/37
#
RandomPacking Size
danRedistribusi
Liquid
• Untuk random packing:
Jika jumlah packing yang berada di sekitar
dinding menara sedikit (dari jumlah total
packing) maka ada kecenderungan bagi
liquid untuk menuju dinding dan gas
mengalir di tengah menara.
• Penyebab: perbandingan dp/dT < 1/8
• Solusi: meletakkan re-distributor dengan
jarak 3-10 kali dT, meletakkan support
plate dibawah packing support.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 12/37
#
Countercurrent flow in packedtower
Dalam sebuah
Packed tower, jenis
alian yang
terbentuk adalahcountercurrent flow.
Pada aliran ini,
cairan akan
mengalir daribawah ke atas.
Dan gas dari atas
ke bawah.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 13/37
#
Hubunganantara laju
alir gas, laju
aliran liquid,laju alir gas,
serta
pressuredrop gas
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 14/37
#
• Proses distilasi dijalankan pada area
loading.
• Pada Area ini, terjadi kompetisi antara
liquid yang turun dengan gas dari
bawah. Aliran gas ke atasakan tertahanoleh liquid
• Di bawah loading, liquid hanya berupa
cairan tipis• Di atas loading gas yang naik berupa
bubble
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 15/37
#
Perhitungan dimensi packedtower Distillator
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 16/37
#
Perhitungan di enriching
Bisa diselesaikan dengan integral 1/(k‘ya(yi-y)sebagai ordinat dengan Gy sebagai absisa. Tapi
sangat sulit mengetahui Gy pada tiap bagian
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 17/37
#
simplifikasi
Simplifikasi
dengan
mengasumsikanbahwa komponen
G dan L sama
pada setiap bagian
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 18/37
#
Untuk Kurva lurus (McCabe)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 19/37
#
• Rumusnya analog dengan yang ada di
stripping. Namun berbeda limit
integrasinya
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 20/37
#
Illustration 9.12
Determine suitable dimensions of packed
section of a tower for the methanol-water
separation of Illustration 9.8, using 38-mm(1,5-in) Rasching rings.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 21/37
#
Illustration 9.8
A methanol(A)-water(B) solution containing wt50% at 26,7oC is to be continuously rectified at 1std atm pressure at a rate of 5000 kg/h to provide
a distillate containing 95% methanol and a residucontaining 1% methanol (by weight). The feed isto be preheated by heat exchange with theresidue, which will leave the system at 37,8oC.The distillate is to be totally condensed to a liquid
and the reflux returned at the bubble point. Thewithdrawn distillate will be separately cooledbefore storage. A reflux ratio of 1,5 times theminimum will be used.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 22/37
#
SOLUSI: uap dan cairan melewati menara, dihitung
dengan cara Ilustrasi 9.8, dengan menggunakan
persamaan 9.62, 9.64, 9.72, dan 9.74 sebagai berikut
x t L ,oC y t G ,
oC vapor liquid
kmol/h kg/h kmol/h kg/h
Enriching section
0,915 66 0,92 68,2 171,3 5303 86,7 2723
0,600 71 0,76 74,3 164 4684 79,6 2104
0,370 76 0,66 78,7 160,9 4378 76,5 1779
Stirpping section
0,370 76 0,66 78,7 168,6 4585 301 7000
0,200 82 0,36 89,7 161,6 3721 294 6138
0,100 87 0,18 94,7 160,6 3296 293 5690
0,02 96,3 0,03 99,3 127,6 2360 260 4767
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 23/37
#
Cont’d..(1)
• Persamaan 9.62
• Persamaan 9.64
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 24/37
#
Cont’d..(2)
• Persamaan 9.72
• Persamaan 9.74
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 25/37
#
Cont’d..(3) Nilai x dan y semuanya ada di garis operasi (Gambar
9.28)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 26/37
#
Cont’d..(4)
Suhu bubble point dan dew point untuk uap dan cair.Garis operasi memotong pada x = 0,370, membagi
nilai antara bagian enriching dan stripping .
Diameter tower akan diletakkan pada kondisi di atasbagian stripping karena besarnya aliran cairan pada
daerah ini. Selanjutnya (Chap. 8 notation)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 27/37
#
Cont’d..(5)
Dari hasil tersebut selanjutnya dapatditentukan nilai berikut
C t’d (6)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 28/37
#
Cont’d..(6) Dari Gambar 6.34
Dipilih gas pressure drop 450 (N/m2)/ m dimanaordinatnya yaitu 0,0825.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 29/37
#
Cont’d..(7)
Dari Tabel 6.3: Cf = 95, µL = 4,5 x 10-4
kg/m.s, J = 1, gc = 1.
The tower cross-sectional area =
4185/3600(1,264) = 0,92 m2. berhubungan
dengan diameter 1,1 m2. L’ =
7000/3600(0,92) = 1,94 kg/m2 s.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 30/37
#
Cont’d..(8)
Tabel 6.4
m= 36,5, n = -4,69 x 10-3, p = 0,274,
α AW = 42,36 m2
/m3
.
Tabel 6.5
ds = 0,0530 m, β = 0,499, ϕLsW = 0,0086
ϕLtW = 0,0279, ϕLoW = 0,0193, ϕLs = 0,00362(dengan µL = 0,00045 kg/ms, σ = 0,029 N/m)
H = 0,91, ϕLo = 0,0175, ϕLt = 0,0211
C t’d (9)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 31/37
#
Cont’d..(9)
Pers 6.73 α A = 38 m2/m3 = aTabel 6.3 ε =0,71Pers 6.71 ε0 = 0,71 – 0,0211 = 0,689
Dengan metode pada Chapt. 2, ScG = 1.0, G = 0,0466
kmol/m2s, µG = 2,96 X 10 -5 kg/ms dan dengan Pers 6.70,FG= k’y =1,64 x 10 -3 kmol/m2s
Pers 6.72
kL = 2,66 x10-4 kmol/m2s (kmol/m3). Saat densitas molar air
pada 67oC yaitu 53,83 kmol/m3
C t’d (10)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 32/37
#
Cont’d..(10) FL = k’X = 53,82 (2,66 X 10-4) = 0,0143
kmol/m2s (fraksi mol)
Nilai serupa pada konsentrasi lainnya yaitu
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 33/37
#
Cont’d..(11) Gambar 9.50
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 34/37
#
Cont’d..(12) Pada x = 0,2 dan y = 0,36 pada garis operasi,garis AB digambar dengan slope = -k’x/k’y =0,0149/(1,692 x 10 -3) = -8,8. nilai B memberikannilai y
i
untuk y =0,36. sama halnya dengan kurvaCD . Selanjutnya , pada nilai M , menghubungkanyi pada N ditempatkan dengan mudah.Perluasan dalam menempatkan gambar menunjukkan yi untuk uap yang memasuki
packed section menjadi dalam kesetimbangandengan reboiler liquid xW. Saat k’x > k’y, intergalPers 9.152 akan digunakan.
Cont’d (12)
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 35/37
#
Cont’d..(12) Nilai berikut dari yi menjelaskan cara
penggambaran dengan nilai G, k’y dan adijelaskan dari plot kembali nilai y.
7/28/2019 Packed+Column
http://slidepdf.com/reader/full/packedcolumn 36/37
#
Cont’d..(13) Grafik integrasi untuk Pers 9.152 tidak
ditunjukkan memberikan Ze = 7,53 m untukbagian enriching dan Zs = 4,54 untuk bagianstripping.
Dari contoh di atas, HtG untuk bagian strippingbervariasi dari 0,0466/ (1,640 x 10 -3) (38,0) =0,78 m pada bagian atas sampai 0,997 m padabagian bawah. Pers 9.154 dengan rata-rata HtG
= 0,873 menghasilkan Zs = 4,66 m daripada4,54, sebagai perhitungan awal. Slope kurvakesetimbangan bervariasi sangat besar makadigunakan pada HtG atau koefisien perpindahanmassa yang tidak ditentukan.