Makalah Reaktor Industri Kimia
Makalah Reaktor Industri Kimia
Makalah Reaktor Industri Kimia
DISUSUN OLEH :
ARIF BUDIMAN
1621112001
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BANDUNG RAYA
Jl. Banten No. 11 Bandung 40272 Tlp. 022-7230778
2015
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb
Puji syukur ke hadirat Allah SWT, yang karena nikmat dan karunia-Nya lah
penyusun dapat menyusun makalah sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Alat
Industri Kimia. Makalah ini berisi informasi tentang Reaktor.
Besar harapan penyusun agar makalah ini dapat menjadi sumber tambahan
ilmu bagi setiap pembaca, menjadi wacana penambah wawasan, dan memperluas
pengetahuan umumnya bagi pembaca dan khususnya bagi penyusun sendiri.
Penyusun menyadari bahwa dalam makalah ini masih banyak kekurangan
serta kekeliruan, untuk itu penyusun memohon maaf dan saran serta kritik yang
membangun dari pembaca sangat penyusun harapkan. Akhir kata penyusun
mengucapkan Terima Kasih.
Wassalamualaikum Wr.Wb
Penyusun
i
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR..................................................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................................................ ii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................................................... 1
A. Definisi Reaktor Kimia .................................................................................................. 1
B. Pemilihan Jenis Reaktor & Tujuannya .......................................................................... 2
BAB II JENIS-JENIS REAKTOR KIMIA .......................................................................................... 5
A. Klasifikasi Reaktor Berdasarkan bentuk ....................................................................... 7
B. Klasifikasi Reaktor Berdasarkan Keadaan Operasi ....................................................... 7
C. Klasifikasi Reaktor Berdasarkan Keadaan Proses ......................................................... 8
D. Klasifikasi Reaktor Berdasarkan Penggunaan ............................................................ 13
E. Klasifikasi Reaktor Berdasarkan Fasa ......................................................................... 13
BAB III JENIS REAKSI & KATALIS PADA REAKTOR ................................................................... 14
A. Jenis Reaksi Pada Reaktor .......................................................................................... 14
B. Katalis Pada Reaktor................................................................................................... 14
KESIMPULAN .......................................................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................... 18
ii
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
DAFTAR GAMBAR
iii
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
BAB I
PENDAHULUAN
1
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
2
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
Gambar 2. Jacket
Gambar 1. Internal Coil
3
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
4
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
BAB II
JENIS-JENIS REAKTOR KIMIA
Secara umum terdapat dua jenis utama reaktor kimia yang dibedakan
berdasarkan bentuknya, antar lain:
Reaktor tangki atau bejana
Reaktor pipa
Kedua jenis reaktor dapat dioperasikan secara kontinyu maupun
partaian/batch. Biasanya, reaktor beroperasi dalam keadaan ajeg (stabil) namun
kadang-kadang bisa juga beroperasi secara transien (berubah-ubah/tidak stabil).
Biasanya keadaan reaktor yang transien adalah ketika reaktor pertama kali
dioperasikan, misalnya: setelah perbaikan atau pembelian baru, di mana komponen
produk masih berubah terhadap waktu.
Biasanya bahan yang direaksikan dalam reaktor kimia adalah cairan dan gas,
namun kadang-kadang ada juga padatan yang diikutkan dalam reaksi, misalnya:
katalisator, reagent inert. Tentu saja perlakuan terhadap bahan yang akan
direaksikan akan berbeda-beda bergantung pada mekanisme reaksinya.
Untuk memudahkan dalam mempelajari jenis-jenis reaktor kimia, maka jenis
reaktor kimia dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa klasifikasi, misalnya :
berdasarkan bentuk, keadaan proses, keadaan operasi, penggunaan, dan fasa.
Sebenarnya klasifikasi ini dapat bermacam-macam dan bukan merupakan aturan
baku, namun dalam makalah ini penulis mencoba untuk menggabungkan beberapa
sumber sehingga diharapkan dapat lebih mudah dipahami. Lebih jelasanya
klasifikasi tersebut dapat dilihat pada diagram berikut :
5
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
Reaktor
6
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
1. Reaktor tangki
Dikatakan reaktor tangki ideal bila pengadukannya sempurna,
sehingga komposisi dan suhu didalam reaktor setiap saat selalu uniform.
Dapat dipakai untuk proses batch, semi batch, dan proses alir.
2. Reaktor pipa
Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut Reaktor Alir
Pipa. Dikatakan ideal bila zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir
didalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa.
1. Reaktor isotermal
Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran
yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.
2. Reaktor adiabatis
Dikatakan adiabatis jika tidak ada perpindahan panas antara reaktor dan
sekelilingnya.
Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat
dipakai untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan rA
besar sehingga waktu reaksi menjadi lebih pendek).
3. Reaktor Non-Adiabatis
7
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
1. Reaktor batch
Reaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan untuk produksi
berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk,
Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi cair-cair, farmasi dan fermentasi.
Reaktor jenis ini memiliki ciri tidak terdapat aliran inlet atau outlet selama
operasi, memiliki pengaduk untuk mencampur reaktan, dan dalam prosesnya harus
berutan (tidak dapat dilakukan bersamaan) antara mengisi bahan baku, operasi,
pengeluaran produk, cleaning, dan conditioning untuk mengolah bahan baku
berikutnya.
2. Reaktor semi-batch
Reaktor semi-batch umumnya berbentuk tangki berpengaduk, cara
operasinya adalah dengan jalan memasukan sebagian zat pereaksi ke dalam
reaktor, sedangkan zat pereaksi yang lain atau sisanya dimasukan secara
kontinyu ke dalam reaktor.
Ada material yang masuk selama operasi ytanpa dipindahkan. Reaktan
yang masuk bisa dihentikan, dan produk bisa dipindahkan selama operasi
waktu tertentu. Tidak beroperasi secara steady state.
Contoh paling sederhana misalnya tangki fermentor, ragi dimasukkan
sekali ke dalam tangki (secara batch) namun CO2 yang dihasilkannya
dikeluarkan secara kontinyu. Contoh lainnya adalah klorinasi, suatu reaksi
cair-gas, gas digelembungkan secara kontinyu dari dasar tangki agar bereaksi
dengan cairan di tangki yang diam (batch).
8
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
3. Reaktor kontinyu
Reaktor kontinyu mempunyai aliran masukan dan keluaran
(inlet/outlet) yang terdiri dari campuran homogen/heterogen. Reaksi
kontinyu di operasikan pada kondisi steady, dimana arus aliran masuk sama
dengan arus aliran keluar.
Reaktor kontinyu dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu :
a) Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) atau Continous Stirred Tank
Reaktor (CSTR)
Biasanya berupa tangki berpengaduk dengan asumsi pengadukan
sempurna, konsentrasi tiap komponen dalam reaktor seragam sebesar
konsentrasi aliran yang keluar dari reaktor. Model ini biasanya
digunakan pada reaksi homogen di mana semua bahan baku dan
katalisnya berfasa cair, atau reaksi antara cair dan gas dengan katalis
cair.
9
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
Kelebihan:
Kontrol temperature yang baik dapat mudah dijaga
Realtif murah dalam instalasi
Reaktor memiliki kapasitas panas yang besar
Bagian dalam reaktor dapat mudah diakses saat perawatan
10
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
Kekurangan:
Konversi reaktan menjadi produk per volume reaktor relatif
kecil bila dibandingkan dengan jenis reaktor kontinyu lainnya.
11
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
Seperti pada reaktor CSTR, reaktor PFR juga dapat disusun secara seri
maupun paralel seperti yang terlihat pada gambar berikut:
PFR yang dipasang seri maka konversinya akan sama dengan PFR
tunggal yang panjangnya sama dengan jumlah dari panjang tiap reaktor
PFR penyusun, sementara untuk yang dipasang paralel tujuan nya sama
dengan CSTR, yakni meningkatkan kapasitas produksi dengan konversi
yang sama.
PFR memiliki aplikasi yang luas, baik dalam sistem fasa gas,
maupun fasa cair. Umumnya digunakan pada sintesis amoniak dari
unsur-unsur penyususnnya, dan oksidasi sulfur dioksida menjadi sulful
trioksida.
12
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
cair, sementara katalis yang digunakan adalah Gambar 12. Trickle bed reactor
padatan.
13
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
BAB III
JENIS REAKSI & KATALIS PADA REAKTOR
14
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
Gambar 16. Fludized bed reactor Gambar 15. Schematic of Fluidized bed reactor
15
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
5. Slurry Reactor
Reactor ini menggunakan liquid sebagai reaktant dan solid sebagai katalis.
Biasanya terdiri dari liquid stirred tank, pada beberapa keadaan, gas sebagai
reaktan juga diembunkan melalui reaktan. Keberadaan katalis sebagai slurry
membuat penambahan dan pengambilan katalis dalam proses menjadi
mudah.
16
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
KESIMPULAN
17
Arif Budiman 162112001 Makalah Reaktor Kimia
DAFTAR PUSTAKA
Levenspiel, o. Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Son, New York, 1972
Silla, Harry. Chemical Process Engineering. Desain and Economics. Stevens Institute
18