14.tugas Khusus PDF
14.tugas Khusus PDF
14.tugas Khusus PDF
TUGAS KHUSUS
Multitubular Fixed Bed Reactor
61
62
untuk reaktor batch, atau dengan mengubah variabel kecepatan aliran dan
suhu jika dipakai reaktor aliran pipa. Dari data-data yang diperoleh diharapkan
dan dapat diinterpretasikan untuk menentukan kecepatan reaksi, harga
konstanta kecepatan reaksi dan hubungan antara konstanta kecepatan reaksi
dan suhu.
b. Pilot Plant
Pada tahap ini dipakai reaktor yang ukurannya lebih besar dibandingkan yang
dipakai di laboratorium. Percobaan dijalankan dengan jenis reaktor yang sama
pada suhu, tekanan, konsentrasi, kecepatan aliran, dan perpindahan panas
yang sama dengan kondisi operasi reaktor kimia yang dirancang.
c. Mempelajari data operasi yang diperoleh dari data industri yang sejenis
Kinetika kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang kecepatan reaksi kimia
dan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi tersebut. Jumlah
tempat berlangsungnya reaksi tergantung pada jenis reaksinya, dimana reaksi
kimia dapat dibedakan menjadi :
setiap saat selalu uniform. Reaktor tanki dapat dipakai untuk proses batch,
semi batch, dan continuous.
2) Reaktor pipa
Reaktor bentuk pipa biasanya dipakai untuk proses alir tanpa
pengaduk, maka disebut reaktor alir pipa. Reaktor alir pipa disebut ideal jika
zat pereaksi yang berupa gas atau cairan mengalir didalam pipa dengan arah
sejajar dengan sumbu pipa, pola kecepatan zat alir dalam pipa datar dan
dianggap tidak ada difusi axial maupun pencampuran balik.
b. Berdasarkan prosesnya
1) Proses Batch
Proses batch merupakan sebuah proses dimana semua reaktan dimasukan
bersamasama pada awal proses dan produk dikeluarkan pada akhir proses.
Dalam proses ini, semua reagen ditambahkan di awal proses dan tidak
penambahan atau pengeluaran ketika proses berlangsung. Proses batch
cocok untuk produksi skala kecil (Fogler, 1986).
a) Ditinjau dari segi biaya, reactor batch lebih murah daripada reactor alir,
sehingga untuk industri yang kapasitasnya kecil atau proses baru yang
masih dalam masa percobaan lebih baik dipakai reactor batch.
b) Lebih menguntungkan untuk kapasitas kecil sebab biaya operasi juga
kecil.
c) Selain itu, lebih mudah dalam memulai dan menghentikan operasinya,
dan lebih mudah dikontrol dibandingkan reactor alir.
2) Proses Kontinyu
Proses kontinu merupakan sebuah proses dimana reaktan yang
diumpankan ke dalam reaktor dan produk atau produk sampingan
dikeluarkan ketika proses masih berlangsung secara berkelanjutan. Sebagai
contoh Haber Proses untuk pembuatan amonia. Biasanya biaya produksi
pada proses kontinu lebih hemat dan murah dibandingkan dengan proses
batch. Proses ini lebih cocok digunakan industri skala besar. (Fogler, 1986)
3) Semi batch
Proses semi batch merupakan proses yang berbeda dengan proses batch,
pada proses ini input dan output dioperasikan dengan baik secara
berkelanjutan. Dalam reaktor semi batch ini, beberapa reaktan dapat
ditambahkan atau beberapa produk dapat ditarik sebagai hasil reaksi secara
berkala (Catalano, 2012).
2) Heterogen
Reaksi heterogen dapat memiliki dua fasa atau lebih dalam
pengaplikasiannya. Permasalahan yang mungkin terjadi adalah perpindahan
massa antar fasa yang berlangsung. Kombinasi fasa reaksi yang mungkin
terjadi adalah:
1) cair-cair: larutan yang saling campur,
2) cair-padat: cairan akan mengalami kontak dengan padatan, umumnya
padatan merupakan katalis,
3) cair-padat-gas: padatan umumnya merupakan katalis, dan
4) gas-padat: padatan dapat berupa reaktan atau katalis.
mixing terlebih dahulu pada bagian pretreatment reaktan. Shell yang terdapat
pada reactor berfungsi sebagai penjaga temperature reaksi.
Gambar 10.5 Lay out tube dalam Reaktor Fixed Bed Multitubular
1) Reaktor vessel
Reaktor vessel Merupakan bagian yang menyediakan tempat bagi katalis
yang diletakan didalam tube yang menjadi tempat terjadikan reaksi. Reaktor
vessel dirancang dengan dasar perancangan untuk reaksi yang bersifat eksotermis.
Kunci dari perancangan reaktor vessel ini adalah pemilihan material, allowable
working pressure, dimensi dan ketebalan dinding vessel. Reaktor fixed bed
multitubular biasanya digunakan untuk umpan (pereaktan) yang mempunyai
viskositas kecil.
2) Reaktor Internal
Selain reaktor vessel, struktur internal reaktor juga sangat menunjang
optimalnya kinerja dari sistem reaksi yang terjadi di dalam reaktor tersebut. Tube-
tube yang telah berisikan katalis sebagai media distribusi reaksi, distribusi umpan,
distribusi panas, fouling, dan juga temperatur reaksi merupakan beberapa hal yang
mewakili peran dari struktur internal reaktor tersebut. Secara umum, struktur
internal terdiri atas nozzle, grid support, scale gasket, distributor concentric cone,
collector ring, and inert ballast.
3) Katalisator
Katalisator merupakan salah satu hal vital dalam sistem reaksi di dalam
reaktor. Pasalnya, pada perancangan reaktor semua variabel proses ditentukan
oleh physical properties dan kebutuhan reaksi dari katalisator. Misalnya batasan
pressure drop untuk reaksi maupun regenerasi tidak boleh melebihi crushing
strength dari partikel katalisator. Begitu halnya dengan temperatur yang dibatasi
dengan melting point komponen penyusun katalisator.
4) Inert dan Catalytst Graded
Pada tube katalisator, inert ballast diletakkan di bagian atas dan bawah
katalisator. Di bagian atas katalisator, inert balls berfungsi meredam energi
tumbukan dari aliran umpan guna menjaga distribusi katalisator di dalam bed
katalisator. Di bagian bawah tube katalisator, inert ballast berfungsi sebagai
support untuk menopang katalisator dan juga menjaga agar katalisator tidak ikut
mengalir keluar tube katalisator bersama aliran umpan. Graded katalisator
merupakan partikel-partikel yang ditambahkan di atas ataupun di bawah
69