1.
Destilasi bertingkat ( fraksional )
Destilasi bertingkat adalah proses pemisahan destilasi ke dalam bagian-bagian dengan titik didih makin lama makin tinggi yang selanjutnya pemisahan bagian-bagian ini dimaksudkan untuk destilasi ulang. Destilasi bertingkat merupakan proses pemurnian zat/senyawa cair dimana zat pencampurnya berupa senyawa cair yang titik didihnya rendah dan tidak berbeda jauh dengan titik didih senyawa yang akan dimurnikan. Dengan perkataan lain, destilasi ini bertujuan untuk memisahkan senyawa-senyawa dari suatu campuran yang komponen-komponennya memiliki perbedaan titik didih relatif kecil. Destilasi ini digunakan untuk memisahkan campuran aseton-metanol, karbon tetra klorida-toluen, dll. Pada proses destilasi bertingkat digunakan kolom fraksinasi yang dipasang pada labu destilasi. Tujuan dari penggunaan kolom ini adalah untuk memisahkan uap campuran senyawa cair yang titik didihnya hampir sama/tidak begitu berbeda. Sebab dengan adanya penghalang dalam kolom fraksinasi menyebabkan uap yang titik didihnya sama akan sama-sama menguap atau senyawa yang titik didihnya rendah akan naik terus hingga akhirnya mengembun dan turun sebagai destilat, sedangkan senyawa yang titik didihnya lebih tinggi, jika belum mencapai harga titik didihnya maka senyawa tersebut akan menetes kembali ke dalam labu destilasi, yang akhirnya jika pemanasan dilanjutkan terus akan mencapai harga titik didihnya. Senyawa tersebut akan menguap, mengembun dan turun/menetes sebagai destilat. Proses ini digunakan untuk komponen yang memiliki titik didih yang berdekatan. Pada dasarnya sama dengan destilasi sederhana, hanya saja memiliki kondensor yang lebih banya sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memliki perbedaan titik didih yang bertekanan. Pada proses ini akan didapatkan substan kimia yang lebih murni, kerena melewati kondensor yang banyak. Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada sistem tenaga uap, fungsi utama kondensor adalah untuk mengembalikan exhaust steam dari turbin ke fase cairnya agar dapat dipompakan kembali ke boiler dan digunakan kembali. Selain itu, kondensor juga berfungsi untuk menciptakan back pressure yang rendah (vacuum) pada exhaust turbin . Dengan back pressure yang rendah, maka efisiensi siklus dan kerja turbin akan meningkat. Kondensor adalah alat untuk mengurangi gas atau uap ke cair. Kondensor yang digunakan dalam pembangkit listrik untuk menyingkat uap gas buang dari turbin dan alat pendingin untuk menyingkat uap refrigeran, seperti amonia dan freon. Industri minyak dan kimia menggunakan kondensator sebagai hidrokarbon dan uap kimia lainnya. Dalam distilasi, kondensor mengubah uap menjadi cair. Semua kondensor bekerja dengan menghilangkan panas dari gas atau uap. Dalam beberapa kasus, gas melewati tabung panjang panas-konduktif logam, seperti tembaga(biasanya diatur dalam kumparan atau bentuk lainnya), dan memindahkan panas ke udara sekitarnya. Kondensor industri besar menggunakan air atau cairan lainnya untuk menghilangkan panas. Kondensor panjang juga mengacu pada perangkat yang terpasang pada mesin carding dipabrik-pabrik tekstil untuk mengumpulkan serat ke dalam keliling untuk mesin berputar. Kondenser adalah sebuah alat yang digunakan untuk membuang kalor ke lingkungan, sehingga uap refrigeran akan mengembun dan berubah fasa dari uap ke cair. Sebelum masuk ke kondenser refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan bertekanan tinggi, sedangkan
setelah keluar dari kondenser refrigeran berupa cairan jenuh yang bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama (tinggi) seperti sebelum masuk ke kondenser. Berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan kondenser dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: 1) Kondensor berpendingin air (water Kondensor berpendingin air dapat dibedakan menjadi a) Kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang
cooled condenser). dua kategori, yaitu:
b) Kondensor yang air pendinginnya disirkulasikan kembali. Sesuai dengan namanya, kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang, maka air yang berasal dari suplai air dilewatkan ke kondensor akan langsung dibuang atau ditampung di suatu tempat dan tidak digunakan kembali. Sedangkan kondensor yang air pendinginnya digunakan kembali, maka air yang keluar dari kondensor dilewatkan melalui menara pendingin (cooling tower) agar temperaturnya turun. Selanjutnya air dialirkan kembali ke dalam kondensor, demikian seterusnya secara berulang - ulang. 2) Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser). Ada dua metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah mempunyai laju aliran udara yang melewati kondenser sangat rendah, karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu. Oleh karena itu kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil seperti kulkas, freezer untuk keperluan rumah tangga, dll. Kondensor berpendingin udara yang menggunakan bantuan kipas dalam mensirkulasikan media pendinginannya dikenal sebagai kondensor berpendingin udara konveksi paksa. Secara garis besar, jenis kondensor dibagi menjadi dua kelompok, yaitu: a) Kondensor yang kipasnya dioperasikan dengan pengatur jarak jauh (remote control). b) Kondensor yang kipasnya dirakit bersama-sama dengan unit kompresor atau condensing unit. Kapasitasnya kondensor jenis ini biasanya cocok untuk beban mulai < 1kW s/d 500 kW, bahkan kadang dapat lebih dari 500 kW. 3) Kondensor evaporatif (evaporative condenser) Kondensor evaporatif pada dasarnya adalah kombinasi antara kondensor dengan menara pendingin yang dirakit menjadi satu unit atau kondensor yang menggunakan udara dan air sebagai media pendinginnya. Jenis kondensor yang akan digunakan di KPPC Sinar Mulya Cihideung ini adalah jenis water cooled condenser sebanyak 2 buah. Fungsi dari masing – masing kondenser ialah sebagai berikut : a. Kondensor yang pertama berfungsi untuk : 1) Media penukar kalor dan tempat terjadinya proses kondensasi 2) Sebagai heat recovery karena adanya kebutuhan air panas untuk membersihkan tangki – tangki susu. 3) Menurunkan temperatur discharge ke temperatur kondensasi sesuai rancangan yaitu 40oC. b. Kondenser yang kedua berfungsi untuk : 1) Media penukar kalor sisa dari kondenser pertama. Bila kondisi air pada kondenser pertama sudah panas, kalor dari kondensor tidak dapat sepenuhnya diserap oleh air. Maka kondensor yang kedua akan menyerap kalor dari kondensor yang masih tersisa.
2) Memastikan refrigeran yang masuk ke dalam evaporator berada dalam keadaan cair. 3) Menurunkan temperatur kondensasi dari 75oC sampai 60oC. Untuk membantu kinerja sistem, air untuk mendinginkan kondenser kedua sehingga perpindahan kalor dapat maksimal yaitu berasal dari air sumur sebagai make up water dengan menggunakan katup apung sebagai alat kontrolnya. Keuntungan menggunakan a. Kerja kompresor lebih ringan.
2
buah
kondensor
ialah
:
b. Sangat sesuai dengan kondisi lingkungan yang banyak air dengan temperatur air yang cukup rendah. c. Refrigeran yang keluar dari kondenser benar – benar dalam fasa cair, karena apabila pelepasan kalor pada kondenser pertama tidak sempurna maka kondenser kedua yang menyempurnakannya. d. Mempertahankan agar tekanan kondensasi tidak terlalu tinggi.
Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan. Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin. Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin, proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.
Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan. Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin (Gambar 15.7). Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin (perhatikan Gambar 15.7), proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang
ada dalam campuran homogen tersebut. Contoh dibawah ini merupakan teknik pemisahan dengan cara destilasi yang dipergunakan oleh industri. Pada skala industri, alcohol dihasilkan melalui proses fermentasi dari sisa nira (tebu) myang tidak dapat diproses menjadi gula pasir. Hasil fermentasi adalah alcohol dan tentunya masih bercampur secara homogen dengan air. Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC) dan titik didih alcohol (70oC), sehingga yang akan menguap terlebih dahulu adalah alcohol. Dengan menjaga destilasi maka hanya komponen alcohol saja yang akan menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan kembali cair, proses destilasi alcohol merupakan destilasi yang sederhana, dan mempergunakan alat seperti pada Gambar 15.7.
Setelah menentukan lokasi yang diperkirakan mengandung minyak bumi, tahapan selanjutnya adalah melakukan kegiatan eksploitasi. Eksploitasi adalah rangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menghasilkan minyak bumi. Kegiatan ini terdiri atas pengeboran dan penyelesaian sumur, pembangunan sarana pengangkutan, penyimpanan, dan pengolahan untuk pemisahan dan pemurnian minyak. Pengeboran sumber minyak bumi menghasilkan minyak mentah yang harus diproses lagi.Selain minyak mentah, terdapat juga air dan senyawa pengotor lainnya. Zat-zat selain minyak mentah dipisahkan terlebih dahulu sebelum dilakukan proses selanjutnya. Kandungan utama minyak mentah hasil pengeboran merupakan campuran dari berbagai senyawa hidrokarbon. Adapun senyawa lain, seperti sulfur, nitrogen, dan oksigen hanya terdapat dalam jumlah sedikit. Tabel berikut menunjukkan persentase komposisi senyawa yang terkandung dalam minyak mentah (crude oil). Kelompok Unsur: Karbon 84%; Hidrogen 14%; Sulfur Antara 1% hingga 3%; Nitrogen Kurang dari 1%; Oksigen Kurang dari 1%; Logam Kurang dari 1%; Garam Kurang dari 1%. Campuran hidrokarbon dalam minyak mentah terdiri atas berbagai senyawa hidrokarbon, misalnya senyawa alkana, aromatik, naftalena, alkena, dan alkuna. Senyawa-senyawa ini memiliki panjang rantai dan titik didih yang berbeda-beda. Semakin panjang rantai karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik didihnya. Agar dapat digunakan untuk berbagai keperluan, komponen-komponen minyak mentah harus dipisahkan berdasarkan titik didihnya. Metode yang digunakan adalah distilasi bertingkat. Menurut Anda, adakah metode pemisahan selain distilasi? Gambar berikut menunjukkan fraksi-fraksi hasil pengolahan menggunakan metode distilasi bertingkat.
Tahap Lengkap Pengolahan Minyak MentahMinyak mentah (crude oil) yang diperoleh dari hasil pengeboran minyak bumi belum dapat digunakan atau dimanfaatkan untuk berbagai keperluan secara langsung. Hal itu karena minyak bumi masih merupakan campuran dari berbagai senyawa hidrokarbon, khususnya komponen utama hidrokarbon alifatik dari rantai C yang sederhana/pendek sampai ke rantai C yang banyak/panjang, dan senyawa-senyawa yang bukan hidrokarbon. Untuk menghilangkan senyawa-senyawa yang bukan hidrokarbon, maka pada minyak mentah ditambahkan asam dan basa. Minyak mentah yang berupa cairan pada suhu dan tekanan atmosfer biasa, memiliki titik didih persenyawan-persenyawaan hidrokarbon yang berkisar dari suhu yang sangat rendah sampai suhu yang sangat tinggi. Dalam hal ini, titik didih
hidrokarbon (alkana) meningkat dengan bertambahnya jumlah atom C dalam molekulnya. Dengan memperhatikan perbedaan titik didih dari komponen-komponen minyak bumi, maka dilakukanlah pemisahan minyak mentah menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses distilasi bertingkat. Destilasi bertingkat adalah proses distilasi (penyulingan) dengan menggunakan tahap-tahap/fraksi-fraksi pendinginan sesuai trayek titik didih campuran yang diinginkan, sehingga proses pengembunan terjadi pada beberapa tahap/beberapa fraksi tadi. Cara seperti ini disebut fraksionasi. Minyak mentah tidak dapat dipisahkan ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal). Hal itu tidak mungkin dilakukan karena tidak praktis, dan mengingat bahwa minyak bumi mengandung banyak senyawa hidrokarbon maupun senyawa-senyawa yang bukan hidrokarbon. Dalam hal ini senyawa hidrokarbon memiliki isomerisomer dengan titik didih yang berdekatan. Oleh karena itu, pemisahan minyak mentah dilakukan dengan proses distilasi bertingkat. Fraksifraksi yang diperoleh dari destilat minyak bumi ialah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. a. Pengolahan
tahap
pertama
(primary
process)
Pengolahan tahap pertama ini berlangsung melalui proses distilasi bertingkat, yaitu pemisahan minyak bumi ke dalam fraksi-fraksinya berdasarkan titik didih masingmasing fraksi. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut menara gelembung. Makin ke atas, suhu dalam menara fraksionasi itu makin rendah. Hal itu menyebabkan komponen dengan titik didih lebih tinggi akan mengembun dan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian seterusnya, sehingga komponen yang mencapai puncak menara adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Perhatikan diagram fraksionasi minyak bumi pada gambar 2 di atas. Hasil-hasil 1) Fraksi
frasionasi
minyak
bumi
yaitu
sebagai
berikut. pertama
Pada fraksi ini dihasilkan gas, yang merupakan fraksi paling ringan. Minyak bumi dengan titik didih di bawah 30 oC, berarti pada suhu kamar berupa gas. Gas pada kolom ini ialah gas yang tadinya terlarut dalam minyak mentah, sedangkan gas yang tidak terlarut dipisahkan pada waktu pengeboran.
Gas yang dihasilkan pada tahap ini yaitu LNG (Liquid Natural Gas) yang mengandung komponen utama propana (C3H8) dan butana (C4H10), dan LPG (Liquid Petroleum Gas) yang mengandung metana (CH4)dan etana (C2H6). 2) Fraksi
kedua
Pada fraksi ini dihasilkan petroleum eter. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil 90 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendinginan dengan suhu 30 oC – 90 oC. Pada trayek ini, petroleum eter (bensin ringan) akan mencair dan keluar ke penampungan petroleum eter. Petroleum eter merupakan campuran alkana dengan rantai C5H12 – C6H14. 3) Fraksi
Ketiga
Pada fraksi ini dihasilkan gasolin (bensin). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 175 oC , masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 90 oC – 175 oC. Pada trayek ini, bensin akan mencair dan keluar ke penampungan bensin. Bensin merupakan campuran alkana dengan rantai C6H14– C9H20. 4) Fraksi
keempat
Pada fraksi ini dihasilkan nafta. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 200 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 oC - 200 oC. Pada trayek ini, nafta (bensin berat) akan mencair dan keluar ke penampungan nafta. Nafta merupakan campuran alkana dengan rantai C9H20– C12H26. 5) Fraksi
kelima
Pada fraksi ini dihasilkan kerosin (minyak tanah). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 275 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 oC - 275 oC. Pada trayek ini, kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantai C12H26–C15H32. 6) Fraksi
keenam
Pada fraksi ini dihasilkan minyak gas (minyak solar). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 375 oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 250 oC - 375 oC. Pada trayek ini minyak gas (minyak solar) akan mencair dan keluar ke penampungan minyak gas (minyak solar). Minyak solar merupakan campuran alkana dengan rantai C15H32–C16H34. 7) Fraksi
ketujuh
Pada fraksi ini dihasilkan residu. Minyak mentah dipanaskan pada suhu tinggi, yaitu di atas 375 oC, sehingga akan terjadi penguapan. Pada trayek ini dihasilkan residu yang tidak menguap dan residu yang menguap. Residu yang tidak menguap berasal dari minyak yang tidak menguap, seperti aspal dan arang minyak bumi. Adapun residu yang menguap berasal dari minyak yang menguap, yang masuk ke kolom pendingin dengan suhu 375 oC. Minyak pelumas (C16H34–C20H42) digunakan untuk pelumas mesin-mesin, parafin (C21H44–C24H50) untuk membuat lilin, dan aspal (rantai C lebih besar dari C36H74) digunakan untuk bahan bakar dan pelapis jalan raya. b. Pengolahan
tahap
kedua
Pengolahan tahap kedua merupakan pengolahan lanjutan dari hasil-hasil unit pengolahan tahapan pertama. Pada tahap ini, pengolahan ditujukan untuk mendapatkan dan menghasilkan berbagai jenis bahan bakar minyak (BBM) dan non bahan bakar minyak (non BBM) dalam jumlah besar dan mutu yang lebih baik, yang sesuai dengan permintaan konsumen atau pasar. Pada pengolahan tahap kedua, terjadi perubahan struktur kimia yang dapat berupa pemecahan molekul (proses cracking), penggabungan molekul (proses polymerisasi, alkilasi), atau perubahan struktur molekul (proses reforming). Proses pengolahan lanjutan dapat berupa proses-proses seperti di bawah ini. 1) Konversi
struktur
kimia
Dalam proses ini, suatu senyawa hidrokarbon diubah menjadi senyawa hidrokarbon lain melalui proses kimia. a)
Perengkahan
(cracking)
Dalam proses ini, molekul hidrokarbon besar dipecah menjadi molekul hidrokarbon yang lebih kecil sehingga memiliki titik didih lebih rendah dan stabil. Caranya
dapat
dilaksanakan,
yaitu
sebagai
berikut:
• Perengkahan termal; yaitu proses perengkahan dengan menggunakan suhu dan tekanan tinggi saja. • Perengkahan katalitik; yaitu proses perengkahan dengan menggunakan panas dan katalisator untuk mengubah distilat yang memiliki titik didih tinggi menjadi bensin dan karosin. Proses ini juga akan menghasilkan butana dan gas lainnya. • Perengkahan dengan hidrogen (hydro-cracking); yaitu proses perengkahan yang merupakan kombinasi perengkahan termal dan katalitik dengan "menyuntikkan"
hidrogen
pada
molekul
fraksi
hidrokarbon
tidak
jenuh.
Dengan cara seperti ini, maka dari minyak bumi dapat dihasilkan elpiji, nafta, karosin, avtur, dan solar. Jumlah yang diperoleh akan lebih banyak dan mutunya lebih baik dibandingkan dengan proses perengkahan termal atau perengkahan katalitik saja. Selain
itu,
b)
jumlah
residunya
akan
berkurang. Alkilasi
Alkilasi adalah suatu proses penggabungan dua macam hidrokarbon isoparafin secara kimia menjadi alkilat yang memiliki nilai oktan tinggi. Alkilat ini dapat dijadikan bensin atau avgas. c) Polimerisasi Polimerisasi adalah penggabungan dua molekul atau lebih untuk membentuk molekul tunggal yang disebut polimer. Tujuan polimerisasi ini ialah untuk menggabungkan molekul-molekul hidrokarbon dalam bentuk gas (etilen, propena) menjadi senyawa nafta ringan. d) Reformasi Reformasi adalah proses yang berupa perengkahan termal ringan dari nafta untuk mendapatkan produk yang lebih mudah menguap seperti olefin dengan angka oktan yang lebih tinggi. Di samping itu, dapat pula berupa konversi katalitik komponenkomponen nafta untuk menghasilkan aromatik dengan angka oktan yang lebih tinggi. e) Isomerisasi Dalam proses ini, susunan dasar atom dalam molekul diubah tanpa menambah atau mengurangi bagian asal. Hidrokarbon garis lurus diubah menjadi hidrokarbon garis bercabang yang memiliki angka oktan lebih tinggi. Dengan proses ini, n-butana dapat diubah menjadi isobutana yang dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam proses alkilasi. 2) Proses ekstraksi
Melalui proses ini, dilakukan pemisahan atas dasar perbedaan daya larut fraksifraksi minyak dalam bahan pelarut (solvent) seperti SO2, furfural, dan sebagainya. Dengan proses ini, volume produk yang diperoleh akan lebih banyak dan mutunya lebih baik bila dibandingkan dengan proses distilasi saja.
3) Proses kristalisasi Pada proses ini, fraksi-fraksi dipisahkan atas dasar perbedaan titik cair (melting point) masing-masing. Dari solar yang mengandung banyak parafin, melalui proses pendinginan, penekanan dan penyaringan, dapat dihasilkan lilin dan minyak filter. Pada hampir setiap proses pengolahan, dapat diperoleh produk-produk lain sebagai produk tambahan. Produk-produk ini dapat dijadikan bahan dasar petrokimia yang diperlukan untuk pembuatan bahan plastik, bahan dasar kosmetika, obat pembasmi serangga, dan berbagai hasil petrokimia lainnya. 4) Membersihkan
produk
dari
kontaminasi
(treating)
Hasil-hasil minyak yang telah diperoleh melalui proses pengolahan tahap pertama dan proses pengolahan lanjutan sering mengalami kontaminasi dengan zat-zat yang merugikan seperti persenyawaan yang korosif atau yang berbau tidak sedap. Kontaminan ini harus dibersihkan misalnya dengan menggunakan caustic soda, tanah liat, atau proses hidrogenasi. Reboiler Temperature Fungsi dari reboiler adalah mengatur suhu atau panas dari kolom distilasi. Hal
tersebut
berhubungan
dengan
volatilitas
dari feed.
Suhu
dari reboiler diatur sesuai dengan boiling point dari campuran agar propana sebagai komponen yang ingin dipisahkan dapat teruapkan ke atas dan
komponen
lainnya
tetap
berada
pada
kondisi liquid dan
menjadibottom product. Liquid keluaran dari kolom distilasi dipanaskan oleh reboiler agar fraksi ringan yang masih terbawa oleh liquid dapat menguap dan dikembalikan ke kolom
distilasi.
Jika
temperatur
dari reboiler ini
terlalu
rendah
menyebabkan fraksi ringan atau dalam kasus ini adalah propana yang ingin kita
pisahkan
menjadi
terbawa
ke bottom product.
Hal
tersebut
mengurangi besarnya purity maupun recovery. Sebaliknya jika temperatur dari reboiler ini terlalu tinggi dapat menyebabkan fraksi berat ikut teruapkan sehingga dapat terbawa ke atas sebagai distillate.
Unit destilasi Suaau unit destilasi terdiri dari ; klom dstillai ( menara) reboiler , overhead condenser, dan reflux drum. 1. Kolom destilasi Kolom destilasiadalah sebuh menara tinggi dimana dipasang sejumlah baki-baki denagn jarak 30-70 cm. dalam kolom itu terjadi pemisahan antara destilat dan produk dasar karena perbedaan titik didih kedua komponen umpan . 2. Reboailer Reboler digunakan untuk memanaskan cairan yang mengalir keluar dari dasar kolom dan menguapkanya . pemanasan akanmenghasilkan uap yang cukup untuk pemisahan Suatu penukar panas vertical jenis rongga dan tabung (shell and tube) dengan perangkai tabung tetap (fixed tubesheet) digunakan sebagai reboiler. Sebagai medium pemanas biasanya digunakan uap air. 3. Overhead condenser Overhead condenser adalah alat penukar panas untuk mendinginkan dan mengembunkan uap yangkeluaar dari puncak kolom dan lebih banyak mengandung komponen bertitik didih rendah. Untuk overhead condenser sering digunakan penukaran panas jenis rogga dan tabung (shell and tube) untuk medium pendingin dapat digunakan refrigerant atau air karena biaya lebuh murah , biaanya air pendingin sering digunakan 4. Reflux drum Sebagai pencampur dari reflux drum di kembalikan ke kolom destilasi (disebut reflux) , dan sisanya di kirim ke tangki produk. Pompa yang digunakan untuk pengeembaliandisebut reflux pum (pompa efflux) Untuk menjamin kemantapan oprasi pompa , harus ada cairan yang cukup dalam reflux drum itu.
CARA KERjA SISTEM DISTILAT UNIT LANGKAAH 1 PADA KOLOM DISTILASI
Bahan baku dari tangki bahan baku diaalirkan ke kolom distilasi ya itu di baki-baki kemudian mengalir kebagian dasar menara . Kolom distilasi ,baki-baki yang disusun secara seri cairan (A) yang terdapat diatas baki dijaga supaya kontak dengan uap (B) yang dating dari baki dibawahny. Uap yang datang dari baki dibawahnya didistribusikansecara merata kepermukanan baki, uap ini dihasilkan oleh reboiler , reboiler ialah alat untuk memanaskan cairan yang mengalir keluar dari dasar kolom baki dan menguapkanya. Pemanasan menghasilkan sejumlah uap yang cukup untuk pemisahan. Suatu penukar panaas jenis rongga dan tabung (shell and tube) dengan perangkai tabung tetap (fixed tubesheeet) digunakan sebagai reboiler sebagai medium pemanas biasanya digunakan uap air. Cairan yang turun dari bakiyang lebih tinggi akan kontak dengan uap. Cairan itu tumpah dan mengalir dibaki dibawahnya melalui downcomer. Setelah kontak dengan cairan uap akan naik kebaki di atasnya melalui lubang-lubang. Pemisahan komponen terjadi pada waktu cairan di bakai atas kontak dengan uap yang dating dari baki dibawahnya .komponen bertitik didih tinggi akan mengembun ketika didinginkan dengan cara kontak dengan cairan di baki tersebut. • Komponen dengan titik didih lebih rebdah o Komponen dengan titik didi lebih tinggi Sementara itu cairan dibaki dipanaskan oleh uap yang naik di bawahnya . hal ini mengakibatkan komponen bertitik didih rendah akan menguap. Hasilnya uap yang menuju baki yang lebih tingi menjadi kaya akan komponen bertitik didih rendah. Cairan dibaki akan menjadi lebih kaya akan komponen bertitik didih tinggi , karena komponen bertitik didih tinggi dalam uap mengembun . dengan demikian cairan yang akan menuju kebawah melaluai downcomer menjadi kaya akan komponen bertitik didih tinggi. Dalam kolom baki (tray colomb) bertingkat hanya , distilat yang mempunyai komponen bertitik didih lebih rendah yang lebih banyak didapatkan pada puncak menara (tower) peroduk dasar yang mengandung lebih banyak komponen bertitik didih tinggi dikeluarkan dari dasar menara . Silver tray Silvertraydalah alat yang dipasng pada pal baki yang dib or untuk membuat lubanglubang dengan diameter 4-30mm . alat ini sering digunakan karena sederhana dan sering digunakan dan efisiensi tinggi. Pada suatu sisi plat baki dipasang weir yang gunanya untuk menampung cairan dalam jumlah yang cukup .cairan yang sudah penuh di weir akan menuju kebaki dibawahya melaui down comer . Bubble cup Bubble cup trau juga biasa digunakan . alat ini mempunyai bubble cup yang letaknya di atas lubang palat baki . Uap yang lewat akan melaui resier dan memasuki slit. Pada bubble cup arah alairan uap akan di belokkan dan uap disembur melalui slit. Selanjutnya uap yang dari puncak kolom menuju ke overhead condenser. Penformance dari baki a. Untuk mendapatkan pemisahan dengan sempurna dibutuhkan kondisi oprasi ang epat pada baki. b. Kelebihan naiknya uap dapat mengakibatkan trjadinya flooding dan apat menyebabkan pemisahan tidak dapat brlangsung. Floding ialah, kondisi dimana gelembung cairan pada baki lebih rendah kontak dengan
baki diatasnya . dalam hal ini pemisahan menjadi mustahil, karena cairan pada baki lebih rendah akan bercampur dengan cairan dibaki sebelah atas. Floding dapat diketahui dengan mudah sebab perbedaan tempratur antara puncak dan bagian dasar kolom distilasi akan naik secara abnormal, di sebabkan bertambahnya tahanan terhadap uap yang melewati baki itu. Apabila terjadi flooding anda harus mengurangi laju reflux atau laju umpan. c. Bila uap yang naik terlalu kecil dapat terjadi weeping yang dapat menurunkan efisiensi baki secara tajam. Weeping adalah suatu kondisi dimana cairan paa suatu baki melalui lubang di baki dan menetes kebaki dibawahnya . untuk mencegah terjadinya weeping erlu dijaga agar pembentukan uap yang akan melewati baki tesebut cukup jumlahnya . OVER HEAD CONDENSER Overhead condenser adalah alat penukar panas untuk mendinginkan dan mengembunkan uap yangkeluaar dari puncak kolom dan lebih banyak mengandung komponen bertitik didih rendah. Untuk overhead condenser sering digunakan penukaran panas jenis rogga dan tabung (shell and tube) untuk medium pendingin dapat digunakan refrigerant atau air karena biaya lebuh murah , biaanya air pendingin sering digunakan Fraksi over head mengembun didalam overhead conedensor untuk selanjutnya di tamping alam reflux drum. REVLUX DRUM Sebagai pencampur dari reflux drum di kembalikan ke kolom destilasi (disebut reflux) , dan sisanya di kirim ke tangki produk. Pompa yang digunakan untuk pengeembaliandisebut reflux pum (pompa efflux) Untuk menjamin kemantapan oprasi pompa , harus ada cairan yang cukup dalam reflux drum itu. Sebagian dari produk overhead yang terkumpul di reflux drum di alirkan ketangki pruduk atau keperoses selanjutnya sebagai distilat, sedangkan sebagiab lagi dikembalikan kepuncak menara. Reflux dan reflux ratio Bagan dari produk puncak yang di kemaliakan ke kolom dstilat disbut refluks. Reflux akan mengakibatkan bertambahnya aliran cairan yang dibutuhkan intuk pemisahan di baki-baki. Reflux akan meningkatkan kemurnian produk puncak.jumlah reflux merupakan variabel oprai yang penting dalam kolom destilasi , ratio dari jumlah refluks dari jumlah distilat disebut reflux ratio.
reflux ratio ini merupakan index index penting dalam perencanaan dan pengoprasian suatu kolom distilasi . dengan menambahkan reflux raio , efisiensi pemisahan akakn meningkat. Kosentrasi komponen bertitik dididh rendah dalam distilah akan bertambah, dan konsentrasi komponen bertitik didih tinggi akan berkurang. Pada waktu bersamaan komponen bertitik didih rendah di dalam produk dasar akan turun dankonsentrasi komponen bertitik didih tinggi dalam produk dasar akan naik jadi dengan menambahkan reflux ratio dpat diperoleh produk daar den distilat dengan kemurnian lebih tinggi. Reflux dan reflux ratio Bagan dari produk puncak yang di kemaliakan ke kolom dstilat disbut refluks. Reflux akan mengakibatkan bertambahnya aliran cairan yang dibutuhkan intuk pemisahan di
baki-baki. Reflux akan meningkatkan kemurnian produk puncak.jumlah reflux merupakan variabel oprai yang penting dalam kolom destilasi , ratio dari jumlah refluks dari jumlah distilat disebut reflux ratio. reflux ratio ini merupakan index index penting dalam perencanaan dan pengoprasian suatu kolom distilasi . dengan menambahkan reflux raio , efisiensi pemisahan akakn meningkat. Kosentrasi komponen bertitik dididh rendah dalam distilah akan bertambah, dan konsentrasi komponen bertitik didih tinggi akan berkurang. Pada waktu bersamaan komponen bertitik didih rendah di dalam produk dasar akan turun dankonsentrasi komponen bertitik didih tinggi dalam produk dasar akan naik jadi dengan menambahkan reflux ratio dpat diperoleh produk daar den distilat dengan kemurnian lebih tinggi. https://dianarosee2013.wordpress.com/2013/05/23/fraksi-minyak-bumi-minyak-mentahcrude-oil-sebagian/
