Nama : Elisabeth
NIM : 03101003025
Kel/Shift : 3/Jumat Jam 13.00
Tugas Khusus WW
JENIS-JENIS PACKING DI STRIPPER COLUMN
Pengertian Stripper
Stripper atau tube stripper adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memisahkan udara atau liquid dari rubber tube seperti halnya peristiwa infusion atau pembelahan, maka dapat kita ambil kesimpulan stripper adalah suatu alat yang digunakan untuk mengambil suatu zat atau senyawa dari senyawa lainnya dengan fase yang berbeda. Sebagai contoh adalah pemisahan gas nitrogen dan hydrogen pada amoniak cair.
Gambar 1. Skematika proses pada plant stripper dan absorber secara umum
Stripper disebut juga sebagai kolom distilasi berfungsi sebagai unit operasi untuk melakukan proses pemisahan sebuah campuran menjadi dua atau lebih produk yang memiliki titik didih berbeda, dengan mengeluarkan komponen yang lebih mudah menguap dari campuran.
Stripper berfungsi untuk memisahkan CO2 dari larutan K2CO3 (benfield), untuk selanjutnya CO2 yang dilepaskan akan menjadi produk CO2 yang digunakan sebagai bahan dasar dalam proses pembuatan pupuk urea. Larutan benfield yang terkondensasi akan jatuh ke bottom stripper, sedangkan air akan berada di tray tengah karena memiliki titik didih yang lebih rendah dibandingkan dengan larutan
benfield. Reaksi kimia yang terjadi pada stripper yaitu:
2KHCO3 K2CO3 + CO2 + H2O (CO2 dilepaskan)
Sebelum memasuki stripper, campuran terlebih dahulu di proses pada plant absorber untuk memisahkan CO2 dari gas sintesis dengan menggunakan bahan penyerap seperti MDEA, benfield dan selexon, dalam hal ini digunakan larutan benfield. Reaksi kimia yang terjadi pada absorber yaitu:
K2CO3 + CO2 + H2O 2KHCO3
Sempurna atau tidaknya proses penyerapan CO2 ditentukan oleh konsentrasi dari larutan benfield. Dalam menjalankan prosesnya, operator di PT.Petrokimia Gresik harus menjaga nilai larutan benfield berada pada kisaran 25 % – 30 %. Jika larutan benfield terlalu pekat, nilainya melebihi 30 %, maka diindikasikan penyerapan yang terjadi pada absorber tidak berlangsung secara sempurna. Selain itu juga akan menyebabkan naiknya ampere pada pompa refluks yang akan mengalirkan larutan benfield dari bottom stripper kembali ke absorber karena larutan benfield terlalu berat untuk dialirkan.
Selama ini, operator mengendalikan larutan benfield secara off-line atau tidak langsung yaitu dengan menjaga temperatur pada bottom stripper dengan mengatur bukaan valve yang mengalirkan fluida air ke dalamnya. Proses Flow Diagram (PFD) stripper ditunjukan dalam Gambar 3.
Jika temperatur pada bottom stripper terlalu tinggi maka para operator akan menyimpulkan berdasarkan pengalaman mereka bahwa larutan benfield pada bottom stripper terlalu pekat, maka aksi kontrol yang dilakukan adalah dengan membuka valve yang mengalirkan fluida air ke dalamnya untuk mengencerkan larutan benfield tersebut. Keterlambatan dalam melakukan aksi kontrol selalu terjadi, hal ini dikarenakan tidak adanya analyzer on-line yang bisa mengukur konsentrasi larutan benfield secara langsung sehingga harus menunggu delapan jam untuk mendapatkan besarnya konsentrasi larutan benfield hasil analisa dari laboratorium.
Gambar 2. Unit pencampuran stram gas dan liquid
Suatu stripper well atau pemisah antara liquid dan gas well biasanya digunakan mendekati akhir dari nilai suatu keekonomisan atau kualitas yang berpengaruh pada nilai jual suatu barang. Sebagai contoh di Amerika Serikat "stripper" gas dijadikan pertimbangan kemurnian suatu liquid terhadap material yang ingin dipisahkan dari gas yang diinginkan untuk diambil sehingga kita dapat mengambil keuntungan dari pemisahan tersebut.
Pada suatu stripper biasanya dilengkapi dengan suatu compressor atau pompa vakum yang berfungsi untuk mengalirkan gas atau udara sehingga aliran gas tersebut menyerap gas yang terdapat diliquid yang akan dipisahkan dari aliran gasnya.
Outlet dari stripper ini merupakan suatu liquid yang sudah mengandung sedikit atau bisa dikatakan bebas dari gas yang akan dipisahkan, sebagai contoh bila kita akan memisahkan oksigen dan air maka outletnya merupakan air yang kandungan oksigen atau nilai DO nya sudah rendah atau dapat dikatakan oksigen yang terkandung di dalam air sudah sedikit. Maka inilah salah satu peristiwa yang dapat dikatakan sebagai pemisahan dengan menggunakan stripper.
Gambar 3. PFD dari stripper
Wet gas stripper bertujuan untuk memisahkan partikel-partikel yang terdapat dalam suatu aliran gas. Gas stripper merupakan suatu dinding-dinding pemisah yang banyak, dan gas inlet unuk menerima aliran gas yang bergerak menuju outle gas melalui aliran gas yang sudah rapat dari tempatnya berada. Partikel tersebut terkumpul disuatu area pembentuk yang terdapat disuatu titik. Liquid yang tersebar di spray elemen di alirkan menuju dinding pemisah yang terdapat di area pengumpul partikel-partikel untuk membuat suatu suatu pemisahan partikel antara gas dan liquid. Pemisahan didefinisikan sebagai media filtrasi penangkap partikel yang terdapat di aliran gas dan partikel tersebut dibawa ke daerah pengumpul untuk dipisahkan dari aliran gas yang telah dilakukan proses pemisahan.
Dalam perhitungan ukuran stripper, satu faktor yang sangat penting adalah nilai koefisien transfer atau tinggi unit transfer. Sementara itu kecepatan aliran total gas dan cairan akan ditentukan oleh proses, hal ini penting untuk menentukan aliran yang cocok per unit area yang melalui column. Aliran gas dibatasi dengan tidak boleh melebihi kecepatan pemisahan, dan akan ada hasil drop jika kecepatan cairan sangat rendah. Hal ini sangat cocok untuk menguji pengaruh kecepatan aliran gas dan cairan pada koefisien transfer. Pada kenyataannya proses stripper juga dipengaruhi oleh beberapa variabel lain, seperti temperature, tekanan dan diffusivity.
Stripper merupakan suatu proses absorpsi, sebagai contoh absorpsi gas yang merupakan suatu satuan penghilangan satu atau lebih komponen-komponen gas melalui kontak dengan suatu cairan. Hal ini sering digunakan di industri kimia untuk mengekstraksi sejumlah gas dari campuran gas-gas atau sering pula digunakan untuk menghilangkan komponen-komponen berbahaya seperti hydrogen sulfide atau belerang dioksida dari gas-gas yang berasal dari cerobong keluaran (flue gas). Pada setiap kasus, desain bangsal peralatan dibuat sesuai dengan tingkat kerapatan percampuran antara komponen-komponen, umumnya pada basis yang kontinyu untuk mencapai ekstraksi yang efisien.
Kolom stripper merupakan salah satu peralatan utama dalam proses distilasi karena kolom ini berfungsi untuk mempertajam pemisahan komponen – komponen, sehingga bisa memperbaiki mutu suatu produk dengan memisahkan fraksi ringan yang tidak dikehendaki dalam produk tersebut.
Pada dasarnya prinsip kerja kolom stripper adalah proses penguapan biasa, pada temperatur tertentu fraksi ringan yang temperatur didihnya lebih rendah dari temperatur puncak kolom akan menguap dan keluar melalui puncak kolom. Secara umum untuk membantu penguapan dilakukan dengan injeksi steam atau dengan bantuan alat penukar panas reboiler untuk menaikkan temperatur.
Packing
Packing adalah material yang berguna untuk memperluas permukaan didalam kolom. Cairan akan lebih mudah menguap apabila bersentuhan dengan suatu permukaan yang bersuhu berbeda. Demikian juga uap akan lebih mudah terkondensasi apabila bersentuhan dengan permukaan yang berbeda suhu. Karena itu sebagian besar ruang didalam kolom harus diisi dengan material yang bisa menyediakan permukaan yang lebih banyak untuk bersentuhan dengan uap. Material packing ini bisa berupa kerikil, pecahan keramik, kaca, besi, tembaga, atau apapun asal tidak berkarat dan bereaksi dengan alkohol. Almunium dan bahan plastik sebaiknya tidak digunakan. Perlu diingat agar packing jangan sampai terlalu padat sehingga menyumbat aliran uap. Material terbaik untuk packing adalah scrub stainless steel/tembaga dan rashcig/pall ring (biasanya digunakan industri). Packing juga menciptakan efek destilasi berulang. Packing harus disangga dengan plat berlubang-lubang (perforated plate) untuk menjaga agar tidak jatuh kedalam boiler.
Tipe Packing
Random Packing
Random packing merupakan jenis packing berdasarkan pengisiannya. Di dalam cooling tower, random packing dijatuhkan atau ditempatkan secara acak di dalam menara. Dimana menara diisi air untuk mengurangi kecepatan jatuhnya. Random packing umumnya digunakan di dalam kilang minyak, proses gas, kimia dan proses industri lingkungan. Random packing mempunyai densitas yang tinggi, panas yang sangat baik, tahan terhadap asam dan dapat menahan korosi yang disebabkan oleh berbagai macam asam anorganik, asam organik dan solven organic, kecuali asam hydrofluoric.
Random packing digunakan secara luas di dalam tower pengeringan, absorbing tower, cooling tower, washing tower, regenerative tower, dan desulfurisasi tower di dalam teknik kimia, metallurgi, coal gas, produksi asam dan oksigen, farmasi dan industri yang lain.
Adapun jenis-jenis dari random packing antara lain:
Rasching Ring
Gambar 4. Contoh Rasching Ring
Rasching ring, generasi pertama random packing, biasanya terbuat dari logam seperti baja karbon seperti yang ditampilkan di sini, atau dari non-logam karbon hitam. Hal ini biasanya lebih tebal daripada jenis random packing yang lainnya. jenis packing ini menawarkan duarbility korosi tinggi.
Jenis random packing ini tersedia dalam variabel seperti ukuran (mm): 25,38, dan 50. Raschig ring yang dibuat khusus dari karbon grafit atau digunakan dalam aplikasi khusus menuntut korosi baik dan thermal shock resistance. Mereka paling tahan terhadap asam, alkalis dan sebagai pembersih pada temperatur tinggi
Pada saat yang sama mereka mempunyai kekuatan yg tinggi, sehingga memiliki kehidupan yang panjang. Pada umumnya ada di menara oxidizer, alkyation unit, dan layanan lainnya menuntut proses kilang minyak.
Secara umum, kolom untuk kemasan ukuran diameter rasio harus lebih besar dari 30 untuk raschig ring, 15 untuk saddles keramik, dan 10 untuk ring atau plastik saddles. Geometri yang anda kemasan biasanya akan menjadi fungsi yang diperlukan permukaan daerah dan/atau diijinkan pressure drop. Jika beberapa packing memenuhi persyaratan, akan ditempatkan paling rendah dengan biaya mahal tapi dapat menyesuaikan untuk operasi. Sebagai contoh, kita akan memilih menyelumbungi plastic untuk kolom di atas diameter 24 inci, no. 2 inci atau 2 kemasan harus diperiksa terlebih dahulu. Dengan melihat flowrates, bahwa kolom memiliki diameter minimal 24 inci yang baik.
Raching ring memiliki penggunaan yang luas karena harganya yang murah dan disediakan oleh vendor dalam berbagai ukuran dan bahan. Namun demikian, akhir – akhir ini penggunaan rasching ring secara bertahap mulai digantikan oleh pall ring yang lebih efisien walaupun harganya lebih mahal.
Pall Ring
Gambar 5. Contoh Pall Ring
Pall ring merupakan tipe baru dari random packing. Pall ring mempunyai efisiensi yang tinggi dan merupakan pengembangan dari raschig ring. Dohntec pall ring menunjukkan bahwa pall ring mempunyai kapasitas yang lebih besar dan pressure drop yang lebih kecil daripada random packing yang lain. Pada pall ring mempunyai dinding silindris yang terbuka dan bagian dalam yang cenderung menonjol keluar, sehingga pall ring dapat menerima kapasitas yang lebih besar dan pressure drop yang lebih kecil daripada cylindrical rings. Desain cincin terbuka pada pall ring dapat menjaga distribusi dan menahan tendensi saluran dinding. Kontak pada permukaan bagian dalam dan bagian luar dari pall ring, efektif untuk distribusi liquid dan gas, serta tahan terhadap penyumbatan.
Cascade Ring
Gambar 6. Contoh Cascade Ring
Cascade ring, adalah sebuah media packing yang didesain untuk memperbesar kapasitas, meningkatkan efisiensi dan kekuatan mekanik lebih dari pall ring. Rasio berat atau diameter packing adalah 0,5. karena aspek rasio ini, ketika packing ini dimasukkan ke dalam tower, cascade ring cenderung untuk struktur seperti bagian dalam yang lebih efisien. Semua ciri-ciri ini, mengurangi pressure drop dan meningkatkan efisiensi transfer massa.
Berl Saddle
Gambar 7. Contoh Berl Saddle
Berl saddle merupakan bentuk packing terbuka seperti sebuah saddle tanpa bagian dalam dan bagian luar, bentuk dari berl saddle lebih baik bila dibandingkan dengan raschig ring didalam aspek distribusi fluida dan tahanannya rendah. Dan berl saddle membuat tekanan menjadi lebih rendah pada bagian dalam tower.
Cross Partition Ring
Gambar 8. Contoh Cross Partition Ring
Cros partition ring merupakan packing yang sangat tahan terhadap asam dan panas. Cross partition packing juga tahan terhadap korosi yang disebabkan oleh berbagai macam asam anorganik, asam organik, dan solven organic, kecuali asam hydrofluoric. Oleh karena itu, cross partition ring digunakan secara luas. Jenis packing ini digunakan pada dry tower, absorbing tower, cooling tower, scrubbing tower dan actifier tower didalam industri kimia, industri metallurgi, industri coal gas, dan industri yang memproduksi oksigen.
Intalox Saddle
Gambar 9. Contoh Intalox Saddle
Intalox saddle merupakan pengembangan dari saddle yang berbentuk lengkung. Perubahan itu terdapat pada kedua permukaan lengkungan menjadi permukaan persegi dan membuat jari-jari bagian dalam dan luar dari lengkungan berbeda. Konstruksi ini menjadi dasar mengatasi masalah penyumbatan, ini membuat porositas distribusi rata dan memperbaiki distribusi fluida, kapasitas lebih besar dan pressure drop lebih rendah daripada rasching ring.
Regular Packing
Gambar 10. Susunan Regular Packing
Packing jenis ini menguntungkan karena pressure drop yang rendah dan laju alir fluida yang makin lebih besar, namun packing jenis ini lebih mahal biaya instalasinya dari packing yang jenis random. Jenis regular packing :
Rasching ring
Double spiral ring
Section through expanded metal lath packing
Wood grids
Regular Packing adalah elemen yang dibentuk oleh lapisan yang condong deflecting element. The deflecting element tersebut diatur dalam persimpangan berselang-hubungan satu sama lain dan terus memberikan aliran saluran yang buka di kedua berakhir. Selain itu, aliran saluran terbuka laterally mengalir ke saluran yang berdekatan lapisan dari deflecting element.. Dengan menyediakan kemasan untuk meningkatkan percepatan dan massa antara dua media mengalir
melalui counter current dalam kemasan.
Bahan untuk dikemas melalui menara yang cairan untuk diproses disesuaikan mengalir ke dalam kontak satu sama lain. Bahan yang terdiri dari sebuah blok kemasan madu yang terdiri dari struktur partisi dinding keserbaragaman mendefinisikan sebuah saluran yang dibentuk secara paralel satu sama lain sebagai cairan petikan melalui packing blok. Packing blok yang lebih baik adalah sebuah polyhedron memiliki tidak kurang dari delapan pesawat masing-masing pihak sebagai dilihat di ketinggian, sehingga Saluran terbuka di non-ortogonal kaitannya dengan sedikitnya dua pesawat dari sisi polyhedron.
Dalam kasus di mana sebuah menara yang diisi penuh sesak dengan packings ditumpuk secara teratur di kotak, cairan yang mengalir di saluran dibentuk packings biasanya berorientasi substansial secara paralel ke arah aliran cairan melalui menara. Akibatnya, tekanan kerugian ini biasa dihadapi dengan susunan kurang dari yang dialami ketika buku-packings atau jenis lainnya packings yang digunakan.
