D500150109 I.
II.
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
JUDUL Simulasi Distilasi dengan Simulator Proses TUJUAN Mahasiswa dapat membuat simulasi distilasi bertingkat dengan salah satu aplikasi simulator proses dan memahami pengaruh variabel-variabel pada kondisi dan kinerja menara distilasi.
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
III. ALGORITMA 1. Algoritma pada shortcut distillation
START
Component List Methanol,H2O
Fluid package UNIQUAC
Umpan
Methanol = 0,4 Air = 0,6 P = 100 kPa,T = 30°C
Heater
Stream 2
Inlet = Umpan Outlet = 2
Vapour= 0,3 P = 100 kPa
Databook
Variables
Grafik = ? External Reflux Ratio = ? Actual number of tray = ? Fraksi mol distillate = ?
END
Shortcut Distilation
Inlet = 2
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
2. Algoritma pada distillation column
START
Component List Methanol,H2O
Fluid package UNIQUAC
Feed
Methanol = 0,4 Air = 0,6 Vapour = 0,3 P = 100 kPa
Distillation Column
Fraksi mol distilat..?
END
PK3_1_C
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Berikut adalah nilai Rmin dari percobaan menggunakan fluid package UNIQUAC pada komposisi methanol : air yaitu 0,4 :0,6 dan pada kondisi vapour 0,3
Dari percobaan yang telah dilakukan dengan komposisi methanol : air yaitu 0,4 : 0,6 dan kondisi vapour pada umpan sebesar 0,3 maka diperoleh nilai Rmin sebesar 0,752. Berikut adalah jumlah actual tray dari percobaan menggunakan fluid package UNIQUAC dengan nilai R sebesar 1,5 dan Rmin sebesar 0,752. Maka diperoleh jumlah
actual number of tray sebesar 7,585.
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Dari percobaan yang telah dilakukan menggunakan fluid package UNIQUAC pada nilai R 1,75 dan Rmin 0,752 diperoleh nilai external reflux ratio sebesar 1,128 dan actual number of tray sebesar 7,585.
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Dari percobaan yang telah dilakukan menggunakan fluid package UNIQUAC pada nilai R 1,75 dan Rmin 0,752 diperoleh nilai external reflux ratio sebesar 1,316 dan actual number of tray sebesar 6,743.
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Dari percobaan yang telah dilakukan menggunakan fluid package UNIQUAC pada nilai R 2 dan Rmin 0,752 diperoleh nilai external reflux ratio sebesar 1,504 dan actual number of tray sebesar 6,196 .
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Berikut adalah grafik hubungan antara pengaruh external reflux ratio terhadap jumlah actual number of tray
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Grafik diatas menunjukkan pengaruh external reflux ratio dengan jumlah actual number of tray pada percobaan yang telah dilakukan menggunakan fluid package UNIQUAC dengan komposisi methanol : air yaitu 0,4 : 0,6 dan kondisi vapour 0,3. Nilai dari external reflux ratio dan actual number of tray pada tiap-tiap R dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 1. Data nilai external refluk ratio dan jumlah actual number of tray pada setiap nilai R No
Nilai R
Nilai Rmin
External Reflux Ratio
Actual number of tray
1
1,5
0,752
1,128
7,585
2
1,75
0,752
1,316
6,743
3
2
0,752
1,504
6,196
Berdasarkan grafik dan tabel diatas menunjukkan pengaruh eksternal reflux terhadap jumlah tray menggunakan distilasi shortcut, pada kondisi fraksi uap 30 % dan P (tekanan) reboiler 100 kPa dan P (tekanan) kondenser 90 kPa. Eksternal reflux sangat berpengaruh terhadap jumlah tray yang terbentuk. Sehingga dapat dikatakan bahwa semakin besar nilai dari external reflux ratio maka jumlah actual number of tray akan semakin menurun. Jika eksternal reflux terhadap jumlah tray terlalu rendah, maka jumlah tray yang dibutuhkan pada kolom distilasi akan semakin rendah,dan apabila jumlah tray terlalu tinggi akan berpengaruh pada biaya yang semakin mahal karena tinggi menara akan semakin tinggi. Dengan keadaan seperti itu, akan menyebabkan meningkatnya biaya yang dibutuhkan untuk pembangunan menara distilasi.
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
Berikut adalah grafik pengaruh external reflux terhadap C-duty dan R-duty
PK3_1_C
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Grafik diatas menunjukkan pengaruh external reflux terhadap C-duty dan R-duty pada percobaan yang telah dilakukan menggunakan fluid package UNIQUAC dengan komposisi methanol : air yaitu 0,4 : 0,6 dan kondisi vapour 0,3. Dari grafik pengaruh eksternal reflux terhadap reboiler duty dan condenser duty, terlihat titik potong antar dua garis. Titik potong tersebut merupakan titik operasi yang tepat karena beban antara condenser dan reboiler seimbang. Pengaruh eksternal reflux terhadap beban reboiler yaitu semakin tinggi reboiler duty maka eksternal reflux akan semakin besar. Sedangkan semakin tinggi kondenser duty maka eksternal reflux akan semakin kecil. Sehingga jika eksternal reflux tinggi maka beban reboiler semakin tinggi, tetapi beban kondenser akan semakin rendah. Jika eksternal reflux terlalu tinggi, perbedaan beban akan terlampaui jauh dan membutuhkan bahan bakar
atau pendigin untuk menyeimbangkannya, sehingga dibutuhkan biaya yang
lebih besar lagi . Dengan begitu dibutuhkan optimasi dan penentuan faktor-faktor yang mempengaruhi agar dapat seimbang. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dengan menggunakan fluid package UNIQUAC dengan komposisi methanol : air yaitu 0,4 : 06 pada kondisi vapour pada umpan 0,4 maka diperoleh nilai fraksi mol pada distilat 1 dan distilat 2 sebagai berikut: Nilai fraksi mol distilat 1 pada shortcut distillation
Nilai fraksi mol distilat 2 pada distillation column
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
Dari percobaan tersebut maka diperoleh nilai fraksi mol distilat 1 sebesar 0,9144 dan fraksi mol distilat 2 sebesar 0,6325. Persentase error dari fraksi mol distilat 1 dan distilat 2 dapat ditentukan dengan rumus % =
1 − 2 1
100 %
Dengan rumus tersebut maka diperoleh nilai persentase e rror sebesar 30,83%. Dari hasil yang diperoleh tersebut maka dapat dikatakan bahwa desain menara distilasi tidak sesuai dengan shortcut distilasi karena pengaruh komposisi methanol yang lebih besar daripada komposisi air,sehingga menyebabkan nilai fraksi mol distilat 2 pada menara distilasi lebih kecil daripada nilai fraksi mol distilat 1 pada shortcut distilasi. Hal tersebut menyebabkan nilai error yang terlalu besar.
D500150109
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
V. KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1.
Semakin tinggi nilai eksternal reflux maka jumlah actual tray akan semakin menurun. Jika nilai eksternal reflux rendah maka jumlah tray yang digunakan semakin banyak dan ketinggian suatu menara akan semakin tinggi, sehingga biaya yang dibutuhkan untuk pembuatan menara distilasi akan semakin besar.
2.
Eksternal reflux terlalu tinggi maka beban kondenser kecil, dan beban reboiler tinggi maka biaya pemanas reboiler makin mahal
3.
Jika komposisi methanol lebih besar daripada komposisi air maka persentase error yang diperoleh semakin besar. Sehingga desain menara distilasi tidak sesuai dengan shortcut distilasi
D500150109 VI. LAMPIRAN
FITROTUL FAUZIAH ERAWATI
PK3_1_C
