Multitubular Fixed Bed Reactor
Reakto Reaktorr tipe ini termasu termasuk k jenis jenis reaktor reaktor kimia khusus, khusus, yaitu fixed bed reaktor , yang mana terdiri dari lebih 1 pipa yang berisi tumpukan katalis stasioner dan dioperasik dioperasikan an vertikal. vertikal. Biasanya Biasanya dioperasikan dioperasikan secara adiabatis. adiabatis.
Biasanya Biasanya
digunakan untuk reaktan berfase gas, dan perlu di ketahui, reaksi kimia tersebut terjadi sepanjang pipa, jadi semakin panjang pipa maka konversinya juga semakin tinggi. Fixed Bed Reactor katalitik dapa dapatt dide didefi fini nisi sikan kan sebag sebagai ai suat suatu u tube silindrikal silindrikal yang dapat diisi dengan dengan partikel-parti partikel-partikel kel katalis. katalis. Selama Selama operasi, operasi, gas atau liquid atau atau ked keduany uanyaa akan akan melew elewat atii tube dan partikel-partikel partikel-partikel katalis, sehingga akan terjadi reaksi. eori eori Reaksi !atalitik "as-#i$uid % &'g( ) B'l(
*
+............................'ersamaan +............................'ersamaan 1.1(
Reaktan & 'gas( bereaksi dengan reaktan B yang merupakan li$uid non-volatil dengan katalis padat. Mekanisme Reaksi Tiga-Fase Tiga-Fase : a. transfer massa mass a komponen & dari dari bulk gas ke gas ke antarmuka gas-li$uid, b. transfer massa komponen & dari antarmuka gas-li$uid ke bulk liquid , , c. transfer massa & dan B dari bulk liquid ke permukaan katalis, d. difusi intra partikel spesies & dan B melalui pori-pori katalis ke sisi aktif, e. adsorpsi kedua atau salah satu reaktan pada sisi aktif katalis, f. reaksi permukaan yang meliputi salah satu atau kedua spesies adsorbat, g. desorpsi produk berlawanan arah . 1. Model Desain Reaktor Fixed Reaktor Fixed Bed Katalitik a. Pers Persam amaa aan n Nera Neraca ca Mas Massa sa (steady-state (steady-state))
......'ersamaan 1.( i mana % r,
#
/
ifusi fusi efe efektif, m0s
+&
/
!ons !onsen entr tras asii komp kompon onen en,, & mol0 mol0 m m
2s
/
!ece !ecep patan atan sup super erfi fici cial al,, m0s m0s
ugas 2mum
R &
/
#aju #aju reak reaksi si glob global al,, mol0 ol0 kg s
ρB
/
ens ensit itas as pell pellet et kata katali lis, s, kg0 kg0 m m
b. Persa Persamaa maan n Ner Neraca aca Ene Energi rgi ( steady state) state)
..........'ersamaan 1.(
i mana % K , r r K L
/
ifu ifusi si efek efekti tiff ter terma mal, l, 30s 30s m !
ρg
/
ens ensit itas as flui fluida da,, !g0m g0m
+ p
/
!apasit sitas pana anas, 30k 30kg !
Gambar 1.1. Fixed Bed Reactor Reactor tipe S4-55
a. ros roses es simu simula lasi si S4S4- 55 55 Fixed Bed Reactor dapat dapat
diguna digunakan kan untuk untuk
mereaksikan macam gas serta dapat berlangsung secara eksotermik ataupun endotermik. b. Reaktan & dan B diumpankan kepada masing-masing dari keempat inlet fixed bed melalui suatu heater dimana suhu mereka dinaikkan hingga mencapai suhu optimum reaksi. Suhu reaktan & dipertahankan agar lebih rendah dari suhu reaktan B, sehingga memungkink memungkinkan an untuk inter-bed quenching , suatu teknik yang digunakan untuk mengontrol temperatur dalam reaktor. c. Bed reactor dirancang dirancang untuk untuk mengubah mengubah 'mengkonv 'mengkonversi( ersi( seluruh seluruh reaktan & menj menjad adii prod produk uk.. Rasi Rasio o molar olar inle inlett dari dari reak reakta tan n B terh terhad adap ap reak reakta tan n & dipertahankan pada 15 banding 1, sejumlah besar reaktan B harus diumpankan ke bed pertama bed pertama dengan hanya sedikit reaktan B yang diumpankan diumpankan ke bed-bed
ugas 2mum
berikutnya. Bentuk Fixed-Bed Bentuk Fixed-Bed Reactor dapat dapat dibagi menjadi dua yaitu sebagai berikut. ! "ingle Be Bed Sebaga Sebagaii penyan penyangga gga katalis katalisato atorr dipaka dipakaii butirbutir-but butir ir alumun alumunia ia 'bersif 'bersifat at inert inert terhadap 6at pereaksi( dan pada dasar reaktor disususn dari butir yang besar, semakin ke atas semakin kecil. etapi pada bagian atas katalisator disusun dari butir keil makin ke atas makin besar. #! Multi lti Tube !atal !atalisa isato torr diisi diisi lebi lebih h dari dari satu satu tump tumpuk uk kata katalis lisato ator, r, fi7e fi7ed d bed bed deng dengan an katalisator lebih dari satu tumpuk banyak dipakai dalam proses adiabatik. 3ika reaksi yang terjadi sangat ekonomis pada konverrsi yang masih kecil, suhu gas sudah sudah naik naik sampai sampai lebih lebih dari dari suhu suhu maksim maksimum um yang yang diperb diperbole olehka hkan n untuk untuk katalisator, maka gas harus didinginkan terlebih dahulu ke dalam alat penukar panas di luar reaktor melalui tumpukan katalisator kedua. 3ika konversi gas yang keluar dari tumpukan kedua belum mencapai dari yang direncanakan, tetapi suhu gas sudah lebih tinggi dari yang diperbolehkan maka dilakukan pendinginan legi dengan mengalirkan gas ke alat penukar panas kedua diduga kemun kemungk gkin inan an dike dikemb mbal alika ikan n ke reakt reaktor or yang yang masu masuk k melal melalui ui tump tumpuk ukan an katalisator ketiga dan seterusnya sampai diperoleh konversi yang diinginkan. 3ika reaksi bersifat endotermis, maka penukar panas di luar reaktor dapat digunakan untuk pemanas gas reaksi. 2. Contoh a ain Fixed Bed Reactor a! $ir "%arged Fixed-Bed Fixed-Bed Reactor
Gambar 2.1. $ir "%arged Fixed-Bed Fixed-Bed Reactor
b! Fixed-bed circulation reactor reactor
ugas 2mum
reactor Gambar 2.2. Fixed-bed circulation reactor c! "chematic de%iction of the fixed-bed circulation reactor
Gambar 2.!. "chematic de%iction of the fixed-bed circulation reactor 3. Kelebihan Fixed Kelebihan Fixed Bed Reactor
a. apat digunakan untuk mereaksikan dua macam gas sekaligus b. !apasitas produksi cukup tinggi c. emakaian tidak terbatas pada kondisi reaksi tertentu 'eksoterm atau endoterm( sehingga pemakaian lebih fleksibel d. &liran fluida mendekati plug flow, sehingga dapat diperoleh hasil konversi yang tinggi e. ressure drop rendah f. 8leh karena adanya hold-up yang tinggi, maka menghasilkan
pencampuran
radial yang lebih baik dan tidak ditemukan pembentukan saluran 'channeling( g. emasokan katalis per unit volum reaktor besar h. 9old up li$uid tinggi i.
!atalis benar-benar dibasahi
j.
!ontrol temperature lebih baik
k. rans ransfer fer massa massa gas-li$ gas-li$uid uid lebih lebih tinggi tinggi daripa daripada da reaktor reaktor trickle trickle bed karena karena interaksi gas-li$uid lebih besar . 4. Kek"rangan Fixed Kek"rangan Fixed Bed Reactor
ugas 2mum
a. Resistansi difusi intra partikel sangat besar. b. Rate transfer massa dan massa dan transfer panas panas rendah. c. emindahan katalis sangat sulit dan memerlukan shut memerlukan shut do&n alat. do&n alat. d. !onversi lebih rendah. e. &da kemungkinan terjadi reaksi samping homogen pada cairan. f! 'ressure dro% dro% tinggi tinggi ! ! #. Contoh$C Contoh$Conto ontoh h %nd"stri %nd"stri Dengan Dengan Reaktor Reaktor Katalitik Katalitik dan dan M"lti$&ase M"lti$&ase
a. 2ntu 2ntuk k Reak Reakto torr Fixed Bed !atalitik !atalitik % ! 8ksidasi parsial dari (-x)lene menjadi (-x)lene menjadi 'talic 'talic $nhidrid! . 9idrog 9idrogena enasi si aromat aromatik ik dan olefin. olefin. . ehi ehidr drog ogen enas asii etilben*ene menjadi etilben*ene menjadi stirene! stirene! b. 2ntuk Reaktor Fixed-bed Reaktor Fixed-bed u%&ard bubble-flo& 'multi bubble-flo& 'multi fase(% . roses Fischer-Tro%sch Fischer-Tro%sch :. enc encai aira ran n bat batu u bara bara
D'&'R
&nonim.55;. Fixed-Bed Fixed-Bed Reactor . http%00elib.uni-stuttgart.de0opus0vollte7te055;0 :<;=0pdf0eig1>.pdf 'iakses 'iakses pada 1? 4aret 51: pukul 1;.?> @AB(
ugas 2mum
&nonim.55;.T &nonim.55;.Ti%s
'emilihan
Reaktor .
http%00prarancanganpabrikkimia.
blogspot.com055;0510tips-pemilihan-reaktor.html blogspot.com055;0510tip s-pemilihan-reaktor.html 'iakses 'iakses pada 1? 4aret 51: pukul 5. @AB( &nonim.511. Reaktor Reaktor Fixed Bed .
http%00nunulasa.wordpress.com0511050150
reaktor-fi7ed-bed0 'iakses reaktor-fi7ed-bed0 'iakses pada tanggal 11 4aret 51: ukul 1:.5< @AB( &nonim.51:. 'rocess 'rocess +escri%tion Reactor . http%00www.simtronics.com0site0spm55.htm.2yC9lDuSE 'iakses 55.htm.2yC9lDuSE 'iakses 1? 4aret 4a ret 51: pukul 5.5; @AB( 4aranatha, 4aranatha, Shella.51 Shella.51:. :. Macam-Macam Macam-Macam Reaktor Kimia. Kimia . http%00www.academia. edu0:=>;;04acamDmacamDReaktorDkimiaD4acamD-4acamDReaktor 'iakses pada 1 4aret 4ar et 51: oukul 5=.5; @AB(
ugas 2mum
