Bab 1 Pendahuluan
1.1. Absorber Absorber adalah alat yang digunakan untuk proses absorbsi, yaitu proses penyerapan
fluida gas oleh seluruh bagian zat cair sebagai absorben. Proses Absorbsi digunakan untuk memisahkan suatu komponen gas dari campuran gas dengan menggunakan zat cair sebagai penyerap/absorben. 1.2. Pengertian Absorbsi Adsorpsi adalah suatu proses penyerapan suatu fasa tertentu (gas,cair) pada permukaan
adsorben yang berupa padatan. Adsorpsi ada dua macam, yait u: 1. Adsorpsi Adsorpsi isika, isika, ter!adi karena gaya "an der #alls #alls dimana dimana ketika gaya tarik molekul antara larutan dan permukaan media lebih besar daripada gaya tarik substansi terlarut dan larutan, maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan media. $ontohnya adalah adsorpsi oleh karbon aktif. %. Adsorp Adsorpsi si &imia, &imia, ter!adi ter!adi ketika ketika terbent terbentukn uknya ya ikatan ikatan kimia kimia antara antara substan substansi si terlaru terlarutt dalam larutan dengan molekul dalam media. $ontohnya adalah ion exchange. exchange. Proses adsorpsi pada pengendalian pencemaran udara digunakan untuk pemurnian udara dan solvent recovery. recovery. Proses Proses pemurn pemurnian ian udara udara dilaku dilakukan kan pada pada suatu suatu kondis kondisii dimana dimana kontaminan ada dalam !umlah yang kecil (' 1 ppm) tetapi sangat berbau atau beracun. iste istem m yang yang digu diguna naka kan n untu untuk k pemu pemurni rnian an udara udara adal adalah ah small thin bed adsorbers. adsorbers. edangkan solvent edangkan solvent recovery, recovery, yang biasanya digunakan untuk menyisihkan kadar organik yang yang lebih lebih besar besar dari dari 1 1 ppm, ppm, memb membut utuh uhkan kan siste sistem m yang yang lebi lebih h besa besar. r. *ingk ingkat at penyisihan dalam solvent recovery menen menentu tuka kan n besa besarny rnyaa siste sistem m adso adsorp rpsi si yang yang diperlukan. 1.3.
Absorben
Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada permukaannya,baik secara fisik atau dengan reaksi kimia. Absorben Absorben (!uga disebut cairan pencuci) harus memenuhi persyaratan yang sangat beragam. +isalnya bahan itu harus : •
• • •
+emiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar mungkin (kebutuhan akan cairan lebih sedikit,olume alat lebih kecil) edapat mungkin sangat reaktif +emiliki tekanan uap yang tinggi +empunyai iskositas yang rendah
•
tabil secara termis dan murah
Absorben yang sering digunakan adalah air (untuk gas-gas yang dapat larut, atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan), natrium hidroksida (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti basa).
1.4.
Alat-alat Absorpsi
Alat absorpsi disebut !uga absorber, adalah tempat campuran gas dan absorben dikontakkan satu sama lain secara intensif, biasanya dalam arah yang berlaanan. esarnya absorber (!uga kuantitas absorben yang diperlukan) tidak hanya ditentukan oleh !umlah tahap yang lebih sedikit dari pada absorpsi fisik (alat men!adi lebih kecil) alat ini dapat di!adikansatu dengan absorber, atau dipasang dala m sistem sirkulasi absorber. &adang-kadang satu kali absorpsi tidak cukup untuk memisahkan campuran multi komponen dalam hal ini dua atau lebihabsorber harus dipasang secara seri. elain itu absorber sring kali digunakan untuk melakukan presipitasi bahan-bahan padat atau debu dalam kuantitas kecil yang ikut terbaa dalamcampuran gas. Absorber dan stripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkan satu komponen atau lebihdari campurannya menggunakan prinsip perbedaan kelarutan. olut adalah komponen yangdipisahkan dari campurannya sedangkan pelarut (solent0 sebagai separating agent) adalahcairan atau gasyang melarutkan solut. &arena perbedaan kelarutan inilah, transfer massa solut dari fase satu ke fase yang lain dapat ter!adi. Alat-alat absorpsi yang terpenting adalah alat pencuci, seperti : 1. +enara Pencuci an +enara 2inang
+enara pencuci ini terdiri dari sebuah be!ana kosong yang berbentuk silinder. Air disemprotkan ke dalamnya dengan alat penyembur. alam bentuknya yang
disempurnakan, menara diisi dengan benda-benda !e!al atau packing. enda-benda ini diperciki air dari atas. edangkan gas yang membaa debu mengalir dari baah.
%. Pencuci Pusaran
Pada pencuci pusaran gas yang mengandung debu mula-mula menumbuk permukaan air sehingga ter!adi pemisahan aal. &emudian oleh pelat-pelat penyalur, gas dibelokkan masuk kedalam air pencuci. i dalam air pencuci terdapat perkakas pemusar air. Pencuci pusaran terutama sesuai untuk memisahkan debu-debu berukuran menengah dan kasar seperti debu, yang terdapat pada instalasi penggilingan, pencampuran dan pengeringan.
3. Pencuci Pancaran
Pencuci pancar pada prinsipnya adalah pompa pancar yang besar. $airan pencuci disemburkan dalam gas melalui suatu alat yang disemprotkan dengan tekanan. 4dara kotor dihisap dari samping dan bercampur secara intensif dengan cairan pencuci di dalam pipa pancar. Pencuci pancar sesuai untuk memisahkan debu-debu yang berukuran cukup halus. 5. Pencuci 6otasi
$airan pencuci didistribusikan ke dalam suatu ruangan oleh sebuah cakran atau sikat yang berputar (pencuci sikat). engan cara ini terbentuk lapisan tetesan air, dan gas mengandung debu harus meleati lapisan tersebut, sehingga ter!adi pemisahan debu
yang intensif. Pencuci rotasi sesuai untuk memisahkan debu-debu yang cukup halus dan yang kasar. 7. Pencuci "enturi
4dara yang mengandung debu yang masuk ke dalam pencuci dipertinggi kecepatannya oleh penyempitan pipa enturi. $airan pencuci dipisahkan kembali dari aliran gas oleh belokan yang ta!am dan oleh tumbukan. 8. Alat Pemisah 2oncatan *ekanan
Pada alat pemisah loncatan tekanan,tekanan gas yang akan dibersihkan dilatkan pada se!umlah besar cincin yangberbentuk khusus.iantara cincin yang satu dengan yang lain terdapat lubang yang menyerupai celah.Pada saat gas menerobos celah,gas dibelokkan mengikuti lntas an yang berbentuk.
1.5.
Kolom Absorpsi
&olom Absorpsi adalah suatu kolom atau tabung tempat ter!adinya proses pengabsorbsi(penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dileatkan di kolom/tabung tersebut. truktur yangterdapat pada kolom absorber dibagi men!adi tiga bagian yaitu:
•
agian atas: pray untuk megubah gas input men!adi fase cair agian tengah: Packed toer untuk memperluas permukaan sentuh sehingga
•
mudahuntuk diabsorbsi agian baah: 9nput gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.
•
&eterangan : ( a ) input gas
( c ) pelarut
( e ) disperser
( b ) gas keluaran
( d ) hasil absorbsi
( f ) packed column
1.6. Stripper tripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkan satu komponen atau lebih dari
campurannya menggunakan prinsip perbedaan titik didih dari campuran yang akan dipisahkan. 4ntuk menentukan suatu produk yang telah ditentukan dan mendapatkan hasil yang maksimal, maka di dalam kolom stripper dilengkapi dengan beberapa bagian, yaitu: 1. *ray agian ini berfungsi sebagai alat pengontak antar fraksi ringan dan berat, sehingga ter!adi proses pemisahan. *ray terdiri dari beberapa macam yaitu bubble cup, sie plate, ale plate dan flei plate. etiap !enis-!enis plate memiliki kelebihan serta kekutangan tertentu, tetapi tray yang paling banyak digunakan ialah bubble cup. %. #eir +erupakan salah satu alat yang berupa potongan plate yang berfungsi untuk mempertahankan tinggi permukaan di baah don comer, agar u!ung baah don comer cukup hanya tercelup kedalam cairan, sehingga bertindak sebagai seal atau perapat untuk uap yang akan naik ke atas. 3. on $omer Alat ini berfungsi untuk mengalirkan cairan dari atas yang menu!u ke plate yang adah dibaahnya. on comer terdiri dati dua macam yaitu don comer yang berbentuk pipa serta dan comer yang berbentuk saluran pencurah. 4ntuk mencegah
mengalirnya uap hidrokarbon keatas melalui sungkup don comer maka don comer harus memiliki seal yang cukup atau u!ung don comer cukup tercelup kedalam cairan yang berada pada plat dibaahnya. 5. *ab +erupakan kaki dari cap yang berfungsi untuk menahan ale tray agar tidak terlepas dari plate. 7. upport 6ing erfungsi sebagai tempat dudukan plate.
1.7. Pengertian Stripping tripping adalah operasi pemisahan solute dari fase cair ke fase gas, yaitu dengan
mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent ) yang tidak larut ke dalam cairan.
Bab 2 Absorber dan Stripper 2.1. ungsi Absorber 4mumnya digunakan pada penyerapan berupa campuran li;uid atau gas. an !uga
adsorbent yang digunakan berbentuk butiran-butiran halus yang berpori, hal ini dimaksudkan untuk dapat memperluas biang kontak penyerapan adsorbant oleh adsorbent .
2.2. ungsi Stripper
tripper berfungsi untuk memisahkan $<% dari larutan & %$<3 (benfield ), untuk selan!utnya $<% yang dilepaskan akan men!adi produk $< % yang digunakan sebagai bahan dasar dalam proses pembuatan pupuk urea. 2arutan
benfield yang
terkondensasi akan !atuh ke bottom stripper , sedangkan air akan berada di tray tengah karena memiliki titik didih yang lebih rendah dibandingkan dengan larutan benfield . 6eaksi kimia yang ter!adi pada stripper yaitu: %&=$<3 & %$<3 > $<% > =%< ($<% dilepaskan) ebelum memasuki stripper , campuran terlebih dahulu di proses pada plant absorber
untuk memisahkan $< % dari gas sintesis dengan menggunakan bahan penyerap seperti +?A, benfield dan selexon, dalam hal ini digunakan larutan benfield . 6eaksi kimia yang ter!adi pada absorber yaitu: & %$<3 > $<% > =%< %&=$<3 empurna atau tidaknya proses penyerapan $< % ditentukan oleh konsentrasi dari
larutan benfield . alam men!alankan prosesnya, operator di P*.Petrokimia @resik harus men!aga nilai larutan benfield berada pada kisaran %7 B 3 . Cika larutan benfield terlalu pekat, nilainya melebihi 3 , maka diindikasikan penyerapan yang ter!adi pada absorber tidak berlangsung secara sempurna. elain itu !uga 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. elama ini, operator mengendalikan larutan benfield secara off-line atau tidak langsung yaitu dengan men!aga temperatur pada bottom stripper dengan mengatur bukaan valve yang mengalirkan fluida air ke dalamnya. Cika temperatur pada bottom stripper terlalu tinggi maka para operator akan menyimpulkan berdasarkan pengalaman mereka baha 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. &eterlambatan dalam melakukan aksi kontrol selalu ter!adi, hal ini dikarenakan tidak adanya analyzer on-line yang bisa mengukur konsentrasi larutan benfield secara langsung sehingga harus menunggu delapan !am untuk mendapatkan besarnya konsentrasi larutan benfield hasil analisa dari laboratorium.
!ambar 2. 4nit pencampuran stram gas dan li;uid
uatu stripper well atau pemisah antara liquid dan gas well biasanya digunakan mendekati akhir dari nilai suatu keekonomisan atau kualitas yang berpengaruh pada nilai !ual suatu barang. ebagai contoh di Amerika erikat DstripperE gas di!adikan pertimbangan kemurnian suatu li;uid terhadap material yang ingin dipisahkan dari gas yang diinginkan untuk diambil sehingga kita dapat mengambil keuntungan dari pemisahan tersebut.
2.3. "enis-#enis Absorber
Adapun !enis-!enis absorber yaitu : 1. Fixed atau Packed Beds Vertical dsorber dsorber !enis ini merupakan adsorber yang terdiri dari kolom penyerapan yang berada ditengah tangki adsorber . imana adsorbent diletakkan ditengah kolom, lalu !atuh secara graitasi. edangkan dari batas pula masuk reaktan secara paralell (reaktan umumnya gas).
@ambar 1. Beds Vertical dsorber
ari gambar 1 diatas terlihat baha pada bagian baah terdapat fluida untuk meneregerasi adsorbent yang digunakan. =al ini dimaksudkan karena pada adsorber !enis ini semakin turun kebaah adsorbent akan men!adi !enuh, dimana penambahan reaktan untuk penyerapan lebih lan!ut tidak akan sempurna.
sudah tidak bisa diregenerasi lagi.
@ambar %. Flat !creen !upport (Atas &olom dsorber )
@ambar 3. "onical #ype of !upport $emoval dsorbent
dsorber !enis ini umumnya memiliki tinggi sekitar 57 feet dan diameter sekitar F-1 feet. Gamun, kekurangan dari adsorber ini ialah adanya penurunan tekanan yang cukup tinggi atau pressure drop cukup tinggi. =al ini tidak boleh ter!adi karena dapat mengakibatkan reaktan dan fluida regenerasi tidak berkontak baik untuk proses adsorpsi ini.
%. Fixed atau Packed Beds %orizontal dsorber dsorber !enis ini tidak !auh berbeda dengan adsorber yang sebelumnya, hanya sa!a posisinya dalam horisontal, sehingga pressure drop dapat diminimumkan, karena umumnya beker!a pada tekanan atmosfer. luida regenerasi yang digunakan ialah
steam. 6eaktan berupa campuran uap-gas yang masuk dari u!ung sisi kiri dikontakkan dengan beds adsorbent . Produk keluar pada u!ung kanan pada kolom adsorber .
@ambar 5. Beds %orizontal dsorber *erlihat baha steam masuk pada bagian kiri kolom adsorber , meleati screen dan adsorbent untuk mengeringkan, lalu keluar bersama dengan gas atau uap yang tidak terserap atau tidak teradsorpsi. ibagian atas kolom adsorber terdapat manhole atau lubang untuk operator adsorber masuk, umumnya operator masuk untuk memeriksa keadaan adsorber , mengangkat adsorbent karena sudah tidak dapat diregenerasi lagi, dan sebagainya. 4ntuk beds adorbent nya digunakan flat screen support . 4ntuk !enis adsorber baik ertical adsorber maupun horizontal adsorber karena menggunakan sistem packed atau fix bed maka pan!ang dari bed yang berisi adsorbent akan sangat mempengaruhi proses adsorpsi, diamping itu pula kosentrasi reaktan mula-mula dan kapasitas dari adsorbent untuk menyerap adsorbant !uga berpengaruh. =ubungan halhal tersebut diatas dapat digambarkan sebagai berikut 0
3. $otary Bed dsorber eran!ak dari kekurangan pada kolom adsorber dimana adsorbent bergerak secara searah dengan reaktan, yang akan mengakibatkan kesulitan dalam mengontrol kecepatan aliran dari !atuhnya adsorbent alaupun terdapat screen support adsorbent dan !uga kecepatan masuk reaktan. &arena dua hal tersebut akan sangat mempengaruhi proses adsorpsi yang akan ter!adi. $otary bed adsorber merupakan
solusinya, dimana kolom adsorber yang berbentuk bola akan berputar bersamaan dengan adsorbent .
@ambar 7. $otary Bed dsorber ari gambar terlihat baha fluida reaktan yang masuk berupa udara, adsorbent yang digunakan ialah karbon aktif. imana udara berputar karena adanya gaya centrifugal dari perputaran motor. Produk hail adsorpsi akan keluar berupa gas dan uap yang nantinya akan dikondensasikan sehingga diperoleh produk berupa caira n. 4ntuk regenerasi digunakan fluida steam yang masuk pada poros perputaran rotary bed . ehingga dapat dikatakan baha adsorbent , adsorbant , dan steam berkontak pada satu tempat.
2.4. "enis-#enis Stripper
Ada dua macam !enis stripper yaitu : 1. tripper dengan 9n!eksi team 9n!eksi steam bertu!uan untuk menurunkan tekanan partial diatas permukaan cairan, sehingga fraksi ringan yang terikut ke dasar kolom stripper akan lebih mudah menguap dan kembali ke kolom fraksinasi. %. tripper dengan 6eboiler Pemanasan kembali pada bottom solar stripper bertu!uan agar ter!adi penguapan. 4ap dalam reboiler mempunyai pecific @raity (@) yang lebih rendah dari pada @ cairan di dasar stripper, cairan di dasar stripper akan mendorong uap kembali ke
stripper dan seterusnya menguap kembali ke kolom fraksinasi. tripper dengan reboiler ada dua macam : tripper dengan apur 6eboiler • 6eboiler !enis ini banyak digunakan. entuknya seperti dapur yang berfungsi untuk memanaskan fluida cair dari dasar stripper yang masih banyak mengandung fraksi B fraksi ringan yang tidak dikehendaki. engan bantuan pompa cairan dileatkan melalui dapur dan dipanaskan sampai suhu tertentu, sehingga fraksi ringan yang tidak dikehendaki didalam produk akan teruapkan melalui puncak stripper. engan menguapkan fraksi ringan maka produk dari dasar stripper flash pointnya akan naik. •
tripper dengan *hermosiphon 6eboiler 6eboiler !enis ini berbentuk seperti alat penukar panas yang terdiri dari shell and tube dan banyak digunakan pada unit yang mempunyai produk dengan temperatur yang masih tinggi sehingga panasnya dimanfaatkan sebagai reboiler stripper. Prinsip ker!a reboiler ini beker!a atas dasar perbedaan spesific @raity yaitu dengan adanya pemanasan dari media pemanas cairan yang ada pada dasar stripper. $airan yang lebih panas mempunyai pecific @raity lebih kecil, sehingga cairan pada dasar stripper mendesak cairan yang berbeda pada alat penukar panas kembali ke stripper, sehingga ter!adi aliran pada alat penukar panas tersebut. engan adanya aliran tersebut, fraksi ringan yang masih terkandung didasar stripper akan naik dan menguap melalui puncak stripper. engan demikian produk yang diambil dari dasar stripper diharapkan sudah sesuai dengan spesifikasinya.
2.5.
Prinsip Ker#a Absorber
Prinsip ker!anya adalah suatu campuran gas diumpankan dari baah (bottom) toer absorber, untuk dikontakkan dengan zat cair dari atas (top) absorber. &ompenen gas yang mempunyai kelarutan terbesar pada cairan tersebut akan larut bersama adsorben (zat cair) dan men!adi bottom produk, sedangkan komponen gas lainnya yang tidak terlarut dalam absorben akan ke atas sebagai top produk. &arna prinsip ker!a Absorber berdasarkan kelarutan gas dalam cairan, maka kondisi operasi Absorber adalah pada temperatur rendah, dan tekanan tinggi. imana pada kondisi ini, daya larut gas dalam fase cair akan maksimal (ingat hukum gas ideal ).
2.6 Prinsip Ker#a Kolom Absorpsi
$ampuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebaah menara absorber. idalam absorber ter!adi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari baah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristia absorbsi ini ter!adi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua tingkat. &eluaran dari absorber pada tingkat 9 mengandung larutan dari gas yang dimasukkan tadi.
@ambar diatas adalah contoh proses ebuah kolom destilasi !uga dapat digunakan untuk mendaur ulang. Absorber yang terpolusi dileatkan kedalam destilasi kolom. ibaahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke absorber.
2.$. Prinsip Ker#a Stripper
Prinsip ker!a stripper berdasarkan kemampuan zat cair untuk menguap ke gas stripping. &ebalikan dari absorber, kondisi operasi stripper yaitu pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. *emperatur yang digunakan disesuaikan dengan titik didih larutan yang ingin dipisahkan dari campurannya. Adapun cara ker!anya yaitu campuran zat cair di umpankan dari top stripper, dan dikontakkan dengan gas stipping dari bottom stripper. &omponen zat cair tertentu akan terstripping/ menguap bersama aliran gas kebagian top stripper, sedangkan cairan yang tidak terstripping akan mengalir ke bottom stripper sebagai bottom produk.
2.$. Apli%asi Absorber
Adsorber banyak digunakan untuk menyisihkan kandungan senyaa organik udara yang relatie bebas dari partikulat. $ontoh penerapan unit ini antara lain dalam industri dry cleaning , degreasing , pelapisan logam, processing karet, flexographic dan gravure printing . istem ini !uga digunakan dalam mengatasi masalah baud an gas toksik pada industry makanan, pengolahan air buangan, dan industri kimia lainnya (minyak, semen, pupuk dan obat-obatan).
2.& Apli%asi Stripper
Pada dasarnya, stripper digunakan untuk mengeluarkan fraksi ringan yang terikut ke dalam larutan fraksi yang telah ditentukan dengan tu!uan menghasilkan fraksi yang lebih baik. +isalnya pada proses destilasi, fraksi kerosen yang ditampung pada stage tertentu terdapat kandungan naphta (fraksi yang lebih ringan) di dalamnya, sehingga untuk mengeluarkan fraksi ringan tersebut maka akan dilakukan proses stripping dengan tu!uan mengeluarkan fraksi naphta tersebut, fraksi ringan yang telah menguap, selan!utnya akan dimasukkan kembali kedalam kolom destilasi.
Bab 3 Penutup Kesimpulan
Absorber dan stripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkan satu komponen atau lebih dari campurannya menggunakan prinsip perbedaan kelarutan. olut adalah komponen yang dipisahkan dari campurannya. edangkan pelarut ( solvent 0 sebagai separating agent& adalah cairan atau gas yang melarutkan solut. &arena perbedaan kelarutan inilah, transfer massa solut dari fase satu ke fase yang lain dapat ter!adi.Absorbsi adalah operasi pemisahan solut dari fase gas ke fase cair, yaitu dengan mengontakkan gas yang berisi solut dengan pelarut cair (solen / absorben ) yang tidak menguap. Stripping adalah operasi pemisahan solut dari fase cair ke fase gas, yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solut dengan pelarut gas ( stripping agent ) yang tidak larut ke dalam cairan. Ada % !enis absorbsi, yaitu kimia dan fisis. Absorbsi kimia melibatkan reaksi kimia antara pelarut cair dengan arus gas dan solut tetap di fase cair. alam absorbsi fisis, solut dalam gas mempunyai kelarutan lebih besar dalam pelarut cairan, sehingga solut berpindah ke fase cair. Absorbsi dengan reaksi kimia lebih menguntungkan untuk pemisahan. +eskipun demikian, absorbsi fisis men!adi penting !ika pemisahan dengan reaksi kimia tidak dapat dilakukan. Absorber dan stripper seringkali digunakan secara bersamaan. Absorber digunakan untuk memisahkan suatu solut dari arus gas. tripper digunakan untuk memisahkan solut dari cairan sehingga diperoleh gas dengan kandungan solut lebih pekat.
