tugas khusus revisi 1

7/24/2019 Tugas Khusus Revisi 1

1/9

TUGAS KHUSUS II

Studi Rancangan dan PemakaianMultitubular Fixed Bed Reactor

PadaIndustri

I. Pemilihan Desain Reaktor

Reaktor adalah salah satu alat yang penting di dalam Industri Kimia.

Reaktor merupakan tempat terjadinya reaksi kimia dari bahan baku menjadi

produk jadi ataupun setengah jadi. Beberapa tujuan pemilihan jenis reaktor

adalah sebagai berikut:

1) Untuk mendapat keuntungan yang besar.2) Untuk mendapatkan ukuran reaktor yang efisien.

) Untuk menjamin keselamatan kerja lebih aman.

!) Untuk membuat operasi proses pabrik lebih sederhan dan murah.

II. Jenis-enis reaktor

"enis reaktor berdasarkan reaktan fasa gas dan menggunakan katalis padat

dapat dibagi menjadi 2 :

a) Packed Bed Reactor

#erupakan reaktor yang berbentuk $%R dengan katalis padat sebagai

packing didalam reaktornya. Reaktor jenis ini banyak digunakan pada sistemreaksi heterogen dengan reaktan gas. Kekurangan reaktor jenis $a&ked bed yaitu

suhu reaktor yang sulit untuk dijaga. 'elain itu( pergantian katalis sulit untuk

dilakukan karena reaktor menggunakan katalis sebagai-nya. Keunggulan dari tipe

reaktor $a&ked bed adalah konersi reaktan menjadi produk sangat tinggi *%ogler(

2++!).

Gam!ar "#."

Fixed bed reactor Sumber:

Levenspiel (1)

b) Fluidi!ed Bed

Reactor

Fluidi!ed Bed

Reactor dapat

dianalogikan sama dengan reaktor ,'-R. amun( reaktor terfluidisasi ini

digunakan untuk reaktan gas dan katalis padat. $ada"luidi!ed Bed Reactorkatalis


2/9

padat yang digunakan berbentuk serbuk dengan diameter katalis sangat ke&il.

Raktor ini dapat dilihat pada gambar berikut:

Gam!ar "#.$

Fluidi!ed

Bed ReactorSumber:

Levenspiel

(1)

$ada

Fluidi!edBed Reactor

reaktan gas

akan bereaksi

dididalam

reaktor dengan katalis padat yang terfluidisasi. Katalis tersebut akan

terfluidisasikan bersama reaktan dan akan terpisah didalam bednya. Keunggulan

dari reaktor ini yaitu regenerasi katalis dapat dilakukan lebih mudah

dibandingkan dengan reaktorpacked bed#

III. Multitubular Fixed Bed Reactor

$ultitubular Fixed Reactor merupakan salah satu jenis reaktor Packed

Bedyang terdiri dari tubedans%ell. /idalam tube terdiri dari pa&king yang berisi

katalis padat. Ukuran katalis yang terdapat pada biasanya berkisar antara +(1 0

1(+ &m.

Gam!ar."#.%. &ubeyang berisipacking

Sumber: Fogler (')


3/9

&ubedidalam reaktor ini berfungsi sebagai tempat bereaksi serta untuk

letak katalis berada. Reaktan gas akan masuk melalui inlet reaktor( kemudian gasakan meleati packingyang berisi katalis padat. 'etelah bereaksi selama aktu

tinggal reaktan( produk yang terbentuk akan meninggalkan reaktor. 'ementara

katalis padat tetap berada didalampacking.

S%ellyang terdapat pada reaktor berfungsi sebagai penjaga temperatur

reaksi. Biasanya reaksireaksi yang melibatkan gas dan likuid berlangsung se&ara

eksotermis. sehingga dibutuhkan fluida pendingin untuk menjaga temperatur

reaktor agar tidak teralalu ekstrim.

Gam!ar "#.&$ultitubular Fixed Bed Reactor

Sumber: Fogler(')

/alam meran&ang reaktor tipe multitubular fi3ed bed reaktor(

perhitungan panas sangat penting. 4al ini disebabkan karena reaksi yang

eksotermis akan meningkatkan suhu reaktor. $artikel katalis yang terdapat pada

multitubular "ixed bed reactorbiasanya berbentuk bulat atau berbentuk pellet.

Fixed bed reactorbiasanya digunakan untuk umpan *pereaktan) yang

mempunyai iskositas ke&il. 4al ini karena apabila iskositas umpan terlalu besar


4/9

dapat menyebabkanpressure dropyang terlalu besar didalam reaktor. 'elain itu

tinggi rendahnya iskositas suatu reaktan akan mempengaruhi aliran didalamtube.

I'. PenggunaanMultitubular Fixed Bed Reactor(ada Skala Industri

a) $ultitubular Fixed Bed reactorpada industri $embuatan 5tilen oksida

'alah satu pabrik yang menggunakan reaktor multitubular adalah $-.

$oly&hem Indonesia -bk. $-.$oly&hem Indonesia ini merupakan perusahaan

industri kimia yang memproduksi*t%+lene ,xide *5tilen 6ksida)# 5tilen oksida

disintesa melalui proses oksidasi gas etilen dengan gas oksigen.


5/9

Gam!ar "#.). $roses pembentukan 5tilen 6ksida

Sumber: Purnama ('1)

'eperti gambar diatas( &ampuran gas etilen dan oksigen masuk mealui inlet

reaktor. /idalam reaktor terdapat eat *xc%anger &ubes yang menjadi tempat

oksidasi etilen menjadi etilen oksida . &ubereaktor berisi katalis perak oksida

yang berbentukPelletdan disusun membentukpacking.

Reaksi oksidasi etilen terjadi didalam poripori katalis padat. 'etelah terjadi

reaksi produk dan reaktan sisa akan meninggalkan reaktor. 'edangkan katalis


6/9

tetap berada didalam. 'ehingga feed produk keluaran reaktor langsung menuju

'&rubber dan tidak memerlukan pemisahan produk dari katalisnya.Reaksi oksidasi pembentukan etilen berlangsung se&ara eksotermis. Kondisi

operasi reaktor dijaga pada suhu 27+o,288o, dan tekanan 21(! kg9&m. Untuk

menjaga suhu reaktor agar tetap berada pada kondisi operasi yang diinginkan air

pendingin dimasukan kedalam reaktor melaluis%ellreaktor.

ir pendingin yang masuk reaktor berfasa &air. amun karena reaksi didalam

reaktor berlangsung sangat eksotermis menyebabkan air pendingin keluaran

reaktor berubah fasa menjadi uap *steam). 'team keluaran dari reaktor digunakan

sebagai pemanas.

$roduk keluaran reaktor sebelum melalui proses pemurnian harus

didinginkan terlebih dahulu menggunakaneat *xc%angermemanfaatkan panas

feed bahan baku. 'etelah didinginkan feed produk masuk ke proses pemurnian di

Scrubberuntuk memisahkan etilen oksida dan gas ,62.

Reaksi didalam reaktor berjalan sangat &epat yaitu selama satu detik.

Konersi etilen menjadi etilen oksida sebesar 72 ; . as etilen dan 6ksigen >as ,6 dan 42Reaksi ,24!? 62@A ,24!6 ,6 ? 42 @A /#5 ?,62

"enis Reaksi 6ksidasi 5tilen 'intesa /#5 langsung

'uhu operasi 27+o,288o, 2++o,

-ekanan operasi 21(! kg9&m *2+(=87 bar) 2+ bar

Kondisi reaksi 5ksotermis 5ksotermiskonersi 72 ; =+(C7 ;

Katalis Katalis padat g26 Katalis padat ,u

b) $ultitubular Fixed Bed reactorpada proses %is&her-hrops&h

$roses fis&her-hrops&h digunakan untuk menghasilkan hidrokarbon ringan

pada Sasol Sastec% P& Limited#Reaksi pembentukan produk berjalan eksotermis

dengan temperatur reaksi dijaga 2!+o, dan tekanan 2 tm.


7/9

>as reaktan masuk reaktor melalui eadreaktor dan masuk kedalam tube

reaktor. /idalam tube reaktor terdapat katalis padat K2

6 dan 'i6

. 'etelahbereaksi gas produk akan keluar melalui baah reaktor. Reaksi berkjalan

eksotermis sehingga dibutuhkan air pendingin sebagai medium penjaga

temperatur reaktor.

Gam!ar "#..$ultitubular Fixed Bed Reactorpada 'asol 'aste&h $- Dimited

'umber : %ogler *2++!)


8/9

ir pendingin dimasukan kedalam S%ell reaktor dengan fasa &air. Reaksi

yang berlangsung se&ara eksotermis menyebabkan air pendingin berubah fasamenjadi uap. Uap yang keluar dari reaktor dimanfaatkan sebagai steam %eater#

Steam %eater tersebut digunakan sebagai pemanas reaktan sebelum masuk

reaktor.

Reaktan gas masuk reaktor berjumlah +.+++ m9jam dengan suhu 2!+o, dan

tekanan 2 atm. "umlah tubedidalam reaktor sebanyak 2.+C+ tube. 'etiap tube

memiliki diameter C &m* 1(=78 in) dan panjangnya 12 meter. Reaktor memiliki

konersi sebesar C+; dari reaktan. *%ogler( 2++!)

Ta!el "#./.$erbandingan$ultitubular Fixed Bed Reactor

*aktor +ang mem(engaruhi Sasol Sastech 0td. Pa!rik Pem!uatan D,

Reaktan >as ,6 dan 42 >as ,6 dan 42"enis Reaksi %is&herthrops&h 'intesa /#5 langsung

'uhu operasi 2!+o, 2++o,

-ekanan operasi 2 tm*2(C bar) 2+ bar Kondisi reaksi 5ksotermis 5ksotermis

konersi C+ ; =+(C7 ;

Katalis Katalis padat K 26 dan

'i6

Katalis padat ,u

"umlah -ube reaktor 2.+C+ -ube .77! tube

$anjang -ube 12 m 7(+=7 m

/iameter tube C &m *1(=87 in) (= &m *(+78 m)

'. Penutu(


9/9

1. 'e&ara umum penggunaan $ultitubular Fixed Bed Reactor yang digunakan

pada industri dengan pabrik /#5 tidak jauh berbeda2. /ari kondisi reaksi( jenis fluida pendingin( serta fase reaktan didalam reaktor

yang digunakan pada industri dengan pabrik /#5 sama.

. 'edangkan kondisi operasi dan desain alat terdapat perbedaan( karena

perbedaan proses produksi.

tugas khusus revisi 1

Documents