kondisi operasi reaktor

Panas reaksi ada 2 :

1. Reaksi eksotermis        : reaksi menimbulkan/ mengeluarkan panas
2. Reaksi endotermis       : reaksi memerlukan/ mengambil panas

Beberapa kondisi operasi yang dapat dijalankan :

1.      Adiabatis         : yaitu tidak ada panas yang masuk dari pemanas atau keluar ke pendingin

2.      Non adiabatis  : yaitu ada panas yang masuk dari pemanas atau keluar ke pendingin

Isotermal – non isotermal :

1.      Isotermal          : tidak ada perubahan suhu masuk, di dalam, dan keluar reaktor

2.      Non isotermal  : ada perubahan suhu masuk, di dalam, dan keluar reaktor

·         Saat menentukan kondisi operasi, pertimbangan pertama selalu gunakan reaktor adiabatis, karena paling simpel dan murah. Bila dengan kondisi adiabatis terjadi kenaikan suhu yang terlalu tinggi pada reaksi eksotermis atau penurunan suhu yang terlalu rendah pada reaksi endotermis, barulah dipakai reaktor non adiabatis ( pake pendingin untuk reaksi eksotermis, dan pake pemanas untuk reaksi eksotermis).  2 buku sebagai referensi :

( Smith, hal 121)

(Froment dan Bischoff, hal, 465)

Contoh kasus :

Pembuatan etanolamin :

Panas reaksi :

    Panas reaksi negatif berarti reaksi eksotermis.

Sesuai pedoman dari Smith dan Froment – Bischoff, pertimbangan pertama reaktor dijalankan secara adiabatis karena paling simpel dan murah. Eksotermis menyebabkan produk bersuhu lebih tinggi dibandingkan umpan apabila reaktor dijalankan secara adiabatis. Reaktor non-adiabatis ( ada pendinginnya ) dipake bila kenaikan suhu terlalu besar. Besarnya kenaikan suhu yang diperbolehkan dilihat dari referensi.  Salah satu referensi yaitu Buku maxwell :

(Maxwell, hal 317)

Setelah dihitung perancangan reaktornya, ternyata dengan kondisi adiabatis, suhu di reaktor antara 80-145^oC. Suhu tertinggi hasil desain masih lebih rendah dari suhu maksimum 150^oC menurut Maxwell. Maka adiabatis bisa dipakai.

Bagaimana bila digunakan reaktor non-adiabatis (ada pendingin)? Bisa saja, tapi ada beberapa kerugian:

1.      Reaktor lebih mahal karena konstruksinya lebih rumit, yaitu perlu jaket untuk mengalirkan pendingin.

2.      Perlu pembelian pompa untuk mengalirkan pendingin.

3.      Biaya operasional lebih mahal karena perlu menjalankan pompa

Beberapa Paten yang menyebutkan reaksi bisa dijalankan secara adiabatis:

(wilis, 1982)

 (ahmed, 1989)

Maka kondisi operasi yang dipilih :  adiabatis  - non isotermal.

1.      Disebut Adiabatis = karena tidak ada pendingin

2.      Disebut Non isotermal = karena ada perubahan suhu dari masuk sampai keluar.  

Mengapa suhu dibatasi 150 ^oC?

-          Untuk kasus etanolamin ini, suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan tekanan reaktor yang dibutuhkan agar amoniak tetap cair semakin tinggi pula, hal ini menyebabkan harga reaktor dan biaya operasional semakin mahal.

-          Suhu terlalu tinggi menyebabkan produk etanolamin berwarna karena terbentuknya senyawa lain di reaktor. Referensi: US paten oleh wilis:

 (wilis, 1982)

DAFTAR PUSTAKA

UMUM

Ali, M.F., El Ali, B.M., dan Speight, J.G., 2005, Handbook of Industrial Chemistry, McGraw Hill, New York.

Aries, R.S and Newton, R.D., 1955, “Chemical Engineering Cost Estimation”, Mc Grow – Hill Book Company, New York.

Betz, 1962, “Handbook of Industrial Water Conditioning”, Betz Laboratories, Inc., United States of America.

Biro Pusat Statistik,1995-2006, “Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia”, Indonesia foreign, Trade Statistic Import, Yogyakarta.

Branan, C.R., 2002, “Rules of Thumb for Chemical Engineer”, Gulf Publishing, United States of America.

Brown, G.G., 1978, “Unit Operation”, John Wiley and Sons Inc, New York Modern Asia Edition, Charles Tuttle Co, Tokyo.

Brownell, L.E., and Young, E.H., 1979, ”Process Equipment Design”, Willey Eastern Ltd., New Delhi.

Cipollina, A., Micale, G, and Rizzuti, L., 2009, “Seawater Desalination”, Springer Verlag Berlin Heidelberg, New York.

Coulson, J.M., 1983, “Chemical Engineering”, Aucklond, Mc. Graw Hill, International Student Edition, Singapore.

Coker, A.K., 2001, “Modeling of Chemical Kinetics and Reactor Design”, Gulf Publishing Company, United States of America

Couper, J.R., 2005, “Chemical Process Equipment Selection and Design”, Elsevier, United Kingdom

El-Dessouky, H.T. and Ettourney, H.M., 2002, “Fundamentals of Salt Water Desalination” Elsevier Science B.V., Amsterdam.

Evans, F.L., 1980, “Equipment Design Handbook for Refineries and Chemical Plants”, Vol.2, ed.2 , Gulf Publishing Co., United States of America.

Faith, Keyes & Clark., 1955, “Industrial Chemical”, 4^th ed, John Wiley and Sons, Inc., New York.

Frank L. Evans, Jr., 1974, “Equipment Design Hand Book for Refineries and Chemical Plants“, Vol. 1 &  2, Texas.

Kent, J.A., 2007, Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology, Springer, USA

Kern, D.Q., 1950, “Process Heat Transfer”, 24^th ed., Mc.Graw – Hill International Editions, Singapore.

Keyes & Clark., 1957, Industrial Chemical, 4^th ed, John Wiley and Sons, Inc., New York.

Kirk Othmer, 1998, ”Encyclopedia of Chemical Technolog “, 4 ^nd.ed. Vol.7. Interscience Willey.

Kurita, 1999, “Handbook of Water Treatment”, Kurita Water Industries, Ltd., Japan

Levenspiel, Octave, 1972, “Chemical Reaction Engineering”, 2^nd ed., John Willey and Sons Inc., Singapore.

McCabe, W., Smith, J.C., and Harriot, P., 1993, “Unit Operation of Chemical Engineering”, McGraw Hill Book, Co., United States of America.

Mc. Ketta, John, 1983, “Encyclopedia Chemical Process and Design”, Marchell Dekker Inc., New York.

Patnaik, P., 2003, “Handbook of Inorganic Chemical”, p. 867-870, 899-902, Mc Graw Hill company, Inc. New york.

Perry, R.H., and Green, D.W., 1984, “Perry’s Chemical Engineers Hand Book“, 6^th. ed. Mc. Graw Hill Co., International Student edition, Kogakusha, Tokyo.

Petter, M.S., and Timmerhauss, H.C., 1990, “Plant Design and Economics for Chemical Engineering “, 3^rd. Ed. Mc. Graw Hill, kogakusha, Tokyo.

Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc.Graw Hill Kogakusha Book Company, Inc., Tokyo

Rase, H.F., 1977, “Cemical Reactor Design for Process Plants”, Wiley Interscience, Canada

Rhodes, M., 2003, “Introduction to Particle Technology”, John Wiley and Sons, United States of America.

Smith, J.M, 1973, “ Chemical Engineering Kinetic’s “, 3^rd ed, Mc GrawHill Book Kogakusha, Tokyo

Smith, J.M., and Van Ness,H.C., 1975, “ Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics “, 3 ^rd. Ed. Mc. Graw Hill, kogakusha, Tokyo.

Smith, R., 2005, “Chemical Process Design and Integration”, John Wiley and Sons, England.

Ulrich, G.G., 1984, “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics“, John Willey and Sons, New York.

Yaws, C. L., 1999, “Chemical Properties Handbook”, p. 1-29, 185-211, 288-313,  McGraw Hill Company, Inc., New York

OIL,  FATS,  SOAP, and DETERGENT

Bockish, M., 1998, Fats and Oils handbook, AOCS Press, Illinois

Ibarz, A., dan Barbosa-Canovas, G., 2003, Unit Operation In Food Engineering, CRC Press, USA.

Shahidi, F., 2005 , Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, wiley Interscience, Canada

Simmons, W.H. and Appleton, H.A., 2007, The Handbook of Soap Manufacture, Scott Greenwood & Son.

Devassy, B.M., levebvre, F., and Bohringer, W., 2005, “Synthesis of Linear Alkyl Benzenes Over Zirconia-Supported 12-Molybdophosporic Acid Catalyst”, J. Molecular Catalyst A: Chemical, 236, 162-167.

Farn, R. J, 2006, “Chemistry and Technology of Surfactants”, Blackwell Publishing, United Kingdom

Kocal, J.A., 1999, “Alkylation of Aromatics Using a Metal Cation-Modified Friedel-Crafts Type Catalyst”, United States Paent 5.962.760

Lei, Z., 2003, “Study on the alkylation of Benzene and 1-Dodecene”, Chemical Engineering Journal, 93, 191-200.

Spitz, L, 2004, “ Soaps, Detergents, Oleochemichals, and Personal Care products” AOCS, United States of America

Zhang, J., 2003, “Kinetics of Benzene Alkylation with 1-Dodecene Over a Supported Tungstophosphoric Acid catalyst”, Applied catalyst, 249, 27-34

Zoller, U., 2009, “ Handbook of Detergents”, Taylor and Francis Group, United States of America

perguruan tinggi di yogyakarta yang membuka program studi teknik kimia:
1. UGM
2. UNY
3. UPN
4. IST akprind
5. Universitas ahmad dahlan
6. Universitas islam indonesia

HEAT EXCHANGER SHELL AND TUBE

kapan memilih shell and tube dan kapan memilih double pipe? double pipe dipilih bila luas transfer panas yang dibutuhkan kurang dari 10 m^2. bila masih kebingungan dengan konstruksi shell and tube bisa ditonton video berikut:
 http://www.youtube.com/watch?v=hxhB3k0vh2g