Desain kolom distilasi I – Desain awal

Berikut ini sedikit catatan singkat bagaimana mendesain kolom distilasi dgn menggunakan software simulasi spt Aspen Plus atau Aspen HYSYS. Sbg contoh sederhana, marilah kita lihat campuran benzene dan toluene, masing2 50wt%. Feed 5 ton/hr, dgn tujuan utk mendapatkan Benzene 99.9wt% di condenser dan Toluene 99.9wt% di reboiler.

1. Buat diagram fasa. Yg pertama kali mesti dilakukan adalah membuat diagram fasa sistemnya. Klo gak ada, kita mesti melakukan eksperimen. Diagram fasa ini berguna agar kita bisa melihat pada tekanan berapa kita harus melakukan distilasi ini dgn menimbang utilitas apa yg kita miliki. Misalnya kita punya cooling water dgn temperature 30 degC, maka temperature di atas kolom mesti sekitar 40 – 50 degC. Atau misalnya kita punya steam dgn tekanan 3 bara atau temperature jenuh 133 degC, maka kita jg bisa melakukan pemisahan dgn temperature reboiler sekitar 110-120 degC. Tentunya cost dari semua pilihan ini mesti dihitung dan dipertimbangkan. Berikut diagram fasa yg dibuat di Aspen Plus utk bbrp tekanan.

12. Tentukan tekanan kolom, dgn misalnya, keberadaan medium pendingin di condenser. Meskipun 0.5 bar (gbr di bawah) terlihat cocok utk cooling water, akan tetapi tekanan yg di bawah atmosferik ini akan membuat material kolom mjd mahal krn mesti didesain utk vacuum. Utk simulasi kali ini kita akan menggunakan tekanan atmosferik biasa atau kurang lebih 1 bara.

23. Tetapkan starting point. Sbg starting point, total stage = 20, feed stage = 10, reboiler duty = 1300 kW. Reboiler duty ini diambil dari 2500 kg/hr benzene yg mau diuapkan di reboiler ~ 2500 kg/hr x 1/3600 hr/s x 2000 kJ/kg ~ 1300 kW. Dari sini kita sudah bisa melakukan simulasi. Hasil simulasinya adalah spt di bawah.

34. Analisis simulasi. Simulasi pertama kali ini menghasilkan error. Penyebab error adalah simulasi nya tidak mencapai konvergen dlm 25 kali iterasi. Jumlah iterasi dibuat 200 kali pun masih error jg. Agar sesuai spesifikasi yg diinginkan, kita gunakan reflux ratio utk mengontrol kemurnian benzene di atas kolom dan reboiler duty utk mengontrol kemurnian toluene di bawah kolom. Hasil simulasi berikutnya spt di bawah dan simulasinya berhasil.

4

Reboiler dan condenser dutynya dpt dilihat di gbr berikut. Utk mencapai spesifikasi kemurnian benzene 99.9wt%, diperlukan reflux ratio 4.5, yg berarti condenser duty sebesar 1497 kW. Sementara itu, utk menghasilkan toluene dengan kemurnian 99.9wt%, diperlukan reboiler sebesar 1664 kW.

5

Di tulisan berikutnya akan saya tunjukkan bagaimana mengoptimasi desain kolom distilasi ini.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: