LAPORAN PILOT PLANT DISTILASI.docx

LAPORAN PILOT PLANT DISTILASI FRAKSIONAL

KELAS 3B / D3 Oleh :

AJENG DEWINTA U.A

1531410094

ANGELICA ELISABETH

1531410095

CICI MAULIDYA S.

1531410036

FEBI AMAIRANI R.

1531410058

TAUFAN PRASTIYA

1531410016

WILDAN FAHREZA

1431410137

POLITEKNIK NEGERI MALANG MALANG 2017

DISTILASI FRAKSIONAL

TUJUAN

(1) Mengerti dan memahami proses distilasi dalam kolom fraksinasi, (2) Mengoperasikan peralatan distilasi dengan benar dan aman, (3) Dapat menghitung plate, efisiensi tahap dan yield proses distilasi (4) Dapat menghitung kebutuhan steam beserta panas yang dipertukarkan untuk proses distilasi.

DATA PENGAMATAN 

Konsentrasi Feed awal (N)

: 17 (24.4oC)



Rate Cooling Water

: 1.6 m3/a



Suhu Stream Awal

: 90oC



Konsentrasi Awal Destilat

: 85

Feed

: 17

Bottom

:4



Luas (A)

: 6.3 m3



Panas Laten

: 589.3 x 10-7 m



Rate Per Ratio 20/30 = 50L / Jam 30/30 = 60L / Jam 30/40 = 70L / Jam

A. Reflux Ratio 20/30

30/30

30/40

Feed

10%

10%

30%

Destilat

60%

68%

72%

Bottom

0%

0%

0%

Tabel 1. Reflux Ratio dan Kadar Alkohol

B. Heat Exchanger Ratio

T Cooling Water Input

T Reflux

Output

Input

Output

20/30

27.2

31.1

34.2

30.4

30/30

29

31

69

30

30/40

28

31.7

58.4

33

Tabel 2. Heat Exchanger

ANALISA DATA

a. Menghitung Jumlah Plate Posisi

fraksi 20/30 Etanol

fraksi 30/30

Air

Etanol

fraksi 30/40

Air

Etanol

Air

Feed

0.1

0.9

0.1

0.9

0.3

0.7

Destilat

0.6

0.4

0.675

0.325

0.72

0.28

Bottom

0

1

0

1

0

1

Tabel 3 Fraksi dari masing masing reflux ratio

Gambar 1 Penentuan Stage Ratio 20/30



Enriching

: yn+1 = R/(R+1) Xn + Xd/(R+1)



q

= (Hv –  Hf)/(Hv-Hl) = [Panas Laten + Cp etanol ( Tb –  Tf )] / Panas Laten



Feed masuk suhu kamar q line

= 1.000000696 (Intercept)

q

= 1436497.54

Enriching Intercept

= 0.36

Gambar 2 Penentuan Stage Ratio 30/30



Enriching

: yn+1 = R/(R+1) Xn + Xd/(R+1)



q

= (Hv –  Hf)/(Hv-Hl) = [Panas Laten + Cp etanol ( Tb –  Tf )] / Panas Laten



Feed masuk suhu kamar q line

= 1.000003 (Intercept)

q

= 302677.8

Enriching Intercept

= 0.3375

Gambar 3 Penentuan Stage Ratio 30/40



Enriching

: yn+1 = R/(R+1) Xn + Xd/(R+1)



q

= (Hv –  Hf)/(Hv-Hl) = [Panas Laten + Cp etanol ( Tb –  Tf )] / Panas Laten



Feed masuk suhu kamar q line

= 1.00000154 (Intercept)

q

= 648036.6537

Enriching Intercept

= 0.411429

 b. Menghitung Kebutuhan Steam Posisi

Ratio

m

Feed

20/30

Destilat

Bottom

Q1

Q2

Q rata- rata

U

24.3517

179.997646

0.001435046

89.9995404

3.71076482

3.9

3.8

3.849784

30/30

24.123

576.922157

0.001421568

288.4617892

3.67589477

2

39

12.45617

30/40

23.8559

515.948806

0.001405828

257.9751058

3.63519467

3.7

25.4

11.26444

20/30

22.5322

166.548658

0.001327823

83.27499289

3.43350547

3.9

3.8

3.849784

30/30

22.1259

529.159804

0.001303879

264.5805539

3.37157402

2

39

12.45617

30/40

21.8389

472.325688

0.001286966

236.1634874

3.32784145

3.7

25.4

11.26444

20/30

24.6587

182.266862

0.001453137

91.13415765

3.75754615

3.9

3.8

3.849784

30/30

24.7342

591.539527

0.001457586

295.7704923

3.76903024

2

39

12.45617

30/40

24.6926

534.044722

0.001455135

267.0230886

3.76269216

3.7

25.4

11.26444

ΔT1

ΔT2

Tabel 4 Perhitungan Harga U pada Heat Exchanger

Rumus Perhitungan : 

 

1000

=> m = ….

 N

:



Q1

: m1 x Cp x ΔT LMTD



Q2

: m2 x Panas Laten



ΔT LMTD

: [(



U

:







> Cp etanol = 1,92 > Panas Laten = 0,00005893

 max −   ln(

  )  

)]

Q rata− rata    

Contoh Perhitungan :



 N

:

 

1000

 



(massa bisa di dapat dari densitas yang diukur dengan

 piknometer) 

ΔT LMTD

: [(

 max −     )  

ln(

3.9 − 3.8

= [(

. ) .

ln(

)]

)]

= 3.849784 

Q1

: m x Cp x ΔT LMTD

> Cp etanol = 1,92

= 24.3517 x 1,92 x 3.849784 = 179.997646 

Q2

: m x Panas Laten

> Panas Laten = 0,00005893

ΔT LMTD

= 24.3517 x 0,00005893 = 0.001435046 

U

:

Q rata− rata    

=

89.9995404 3.849784  6.3

= 3.71076482

PEMBAHASAN



Cici Maulidya Susanti

Pada praktikum distilasi fraksional ini bertujuan untuk memahami proses destilasi kolom fraksinasi, dapat menghitung plate efisiensi tahap dan yield proses distilasi, dan dapat menghitung kebutuhan steam beserta panas yang diperlukan untuk proses distilasi. Pada skala  pilot plant alat destilasi ini dihubungkan dengan heat exchanger yang berfungsi untuk penukar  panas. Pertama yang dilakukan seblum praktikum berjalan adalah mengukur suhu feed awal, suhu feed awal dianggap sebagai suhu kamar (24.4oC) konsentrasi awal yang di dapat yaitu 17  N. Kemudian memastikan bukaan masing-masing valve dengan V1 awal (tutup) sedangkan V1 saat proses (open), V2 (tutup), V3 (buka), V4 (tutup), V5 (buka), V6 (tutup), V7 (tutup), V8 (tutup), V9 (buka), V10 (tutup), V11 (buka), V12 (tutup), V13 (tutup), V14 (tutup), V15 (tutup), V16 (tutup), dan V17 (tutup). Setelah itu menjalankan alat destilasi dan ditunggu sampai ada tetes pertama, setelah itu mengambil sampel bottom, feed dan distilat untuk diukur konsentrasinya menggunakan alkohol meter. Kemudian dilakukan proses distilasi dengan variasi 3 rasio yang berbeda –   beda, yakni 20/30; 30/30; dan 30/40. Perubahan dari satu rasio ke rasio lain dilakukan setiap 10 menit sekali untuk diambil sampel pada feed, destilat, dan bottomnya. Dari praktikum untuk rasio 20/30 dihasilkan Gambar 1 ternyata hasil dari plotting yang didapat bisa menghasilkan jumlah plate sebanyak 4. Sedangkan untuk refluk ratio 30/30; 30/40 masing- masing didapatkan jumlah plate yang diperlukan yaitu pada 30/30 sebanyak 3 plate dan pada 30/40 sebanyak 3 plate, dihasilkan  plotting pada gambar 2, dan 3 dan plate sebenarnya di pilot plant mempunyai plate sebanyak 12  plate. Perbedaan plate teoritis dari hasil perhitungan dengan plate aktual disebabkan oleh  besarnya konversi yang dibutuhkan untuk menguapkan etanol dengan kemurnian tertentu, sehingga pada reflux ratio dengan variabel yang sudah ditentukan tidak mencapai plate yang ada. Dari gambar 3 dapat dilihat kadar etanol yang dihasilkan pada refluk rasio 30/40 lebih banyak daripada reflux variabel lain, maka dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi  perbandingan reflux rasio maka kadar etanol yang dihasilkan semakin besar dan semakin besar kadar etanol yang dihasilkan jumlah plate yang dibutuhkan pun juga semakin banyak.

Kemudian dari hasil analisa heat exchanger seperti pada tabel 4 yang kami ambil dari kelompok lain karena kelompok kami lupa mengambil data tersebut. Dapat dilihat bahwa harga U terendah dari bottom 20/30 sebesar 3.75754615, sedangkan harga U tetinggi dari destilat terdapat pada refluk ratio 30/20 sebesar 3.43350547 sehingga kebutuhan cooling water yang dibutuhkan untuk menukar kalor lebih besar dibandingkan dengan refluk ratio yang lain. Pada refluk ratio 30/30 terdapat perubahan suhu yang signifikan seperti pada tabel 2. Dimana  perbedaan suhu masuk adalah 69oC diubah menjadi 30oC. Dari perbandingan yang sama yaitu refluk ratio 30/30 dan 20/20 terdapat perbedaan yang signifikan.



Taufan Prastiya

Pada praktikum ini kami melakukan pengamatan pada proses destilasi fraksinasi dan heat exchanger. Dalam prosesnya destilasi adalah proses pemisahan antara zat satu dengan yang lain dengan memanfaatkan perbedaan titik didih yang terjadi 2 fase yaitu fase uap merupakan destilat dan untuk fase cair merupakan bottom product . Pada skala pilot plant alat destilasi ini dihubungkan dengan heat exchanger yang berfungsi untuk penukar panas. Bahan yang akan dipisahkan adalah campuran air dan etanol. Sebelum menyalakan alat, mengatur valve terlebih dahulu dengan V1 awal (tutup) sedangkan V1 saat proses (open), V2 (tutup), V3 (buka), V4 (tutup), V5 (buka), V6 (tutup), V7 (tutup), V8 (tutup), V9 (buka), V10 (tutup), V11 (buka), V12 (tutup), V13 (tutup), V14 (tutup), V15 (tutup), V16 (tutup), dan V17 (tutup).Memastikan valve yang dibuka maupun ditutup sesuai  prosedur. Setelah itu menjalankan alat destilasi dengan menyalakan pompa dan steam dan ditunggu sampai ada tetes pertama pada destilat. Kemudian dilakukan proses destilasi ini variabel reflux ratio yang digunakan yaitu 20/30, 30/30, 30/40. Setiap 10 menit melakukan  perubahan satu rasio ke rasio yang lain dan pada variable ratio masing-masing tersebut diambil sampel pada feed, bottom dan destilat. Dari praktikum untuk rasio 20/30 dihasilkan sebanyak 4  plate, pada 30/30 sebanyak 3 plate, dan pada 30/4 0 sebanyak 3 plate, untuk di pilot plant sendiri mempunyai plate sebanyak 12 plate. Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi perbandingan reflux rasio maka kadar etanol yang dihasilkan semakin besar dan semakin  besar kadar etanol yang dihasilkan maka jumlah plate yang dibutuhkan semakin banyak. Setelah itu dari hasil analisa heat exchanger dapat diketahui bahwa harga U pada bottom terlihat stabil tidak ada perbedaan yang signifikan, sedangkan harga U tetinggi pada destilat terdapat pada refluk ratio 20/30 sebesar 3.43350547 namun dengan refluk ratio yang lain  perbedaanya hanya sedikit sehingga kebutuhan cooling water yang dibutuhkan untuk menukar kalor lebih besar dibandingkan dengan refluk ratio yang lain. Pada refluk ratio 30/30 terdapat  perubahan suhu yang signifikan seperti pada tabel 2. Dimana perbedaan suhu masuk adalah 69oC diubah menjadi 30oC. Dari perbandingan yang sama yaitu refluk ratio 30/30 dan 30/40 terdapat  perbedaan yang signifikan.