◊ (PBR) _ Packed Bed Reactors_Multitubular

REAKTOR UNTUK PEMBENTUKAN ETYLENE OXIDE

      Reaksi kimia

            Reaksi oksidasi ethylene menjadi ethylene oxide merupakan reaksi heteregon dimana reaksi terjadi dalam fase gas dengan bantuan katalisator padat yang berupa silver-alumina. Mekanisme reaksi yaitu reaktan harus teradsorpsi pada permukaan katalisator, setelah reaksi terjadi di permukaan katalisator, maka zat-zat terdesorpsi dari permukaan katalisator dan kembali ke aliran gas.

            Reaksi oksidasi ini sangat eksotermis, sebagai mana reaksi oksidasi lainnya maka untuk menjaga suhu reaksi tidak naik tinggi sekali maka diperlukan pendinginan. Pendingin yang digunakan adalah molten salt HITEC Heat Transfer Salt yang dianggap lebih baik untuk mengambil panas yang besar di dalam reaksi kimia. Tentang HITEC dapat dilihat lebih lengkap di Coastal Hitec Heat Transfer Salt

Atau bisa juga membuka link dari Halotechnics ini.
 

Reaktor yang digunakan adalah Reactor Fixedbed Multitubular dimana katalisator padat ditempatkan dalam tube-tube dan pendingin mengalir di luar tube atau disebut shell.

                   Data-data :

              ☺ Kondisi operasi

                   Suhu                    : 200 – 350°C

                   Tekanan               : 3 atm

                   Sifat reaksi           : eksotermis

                   Kondisi proses     : non adiabatis-non isotermal

              ☺ Katalisator

                   Jenis                   : Silver on alumina

                   Bentuk                : silinder

                   Ukuran                : 1/8 in x 1/8 in  

                   Bulk density,    ρB: 1338 kg/m3

                   Particle density,ρp : 2230 kg/m3

                   Void space            : 0.4

              ☺ Kinetika reaksi                              

       Reaksi kimia :             

 

◊ (PBR) _ Packed Bed Reactors_Adiabatic

REACTOR FOR FORMING DIPHENYLAMINE

                The reaction of aniline forming diphenylamine and ammonia is a heterogen reaction where the reaction occurs in the gas phase with the help of a solid metal oxide catalyst is mainly alumina. Reaction mechanism is the reactants must be adsorbed on the catalyst surface, after the reaction occurs at the surface of the catalyst, the desorption substances from the surface of the catalyst and returned to the gas stream.

Reactions that occur following equation as follows:

         Reaction rate:

r_A= k.C_A

r_A    = rate of reaction                     , kmole/kg cat.h

C_A  = concentration of aniline           , kmole/m³

k      = overall reaction rate constants , m³ /kg cat.h

We obtain the necessary data contained in U.S. Pat. 3118944, after being processed then the value will be the reaction rate constants as a function of temperature as follows::

◊ (CSTR) _ Continuous Stirred Tank Reactors

Solid-Liquid Reaction with Shrinking Core Model Approach

  I. Mekanisme Reaksi

  Persamaan reaksi kimia :

     H₂SO_4(l)   +   MgCO_3(s)     ─────────>  MgSO_(l)  +  H₂O_(l) +  CO_2(g)

                       A_(l)   +   B_(s)     ─────────>  D_(l)  +  E_(l) +  F_(g)

            Reaksi yang melibatkan reaktan cair dan padat adalah reaksi heterogen non-katalitik. Model mekanisme reaksi yang dianggap tepat dengan menggunakan Shrinking Core Model.

Reaktan padat B dengan jari-jari awal r_S berkontak dengan reaktan cair A yang mempunyai konsentrasi C_A. Saat reaksi terjadi, lapisan produk D akan mengelilingi inti reaktan B yang belum bereaksi. Ketika reaksi berlanjut lapisan ini akan semakin porous sehingga reaksi terjadi dengan difusi A melalui lapisan D untuk bereaksi di permukaan antara D dan inti (core) yang belum bereaksi.  

Jenis reactor yang dipakai dengan system mixed flow termasuk Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)  ( J.M. Smith, 1981 )

 

Kecepatan reaksi overall ditentukan berdasarkan tiga langkah :

1.      Transfer massa dari bodi cairan ke permukaan luar padatan

2.      Difusi intraparticle ke dalam padatan

3.      Reaksi intrinsic pada padatan

◊ INTRODUCTION TO REACTORS DESIGN

The reactor is the heart of a chemical process. It is the only place in the process where

raw materials are converted into products, and reactor design is a vital step in the overall design of the process. Numerous texts have been published on reactor design, and a selection is given in the bibliography at the end of this chapter. The volumes by Rase (1977), (1990) cover the practical aspects of reactor design and include case studies of industrial reactors. The design of electrochemical reactors is covered by Pickett (1979), Rousar et al (1985) and Scott (1991). The treatment of reactor design in this section will be restricted to a discussion of the selection of the appropriate reactor type for a particular process, and an outline of the steps to be followed in the design of a reactor (Coulson., 1999).

The design of an industrial chemical reactor must satisfy the following requirements:

1. The chemical factors: the kinetics of the reaction. The design must provide sufficient residence time for the desired reaction to proceed to the required degree of conversion.

2. The mass transfer factors: with heterogeneous reactions the reaction rate may be controlled by the rates of diffusion of the reacting species; rather than the chemical kinetics.

3. The heat transfer factors: the removal, or addition, of the heat of reaction.

4. The safety factors: the confinement of hazardous reactants and products, and the control of the reaction and the process conditions.

The need to satisfy these interrelated, and often contradictory factors, makes reactor design a complex and difficult task. However, in many instances one of the factors will predominate and will determine the choice of reactor type and the design method. 

1. Principal types of reactor

The following characteristics are normally used to classify reactor designs:

1. Mode of operation: batch or continuous.

2. Phases present: homogeneous or heterogeneous.

3. Reactor geometry: flow pattern and manner of contacting the phases

              (i) stirred tank reactor;

              (ii) tubular reactor;

              (iii) packed bed, fixed and moving;

              (iv) fluidised bed.

1.1.  Batch or continuous processing

In a batch process all the reagents are added at the commencement; the reaction proceeds, the compositions changing with time, and the reaction is stopped and the product withdrawn when the required conversion has been reached. Batch processes are suitable for small-scale production and for processes where a range of different products, or grades, is to be produced in the same equipment; for instance, pigments, dyestuffs and polymers.

◊ TUGAS AKHIR DI JURUSAN TEKNIK KIMIA

Tugas akhir di jurusan Teknik Kimia biasanya terdiri atas:

- penelitian di laboratorium yang hasilnya diseminarkan di hadapan dosen pembimbing (kadang ada dosen penguji juga) serta teman-teman mahasiswa

- kerja praktek di pabrik 

- pembuatan skripsi yang berupa Prarancangan pabrik kimia berdasarkan studi literatur dan materi-materi yang sudah diajarkan selama masa kuliah.

     Sebagian mahasiswa teknik kimia menganggap tugas akhir di jurusan teknik kimia sangat berat. Hal ini disebabkan terpisahnya antara penelitian dan skripsi. Di beberapa jurusan lain penelitian itulah yang dijadikan materi untuk pembuatan skripsi, sedangkan di teknik kimia penelitian dan skripsi tidak ada hubungan sama sekali.

     Penelitian biasanya bertujuan untuk mencari parameter-parameter optimum (optimasi) pada suatu operasi teknik kimia yang melibatkan reaksi kimia, kecepatan reaksi, kesetimbangan, tranfer massa, transfer panas. dan lain-lain.  Atau bisa juga menemukan hal baru dalam bidang teknik kimia, yang sebenarnya sudah didahului dengan studi literatur untuk membuktikan kondisi-kondisi operasi yang layak atau batasan-batasan bahwa hal baru itu bisa dijalankan.

     Skripsi di teknik kimia yang berupa prarancangan pabrik kimia, sebenarnya suatu  proses untuk membuat /produksi bahan kimia dari bahan mentah atau bahan kimia intermediat menjadi bahan kimia siap pakai atau bahan kimia intermediat lainnya. Jika prarancangan melibatkan reaksi kimia maka yang terpenting adalah data kinetika reaksi, klo kinetika reaksi sudah ditemukan baik secara langsung ada di literatur ataupun diolah dulu  maka data yang lain seperti sifat fisis sudah tersedia di banyak literatur, jika tetep tidak ada jangan khawatir karena masih bisa diprediksi. Untuk perhitungan alat-alat unit operasi tersedia di banyak literatur.