reaktor kimia d

7/24/2019 Reaktor Kimia d

http://slidepdf.com/reader/full/reaktor-kimia-d 1/55

PENDAHULUAN REAKTOR KIMIA

• Dalam Teknik Kimia, Reaktoradalah suatu jantung darisuatu proses reaksi kimia.

•Reaktor kimia merupakansuatu bejana/tabung tempatberlangsungnya reaksi kimia.



PENDAHULUAN REAKTOR KIMIA

• Untuk merancang reaktor kimia tergantungdari banyak variabel, yang dapat dipelajari di

Teknik Kimia, yaitu :

. !aktu tinggal " t #

$. %olume "%#

&. Temperatur "T#

'. Tekanan "(#

). Konsentrasi senya*a "+, +$, +&, ...,+n#

. Koe-sien perpindahan panas "h, U#



Faktor-Faktor PemilihanReaktor

. (erancangan suatu reaktor kimia harusmengutamakan e-siensi kinerja reaktor,sehingga didapatkan hasil produk yang

besar dengan biaya yang minimum, baikitu biaya modal maupun operasi.

$. aktor keselamatan kerja dan keamananoperasi.

&. iaya operasi biasanya termasuk besarnyaenergi yang akan diberikan atau diambil,harga bahan baku, upah operator, dll.



REAKTOR KIMIA

• Reaktor kimia adalah suatu alat di 0ndustri Kimia,dimana terjadi reaksi bahan mentah "reaktan#menjadi produk yang lebih berharga.

• Tujuan pemilihan reaktor aalah !

. 1endapat keuntungan yang besar

$. iaya produksi rendah

&. 1odal kecil/volume reaktor minimum

'. 2perasinya sederhana dan murah). Keselamatan kerja terjamin

. (olusi terhadap sekitarnya " lingkungan # dijagasekecil3kecilnya



PEMILIHAN REAKTORKIMIA

• Pemilihan jeni" reaktor ipen#aruhioleh !

. ase 4at pereaksi dan hasil reaksi

$. Tipe reaksi dan persamaan kecepatanreaksi, serta ada tidaknya reaksi samping

&. Kapasitas produksi

'. 5arga alat "reaktor# dan biaya instalasinya

). Kemampuan reaktor untuk menyediakanluas permukaan yang cukup untukperpindahan panas



$ENI%-$ENI% REAKTORKIMIA

A. Berdasarkan bentuknya

. Reaktor Tan#ki

Disebut reaktor tangki ideal bila pengadukannyasempurna, sehingga komposisi dan temperatur

didalam reaktor setiap saat selalu homogen.Dapat dipakai untuk proses batch, semi batch,dan kontinyu.

$. Reaktor Pipa

• iasanya digunakan tanpa pengaduk sehinggadisebut Reaktor Alir Pipa. Disebut ieal bila4at pereaksi yang berupa gas atau cairan,mengalir didalam penampang pipa kecepatannya

sama.




B. Berdasarkan Prosesnya&' Reaktor (at)h

1otor(engadu

k



Pen##unaan Reaktor(at)h

Reaktor jenis ini biasanya sangatcocok untuk

produksi kapasitas kecil, misalnya 6

. (roses pelarutan padatan,

$. (encampuran produk,

&. Reaksi kimia,4. Batch distillation, kristalisasi,

ekstraksi cair-cair, polimerisasi, dan

7ermentasi.



Reaktor (at)h

• Keuntungan reaktor batch :

. 2ngkos atau harga instrumentasi rendah.

$. (enggunaannya 8eksibel, artinya dapat

dihentikan secara mudah dan cepat kapan sajadiinginkan.

&. (enggunaan yang multi7ungsi.

'. Reaktor ini dapat digunakan untuk reaksi yang

menggunakan campuran kuat dan beracun.). 1udah dibersihkan.

. Dapat menangani reaksi dalam 7ase gas, cair dancair3padat.



Reaktor (at)h

• Kerugian Reactor Batch:

. Tidak begitu baik untuk reaksi 7ase gas"mudah terjadi kebocoran pada lubang

pengaduk#$. iaya 2perasi dan handling per unit

produksi tinggi.

&. !aktu shut downnya besar, yaitu *aktu

untuk mengosongkan, membersihkan danmengisi kembali.

'. Kapasitas/9kala produksi yang kecil.



Reaktor (at)h

eberapa ketetapan menggunakanReaktor atch :

. 9elama reaksi berlangsung tidak

terjadi perubahan temperatur

$. (engadukan dilakukan dengansempurna, konsentrasi di semua titik

dalam reaktor adalah sama atauhomogen pada *aktu yang sama

&. Reaktor ideal



Reaktor (at)h

• Reaktor (at)h



Kon"truk"i (at)h reaktor

• atch reactor bisa tersusun olehsebuah tangki dengan pengadukserta sistem pendingin atau

pemanas yang menyatu denganreaktor.

• Tangki ini memiliki ukuran yang

bervariasi mulai dari ; sampai <).=== ; tergantung kebutuhan.

• atch reactor biasanya terbuat dari

baja, stainless steel atau baja



Ke"impulan

1. Reactor Batch merupakan salah satu jenis reaktor yang digunakan untukproduksi kapasitas kecil, misalnya dalam

proses pelarutan padatan, pencampuranproduk, dan lain3lain.

$. Reaktor ini dapat digunakan multi7ungsi"multi purpose#, selain itu juga

mempunyai harga konstruksi yangrendah, karena kapasitas kecil, makaskala produksinya juga kecil.



Reaktor Kontin*u+' Reaktor Kontin*u ,ontinou" Rea)tor.

>da $ jenis Reaktor Kontinyu :. Reaktor Tangki erpengaduk "+ontinous

9tirred Tank Reactor# "+9TR#

$. Reaktor (ipa >lir "(lug lo* Reactor#"(R#

. +9TR $. (R



Reaktor Tan#ki (erpen#auk,%TR.

• Di dalam reaktor tangki idealkonsentrasi di setiap titik di dalamreaktor adalah sama, sehingga

kecepatan reaksi tidak dipengaruhioleh posisi campuran di dalamreaktor. Dengan demikian

perhitungan neraca massanya dapatdilakukan secara makro, yaitudengan meninjau reaktor tersebut

sebagai suatu unit yang utuh




• Reaktor tipe ini bisa terdiri dari satu tangki ataulebih.

• iasanya tangki?tangki ini dipasang vertikal denganpengadukan sempurna.

• (engadukan pada masing3masing tangki dilakukansecara kontinu sehingga diperoleh suatu keadaan dimana komposisi campuran di dalam reaktor benar3benar seragam.

• Reaktor tangki ini biasanya digunakan untuk reaksi3reaksi dalam 7ase cair, untuk reaksi heterogen cair ?padat atau reaksi homogen cair3 cair dansebagainya.




• %TR /an# Di"u"un %eri



Reaktor Tan#ki (erpen#auk ,%TR.

• Keuntungan:

Temperatur dan komposisi campurandalam reaktor homogen

%olume reaktor besar, maka *aktutinggal juga besar, berarti 4atpereaksi lebih lama bereaksi didalam

reaktor




• Kerugian:

Tidak e-sien untuk reaksi 7ase gasdan reaksi yang bertekanan tinggi.

Kecepatan perpindahan panas lebihrendah dibanding reaktor pipa ,PFR.

Untuk menghasilkan konversi yangsama, volume yang dibutuhkanreaktor tangki ,%TR. lebih besardari PFR



Reaktor Pipa Alir ,PFR.



Reaktor %emi(at)h1Kontin*u

&. Reaktor 9emi atch

iasanya berbentuk tangkiberpengaduk.




' $eni" reaktor 2era"arkankeaaan1koni"i

opera"in*a

&. Reaktor i"otermal'

+' Reaktor Aia2ati"

3' Reaktor Non Aia2ati"



$eni" reaktor 2era"arkankeaaan opera"in*a

&' Reaktor I"otermal'

Di"e2ut i"otermal jika umpan*an# ma"uk4 )ampuranalam reaktor4 aliran *an#keluar ari reaktor "elalu

"era#am an temperaturn*a"ama'

$ i kt 2 k



$eni" reaktor 2era"arkankeaaan

opera"in*a

+' Reaktor Aia2ati"

Disebut aia2ati"4 jika tidak adaperpindahan panas antara reaktordan sekelilingnya.

Bika reaksinya eksotermis, makapanas yang

terjadi karena reaksi, dapat dipakaiuntuk

menaikkan temperatur campuran

di reaktor.



Fi6e (e Rea)tor



Fi6e (e Rea)tor

• Reaktan > dan diumpankan kepadamasing3masing dari keempat inlet xed bedmelalui suatu heater dimana temperaturnya

dinaikkan, sehingga mencapai temperaturoptimum reaksi. Temperatur reaktan >dipertahankan agar lebih rendah daritemperatur reaktan , sehingga

memungkinkan untuk inter-bed !uenching,suatu teknik yang digunakan untukmengontrol temperatur dalam reaktor.



Fi6e (e Rea)tor

• Kekurangan/Kerugian iCed edReactor

• trans7er massa dan trans7er panasrendah

• pemindahan katalis sangat sulit danmemerlukan *aktu shut down alat

yang lama• konversi lebih rendah

• ada kemungkinan terjadi reaksi

samping homogen pada liuid



Fl ii ( R t



Fluii;e (e Rea)tor,F(R.



Fluii;e (e Rea)tor

Keru#ian1Kekuran#an Fluii;e(e Rea)tor

• Rancang3angun kompleks sehingga

biaya mahal• jarang digunakan di "dalam#

laboratorium

$ i R k 2 k K li



$eni" Reaktor 2era"arkan Katali"Paat /an# Di#unakan

Per2eaan en#an Fi6e (e anFuii;e (e !

• (ada luidi4ed bed jumlah katalis

lebih sedikit dan katalis bergeraksesuai kecepatan aliran gas yangmasuk

• R memberikan luas permukaanyang lebih besar dari (R

BEF09 BEF09 RE>KT2R K010>



BEF093BEF09 RE>KT2R K010>

E' $eni" Reaktor (era"arkanFluia /an# Direak"ikan

• iasa digunakan untuk reaksi gas3cair dan cair3cair

. ubble Tank.

$. >gitate Tank

&. 9pray To*er



$ i R kt ( k Fl i /



$eni" Reaktor (era"arkan Fluia /an#Direak"ikan

&. Untuk gas yang mudah larut dalam air,sehingga trans7er massa besar. Benis yangsesuai dengan kondisi ini Reaktor 9pray

To*er'. Bika lapisan gas yang dominan, berarti

tahanan dilapisan cairan besar, Benis yangsesuai dengan kondisi ini adalah Reaktor

9pray To*er.). Reaktor >gitate Tank, hanya baik

digunakan untuk 8uida cair3cair.

$eni" Reaktor (era"arkan Fluia /an# Direak"ikan



$ #

&. 9pray To*er ;iuid Gas

'' '' ' ' '' '' '' '' '' '' ''

'' '' '' '' '' '' '' '' '' ''

'' '' '' '' '' '' '' '' '' ''

reaktor kimia d

Documents