Absorpsi adalah suatu proses pemisahan suatu komponen fluida dari campurannya dengan

menggunakan solven atau fluida lain. Absorpsi dapat dilakukan pada fluida yang relatif

berkonsentrasi rendah maupun yang bersifat konsentrat. Prinsip operasi ini adalah

memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-molekul gas pada larutan tertentu. Dengan

demikian bahan yang memiliki koefisien partisi hukum Henry rendah sangat disukai dalam

operasi ini.

Tujuan dari operasi ini umumnya adalah untuk memisahkan gas tertentu dari campurannya.

Biasanya campuran gas tersebut terdiri dari gas inert dan gas yang terlarut dalam cairan.

Cairan yang digunakan juga umumnya tidak mudah menguap dan larut dalam gas. Sebagai

contoh yang umum dipakai adalah absorpsi amonia dari campuran udara-amonia oleh air.

Setelah absorpsi terjadi, campuran gas akan di-recovery dengan cara distilasi.

Peristiwa absorpsi adalah salah satu peristiwa perpindahan massa yang besar peranannya

dalam proses industri. Operasi ini dikendalikan oleh laju difusi dan kontak antara dua fasa.

Operasi ini dapat terjadi secara fisika maupun kimia. Contoh dari absorpsi fisika antara lain

sistem amonia-udara-air dan aseton-udara-air. Sedangkan contoh dari absorpsi kimia adalah

NOx-udara-air, dimana NOx akan bereaksi dengan air membentuk HNO3.

Peralatan yang digunakan dalam operasi absorpsi mirip dengan yang digunakan dalam

operasi distilasi. Namun demikian terdapat beberapa perbedaan menonjol pada kedua

operasi tersebut, yaitu sebagai berikut:

Umpan pada absorpsi masuk dari bagian bawah kolom, sedangkan pada distilasi umpan masuk dari bagian tengah kolom.

Pada absorpsi cairan solven masuk dari bagian atas kolom di bawah titik didih, sedangkan pada distilasi cairan solven masuk bersama-sama dari bagian tengah kolom.

Pada absorpsi difusi dari gas ke cairan bersifat irreversible, sedangkan pada distilasi difusi yang terjadi adalah equimolar counter diffusion.

Rasio laju alir cair terhadap gas pada absorpsi lebih besar dibandingkan pada distilasi.

Jenis Menara Absorpsi

a. Sieve Tray

Bentuknya mirip dengan peralatan distilasi. Pada Sieve Tray, uap menggelembung ke atas

melewati lubang-lubang sederhana berdiameter 3-12 mm melalui cairan yang mengalir.

Luas penguapan atau lubang-lubang ini biasanya sekitar 5-15% luas tray. Dengan mengatur

energi kinetik dari gas dan uap yang mengalir, maka dapat diupayakan agar cairan tidak

mengalir melaui lubang-lubang tersebut. Kedalaman cairan pada tray dapat dipertahankan

dengan limpasan (overflow) pada tanggul (outlet weir).

b. Valve Tray

Valve Tray adalah modifikasi dari Sieve Tray dengan penambahan katup-katup untuk

mencegah kebocoran atau mengalirnya cairan ke bawah pada saat tekanan uap rendah.

Dengan demikian alat ini menjadi sedikit lebih mahal daripada Sieve Tray, yaitu sekitar 20%.

Namun demikian alat ini memiliki kelebihan yaitu rentang operasi laju alir yang lebih lebar

ketimbang Sieve Tray.

c. Spray Tower

Jenis ini tidak banyak digunakan karena efisiensinya yang rendah.

d. Bubble Cap Tray

Jenis ini telah digunakan sejak lebih dari seratus tahun lalu, namun penggunaannya mulai

digantikan oleh jenis Valve Tray sejak tahun 1950. Alasan utama berkurangnya penggunaan

Bubble Cap Tray adalah alasan ekonomis, dimana desain alatnya yang lebih rumit sehingga

biayanya menjadi lebih mahal. Jenis ini digunakan jika diameter kolomnya sangat besar.

e. Packed Bed

Jenis ini adalah yang paling banyak diterapkan pada menara absorpsi. Packed Column lebih

banyak digunakan mengingat luas kontaknya dengan gas. Packed Bed berfungsi mirip

dengan media filter, dimana gas dan cairan akan tertahan dan berkontak lebih lama dalam

kolom sehingga operasi absorpsi akan lebih optimal.

Beragam jenis packing telah dikembangkan untuk memperluas daerah dan efisiensi kontak

gas-cairan. Ukuran packing yang umum digunakan adalah 3-75 mm. Bahan yang digunakan

dipiluh berdasarkan sifat inert terhadap komponen gas maupun cairan solven dan

pertimbangan ekonomis, antara lain tanah liat, porselin, grafit dan plastik. Packing yang

baik biasanya memenuhi 60-90% dari volume kolom.

Pemilihan Solven

Pemilihan solven umumnya dilakukan sesuai dengan tujuan absorpsi, antara lain:

Jika tujuan utama adalah untuk menghasilkan larutan yang spesifik, maka solven ditentukan berdasarkan sifat dari produk.

Jika tujuan utama adalah untuk menghilangkan kandungan tertentu dari gas, maka ada banyak pilihan yang mungkin. Misalnya air, dimana merupakan solven yang paling murah dan sangat kuat untuk senyawa polar.

Terdapat beberapa hal lain yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan solven, yaitu:

a. Kelarutan Gas

Kelarutan gas harus tinggi sehingga meningkatkan laju absorpsi dan menurunka kuantitas

solven yang diperlukan. Umumnya solven yang memiliki sifat yang sama dengan

bahan terlarut akan lebih mudah dilarutkan. Jika gas larut dengan baik ddalam fraksi mol

yang sama pada beberapa jenis solven, maka dipilih solven yang memiliki berat molekul

paling kecil agar didapatkan fraksi mol gas terlarut yang lebih besar. Jika terjadi reaksi kimia

dalam operasi absorpsi maka umumnya kelarutan akan sangat besar. Namun bila solven

akan di-recovery maka reaksi tersebut harus reversible. Sebagai contoh, etanol amina dapat

digunakan untuk mengabsorpsi hidrogen sulfida dari campuran gas karena sulfida tersebut

sangat mudah diserap pada suhu rendah dan dapat dengan mudah dilucut pada suhu tinggi.

Sebaliknya, soda kostik tidak digunakan dalam kasus ini karena walaupun sangat mudah

menyerap sulfida tapi tidak dapat dilucuti dengan operasi stripping.

b. Volatilitas

Pelarut harus memiliki tekanan uap yang rendah, karena jika gas yang meninggalkan kolom

absorpsi jenuh terhadap pelarut maka akan ada banyak solven yang terbuang. Jika

diperlukan dapat digunakan cairan pelarut kedua yang volatilitasnya lebih rendah untuk

menangkap porsi gas yang teruapkan. Aplikasi ini umumnya digunakan pada kilang minyak

dimana terdapat menara absorpsi hidrokarbon yang menggunakan pelarut hidrokarbon

yang cukup volatil dan di bagian atas digunakan minyak nonvolatil untuk me-recovery

pelarut utama. Demikian juga halnya dengan hidrogen sulfida yang diabsorpsi dengan

natrium fenolat lalu pelarutnya di-recovery dengan air.

c. Korosivitas

Solven yang korosif dapat merusak kolom.

d. Harga

Penggunaan solven yang mahal dan tidak mudah di-recovery akan meningkatkan biaya

operasi kolom.

e. Ketersediaan

Ketersediaan pelarut di dalam negeri akan sangat mempengaruhi stabilitas harga pelarut

dan biaya operasi secara keseluruhan.

f. Viskositas

Viskositas pelarut yang rendah amat disukai karena akan terjadi laju absorpsi yang tinggi,

meningkatkan karakter flooding dalam kolom, jatuh-tekan yang kecil dan sifat perpindahan

panas yang baik.

g. Lain-lain

Sebaiknya pelarut tidak memiliki sifat racun, mudah terbakar, stabil secara kimiawi dan

memiliki titik beku yang rendah.

Aplikasi Absorpsi pada Industri

Saat ini dunia dihadapkan pada permasalahan lingkungan yang cukup besar yang tingginya

kandungan gas pencemar sebagai dampak dari kegiatan industri.  gas pencemar tersebut

antara lain SO2, CO2 dan H2S. Teknologi absorpsi dapat digunakan untuk mengurangi

bahaya lingkungan yang ditimbulkan. Contohnya adalah absorpsi pengotor Co2 dari gas

alam dengan menggunakan absorben metil dietanol amina (MDEA) yang telah ditambahkan

aktivator (aMDEA) https://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com/2011/10/23/dasar-dasar-absorpsi/

Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara pengikatan bahan

tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan. Kelarutan gas yang akan

diserap dapat disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi fisik) atau selain gaya tersebut

juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia). Komponen gas yang dapat mengadakan ikatan kimia

akan dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi. Karena itu absorpsi kimia

mengungguli absorpsi fisik.

Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya

Contoh :

1. 1.Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat dihasilkan melalui

proses absorbsi.Teknologi proses pembuatan formalin Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke

dalam reaktor. Output dari reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 1820C didinginkan pada

kondensor hingga suhu 55 0C,dimasukkan ke dalam absorber.Keluaran dari absorber pada tingkat I

mengandung larutan formalin dengan kadar formaldehid sekitar 37 – 40%. Bagian terbesar dari

metanol, air,dan formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari menara, dan hampir

semua removal dari sisa metanol dan formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan

counter current contact dengan air proses.

2. Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2).Proses pembuatan asam nitrat Tahap akhir dari

proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam kolom absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi

reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2 oleh air menjadi asam nitrat.  Kolom

absorpsi mempunyai empat fluks masuk dan dua fluks keluar. Empat fluks masuk yaitu air umpan

absorber, udara pemutih, gas proses, dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu asam nitrat produk

dan gas buang. Kolom absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan konsentrasi 60 %

berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih dari 200 ppm.

Absorben

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada permukaannya, baik

secara fisik maupun secara reaksi kimia.Absorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci.

Persyaratan absorben :

1. Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar mungkin (kebutuhan akan

cairan lebih sedikit, volume alat lebih kecil).

2. Selektif

3. Memiliki tekanan uap yang rendah

4. Tidak korosif.

5. Mempunyai viskositas yang rendah

6. Stabil secara termis.

7. Murah

Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah air (untuk gas-gas yang dapat larut,

atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan), natrium hidroksida (untuk gas-gas yang

dapat bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti basa).

Kolom Absorpsi

Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi (penyerapan/penggumpalan)

dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut. Proses ini dilakukan dengan melewatkan zat yang

terkontaminasi oleh komponen lain dan zat tersebut dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair

dari komponen tersebut.

Struktur dalam absorber

1. Bagian atas: Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair.

2. Bagian tengah: Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh sehingga mudah untuk

diabsorbsi

3. Bagian bawah: Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.

Prinsip Kerja Kolom Absorbsi

1. Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan arah

yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi

hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi,pelarutan yang

terjadi pada semua reaksi kimia.

2. Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah menara absorber.

Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan

perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer

yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang

berisi packing dengan dua tingkat.

Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari gas yang dimasukkan tadi.

Proses Pengolahan Kembali Pelarut Dalam Proses Kolom Absorber

1. Konfigurasi reaktor akan berbeda dan disesuaikan dengan sifat alami dari pelarut yang digunakan

2. Aspek Thermodynamic (suhu dekomposisi dari pelarut),Volalitas pelarut,dan aspek kimia/fisika

seperti korosivitas, viskositas,toxisitas, juga termasuk biaya, semuanya akan diperhitungkan ketika

memilih pelarut untuk spesifik sesuai dengan proses yang akan dilakukan.

3. Ketika volalitas pelarut sangat rendah, contohnya pelarut tidak muncul pada aliran gas, proses untuk

meregenerasinya cukup sederhana yakni dengan memanaskannya.

Contoh pertama

1. Cairan absorber yang akan didaur ulang masuk kedalam kolom pengolahan dari bagian atasnya dan

akan dicampur /dikontakan dengan stripping vapor.Gas ini bisa uap atau gas mulia, dengan kondisi

termodinamika yang telah disesuaikan.dengan pelarut yang terpolusi. Absorber yang bersih lalu

digunakan kembali di absorpsi kolom.

Contoh kedua

1. Absorber yang akan didaur ulang masuk ke kolom pemanasan stripping column.The stripping vapor

dibuat dari cairan pelarut itu sendiri.Bagian yang telah didaur ulang lalu digunakan lagi untuk menjadi

absorber.

Contoh ketiga

1. Sebuah kolom destilasi juga dapat digunakan untuk mendaur ulang. Absorber yang terpolusi

dilewatkan kedalam destilasi kolom. Dibawahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke

absorber.

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/teknologi-proses/absorbsi/