TRK Kelompok 1

TUGAS TEKNIK REAKSI KIMIA 2

Disusun Oleh:

Andre Nicolas I. (1006679421)

Fahima (1006660554)

Hasbi Priadi (1006679623)

Nur Anis Hidayah (1006660610)

Rizqi Pandu S. (0906557045)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

2013

Reaktor Fixed Bed Katalitik Industri Pupuk

Daftar Isi1. Tinjauan Umum Reaktor............................................................................................................3

2. Reaksi Dalam Reaktor................................................................................................................5

3. Fungsi Reaktor dan Profil Kelengkapannya.............................................................................7

Bentuk Reaktor Fixed Bed..................................................................................................................8

Pemilihan katalisator.........................................................................................................................9

Contoh Aplikasi Fixed Bed Reaktor....................................................................................................9

4. Fenomena Dalam Reaktor........................................................................................................10

Prinsip Dasar..................................................................................................................................10

5. Perumusan Rumus, Formula Kinetika dan Formula Mass Transfer....................................12

Kinetika Reaksi................................................................................................................................13

Mass Balance..................................................................................................................................14

Neraca Energi ;...............................................................................................................................14

Pressure Drop di dalam Reaktor.....................................................................................................15

Pressure Drop dan Hukum laju.......................................................................................................15

Reaksi Ganda di dalam Reaktor......................................................................................................16

Daftar Pustaka...................................................................................................................................18

Page 2


1. Tinjauan Umum Reaktor

Fixed Bed Reactor katalitik dapat didefinisikan sebagai suatu tube silindrikal

yang dapat diisi dengan partikel-partikel katalis. Selama operasi, gas atau liquid atau

keduanya akan melewati tube dan partikel-partikel katalis, sehingga akan terjadi

reaksi. Pada reaktor fixed bed, pelet katalis berada pada posisi yang tetap / konstan.

Reaktor fixed bed dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

1. Massive Beds

a. Adiabatik

b. Dengan interstage cooling

2. Tubular Heat Exchanger Type Reactors

a. Dengan external cooling atau heating

b. Externally fired

3. Directly Fired Tubular Reactors

Reaktor fixed bed digunakan pada banyak industri kimia, seperti: Steam reforming dari gas alam Sintesis amonia / industri pupuk Produksi asam sulfat Sintesis metanol Oksidasi metanol Produksi etilen oksida Produksi butadiene Produksi StireneKelebihan dari reaktor fixed bed yaitu: Dapat digunakan untuk mereaksikan dua macam gas sekaligus

Kapasitas produksi cukup tinggi

Pemakaian tidak terbatas pada kondisi reaksi tertentu (eksoterm atau endoterm)

sehingga pemakaian lebih fleksibel

Aliran fluida mendekati plug flow, sehingga dapat diperoleh hasil konversi yang

tinggi

Pressure drop rendah

Oleh karena adanya hold-up yang tinggi, maka menghasilkan pencampuran

radial yang lebih baik dan tidak ditemukan pembentukan saluran (channeling)

Pemasokan katalis per unit volum reaktor besar

Hold up liquid tinggi

Katalis benar-benar dibasahi

Page 3


Kontrol temperatur lebih baik

Transfer massa gas-liquid lebih tinggi daripada reaktor trickle bed karena

interaksi gas-liquid lebih besar

Sementara itu, kekurangan dari reaktor fixed bed yaitu:

Resistansi difusi intra partikel sangat besar

Rate transfer massa dan transfer panas rendah

Pemindahan katalis sangat sulit dan memerlukan shut down alat

Konversi lebih rendah

Ada kemungkinan terjadi reaksi samping homogen pada liquid

Pada industri pupuk, karakteristik reaktor fixed bed, katalis, cooling tubes, serta

kondisi operasi pada proses produksi amonia yaitu:

Katalis Bed:

Volume total katalis: 4,07 m3

Diameter basket reaktor: 1,1 m

Luas cross-sectional basket reaktor: 0,95 m2

Panjang Reaktor: 5,18 m

Cooling Tubes:

Jumlah: 84

Diameter dalam tube: 1,1 m

Luas tube heat exchange (outer): 69,4 m2

Luas tube heat exchange (inner): 52,0 m2

Diameter luar tube: 50,8 mm

Tipikal kondisi operasi industri pupuk (secara umum):

Kapasitas produksi: 120 ton NH3/hari

Fraksi mol H2 di feed: 0,65

Fraksi mol N2 di feed: 0,219

Fraksi mol NH3 di feed: 0,052

Inert: 0,079

Mass flow rate: 26.400 kg/h

Space velocity: 13.800/hr

Tekanan: 286 atm

Suhu: 421oC

Page 4


Jenis reaktor fixed bed yang biasa digunakan di proses sintesis amonia yaitu reaktor

multibed adiabatik. Gambar reaktor multibed adiabatik ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Reaktor Multibed AdiabatikSumber: Anonim. Ammonia Synthesis.

2. Reaksi Dalam Reaktor

Salah satu pabrik pupuk di Indonesia adalah PT. Pusri yang berlokasi di

Sumatra Selatan. Pupuk Urea yang dikenal dengan rumus kimia NH2CONH2 pertama

kali dibuat secara sintetis oleh Frederich Wohler tahun 1928 dengan mereaksikan

garam cyanat dengan ammonium hydroxide.

Pupuk urea yang dibuat PT Pusri merupakan reaksi antara karbon dioksida

(CO2) dan ammonia (NH3). Kedua senyawa ini berasal dari bahan gas bumi, air dan

udara. Ketiga bahan baku tersebut meruapakan kekayaan alam yang terdapat di

Sumatera Selatan.

Pada proses pembuatan amoniak dengan tekanan rendah dalam reaktor (±150

atmosfir) yaitu dengan reaksi reforming merubah CO menjadi CO2, penyerapan CO2

dan metanasi. Reaksi reforming ini dilakukan dalam 2 tingkatan yaitu :

Tingkat Pertama:

Page 5


Gas bumi dan uap air direaksikan dengan katalis melalui piap-pipa vertikal dalam

dapur reforming pertama dan secara umum reaksi yang terjadi sebagai berikut:

CnH2n + nH2O NCO + (2n+1)H2

CH4 + nH2O CO + 3H2

Tingkat Kedua :

Udara dialirkan dan bercampur dengan arus gas dari reformer pertama di dalam

reformer kedua, hal ini dimaksudkan untuk menyempurnakan reaksi reforming dan

untuk memperoleh campuran gas yang mengandung nitrogen (N2). Kemudian

campuran gas sesudah reforming direaksikan dengan H2O di dalam converter CO

untuk mengubah CO menjadi CO2 (reaksi water gas shift)

CO + H2O CO2 + H2

Kemudian CO2 yang terjadi dalam campuran gas diserap dengan K2CO3

K2CO3 + CO2 + H2O KHCO3

larutan KHCO3 kemudian dipanaskan guna mendapatkan CO2 kembali sebagai bahan

baku pembuatan urea. Setelah CO2 dipisahkan, maka sisa-sisa CO, CO2 dalam

campuran gas harus dihilangkan yaitu dengan cara mengubah zat-zat itu menjadi CH4

kembali

CO + 3H2 CH4 + H2O

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

Kemudian tahap selanjutnya adalah mereaksikan nitrogen dengan hidrogen dalam

suatu campuran ganda pada tekanan 150 atmosfir dan kemudian dialirkan ke dalam

converter amoniak.

N2 + 3H2 2NH3

Setelah didapatkan CO2 (dalam fasa gas) dan NH3 (dalam fasa cair), kedua senyawa

ini direaksikan dalam reaktor urea dengan tekanan 200-250 atmosfer.

2NH3 + CO2 NH2COONH4

Amonia karbondioksida amonium karbamat

NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O

Amonium karbamat urea air

Reaksi ini berlangsung tanpa katalisator dalam waktu ±25 menit. Proses

selanjutnya adalah memisahkan urea dari produk lain dengan memanaskan hasil

reaksi (urea, biuret, ammonium karbamat, air dan amoniak kelebihan) dengan

Page 6


penurunan tekanan, dan temperatur 120-165oC, sehingga ammonium karbamat akan

terurai menjadi NH3 dan CO2, dan akan didapatkan urea berkonsentrasi 70-75%.

Untuk mendapatkan konsentrasi urea yang lebih tinggi maka dilakukan

pemekatan dengan cara:

1. Penguapan larutan urea di bawah vacuum (ruang hampa udara, tekanan 0,1

atmosfir mutlak), sehingga larutan menjadi jenuh dan mengkristal.

2. Memisahkan kristal dari cairan induknya dengan centrifuge

3. Penyaringan kristal dengan udara panas

Untuk mendapatkan urea dalam bentuk butiran kecil, keras, padat maka kristal

urea dipanaskan kembali sampai meleleh dan urea cair lalu disemprotkan melalui

nozzle-nozzle kecil dari bagian atas menara pembutir (prilling tower). Sementara

tetesan urea yang jatuh melalui nozzle tersebut, dihembuskan udara dingin ke atas

sehingga tetesan urea akan membeku dan menjadi butir urea yang keras dan padat.

3. Fungsi Reaktor dan Profil Kelengkapannya

Reaktor Fixed Bed adalah reaktor dengan menggunakan katalis padat yang

diam dan zat pereaksi berfase gas. Butiran-butiran katalisator yang biasa dipakai

dalam reaktor fixed bed adalah katalisator yang berlubang di bagian tengah, karena

luas permukaan persatuan berat lebih besar jika dibandingkan dengan butiran

katalisator berbentuk silinder, dan aliran gas lebih lancar. Perbedaandengan Fixed

bedFluidized bed reaktor (FBR) yaitu pada Fluidized bed

jumlahkatalislebihsedikitdankatalisbergeraksesuaikecepatanaliran gas yang

masukserta FBR memberikanluaspermukaan yang lebihbesardari PBR

Secara spesifik, fixed bed reactor yang ada di unit pengolahan minyak bumi

dirancang oleh vendor berdasarkan kebutuhan proses. Struktur internal reaktor pun

berbeda dari vendor satu dengan lainnya. Karena sifatnya yang sangat spesifik,

perancangan reaktor itu sendiri biasanya juga terkait dengan lisensor prosesnya,

misalnya perancangan fixed bed reactor untuk Unicracking akan berbeda dengan

perancangan fixed bed reactor untuk MSDW Lube Catalytic Dewaxing. Hal ini terkait

dengan kebutuhan proses, terutama terkait dengan kebutuhan katalis yang sangat

spesifik tergantung pada vendornya masing-masing. Meskipun demikian, secara

umum bagian-bagian internal reaktor tetap sama, hanya saja tiap lisensor proses

Page 7


maupun vendor reaktor tersebut memiliki typical design masing-masing yang

diharapkan mampu mengoptimalkan fungsi dari reaktor tersebut.

Packed/Fixed bed reaktor (PBR) terdiri dari satu pipa/lebih berisi tumpukan

katalis stasioner dan dioperasikan vertikal. Biasanya dioperasikan secara adiabatis.

Bagian utama dari sebuah fixed bed reactor adalah reactor vessel, reactor internals,

katalisator, inert dan graded katalisator. Reactor vessel merupakan bagian yang

menyediakan tempat bagi katalis dan tempat berlangsungnya kontak antara minyak

umpan dan katalis yang kemudian terjadi reaksi. Reactor vessel dirancang dengan

dasar perancangan pressure vessel (ASME BPVC Section VIII Division 2). Kunci

dari perancangan reactor vessel ini adalah pemilihan material, allowable working

pressure, dimensi dan ketebalan dinding vessel.

Gambar 2. Reaktor Fixed Bed

Bentuk Reaktor Fixed Bed

Bentuk reactor Fixed Bed dapat dibagi menjadi :

1. Reaktor dengan satu lapis tumpukan katalisator (Single Bed)

Sebagai penyangga katalisator dipakai butir-butir alumunia (bersifat inert

terhadap zat pereaksi) dan pada dasar reactor disusun dari butir yang besar makin

keatas makin kecil, tetapi pada bagian atas katalisator disusun dari butir kecil makin

keatas makin besar.

2. Multi bed

Katalisator diisi lebih dari satu tumpuk katalisator, fixed bed dengan

katalisator lebih dari satu tumpuk banyak dipakai dalam proses adiabatic. Jika reaksi

Page 8


yang terjadi sangat eksotermis pada konversi yang masih kecil suhu gas sudah naik

sampai lebih tinggi dari suhu maksimum yang diperbolehkan untuk katalisator, maka

gas harus di dinginkan terlebih dahulu kedalam alat penukar panas diluar reactor

untuk di dinginkan dan selanjutnya dialirkan kembali ke reaktor melalui tumpukan

katalisator kedua, jika konversi gas yang keluar dari tumpukan kedua belum mencapai

yang direncanakan, tetapi suhu gas sudah lebih tinggi dari yang diperbolehkan maka

dilakukan pendinginan lagi dengan mengalirkan gas kea lat penukar panas kedua

kemudian di kembalikan ke reactor yang masuk melalui tumpukan katalisator ketiga

dan seterusnya sampai diperoleh konversi yang diinginkan. Jika reaksi bersifat

endotermis maka penukar panas diluar reactor dapat digunakan untuk pemanas gas

reaksi.

Pemilihan katalisator

Untuk menentukan katalisaor mana yang sebaiknya digunakan dapat dipakai

pertimbangan sebagai berikut :

1. Sebaiknya dipakai katalisator yang berumur panjang dengan maksud untuk

menghema\t dana untuk membeli katalisator baru, untuk mengurangi waktu produksi

yang hilang guna penggantian katalisator.

2. Harga katalisator. Dipilih harga katalisator yang murah, untuk menghemat investasi

dan biaya operasi

3. Mudah atau tidaknya diregenerasi. Jika katalisator dapat diregenerasi tanpa harus

merusak aktivitasnya dapat mengurangi biaya pembelian katalisator baru

4. Dapat diproduksi dalam jumlah yang besar.

5. Tahan terhadap racun. Jika katalisator tahan terhadap racun akan berumur panjang dan

tidak mudah kehilangan aktivitasnya.

Contoh Aplikasi Fixed Bed Reaktor

SPM-2300 merupakan Simulasi Proses Reaktor fixed bed yang dapat diatur

untuk pereaksi dua gas, reaksi dapat eksotermik atau endotermis. Bentuk wujud

configurasi katalitik reaksi antara ethylene ( komponen reaktan A) dengan benzen

( komponen reaktan B), dalam keadaan eksotermik, untuk menghasilkan ethylbenzene

( produk C), suatu bahan kimia intermediate yang digunakan untuk pembuatan

styrene monomer.

Page 9


Komponen reaktan A dan B diberi umpan untuk masing-masing empat fixed

bed melewati alat pemanas di mana temperatur dinaikkan sampai suhu reaksi

optimum. Temperatur reaktan A dijaga lebih rendah dari komponen reaktan B untuk

mempertimbangkan inter-bed quenching, suatu teknik yang digunakan untuk

mengontrol temperatur reaktor fixed bed.

Stock feed reaktan A diasumsikan datang dari typical refinery FCC. Sebagai

konsekwensi, ada suatu konsentrasi substrat inert dalam feed. Karena itu reaksinya

adalah sangat eksotermik, inert dihilangkan dalam feed untuk membantu reaktor

berjalan semestinya.Stock feed reaktan B diasumsikan untuk menjadi persediaan

paling tinggi industri dan kemudian secara efektif 100% murni untuk kepentingan

simulasi ini.

Reaktor fixed bed adalah ukuran untuk mengkonversi semua komponen

reaktan A menjadi produk. Perbandingan ratio inlet molar dari komponen reaktan B

ke komponen reaktan A memerlukan perawatan untuk masing-masing reaktor. Karena

aliran komponen reaktan A ke masing-masing reaktor memerlukan perawatan yang

sama, mayoritas reaktan B harus diberi umpan kepada reaktor fixed bed yang pertama

dengan hanya suatu peningkatan kecil komponen reaktan B diberi umpan ke reaktor

fixed bed yang berikutnya.

Arus Produk dibersihkan ke aliran bottom reaktor melalui suatu rangkaian

kolom penyulingan. inert adalah vented, dimampatkan kembali, dan digunakan

sebagai suatu gas bahan bakar di tempat lain di dalam reaksi itu. Komponen reaktan B

dibersihkan, dan didaur ulang kembali ke reaktor tersebut. Pemurnian arus produk

adalah di luar lingkup simulasi ini.

4. Fenomena Dalam Reaktor

Prinsip Dasar

Inti dari proses yang terjadi di dalam fixed bed reactor adalah proses reaksi kimia

yang terjadi pada katalis. Proses ini dapat dibagi menjadi beberapa tahap sebagai

berikut.

1. Difusi reaktan dari spesi gas melewati lapisan batas

2. Kemisorpsi pada bagian aktif

3. Reaksi permukaan

4. Desorpsi produk

Page 10


5. Difusi balik ke spesi gas

Fixed bed reaktor katalitik sangat umum ditemukan dalam industri kimia. Beberapa

proses eksotermis seperti oksidasi etilen, naphthalen, sintesis vinyl asetat dan

reaksi hidrogenasi merupakan beberapa contoh penggunaan fixed bed reaktor.

Terdapat beberapa konfigurasi reaktor yang digunakan sesuai kebutuhan yaitu

Adiabatic tubular reactor

Karena tidak ada perpindahan panas dengan sekelilingnya, tidak terdapat

perpindahan panas radial.

Umumnya rasio diameter terhadap panjang mendekati 1, sedangkan rasio

reaktor terhadap partikel bernilai 50 x atau lebih. Banyak reaksi seperti

dehidogenasi n-butena menjadi butadiena, hidrogenasi nitrobenzena

menjadi anilin, aminasi metanol menjadi metil amina, dehidrogenasi etil

benzena menjadi stirena dll, berlangsung pada reaktor adiabatik. Berikut ini

adalah parameter penentu pada kondisi operasi adiabatik.

1. Permukaan katalis aktif yang tersedia per unit volum reaktor.

2. Kualitas perpindahan massa & panas diantara flowing gas dan

permukaan katalis aktif.

3. Flow ressure loss.

4. Uniformity aliran melalui reaktor dan derajat utilisasi fixed bed.

Non isothermal-non adiabatic tubular reactor

Jenis reaktor ini biasanya digunakan untuk menjalankan reaksi eksotermis

tinggi pada katalis berpori. Maka desain dari reaktor ini harus

mempertimbangkan aspek safety sebagai prioritas utama. Skema reaktor

ditunjukkan pada Gambar 2. Pada reaktor ini gradien konsentrasi dan

temperatur dapat terjadi baik dalam arah aksial maupun radial.

Page 11


Gambar 3. Non isothermal-non adiabatic tubular reactor

Heat exchanger fixed bed reactor

Untuk menjalankan reaksi eksotermis yang kuat pada tubular reaktor, alat

penukar kalor eksternal sering digunakan untuk menjaga temperature inlet

pada level yang diinginkan. Skema reaktor fixed bed reactor dengan alat

penukar kalor eksternal ditunjukkan pada Gambar 3. Sintesis amonia,

produksi asam sulfur, dan reaksi gas-air adalah beberapa contoh

penggunaan reaktor ini. Konfigurasi ini juga dikenal sebagai autothermic

operation, artinya proses mampu menjaga suhu reaksi yang tepat pada inlet

reaktor dengan membebaskan panas dari reaksi itu sendiri.

Gambar 4. Heat exchanger fixed bed reactor

5. Perumusan Rumus, Formula Kinetika dan Formula Mass Transfer

Page 12


Kinetika Reaksi

Gambar 5. Packed Bed Reactor

Neraca mol pada elemen volume 2 π r ∆ r ∆ z

R¿−Rout+Rgeneration=Racc

[ Laju Masuk kearena Aliran ]−Laju Keluar karena aliran¿+Lajumasuk karena difusi ¿−[Laju keluar karenadiffusi ]+[Laju generasi ]=[Laju Akumuasi ]

u .C . 2 π r . ∆ r ∣z−u . C .2 π r . ∆ r ∣z+∆z+2 π r . ∆ z (−Der∂ C∂ r ) ∣r+2 π r . ∆ z (−Dez

∂ C∂ z )∣ z−2 π r . ∆ z (−Der

∂ C∂r ) ∣r+∆r−2 π r . ∆ z (−Dez

∂ C∂ z )∣ z+∆ z+ri , V (2 πr . ∆ r .∆ z ) ρB=(2 πr . ∆ r .∆ z )(∆ C

∆ t )Untuk reaktor jenis Packed Bed Reactor (PBR), biasanya lebih tertarik untuk

menghitung berat katalis, W yang diperlukan dari pada menghitung panjang atau

tinggi reaktor, z. Karena berat katalis, W yang diperlukan bisa dinyatakan terhadap

panjang/tinggi reaktor, z seperti dituliskan pada persamaan berikut :

W = (1 - φ) Ac z x ρc

[ berat ¿ ] [ padatan ¿ ]¿¿

¿

¿

¿

Asumsi u=lajulinier konstan sepanjang z dan misal Ac = luas penampang reaktor

maka ;

W =∫0

x F A0 dx

−r A

Bila pressure drop dan keberadaan katalis diabaikan, persamaan kinetika pada fixed

bed reactor menjadi

W =∫F A 0

F A

( dF A0

FA 0)

Dengan memasukkan nilai stoikometri, dapat ditulis menjadi

Page 13


−r A=k C A2

−r A=k [(CA 0 (1−X )1+εX )( P

P0)(T 0

T )]2

Dan kombinasi keduanya menjadi

F A0( dXdW )=k [(CA 0 (1−X )

1+εX )( PP0

)(T 0

T )]2

Disederhanakan menjadi

dXdW

=k CA 0

v0 [( (1−X )1+εX )( P

P0)]

2

Mass Balance

(1) Perubahan konsentrasi karena waktu

(2) Perpindahan konfektif

(3) Diffusi Molekular

(4) Laju Reaksi

Neraca Energi ;

(1) Perubahan panas karena waktu

(2) Perpindahan konfektif

(3) Perpindahan panas karena konduksi

(4) Efek panas dari reaksi kimia

(5) Flux panas karena radiasi

Apabila dikaitkan dengan gambar 3. di atas ;

u .2 π r ∆ rρ c p (T−T R ) ∣z−u .2 π r ∆ r ρ c p∣z+∆ z+2 π r ∆ z (−ker∂ T∂ r )∣r+2 π r ∆ r (−k er

∂T∂ z ) ∣z−2 π r ∆ z (−k er

∂ T∂ r ) ∣r+∆r−2 π r ∆ r (−k er

∂T∂ z ) ∣z+∆z+ri ,V (2 πr .∆ r . ∆ z ) ρB (∆ H RT )= (2 πr .∆ r . ∆ z ) (ερ c p+(1−ε ) ρ s cps )( ∆ T

∆ t )Kemudian persamaan dibagu elemen Volume, dengan mengambil limit ∆ → 0

Page 14


−∂∂ z

(up cp T )+1r

ker∂ T∂ r

+k er∂2T∂ r2 +kez

∂2T∂ z2 +r A ρB ∆ H RT= (ερ c p+(1−ε ) ρs c ps ) ∂ T

∂ t

Keterangan ;

k er , kez=Konduktivitas termal arahradial dan axial

∆ H RT=panas reaksi pada suhuT

ρ=Densitas , cp=Kapasitas Panas

Pressure Drop di dalam Reaktor

Pada reaksi fasa cair, konsentrasi reaktan tidak mempengaruhi secara

signifikan (yang berarti) terhadap perubahan tekanan total sistem di dalam

reaktor. Akibatnya pengaruh pressure drop (beda tekan) terhadap laju reaksi dapat

diabaikan, saat menghitung ATAU menentukan volume reaktor yang diperlukan

untuk mencapai konversi tertentu. Hal ini berbeda apabila reaksinya dalam fasa

gas, konsentrasi dari zat yang terlibat dalam reaksi menentukan atau berpengaruh

terhadap besarnya tekanan total sistem, sehingga diperlukan perhitungan yang

lebih teliti pengaruh pressure drop terhadap laju reaksi, karena pengaruh pressure

drop bisa menjadi kunci atau menentukan berhasil tidaknya operasi suatu reaktor.

Pressure Drop dan Hukum laju

Untuk gas ideal, konsentrasi zat i yang terlibat dalam reaksi nilainya :

C i=F i

v =

FA0 (θ i+τ i x )

v0(1 +ε x )(P0

P )( TT0

)Untuk reaksi yang beroperasi isotermal (pada temperatur tetap)

C i=F i

v = CA0

(θi+τ i x ) (1 +ε x ) ( P

P0)

Untuk menghitung pressure drop, nilai (P/P0) pada persamaan untuk isotermal

harus dinyatakan sebagai fungsi volume, V atau berat katalis, W. Sehingga dapat

dikombinasikan antara konsentrasi, hukum laju dan persamaan design dan saat

menghitung pressure drop persamaan design yang digunakan harus dinyatakan

dalam bentuk diferensial.

Dalam industri sendiri, nilai pressure drop pada fixed bed dideskripsikan dalam

persamaan berikut

Page 15


Atau dengan persamaan Ergun

Di mana

Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa pressure drop sangat begantung pada

fraksi void dari packing, pada bentuk standar, silinder kosong lebih cenderung

dipilih ketimbang bola dan silinder pejal. Da

Ketergantungan ini mengakibatkan pentingnya menghindari aliran bypass sebagai

akibat variasi densitas packing. Dengan alasan yang sama pula, selektivitas reaksi

sering diisi seragam dengan alat khusus dan digunakan seperlunya untuk

mengkompensasi pressure drop.

Reaksi Ganda di dalam Reaktor

Keberadaan reaksi ganda akan mempengaruhi perpindahan kalor pada

reaktor. Jika sebanyak q reaksi ganda terjadi dengan keberadaan m spesi, secara

sederhana dapat ditunjukkan bahwa persamaan neraca energi menjadi

Jika terdapat 2 reaksi ganda, persamaan di atas dapat dijabarkan menjadi

Page 16


Daftar PustakaH. Scott Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, 3 ed., Prentice-Hall,

Inc., New Jersey, 1999.

H. Scott Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, 4 ed., Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 2006.

Page 17

Documents

TRK Kelompok 1