7
BAB IIPEMBAHASAN2.1. ABSORPSI
2.1.1. PENGERTIAN 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.2.1.2. 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. Selektif3. Memiliki
tekanan uap yang rendah4. Tidak korosif5. Mempunyai viskositas yang
rendah6. Stabil secara termis.7. MurahJenis-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)2.1.2. PENGERTIAN KOLOM ABSORPSIKolom 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.
Gambar 1. Kolom Absorpsi
Gambar 2. Alat Absorpsi
2.1.3. STRUKTUR DALAM KOLOM ABSORPSIAdapun struktur dalam kolom
absorpsi yaitu terdiri dari :
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.
Gambar 3. Alat Absorpsi Secara Skematis
Keterangan gambar:
(a) input gas
(b) gas keluaran
(c) pelarut
(d) hasil absorbsi
(e) disperser
(f) packed column
2.1.4. PRINSIP KERJA KOLOM ABSORBSI1. 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.
Gambar 4. Prinsip Kerja Kolom AbsorpsiKeterangan gambar :(a) gas
keluaran
(b) gas input
(c) pelarut
(d) gas output
2.1.5. APLIKASI KOLOM ABSORPSIAplikasi dari kolom absorpsi di
Industri adalah teknologi proses pembuatan formalin dan proses
pembuatan asam nitrat. Yang dapat dilihat dari penjelasan berikut
:
1. Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang
berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorpsi. Teknologi
proses pembuatan formalin ialah Formaldehid sebagai gas input
dimasukkan ke dalam reaktor. Output dari reaktor yang berupa gas
yang suhunya 182 oC didinginkan pada kondenser hingga suhunya
menjadi 55 oC, kemudian 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.2.2.
STRIPPER2.2.1. PENGERTIAN STRIPPER
Stripper adalah pemisah, sedangkan prosesnya disebut dengan
stripping.Dalam Kimia dan teknik kimia, proses pemisahan digunakan
untuk mendapatkan dua atau lebih produk yang lebih murni dari suatu
campuran senyawa kimia. Stripping adalah operasi pemisahan solute
dari fase cair ke fase gas, yaitu dengan mengontakkan cairan yang
berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidak
larut ke dalam cairan.2.2.2. PENGERTIAN KOLOM STRIPPERKolom
stripper merupakan salah satu peralatan utama dalam proses
distilasi karena kolom ini berfungsi untuk mempertajam pemisahan
komponen komponen, sehingga bisa memperbaiki mutu suatu produk
dengan memisahkan fraksi ringan yang tidak dikehendaki dalam produk
tersebut.2.2.3. PRINSIP KERJA KOLOM STRIPPER
Pada dasarnya prinsip kerja kolom stripper adalah proses
penguapan biasa, pada temperatur tertentu fraksi ringan yang
temperatur didihnya lebih rendah dari temperatur top kolom akan
menguap dan keluar melalui top kolom. Secara umum untuk membantu
penguapan dilakukan dengan injeksi steam atau dengan bantuan alat
penukar panas reboiler untuk menaikkan temperatur.2.2.4. JENIS
JENIS STRIPPERAda dua macam jenis stripper yaitu :1. Stripper
dengan Injeksi SteamInjeksi steam bertujuan untuk menurunkan
tekanan partial diatas permukaan cairan, sehingga fraksi ringan
yang terikut ke dasar kolom stripper akan lebih mudah menguap dan
kembali ke kolom fraksinasi.
2. Stripper dengan ReboilerPemanasan kembali pada bottom solar
stripper bertujuan agar terjadi penguapan. Uap dalam reboiler
mempunyai Specific Gravity (SG) yang lebih rendah dari pada SG
cairan di dasar stripper, cairan di dasar stripper akan mendorong
uap kembali ke stripper dan seterusnya menguap kembali ke kolom
fraksinasi. Stripper dengan reboiler ada dua macam :Stripper dengan
Dapur ReboilerReboiler jenis ini banyak digunakan. Bentuknya
seperti dapur yang berfungsi untuk memanaskan fluida cair dari
dasar stripper yang masih banyak mengandung fraksi fraksi ringan
yang tidak dikehendaki. Dengan bantuan pompa cairan dilewatkan
melalui dapur dan dipanaskan sampai suhu tertentu, sehingga fraksi
ringan yang tidak dikehendaki didalam produk akan teruapkan melalui
puncak stripper. Dengan menguapkan fraksi ringan maka produk dari
dasar stripper flash pointnya akan naik.Stripper dengan
Thermosiphon ReboilerReboiler jenis ini berbentuk seperti alat
penukar panas yang terdiri dari shell and tube dan banyak digunakan
pada unit yang mempunyai produk dengan temperatur yang masih tinggi
sehingga panasnya dimanfaatkan sebagai reboiler stripper.Prinsip
kerja reboiler ini bekerja atas dasar perbedaan spesific Gravity
yaitu dengan adanya pemanasan dari media pemanas cairan yang ada
pada dasar stripper. Cairan yang lebih panas mempunyai Specific
Gravity lebih kecil, sehingga cairan pada dasar stripper mendesak
cairan yang berbeda pada alat penukar panas kembali ke stripper,
sehingga terjadi aliran pada alat penukar panas tersebut. Dengan
adanya aliran tersebut, fraksi ringan yang masih terkandung didasar
stripper akan naik dan menguap melalui puncak stripper. Dengan
demikian produk yang diambil dari dasar stripper diharapkan sudah
sesuai dengan spesifikasinya.
2
