FIXED BED REACTOROLEH :KELOMPOK 4A. Sulaiman : H1D105010Desi Nurandini : H1D105002Dony H. Nugroho : H1D105031NurlatifatulQomariyah : H1D105025Yuliawati : H1D105035DefinisiFixed Bed Reactor katalitik dapatdidefinisikan sebagai suatu tubesilindrikal yang dapat diisi denganpartikel-partikel katalis.Selama operasi,gas atau liquid atau keduanya akanmelewati tube dan partikel-partikelkatalis, sehingga akan terjadi reaksi.Teori Reaksi Katalitik Gas-Liquid :A(g)+ B(l) CReaktan A (gas) bereaksi denganreaktan Byangmerupakanliquidnon-volatil dengankatalis padat.Mekanisme Reaksi Tiga-Fase : transfer massa komponen A dari bulk gas keantarmuka gas-liquid transfermassakomponenAdari antarmukagas-liquidke bulk liquid transfer massa A dan B dari bulk liquid kepermukaankatalis difusi intrapartikel spesiesAdan Bmelalui pori-pori kataliske sisi aktif adsorpsi keduaatau salah satureaktanpada sisiaktifkatalis reaksi permukaanyangmeliputi salah satuataukedua spesies adsorbat desorpsi produk berlawananarahModel Desain Reaktor Fixed Bed KatalitikI. Persamaan Neraca Massa (steady-state) )2 2S AA A Ar L A B2r LA2 2Where D , D: Ef f ective dif f usivity, (length) /time (based upon total void plus nonvoU CC C C 1D D R 0r r zr zid area)C: Concentration ofcomponent A, ++ + o = ' ' ' 'SAB mol/volU: Superf icial velocity , length/timeR: Global reaction rate, mol/(mass cataly st)(time) : Densityofbed ofcataly st pellets, mass/vol oII. Persamaan Neraca Energi (steady state) ) ) 2 2r S g pr LgpL A B2 2Wherek , k: Effective thermal diffusivity, energy/(time) (Length)(temperature) : Flui1 T T T Tk U C k R H 0r r zd density, mass/volumeC: Heat cap ci y,r za t + +o +o A = ' 'o energy/(mass)(temperature)Contoh perhitungan2 2o H p H ) 2 23o o eq2i21.0 gm/ cmr 0.142ss me1. aare co sta t 2.lat velocityrofile 3.eglect Z V !! L5Yo-H2= 0.6577K400 psig2o-H eY= 0.4974u = G/= 0.228 cm/secCt=4.4610-3g-mole/cm3 = 0 ,Y = 0.65Hitung nilai untuk konversi 99% menuju kesetimbangan Penyelesaian : LetX = Y 0.4947 Xin = 0.1526 Xout = 0.001526 Reaktor terlalu pendek, berarti asumsi kurang tepat ) )0.15260.0015263 3X1.02 10 0.63 10 XZ0.63l X Z1.021.02Z l 100 7.45cm 2.9i c es0.63 v ! v!! ! }Gambar 1 Fixed Bed Reactor tipe SPM-2300 Contoh Fixed Bed ReactorProsessimulasi SPM-2300FixedBedReactordapat digunakanuntukmereaksikan2 macamgasserta dapatberlangsungsecaraeksotermik ataupun endotermik.Reaktan A dan B diumpankan kepada masing-masing dari keempatinlet fixed bed melalui suatu heater dimana suhu mereka dinaikkanhingga mencapai suhu optimum reaksi. Suhu reaktan Adipertahankanagar lebihrendahdari suhureaktanB, sehinggamemungkinkan untuk inter-bed quenching, suatu teknik yangdigunakan untuk mengontrol temperatur dalam reaktor.Bedreactor dirancanguntukmengubah(mengkonversi) seluruhreaktan A menjadi produk. Rasio molar inlet dari reaktan BterhadapreaktanAdipertahankanpada10banding1, sejumlahbesar reaktan B harus diumpankan ke bed pertama dengan hanyasedikit reaktan B yang diumpankan ke bed-bed berikutnyaContoh-contoh fixed bed reactorlainnyaAIR SPARGED FIXED-BED REACTOR Contoh-contoh fixed bed reactorlainnyaFixed-bed circulation reactorSchematic depiction of the fixed-bed circulation reactor. Kelebihan Fixed Bed Reactor Dapat digunakan untuk mereaksikandua macam gas sekaligus Kapasitas produksi cukup tinggi Pemakaian tidak terbatas padakondisi reaksi tertentu(eksotermatauendoterm) sehinggapemakaianlebihfleksibelKelebihan (lanjutan) Aliranfluidamendekati plugflow, sehinggadapat diperoleh hasilkonversi yangtinggi Pressure drop rendah Oleh karena adanya hold-up yang tinggi,makamenghasilkan pencampuranradialyang lebih baik dan tidak ditemukanpembentukan saluran (channeling) Pemasokan katalis per unit volumreaktorbesarKelebihan (lanjutan) Hold up liquid tinggi Katalis benar-benar dibasahi Kontrol temperature lebih baik Transfer massa gas-liquid lebih tinggidaripadareaktor trickle bedkarenainteraksigas-liquid lebih besarKekurangan Fixed Bed Reactorresistansi difusi intra partikel sangat besarrate transfer massa dan transfer panasrendahpemindahan katalis sangat sulit danmemerlukan shut down alatkonversi lebih rendahada kemungkinan terjadi reaksi sampinghomogen pada liquidpressure drop tinggiContoh-contoh industri dengan reaktor katalitik dan multi-fase : Untuk Reaktor Fixed Bed Katalitik : oksidasi parsial dari O-xylene menjadi Ptalic Anhidrid. Hidrogenasi aromatik dan olefin Dehidrogenasi etilbenzene menjadi stirene Untuk Reaktor Fixed-bed upward bubble-flow (multi fase): proses Fischer-Tropsch pencairan batu baraConclusion1. Fixed bed reactor adalahreaktor yangdalam prosesnya mempunyai prinsipkerja pengontakan langsung antarapereaktan dengan partikel-partikelkatalis.2. Fixed bed reactor biasanyadigunakanuntuk umpan (pereaktan) yangmempunyai viskositaskecil.Daftar Rujukanhttp://www.engin.umich.edu/~CRE/01chap/html/reactors/bp.htmDiakses tanggal 2 Desember 2007http://www.fluent.com/about/news/newsletters/03v12i2_fall/s2.htmDiakses tanggal 2 Desember 2007http://www.igb.fraunhofer.de/WWW/presse/Jahr/1998/en/PI_Fixed-bed-reactor.en.htmlDiakses tanggal 2 Desember 2007http://www.engin.umich.edu/~CRE/01chap/html/reactors/bp.htmDiakses tanggal 2 Desember 2007http://jamesadumesic.che.wisc.edu/facilitypics/pic2.jpgDiakses tanggal 2 Desember 2007THANKSFORYOUR ATTENTION