8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

1/61

KOLOM DISTILASI

Bubble cap

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

2/61

03 Kolom Distilasi

03 01 Pendahuluan

03 02 Kolom Tipe Tray

03 02 01 Sieve Tray/Plate

03 02 02 Bubble Cap

03 03 Kolom Isian

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

3/61

Setelah data beban kolom distilasi diketahui,

maka tahapan selanjutnya adalah

mendesain tray kolom distilasi yang ada di

dalam kolom tersebut. Ada 2 macam tipetray, yaitu sieve plate dan bubble cap.

03 02 02 Bubble cap

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

4/61

Remember these

• Tray spacing• Downcomer 

• Baffle

• Clearance

• Weir  

• Liquid hold up

• Gas hold up

• Weeping• Entrainment

• Flooding

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

5/61

Tray tipe bubble cap adalah tray yang berupa plate

atau tray yang dipasangi cap.

Pada tray terjadi proses kontak antara liquid yangbergerak secara horisontal dengan gas yang

bergerak vertikal melalui lubang pada cap yang

disebut slot .

Sama seperti desain kolom tipe sieve tray , makadesain tray tipe bubble cap setelah beban kolom

distilasi diketahui adalah mendisain diameter 

kolom, ukuran dan fisik cap dan jarak antar dua

tray di dalam kolom tersebut.Hasil desain selanjutnya dievaluasi dengan tray 

dinamic .

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

6/61

Tray tipe bubble cap sama dengan tipe

sieve tray, yaitu sebagian terpotong dan

diberi baffle yang dipasang di sebelah kiri

plate dan di sebelah kanan pada tray

berikutnya sehingga membentuk suatu

ruang yang dinamakan downcomer.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

7/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

8/61

Pada desain bubble cap terlebih dahulu

didesain diameter, tray spacing, dan tipe

aliran dimana hasil desain tersebut akan

dievaluasi apakah sudah memadai apabilakolom distilasi tersebut dioperasikan.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

9/61

Sama seperti sieve tray, tray terbagi menjadi

beberapa daerah atau luasan sebagai

berikut

a) Downcomer, daerah dengan luasan

tertentu di kiri atau kanan tray, untuk

menahan liquid dari tray sebelumnya danmeneruskan liquid masuk tray berikutnya

b) Active area, yaitu daerah dengan luasan

tertentu di bagian tray tempat terjadi

kontak liquid yang bergerak horisontaldan uap yang masuk melalui lubang dan

bergerak vertikal

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

10/61

c) Calming zone, yaitu daerah dengan

luasan tertentu di bagian kiri dan kanantray yang berfungsi sebagai penenang

gerakan liquid yang masuk ke dalam tray

agar kontak dengan uap dapat berjalan

baik dan sempurnad) End wastage, bagian tray yang

merupakan daerah dengan luasan

tertentu yang tidak dapat difungsikan lagi

sebagai tempat kontak antara liquid danuap sebagai akibat dari adanya support

tray

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

11/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

12/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

13/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

14/61

Bagian – bagian Cap

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

15/61

1. Skirt (hsk) yaitu tinggi penyangga di

bawah cap

2. Shroud ring

3. Slot

4. Static seal

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

16/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

17/61

Bentuk slot dan spesicikasinya

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

18/61

Desain Dimensi Kolom

Meliputi :

1. Memperkirakan diameter kolom

2. Tray spacing

3. Lay-out dan jumlah cap

4. Pengecekan tray dinamic

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

19/61

1. Memperkirakan diameter kolom

Dari beban kolom distilasi yang telah dihitung

sebelumnya, yaitu beban uap (Vm) dan beban

liquid (L) dapat diperkirakan diameter kolom.

Luas active area (Aa) sebesar 60 – 70 % dari luas

tray (At)

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

20/61

1.a. Menghitung luas slot (As)

Untuk memperkirakan luas slot terlebih

dahulu dipilih ukuran bubble cap dengan

data fisik untuk mendapatkan tinggi slot (Hs)

Luas slot dipengaruhi bentuk slot yangmempunyai koefisien slot (Cs)

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

21/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

22/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

23/61

1.b. Memperkirakan luas active

area (Aa)Besar active area tergantung ukuran cap

dan luas slot dan jarak antara dua cap ( γ),

dengan harga γ yang besarnya 25 – 53 %

tergantung ukuran cap.Dengan diketahui jarak dua cap (γ) maka

perbandingan antara luas slot (As) dengan

active area (Aa) dapat diketahui dari tabel.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

24/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

25/61

1.c. Menghitung luas tray

Luas active area diperkirakan sebesar 60 –

70 % dari luas tray, sehingga Aa = (0,6 –

0,7) At, dengan luas tray dapat dihitung

dengan persamaan berikut :

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

26/61

1.d. Pengecekan hasil taksiran

diameter kolomPengecekan terhadap hasil perkiraan

diameter meliputi dua tahap : didasarkan

pada ukuran cap dan didasarkan pada

luasan

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

27/61

Tahap ke 1

Pengecekan diameter tray (dt) sebagai hasil

perhitungan didasarkan pada diameter cap.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

28/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

29/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

30/61

Jika terjadi perbedaan hasil desain antara

penetapan diameter cap dengan diameter 

kolom, baik yang ditetapkan oleh Ludwig

maupun Van Winkle, maka diameter kolom(dt) didesain kembali dengan mengubah

harga cap spacing ( γ) dan apabila diameter

cap dan diameter sudah cocok, perancangan

dimensi kolom yang lain dapat dilanjutkan

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

31/61

Tahap 2

Pengecekan harga diameter tray dari hasil

perhitungan, berdasarkan pada luasan,

terlebih dahulu ditetapkan macam aliran

pada tray menggunakan gambar atau tabelseperti bab sebelumnya.

Sedangkan untuk menetapkan luas setiap

bagian daerah dalam tray seperti pada tabel

3.1 (bab sebelumnya).

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

32/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

33/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

34/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

35/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

36/61

 Alokasi luas untuk active area = .... % At

Diameter kolom menjadi

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

37/61

Jika harga dt dari hasil perhitungan tahap 1

dan tahap 2 tidak ada perbedaan nyata,

maka desain dimensi kolom yang lainnya

dapat diteruskan.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

38/61

2. Memperkirakan Tray Spacing

Seperti halnya dengan tray spacing pada

kolom tipe sieve tray, tray spacing pada

kolom tipe bubble cap, yaitu tray spacing

besarnya 12 – 48 in dapat diperkirakandengan tabel

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

39/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

40/61

3. Lay out Tray

 Ada dua bagian untuk melihat Lay Out Tray

salah satu bagian tray dalam suatu kolom

distilasi, yaitu bagian vertikal dan bagian

horizontal.Bagian vertikal meliputi : tinggi cap, tinggi

weir dan lain-lainnya, sedangkan bagian

horizontal meliputi : down flow, inlet flow,

bagian cap dan lain-lainnya.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

41/61

3. a. Bagian vertikal

Weir merupakan penghalang atau baffle

yang dipasang pada bagian down comer,

yang tingginya merupakan jumlah tinggi cap

dan tinggi static seal, lay out selengkapnyamenunjukkan bagian inlet dan outlet pada

suatu tray

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

42/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

43/61

3.b. Bagian horizontal

3.b.1. Pembagian berdasarkan daerah

Pembagian daerah horizontal pada tray

adalah daerah untuk inlet (downcomer ),

distribusi liquid penenang (calming zone),

daerah untuk bubble cap, daerah outlet(downflow ), dan daerah tidak bisa

digunakan (end wastage).

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

44/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

45/61

3.b.2. Pembagian berdasarkan jumlah baris

dan jumlah cap

• Panjang untuk baris cap

Panjang untuk baris cap seperti pada

gambar dan didasarkan pada lebar bagian

cap adalah :Diameter cap – 2xlebar downcomer –

2xlebar calming zone – 2x ½ diameter cap

Lebar downcomer mengikuti harga L/dt

seperti pada gambar, sedangkan lebar 

calming zone biasanya sebesar 3 in

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

46/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

47/61

• Jarak antara 2 baris (raw)

Jarak antara dua baris sangat ditentukan

oleh susunan cap dan jarak dua cap. Adadua macam susunan cap, yaitu susunan

segitiga dan susunan segiempat

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

48/61

• Susunan segitiga

Susunan lubang berbentuk segitiga,

mempunyai sudut 60o (segitiga sama sisi).

Panjang setiap sisi adalah jarak antara duapusat segitiga atau Pt. Jarak antara dua

baris untuk susunan segitiga adalah

Pt sin (60o )

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

49/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

50/61

• Segi empat

Susunan lubang berbentuk segiempat,

mempunyai panjang setiap sisi adalah jarak

antara dua pusat segiempat atau samadengan Pt.

Jarak antara dua baris untuk susunan

segiempat adalah Pt

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

51/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

52/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

53/61

Jumlah cap

Dengan diketauinya jumlah baris yang dapat

dipasang cap, maka jumlah cap dapat

diperkirakan dengan memperhatikan bentuk

susunan cap dimana jarak dua pusat capsepanjang Pt. Perkirakan jumlah cap setiap

baris tersebut menggunakan kertas

milimeter dengan memperhatikan daerah

end wastage.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

54/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

55/61

Dalam gambar terlihat bahwa jumlah cap

pada setiap baris cap tidak sama jumlahnya,

karena ada suatu baris yang terpotong oleh

daerah end wastage. Jumlah cap pada traymerupakan penjumlahan dari cap yang ada

pada seluruh baris yang bisa dipasangi cap.

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

56/61

Sebagai contoh, dalam satu tray ada 4 baris

cap yang bisa dipasangi cap, maka total

 jumlah cap adalah jumlah cap dari 4 bariscap tersebut dengan perincian sebagai

berikut :

Baris ke 1 : 3 cap

Baris ke 2 : 5 cap

Baris ke 3 : 5 cap

Baris ke 4 : 3 cap

Total = 16 cap

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

57/61

4. Pengecekan hasil dimensi

tray tipe bubble capTray dynamic

a) Mean slot opening

b) Tinggi liquid di atas weir 

c) Pressure drop

d) Liquid gradient

e) Perbandingan distribusi

uap

f) Slot submergence

dynamic rata-rata

g) Pressure drop tray

h) Tinggi liquid di dalam

downcomer 

i) Residence time dalam

downflow j) Liquid throw over weir 

k) Entrainment

l) Flooding

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

58/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

59/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

60/61

8/16/2019 03 02 02 Bubble cap (1).pdf

61/61