Penjelasan tentang reaktor

Reaktor

REAKTOR

Reaktor kimia adalah sebuah alat industri kimia , dimana terjadi reaksi bahan mentah menjadi hasil jadi yang lebih berharga.

A. Tujuan pemilihan reaktor adalah :

1. Mendapat keuntungan yang besar

2. Biaya produksi rendah

3. Modal kecil/volume reaktor minimum

4. Operasinya sederhana dan murah

5. Keselamatan kerja terjamin

6. Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya

B. Pemilihan jenis reaktor dipengaruhi oleh :

1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi

2. Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping

3. Kapasitas produksi

4. Harga alat (reactor) dan biaya instalasinya

5. Kemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk perpindahan panas

C. Jenis-jenis reaktor

A. Berdasarkan bentuknya

1. Reaktor tangki

Dikatakan reaktor tangki ideal bila pengadukannya sempurna, sehingga komposisi dan suhu didalam reaktor setiap saat selalu uniform. Dapat dipakai untuk proses batch, semi batch, dan proses alir.

2. Reaktor pipa

Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut Reaktor Alir Pipa. Dikatakan ideal bila zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir didalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa.

B. Berdasarkan prosesnya

1. Reaktor Batch

a. Biasanya untuk reaksi fase cair

b. Digunakan pada kapasitas produksi yang kecil

Keuntungan reactor batch:

- Lebih murah dibanding reactor alir

- Lebih mudah pengoperasiannya

- Lebih mudah dikontrol

Kerugian reactor batch:

- Tidak begitu baik untuk reaksi fase gas (mudah terjadi kebocoran pada lubang pengaduk)

- Waktu yang dibutuhkan lama, tidak produktif (untuk pengisian, pemanasan zat pereaksi, pendinginan zat hasil, pembersihan reactor, waktu reaksi)

2. Reaktor Alir (Continous Flow)

 Ada 2 jenis:

2.1. RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

Keuntungan:

a. Suhu dan komposisi campuran dalam rerraktor sama 

b. Volume reactor besar, maka waktu tinggal juga besar, berarti zat pereaksi lebih lama bereaksi di reactor.

Kerugian:

a. Tidak effisien untuk reaksi fase gas dan reaksi yang bertekanan tinggi.

b. Kecepatan perpindahan panas lebih rendah dibanding RAP

c. Untuk menghasilkan konversi yang sama, volume yang dibutuhkan RATB lebih besar dari RAP.

2.2. RAP

Dikatakan ideal jika zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh penampang pipa.

Keuntungan :

Memberikan volume yang lebih kecil daripada RATB, untuk konversi yang sama

Kerugian:

1. Harga alat dan biaya instalasi tinggi.

2. Memerlukan waktu untuk mencapai kondisi steady state.

3. Untuk reaksi eksotermis kadang-kadang terjadi “Hot Spot” (bagian yang suhunya sangat tinggi) pada tempat pemasukan . Dapat menyebabkan kerusakan pada dinding reaktor.

3. Reaktor semi batch

Biasanya berbentuk tangki berpengaduk

C. Jenis reaktor berdasarkan keadaan operasinya

1. Reaktor isotermal.

Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.

2. Reaktor adiabatis.

• Dikatakan adiabatis jika tidak ada perpindahan panas antara reaktor dan sekelilingnya.

• Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat dipakai untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan –rA besar sehingga waktu reaksi menjadi lebih pendek).

3. Reaktor Non-Adiabatis

D. Reaktor Gas Cair dengan Katalis Padat

1. Packed/Fixed bed reaktor (PBR).

Terdiri dari satu pipa/lebih berisi tumpukan katalis stasioner dan dioperasikan vertikal. Biasanya dioperasikan secara adiabatis.

E. Fluidized bed reaktor (FBR)

• Reaktor dimana katalisnya terangkat oleh aliran gas reaktan.

• Operasinya: isotermal.

• Perbedaan dengan Fixed bed: pada Fluidized bed jumlah katalis lebih sedikit dan katalis bergerak sesuai kecepatan aliran gas yang masuk serta FBR memberikan luas permukaan yang lebih besar dari PBR

E. Fluid-fluid reaktor

Biasa digunakan untuk reaksi gas-cair dan cair-cair.

1. Bubble Tank.

2. Agitate Tank

3. Spray Tower

Pertimbangan dalam pemilihan fluid-fluid reaktor. 

1. Untuk gas yang sukar larut (Kl <) sehingga transfer massa kecil maka Kl harus diperbesar .Jenis spray tower tidak sesuai karena kg besar pada Spray Tower

2. Jika lapisan cairan yang dominan, berarti tahanan dilapisan cairan kecil maka Kl harus diperbesar

» jenis spray tower tidak sesuai.

 3. Jika lapisan gas yang mengendalikan (maka Kg <) » jenis bubble tank dihindari. 

 4. Untuk gas yang mudah larut dalam air

 » jenis bubble tank dihindari.