“Kebanjiran” atau flooding adalah fenomena yang paling dihindari dalam pengoperasian kolom distilasi. Dengan terjadinya flooding pada kolom distilasi, maka perpindahan massa tidak terjadi sehingga akan meniadakan separasi komponen. Padahal dengan mengoperasikan kolom distilasi dekat dengan titik flooding-nya akan memberikan kinerja yang terbaik. Ini bisa dianalogikan dengan melihat pemandangan yang indah dari tepi jurang, makin dekat dengan tepi jurang, makin indah pemandangannya. Tetapi begitu tepi jurang dilewati, pemandangan tidak lagi menjadi indah, because you’re already dead hehe.
Flooding sendiri mempunyai banyak pengertian dan definisi. Definisi yang paling mantap dari Bravo dan Fair di buku “Distillation Design” oleh Henry Z. Kister adalah, “suatu daerah dimana perbedaan tekanan meningkat secara cepat dan bersamaan dengan hilangnya efisiensi perpindahan massa”.
Fenomena flooding sendiri dapat dikenali dari:
1. Beda tekanan kolom yang berlebihan.
2. Beda tekanan yang meningkat secara tajam.
3. Kehilangan bagian bawah
4. Kenaikan entrainment yang cepat dari baki kolom atas
5. Hilangnya kemampuan separasi (dapat diduga dari profil temperatur atau analisis produk)
Saya ingin membahas mengenai poin no.5 yaitu mengenai hubungan antara flooding dengan profil temperatur. Ketika kita menjalankan simulasi kolom distilasi menggunakan Hysys, kita sering melihat profil temperatur vs nomor baki (tray number). Dobel klik Column > tab Design > tab Monitor, pada bagian Profile, cek radio button Temp. Terlihat seperti gambar dibawah.
Contoh simulasi Hysys dan default tampilan profil temperatur.
Profil temperatur yang bagus adalah profil yang menunjukkan perubahan temperatur yang signifikan antar bakinya. Hal ini mengindikasikan perpindahan massa pada setiap baki atau tahap kesetimbangan berlangsung dengan baik. Dengan demikian, selain indikator DP, profil temperatur ini bisa digunakan sebagai alat penduga apakah separasi berlangsung baik atau tidak pada kolom. Gambar berikut merupakan contoh profil temperatur untuk kolom distilasi yang sama dengan kondisi yang berbeda.
Profil temperatur pada kolom distilasi yang beroperasi normal dan yang mengalami flooding.
Garis sumbu tegak adalah nomor baki, dengan nomor baki paling kecil (1) adalah bagian bawah, sedangkan nomor baki paling besar (25) adalah bagian atas. Garis sumbu datar adalah temperatur pada setiap baki. Pada kolom distilasi yang dioperasikan secara normal, profil temperatur digambarkan seperti pada garis berwarna merah. Terlihat besaran temperatur yang yang terus berubah secara signifikan pada setiap bakinya. Sedangkan pada kolom distilasi yang mengalami flooding, dan terutama pada bagian seksi bawah umpan, terlihat profil temperatur seperti garis biru dimana pada baki-baki di seksi bawah mengalami perubahan temperatur yang tidak terlalu signifikan.
Namun, interpretasi profil temperatur ini harus dilakukan dengan hati-hati. Bisa jadi profil temperatur seperti pada garis biru bukan berarti kolom mengalami flooding, namun merupakan indikasi kolom berada pada kondisi “jepit” (pinch). Separasi yang buruk pada seksi bawah bisa terjadi karena ketidakcukupan aliran refluks atau aliran reboil. Untuk mengetahui bedanya, aliran refluks atau reboil bisa dicoba untuk diubah-ubah. Apabila kinerja separasi membaik, maka berarti kondisi jepit memang terjadi. Jika separasi makin memburuk atau sama saja, maka flooding telah terjadi.
Pada simulasi kolom distilasi dengan konfigurasi dengan reboiler dan tanpa reflux drum, kadang kita terlupa memvariasikan aliran refluks pada tahap atas karena aliran tersebut tidak divariasikan secara otomatis oleh Hysys. Jadi memaknai / menginterpretasi suatu grafik dan mengaitkannya dengan teori harus dengan hati-hati dan cermat.
Jadi, bagaimana dengan kolom distilasi anda?
Kaitkata: distillation column, flooding, temperature profile
