Kesetimbangan Uap-Cair Sistem n-Propanol + Air dengan Deep Eutectic Solvent (DES) sebagai Entrainer pada Tekanan 101.3 kPa

Rahayu, Serli Dwi (2024) Kesetimbangan Uap-Cair Sistem n-Propanol + Air dengan Deep Eutectic Solvent (DES) sebagai Entrainer pada Tekanan 101.3 kPa. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008221024-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Pemisahan n-propanol dari larutan berairnya yang membentuk azeotrope dapat dipisahkan dengan distilasi ekstraktif. Distilasi ekstraktif membutuhkan entrainer untuk memecah titik azeotrope dari campuran n-propanol-air. Deep eutectic solvent (DES) choline chloride-ethylene glycol (CC-EG) dan choline chloride-diethylene glycol (CC-DEG) dipilih sebagai entrainer untuk diterapkan dalam menggeser titik azeotropik. Pelarut organik ethylene glycol (EG) dan diethylene glycol (DEG) dan garam choline chloride (CC) juga digunakan sebagai entrainer untuk membandingkan pengaruh jenis entrainer terhadap pergeseran titik azeotrop. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran data vapour liquid equilibrium (VLE) sistem n-propanol + air + pelarut organik (EG/DEG), n-propanol + air + garam choline chloride, dan n-propanol + air + DES (CC-EG/CC-DEG) pada tekanan 101.3 kPa menggunakan alat ebulliometer yang telah divalidasi terlebih dahulu. Komposisi data kesetimbangan uap cair dianalisa menggunakan gas chromatography. Komposisi n-propanol + air dianalisa menggunakan GC-TCD dan komposisi n-propanol + entrainer ((EG / DEG / DES (CC-EG 1:3) / DES (CC-EG 3:8) / DES (CC-EG 1:2) / DES (CC-DEG 1:3) / DES (CC-DEG 3:8) dianalisa menggunakan GC-FID. Sementara untuk komposisi garam CC dianalisa menggunakan metode gravimetri. Pada penelitian ini telah didapatkannya data eksperimen VLE sistem n-propanol (1) + air (2) + entrainer (EG / DEG / CC / DES (CC-EG 1:3) / DES (CC-EG 3:8) / DES (CC-EG 1:2) / DES (CC-DEG 1:3) / DES (CC-DEG 3:8)) (3) pada tekanan 101.3 kPa yang telah teruji konsistensi datanya menggunaka Van Ness tes. Data eksperimen VLE telah dikorelasikan dengan baik oleh model NRTL dan UNIQUAC dengan rentang AAD T sebesar 0.0014 – 0.0027 dan AAD y sebesar 0.0004 – 0.0074 dan juga telah didapatkan parameter interaksi biner model NRTL dan UNIQUAC. Kemampuan entrainer untuk menggeser azeotrop dari yang terkecil ke terbesar adalah EG < DEG < CC < DES 1A (CC-EG 1:3) < DES 1B (CC-EG 3:8) < DES 2A (CC-DEG 1:3) < DES 2B (CC-DEG 3:8) < DES 1C (CC-EG 1:2) dengan pergeseran titik azeotrop sebesar 0.4585< 0.4604 < 0.4622 < 0.5285 < 0.5470, 0.5475 < 0.5706 < 0.5826. Hasil prediksi UNIFAC untuk sistem biner n-propanol + air lebih baik dibandingkan dengan sistem terner n-propanol + air + entrainer. Prediksi UNIFAC juga menunjukkan kebutuhan kurang dari 50% wt DES sebagai entrainer yang diperlukan untuk memecah titik azeotrop, jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan kebutuhan entrainer EG/DEG/garam CC yang memerlukan lebih dari 60% wt.

========================================================================================================================

The separation of n-propanol from its aqueous solution forming an azeotrope can be separated by extractive distillation. Extractive distillation requires an entrainer to break the azeotrope point of the n-propanol-water mixture. Deep eutectic solvent (DES) choline chloride-ethylene glycol (CC-EG) and choline chloride-diethylene glycol (CC-DEG) were selected as entrainers to be applied in shifting the azeotropic point. Organic solvents ethylene glycol (EG) and diethylene glycol (DEG) and choline chloride salt (CC) were also used as entrainers to compare the effect of entrainer types on the shift of the azeotropic point. In this study, measurements were made of vapor liquid equilibrium (VLE) data for n-propanol + water + organic solvent (EG/DEG), n-propanol + water + choline chloride salt, and n-propanol + water + DES (CC-EG/CC-DEG) systems at a pressure of 101.3 kPa using a previously validated ebulliometer. The composition of the vapor liquid equilibrium data was analyzed using gas chromatography. The composition of n-propanol + water was analyzed using GC-TCD and the composition of n-propanol + entrainer ((EG / DEG / DES (CC-EG 1:3) / DES (CC-EG 3:8) / DES (CC-EG 1:2) / DES (CC-DEG 1:3) / DES (CC-DEG 3:8) was analyzed using GC-FID. Meanwhile, the composition of CC salt was analyzed using the gravimetric method. In this study, experimental data were obtained for the VLE system of n-propanol (1) + water (2) + entrainer (EG / DEG / CC / DES (CC-EG 1:3) / DES (CC-EG 3:8) / DES (CC-EG 1:2) / DES (CC-DEG 1:3) / DES (CC-DEG 3:8)) (3) at a pressure of 101.3 kPa, the consistency of the data of which has been tested using Van Ness test. The experimental data of VLE has been well correlated by the NRTL and UNIQUAC models with an AAD T range of 0.0014 - 0.0027 and AAD y of 0.0004 - 0.0074 and the binary interaction parameters of the NRTL and UNIQUAC models have also been obtained. The ability of the entrainer to shift the azeotrope from the smallest to the largest is EG < DEG < CC < DES 1A (CC-EG 1:3) < DES 1B (CC-EG 3:8) < DES 2A (CC-DEG 1:3) < DES 2B (CC-DEG 3:8) < DES 1C (CC-EG 1:2) with azeotropic point shift of 0.4585 < 0.4604 < 0.4622 < 0.5285 < 0.5470, 0.5475 < 0.5706 < 0.5826. The UNIFAC prediction results for the binary system of n-propanol + water is better than the ternary system of n-propanol + water + entrainer. The UNIFAC prediction also shows the need for less than 50% wt of DES as an entrainer required to break the azeotropic point, an amount that is less than the need for EG/DEG/CC salt entrainer which requires more than 60% wt.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Kata Kunci: DES, Distilasi Ekstraktif, Kesetimbangan Uap-Cair, n-Propanol ======================================================================================================================== Keywords: DES, Extractive Distillation, n-propanol, Vapor-Liquid Equilibrium
Subjects:	T Technology > T Technology (General) T Technology > TP Chemical technology > TP155.7 Chemical processes.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Serli Dwi Rahayu
Date Deposited:	07 Aug 2024 21:34
Last Modified:	07 Aug 2024 21:34
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/112029

Actions (login required)

View Item