Prediksi Solubilitas (Absorpsi) Gas CO2 Dalam Larutan Potassium Karbonat (K2CO3) dan MDEA Menggunakan Simulasi ASPEN

• Main Authors: Yuni Kurniati, Lailatul Qomariyah
• Format: Article
• Language: English
• Published: Politeknik Negeri Malang 2018-03-01
• Series: Jurnal Teknik Kimia dan Lingkungan
• Subjects: absorption; co2-k2co3-mdea-h2o system; electrolyte nrtl model; vapor-liquid equilibrium
• Online Access: http://jtkl.polinema.ac.id/index.php/jtkl/article/view/19

Gas karbon dioksida (CO2) merupakan gas asam (acid gas), karena sifatnya yang asam. Karena sifat asamnya ini, CO2 tergolong gas impurities yang sangat merugikan. Kecenderungan proses removal gas CO2 dari gas proses yang banyak diaplikasikan di industri kimia adalah absorpsi CO2 dalam larutan yang disertai reaksi kimia dengan menggunakan pelarut potasium  karbonat (K2CO3) dengan penambahan amine sebagai promotor. Salah satu amine yang umum digunakan dalam industri kimia yaitu MDEA, dimana dikenal dengan proses Benfield. Data kesetimbangan fase uap-cair sistem CO2-K2CO3-MDEA-H2O dibutuhkan untuk perancangan yang rasional dan operasi yang optimal dari unit CO2 removal. Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi data solubilitas gas CO2 di dalam larutan potasium  karbonat dengan promotor MDEA pada tekanan 1 atm  serta komposisi K2CO3-MDEA yaitu 30% massa K2CO3–2% massa MDEA pada temperatur 30, 50 dan 70oC dengan menggunakan model elektrolit-NRTL. Perhitungan ini menggunakan program ASPEN PLUS V7.3, kemudian selanjutnya digunakan untuk membandingkan hasilnya dengan penelitian terdahulu secara eksperimen dan  simulasi menggunakan MATLAB. Hasil prediksi dibandingkan dengan data eksperimen dengan ARD tekanan parsial CO2 22,5%. Pada penelitian ini, kenaikan CO2 loading pada rentang 0,0117-0,0187 menyebabkan kenaikan kelarutan CO2 dan tekanan parsial CO2 sebesar 2-3%. Selain itu, dengan adanya kenaikan temperatur dari 30-70°C  menyebabkan kenaikan tekanan parsial CO2 sebesar 2-3%. Carbon dioxide gas (CO2) is an acid gas, because of its acidic nature. CO2 is classified as a very harmful impurities gas. The tendency of CO2 removal process from process gas which is widely applied in chemical industry is chemical absorption using K2CO3 as solvent and amine as promoter. One of the amines that can be used is MDEA, which is known as Benfield process. The vapor-liquid phase data of the CO2-K2CO3-MDEA-H2O system are required for the rational design and optimal operation of the CO2 removal unit. This study aimed to predict solubility data of CO2 gas in potassium carbonate solution with MDEA promoter at 30% K2CO3-2% MDEA with various temperatures of 30, 50, and 70oC and 1 atm using the Electrolyte Non-Random Two Liquid (ENRTL) model. This calculation used ASPEN PLUS V7.3 program, then subsequently used to compare the results with previous experimental and simulated studies using MATLAB. The predicted results were compared with experimental data with ARD mole fraction CO2 22.5% by CO2 loading 0,0117-0.0187 . In this study, the increase of CO2 loading led to increased CO2 solubility and CO2 partial pressures . The increase in CO2 loading results in increased CO2 solubility and CO2 partial pressure 2-3%. Besides, in temperature rise causes an increase in CO2 partial pressure.