Azeotrop
Azeotrop merupakan campuran 2 atau lebih komponen pada komposisi
tertentu dimana komposisi tersebut tidak bisa berubah hanya melalui
distilasi biasa. Ketika campuran azeotrop dididihkan, fasa uap yang
dihasilkan memiliki komposisi yang sama dengan fasa cairnya. Campuran
azeotrop ini sering disebut juga constant boiling mixture karena
komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran tersebut dididihkan.
Untuk lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi berikut :
Titik A pada pada kurva merupakan boiling point
campuran pada kondisi sebelum mencapai azeotrop. Campuran kemudian
dididihkan dan uapnya dipisahkan dari sistem kesetimbangan uap cair
(titik B). Uap ini kemudian didinginkan dan terkondensasi (titik C).
Kondensat kemudian dididihkan, didinginkan, dan seterusnya hingga
mencapai titik azeotrop. Pada titik azeotrop, proses tidak dapat
diteruskan karena komposisi campuran akan selalu tetap. Pada gambar di
atas, titik azeotrop digambarkan sebagai pertemuan antara kurva
saturated vapor dan saturated liquid. (ditandai dengan garis vertikal
putus-putus).
PFD Diagram: Simulasi distilasi biner campuran azeotrop propanol-ethyl acetate dengan menggunakan HYSYS.
Dalam pemisahan campuran propanol-athyl acetate, digunakan metode pressure swing distillation. Prinsip yang digunakan pada metode ini yaitu pada tekanan yang berbeda, komposisi azeotrop suatu campuran akan berbeda pula.
Berdasarkan prinsip tersebut, distilasi dilakukan bertahap menggunakan 2
kolom distilasi yang beroperasi pada tekanan yang berbeda. Kolom
distilasi pertama memiliki tekanan operasi yang lebih tinggi dari kolom
distilasi kedua. Produk bawah kolom pertama menghasilkan ethyl acetate
murni sedangkan produk atasnya ialah campuran propanol-ethyl acetate
yang komposisinya mendekati komposisi azeotropnya. Produk atas kolom
pertama tersebut kemudian didistilasi kembali pada kolom yang bertekanan
lebih rendah (kolom kedua). Produk bawah kolom kedua menghasilkan
propanol murni sedangkan produk atasnya merupakan campuran
propanol-ethyl acetate yang komposisinya mendekati komposisi
azeotropnya. Berikut ini gambar kurva kesetimbangan uap cair campuran
propanol-ethyl acetate pada tekanan tinggi dan rendah.
Dari
gambar pertama dapat dilihat bahwa feed masuk kolom pada temperatur
108,2 C dengan komposisi propanol 0,33. Pada kolom pertama (P=2,8 atm),
komposisi azeotrop yaitu sebesar 0,5 sehingga distilat yang diperoleh
berkisar pada nilai tersebut sedangkan bottom yang diperoleh berupa
ethyl acetate murni.
Untuk
memperoleh propanol murni, distilat kemudian didistilasi lagi pada
kolom kedua (P=1,25 atm). Distilat ini memasuki kolom kedua pada
temperatur 82,6 C. Komposisi azeotrop pada kolom kedua yaitu 0,38
sehingga kandungan propanol pada distilat berkisar pada nilai tersebut.
Bottom yang diperoleh pada kolom kedua ini berupa propanol murni.
