Perpustakaan Digital ITB

Regenerasi katalis pada reaktor fixed bed diperlukan untuk menghilangkan kokas yang menutupi katalis sehingga menurunkan efisiensi reaksi hingga lebih dari 30%. Proses ini harus dikendalikan secara tepat agar suhu reaktor tetap berada dalam batas aman untuk mencegah kenaikan suhu tak terkendali akibat reaksi eksotermis sehingga menyebabkan degradasi pada katalis dan kerusakan pada struktur reaktor. Pengendalian manual atau Propotional Integral Derivative sering gagal karena keterbatasan dalam menangani sistem multivariable nonlinear. Langkah pertama dalam penelitian ini adalah membangun model matematis berbasis persamaan neraca massa dan energi untuk memprediksi dinamika suhu gas (????????), suhu padatan (????????), fraksi kokas (????????), dan konsentrasi oksigen (????????2) di setiap segmen reaktor. Model kemudian didiskretisasi secara waktu (?t = 0,05 s) dan ruang (N = 3 segmen), diikuti oleh proses identifikasi parameter dan validasi menggunakan data Thermogravimetric Analysis (TGA) dan Derivative Thermogravimetric (DTG), dengan hasil RMSE sebesar 5,16% untuk TGA dan 9.44% untuk DTG. Setelah diperoleh model yang akurat, pengendali Model Predictive Control (MPC) dirancang untuk mengoptimalkan performa proses melalui pengaturan variabel manipulasi seperti ????????????????????????, ????????2????????????????, dan ????????????????????. Hasil simulasi yang dijalankan dalam kondisi ideal menunjukan bahwa MPC mampu menjaga distribusi suhu agar tetap berada pada batasan aman pada berbagai nilai fraksi kokas meskpun memiliki waktu pembakaran yang lebih lama dari pegendalian manual. Secara kuantitatif, MPC mampu mempertahankan operasi dibawah suhu yang berpotensi yang menyebabkan degradasi katalis (<973°????) sekaligus berada pada rentang efektif suhu pembakaran kokas (800?920 °????) selama 57,13%. MPC juga berhasil menunda kenaikan suhu berlebih sehingga degradasi katalis terhindarkan, sementara proses pembersihan kokas tetap efektif, ditunjukan oleh waktu penyelesaian, hingga fraksi kokas dibawah 0,1% dalam total kisaran waktu 6-8 jam. Selain itu, konsumsi oksigen total diukur melalui integral aliran O? didapatkan sebesar 16,57 (satuan ternormalisasi) menunjukkan pemakaian oksigen yang efisien.