cooler dan destilasi

Basis : 1 jam operasiT referensi : 25°C + 273 K = 298 KSatuan : KJ

Data Cp liquid (KJ/Kmol K)

Komponen A B C DPropilen 54.718 0.34512 -0.0016315 0.0000038755Propilen Oksida 53.347 0.51543 -0.0018029 0.0000027795Asam asetat -18.944 1.0971 -0.0028921 0.0000029275Air 92.053 -3.995E-02 -2.110E-04 5.3469E-07

PANAS masuk coolerTmasuk = 80 C + 273 K = 353 KTref = 25 C + 273 K = 298 KQ = 5880583.52

PANAS KELUARTkeluar= 44.1279 C + 273 K = 317.1279 KTref = 25 C + 273 K = 298 K

Komponen Cp dt Massa (kg/jam) Mr n (mol/jam) Qmasuk Tref (K)

Propilen 2282.831 102.588 42 2.443 5575.959298Propilen Oksida 2337.790 108.847 58 1.877 4387.269

Asam asetat 2488.003 44.097 60 0.735 1828.666TOTAL 11791.894

Q cooler = Q in - Q out= 5868791.630 KJ

Menghitung Kebutuhan air pendingin

Q(beban pendingin= 5868791.63= 293439.58

Q pendingn = 5575352.05

Suhu air pendingi 25 C 273 K 298Suhu air pendingin 40 C 273 K 313Densitas air= 998 kg/m3 = 0.998 kg/liter

CpL = A + BT + CT2 + DT3

Q loss (5%)

Kebutuhan air pendinginm = Q x BM air 5575352.049 KJ

Cp Dt 1131.036 KJ/Kmol88729.572 Kg

Laju volumetrik = m = 88907.386 liter/jamdensitas air

MeOH 3052.13MAA 6834.11MMA 40.42H2SO4 341.71

Tkeluar (K)

317.13

Vapor PresureNo. Name Formula A B C D E T min

Propilen Oksida C3H6O 38.54 -2.63E+03 -1.11E+01 4.22E-10 5.50E-06 161Asam asetat C2H4O2 28.38 -2.97E+03 -7.03E+00 -1.51E-09 2.18E-06 290

Komponen Masuk Distilate Bottom BMPropilen Oksida 6313.1 6301.42431 11.7 58Asam asetat 2645.63677 2645.63677 60Jumlah 8958.8 6301.42 2657.3 118

Kondisi dasar menara umpan (Trial bubble point) FEEDT 44.128 c+273 (k) 273 317.13P 760.00 mmHgKomponen Massa (Kg) n (Kmol) Xi Log P Poi P Total Ki = Poi/P Yi=Ki*XiPropilen Oksida 6313.13 108.84708538915 0.71168 3.0214 1050.61 747.70 1.38238 0.98382Asam asetat 2645.64 44.096775682895 0.28832 1.6302 42.67704 12.30464 0.05615 0.01619Jumlah 8958.8 152.944 1.0000 4.6516 1093.3 760.00 1.4385 1.0000

Kondisi puncak menara (trial dew point) DISTILATET 34.729 c+273 (k) 273 307.73P 760.00 mmHgKomponen Massa (Kg) n (Kmol) Yi Log P Poi P Total Ki = Poi/P Xi= Yi/KiPropilen Oksida 6301.42 108.6452 1.00000 2.8808 760.00 759.99500 0.99999 1.00001Asam asetat 0.00 0.0000 0.00000 1.4229 26.47809 0.00000 0.03484 0.00000Jumlah 6301.42 108.645 1.0000 4.3037 786.5 760.00 1.0348 1.0000

Kondisi dasar menara (trial bubble point) BOTTOMT 103.552 c+273 (k) 273 376.55

log P= A + B/T + C log T+ D T+ ET2, P in mmHg

P 760.00 mmHgKomponen Massa (Kg) n (Kmol) Xi Log P Poi P Total Ki = Poi/P Yi=Ki*Xi

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF!Propilen Oksida 11.7066 0.20184 #REF! 3.7293 5361.23 #REF! 7.05425 #REF!Asam asetat 2645.6368 44.09678 #REF! 2.6752 473.37194 #REF! 0.62286 #REF!Jumlah 2657.3 #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

Rm + 1 = (αi.xid) / (αi-θ)

Rm = 0.0000

Untuk jenis pendingin air digunakan R/Rm = 1.5

R sebenarnya (R) = 1,5 x RmR sebenarnya (R) = 0.00000

Kondensor Distilasi

Komponen D (Kg/Jam) D (Kmol/Kjam)

Propilen #REF! #REF! #REF! #REF!Propilen Oksida 6301.4243 108.6452 0.0000 108.6452Asam Asetat 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000Jumlah #REF! #REF! #REF! #REF!

L (Kmol/jam) = D x Rm

V (Kmol/jam) = D+L

Panas Masuk H Vapor

H Vapor = n

Komponen A B C DPropilen 54.718 0.34512 -0.0016315 0.0000038755Propilen Oksida 53.347 0.51543 -0.0018029 0.0000027795Asam asetat -18.944 1.0971 -0.0028921 0.0000029275Air 92.053 -3.995E-02 -2.110E-04 5.3469E-07

Tin = 34.7285 C 307.7285Tref = 25.0000 C 298.0000

Komponen n (Kmol/jam) CpdT(KJ/Kmol) Hvap(KJ/Kmol) K#REF! #REF! 1140.8566 #REF! K

Propilen Oksida 108.645 1180.0715 128209.1636Asam asetat 0.000 1258.5931 0.0000Jumlah #REF!Hv Kj/KmolHv = A(1-T/Tc)^nKomponen A TC n Tmin (K) Tmax

#REF! 26.098 364.75 0.358 87.9 354.76Propilen Oksida 40.176 482.25 0.366 161.22 482.25Asam asetat 11.575 592.71 -0.65 289.81 391.05

CpL = A + BT + CT2 + DT3

T

T

in

ref

CpdT

Panas Laten ( H laten) :H laten = n x λKomponen n (Kmol/jam) Hv (KJ/Kmol) H lat. (KJ/Jam)

#REF! #REF! 13.4300 #REF!Propilen Oksida 108.6452 27.6953 3008.9606Asam asetat 0.0000 18.6311 0.0000Jumlah #REF!

Panas Keluar (H distilat) :

HD = n

Tin = 34.7285 C 307.7285Tref = 25.0000 C 298.0000

Komponen n (Kmol/jam) CpdT(KJ/Kmol) Hd(KJ/jam)#REF! #REF! 1140.8566 #REF!

Propilen Oksida 108.6452 1180.0715 128209.1636Asam asetat 0.0000 1258.5931 0.0000Jumlah #REF!

Panas Keluar Liquid (H Liquid) :HL = n

Tin = 34.73 C 307.73 KTref = 25.00 C 298.00 K

Komponen n (Kmol/jam) CpdT(KJ/Kmol) HL(KJ/jam)

T

TCpdTin

ref

T

TCpdTin

ref

#REF! #REF! 1140.8566 #REF!Propilen Oksida 0.0000 1180.0715 0.0000Asam asetat 0.0000 1258.5931 0.0000Jumlah #REF!H vapor + H laten = H kondensor + H distilat + H liquidH kondensor = H vapor + H laten - H distilat - H liquidH kondensor = #REF! KJ/Jam

Asumsi Q loss = 5% x KondensorAsumsi Q loss = #REF! KJ/Jam

Q pendingin = H kondensor - Q loss#REF! KJ/Jam

Kebutuhan air pendingin kondensor :Pendingin masuk = 30.0000 C 303.0000 KPendingin keluar = 40.0000 C 313.0000 K

Q = n

H2O = = 753.5332 kj/kmol

M pendingin = x BM H2O

#REF! Kg/Jam

NERACA PANAS KONDENSOR

T

T

out

in

CpdT

T

T

out

in

CpdT

T

TCpdT

Qout

in

Panas Masuk (KJ/Jam) Keluar (KJ/Jam)Hv #REF!H laten #REF!H distilat #REF!H liquid #REF!Q pendingin #REF!Q loss #REF!Total #REF! #REF!SELISIH #REF!

ReboilerFeedTin = 44.1279 C 317.1279Tref = 25.0000 C 298.0000

Komponen Feed(Kmol/Jam) Cp Dt(KJ/Kmol) H feed (KJ/Jam)#REF! #REF! 2282.8 #REF!Propilen Oksida 108.8471 2337.8 254461.6Asam asetat 44.097 2488.0 109713Jumlah #REF! 7108.6 #REF!

Panas Keluar (H distilat) :

HD = n

Tin = 34.7285 C 307.7285Tref = 25.0000 C 298.0000

T

TCpdTin

ref

Komponen n (Kmol/jam) CpdT(KJ/Kmol) Hvap(KJ/Kmol) K#REF! #REF! 1140.8566 #REF! K

Propilen Oksida 108.645 1180.0715 128209.1636Asam asetat 0.000 1258.5931 0.0000Jumlah #REF! 3579.521 #REF!

Panas Bottom Product (HB) :

Hb = n

Tin = 103.5520 C 376.5520Tref = 25.0000 C 298.0000

Komponen n (Kmol/Jam) Cp Dt(KJ/Kmol) H bottom (KJ/Jam)#REF! #REF! 10635.5851 #REF!Propilen Oksida 0.2018 10153.6216 2049.3942Asam asetat 44.0968 10560.9535 465703.9966Jumlah #REF! 31350.1602 #REF!

H feed + H reboiler = H kondensor + H distilat + H bottomPanas reboiler = H kondensor + H distilat + H bottom - H feedPanas reboiler = #REF! KJ/Jam

Kebutuhan steam (kg/jam)T = 250 C 523lamda = 1714.7 kj/kg (Smith,1987)

Q = S x lamdaS = Q / lamda

T

T

in

ref

CpdT

#REF! kg/jam

NERACA PANAS DISTILASI 01Panas Masuk (KJ/Jam) Keluar (KJ/Jam)Panas Feed #REF!Panas Reboiler #REF!Panas Kondensor #REF!Panas Distilat #REF!Panas Bottom #REF!Total #REF! #REF!SELISIH #REF!

T max482 -59.62 -1.83E+01 0 1.07E-02593 -67.38 -1.16E+01 0 4.25E-03

93.907

θ

α=KLK/KHK αX/α-θ1.0000 0.711679990.0406 0.288320011.0406 1.0000

α αX/α-θ28.7028 1.00000 #REF!

0.0337 0.0000028.7365 1.00000

Menentukan Julah Tray

N min =log(xLK/xHK)d(xHK/xLK)b/log AVG

α αX/αθ #REF!#REF! #REF!

11.3256 #REF!#REF! #REF!#REF! #REF!

220225.4

128.4338

LAMPIRAN A

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada pra perancangan pabrik propilen oksida dari propilena dengan metode daicel adalah sebagai berikut:Kapasitas produksi 50,000 ton/tahunWaktu Operasi 330 hari/tahunBasis Perhitungan 100 kmol AsetaldehideBahan Baku : - Acetaldehide (CH₃CHO)

- Propilen (C₃H₆)Produk : Propilen Oksida (C₃H₆O)Kapasitas produksi = 50000 ton/th x 1000 kg/ton x 1tahun/330hari x 1 hari/24 jam

= 6313.1313 kg/jam

Komponen Rumus Molekul Bobot MolekulAsetaldehide CH₃CHO 44

Propilen C₃H₆ 42Oksigen O₂ 32

Peracetic Ester CH₃COOOH 76Propilen Oksida C₃H₆O 58

Asam Asetat CH₃COOH 60

1. Reaktor 1

12

3

Fungsi : Untuk mereaksikan asetaldehide dengan oksigen sehingga membentuk peracetic ester

Kondisi Operasi

Suhu (T)Tekanan 25 atm

a. AsetaldehideAsetaldehide = 100 kmol/jam 4400 Kg/jam

b. OksigenOksigen = 100 kmol/jam 3200 Kg/jam

Konversi Asetaldehide 95%

Reaksi CH₃CHO + CH₃COOOH

30OC

O2

R-01

Mula-mula 100 100 -Bereaksi (konv. 95%) 95 95 95Akhir 5 5 95

Tabel Neraca Massa di Reaktor 1

KomponenMasuk (kmol/jam) Massa Keluar (kmol/jam) Massa

Aliran 1 Aliran 2 (kg/jam) Aliran 3 (kg/jam)Asetaldehide 100 0 4400 5 220

Oksigen 0 100 3200 5 160Perasetic Ester 0 0 0 95 7220

Total 200 7600.00 105 7600.00

2. Separator 1-4

3 5

4

Fungsi :Untuk memisahkan zat yang masuk sehingga yang keluar hanya zat yang diinginkan saja

Kondisi Operasi


Aliran 4Pada aliran ini, Asetaldehide dan oksigen sisa sudah tidak bereaksi,sehingga massa yang masuk sama dengan massa yang keluar dan akan dibuang ke IPAL

Aliran 5Pada aliran ini, Parasetic ester yang masuk sama dengan massa yang keluar karena disini hanya memisahkan komponen saja

Tabel Neraca Massa di Separator 1-4

KomponenKeluar (kmol/jam) Massa Keluar (kmol/jam) Massa

Aliran 3 (kg/jam) Aliran 4 Aliran 5 (kg/jam)Asetaldehide 5 220 5 0 220

Oksigen 5 160 5 0 160Perasetic Ester 95 7220 0 95 7220

Total 105 7600.00 105 7600.00

3. Reaktor 2

65 7

FungsiUntuk mereaksikan perasetic ester dengan propilen menjadi produk

50OC

S-01

R-02

Kondisi Operasi


Konversi Reaktor 68.93%Konversi Perasetic ester 97%Karena pada proses ini digunakan 3 reaktor, maka jumlah propilen yang masuk 3x dari perasetic ester yang masuk

Reaksi + 14/6 C₃H₆Mula-mula 95 285Bereaksi (97%-68,93%) 26.67 62.22Akhir 68.33 222.78



Aliran 5 Aliran 6 (kg/jam) Aliran 7 (kg/jam)Perasetic Ester 95 0 7220 68.33 5193.35

Propilen 0 285 11970.00 222.78 9356.68Propilen Oksida 0 0 0 80.00 4639.97

Total 380 19190.00 371.11 19190.00

4. Reaktor 3

7 8

Kondisi Operasi


Konversi Reaktor 90.34%Konversi Perasetic ester 97%

Reaksi + 14/6 C₃H₆Mula-mula 68.33 222.78Bereaksi (97%-90,34%) 4.55 10.62Akhir 63.78 212.16



Aliran 7 (kg/jam) Aliran 8 (kg/jam)Perasetic Ester 68.33 5193.346 63.78 4847.469156

Propilen 222.78 9356.68 212.16 8910.68Propilen Oksida 80.00 4639.971 93.65 5431.846931

50OC

C2H4O3

60OC

C2H4O3

R-03

Total 371.11 19190.00 369.59 19190.00

5. Reaktor 4

8 9

Kondisi Operasi


Reaksi + C₃H₆O +Mula-mula 63.78 212.16 93.65Bereaksi 63.78 63.78 63.78Akhir 0.00 148.38 157.43





Asam Asetat 0.00 0 63.78 3826.554447Total 369.59 19190.00 369.59 19190.00

6. Destilasi 1

119 10

Fungsi : Untuk memisahkan Asam asetat dari propilen oksida dan propilen

Kondisi OperasiTekanan 1 atm

Td

TB

a. Asam Asetat yang Keluar pada aliran 10 masih berupa campuran Propilen yang terbawa dengan asam asetat 0.65%Propilen = 24.873 kg/jam 0.592 kmol/jam

Propilen oksida yang terbawa dengan asam asetat 0.64%Propilen Oksida = 24.490 kg/jam 0.42224049 kmol/jam

70OC

C2H4O3 C3H6

25,2OC

119,1OC

R-04

D - 01

As. Asetat = 63.78 kmol/jamAs. Asetat = 3826.554 kg/jam

b. Propilen Oksida & Propilen yang keluar pada Aliran 11 terpisah secara sempurnaPropilen = 148.38 kmol/jam 6231.92 kg/jamPropilen Oksida = 157.43 kmol/jam 9131.08693 kg/jam

Tabel Neraca Massa di Destilasi 1


Aliran 9 (kg/jam) Aliran 10 Aliran 11 (kg/jam)Propilen 148.38 6231.92 0.592 147.79 6231.923912

Propilen Oksida 157.43 9131.08693 0.422 157.01 9131.086931Asam Asetat 63.78 3826.55445 63.78 0 3826.554447

Total 369.592 19189.57 369.591674066667 19189.57

7. Destilasi 2

1311 12

Propilen oksida dan propilen terpisah sempurna. Propilen Sisa dibuang ke IPAL

2



Propilen Oksida 157.01 9106.59698 0.000 157.01 9106.596983Total 304.797 15313.65 304.79722872107 15313.65

PENCARIAN FAKTOR PENGALIPropilen oksida yang dihasilkan dari destilasi 2 dengan basis 100 Kmol/jam adalah 9131.087 Kg. Produk yang diinginkan adalah sebesar 6313.131 Kg.sehingga faktor pengali adalah

basis perhitungan 100 kmol/jammassa produk 9131.087 Kgmassa actual 6313.131 KGBasis actual 69.138877 kmol/jamFaktor pengali 0.6913888

D - 02

: Untuk mereaksikan asetaldehide dengan oksigen sehingga membentuk peracetic ester

Pada aliran ini, Asetaldehide dan oksigen sisa sudah tidak bereaksi,sehingga massa yang masuk sama dengan massa yang keluar dan akan dibuang ke IPAL

Pada aliran ini, Parasetic ester yang masuk sama dengan massa yang keluar karena disini hanya memisahkan komponen saja

Karena pada proses ini digunakan 3 reaktor, maka jumlah propilen yang masuk 3x dari perasetic ester yang masuk

3 C₃H₆O-

80.0080.00

3 C₃H₆O80.0013.6593.65

-63.7863.78

C2H4O2

6207.05139106.597

Propilen oksida yang dihasilkan dari destilasi 2 dengan basis 100 Kmol/jam adalah 9131.087 Kg.

LAMPIRAN A

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada pra perancangan pabrik propilen oksida dari propilena dengan metode daicel adalah sebagai berikut:Kapasitas produksi 50,000 ton/tahunWaktu Operasi 330 hari/tahunBasis Perhitungan 100 kmol AsetaldehideBahan Baku : - Acetaldehide (CH₃CHO)

- Propilen (C₃H₆)Produk : Propilen Oksida (C₃H₆O)Kapasitas produksi = 50000 ton/th x 1000 kg/ton x 1tahun/330hari x 1 hari/24 jam

= 6313.1313 kg/jam

Komponen Rumus Molekul Bobot MolekulAsetaldehide CH₃CHO 44

Propilen C₃H₆ 42Oksigen O₂ 32

Peracetic Ester CH₃COOOH 76Propilen Oksida C₃H₆O 58

Asam Asetat CH₃COOH 60

1. Reaktor 1Tabel Neraca Massa di Reaktor 1


Aliran 1 Aliran 2 (kg/jam) Aliran 3 (kg/jam)Asetaldehide 100 0 3042.11058 5 152.1055292

Oksigen 0 100 2212.44406 5 110.622203Perasetic Ester 0 0 0 95 4991.826912

Total 200 5254.55 105 5254.55

2. Separator 1-4Tabel Neraca Massa di Separator 1-4


Aliran 3 (kg/jam) Aliran 4 Aliran 5 (kg/jam)Asetaldehide 5 152.105529 5 0 152.1055292

Oksigen 5 110.622203 5 0 110.622203Perasetic Ester 95 4991.82691 0 95 4991.826912

Total 105 5254.55 105 5254.55



Aliran 5 Aliran 6 (kg/jam) Aliran 7 (kg/jam)Perasetic Ester 95 0 4991.82691 68.33 3590.62

R-01

S-01

R-02

Propilen 0 285 8275.92 222.78 6469.11Propilen Oksida 0 0 0 80.00 3208.02

Total 380 13267.75 371.11 13267.75





Total 371.11 13267.75 369.59 13267.75





Asam Asetat 0.00 0 63.78 2645.64Total 369.59 13267.75 369.59 13267.45

6. Destilasi 1

119 10

Fungsi : Untuk memisahkan Asam asetat dari propilen oksida dan propilen

Kondisi OperasiTekanan 1 atm

Td

TB

a. Asam Asetat yang Keluar pada aliran 10 masih berupa campuran Propilen yang terbawa dengan asam asetat 0.65%Propilen = 17.197 kg/jam 0.409 kmol/jam

Propilen oksida yang terbawa dengan asam asetat 0.64%Propilen Oksida = 16.932 kg/jam 0.29193233 kmol/jam

As. Asetat = 63.08 kmol/jamAs. Asetat = 3784.475 kg/jam

25,2OC

119,1OC

D - 01

b. Propilen Oksida & Propilen yang keluar pada Aliran 11 terpisah secara sempurnaPropilen = 148.38 kmol/jam 4308.68 kg/jamPropilen Oksida = 157.43 kmol/jam 6313.13095 kg/jam

Tabel Neraca Massa di Destilasi 1



Propilen Oksida 157.43 6313.13095 0.292 157.14 6313.130953Asam Asetat 63.78 2645.63677 63.78 0 2645.636768

Total 369.592 13267.45 369.591674066667 13267.45

7. Destilasi 2



Propilen Oksida 157.14 6301.42431 0.000 157.14 6301.424306Total 305.110 10598.22 305.11029794802 10598.22

PENCARIAN FAKTOR PENGALIPropilen oksida yang dihasilkan dari destilasi 2 dengan basis 100 Kmol/jam adalah 9131.087 Kg. Produk yang diinginkan adalah sebesar 6313.131 Kg.sehingga faktor pengali adalah

basis perhitungan 100 kmol/jammassa produk 9131.087 Kgmassa actual 6313.131 KGBasis actual 69.138877 kmol/jamFaktor pengali 0.6913888

11.889563 4296.792611.706647 6301.4243

Propilen oksida yang dihasilkan dari destilasi 2 dengan basis 100 Kmol/jam adalah 9131.087 Kg.

cooler dan destilasi

Documents