Nindy Octaviana (33582)

Shelly Devina Anggraeni (33990)

Andy Cahyadi (34295)

Solvent = NFM = N-Formylmorpholine

Reliable operation of the extractive

distillation column is achieved by employing

the following three controllers:

a. Overhead Pressure Controller

b. Overhead Temperature Controller

c. Bottom Level Controller

Safe operation of the solvent recovery also

ensured by the following controllers:

a. Overhead Pressure Controller

b. Overhead Level Controller

c. Bottom Level Controller

Solvent :S , xs

Umpan :F mol

Terdiri dari :

Komponen i, light komponen

sebanyak Fi mol , xfi

Komponen j, heavy komponen

sebanyak Fj mol , xfj

Bottom (B), Txbj , untuk komponen jxbi , untuk komponen Ixbs , untuk komponen s

Distilat (D) , T0xdi , untuk komponen Ixdj , untuk komponen jxds , untuk komponen s

Pkondenser

Preboiler

R= L0 / D

L0 ; x0i, x0j ,X0s, T0

V1 ; y1i , y1j, y1s , T0

Vb ; Tybi, ybj, ybs

Lm; TXmi, xmj, xms

Stage 0 (Condenser)

D;xdi, xdj,xds, T0

Pkondenser

R= L0 / D

L0; x0i, x0j,x0s, T0

V1; y1i, y1j, y1s, T0Asumsi :

• Kondenser total

X0i = Xdi = Y1i

X0j = Xdj = Y1j

X0j = Xdj = Y1j

• P kondenser = P stage 1

• T kondenser = T stage 1

1. Neraca massa total

V1 = L0 + Ddimana L0 / D = R

2. Neraca massa komponen i

V1.Y1i = L0.X0i + D.Xdi3. Neraca massa komponen j

V1.Y1j = L0.X0j + D.Xdj4. Neraca massa komponen s

V1.Y1s = L0.X0s + D.Xds

Diketahui:

D, R

Dicari:

Lo, V1, X0i, X0j, X0s, Xdi,

Xdj, Xds, Y1i, Y1j, Y1s

Stage 1

Asumsi :

• Solvent tidak dimasukkan pada stage 1

• P kondenser = P stage 1

• T kondenser = T stage 1

• Ekstraksi berlangsung sangat cepat

yang mengoontrol adalah distilasi

1. Neraca massa total

V1 + L1 = L0 + V22. Neraca massa komponen i

V1.Y1i + L1.X1i = L0.X0i + V2..Y2i3. Neraca massa komponen j

V1.Y1j + L1.X1j = L0.X0j + V2..Y2j4. Neraca massa komponen s

V1.Y1s + L1.X1s = L0.X0s +

V2..Y2s

1

V1, y1, T1

V2, y2, T2

L0, x0, T0

L1, x1, T1

Diketahui:

Lo, V1, X0i, X0j, X0s,

Y1i, Y1j, Y1s, Cpi, Cpj

, Cps

Dicari:

T1, L1, V2, X1i, X1j, X

1s , Y2i, Y2j, Y2s, T2

1

V1, Y1

V2, Y2

L0,X0

L1, X1

Nilai X1 didapatkan melalui keseimbangan dengan Y1 (trial T1)

Keseimbangan uap-cair untuk tiap

komponen:

Pt . Y1 = Pskomponen . X1

- Pt=tekanan stage 1=tekanan kondenser

- Y1 dihitung dari stage sebelumnya

- Pskomponen didapat dari persamaan Antoinne untuk

masing-masing komponen = f(T1)

X1i = Pt . Y1i / Psi

X1j = Pt . Y1j / Psj

X1s = Pt . Y1s / Pss

T1 di trial hingga ( X1i + X1j + X1s ) = 1

Maka di dapat nilai X1i, X1j, X1s

dan suhu (T1)

Dari 4 persamaan yang

ada+hubungan

kesetimbangan didapat

nilai L1, V2, dan Y2

untuk menghitung T2 dari

neraca panas

5. Neraca panas pada stage 1

Heat of Input – Heat of output = acc

(arus Lo+arus V2) – (arus L1+arus v1) = 0

Arus L0

= ∑ L0.X0komponen.Cpkomponen.(T0-Tref)

= L0.∑Cpkomponen.(T0-Tref)

Arus V2

= ∑ V2.y2komponen.Cpkomponen.(T2-Tref)

= V2.∑Cpkomponen.(T2-Tref)

Arus L1

= ∑ L1.X1komponen.Cpkomponen.(T1-Tref)

= L1.∑Cpkomponen.(T1-Tref)

Arus V1

= ∑ V1.y1komponen.Cpkomponen.(T1-Tref)

= V1.∑Cpkomponen.(T1-Tref)

Dari neraca panas

didapat nilai T2

Asumsi: panas penguapan dan panas pengembunan terjadi secara simultan

Stage 2 (solvent plate)

Asumsi :

• Solvent dimasukkan pada stage 2

• P stage 2 = P stage 1 + dP

• dP diambil nilainya bebas sesuai

perancangan, biasanya sekitar 0.1 atm

• Ekstraksi berlangsung sangat cepat

yang mengontrol adalah distilasi

1. Neraca massa total di stage - 2

V3 + L1 + S = L2 + V22. Neraca massa komponen i

V3.Y3i + L1.X1i = L2.X2i + V2..Y2i3. Neraca massa komponen j

V3.Y3j + L1.X1j = L2.X2j + V2..Y2j4. Neraca massa komponen s

V3.Y3s + L1.X1s + S.Xs = L2.X2s +

V2..Y2s

2

V2,y2,T2

V3,y3,T3

L1,x1,T1

L2,x2,T2

Diketahui:

T2, L1, V2, X1i, X1j,

X1s

, Y2i, Y2j, Y2s, Cpi, C

pj, Cps

Dicari:

L2, V2, X2i, X2j, X2s

, Y3i, Y3j, Y3s, T3

Keseimbangan uap-cair untuk tiap

komponen:

Pt . Y2 = Pkomponen . X2

- Pt merupakan tekanan stage 2

- Y2 sudah diketahui dari stage sebelumnya

- Pkomponen didapat dari persamaan antoinne untuk

masing-masing komponen (fungsi suhu)

X2i = Pt . Y2i / Pi

X2j = Pt . Y2j / Pj

X2s = Pt . Y2s / Ps

T2 dimasukkan (dari neraca panas sebelumnya)

Pastikan nilai (X2i + X2j + X2s ) = 1

2

V2, Y2

V3, Y3

L1,X1

L2, X2

Solvent :S , Xs

Nilai X2 didapatkan melalui keseimbangan dengan Y2

Dari 4 persamaan yang

ada+hubungan

kesetimbangan didapat

nilai L2, V3, dan Y3

untuk menghitung T3 dari

neraca panas

5. Neraca panas pada stage 2Heat of Input – Heat of output = acc

(arus L1+arus V2 + arus S) – (arus L2+arus v2) = 0

Arus L1

= ∑ L1.X1komponen.Cpkomponen.(T1-Tref)

= L1.∑Cpkomponen.(T1-Tref)

Arus V3

= ∑ V3.y3komponen.Cpkomponen.(T3-Tref)

= V3.∑Cpkomponen.(T3-Tref)

Arus S

= S. Cpsolvent.(Ts-Tref)

Arus L2

= ∑ L2.X2komponen.Cpkomponen.(T2-Tref)

= L2.∑Cpkomponen.(T2-Tref)

Arus V2

= ∑ V2.y2komponen.Cpkomponen.(T2-Tref)

= V2.∑Cpkomponen.(T2-Tref)

Asumsi: panas penguapan dan panas pengembunan terjadi secara simultan

Dari neraca panas

didapat nilai T3

Perhitungan pada Stage 3

3

V3, Y3

V4, Y4

L2,X2

L3, X3

Tidak ada solven yang masuk,Perhitungan kembali seperti stage 1

1. Neraca massa total di stage - 3

V4 + L2 = L3 + V32. Neraca massa komponen i

V4.Y4i + L2.X2i = L3.X3i + V3..Y3i3. Neraca massa komponen j

V4.Y4j + L2.X2j = L3.X3j + V3..Y3j4. Neraca massa komponen s

V4.Y4s + L2.X2s = L3.X3s + V3..Y3s

Asumsi :

• P stage 3 = P stage 2 + dP

• dP diambil nilainya bebas sesuai

perancangan, biasanya sekitar 0.1 atm

• Ekstraksi berlangsung sangat cepat

yang mengoontrol adalah distilasi

Diketahui:

T3, L2, V3, X2i, X2j,

X2s

, Y3i, Y3j, Y3s, Cpi, C

pj, Cps

Dicari:

L3, V4, X3i, X3j, X3s

, Y4i, Y4j, Y4s, T4

Solvent :S , xs

Keseimbangan uap-cair untuk tiap

komponen:

Pt . Y3 = Pkomponen . X3

- Pt merupakan tekanan stage 3

- Y3 sudah diketahui dari stage sebelumnya

- Pkomponen didapat dari persamaan antoinne untuk

masing-masing komponen (fungsi suhu)

X3i = Pt . Y3i / Pi

X3j = Pt . Y3j / Pj

X3s = Pt . Y3s / Ps

T2 dimasukkan (dari neraca panas sebelumnya)

Pastikan nilai ( X3i + X3j + X3s ) = 1

3

V3, Y3

V4, Y4

L2,X2

L3, X3

Nilai X3 didapatkan melalui keseimbangan dengan Y3

Dari 4 persamaan yang

ada+hubungan

kesetimbangan didapat

nilai L3, V4, dan Y4

untuk menghitung T4 dari

neraca panas

5. Neraca panas pada stage 3

Heat of Input – Heat of output =

acc

(arus L2+arus V4) – (arus L3+arus v3) = 0

Arus L2

= ∑ L2.X2komponen.Cpkomponen.(T2-Tref)

= L2.∑Cpkomponen.(T2-Tref)

Arus V4

= ∑ V4.y4komponen.Cpkomponen.(T4-Tref)

= V4.∑Cpkomponen.(T4-Tref)

Arus L3

= ∑ L3.X3komponen.Cpkomponen.(T3-Tref)

= L3.∑Cpkomponen.(T3-Tref)

Arus V3

= ∑ V3.y3komponen.Cpkomponen.(T3-Tref)

= V3.∑Cpkomponen.(T3-Tref)

Asumsi: panas penguapan dan panas pengembunan terjadi secara simultan

Dari neraca panas

didapat nilai T4

Stage N

N

VN, YN

VN+1, YN+1

LN-1,XN-1

LN, XN

Tidak ada solven yang masuk,Perhitungan kembali seperti stage 1

1. Neraca massa total di stage - N

VN+1 + LN-1 = LN + VN2. Neraca massa komponen i

VN+1.YN+1 i + LN-1.XN-1 i = LN.XN i + VN..YN i3. Neraca massa komponen j

VN+1.YN+1 j + LN-1.XN-1 j = LN.XN j + VN..YN j4. Neraca massa komponen s

VN+1.YN+1 s + LN-1.XN-1 s = LN.XN s + VN..YN s

Asumsi :

• P stage N = P stage N-1 + dP

• dP diambil nilainya bebas sesuai

perancangan, biasanya sekitar 0.1 atm

• T stage N didapat dari perhitungan

stage sebelumnya

• Ekstraksi berlangsung sangat cepat

yang mengoontrol adalah distilasi

Keseimbangan uap-cair untuk tiap

komponen:

Pt . YN = Pkomponen . XN

- Pt merupakan tekanan stage N

- YN sudah diketahui dari stage sebelumnya

- Pkomponen didapat dari persamaan antoinne untuk

masing-masing komponen=f(TN)

XN i = Pt . YN i / Pi

XN j = Pt . YN j / Pj

XN s = Pt . YN s / Ps

TN dimasukkan (dari neraca panas sebelumnya)

Pastikan nilai ( XN i + XN j + XN s ) = 1

N

VN, YN

VN+1, YN+1

LN-1,XN-1

LN, XN

Nilai XN didapatkan melalui keseimbangan dengan YN

Dari 4 persamaan yang

ada+hubungan

kesetimbangan didapat

nilai LN, VN+1, dan YN+1

untuk menghitung TN+1

dari neraca panas

5. Neraca panas pada stage N

Heat of Input – Heat of output = acc(arus LN-1+arus VN+1) – (arus LN+arus vN) = 0

Arus LN-1

= ∑ LN-1.XN-1 komponen.Cpkomponen.(TN-1-Tref)

= LN-1.∑Cpkomponen.(TN-1-Tref)

Arus VN+1

= ∑ VN+1.yN+1 komponen.Cpkomponen.(TN+1-Tref)

= VN+1 .∑Cpkomponen.(TN+1-Tref)

Arus LN

= ∑ LN.XN komponen.Cpkomponen.(TN-Tref)

= LN.∑Cpkomponen.(TN-Tref)

Arus VN

= ∑ VN.yN komponen.Cpkomponen.(TN-Tref)

= VN.∑Cpkomponen.(TN-Tref)

Asumsi: panas penguapan dan panas pengembunan terjadi secara simultan

Dari neraca panas

didapat nilai TN+1

Perhitungan di atas merupakan untuk seksi enriching , kemudian saat X heavy komponen

> X light komponen , masuklah feed (feed plate), Perhitungan pada feed plate , hampir sama dengan pada solvent plate , hanya saja nilai Xfi dan Xfj tidak sama dengan 0, namun

nilai Xfs nya = 0

Untuk seksi bawah , dimulai dari reboiler, perhitungannya analog dengan yang

dari seski atas