Download - Lampiran b
LAMPIRAN BPERHITUNGAN NERACA PANAS
Kapasitas produksi= 16.000 ton/tahunBasis= 1 jam operasiT referensi= 298 K
Data-data yang diperlukan untuk perhitungan neraca panas:1. Kapasitas Panas (Cp cair)Cp = A + BT + CT2 +DT3KomponenABCD
Asam asetat-1.8944E+011.0971E+00-2.8921E-032.9275E-06
N-butanol127.21E+005.2281E-01-1.5362E-032.2164E-06
N-butil asetat122.83E+006.5906E-01-1.8440E-032.6300E-06
Air9.2053E+01-3.9953E-02-2.1103E-045.3469E-07
H2SO42.6004E+017.0337E-01-1.3856E-031.0342E-06
Dmso27.879E+007.8628E-01-1.7762E-031.6546E-06
Acetamide50.246E+003.7161E-01-7.7801E-047.7112E-07
2. Kapasitas Panas (Cp gas)Cp = A + BT + CT2 + DT3 + ET4KomponenABCDE
Asam asetat3.4850E+013,7626E-022.8311E-04-3.077E-079.2646E-11
N-butanol8.1570E+004.1032E-01-2.2645E-046.037E-08-6.2802E-12
N-butil asetat8.5139E+017.1561E-028.7842E-04-1.072E-063.7362E-10
Air33.933E+00-8.4186E-032.9906E-05-1.7825E-083.6934E-12
H2SO49.4860E+003.3795E-01-3.8078E-042.1308E-07-4.6878E-11
3. Tekanan Uap MurniLog P = A + B/T + C Log T + DT + ET2Dimana:A,B,C,D= KonstantaT= Temperature (K)P= Tekanan Uap Murni (mmHg)KomponenABCDE
Asam asetat2.8376E+01-2.9734E+03-7.0320E+00-1.5051E-092.1806E-06
N-butanol3.9667E+01-4.0017E+03-1.0295E+01-3.2572E-108.6672E-07
N-butil asetat4.3830E+00-2.7134E+033.9835E+00-1.6575E-029.7246E-06
Air2.9861E+01-3.1522E+03-7.3037E+002.4247E-091.8090E-06
H2SO42.0582E+00-4.1924E+033.2578E+00-1.1224E-035.5371E-07
Dmso
Acetamide
1. HE-01
ButanolT= 300CT= 1200C
HE-01
SteamT = 1500CT = 1500CFungsi: Memanaskan Butanol dari 30 1200CTujuan: Menghitung kebutuhan steam
Kandungan panas masuk HE-01 (T = 300C = 3030K)KomponenKmolCp dTH1
Butanol17,111028,6917600,94
Air0,35377,50132,13
Total17733,07
Kandungan panas keluar HE-01 (T = 1200C = 3930K)KomponenKmolCp dTH2
Butanol17,1120562,41351822,78
Air0,357160,012506,00
Total354328,78
Panas yang dibutuhkan= panas keluar panas masuk= 354328,78 - 17733,07= 336595,71 KJKebutuhan steam= = = 533,89 kg
Neraca Panas di HE-01KomponenInputOutput
H1QvH2
Butanol17600,94-351822,78
Air132,13-2506,00
Steam-336595,71-
Sub Total17733,07336595,71354328,78
Total354328,78354328,78
2. HE-02
T= 1200CAsam asetatT= 300C
HE-02
SteamT = 1500CT = 1500C
Fungsi: Memanaskan Asam asetat dari 30 1200CTujuan: Menghitung kebutuhan steam
Kandungan panas masuk HE-02 (T = 300C = 3030K)KomponenKmolCp dTH3
Asamasetat17,11645,0811037,24
Air0,17377,5064,18
Total11101,42
Kandungan panas keluar HE-02 (T = 1200C = 3930K)KomponenKmolCp dTH4
Asamasetat17,1112893,16220602,05
Air0,177160,011217,20
Total221819,25
Panas yang dibutuhkan= panas keluar panas masuk= 221819,25 - 11101,42= 210717,83 KJKebutuhan steam= = = 334,23 kg
Neaca Panas di HE-02KomponenInputOutput
H3QvH4
Asam asetat11037,24-220602,05
Air64,18-1217,20
Steam-210717,83-
Sub Total11101,42210717,83221819,25
Total221819,25221819,25
3. REAKTORFungsi: Tempat berlangsungnya reaksi esterifikasiTujuan: Mencari entalpi bahan masuk, produk, panas reaksi dan kebutuhan steam
Mencari entalpi bahan masuk ke dalam reaktorKomponenKmolCp dTHr
Butanol20,7320562,41426258,70
Asam asetat18,0112893,16232205,90
Butil asetat1,9043799,7583219,52
Air28,057160,01200838,32
Asam sulfat0,0313873,41416,20
Total942938,64
Mencari entalpi produk reaktorKomponenKmolCp dTHp
Butanol3,6220562,4174435,91
Asam asetat0,9012893,1611603,85
Butil asetat19,0143799,75323346,12
Air45,167160,01832633,20
Asam sulfat0,0313873,41416,20
Total1242435,30
Menghitung panas reaksi pada keadaan standarTabel.Panas Pembentukan Hf masing-masing komponenKomponenHf (KJ/mol)
Butanol-327,3
Asam asetat-484,4
Butil asetat-529,2
Air-241,83
Sumber:
Hf298= Hf Produk Hf Reaktan= {(19010 x -529,2) + (45160 x -241,83)} {(3620 x -327,3) + (900 x -484,4)}= (-10060092 + -10921042,8) (-1184826 + -435960)= -20981134,8 + 1620786= -19360348,8 KJ
Neraca panas reaktorInput = OutputQ reaktan + Q steam= Q reaksi + Q produk942938,64 + Q steam= 19360348,8 + 1242435,3 Q steam= 19659845,46 KJ
Kebutuhan steamSebagai pemanas dipakai steam jenuh pada suhu 1500C yang mempunyai panas laten = 2113,2Kj/Kg.m= = = 9303,35 kg
Neraca Panas di R-01KomponenInputOutput
HrQvHpQr
Butanol426258,70-74435,91-
Asam asetat232205,90-11603,85-
Butil asetat83219,52-323346,12-
Air200838,32-832633,20-
Asam sulfat416,20-416,20-
Panas reaksi---19360348,8
Steam-19659845,46--
Sub Total942938,6419659845,461242435,3019360348,8
Total20602784,120602784,1
4. DISTILASI-01Untuk menentukan kondisi operasi menara dilakukan dengan cara trial & eror dengan persamaan tekanan uap murni.Trial benar jika Xi = 1 atau Yi = 1
Ki = Yi = Ki . Xi
Menentukan kondisi feed / umpan masuk ke dalam menara distilasiUmpan masuk pada kondisi cair jenuh.Trial suhu buble point feedSuhu trial= 106,055 0C = 379,055 0KTekanan operasi= 1 atm = 760 mmHgKomponenKmolXiLog PPKi = Pi/PY = k . Xi
Butanol3,620,05272,687486,130,63960,0337
Asam asetat0,900,01312,712514,790,67740,0089
Butil asetat19,010,27662,611935,220,53770,1487
Air45,160,65722,971408,651,23050,8087
Asam sulfat0,030,0004-0,9470,1130,00016E-08
Total68,721,00001,0000
Menentukan kondisi atas (puncak) menara distilasiTrial suhu buble pointSuhu trial=Tekanan operasi=KomponenKmolXiLog PPKi = Pi/PY = k . Xi
Butanol
Butil asetat
Air
Total
Trial suhu dew pointSuhu trial=Tekanan operasi=KomponenKmolXiLog PPKi = Pi/PX = Y/Ki
Butanol
Butil asetat
Air
Total
Menentukan kondisi bawah menara distilasiTrial suhu buble pointSuhu trial=Tekanan operasi=KomponenKmolXiLog PPKi = Pi/PY = k . Xi
Butil asetat
Asam asetat
Asam sulfat
Total
Trial suhu dew pointSuhu trial=Tekanan operasi=KomponenKmolXiLog PPKi = Pi/PX = Y/Ki
Butil asetat
Asam asetat
Asam sulfat
Total
Menghitung R minPanas yang dibawa umpan masukKomponenKmolCp dTQf
Butanol
Asam asetat
Butil asetat
Air
Asam sulfat
Total
Perbandingan refluxTinjauan umpan masuk1 q =