lampiran b perhitungan
TRANSCRIPT
Perhitungan
53
LAMPIRAN BPERHITUNGAN NERACA MASSA DAN NERACA PANAS
REGENERATOR – REAKTOR
A. Neraca Massa Regenerator
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Data tanggal 19 Juli 2013
Komposisi Flue gas % mol (by GC method)
CO = 5.5 N2 = 82.56
CO2 = 10.3 SO2 = 0
O2+ Ar = 1.64 NO2 = 0
Dengan mengambil data lembar pengesahan lampiran A maka data tanggal
19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel
B.1).
Tabel B.1. Hasil Analisa Orsat (Flue Gas)
Komposisi Flue gas
SatuanTanggal
19/07/13 22/07/13 23/07/13 24/07/13 25/07/13CO %Vol 5.5 5 5.5 5.5 5.5CO2 %Vol 10.3 10.2 10.2 10.3 10.3
O2+Ar %Vol 1.64 1.64 1.64 1.64 1.64N2 %Vol 82.56 83.16 82.66 82.56 82.56
SO2 %Vol 0 0 0 0 0NO2 %Vol 0 0 0 0 0
Regenerator
Udara Pembakaran :148722.25 lb/hr
Flue Gas :CO : CO2 : O2 : N2 : SO2 : NO2 : H2O : Total :
Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) :
AlSiO3 regenerasi :1727427.71 lb/hr
54
(Sumber pemeriksaan laboratorim Feed RFCCU PT. Pertamina RU III)
1. Penyesuaian Komposisi Flue Gas
Pada analisis GC komposisi oksigen (O2) termasuk dengan kandungan Ar
sehingga harus dikoreksi untuk mengetahui kandungan oksigen sebenarnya
kandungan Argon diasumsi 1.2 % dari kandungan Nitrogen, sehingga :
Ar(0.012)(82.56) = 0.99072 % molKomposisi flue gas setelah dikoreksi :
CO = 5.5
CO2 = 10.3
O2 = 1.64 – 0.99072 = 0.649
N2+Ar = 82.56 + 0.99072 = 83.551
SO2 = 0
NO2 = 0
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan penyesuaian flue gas tanggal
19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut
(Tabel B.2).
Tabel B.2. Penyesuaian Komposisi Flue Gas
Komposisi Flue gas
SatuanTanggal
19/07/13 22/07/13 23/07/13 24/07/13 25/07/13CO %Vol 5.5 5 5.5 5.5 5.5CO2 %Vol 10.3 10.2 10.2 10.3 10.3O2 %Vol 0.649 0.649 0.649 0.649 0.649N2+Ar %Vol 83.551 84.158 83.652 83.551 83.551SO2 %Vol 0 0 0 0 0NO2 %Vol 0 0 0 0 0
2. Menghitung udara masuk regenerator
Udara masuk ke regenerator masih mengandung uap air, dan untuk
mendapatkan udara kering harus dikurangi dengan jumlah uap air dalam udara,
dengan cara :
WDA = WWA x 1
1+ Moisturecontent
= (WMAB + WCAB) x 1
1+ MoistureContent
55
Keterangan :
WDA : Flow rate udara kering (lb/hr udara kering)
WWA : Flow rate udara basah (lb/hr H2O)
WMAB : Flow rate MAB (lb/hr)
WCAB : Flow rate CAB (lb/hr)
WH2O : Flow rate uap air di udara (lb/hr)
Dari hasil pengukuran pada suhu ambient (31˚C) didapat relative humidity =
90%, dan dari grafik didapat kelembapan = 0.0258 lb H2O/lb udara kering)
Udara kering = (141645.550) lb/hr x 1
1+0.0258 lblb H 2O
lbudarakering= 138083.008 lb/hr
Uap air = udara basah (masuk) – udara kering
= 141645.550 - 138083.008 lb/hr
= 3562.542 lb/hrDengan cara yang sama maka hasil perhitungan konversi udara pembakaran
ke dry basis tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan
seperti berikut (Tabel B.3).
Tabel B.3. Konversi Udara Pembakaran ke Dry Basis
Parameter(lb/hr)
Tanggal19/07/13 22/07/13 23/07/13 24/07/13 25/07/13
MAB 124559.900 126764.500 126764.500 126764.500 126764.500CAB 17085.650 17085.650 17085.650 17085.650 17085.650
Udara basah 141645.550 143850.150 143850.150 143850.150 143850.150Udara kering 138083.008 140232.160 140232.160 140232.160 140232.160H2O di udara 3562.542 3617.990 3617.990 3617.990 3617.990Fresh Feed 232309.725 233320.167 233435.908 232413.525 233361.503
3. Menghitung Flue Gas Rate
Untuk menghitung flue gas rate menggunakan analisa orsat dan dari hasil
analisa orsat akan diketahui reaksi tiap komponen dalam regenerator.
56
Tabel B.4. Komposisi Flue Gas
Komposisi Flue gas
Satuan Hari ke-1 2 3 4 5
CO %Vol 5.5 5 5.5 5.5 5.5CO2 %Vol 10.3 10.2 10.2 10.3 10.3O2 %Vol 0.649 0.649 0.649 0.649 0.649N2+Ar %Vol 83.551 84.158 83.652 83.55
183.551
SO2 %Vol 0 0 0 0 0NO2 %Vol 0 0 0 0 0
Aliran flue gas dihitung dari N2 balance dengan asumsi udara
O2 = 21 %
N2 = 79 %
Udara kering = 138083.008lb
hr
BM udara = 28,99 lb
lbmol
Mol udara kering = Laju Alir udarakering
BM udarakering
= 138083.008lb /hr
28.99 lb /lbmol
= 4763.126 lbmol/hrN2 dalam udara kering = N2 dalam flue gas
4763.126 lbmol/hr x 0.79 N2= lbmol/hr flue gas x 0.8355 mol inert gas
Flue gas = 4763.126
lbmolhr
x0.79
0.8355
= 4503.694 lbmol/hr
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan mol flue gas dan tanggal 19
Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel
B.5).
Tabel B.5. Mol Flue Gas
57
Parameter
( lbmolhr )
Hari ke-1 2 3 4 5
udara kering 4763.126 4837.260 4837.260 4837.260 4837.260 flue gas 4503.694 4540.791 4568.258 4573.791 4573.791
CO dalam Flue gas = 0.055 x 4503.694 lbmol/hr
= 247.703 lbmol/hrCO = 247.703 lbmol/hr x 28 lb/lbmol
= 6935.689 lb/hr
CO2 dalam Flue gas = 0.103 x 4503.694 lbmol/hr
= 463.88 lbmol/hrCO2 = 463.88 lbmol/hr x 44 lb/lbmol
= 20410.743lb/hr
O2 dalam Flue gas = 0.00649 x 4503.694lbmol/hr
= 29.228 lbmol/hr
O2 = 29.228 lbmol/hr x 32 lb/lbmol
= 935.731 lb/hr
N2 dalam Flue gas = 0.83551 x 4503.694 lbmol/hr
= 3762.88 lbmol/hr
N2 =3762.88 lbmol/hr x 28 lb/lbmol
=105360.336 lb/hr
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan massa CO2, O2 dan N2
tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut
(Tabel B.6).
Tabel B.6. Massa CO2, O2 dan N2 dalam Flue Gas
Parameter
( lbhr )
Hari ke-1 2 3 4 5
CO 6935.689 6357.107 7035.117 7043.638 7043.638CO2 20410.743 20379.070 20502.340 20728.420 20728.420O2 935.731 932.976 947.391 950.295 950.295N2 105360.336 107000.186 107000.186 107000.186 107000.186
SO2 0 0 0 0 0NO2 0 0 0 0 0
58
4. Menghitung kandungan karbon dalam coke
Karbon ada di coke dihitung dari komposisi flue gas setiap satu mol C yang di
bakar akan menghasilkan satu mol CO atau CO2 di flue gas
C + O2 CO2
C + ½ O2 CO
C = CO2 + CO
C = mol flue gas x %CO dalam flue gas+%CO2 dalam flue gas
100
= 4503.694 lbmol/hr x 5.5+10.3
100x
1 lbmol C1 lbmolCO /CO
x
= 711.584 lbmol/hr
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan kandungan karbon (C) dalam
coke tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti
berikut (Tabel B.7).
Tabel B.7. Kandungan Karbon dalam Coke
Parameter
( lbmolhr )
Hari ke-1 2 3 4 5
Carbon 711.584 690.200 717.216 722.659 722.659
5. Perhitungan Kandungan Hydrogen dalam coke
Kandungan hydrogen di coke dapat dihitung dari kesetimbangan oksigen
(O2). Adapun reaksi-reaksinya sebagai berikut :
C + O2 CO2
C + ½ O2 CO
H2 + ½ O2 H2O
S + O2 SO2
N + O2 NO2
Sehingga
59
O2 untuk regenerasi = excess O2 di flue gas + O2 bereaksi menjadi CO + O2
bereaksi menjadi CO2 + O2 bereaksi menjadi H2O + O2
bereaksi menjadi SO2 + O2 bereaksi menjadi NO2
Dimana :
O2 di udara = mol udara ker ing ×
21 mol O2
100 mol udara
= 4763 .126
lbmolhr
×21 lbmol O2
100 lbmol udara
= 1000 .256
lbmolhr
Excess O2 di flue gas = mol flue gas ×
lbmolO2
100 lbmol FG
= 4503 .694 lbmol
hr× 0 .649 lbmol
100 lbmol
= 29 . 22
lbmolhr
O2 bereaksi menjadi CO =
mol FG × lbmol CO100 lbmol FG
×0 .5 lbmol O2
lbmol CO
4503 .694 lbmol/hr × 5 .5 lbmol CO100 lbmol FG
×0 . 5 lbmol O2
lbmol CO
=123.852 lbmol/hr
O2 bereaksi menjadi CO2 = mol FG ×
lbmol CO2
100 lbmol FG×
1 lbmol O2
lbmol CO2
60
= 4503 .694
lbmolhr
×10 .3 lbmol CO2
100 lbmol FG×
1 lbmol O2
lbmol CO2
= 463 . 881
lbmolhr
of O2
O2 bereaksi menjadi SO2 = 0
lbmolhr
of O2
O2 bereaksi menjadi NO2 = 0
lbmolhr
of O2
O2 bereaksi menjadi H2O = O2 di regenerator – O2 yang bereaksi menjadi CO
- O2 excess – O2 yang bereaksi menjadi CO2
=1000 . 256lbmol
hr−29 . 242
lbmolhr
−123 .852lbmol
hr−463 .881
lbmolhr
= 383 . 283
lbmolhr
of O2
Hydrogen yang terbakar oleh oksigen didalam regenerator adalah :
H2 + ½ O2 H2O
H2 yang terbakar oleh oksigen = O2 bereaksi menjadi H2O x 2mol H 2
mol O2
= 383.283 lbmolO2
hr x 2
mol H 2
molO2
= 766.565 lbmol H 2
hrDengan cara yang sama maka hasil perhitungan kandungan hydrogen (H2)
dalam coke tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan
seperti berikut (Tabel B.8).
Tabel B.8. Kandungan Hydrogen (H2) dalam Coke
Parameter Satuan
Hari Ke
1 2 3 4 5O2 di udara regenerasi 1000.256 1015.825 1015.825 1015.825 1015.825Excess O2 di flue gas 29.242 29.156 29.606 29.697 29.697
O2 bereaksi menjadi CO 123.852 113.520 125.627 125.779 125.779O2 bereaksi menjadi CO2 lbmol/hr 463.881 463.161 465.962 471.100 471.100O2 bereaksi menjadi SO2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
61
O2 bereaksi menjadi NO2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000O2 bereaksi menjadi H2O 383.283 409.989 394.629 389.248 389.248
H2 yang terbakar oleh O2 766.565 819.977 789.258 778.496 778.496
H2O yang dihasilkan dari pembakaran H2 H2 + 1/2 O2 → H2Om : 766.565 383.283 -r : 766.565 191.641 766.565
s : 0.000 191.641 766.565
H2O = 766.565 lbmol/hr x BM H2O
= 766.565 lbmol/hr x 18 lb/lbmol
= 13798.175 lb/hr
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan massa H2O yang terbentuk
tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut
(Tabel B.9).
Tabel B.9. Massa H2O
Parameter Satuan
Hari Ke
1 2 3 4 5
H2O dari pembakaran lb/hr 13798.175 14759.589 14206.652 14012.933 14012.933
6. Perhitungan total berat coke dari carbon dan Hydrogen
Total massa coke yang tebakar menjadi CO + CO2 + H2O adalah :
Dari karbon = O2 bereaksi menjadi CO + x BM C
= 123,852lbmol/hr x 12 lb/lbmol= 1486.224 lb/hr
= O2 bereaksi menjadi CO2 + x BM C
= 463,881 lbmol/hr x 12 lb/lbmol= 5566.572 lb/hr
Dari Hydrogen = H2 yang terbakar oleh O2 x BM H2
62
= 766,565 lbmol/hr x 2 lb/lbmol=1533,131 lb/hr
Total = 1486.224 lb/hr C +5566.572 lb/hr C + 722.88 lb/hr H2
= 8585,916 lb/hr Coke
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan coke dari carbon (C) dan
Hydrogen tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan
seperti berikut (Tabel B.10).
Tabel B.10. Perhitungan Coke dari Carbon (C) dan Hydrogen
Parameter Satuan
Hari Ke
1 2 3 4 5Coke dari karbon lb/hr 7052,786 6920,165 7099,072 7162,557 7162,557
Coke dari hidrogen lb/hr 1533,131 1639,954 1578,517 1556,993 1556,993
Total coke lb/hr 8585,916 8560,120 8677,589 8719,549 8719,549
Tabel B.11. Neraca Massa Regenerator
Komponen Input (lb/hr) Output (lb/hr)
Regenerator
Udara Pembakaran :141645,55 lb/hr
Flue Gas :CO = 6935,689 lb/hrCO2 = 20410,743lb/hrO2 = 935,731lb/hrN2 = 105360,336lb/hrSO2 = 0 lb/hrNO2 = 0 lb/hrH2O = 17360,717lb/hrTotal = 1444800,810lb/hr
Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) =1302383,509lb/hr
AlSiO3 regenerasi :1293797,593 lb/hr
63
Katalis dari reaktor
Coke
Udara Pembakaran
Flue Gas
Catalyst Regenerated
1293797.593
8585,916
141645.55
-
-
-
-
-
151003.217
1293797,593
Total 1444029,059 1444800,810
B. Neraca Massa Reaktor
Massa feed dan product diambil dari data shift and morning report PT Pertamina RU III Plaju Sungai Gerong pada tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013.
Tabel B.12. Data Massa Feed dan Product Komponen Feed (lb/hr) Product (lb/hr)
Tk 191/192Long residueM/HVGOMTC
19841,4003766,192
208702,1338055,976
----
Reaktor
Feed :Tk 191/192 = rLong residue = M/HVGO = MTC = Total =
Product :Dry Gas =Raw PP =LPG =Naftha =LCGO =HCGO =Slurry = Total =
AlSiO3 regenerasi :1293797,593 lb/hr
Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) = 1302383,50 lb/hr
64
Dry gasRaw PPLPGNafthaLCGOHCGOSlurryCoke Yield
--------
8294,80821026,37329266,065122079,72528999,6761423,80420052,6748979,152
240365,701 240122,276(Sumber: Data Shift and Morning Report PT. Pertamina RU III tanggal 19 Agustus 2013)
Tabel B.13. Neraca Massa Reaktor Komponen Input (lb/hr) Output (lb/hr)
Feed
Catalyst Regenerated
Spent Catalyst
Coke
Product
240365,701
1293797,593
-
-
-
-
-
1293797,593
8585,916
231143,124
Total 1534163,294 1533526,633
Reaktor
Feed :Tk 191/192 = 19841,400lb/hrLong residue = 3766,192 lb/hrM/HVGO = 208702,133 lb/hrMTC = 8055,976 lb/hrTotal = 240365,701lb/hr
Product :Dry Gas = 8294,808 lb/hrRaw PP = 21026,373 lb/hrLPG = 29266,065lb/hrNaftha = 122079,725lb/hrLCGO = 28999,676lb/hrHCGO = 1423,804 lb/hrSlurry = 20052,674 lb/hrTotal = 231143,124lb/hr
AlSiO3 regenerasi :1293797,593 lb/hr
Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) =1302383,50 lb/hr
RegeneratorΔH Reaction
Gas Buang(flue gas)
Panas yang hilang (radiation loss)
Panas yang dibuang (Heat removal)Katalis yang teregenerasi
(regenerated catalyst)
Udara
Katalis terpakai(spent catalyst)
Coke
65
Coke yield :
= berat coke
berat umpan
= 8585,916 lb /hr
232309,725lb /hr x 100%
= 3,696 %wt
Menghitung H content dalam coke :
= berat H 2
berat cokex100 %
= 1533,131lb /hr8585,916 lb /hr
x100 %
= 17,856 %wtDengan cara yang sama maka hasil perhitungan % hydrogen dalam coke
tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.14).
Tabel B.14. Coke yield dan % hydrogen dalam coke
Parameter( % wt )
Hari ke-1 2 3 4 5
Coke yield 3,696 3,669 3,717 3,752 3,736H2 in coke 17,856 19,158 18,191 17,856 17,856
C. Neraca Panas Regenerator
1. Perhitungan Panas pembakaran Coke
66
Panas dari pembakaran dapat dihitung berdasarkan temperatur tertinggi
rata-rata di dalam regenerator. Temperatur rata-rata dari dense bed, dilute phase
dan stack (flue gas) dihitung dengan dasar perhitungannya.
Temp tertinggi rata-rata =
(1257 , 800+1287 ,500+1317 , 500 )0 F3
= 1287,500 oF
Hc(2C+O2 2CO)
= (ΔH˚298 + (Cp x suhu terpanas rata-rata regenerator)) x 2mol CO1mol O2
x mol
O2 membentuk CO
= (46216 Btu/lbmol + (1,47 Btu/lbmol.˚F x 1287,5 ˚F)) x 2mol CO❑
1mol O2 x 123,852
lbmol/hr = 11916660,137 Btu/hr
Hc(C+O2 CO2)
= (ΔH˚298 + (Cp x suhu terpanas rata-rata regenerator)) x 1mol CO2
1 mol O2 x mol
O2 membentuk CO2
= (169135 Btu/lbmol + (0.5 Btu/lbmol.˚F x 1287,500 ˚F)) x 1mol CO2
1 mol O2 x
463,881 lbmol/hr= 78757056,445 Btu/hr
Hc(2H2+O2 2H2O)
= (ΔH˚298 + (Cp x suhu terpanas rata-rata reagent)) x 1 mol H 2
12
mol O2
x O2
membentuk H2O
= (104546 Btu/lbmol + (1.585 Btu/lbmol.˚F x 1287,500 ˚F)) x 1 mol H 2
12
mol O2
x
383,283 lbmol/hr
= 81705654,256 Btu/hr
67
Panas pembakaran coke :
= panas C CO + panas C CO2 + panas H H2O
= (11916660,137 + 78757056,445 + 81705654,256) Btu/hr
= 172379370,838 Btu/hr
Dengan basis 1 lb coke :
Δ Hpembakaran coke =
ΔH pembakaran coke
berat coke
=
172379370,838 BTU
hr
8585 ,916lb
hr
= 20076,992 .
BTUlb coke
Panas pembakaran harus dikoreksi dengan kandungan coke hydrogen dengan
menggunakan persamaan :
Koreksi = 1133−134 .6( wt % H )
= 1133−134 .6 (17,856 )
=-1270,464
BTUlb coke
Δ Hpembakaran = Δ Hpembakaran coke + koreksi
= 20873 . 93
BTUlb coke
+−1270,464BTU
lb coke
= 18806,529
BTUlb coke
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas pembakaran coke
tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan
seperti berikut (Tabel B.15).
Tabel B.15. Hasil Perhitungan Panas Pembakaran Coke
Parameter SatuanHari Ke-
1 2 3 4 5
Hc (2C + O2 → 2CO)
Btu/lbmol
48108,625 48100,687 48082,165 48083,488 48087,457
Hc (C + O2 → CO2) 169778,750 169776,050 169769,750 169770,200 169771,550
68
Hc (2H2 + O2 → 2H2O 106586,688 106578,129 106558,158 106559,584 106563,864
DHc (2C + O2 → 2CO)
Btu/hr
11916660,137 10920758,184 12080844,403 12095810,020 12096808,456
DHc (C + O2 → CO2) 78757056,445 78633590,044 79106299,231 79978819,298 79979455,284
DHc (2H2 + O2 → 2H2O 81705654,256 87391632,967 84101925,842 82956237,617 82959569,192
DHc coke 172379370,838 176945981,195 175289069,476 175030866,936 175035832,932
DHc coke dengan basis 1lb
Btu/lb coke
20076,992 20670,970 20200,204 20073,385 20073,955
Koreksi -1270,464 -1445,677 -1315,472 -1270,464 -1270,464
DHc coke akhir 18806,529 19225,293 18884,731 18802,922 18803,491
Basis = 1 lb coke
2. Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan udara Regenerator
Temperatur udara panas keluaran dari MAB = 327,560 oF dengan temperatur rata-rata tertinggi Regenerator 1287,5 oF dan
Cpudara pada temp 325.94o F =
0 ,25Btu
lb ∘ F
Cpudara pada temp 1272 .8 o F =
0 , 27Btu
lb ∘ F
(sumber : buku Process Heat Transfer Kern, D.Q Fig 3. Specific heats of gases)
Δ Hudara = n.Cp. Δ T
=
udara ker ingTotal coke
×CP×ΔT
=
138083,008 lb
hr udara
8585 , 916lb
hrcoke
×0 , 26BTU
lb ∘ F×(1287 , 5−327 , 560 )∘ F
= 4013,941
BTUlb coke
69
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas yang dibutuhkan untuk
memanaskan udara regenerator tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan
25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.16).
Tabel B.16. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Udara Regenerator
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
∆Hudara, BTU/lb coke 4013,941 4036,566 3946,376 3958,997 3940,181
3. Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan udara regenerasi
Kandungan uap air di udara regenerasi akan dipanasi dari temperatur 343,281oF menjadi 1287,5 oF.
Cpwater pada temp 325 .94o F =
0 , 48Btu
lb ∘ F
Cpwater pada temp 1298 o F =
0 ,52Btu
lb ∘ F
(sumber : buku Process Heat Transfer Kern, D.Q Fig 3. Specific heats of gases)
ΔH H 2O = n.Cp. Δ T
=
H2 O dalam udara
Total coke×CP×ΔT
=
3562,542lb
hr H2O
8585 ,916lb
hrcoke
×0,5BTU
lb ∘ F×(1287 ,5−343 ,281 )∘F
= 195,892
BTUlb coke
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas yang dibutuhkan untuk
memanaskan uap air dalam Regenerator tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23,
24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.17).
Tabel B.17. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Uap Air
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
70
ΔH H 2O,BTU/lb coke
195,892 197,034 192,492 192,975 192,236
4. Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan coke
Coke yang dipanaskan dari temperatur reaktor 944,6 oF sampai ke temperatur
tertinggi Regenerator 1287,5 oF dengan kalor jenis =
0,4BTU
lb ∘ F
Δ Hcoke = (Trata tertinggi regenerator – Triser reaktor) x CP
= (1287 , 5 ∘ F−944 ,6 ∘ F )×0,4
BTUlb ∘ F
=
137,160BTU
lb coke
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas yang dibutuhkan untuk
memanaskan coke tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013
dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.18).
Tabel B.18. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Coke
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
∆Hcoke, BTU/lb coke 137,160 135,720 130,723 130,493 132,840
5. Neraca Panas Regenerator dan Efisiensi Regenerator
Dengan menggunakan ketetapan Typical Regenerator Heat Loss 250
BTUlb coke
ΔH regenerasi katalis = ΔH comb coke−ΔH coke−ΔH udara−ΔH 2O−ΔH loss−ΔH Removed
71
= (18806,529−137,160−4013,941−195,892−250−0 ) BTU
lb coke
= 14209,535
BTUlb coke
Tabel B.19. Neraca panas Regenerator
PanasPanas BTU/lb coke
Input OutputPanas pembakaran coke di regenerator 18806,529 -
Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan udara pembakaran
- 4013,941
Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan kandungan air di udara pembakaran
- 195,892
Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan coke
- 137,160
Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan katalis
- 14209,535
Panas yang hilang di regenerator - 250Total 18806,529 18806,529
Efisiensi thermal Regenerator =
ΔH regenerasi katalis
ΔH combustion of coke
×100
=
14209,535BTU
lb coke
18806,529BTU
lb coke
×100
= 75,556 %Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan efisiensi thermal Regenerator
tanggal tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat
ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.20).
Tabel B.20. Efisiensi thermal Regenerator
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
Hregenerated Catalyst,
( BTUlbof coke )
14209,535 14605,973 14365,140 14270,457 14288,234
Hcombustion of coke,18806,59 19225,293 18884,731 18802,92 18803,41
72
( BTUlbof coke ) 2
Efisiensi thermal Regenerator, %
75,556 75,973 76,067 75,895 75,987
6. Laju sirkulasi katalis
CCR = coke x panasregenerator
Cp katalis x (T regent−T reaktor)
= 8585,916
lbhr
x 14209,535Btulb
0.275Btu
lb ˚ Fx (1287,5−944,6 )˚ F
= 1293797,593 lb/hr
7. Rasio katalis/minyak
Rasio katalis/minyak = CCR
TotalUmpan
= 1293797,59
lbh r
232309,725lbhr
= 5,569
8. Delta coke (%-wt)
Delta coke = cokeCCR
x 100%
= 8585,916
lbh r
1293797,59lbhr
x 100%
= 0.007 %wt
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan laju sirkulasi katalis, rasio
katalis/minyak dan delta coke tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25
Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.21).
Tabel B.21. Laju Sirkulasi Katalis, Rasio C/O dan Delta Coke
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
73
Laju Sirkulasi Katalis
(lbhr
)
1293797,593 1339966,0151387022,72
61386987,840 1364177,926
Rasio katalis/oil
5,569 5,743 5,942 5,968 5,846
Delta coke(%wt)
0,0070,006 0,006 0,006 0,006
D. Perhitungan Panas Reaktor
Basis perhitungan : 1 lb raw oil feed
1. Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan dan menguapkan Combined feed
Entalpi dari raw oil feed diperoleh menggunakan metode persamaan UOP.
Raw Oil :
Specific Gravity = 0.8867
˚API = 28.08
UOP K Faktor dari ˚API = 12
Feed dipanaskan dari suhu : dari furnace 539.6 ˚F T reaktor 944.6˚F
H pada 539,6˚F = 380 Btu/lb
H pada 944,6˚F = 695 Btu/lb
(didapat dari grafik UOP, Heat content of Petroleum Fractions)
Tabel B.22. Entalpi Furnace dan Reaktor
ParameterHari ke-
1 2 3 4 5H dari
furnace380 380 380 380 380
ReaktorΔH Reaction
Produk(vapor)
Katalis terpakai(Spent Catalyst)
Coke
Katalis teregenerasi(Regenerated catalyst)
Feed Steam
Panas yang hilang(Radiation Loss)
74
(B tulb
¿
H reaktor
( Btulb
) 695 693 692,960 694,990 692
ΔH feed = fresh feed x ΔH feed
= 232309,725 lbhr
x (695 - 380) Btulb
= 73177563,375 Btuhr
ΔH combined feed = ΔH feed
fresh feed
= 73177563,375
Btuhr
232309,725lbh r
= 315Btu
lb raw oil
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas yang dibutuhkan untuk
memanaskan combined feed tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25
Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.23).
Tabel B.23. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Combined Feed
Parameter Satuan Hari Ke-
1 2 3 4 5
DH Feed BTU/lb 73177563,375 73029212,167 73056101,820 73207936,214 72808788,910
DH Combined Feed BTU/lb 315,000 313,000 312,960 314,990 312,000
2. Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan steam
Steam yang masuk Reaktor akan dipanaskan dari temperatur steam 731.66˚F
sampai temperatur reaktor 944,6˚F dengan panas jenis rata-rata 0.5 Btu
lb℉
ΔH steam = steamrata−rata x Cp x ΔT (Treaktor−Tsteam)
total feed
75
=
(6216,972+330,690+7826,330+2645,520 ) lbhr
x 0.5Btu
lb℉x (944,6−731.66 ) ˚ F
232309,916lbhr
= 7,80 Btu/lb raw oil
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas yang dibutuhkan untuk
memanaskan steam tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013
dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.24).
Tabel B.24. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Steam
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
∆Hsteam, (Btu
lbraw oil) 7,800 7,903 8,258
3. Panas dari gas inert yang terbawa dari regenerator ke reaktor oleh regenerated catalyst
Diasumsikan jumlah inert gas yang terbawa ke Reaktor adalah 0.7% fresh
feed.
(General Operating Manual UOP,2007)
Panas jenis rata-rata (Cp) = 0.275 Btu
lb℉
(General Operating Manual UOP,2007)
ΔH inert = (inert wt%) x Cp x ΔT (Treaktor – Tregenerator)
= 0.007 x 0.275 Btu
lb℉ x (951.98 ˚F - 1298˚F)
= - 0.67 Btu
lbraw oil
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas gas inert tanggal 29
Februari , lalu 7, 14, 21 dan 28 Maret 2012 dapat ditabulasikan seperti berikut
(Tabel B.25).
76
Tabel B.25. Panas Gas Inert yang Terbawa
Parameter Hari ke-1 2 3 4 5
∆Hinert, (Btu
lbraw oil) -0.67 -0.67 -0.67 -0.72 -0.67
4. Panas Reaktor
Dengan Menggunakan ketetapan Heat Loss Reaktor yaitu 2 Btu
lbra w oil
(General Operating Manual UOP,2007)
Maka ;
ΔH Reaktor = ΔH combined feed + ΔH steam + ΔH inert + ΔH loss + ΔH reaksi
= (315 + 7.60 + (-0.67) + 2) Btu
lbraw oil + ΔH reaksi
= 323.93 Btu
lbraw oil + ΔH reaksi
Kondisi dianggap steady state ;
ΔH regenerator = ΔH reaktor
16729.24Btu
lbcokex
9825.33lb
h r coke
247444.58lb
hr raw oil
= 323.93Btu
lb raw oil + ΔH reaksi
Maka ;
ΔH reaksi
=16729.64Btu
lbcokex
9825.33lb
h r coke
247444.58lb
hr raw oil
+323.93Btu
lb raw oil
77
= 988.22Btu
lb raw oil
ΔH reaktor = 323.93Btu
lb raw oil+ ΔH reaksi
= 323.93Btu
lb raw oil+ 988.22
Btulb raw oil
= 1312.15Btu
lb raw oil
Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas reaksi dan panas
reaktor tanggal 29 Februari, lalu 7, 14, 21 dan 28 Maret 2012 dapat ditabulasikan
seperti berikut (Tabel B.26).
Tabel B.26. Panas Reaksi dan Panas Reaktor
Parameter Hari ke-
1 2 3 4 5
ΔH reaksi
( Btulbraw oil
)1312.15 1288.17 1252.67 1274.83 1288.58
ΔH reaktor
Btulbraw oil
¿988.22 976.41 954.22 966.16 974.41
Tabel B.27. Heat Balance Reaktor
No. UraianInput
(Btu/lb raw oil)
Output
(Btu/lb raw oil)
1
2
3
Panas untuk memanaskan dan
menguapkan combined feed
Panas untuk memanaskan steam
Panas terbawa gas inert ke reaktor
oleh regenerated catalyst
315
7.60
-0.67
78
4
5
6
Radiation loss
ΔH reaksi
Panas reaktor
1312.15
2
988.2
Total 1312.15 1312.13