PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE FENGAN PROSES DEHIDRASI
BAB III NERACA MASSA
kapasitas produksi =
10000 ton tahun Operasi
= 330
hari tahun Basis Perhitungan
= 1
jam operasi
Produksi Acrylonitrile = 1262,6263
kgjam
Berat Molekul Senyawa :
Ethylene Cyanohydrine C
3
H
5
NO =
71,08 Ethylene Glycol
C
2
H
6
O
2
= 62,07
Hydrogen Cyanide HCN
= 27,03
Air H
2
O =
18,02 Acrylonitrile
C
3
H
3
N =
53,06
Etylene Cyanohydrine yang digunakan sebagai bahan baku mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Kemurnian
= 99,15
Impurities yang terkandung dalam ethylene cyanohydrine : Ethylene Glycol
C
2
H
6
O
2
= 0,20
Air H
2
O =
0,50 HCN
HCN =
0,15 Total Persentase
= 100,00
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
1. Vaporizer
Neraca Massa Vaporizer
masuk keluar
Vapor Keluar Vaporizer
C
3
H
5
NO =
1.390,9933 kg C
3
H
5
NO =
1.362,5250 kg
C
2
H
6
O
2
= 2,8058 kg
C
2
H
6
O
2
= 2,7770 kg
HCN = 2,1044 kg
HCN = 2,0996 kg
H
2
O =
7,0146 kg H
2
O =
7,0084 kg
sub total =
1.374,4101 kg
Liquid tak teruapkan di vaporizer
C
3
H
5
NO =
28,4683 kg C
2
H
6
O
2
= 0,0288 kg
HCN = 0,0047 kg
H
2
O =
0,0062 kg sub total
= 28,5080 kg
TOTAL =
1.402,9181 kg
TOTAL =
1.402,9181 kg
2. Reaktor
Neraca massa di reaktor
masuk keluar
C
3
H
5
NO =
1.362,5250 kg
C
3
H
5
NO =
136,2525 kg
C
2
H
6
O
2
= 2,7770
kg C
2
H
6
O
2
= 2,7770
kg
HCN =
2,0996 kg
HCN =
2,0996 kg
H
2
O =
7,0084 kg
H
2
O =
286,8014 kg
C
3
H
3
N =
946,4795 kg
TOTAL =
1.374,4101 kg
TOTAL =
1.374,4101 kg
3. Desuperheater komponen
Pisaturated fraksi mol Zi
Ki Xi = ZiKi
C
3
H
5
NO 0,0714
0,0536 0,0705
0,7600 C
2
H
6
O
2
0,1409 0,0012
0,1391 0,0090
HCN 22,244
0,0022 21,9535
0,0001 H
2
O 3,7686
0,4447 3,7193
0,1196 C
3
H
3
N 3,7437
0,4984 3,6947
0,1349
Total 1,0000
1,0235
desuperheated harus dapat menurunkan suhu dari = 250 °C menjadi = 141,451 °C
jadi suhu yang keluar dari desuperheated = 141,451 °C
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
4. kondensor subcooler
Neraca massa di kondensor subcooler
masuk keluar
C
3
H
5
NO =
136,2525 kg
C
3
H
5
NO =
136,2525 kg
C
2
H
6
O
2
= 2,7770
kg C
2
H
6
O
2
= 2,7770
kg
HCN =
2,0996 kg
HCN =
2,0996 kg
H
2
O =
286,8014 kg
H
2
O =
286,8014 kg
C
3
H
3
N =
946,4795 kg
C
3
H
3
N =
946,4795 kg
TOTAL =
1.374,4101 kg
TOTAL =
1.374,4101 kg
5. Decanter
neraca massa di decanter
MASUK KELUAR
C
3
H
5
NO =
136,2525 kg
aliran bawah
C
2
H
6
O
2
= 2,7770 kg
C
3
H
5
NO =
106,5041 kg
HCN =
2,0996 kg H
2
O =
38,0786 kg
H
2
O =
286,8014 kg C
3
H
3
N =
925,9366 kg
C
3
H
3
N =
946,4795 kg sub total
= 1.070,5193
kg aliran atas
C
3
H
5
NO =
29,7484 kg
C
2
H
6
O
2
= 2,7770 kg
HCN =
2,0996 kg H
2
O =
248,7228 kg
C
3
H
3
N =
20,5429 kg sub total
= 303,8908
kg
TOTAL =
1.374,4101 kg
TOTAL =
1.374,4101 kg
6. Distilasi
neraca massa di menara distilasi
MASUK KELUAR
bagian atas distilat
C
3
H
5
NO =
106,5041 kg
H
2
O =
0,0952 kg
H
2
O =
38,0786 kg C
3
H
3
N =
925,8618 kg
C
3
H
3
N =
925,9366 kg
sub total =
925,9570 kg
bagian bawah bottom
C
3
H
5
NO =
106,5041 kg
H
2
O =
37,9834 kg C
3
H
3
N =
0,0748 kg
sub total =
144,5623 kg
TOTAL =
1.070,5193 kg
TOTAL =
1.070,5193 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
7. Evaporator
neraca massa di evaporator
MASUK KELUAR
bagian atas
C
3
H
5
NO =
106,5041 kg
H
2
O =
37,4482 kg H
2
O =
37,9834 kg C
3
H
3
N =
0,0748 kg
C
3
H
3
N =
0,0748 kg sub total
= 37,5230 kg
bagian bawah
C
3
H
5
NO =
106,5041 kg
H
2
O =
0,5352 kg sub total
= 107,0393
kg
TOTAL =
144,5623 kg
TOTAL =
144,5623 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE FENGAN PROSES DEHIDRASI
APPENDIX B NERACA PANAS
Berat M olekul Senyaw a :
Et hylene Cyanohydrine C
3
H
5
NO =
71.08 Et hylene Glycol
C
2
H
6
O
2
= 62.07
Hydrogen Cyanide HCN
= 27.03
Air H
2
O =
18.02 Acrylonit rile
C
3
H
3
N =
53.06
1. Vaporizer
Neraca Panas Vaporizer
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
F
= Fi x H
F 303.15 K
komponen Q
N
= Ni x H
N 493.735 K
C
3
H
5
NO 15331.5290
C
3
H
5
NO 1645288.156
C
2
H
6
O
2
8.2785 C
2
H
6
O
2
3177.5378
HCN 36.9664
HCN 3306.3892
H
2
O 527.9142
H
2
O 27670.6484
Q steam
3012641.1520 Q loss
82515.4658
Sub total 3028545.8401
Q condensat 1279824.4720
Panas di dalam vaporizer komponen
Q
L
= Li x H
L 303.15 K
C
3
H
5
NO 13009.8496
C
2
H
6
O
2
6.8058
HCN 3.0821
H
2
O 8.9848
Sub total 13028.7223
Total 3041782.6692
Total 3041782.6692
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
2. Kompressor
Neraca Panas di kompresor
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
N
= Ni x
komponen Q
N
= Ni x H
N 500.1287K
C
3
H
5
NO 1645288.1560
C
3
H
5
NO 1651231.1650
C
2
H
6
O
2
3177.5378 C
2
H
6
O
2
3187.6094
HCN 3306.3892
HCN 3316.9738
H
2
O 27670.6484
H
2
O 27748.1350
ΔH compressor
6041.1518
Total 1685483.8832
Total 1685483.8832
3. Superheater
Neraca panas di superheat er
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
N
=
Ni x H
N 500.1287K
komponen Q
G
=
Gi x H
G 523.15 K
C
3
H
5
NO 1651231.1650
C
3
H
5
NO 1674319.6797
C
2
H
6
O
2
3187.6094 C
2
H
6
O
2
3227.6584
HCN 3316.9738
HCN 3357.6972
H
2
O 27748.1350
H
2
O 28039.6961
Q St eam 42827.9999
Q Loss 1173.0424
Q Condensat 18194.1093
Total 1728311.8831
Total 1728311.8831
4. Reaktor
Neraca Panas di reakt or
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
G
= Gi x H
G 523.15 K
komponen Q
P
= Pi x H
P 523.15 K
C
3
H
5
NO 1572883.8682
C
3
H
5
NO 1572883.8682
C
2
H
6
O
2
3175.8185 C
2
H
6
O
2
3175.8185
HCN 3110.3151
HCN 3110.3151
H
2
O 25221.0812
H
2
O 25221.0812
ΔH
R 523.15 K
2594372.7972 H
2
O
produk
1006949.5596
Q St eam 57644424.6658
C
3
H
3
N 33164594.7222
Q Loss 1578858.5742
Q Condensat 24488394.6070
Total 61843188.5460
Total 61843188.5460
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
5. Desuperheater
Neraca Panas di desuperheat er
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
P
= Pi x H
P 523.15 K
komponen Q
A
= Ai x H
A 414.601 K
C
3
H
5
NO 1572883.8682
C
3
H
5
NO 1492453.8110
C
2
H
6
O
2
3175.8185 C
2
H
6
O
2
3070.8859 HCN
3110.3151 HCN
2955.3890 H
2
O 1032170.6408
H
2
O 977937.0019
C
3
H
3
N 33164594.7222
C
3
H
3
N 33168196.2480
Q
D in
24748.5828 Q
D out
156070.6118
Total 35800683.9476
Total 35800683.9476
6. Kondensor subcooler
Neraca Panas di kondensor subcooler
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
A
= Ai x H
A 414.601 K
komponen Q
z
= Zi x H
z 303.15 K
C
3
H
5
NO 1492453.8110
C
3
H
5
NO 193988.9612
C
2
H
6
O
2
3070.8859 C
2
H
6
O
2
457.4676 HCN
2955.3890 HCN
-87.5328 H
2
O 977937.0019
H
2
O -419075.9407
C
3
H
3
N 33168196.2480
C
3
H
3
N 32545596.2729
Q
W in
5472307.0241 Q
W out
8796041.1317
Total 41.116.920.3599
Total 41.116.920.3599
7. Heater
Neraca Panas Heat er
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
M
= M i x H
M 303.15 K
komponen Q
J
= Ji x H
J 357.790 K
C
3
H
5
NO 1173.8886
C
3
H
5
NO 14394.9276
H
2
O 2865.5311
H
2
O 29051.2830
C
3
H
3
N 7355.0427
C
3
H
3
N 91623.5417
Q st eam 225857.7930
Sub Total
135069.7522
komponen Q
U
= Ui x H
U 357.790 K
C
3
H
5
NO 0.0000
H
2
O 0.0000
C
3
H
3
N 47.8681
Sub Total 47.8681
Q condensat e 95948.4771
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
Q loss 6186.158
Total 237.252.2554
Total 237.252.2554
8. Distilasi
Neraca Panas di Kondensor Dist ilasi
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
V
= Vi x H
V 352.8681 K
komponen Q
L
= Li x H
L 318.15 K
C
3
H
5
NO 0.0000
C
3
H
5
NO 0.0000
H
2
O 297.0837
H
2
O 0.1198
C
3
H
3
N 606175.8632
C
3
H
3
N 422.7385
Q air pendingin 940754.9169
Sub Total 422.8582
komponen Q
D
= Di x H
D 318.15 K
C
3
H
5
NO 0.0000
H
2
O 9.8157
C
3
H
3
N 34650.6943
Sub Total 34660.5101
Q air pendingin 1512144.4954
Total 1547227.8637
Total 1547227.8637
Neraca Panas t ot al di rangkaian dist ilasi
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
J
= Ji x H
J 357.790 K
kJ komponen
Q
D
= Di x H
D 318.15 K
kJ
C
3
H
5
NO 14394.9276
C
3
H
5
NO 0.0000
H
2
O 29051.2830
H
2
O 9.8157
C
3
H
3
N 91623.5417
C
3
H
3
N 34650.6943
Sub Total 135069.7522
Sub Total 135069.7522
komponen Q
U
= Ui x H
U 357.790 K
kJ komponen
Q
B
= Bi x H
B 386.770 K
kJ
C
3
H
5
NO 0.0000
C
3
H
5
NO 21750.8667
H
2
O 0.0000
H
2
O 39521.5261
C
3
H
3
N 47.8681
C
3
H
3
N 11.2105
Sub Total 47.8681
Sub Total 61283.6033
Q air pendingin 940754.9169
Q air pendingin 1512144.4954
Q st eam 971565.4636
Q condensat e 412738.5883
Q loss 26610.8036
Total 2047438.001
Total 2047438.001
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE DENGAN PROSES DEHIDRASI
9. Cooler
Neraca Panas di Cooler
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
D
= Di x H
D 318.15 K
komponen Q
Y
= Yi x H
Y 303.15 K
C
3
H
5
NO 0.0000
C
3
H
5
NO H
2
O 9.8157
H
2
O -13.4513
C
3
H
3
N 34650.6943
C
3
H
3
N 13027.0960
Q
W in
2281596.7517 Q
W out
2303243.6170
Total 2316257.2617
Total 2316257.2617
10. Evaporator
Neraca Panas Evaporat or
Panas M asuk Panas Keluar
komponen Q
B
= Bi x H
B 386.770 K
kJ komponen
Q
K
= Ki x H
K 404.635 K
kJ
C
3
H
5
NO 21750.8667
H
2
O 135770.7733
H
2
O 39521.5261
C
3
H
3
N 52.612
C
3
H
3
N 11.2105
Sub Total 135823.3853
Q st eam 201904.9954
komponen Q
R’
= Ri’ x kJ
C
3
H
5
NO 36029.5014
H
2
O 32.7167
Sub Total 36062.2181
Q condensat e 85772.8953
Q loss 5530.1000
Total 263188.5987
Total 263188.5987
11 Kondensor
Neraca Panas di Cooler
Panas M asuk Panas Keluar
Komponen Q
K
= Ki x H
K 404.635 K
kJ komponen
Q
K’
= Ki x H
K 318.15 K
H
2
O 135770.7733
H
2
O 40582.9146
C
3
H
3
N 52.612
C
3
H
3
N 9.341
Q
W in
9924857.1127 Q
W out
354535.4760
Total 10060680.4980
Total 10060680.4980
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
PRA RENCANA PABRIK ACRYLONITRILE DARI ETHYLENE CYANOHYDRINE FENGAN PROSES DEHIDRASI
BAB V SPESIFIKASI ALAT
Kategori