A-184
C8H6O4 H2O
103.5145142 2539.923553
262918.9527 Total
262924.9319
Vapo r juga memiliki panas laten evaporasi perubahan fase liquid menjadi
vapor .
Tabel C.13.13. Perhitungan Q laten vapor
komponen Hvap
kjmol Hvap
kjkmol V
kmoljam Q kjjam
C8H10 38.0646896
7 38064.68967
CH3COOH 24.0953527
4 24095.35274
0.00115591 1
27.852090 33
HBr 24.0953527
4 24095.35274
CH3COO2C o
24.0953527 4
24095.35274 CH3COO2
Mn 24.0953527
4 24095.35274
C8H6O4 133.847657
9 H2O
40.3152897 8
40315.28978 103.514514
2 4173217.6
37 total
308.609048 4
4173245.4 89
Q vapor total = Q
sensible vapor
+ Q
laten Vapor
= 262924.9319 + 4173245.489 kjjam = 4436170.421 kjjam
e. Menghitung beban Condensor CD-301
Q vapor total = Q condensor + Q distilat + Q refluks Q condensor = Q vapor total - Q distilat + Q refluks
= 4436170.421 – 262918.1324 + 6.799442665
= 4173245.489 kjjam
A-185 Untuk menyerap panas tersebut maka dibutuhkan cooling water dengan kondisi :
Air pendingin yang digunakan, T
in
= 30
o
C = 303,15
o
K. Cp in = 377,471 kJkmol.
T
out
= 45
o
C = 318,15
o
K. Cp out = 1507,104 kJkmol
m cooling water =
dT Cp
Q
O H
2
=
kJkmol 1129,632
kJjam 9
4173245.48
= 3694.223 kmoljam
= 66496.014 kgjam
f. Menghitung panas bottom
T
T bubble point bottom
= 130.3630101
o
C 403.5130101 K Tref
= 25
o
C 298,15 K Tabel C.13.14. Perhitungan Q bottom DC-401:
komponen kmoljam
∫Cp.dT KJKg.K
Q=n∫Cp dTKJjam
C8H10 27.9603347
3 22349.84585
624909.1712 CH3COOH
11.5576581 1
14536.09588 168003.2264
HBr 0.55815075
14536.09588 8113.332877
A-186
4 CH3COO2Co
0.08234072 3
14536.09588 1196.912647
CH3COO2M n
0.07329989 2
14536.09588 1065.494257
C8H6O4 9.21225E-
05 19162.8066
1.765324836 H2O
0.01035221 9
7952.38673 82.32484857
total 40.2422285
6 803372.2276
g. Menghitung beban Reboiler RB-301
Q in = Q out Q umpan + Q reboiler = Q bottom + Q distilat + Q condensor
Q reboiler = Q bottom + Q distilat + Q condensor - Q umpan
Q reboiler = 803372.2276 + 262918.1324 + 4173245.489 - 672852.6094kJjam
= 4566683.240 kJjam
h. Kebutuhan steam
Steam yang digunakan saturated steam dengan temperatur 156
o
C dan tekanan 557,67 kPa.
H
l
= 658,1 kJkg H
v
= 2752,3 kJkg steam = H
v
- H
l
= 2752,3 – 658,1
= 2094,2 kJkg Massa steam S :
A-187
S =
s .
reb o iler
Q
=
2094,2 4566683.24
= 2180.633769 kgjam i. Neraca energi DC-401
Tabel C.13.15. Neraca energi DC-401
panas masuk kjjam
panas keluar kjjam
Q umpan
672852.6094 Q bottom
803372.2276 Qreboiler
4,566,683.240 Q distilat
262918.1324 Qcondenso
r 4,173,245.489
total 5239535.849
total 5239535.849
F. Menentukan Spesifikasi Menara Distilasi a. Perhitungan Jumlah
Plate Minimum
Menghitung jumlah tray minimum dengan persamaan Fenske.
LK avg
B LK
HK D
HK LK
m
x x
x x
N
,
log .
log
Coulson, 1983, pers. 11.58
83 .
1 log
00026 .
28728 .
05 117
. 1
99999 .
log
E Nm
N
m
= 7.25557 Plate
A-188 Keterangan:
Nm = jumlah plate minimum
X
lk
, X
hk d
= fraksi mol komponen light key dan heavy key distilat X
lk
, X
hk w
= fraksi mol komponen light key dan heavy key bottom α
lk.avg
= relatif volatilitas rata-rata light key
b. Menentukan Rasio Refluks
Untuk menentukan Rm digunakan persamaan sebagai berikut :
i D
i i
x
,
Rm + 1 Coulson vol.6, 1989
keterangan : Rm = rasio refluks minimum
x
i,D
= fraksi mol komponen i pada distilat
= volatilitas relatif komponen i
mencari nilai
Nilai ditentukan dengan metode trial and error dengan menggunakan
persamaan berikut :
i F
i i
x
,
1 – q
Coulson vol.6, 1989
keterangan :
A-189 x
i,F
= fraksi mol komponen i pada umpan karena umpan masuk pada keadaan bubble point maka q = 1, sehingga:
i F
i i
x
,
Nilai ditrial hingga
i F
i i
x
,
0. Nilai harus berada di antara nilai
volatilitas relatif komponen LK dan HK. Dengan menggunakan program solver-excel maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Dengan trial diperoleh :
= 0.68718
komponen a-dist
XD a-disXD
a-dis- a-disXDa-dis-
C8H10 0.56298
-0.1242005 CH3COOH
1 1.11665E-05 1.12E-05
0.31282 3.56964E-05
HBr 1
0.31282 CH3COO2Co
1 0.31282
CH3COO2Mn 1
0.31282 C8H6O4
2.59E-13 -6.87E-01
H2O 1.797493 0.999988833 1.797473
1.11E+00 1.618888702
total 1.618924398
Maka :
i D
i i
x
,
Rm + 1
1.618924398 = Rm + 1 Rm
= 0.6818924398
A-190 Menentukan R operasi
R operasi berkisar antara 1,2 – 1,5 Rm Geankoplis, 1993
diambil R operasi = 1,5 x Rm R operasi = 1,5x 0.6818924398
R operasi = 0.928386597
c. Menentukan jumlah plate teoritis
Untuk menentukan jumlah plate teoritis digunakan persamaan Erbar- Maddox:
1
R R
= 0.48143
1
Rm Rm
= 0.38231
Dari fig. 11.11 Coulson, 1983 diperoleh:
N N
m
= 0,6
N
m
= 7.25557 Plate N = 12.0926 Plate
= 12 Plate termasuk reboiler = 11 Plate tidak termasuk reboiler