Neraca Energi DC-401 a. Menghitung panas umpan

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