Menghitung kebutuhan steam
∆H in+ ∆H steam =
∆H out ∆H steam
= ∆H out - ∆H in
∆H steam = 8.4451,64637 - 3.839,067432
= 80.612,57894 kJjam
Oleh karena itu membutuhkan fluida panas yang berfungsi sebagai pemanas, yaitu saturated steam pada steam tabel dengan kondisi kondisi :
Temperatur T = 149,5
o
C Tekanan P
= 4,696 bar H
l
= 630 kJkg H
v
= 2.744,8 kJkg
steam = H
v
- H
l
= 2.744,8 – 630
= 2.114,800 kJkg
Menghitung massa steam m :
m
steam
= =
kg kJ
jam kJ
2114.800 94
80.612,578
= 38,118 kgjam
Pana s steam masuk :
= m x H
v
= 38,118 kgjam x 2.744,8 kJkg = 104.627,10737 kJjam
Pana s steam keluar :
= m x H
L
= 38,118 kgjam x 630 kJkg = 24.014,52843 kJjam
Neraca Energi Total HE-102 Aliran Panas Masuk
Aliran Panas Keluar
∆H
in
3.839,067432 ∆H
out
8.4451,64637 ∆H
s in
104.627,10737 ∆H
s out
24.014,52843
Total 108.466,17480 108.466,17480
5. Reaktor RE-201
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi pembentukan Asetat Anhidrid
Gambar. Reaktor RE-201
Kondisi operasi : Temperatur
= 130
o
C Tekanan
= 5 atm
Dalam menghitung neraca energi di reaktor digunakan langkah perhitungan seperti pada gambar berikut :
PC V-37
R-201
7
Qin Qpendingin in
Qpendingin out Qout
T
in
ΔH
umpan
ΔH
R 298
ΔH
produk
ΔH
total
T
out
Menghitung panas masuk Reaktor RE-201
Panas aliran masuk Metil Asetat
T = 130
o
C = 403,15 K T
ref
= 25
o
C = 298,15 K
Tabel. Panas aliran masuk dari HE-101
Komponen m kg
n kmol ∫Cp dT
kJ Kmol
H
tf
kJ
Metil Asetat 2.035,59200
27,50800 -16.229,12048
-446.430,64627 H
2
O 226,17680
12,56538 -7.924,54696
-99.574,92624
Total 2.261,77
40,07338 -24.153,66744
-546.005,57251
Panas aliran masuk CO
T = 130
o
C = 403,15 K T
ref
= 25
o
C = 298,15 K
Tabel. Panas aliran masuk dari HE-102
Komponen m kg
n kmol ∫Cp dT
kJ Kmol
H
tf
kJ
CO 770,22400
27,50800 -3.070,07585
-84.451,64637
Total 770,22400
27,50800 -3.070,07585
-84.451,64637
Sehingga panas aliran keluar totalnya adalah 630.457,2189 Kjjam
Panas aliran produk keluar dari RE-201
T = 130
o
C = 403,15 K T
ref
= 25
o
C = 298,15 K
Tabel. Panas aliran produk keluar dari RE-201
Komponen kgjam
kmoljam ∫Cp.dt
∆H
out
kJjam
Asetat Anhidrid 2.525,2530 24,7574
21.259,6194 526.332,5255
Metil Asetat 203,5592
2,7508 16.229,1205
44.643,0646 H
2
O 226,1769
12,5654 7.924,5470
99.574,9262 CO
77,0224 2,7508
3.070,0758 8.445,1646
Total 3.032,0115
42,8244 48.483,3627
678.995,6810
Menghitung Panas Reaksi Reaksi :
CH
3
C=OOCH
3l
+ CO
g
CH
3
C=OOO=CCH
3l
a. Menghitung entalpi pada keadaan standar ∆H
o
R 298 K Data ∆H⁰f masing-masing komponen pada keadaan standar 298,15 K
Tabel. Entalpi standar masing-masing komponen Komponen
∆H
F
kJkmol Asetat Anhidrid
-575.720 Metil Asetat
-419.7300 CO
-110.500
Panas pembentukan standar masing-masing komponen pada suhu 298,15 K
ΔH
f298 o
= ΔH
F
produk - ΔH
F
reaktan ΔH
f 298 o
= -32.895 kJkmol Karena bernilai negatif sehingga reaksi bersifat eksotermis
b. Menghitung e ntalpi pada kondisi operasi ∆H
R
Perubahan entalphi reaktan dari 298,15 K ke 403,15 K dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut
dengan
Sehingga
= 1.960,423 kJkmol
Sehingga entalpi pada keadaan operasi adalah
= -32.895 kJkmol + 1.960,423 kJkmol = -30.934,577 kJkmol
c. Menghitung panas reaksi Jumlah Metil Asetat mula-mula F
A0
= 27,508 kmol C
3
H
6
O
2
jam Konversi = 90 = 0,9
Maka, panas reaksi Q
reaksi
= ΔH
R
403,15 K . FAo . X = -30.934,577 x 27,508 x 0,90
= -765.853,5097 kJjam
2 1
T T
Pi R
R
dT C
ΔH ΔH
403,15 298,15
Pi K
298,15 R
K 403,15
R
dT C
ΔH ΔH
: dT
Cp
403,15 298.15
dT CT
DT CT
BT A
T T
2 1
4 3
2
5 4
3 2
5 1
5 2
4 1
4 2
3 1
3 2
2 1
2 2
1 2
T T
E T
T D
T T
C T
T B
T T
A
5 4
3 2
dT Cp
5 1
5 2
4 1
4 2
3 1
3 2
2 1
2 2
1 2
403,15 298,15
T T
E T
T D
T T
C T
T B
T T
A
403,15 298,15
Pi K
298,15 R
K 403,15
R
dT C
ΔH ΔH
d. Menghitung panas dan massa air pendingin Neraca Energi:
Q
in
– Q
out
+ Q
gen
– Q
kon
= Q
acc
{Q
20
+Q
CW in
– Q
21
+ Q
CW out
- 0 +Q
gen
} = {0}
Q cw = Q
in
– Q
out
+ Q
gen
= 630.457,2189
– 678.995,6810 + 765.853,5097 =
717.315,0476 kJjam
Cooling water cw yang digunakan pada pabrik Asetat Anhidrid masuk ke
cooler pada temperatur 30
o
C dan keluar pada temperatur 45
o
C, Dari data kapasitas panas Cp air diperoleh :
Geankoplis, C,J,, 1997 Cp air pada 30
o
C = 4,1915 kJkg,K, dan Cp air pada 45
o
C = 4,2020 kJkg,K
H = Cp
T Sehingga:
H =
H 45
o
C –
H 30
o
C =
4,2020
318 – 298 – 4,1915
303 – 298
= 63,0825 kJkg
Maka kebutuhan air pendingin :
F cw =
H cw
Q
