Menara Distilasi MD -01
Komponen LK dan HK akan berada diantara nilai - 0,01 ≤
F x
D x
F j
D j
, ,
≤ 1,01
Tabel A.15. Distribusi Komponen
Komponen Xj D
Xj F
hasil keterangan
Propanol 1
0.099099099 1,0000
Terdistribusi Propil Asetat
0.099099099 1,0000
Terdistribusi Air
0.801801802 1,0000
Terdistribusi
Berdasarkan perhitungan neraca massa pada masing-masing komponen, maka dapat
disusun tabel neraca massa komponen sebagai berikut : Tabel A.16. Neraca massa MD-301
Komponen BM
Arus masuk MD 1 Arus keluar MD 1
F 9 F10 Distilat
F13 Bottom Kmoljam
Kgjam Kmoljam
Kgjam Kmoljam
Kgjam
Propanol 60
4.1667
250
4.1667
250 4.03065E-07
2.41839E-05 Propil Asetat
102
12.5000
1275
12.5000 1275
Air 18
16.1311 290.3594
3.26116E-07 5.87009E-06
16.1311 290.359
total
32.7977 1815.3594
4.030647394 241.8388299
28.6311 1565.3594
Neraca Massa Condensor
Fungsi : Mengkondensasikan produk atas DC-301
Menentukan Rasio Refluks Minimum Rm
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 : 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:
Tabel A.17. Hasil trial nilai = 8,493
Komponen
avg
x
i,F avg
. x
i,F
, i
F i
i
x Propanol
2,594 0,0499
0,1295 -0,035
Propil Asetat 1,000
0,9494 0,9494
-0,118 H
2
O 2,292
0,000 0,0013
0,071 TOTAL
1,000 0.0000
Menghitung Rm
Rm dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
i D
i i
x
,
Rm + 1 Perhitungan Rm ditabulasikan sebagai berikut:
Tabel A.18. Hasil Perhitungan Rm
Komponen
avg
x
i,D avg
. x
i,D
, i
D i
i
x Propanol
2,594 0,9699
2,5161 -0,306
Propil Asetat 1,000
0,0185 0,0185
-0,001 H
2
O 2,292
0,0116 0,0267
0,714 TOTAL
1,0000 1,0210
Maka :
i D
i i
x
,
Rm + 1
1,0210 = Rm + 1
Rm = 0, 0210
Menentukan R operasi
R operasi berkisar antara 1,2 – 1,5 Rm Geankoplis, 1993
diambil R operasi = 1,5 x Rm
R operasi = 1,5 x 0, 0210
R operasi = 0,0315
Neraca massa pada CD-301 : V
= L + D ,dimana R = LD, maka:
V = RD + D
V = DR+1
= 4,1667 kmoljam x 0,0315 + 1 = 4,2979 kmoljam
L = R x D
= 0,0315 x 4,1667 kmoljam = 0,1312 kmoljam
keterangan : V
= umpan vapor masuk CD-301, kmoljam D
= Distilat keluar CD-301, kmoljam L
= liquid refluks, kmoljam
Tabel A.19. Komposisi liquid refluks
Komponen L Kmoljam
L Kgjam x
L
Propanol 0,1312
1,8972 0,9699
Propil Asetat 0,0011
0,2190 0,0185
H
2
O 0,0007
0,0128 0,0116
Total 0,1330
2,1289 1,0000
Tabel A.20. Komposisi Distilat
Komponen D kmoljam
D kgjam x
D
Propanol 4,1667
60,2279 0,9699
Propil Asetat 0,0370
6,9514 0,0185
H
2
O 0,0226
0,4063 0,0116
Total 4,2263
67,5855 1,0000
Komposisi umpan vapor CD-301 V = L + D:
Tabel A.21. Komposisi Vapor umpan kondensor
Komponen V Kmoljam
V Kgjam y
V
Propanol 4,2979
257,874 0,9699
Propil Asetat 0,0370
7,1704 0,0185
H
2
O 0,0233
0,4191 0,0116
Total 4,3582
2 1
Maka Neraca Massa CD-301 adalah:
Tabel A.22. Neraca Massa CD-301
Komponen Masuk
Keluar Destilasi Atas
Liquid Refluk Kondensor Bawah
KmolJam kgJam
KmolJam kgJam
KmolJam kgJam
Propanol 4,297
257,874 0,1312
7,872 4,166
250,002 Propil Asetat
0,000 0,000
0,001 0,219
0,000 0,000
H
2
O 0,023
4,19E-01 0,001
0,013 0,023
0,406
Jumlah 4,320
257,874 0,133
7,124 4,189
250,838
TOTAL 4,320
257,874 4,320
257,874
Neraca Massa Reboiler
Fungsi : menguapkan sebagian liquid keluaran DC-301 L = F + L
keterangan : L
= aliran masuk RB-301 F
= aliran feed = 50,4128 kmoljam L
= aliran refluks = 0,1330 kmoljam Maka :
L = 28,4981 kmoljam + 0,1330 kmoljam = 28,6311 kmoljam
Liquid keluar dari RB-301 = komposisi bottom DC-301 = 36,6422 kmoljam.
Uap yang keluar RB-301 = V, dimana: V
= L - B = 50,4128 kmoljam
– 36,6422 kmoljam = 13,7706 kmoljam Komposisi umpan RB-301:
Tabel A.23. Komposisi umpan RB-301
Komponen L
Kmoljam L Kgjam
x
L
Propanol 0,0020
0,0637 5,26E-05
Propil Asetat 50,4128
7332,7359 0,99994
H
2
O 1,2E-04
2,2E-03 3,24E-06
Total 50,4128
7332,8017 1
Komposisi liquid keluar RB-301 = Bottom DC-301:
Tabel A.24. Komposisi Bottom
Komponen B Kmoljam
B Kgjam x
B
Propanol 0,0019
0,0603 0,0001
Propil Asetat 36,642
6944,437 0,9999
H
2
O 0,0001
0,0021 3,24E-06
Total 36,6422
6944,499 1,0000
Komposisi uap yang keluar RB-301:
Tabel A.25. Komposisi Vapor
Komponen V
Kmoljam V Kgjam
y
V
Propanol 0,0001
0,0034 5,26E-05
Propil Asetat 13,7705
1.404,540 0,99994
H
2
O 6,48E-06
1,17E-04 3,24E-06
Total 13,7706
1.404,540 1
Neraca Massa RB-301:
Tabel A.26. Neraca Massa RB-301
Komponen Masuk
Keluar Destilasi Bawah
Uap RB RB Bawah
KmolJam kgJam
KmolJam kgJam
KmolJam kgJam
Propanol 0,002
0,012 0,000
0,003 0,002
0,060 Propil Asetat
50,412 5.142,024
13,770 1.404,540 36,642 3.737,484
H
2
O 1,22E-04
2,20E-03 0,000
0,000 0,000
0,002 Jumlah
50,412 5.142,024
13,770 1.404,540 36,642 3.737,484
TOTAL 50,412
5.142,024 50,412
5.142,024
LAMPIRAN PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis perhitungan : 1 Jam
Satuan : kilo Joule kJ
Temperatur referensi T
reff
: 25
o
C 298,15 K Bahan Baku : Asam Asetat dan Propanol
Produk : Propil Asetat 98 Neraca Energi:
{Energi masuk – Energi keluar + Generasi energi – Konsumsi energi} =
{Akumulasi energi} Himmelblau,ed.6,1996
Data yang digunakan
Kapasitas Panas Cairan
3 2
DT CT
BT A
C
p T
T T
T p
ref ref
dT DT
CT BT
A dT
C
3 2
4 3
2
4 4
3 3
2 2
reff reff
reff reff
T T
p
T T
D T
T C
T T
B T
T A
dT C
ref
Tabel B.1. Data konstanta A, B, C, D untuk Cp cair dalam KJKmol.K
Komponen A B
C D
Asam Asetat -18,944 1,0971
-2,89E-03 2,93E-06
Propanol 88,081
0,4022 -1,30E-3
1,97E-6 Asam Sulfat 2,60E+01
7,03E-01 -1,39E-03
1,03E-06 Propil Asetat 91,591
7,82E-01 -2,43E-04
3,33E-06 H
2
O 92,053
4,00E-01 -2,11E-04
5,35E-06 Carl L. Yaws, 1999
Kapasitas Panas Cairan
3 2
DT CT
BT A
C
p T
T T
T p
ref ref
dT DT
CT BT
A dT
C
3 2
4 3
2
4 4
3 3
2 2
reff reff
reff reff
T T
p
T T
D T
T C
T T
B T
T A
dT C
ref
Tabel B.2. Data konstanta A, B, C, D untuk Cp padatan dalamKJKmol.K
Komponen A
B C
D E
NaOH Na
2
SO
4
26,230 32,500
3,91E-01 2,10E-01
2,13E-04 2,73E-04
- -
- -
Carl L. Yaws, 1999