Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-11
a. Menghitung panas yang dibawa umpan
T in = 508 K Tref = 298 K
Komponen kmol
Cp dT kJkmol Q kJ
NH3 467,868 8141,241 3809026,296
H2O 0,903
6331,626 5717,762
EDA 0,869 23612,820
20515,718 MEA
83,548 22165,397
1851871,522 DETA 0,205 41081,213
8435,974
Total 553,393 5695567,272
b. Menghitung panas reaksi
Diketahui, pada 298 K : Hf NH3
= -45900 kJkmol Hf H2O
= -241800 kJkmol Hf EDA
= -17340 kJkmol Hf MEA
= -210190 kJkmol Hf DETA
= -5860 kJkmol Reaksi 1 :
MEA
g
+ NH
3 g
EDA
g
+ H
2
O
g
∆H
298
= H
f
EDA
g
+ H
f
H
2
O
g
- H
f
MEA
g
+H
f
NH
3g
= -17340 - 241800 – -210190 - 4590 kJkmol = -3050 kJkmol
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-12
Reaksi 2 : MEA
g
+ EDA
g
DETA
g
+ H
2
O
g
∆H
298
= H
f
DETA
g
+ H
f
H
2
O
g
- H
f
MEA
g
+H
f
EDA
g
= -5860 - 241800 – -210190 -17340 kJkmol = -20130 kJkmol
Maka :
∆H reaksi 1 = 52,625 kmol x - 3050 kJkmol = - 160536,750 kJ
∆H reaksi 2 = 10,062 kmol x - 20130 kJkmol = - 202548,060 kJ
∆H reaksi total =
∆H reaksi 1 + ∆H reaksi 2 = - 120536,750 - 202548,060 kJ
= - 363084,810 kJ Q reaksi
= - ∆H reaksi
= 363084,810 kJ
Q input = Q umpan + Q reaksi = 5695567,272 + 363084,810 kJ
= 6058652,082 kJ
c. Menghitung panas dibawa produk
T out = 545,5715 K Tref = 298 K
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-13
Komponen kmol
Cp dT kJkmol Q kJ
NH3 415,233 10172,137
4223805,818 H2O 63,600 7694,142
489349,649 EDA 43,442
30072,792 1306419,336
MEA 20,851 28211,275 588222,641
DETA 10,267 52617,755 540249.408
Total 553,393 6058652,082
Q output = 6058652,082 kJ
6. NERACA PANAS DI KONDENSOR PARSIAL CP-01
Tujuan : a.
Menghitung beban pendingin b.
Menghitung kebutuhan air pendingin yang diperlukan untuk mengkondensasikan umpan kondensor.
Neraca panas pada masing-masing interval. Gas keluar
Pendingin masuk
Pendingin keluar
Gas masuk
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-14
Interval I
Pada T = 458,180 K sampai T = 419,180. K
Komponen Vkmol Lkmol
QL kJ QV kJ
Qtot kJ
NH3 415,233 0,000 0,000 6061422,792
6061422,792 H2O 56,388
7,212 66148,495
2616989,595 2683138,091
EDA 35,202 8,240 180405,371 2108058,266 2288463,637
MEA 9,303 11,548 285449,880 727386,881 1012836,762
DETA 2,360 7,907 2777965,891
949963,315 3727929,206
Total 518,486 34,907
3309969,638 12463820,849
15773790,487
Interval II
Pada T = 419,180 K sampai T = 399,180. K
Komponen Vkmol Lkmol QL kJ
QV kJ Qtot kJ
NH3 415,233 0,000 0.000 4250404,060
4250404,060 H2O 44,671
11,717 84951,048
2043823,750 2128774,797
EDA 23,901 11,301
193568,400 1359591,614
1553160,014 MEA 2,196
7,107 137856,109
163910,860 301766,969
DETA 0,252 2,108 568455,039
80969,847 649424,887
Total 486,252 32,234
984830,596 7898700,131
8883530,727
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-15
Interval III
Pada T = 399,180 K sampai T = 379,180. K
Komponen Vkmol Lkmol QL kJ
QV kJ Qtot kJ
NH3 415,233 0,000 0,000 2832033,192
2832033,192 H2O 26,509
18,163 97254,874
1193947,054 1291201,928
EDA 10,749 13,152
164485,784 579249,121
743734,905 MEA 0,177
2,018 28654.968
12612,967 41267,935
DETA 0,009 0,243 46783,220 2160,338 48943,557
Total 452,677 33,575
337178,845 4620002,673
4957181,518
Interval IV
Pada T = 379,180 K sampai T = 359,180 K
Komponen Vkmol Lkmol QL kJ
QV kJ Qtot kJ
NH3 415,233 0,000 0,000 1690464.972
1690464.972 H2O 11,426
15,083 52394,854
505829,649 558224.503
EDA 3,192 7,557
60529,603 162475,956
223005.560 MEA 0,005 0,172 1566,752 364,872 1931.624
DETA 0,000 0,009 1044,336 21,574 1065,910
Total 429.856 22,821
115535,545 2359157,024
2474692,569
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-16
Interval V
Pada T = 359,180 K sampai T = 339,180. K
Komponen Vkmol Lkmol QL kJ
QV kJ Qtot kJ
NH3 415,233 0,000 0,000 729679,282
729679,282 H2O 3,933
7,493 11958,346
170860,197 182818,543
EDA 0.706 2,486 9013,575
33852,224 42865,799
MEA 0,000 0,005 22,012 4,611 26,623 DETA 0,000 0,000 6,530
0,095 6,625
Total 419,872 9,984 21000,463 934396,408
955396,871
Interval VI
Pada T = 339,180 K sampai T = 314,676 K
Komponen Vkmol Lkmol QL kJ
QV kJ Qtot kJ
NH3 415,233 0,000 0,000 510798,630
510798,630 H2O 0,000
3,933 4447,951 4,527 4452,478
EDA 0,000 0,706 1807,903 0,085 1807,987
MEA 0,000 0,000 0,206 0,081
0,287 DETA 0,000 0,000 0,032
0,001 0,033
Total 415,233 4,639 6256,092 510803,324 517059,416
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-17
Menentukan beban pendingin : Suhu K
H kJ Q = H1 - H2 kJ
458,527 18489495,596 -
444,180 18079339.754 410155,842 419,180 15773790,487 2305549,267
394,180 8883530,727 6890259,760 369,180 4957181,518 3926349,210
344,180 2474692,569 2482488,949 319,180 955396,871 1519295,698
313,000 517059,416 438337,455
Total 17972436,179
Jadi beban pendingin adalah 17972436,179 kJjam Menentukan kebutuhan air pendingin :
Air masuk pada suhu 35 C dan keluar pada suhu 47 C Tair in =
308 K
Tair out = 320
K Cp air
= 4.2
kJkg K Beban panas CP-01
= m x Cp x dT 17972436,179 kJjam = m x 4,2 kJkg K x 320 – 308K
m = 357959,612 kgjam
Prarancangan Pabrik Ethylenediamine dari Monoethanolamine dan Ammonia
Kapasitas 20.000 Ton Tahun
Lampiran C Neraca Panas
C-18
7. NERACA PANAS DI SEPARATOR III S-03
S-03
Gas keluar
Cairan keluar Umpan
a. Q input