Kondensat digunakan kembali = 0,9 × 4.402,9836 = 3.962,6852 kgjam
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting baik untuk kebutuhan air umpan ketel uap, air pendingin, maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada
pabrik pembuatan polibisfenol-a karbonat ini adalah sebagai berikut:
1. Air umpan ketel uap
Air untuk umpan ketel uap = 4.402,9836 - 3.962,6852 = 440,2984 kgjam.
2. Air pendingin
Air pada suhu 27
o
C didinginkan di dalam unit pendinginan dengan menggunakan refigeran gas amoniak R-717 untuk menghasilkan air pendingin pada suhu 15
o
C sebelum dialirkan ke unit proses. Adapun kebutuhan air pendingin pada keseluruhan
pabrik pembuatan polibisfenol-a karbonat ditunjukkan pada tabel 7.2 berikut. Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik
Nama Alat Jumlah Air kgjam
Reaktor Polimerisasi R-102 26,1595
Cooler E-101 465,6778
Condenser E-102 50.810,6193
Total 51.302,4566
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air
tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown Perry, 1997.
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan : W
e
= 0,00085 W
c
T
2
-T
1
Dimana: W
c
= jumlah air pendingin yang dibutuhkan T
1
= temperatur air pendingin masuk = 15
o
C T
2
= temperatur air pendingin keluar = 25
o
C Sehingga:
W
e
= 0,00085 × 51.302,4566× 25-15 = 436,0709 kgjam Air yang hilang karena drift loss sekitar 0,1-0,2 dari air pendingin yang masuk ke
menara air Perry, 1997. Ditetapkan drift loss sebesar 0,2, maka :
Universitas Sumatera Utara
W
d
= 0,002 × 51.302,4566= 102,6049 kgjam Air yang hilang karena blowdown tergantung pada jumlah siklus sirkulasi air
pendingin sekitar 3-5 siklus Perry, 1997. Ditetapkan 3 siklus, maka : W
b
=
1 3
0709 ,
436 1
S
W
e
W
b
= 218,0354 kgjam Sehingga air tambahan yang diperlukan = W
e
+ W
d
+ W
b
= 436,0709 + 102,6049 + 218,0354 = 756,7112 kgjam
Unit Pendinginan Refrigeration Unit UP
Fungsi : mendinginkan air dari suhu 27
o
C menjadi 15
o
C Jenis
: single stage mechanical refrigeration cycle Bahan konstruksi
: carbon steel
Data : Suhu air masuk unit pendingin = 27
o
C = 300,15 K Suhu air keluar pendingin = 15
o
C = 288,15 K Refrigerant yang dipakai : gas amoniak R-717
Evaporator
Chiller Kompresor
Throttle Valve
Gambar 7.1 Siklus Unit Pendinginan Smith, dkk, 2005
Universitas Sumatera Utara
Suhu pendinginan = 10
o
C Dietrich, 2005
Tekanan pendinginan = 25 bar
Dietrich, 2005
Kapasitas Refrigerasi
Kapasitas refrigerasi = panas yang diserap chiller T
rata-rata
= 294,15 K = 21
o
C Kapasitas panas air pada T
rata-rata
= 4,183 kJkg.K Geankoplis, 2003
Q
c
= m
cp dT Q
c
= 51.302,4566 kgjam × 4,183 kJkg.K × 300,15 K - 288,15 K Q
c
= 3.218.972,6411 kJjam.
Laju Sirkulasi Refrigerant
1 2
H H
Q m
c
Smith, dkk, 2005 Pada titik 4, T = 20
o
C = 293,15 K Kapasitas panas amoniak pada T = 0,179 kJkg.K
H
4
= H
1
= Cp.dT = 0,179 kJkg.K × 293,15 K - 288,15 K = 0,8950 kJkg Oleh karena proses throttling, H
4
= H
1
Pada titik 2, T = 10
o
C = 283,15 K Kapasitas panas amoniak pada T = 0,535 kJkg.K
H
2
= Cp.dT = 0,535 kJkg.K × 318,15 K – 288,15 K = 10,708 kJkg
Massa refrigeran =
1 2
H H
Q
c
m =
8950
, 708
, 10
6411 3.218.972,
328.031,4523 kgjam. Panas Kompresor, Qc
Qc = H
2
- H
1
= 10,708 kJkg - 0,8950 kJkg = 9,8130 kJkg. Kerja kompresor, Wc = Q × m = 9,8130 kJkg × 328.031,4523 kgjam
= 3.218.972,6411 kJjam = 894,1585 kW.
Efisiensi kompresor = 80 W = 894,1585 kW 0,8 = 1.117,6981 kW.
Coefficient of Performance COP = 2,52 Dietrich, 2005
Universitas Sumatera Utara
3. Air Proses
Kategori