LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

  

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

  = 883,8384 kg/jam Berdasarkan perhitungan neraca massa alur mundur, dengan kapasitas produksi COCl

  0,1 % HCl 0,1 % (Anthony, 1996).

  Kapasitas produksi = jam 24 hari

  1 x 330 hari thn

  1 x ton

  1 1000 kg x tahun

  1 7.000 ton

  2

  Cl

  yang keluar dari KO Drum sebesar 881,0985 kg/jam dan COCl

  2

  solution dengan kapasitas produksi 44,6059 kg/jam, maka diperoleh laju alir keluaran kondensor sebesar 925,7044 kg/jam, dimana laju alir ini juga sama dengan laju alir keluaran reaktor. Dengan konversi Cl

  2

  99% pada reaktor, maka diperoleh laju alir Cl

  2

  2

  99,69 % CO 0,1 %

  Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan berat : Kilogram (kg) Kapasitas produksi : 7.000 ton/tahun Waktu operasi : 330 hari/tahun Berat Molekul : Cl

  2

  2

  = 70,914 kg/mol CO = 28,010 kg/mol CH

  4

  = 16,042 kg/mol CO

  2

  = 44,011 kg/mol H

  = 2,016 kg/mol HCl = 36,465 kg/mol COCl

  2

  2

  = 98,92 kg/mol Bahan baku : Karbonmonoksida (CO)

  : Klorin (Cl

  2

  ) Produk akhir : Fosgen (COCl

  2

  ) Impuritas produk : COCl

  masuk ke reaktor sebesar 663,6203 kg/jam. Sehingga diperoleh laju alir CO masuk ke reaktor sebesar 264,0685 kg/jam.

  Sehingga dari perhitungan mundur berdasarkan kapasitas produksi dan impuritas produk diperoleh data umpan masuk bahan baku, CO dan Cl yaitu :

  2 Umpan masuk Cl :

  2

  3 F Cl2 = 663,6203 kg/jam

  Umpan masuk CO :

  6 F CO = 266,7359 kg/jam

  Peralatan yang mengalami peneracaan massa, yaitu :

• Reaktor - KO Drum - Absorber

  LA.1 Reaktor (R-210) _{Cl 3 2 (g) CO (g) 6} R-210 _{7 H CO CH 2 (g) 2 (g) 4 (g) HCl (g) H2 (g) CO (g) Cl2 (g) CH4 (g)} COCl2 (g) _{CO2 (g)}

  Dari perhitungan alur mundur diperoleh :

  3 F = 663,6203 kg/jam Cl2

  6 F = 266,7359 kg/jam CO

  = 16 detik τ Reaksi :

  CO + Cl COCl

  (g) 2 (g) 2 (g)

  Konversi Cl = 99% (Anthony, Christine, Elaine & Kenneth, 1996)

  2 Neraca masssa reaktor

  3

  6

7 F + F = F

  663,6203 kg/jam + 266,7359 kg/jam = 930,3562 kg/jam Diketahui fraksi komposisi umpan CO pada alur 6 : CO = 0,99 CH = 0,001

  4 CO = 0,004

  2 H = 0,005 (Anthony, Christine, Elaine & Kenneth, 1996)

  2 Komposisi pada alur 6 :

  6 F = 266,7359 x 0,99 = 264,0685 kg/jam = 9,4310 kmol/jam CO

  6 F = 266,7359 x 0,001 = 0,2667 kg/jam = 0,0167 kmol/jam CH4

  6 F = 266,7359 x 0,004 = 1,0669 kg/jam = 0,0242 kmol/jam CO2

  6 F = 266,7359 x 0,005 = 1,3337 kg/jam = 0,6669 kmol/jam H2

  Diketahui fraksi komposisi produk COCl pada alur 7 :

  

2

COCl = 0,995

  2 Cl = 0,001

  2 CO = 0,0005

  CH = 0,0005

  4 CO = 0,001

  2 H = 0,001

  2 HCl = 0,001 (Anthony, Christine, Elaine & Kenneth, 1996)

  Komposisi pada alur 7 :

  7 F = 930,3562 x 0,995 = 925,7044 kg/jam COCl2

  7 F = 930,3562 x 0,001 = 0,9304 kg/jam Cl2

  7 F = 930,3562 x 0,0005 = 0,4652 kg/jam CO

  7 F = 930,3562 x 0,0005 = 0,4652 kg/jam CH4

  7 F = 930,3562 x 0,001 = 0,9304 kg/jam CO2

  7 F = 930,3562 x 0,001 = 0,9304 kg/jam H2

  7 F = 930,3562 x 0,001 = 0,9304 kg/jam HCl

  Total = 930,3562 kg/jam

  Tabel LA.1 Neraca Massa Reaktor (R-210) Input (kg/jam) Output (kg/jam)

  Komponen Alur 3 Alur 6 Alur 7

  925,7044 - - COCl

  2

• CO 264,0685 0,4652
• Cl 663,6203 0,9304

  2

• CH 0,2667 0,4652

4 CO 1,0669 0,9304 -

  2

• H 1,3337 0,9304

2 HCl - 0,9304 -

  663,6203 266,7359 Total

  930,3562 930,3562

  Jumlah katalis yang dibutuhkan : Perbandingan katalis 0,5 kg untuk 1000 kg/jam COCl

   (Anthony, Christine, Elaine &

  2 Kenneth, 1996)

  Maka untuk jumlah COCl sebesar 925,7044 kg/jam diperlukan karbon aktif

  2

  sebanyak :

  925,7044  , 5 462 , 8522

  = = = 0,4628 kg katalis karbon aktif

  1000 1000 LA.2 KO Drum (V-320)

  Untuk memisahkan COCl fasa gas dan cair, maka dibutuhkan pemisahan

  2

  menggunakan KO Drum dengan hasil pada alur 9 fasa gas dan alur 10 fasa cair, dengan perhitungan sebagai berikut : _{Cl COCl 2 (g) 2 (g) 9 CO2 (l) COCl2 (l) CO (l) Cl2 (l) 8 H (g)} CO (g) _{CH 2 4 (g) HCl (l)} H2 (l) _{CH4 (l) V-320 CO COCl 2 (l) 2 (l)}

₁₀

_{HCl (l)} Cl ^{2 (l)} Asumsi efisiensi KO Drum 95%, maka :

  10

  883,8384

  F

8 F = = = 930,3562 kg/jam .

  eff ,

  95 Sehingga :

  9

  8

10 F = F

• – F = 930,3562
• – 883,8384 = 46,5178 kg/jam Diketahui fraksi komposisi hasil produk COCl pada alur 10

  2 COCl = 0,9969

  2 Cl = 0,001

  2 CO = 0,001

  2 HCl = 0,001 (Anthony, Christine, Elaine & Kenneth, 1996)

  Komposisi pada alur 10 :

  10 F = 883,8384 x 0,9969 = 881,0985 kg/jam COCl2

  10 F = 883,8384 x 0,001 = 0,8838 kg/jam Cl2

  10

  8 F = F = 0,9304 kg/jam CO2 CO2

  10

  8 F = F = 0,9304 kg/jam HCl HCl

  Total = 883,8384 kg/jam

  Neraca COCl :

  2

  9

  8

  10 F = F COCl2 COCl2 – F COCl2

  = 925,7044

• – 881,0985 = 44,6059 kg/jam

  Neraca Cl :

  2

  9

  8

  10 F = F Cl2 Cl2 – F Cl2

  = 0,9304

• – 0,8838 = 0,0466 kg/jam

  Komposisi pada alur 9 :

  9 F

  = 44,6059 kg/jam

  COCl2

  9 F

  = 0,0466 kg/jam

  Cl2

  9

  8 F = F = 0,4652 kg/jam CO CO

  9

  8 F = F = 0,9304 kg/jam H2 H2

  9

  8 F = F = 0,4652 kg/jam CH4 CH4

  Total = 46,5178 kg/jam

  Tabel LA.2 Neraca Massa KO Drum (V-320) Input (kg/jam) Output (kg/jam)

  Komponen Alur 8 Alur 9 Alur 10

  COCl 925,7044 44,6059 881,0985

  2

• CO 0,4652 0,4652 Cl 0,9304 0,0466 0,8838

2 CH 0,4652 0,4652 -

  4

  0,9304 CO - 0,9304

  2

  0,9304 H 0,9304 -

  2

  0,9304 HCl - 0,9304

  46,5178 883,8384 Total 930,3562

  930,3562

  LA.3 Absorber (V-330) Hasil keluaran KO Drum pada alur 9 diturunkan suhunya menggunakan Cooler.

  Karena tidak terjadi perubahan massa, maka pada alur 11 hasil keluaran Cooler memiliki laju alir COCl yang sama pada alur 9 sebesar 44,6059 kg/jam. Untuk

  2

  menghasilkan COCl solution, maka umpan pada alur 11 dikontakkan dengan pelarut

  2 C H dengan perhitungan sebagai berikut :

  7

  8 _{C H8 (l)}

₇

_{15 11 COCl 2 (g) H CO (g) Cl CH 2 (g) 2 (g) 4 (g)}

  13 _{H CO (g) CH} Cl _{2 (g)} ^{2 (g)} _{4 (g) C H8 (l)} COCl (l) _{7 2 14} Konsentrasi COCl pada alur 14 direncanakan 20 %

2 Komposisi alur 14 :

  14 W = 20 % COCl2

  14 W = 100 % - 20 % = 80 % C7H8

• F
• F
• F
• COCl

  F

  14 C7H8

  = F

  12 C7H8

  : F

  8

  7 H

  = 223,0295 kg/jam

  14

  20 44,6059 kg/jam

  12 C7H8

  %

  =

  w F

  14 COCl2

  14 COCl2

  =

  14

  F

  F

  = F

  x w

  = 178,4236 kg/jam Tabel LA.3 Neraca Massa Absorber

  0,4652 - 0,4652 - CO

  4

  0,0466 0,8838 0,0466 - CH

  2

  44,6059 881,0985 - 44,6059 CO 0,4652 - 0,4652 - Cl

  2

  Alur 11 Alur 12 Alur 13 Alur 14 COCl

  Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)

  14 C7H8

  14

  = F

  12 C7H8

  F

  = 223,0295 kg/jam x 80 % = 178,4236 kg/jam

  12 C7H8

  F

  14 C7H8

  . w

  14 COCl2

  14

  2

  13

  = F

  11 CO

  = 0,0466 kg/jam F

  13 Cl2

  = F

  11 Cl2

  Alur 13 : F

  

14

Persamaan neraca komponen :

  = F

  = 0,4652 kg/jam F

  12

  46,5178 kg/jam + F

  

14

  13

  = F

  12

  11

  Persamaan neraca total : F

  13 CO

  11 H2

  = F

  11 COCl2

  14 COCl2

  F

  14 COCl2

  x w

  14

  = F

  14 COCl2

  = 44,6059 kg/jam F

  = F

  = F

  14 COCl2

  : F

  2

  = 0,4652kg/jam Alur 14 :

  13 CH4

  = F

  11 CH4

  = 0,9304 kg/jam F

  13 H2

• C
• 0,9304 - -

• H 0,9304 0,9304 -

  2

• HCl 0,9304
• C - H 883,8384 178,4236

  7

  8

  46,5113 881,0985 1,9054 223,0295 Total

  224,9349 224,9349

  LA.4 Absorber Cl 2 (V-340)

  Karena diperoleh sisa Cl hasil keluaran Absorber V-330 dengan fasa gas, maka gas

  2

  ini harus di treatment terlebih dahulu sebelum dibuang ke badan air, dimana dalam proses ini di kontakkan dengan campuran antara NaOH dan air pada Absorber V- 340. Perhitungannya adalah sebagai berikut : _{NaOH (l) H O (l0 2 17 13 Cl (g) 2 CH (g) H (g) CO (g) 2 4}

  18 _{CH (g) H (g)} CO (g) _{2 4 Cl (l) 2 NaOH (l)} H O (l) _{2 19} Konsentrasi Cl pada alur 19 direncanakan 1 %

2 Komposisi alur 19 :

  19 W = 1 % Cl2

  19 W = 20 % NaOH

  19 W = 100 % - 1 % - 20 % = 79 % H2O

  Komposisi alur 17 direncanakan :

  19 W = 20 % NaOH

  19 W = 100 % - 20 % = 80 % H2O

  Persamaan neraca total :

  13

  17

  18

  19 F + F = F + F

  12

  13

  14

  8,1938 kg/jam + F = F + F

• Cl

  . w

  17

  F

  = 4,6600 kg/jam x 99 % = 4,6134 kg/jam

  19 H2O

  F

  19 H2O

  19

  = 4,6134 kg/jam Alur 17 :

  = F

  19 H2O

  F

  19 H2O

  = F

  17 H2O

  = F

  F

  2 O & NaOH :

  F

  = 4,6134 kg/jam x 80 % = 3,6901 kg/jam

  17 H2O

  . w

  17

  = F

  17 H2O

  = 4,6134 kg/jam x 20 % = 0,9227 kg/jam

  17

  17 NaOH

  . w

  17

  = F

  17 NaOH

  = 4,6134 kg/jam F

  F

  = 4,6600 kg/jam

  = F

  19

  = F

  18 CO

  = 0,4652 kg/jam F

  13 H2

  = F

  18 H2

  = 0,9304 kg/jam F

  13 CH4

  = F

  18 CH4

  = 0,4652 kg/jam Alur 19 :

  2

  : F

  19 Cl2

  13 Cl2

  Persamaan neraca komponen : Alur 13 : F

  =

  F

  1 0,0466 kg/jam

  = %

  w F

  19 Cl2

  19 Cl2

  19

  = 0,0466 kg/jam F

  F

  19 Cl2

  x w

  19

  = F

  19 Cl2

  13 CO

• H

19 H2O

  Tabel LA.4 Neraca Massa Absorber V-340 Input (kg/jam) Output (kg/jam)

  Komponen Alur 13 Alur 17 Alur 18 Alur 19

  Cl 0,0466 - - 0,0466

  2

• CO 0,4652 0,4652
• H 0,9304 0,9304

2 CH

• 0,4652 0,4652

  4

• NaOH 0,9227 0,9227 H O
• 3,6901 3,6901 -

  2

  1,9074 4,6134 1,8608 4,6600 Total

  6,5208 6,5208

  LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

  Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ/jam Temperatur basis : 25 C = 298,15 K Perhitungan neraca panas menggunakan rumus sebagai berikut : Perhitungan beban panas pada masing-masing alur masuk dan keluar _T

  Q = H = (Smith, 2001)

  n x Cp x dT  T _ref

  Persamaan umum untuk menghitung kapasitas panas gas adalah sebagai berikut :

  

2

  3

  4 Cp a bT cT dT eT _g      ( )

  Tabel LB.1 Data Kapasitas Panas Gas (J/mol.K) Komponen a b c d e

  Cl 2,8546E+01 2,3879E-02 -2,1363E-05 6,4726E-09

2 CO 2,9006E+01 2,4923E-03 -1,8644E-05 4,7989E-08 -2,8726E-11

  CH 3,8387E+01 -7,3663E-02 2,9098E-04 -2,6384E-07 8,0067E-11

  4 CO 1,9022E+01 7,9629E-02 -7,3706E-05 3,7457E-08 -8,1330E-12

  2 H 1,7638E+01 6,7005E-02 -1,3148E-04 1,0588E-07 -2,9180E-11

  2 HCl 3,0308E+01 -7,6090E-03 1,3260E-05 -4,3336E-09

  COCl 2,2127E+01 2,1108E-01 -3,4969E-04 2,8609E-07 -9,1349E-11

  2

  (Reklaitis, 1983) Persamaan umum untuk menghitung kapasitas panas cairan adalah sebagai berikut :

  2

  3 Cp  a  bT  cT  dT _l ( )

  Tabel LB.2 Data Kapasitas Panas Cairan (J/mol.K) Komponen a b c d

  Cl 1,5412E+01 7,2310E-01 -3,9726E-03 5,2623E-06

2 CO 1,4967E+01 2,1439 -3,2470E-02 1,5804E-04

  CH -5,7070 1,0256 -1,6656E-03 -1,9750E-05

  4 CO 1,1041E+01 1,1595 -7,3213E-03 1,5501E-05

  2 H 5,8866E+01 -2,3069E-01 -8,0421E-02 1,3777E-03

  2 HCl 1,7722E+01 9,0426E-01 -5,6449E-03 1,1338E-05

  COCl 1,3584E+01 9,0421E-01 -3,4122E-03 4,6598E-06

  2

  (Reklaitis, 1983)

2 CO -110,615

• 74,901 CO
• 393,768 H

  2

  Komponen A B C Cl

  2

  14,1372 2055,15 -23,3117 CO 13,8722 769,93 1,6369

  CH

  4

  13,5840 968,13 -3,72 CO

  2

  15,3768 1956,25 -2,1117 H

  COCl

  12,7844 232,32 8,08 HCl 14,7081 1802,24 -9,6678

  COCl

  2

  14,5141 2525,43 -26,1643 (Reklaitis, 1983) Tabel LB.6 Data steam dan air pendingin yang digunakan

  T (

  o

  C) λ (kJ/kg)

  Air pendingin

  30 3015,9484

  70 Saturated steam 350 895,228 (Reklaitis, 1983)

  2

  2

  2

  4

  BP (K)

  H vl (J/mol)

  Cl

  2

  70,914 239,111 20410 CO 28,010 81,691 6065,3

  CH

  4

  16,042 111,671 8179,5 CO

  44,011 194,681 16560,9 H

  Tabel LB.3 Data Panas Laten Komponen

  2

  2,016 20,381 1334,6 HCl 36,465 188,127 16150,3

  COCl

  2

  98,92 280,721 24402,8 (Reklaitis, 1983) Tabel LB.4 Data Panas Reaksi Pembentukan

  Komponen Hf

  (J/mol) Cl

  CH

  BM (gr/mol)

2 HCl -92,36

• 108 (Reklaitis, 1983) Tabel LB.5 Tekanan uap Antoine (kPa) ln P = A-(B/(t+C))

Peralatan yang mengalami peneracaan energi, yaitu :

• Vaporizer Cl - Kondensor

  2

• Heater 1 Cl - Cooler 1 COCl Solution

  2

  2

• Heater 2 CO - Cooler 2 COCl Produk

  2

• Reaktor - Tangki CO

  LB.1 Vaporizer Cl 2 (V-112)

  Pada reaktor, Cl yang digunakan adalah fasa gas, sedangkan dalam penyimpanannya

2 Cl disimpan pada fasa cair, sehingga dibutuhkan vaporizer untuk merubah fasa Cl

  2

  2

  dari fasa cair menjadi fasa gas. Perhitungan steam yang digunakan untuk merubah fasa Cl dari cair menjadi gas adalah sebagai berikut :

2 Saturated steam pada 350 C

  

T = -34,72 C T = 50 C

P = 1 atm P = 1 atm

  1

  2 Cl (l) Cl (g) _{2 2} V-112 Kondensat pada 80 C o Panas masuk pada alur 1 : T = 238,43 K (-34,72

  C), P = 1 atm; 238 ,

  43

  1 Panas masuk vaporizer Cl , Q = N Cpl dT

  2 in Senyawa   298 ,

  15 Laju alir Cl pada alur 1 adalah :

  2

1 N = 9,3468 kmol/jam

  238 ,

  43

  1 Maka panas masuk vaporizer Cl , Q = N Cpl dT 2 in _Senyawa

    298 , 15 238,43 238,43

  1

  2

  3

• 1

  6

  4 N Cp - dT N 15,4120 0,7231 T 0,0039 T 5,2623 x

  10 T dT    

  (l)  

    298,15 298,15

    , 7231



  2 2  15,4120(23 8,43 298,15) ( 238,43 298 , 15 )

      

• 

  

   (9,3468 )  

  2   

   

  6 , 0039  5 , 2623 x 10  

  3

3 

  4

  4 

   ( 238 , 43 298 , 15 ) ( 238,43 298 , 15 )   

     

  3

  

  4     

  Q = 14048,0331 kJ/jam

  in

  ) kJ/jam Q = 189751,5710 kJ/jam

  ) 239,111 323,15 (

  3

  9

  4

  4

  2 0236 , 239,111) - 15 28,55(323,

  2 ) 111 , 239 ,15 323 (

  3 , 10 1363

  4 , 10 473 6 ) 239,111 323,15 (

      

  5

     

  





    

     



     

         

         

      

  2 (g)  

  3

  2

  323,15 239,111 323,15 239,111

     

  Q = 203799,6040 kJ/jam

  in

  out

  Jumlah panas yang dibutuhkan : Q = Q

  = 9,3468 [-1480,3568 J/mol + 20410 J/mol + 2874,5683 J/mol] = 203799,6037 kJ/jam

  out

  Q

       

  (g) (l) i    

  2 x x

  BP 298,15 323,15 BP

  = dT Cp Hvl dT Cp N

  out

  : 20410 J/mol (Reklaitis, 1983) Maka : Q

  2

  = 2874,5683 J/mol  Hvl Cl

  (g)

  Cp

  4 9 - 3 5 -

  2,1363 10 x T 0,0236 28,55 dT Cp

  Panas keluar pada alur 2 : T = 323,15 K (50 o

       

  2 (l)  

  3

  4 6 -

  239,111 298,15 239,111 298,15

   

  :

  2

  Untuk Cl

  









         

  (g) (l) i    

  BP 298,15 323,15 BP

  = dT Cp Hvl dT Cp N

  out

  , Q

  2

  Panas keluar vaporizer Cl

  C), P = 1 atm;

         

     

  T dT 6,473 10 x T

  6

   

  = -1480,3568 J/mol

  (l)

  Cp

  2 x

  2

  3

  3

  4

      

  4

  2 7231 , 298,15) - 9,111 15,4120(23

  3 0039 , ) ,111 298 15 , 239 (

  

5

) 239,111 298 15 , (

  ) 239,111 298 15 , ( 4 , 10 2623

     

     

      

• Q
• – (14048,0331
o

  Steam yang digunakan adalah saturated pada suhu 623,15 K (350

  C) dan keluar

  o

  sebagai kondensat pada suhu 353,15 K (80

  C). Dari steam tabel (Reklaitis, 1983) diperoleh :

  o

  H (350

  C) = 2566,5 kJ/kg

  o

  H (80

  C) = 334,9 kJ/kg Kandungan panas steam :

  o o

  C) - H (80

  C) ∆H = H (350

  = 2566,5 kJ/kg

• – 334,9 kJ/kg = 2231,6 kJ/kg

  Jumlah steam yang diperlukan:

  Q

  m =

  H

  

    189751,571 kJ/jam m 

  2231 , 6 kJ/kg 85,0294 kg/jam 

  Tabel LB.7 Neraca Panas Vaporizer Cl (V-112)

  2 Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

  Umpan 14048,0331 - Produk - 203799,6037

  Steam - 189751,5710 Total 203799,6037 203799,6037

  LB.2 Heater 1 Cl 2 (E-114)

Saturated steam pada 350 C

T = 135 C

  T = 50 C P = 1 atm P = 1 atm

_{Cl (g) Cl (g)}

_{2 2 3 2} E-114

Kondensat pada 80 C

  Panas masuk Heater 1 Cl (E-114) = Panas keluar Vaporizer V-112

  2

  = 203799,6037 kJ/jam

  o Panas keluar pada alur 3 : T = 408,15 K (135

  C), P = 1 atm; 408 ,

  15

  3 Panas keluar Heater 1 Cl (E-114), Q = N Cp dT 2 out _{Senyawa ( g )}

    298 , 15 408,15 408,15

  3

  3

  2 - -

  5

  3

  9

  4

  

• N Cp dT  N 28,55  0,0236 T 2,1363 x

  10 T  6,473 x

  10 T dT

  (g)  

    298,15 298,15

    , 0236 

  2 2  28,55(408, 15 298,15) ( 408 , 15 298 , 15 )

     

• 

  

    (9,3468) 

  2   

    5 

  9  2 , 1363 x 10   6 , 473 x 10 

  3

  3

  4

  4 

   ( 408,15 298,15 ) ( 408,15 298,15 )        

   

  3

  4     

  

  Q = 40408,8534 kJ/jam

  out

  Jumlah panas yang dibutuhkan : Q = Q - Q

  out in

  Qin = 203799,6037 kJ/jam Qout = 40408,8534 kJ/jam

• – dQ/dt = Qout = 40408,8534 kJ/jam 203799,6037 kJ/jam
• – Qin = 163390,750 kJ/jam

  Kandungan panas steam :

  o o

  C) - H (80

  C) ∆H = H (350

  = 2566,5 kJ/kg

• – 334,9 kJ/kg = 2231,6 kJ/kg

  Jumlah steam yang diperlukan:

  Q

  m =  H

    163390,750 kJ/jam m

   2231 , 6 kJ/kg 73,2169 kg/jam

  

  Tabel LB.8 Neraca Panas Heater 1 Cl (E-114)

  2 Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

  Umpan 203799,6037 203799,6037

• Produk 163390,750
• Steam 163390,750 Total 40408,8534 40408,8534

E-124 ^{5 6 CO (g)} _{H 4 CO 2 (g) 2 (g)} ^{CO (g)} _{CH 4 (g) CO 2 (g) H 2 (g)} T = -185 C P = 1 atm T = 135 C

  P = 1 atm Saturated steam pada 350 C Kondensat pada 80 C

  3

  Komponen N

  = 55805,8398 kJ/jam Tabel LB.9 Panas Masuk Heater 2 CO (E-124)

  in

  Q

  2 x

x x

  2

  5

  3

  (kmol/jam)

  8

  4

  4

  11

  5

  5

  88,15) - ,15 29,006(298 (9,4310)

  5

  88,15

  1 ) 15 ,

  dT (kJ/jam)

  0,6669 6611,3765 4409,1270 Total

  2

  0,0242 6979,0300 168,8925 H

  2

  0,0167 7065,5957 117,9954 CO

  4

  CO 9,4310 5419,3431 51109,8248 CH

  (g)

  

   Cp

  5

  N

  dT (J/mol)

  (g)

  Cp

  298,15

  88 ( 298 15 , 2

0024 ,

  3 , 10 8644

  LB.3 Heater 2 CO (E-124) Panas masuk pada alur 5 : T = 88,15 K (-185 o

  5

  2,8726 10 x T 4,7989 10 x T 1,8644 10 x - T 0,0024 29,006

  5 Cp dT N _{Senyawa g} dT T

  88 ) (

    298 15 , 15 ,

  =

  

in

  = 9,4310 kmol/jam Maka panas masuk Heater 2 CO (E-124), Q

  Contoh perhitungan untuk CO; Laju alir CO pada alur 5 adalah : N

  298,15 88,15 5 11 -

  5 Cp dT N _{Senyawa g}

  88 ) (

  



298 15 , 15 ,

  =

  in

  Panas masuk Heater 2 CO (E-124), Q

  C), P = 1 atm;

  N dT Cp N 298,15 88,15

  4 8 - 3 -5

  4 , 10 7989 4 ) 88,15 298,15 (

     

  2 ) 88,15 298,15 (

  5 , 10 8726

  ) 88,15 298,15 (

       

     

        

      

        

  2

             

            

      

     

     

  5  

  5 (g)

  55805,8398 Qin = 55805,8398 kJ/jam Qout = 35858,4421 kJ/jam dQ/dt = Qout

  in

  

298,15 

408,15

  5 , 10 8726

  2 ) 298,15 408,15 (

  4 , 10 7989 4 ) 298,15 408,15 (

  3 , 10 8644

  1 ) 298 15 ,

  ( 408 15 ,

  2

0024 ,

298,15) - ,15 29,006(408 (9,4310) _{5 5 11} ^{4 4 8 3 3 5 2 2} x x x

  Q

  out

  = 35858,4421 kJ/jam Tabel LB.10 Panas Keluar Heater 2 CO (E-124)

  Komponen N

  6

  (kmol/jam)

  Cp

       

  (g)

  dT (J/mol)

  N

  6

   Cp (g) dT (kJ/jam)

  CO 9,4310 3358,7199 31676,0873 CH

  4

  0,0167 6550,7352 109,3973 CO

  2

  0,0242 6033,7700 146,0172 H

  2

  0,6669 5888,3495 3926,9403 Total

  35858,4421 Jumlah panas yang dibutuhkan : Q = Q

  out

  ) 298,15 408,15 (

     

  Panas keluar pada alur 6 : T = 408,15 K (135 o

  6 Cp dT N _{Senyawa g} dT T

  C), P = 1 atm;

  Panas keluar Heater 2 CO (E-124), Q

  out

  =

    408 15 , 298 15 ,

  ) (

  6 Cp dT N _{Senyawa g}

  Contoh perhitungan untuk CO; Laju alir CO pada alur 6 adalah : N

  6

  = 9,4310kmol/jam Maka panas keluar Heater 2 CO (E-124), Q

  out

  =

    408 15 , 298 15 ,

  ) (

  2,8726 10 x T

4,7989 10 x

T 1,8644 10 x - T 0,0024 29,006

        

  N dT Cp N 408,15 298,15

  408,15 298,15 5 11 -

  4 8 - 3 -5

  2

  6 (g)

  6  

     

     

      

            

             

        

     

      

• Q
• – Qin = 35858,4421 kJ/jam
• – 55805,8398 kJ/jam = -19947,3977 kJ/jam
Kandungan panas steam :

  o o

  C) - H (80

  C) ∆H = H (350

  = 2566,5 kJ/kg

• – 334,9 kJ/kg = 2231,6 kJ/kg

  Jumlah steam yang diperlukan :

  Q

  m =  H

    1 9947 , 3977 kJ/jam m

   2231,6 kJ/kg  8,9386 kg/jam

  Tabel LB.11 Neraca Panas Heater 2 CO (E-124) Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

  Umpan 55805,8398 55805,8398 Produk -19947,3977 -

• 19947,3977 - Steam Total 35858,4421 35858,4421

  LB.4 Reaktor (R-210) Air pendingin pada 30 C T = 135 C

  P = 1 atm _{Cl 2 (g) 3} T = 135 C _{CO (g) Cl2 (g) CO2 (g) COCl2 (g)} P = 1 atm ₇ H2 (g) T = 135 C _{HCl (g)} P = 1 atm CH4 (g) _{CO (g) CO H CH 2 (g) 6 2 (g) 4 (g)} R-210

Air pendingin bekas pada 70 C

o

  dan

  Panas masuk pada alur 3 : T = 408,15 K (135

  C), P = 1 atm; o Panas masuk pada alur 6 : T = 408,15 K (135

  C), P = 1 atm

  7 Cp dT N _S

  3

  N

  dT (J/mol)

  (g)

  Cp

  408,15

  

  

408,15

  (kmol/jam)

  6

  (kmol/jam) N

  Komponen N

  

  = 0 kJ/jam Tabel LB.12 Panas Masuk Reaktor (R-210)

  in

  Q

  2 x x x

  2

  5

  3

  3

  8

  4

  408,15

  408,15

  11

  Panas keluar reaktor (R-210), Q

  



408 15 , 298 15 ,

  =

  out

  = 0,0166 kmol/jam Maka panas keluar reaktor (R-210), Q

  7

  Contoh perhitungan untuk CO; Laju alir CO pada alur 7 adalah : N

  7 Cp dT N _S

  



 408 15 , 298 15 ,

  =

  out

  C), P = 1 atm

  Cp

  Panas keluar pada alur 7 : T = 408,15 K (135 o

  2

  2

  4

  CH

  9,3468 - CO - 9,4310

  2

  Cl

  dT (kJ/jam)

  (g)

  4

  5

  Panas masuk reaktor (R-210), Q

  6

  6 408 15 , 408 15 , ) (

  408 15 , 408 15 , ) (

    



    

       

     

     

  =

  in

  = 9,4310 kmol/jam Maka panas masuk reaktor (R-210), Q

  Contoh perhitungan untuk CO; Laju alir CO pada alur 6 adalah : N

  2,8726 10 x T 4,7989 10 x T 1,8644 10 x - T 0,0024 29,006

  3 Cp dT N dT Cp N _{S g g S}

  6 408 15 , 408 15 , ) (

  408 15 , 408 15 , ) (

   





    

       

     

     

  =

  in

  3 Cp dT N dT Cp N _{S g g S} dT T

  N dT Cp N 408,15 408,15

  5

      

  2

0024 ,

408,15) - ,15 29,006(408 (9,4310)

  1 ) 408,15 408,15 (

  3 , 10 8644

  4 , 10 7989 4 ) 408,15 408,15 (

  2 ) 408,15 408,15 (

  5 , 10 8726

  ) 408,15 408,15 (

       

     

        

     

  408,15 408,15 5 11 -

        

             

            

      

     

     

  6  

  6 (g)

  2

  4 8 - 3 -5

• 0,0167 CO
• 0,0242 H
• 0,6669 Total

  = 132993,9807

  N

  Cl

  dT (kJ/jam)

  (g)

  Cp

  408,15

  

  7 408,15

  dT (J/mol)

  0,0131 4323,2821 56,6350 CO 0,0166 3267,6181 54,2425

  (g)

  Cp

  408,15

  

  298,15

  (kmol/jam)

  7

  2

  CH

  = 132.993,9807 kJ/jam Tabel LB.13 Panas Keluar Reaktor (R-210)

  132.993,9807 Reaksi : CO + Cl

  out – Q in

  Panas yang dilepaskan : Q = Q

  = 12,0318 . 2,6150 = 31,4632 kJ/jam

  = (-108

  ^COCl 2 ^{Cl f CO f f} H H H Hr       

  2 ) ( ₂

  2  COCl

  9,3505 13884,5436 129827,4247 Total

  4

  2

  COCl

  0,4652 5747,6249 2673,7951 HCl 0,0255 2795,5596 71,2868

  2

  0,0211 5888,0939 124,2388 H

  2

  0,0291 6404,0513 186,3579 CO

  Komponen N

  out

  dT T 2,8726 10 x T 4,7989 10 x

     

        

      

     

        

             

            

      

     

       

  7  

  7 (g)

  2

  3 -5

  5 11 - 4 8 -

  408,15 298,15 408,15 298,15

  T 1,8644 10 x - T 0,0024 29,006 N dT Cp N

     

  ) 298,15 408,15 (

  Q

  4

  2 x x x

  2

  5

  3

  3

  8

  4

  11

  5 , 10 8726

  5

  5

  2

0024 ,

298,15) - ,15 29,006(408 (0,0166)

  1 ) 298,15 408,15 (

  3 , 10 8644

  4 , 10 7989 4 ) 298,15 408,15 (

  2 ) 298,15 408,15 (

• – (-110,6150) - 0) = 2,6150 J/mol r = 12,0318 ΔHr = r. ΔHr
• r.ΔHr
• – 0 + 31,4632 = 133025,4438 kJ/jam

Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 30 C dan keluar pada suhu 70 C. Air pendingin yang dibutuhkan :

  Air : H (70

  C) - H (30

  C) = [ H (70

  C) - H (25

  C) ]

  C) - H (25

  C) ]

• – [ H (30

  343 ,

15 303 ,

  15

  = Cp dT  Cp dT _{H O ( l ) H O ( l ) 2 2}

  

 

301 ,

15 301 ,

  15

  = 3015,9484 kJ/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan :

  Q

  m =

  H

  

   

  1 33 . 025 , 4438 kJ/jam m  3015,9484 kJ/kg

   793,9320 kg/jam

  Tabel LB.14 Neraca Panas Reaktor (R-210) Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

  Umpan

• 133025,4438 Produk - 132993,9807
• Total 133025,4438 133025,4438

  31,4632 ΔHr

  LB.5 Kondensor (E-310) Air pendingin pada 30 C

  T = 135 C T = 40 C P = 1 atm P = 1 atm _{Cl2 (g) CO2 (g) COCl2 (g) 7 CO2 (l) COCl2 (l) 8 CH4 (g) Air pendingin HCl (g) H2 (g) CO (g)} E-310 _{CH4 (l) HCl (l) H2 (l) CO (l) Cl2 (l)} bekas pada 70 C o Panas masuk pada alur 7 : T = 408,15 K (135

  C), P = 1 atm; 298 ,

  15

  7 Panas masuk Kondensor (E-310), Q = N Cp dT in _{Senyawa ( g )}

    408 ,

  15 Contoh perhitungan untuk COCl ;

2 Laju alir COCl pada alur 7 adalah :

  2

7 N = 9,3505 kmol/jam

    

  Cl

  2 9,3505

  0,0255

  2 0,4652

  2 0,0211

  0,0291

  4

  0,0166

  0,0131

  2

  dT (kJ/jam)

  C), P = 1 atm;

  (g)

  Cp

  298,15

  

  7 408,15

  N

  dT (J/mol)

  (g)

  Cp

  298,15

  Panas keluar pada alur 8 : T = 313,15 K (40 o

  Panas keluar Kondensor (E-310), Q

  408,15

  8

  2 (l)  

  3

  4 6 -

  280,721 298,15 280,721 298,15

  T dT 4,6598 10 x T 0,0034 - T 0,9042 13,5840 dT Cp

   

  :

  2

  = 9,3505 kmol/jam Maka untuk COCl

  pada alur 8 adalah : N

  out

  2

  ; Laju alir COCl

  2

  Contoh perhitungan untuk COCl

       

     

  8 senyawa    

  

313,15

BP

(g) (l)

  Cp dT Hvl dT Cp N BP 298,15

  =

  

  (kmol/jam)

  Maka panas masuk Kondensor (E-310), Q

  7  

        

      

     

        

             

            

      

     

     

  7 (g)

       

  2

  4

7 -

3 -4

  298,15 408,15 5 11 -

  N dT Cp N 298,15 408,15

  9,1349 10 x T 2,8609 10 x T 3,4969 10 x - T 0,2110 22,1270

  7 Cp dT N _{Senyawa g} dT T

  ) (

    298 15 , 408 15 ,

  =