PENGENDALIAN PROSES KIMIA SIMULTAN TEKA
PENGENDALIAN PROSES KIMIA SIMULTAN - TEKANAN DAN RASIO H2O:CH4
Supranto Supranto
18-Apr-18
Departemen Teknik Kimia FT UGM, 18 April 2018
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
Pada reaksi:
Diketahui : pada suhu 1000 K, tekanan 5 atm, perbandingan mol CH4 : H2O = 1:1, konversi CH4=29%.
a) Apabila parameter rasio H2O/CH4 berubah antara 1 sampai 10 , secara simultan, parameter tekanan
berubah antara 1 sampai 10, bagaimana pengaruhnya terhadap konversi CH4 dan H2O pada kesetimbangan?
b) Buat grafik hubungan perubahan konversi CH4 yang terjadi, x = f (r, P)
JAWAB
rasio H2O/CH4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T=1000 K; P=5 atm; rasio =1:1, konversi CH4= 29%
% Konversi CH4 pada Tekanan (atm)
1
2
3
4
5
KONDISI PROSES YANG DIKETAHUI
T=
1000 K
P=
5 atm
CH4/H2O =
1:1
konversi CH4 =
29 %
6
29
7
8
9
10
CH + H O ↔ CO + H
Menghitung konstanta kesetimbangan (K) pada kondisi proses yang diketahui
rasio=1:1
CH4 =
1 mol
H2O =
1 mol
CH4 yang bereaksi = konversi x CH4 umpan = 29%
CH4 yang bereaksi = 29%=
0,29 mol
CH + H O ↔ CO + H
Awal (mol)
Konversi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
K=
CH4
1
0,29
0,71
0,2752
H2O
1
0,29
0,71
0,2752
CO
0
0,29
0,29
0,1124
H2
0
0,87
0,87
0,3372
= 1,42278624
MENGHITUNG KONVERSI CH4 PADA KONDISI PROSES YANG BERBEDA
KONDISI PROSES YANG DIKETAHUI
T (K)=
1000
P (atm)=
1 sampai dengan
CH4/H2O =
1:1 sampai dengan
konversi CH4 (%)=
?????konversi H2O (%)=
10
10:1
???
TOTAL
1
2,58
1
1,1
2,1
3,1
4,1
5,1
6,1
7,1
8,1
9,1
10,1
KONDISI PROSES 1,1
RASIO H2O/CH4 =
1:1
TEKANAN (atm)=
1
K= 1,422786236
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
1
CH4
H2O
1
1
x
x
1-x
1-x
(1-x)/(2+2x) (1-x)/(2+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
K=
Blindfolded
trial x
0,4
0,6
0,56
0,5608
0,56093
0,56093667
1,10
2,10
3,10
4,10
5,10
6,10
7,10
8,10
9,10
10,10
CO
x
x
x/(2+2x)
H2
3x
3x
3x/(2+2x)
TOTAL
2
2+2X
1
1,422786236 =(x/(2+2x))*(3x/(2+2x)^3)/((1-x)/((2+2x)*(1-x)/(2+2x))
nilai K
0,244897959
2,135742188
1,408968654
1,420746573
1,422669629 diperoleh nilai x 0,56093667
=
1,422768366
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
K=
konversi CH4
What-If Analysis
x
0,755664259
0,600467633
0,512194561
0,453945284
0,411899892
0,379730722
0,354096564
0,333048717
0,315364938
0,300234977
pengaruh tekanan terhadap konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O:CH4= 1:1
0,6
konversi
Goal seek
nilai K
1,423131516
1,422381974
1,422812
1,422833332
1,422786236
1,422814892
1,422809326
1,422805485
1,422802489
1,422795211
0,4
CH4
0,2
H2O
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
tekanan, atm
2
CH4
H2O
1
2
x
x
1-x
2-x
(1-x)/(3+2x) (2-x)/(3+2x)
CO
x
x
x/(3+2x)
H2
3x
3x
3x/(3+2x)
total
3
2x
3+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(3+2x))*(3x/(3+2x)^3)/((1-x)/((3+2x)*(2-x)/(3+2x))
konversi H2O
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
Goal seek
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 2:1
(x/2)
nilai K
0,8
0,37783213 1,422806396
0,300233816 1,422837399
0,6
0,25609728 1,422831292
0,226972642 1,42282658
0,4
CH4
0,205949946 1,422823612
0,2
0,189865361 1,422821651
H2O
0,177048282 1,422820325
0
0,166524359 1,422819384
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0,157682469 1,422818696
tekanan, atm
0,150117489 1,422818181
konversi
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/1)
0,560961198 0,560961198
0,432060723 0,432060723
0,364316139 0,364316139
0,320876595 0,320876595
0,29
0,29
0,266608885 0,266608885
0,248094469 0,248094469
0,232968923 0,232968923
0,220310392 0,220310392
0,209513607 0,209513607
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
K=
H2
3x
3x
3x/(4+2x)
total
4
2x
4+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(4+2x))*(3x/(4+2x)^3)/((1-x)/((4+2x)*(3-x)/(4+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/3)
0,854997194 0,284999065
0,711304298 0,237101433
0,618166946 0,206055649
0,553481299 0,184493766
0,505865353 0,168621784
0,468149587 0,156049862
0,438034912 0,146011637
0,413091761 0,137697254
0,391994022 0,130664674
0,373846173 0,124615391
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CO
x
x
x/(4+2x)
Goal seek
nilai K
1,422809928
1,4229859
1,42295081
1,422924984
1,427916651
1,422899921
1,422893427
1,422888853
1,422885504
1,422882976
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 3:1
1
0,8
konversi
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3
CH4
H2O
1
3
x
x
1-x
3-x
(1-x)/(4+2x) (3-x)/(4+2x)
0,6
0,4
CH4
0,2
H2O
0
0
1
2
3
4
5
6
4
CH4
H2O
1
4
x
x
1-x
4-x
(1-x)/(5+2x) (4-x)/(5+2x)
7
tekanan,atm
CO
x
x
x/(5+2x)
H2
3x
3x
3x/(5+2x)
total
5
2x
5+2x
1
8
9
10
11
K=
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1,422786236 =P^2*(x/(5+2x))*(3x/(5+2x)^3)/((1-x)/((5+2x)*(4-x)/(5+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/4)
0,909602885 0,227400721
0,788639339 0,197159835
0,698710686 0,174677671
0,632439882
0,15810997
0,58167888
0,14541972
0,541366692 0,135341673
0,508410475 0,127102619
0,480836341 0,120209085
0,457331724 0,114332931
0,436988781 0,109247195
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Goal seek
nilai K
1,422769766
1,422760416
1,422717209
1,422628556
1,42258934
1,422540758
1,422518182
1,422501945
1,422489603
1,422479804
K=
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
CH4
H2O
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
5
CH4
H2O
1
5
x
x
1-x
5-x
(1-x)/(6+2x) (5-x)/(6+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 4:1
CO
x
x
x/(6+2x)
H2
3x
3x
3x/(6+2x)
total
6
2x
6+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(6+2x))*(3x/(6+2x)^3)/((1-x)/((6+2x)*(5-x)/(6+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
P
x
(x/5)
1
0,94099436 0,188198872
2
0,843569622 0,168713924
Goal seek
nilai K
1,422744942
1,423430871
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
H2O pada rasio H2O/CH4= 5:1
1
0,9
0,8
0,7
3
4
5
6
7
8
9
10
0,761088271
0,69646466
0,645085478
0,603404174
0,56877262
0,5395426
0,514386331
0,492454043
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
1,422877472
1,423679858
1,422964292
1,422816446
1,422284439
1,422733535
1,422769992
1,422622476
K=
0,7
0,6
0,5
CH4
0,4
H2O
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6
CH4
H2O
1
6
x
x
1-x
6-x
(1-x)/(7+2x) (6-x)/(7+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,152217654
0,139292932
0,129017096
0,120680835
0,113754524
0,10790852
0,102877266
0,098490809
CO
x
x
x/(7+2x)
H2
3x
3x
3x/(7+2x)
total
7
2x
7+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(7+2x))*(3x/(7+2x)^3)/((1-x)/((7+2x)*(6-x)/(7+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
Goal seek
x
(x/6)
0,959836554 0,159972759
0,882771542
0,14712859
0,809663722 0,134943954
0,748564349 0,124760725
0,698266492 0,116377749
0,656449282 0,109408214
0,62116321 0,103527202
0,59089752
0,09848292
0,564706243 0,094117707
0,541714553 0,090285759
Goal seek
nilai K
1,422916598
1,422956212
1,422856714
1,422823434
1,42281078
1,42280446
1,422795925
1,422125397
1,422379087
1,422532497
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 6:1
1,2
1
0,8
CH4
0,6
H2O
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
CH4
H2O
1
7
x
x
1-x
7-x
(1-x)/(8+2x) (7-x)/(8+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
K=
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CO
x
x
x/(8+2x)
H2
3x
3x
3x/(8+2x)
total
8
2x
8+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(8+2x))*(3x/(8+2x)^3)/((1-x)/((8+2x)*(7-x)/(8+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/7)
0,971621179 0,138803026
0,910998658 0,130142665
0,8475833 0,121083329
0,791248422 0,113035489
0,743089106 0,106155587
0,701977692 0,100282527
0,666747943 0,095249706
0,636195933 0,090885133
0,60943127
0,08706161
0,585761456 0,083680208
reaksi (mol)
7
H2O/CH4 =
Goal seek
nilai K
1,422658708
1,422828183
1,422810266
1,422799668
1,422794904
1,421953583
1,422061211
1,422130288
1,422184897
1,42222531
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 7:1
1,2
1
0,8
CH4
0,6
H2O
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
5
8
CH4
H2O
1
8
x
x
1-x
8-x
(1-x)/(9+2x) (8-x)/(9+2x)
CO
x
x
x/(9+2x)
H2
3x
3x
3x/(9+2x)
total
9
2x
9+2x
1
6
7
8
9
10
11
K=
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1,422786236 =P^2*(x/(9+2x))*(3x/(9+2x)^3)/((1-x)/((9+2x)*(8-x)/(9+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/8)
0,979301588 0,122412699
0,931456546 0,116432068
0,877179034 0,109647379
0,826154478
0,10326931
0,780872182 0,097609023
0,741286823 0,092660853
0,70668378 0,088335473
0,676273991 0,084534249
0,649360586 0,081170073
0,625367025 0,078170878
Goal seek
nilai K
1,422990028
1,421954265
1,4218891
1,42208565
1,422230646
1,422320124
1,422383873
1,422427995
1,422459897
1,422483798
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CH4
H2O
CO
1
9
x
x
x
1-x
9-x
x
(1-x)/(10+2x) (9-x)/(10+2x) x/(10+2x)
K=
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
H2O pada rasio H2O/CH4= 8:1
1,2
1
0,8
0,6
CH4
0,4
H2O
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
9
H2
3x
3x
3x/(10+2x)
total
10
2x
10+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(10+2x))*(3x/(10+2x)^3)/((1-x)/((10+2x)*(9-x)/(10+2x))
7
8
9
10
11
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(1/9)
0,984474756 0,109386084
0,946510072 0,105167786
0,900433541 0,100048171
0,854806473 0,094978497
0,812817107 0,090313012
0,775163469 0,086129274
0,741636559 0,082404062
0,711763738
0,07908486
0,685043149 0,076115905
0,661020165 0,073446685
Goal seek
nilai K
1,422655042
1,422604812
1,422362384
1,422398268
1,422463586
1,422514655
1,422551261
1,42257762
1,422597074
1,42261183
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
H2O pada rasio H2O/CH4= 9:1
1,2
1
0,8
0,6
CH4
0,4
H2O
0,2
0
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CH4
H2O
CO
1
10
x
x
x
1-x
10-x
x
(1-x)/(11+2x)(10-x)/(11+2x) x/(11+2x)
K=
konversi CH4
What-If Analysis
x
0,988079656
0,957651142
0,918697338
0,878274115
0,839768924
0,804360836
0,772241526
0,743216435
0,716967802
0,693162182
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10
H2
3x
3x
3x/(11+2x)
total
11
2x
11+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(11+2x))*(3x/(11+2x)^3)/((1-x)/((11+2x)*(10-x)/(11+2x))
konversi H2O
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
Goal seek
H2O pada rasio H2O/CH4= 10:1
(x/10)
nilai K
1,2
0,098807966 1,422764867
0,095765114 1,42206999
1
0,091869734 1,422621616
0,8
0,087827412 1,422583516
0,6
0,083976892 1,422600449
0,080436084 1,422623881
0,4
0,077224153 1,422643704
0,2
0,074321643 1,42265911
0
0,07169678 1,422670959
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0,069316218 1,422680167
CH4
H2O
konversi CH4 pada berbagai tekanan dan rasio H2O/CH4
tekanan, atm
rasio H2O/CH4
1
2
1
0,561
0,756
2
0,432
0,600
3
0,364
0,512
4
0,321
0,454
5
0,290
0,412
6
0,267
0,380
7
0,248
0,354
8
0,233
0,333
9
0,220
0,315
10
0,210
0,300
3
0,855
0,711
0,618
0,553
0,506
0,468
0,438
0,413
0,392
0,374
4
0,910
0,789
0,699
0,632
0,582
0,541
0,508
0,481
0,457
0,437
5
0,941
0,844
0,761
0,696
0,645
0,603
0,569
0,540
0,514
0,492
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
1,000
0,950
0,900
0,850
0,800
0,750
0,700
0,650
0,600
0,550
0,500
0,450
0,400
0,350
0,300
0,250
0,200
6
0,960
0,883
0,810
0,749
0,698
0,656
0,621
0,591
0,565
0,542
7
0,972
0,911
0,848
0,791
0,743
0,702
0,667
0,636
0,609
0,586
8
0,979
0,931
0,877
0,826
0,781
0,741
0,707
0,676
0,649
0,625
9
0,984
0,947
0,900
0,855
0,813
0,775
0,742
0,712
0,685
0,661
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
1,000
0,950
0,900
0,850
0,800
0,750
0,700
0,650
0,600
0,550
0,500
0,450
0,400
0,350
0,300
0,250
0,200
9
9
7
7
5
3
1
0,200-0,250
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5
3
1
0,250-0,300
0,300-0,350
0,350-0,400
0,400-0,450
0,450-0,500
0,500-0,550
0,600-0,650
0,650-0,700
0,800-0,850
0,850-0,900
1
2
3
4
5
6
7
8
0,200-0,250
0,250-0,300
0,300-0,350
0,350-0,400
0,550-0,600
0,400-0,450
0,450-0,500
0,500-0,550
0,550-0,600
0,700-0,750
0,750-0,800
0,600-0,650
0,650-0,700
0,700-0,750
0,750-0,800
0,900-0,950
0,950-1,000
0,800-0,850
0,850-0,900
0,900-0,950
0,950-1,000
9
10
10
0,988
0,958
0,919
0,878
0,840
0,804
0,772
0,743
0,717
0,693
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
1
0
1
0
9
9
8
8
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0,200-0,250
10
9
8 0,250-0,300
7
6
0,300-0,350
5
4
3
0,350-0,400
2
1
0,400-0,450
0,450-0,500
0,500-0,550
0,550-0,600
0,200-0,250
0,250-0,300
0,300-0,350
0,350-0,400
0,400-0,450
0,450-0,500
0,600-0,650
0,650-0,700
0,700-0,750
0,750-0,800
0,500-0,550
0,550-0,600
0,600-0,650
0,650-0,700
0,700-0,750
0,750-0,800
0,800-0,850
0,850-0,900
0,900-0,950
0,950-1,000
0,800-0,850
0,850-0,900
0,900-0,950
0,950-1,000
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Supranto Supranto
18-Apr-18
Departemen Teknik Kimia FT UGM, 18 April 2018
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
Pada reaksi:
Diketahui : pada suhu 1000 K, tekanan 5 atm, perbandingan mol CH4 : H2O = 1:1, konversi CH4=29%.
a) Apabila parameter rasio H2O/CH4 berubah antara 1 sampai 10 , secara simultan, parameter tekanan
berubah antara 1 sampai 10, bagaimana pengaruhnya terhadap konversi CH4 dan H2O pada kesetimbangan?
b) Buat grafik hubungan perubahan konversi CH4 yang terjadi, x = f (r, P)
JAWAB
rasio H2O/CH4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T=1000 K; P=5 atm; rasio =1:1, konversi CH4= 29%
% Konversi CH4 pada Tekanan (atm)
1
2
3
4
5
KONDISI PROSES YANG DIKETAHUI
T=
1000 K
P=
5 atm
CH4/H2O =
1:1
konversi CH4 =
29 %
6
29
7
8
9
10
CH + H O ↔ CO + H
Menghitung konstanta kesetimbangan (K) pada kondisi proses yang diketahui
rasio=1:1
CH4 =
1 mol
H2O =
1 mol
CH4 yang bereaksi = konversi x CH4 umpan = 29%
CH4 yang bereaksi = 29%=
0,29 mol
CH + H O ↔ CO + H
Awal (mol)
Konversi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
K=
CH4
1
0,29
0,71
0,2752
H2O
1
0,29
0,71
0,2752
CO
0
0,29
0,29
0,1124
H2
0
0,87
0,87
0,3372
= 1,42278624
MENGHITUNG KONVERSI CH4 PADA KONDISI PROSES YANG BERBEDA
KONDISI PROSES YANG DIKETAHUI
T (K)=
1000
P (atm)=
1 sampai dengan
CH4/H2O =
1:1 sampai dengan
konversi CH4 (%)=
?????konversi H2O (%)=
10
10:1
???
TOTAL
1
2,58
1
1,1
2,1
3,1
4,1
5,1
6,1
7,1
8,1
9,1
10,1
KONDISI PROSES 1,1
RASIO H2O/CH4 =
1:1
TEKANAN (atm)=
1
K= 1,422786236
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
sampai dengan
1
CH4
H2O
1
1
x
x
1-x
1-x
(1-x)/(2+2x) (1-x)/(2+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
K=
Blindfolded
trial x
0,4
0,6
0,56
0,5608
0,56093
0,56093667
1,10
2,10
3,10
4,10
5,10
6,10
7,10
8,10
9,10
10,10
CO
x
x
x/(2+2x)
H2
3x
3x
3x/(2+2x)
TOTAL
2
2+2X
1
1,422786236 =(x/(2+2x))*(3x/(2+2x)^3)/((1-x)/((2+2x)*(1-x)/(2+2x))
nilai K
0,244897959
2,135742188
1,408968654
1,420746573
1,422669629 diperoleh nilai x 0,56093667
=
1,422768366
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
K=
konversi CH4
What-If Analysis
x
0,755664259
0,600467633
0,512194561
0,453945284
0,411899892
0,379730722
0,354096564
0,333048717
0,315364938
0,300234977
pengaruh tekanan terhadap konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O:CH4= 1:1
0,6
konversi
Goal seek
nilai K
1,423131516
1,422381974
1,422812
1,422833332
1,422786236
1,422814892
1,422809326
1,422805485
1,422802489
1,422795211
0,4
CH4
0,2
H2O
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
tekanan, atm
2
CH4
H2O
1
2
x
x
1-x
2-x
(1-x)/(3+2x) (2-x)/(3+2x)
CO
x
x
x/(3+2x)
H2
3x
3x
3x/(3+2x)
total
3
2x
3+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(3+2x))*(3x/(3+2x)^3)/((1-x)/((3+2x)*(2-x)/(3+2x))
konversi H2O
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
Goal seek
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 2:1
(x/2)
nilai K
0,8
0,37783213 1,422806396
0,300233816 1,422837399
0,6
0,25609728 1,422831292
0,226972642 1,42282658
0,4
CH4
0,205949946 1,422823612
0,2
0,189865361 1,422821651
H2O
0,177048282 1,422820325
0
0,166524359 1,422819384
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0,157682469 1,422818696
tekanan, atm
0,150117489 1,422818181
konversi
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/1)
0,560961198 0,560961198
0,432060723 0,432060723
0,364316139 0,364316139
0,320876595 0,320876595
0,29
0,29
0,266608885 0,266608885
0,248094469 0,248094469
0,232968923 0,232968923
0,220310392 0,220310392
0,209513607 0,209513607
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
K=
H2
3x
3x
3x/(4+2x)
total
4
2x
4+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(4+2x))*(3x/(4+2x)^3)/((1-x)/((4+2x)*(3-x)/(4+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/3)
0,854997194 0,284999065
0,711304298 0,237101433
0,618166946 0,206055649
0,553481299 0,184493766
0,505865353 0,168621784
0,468149587 0,156049862
0,438034912 0,146011637
0,413091761 0,137697254
0,391994022 0,130664674
0,373846173 0,124615391
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CO
x
x
x/(4+2x)
Goal seek
nilai K
1,422809928
1,4229859
1,42295081
1,422924984
1,427916651
1,422899921
1,422893427
1,422888853
1,422885504
1,422882976
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 3:1
1
0,8
konversi
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3
CH4
H2O
1
3
x
x
1-x
3-x
(1-x)/(4+2x) (3-x)/(4+2x)
0,6
0,4
CH4
0,2
H2O
0
0
1
2
3
4
5
6
4
CH4
H2O
1
4
x
x
1-x
4-x
(1-x)/(5+2x) (4-x)/(5+2x)
7
tekanan,atm
CO
x
x
x/(5+2x)
H2
3x
3x
3x/(5+2x)
total
5
2x
5+2x
1
8
9
10
11
K=
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1,422786236 =P^2*(x/(5+2x))*(3x/(5+2x)^3)/((1-x)/((5+2x)*(4-x)/(5+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/4)
0,909602885 0,227400721
0,788639339 0,197159835
0,698710686 0,174677671
0,632439882
0,15810997
0,58167888
0,14541972
0,541366692 0,135341673
0,508410475 0,127102619
0,480836341 0,120209085
0,457331724 0,114332931
0,436988781 0,109247195
CH + H O ↔ CO + H
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Goal seek
nilai K
1,422769766
1,422760416
1,422717209
1,422628556
1,42258934
1,422540758
1,422518182
1,422501945
1,422489603
1,422479804
K=
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
CH4
H2O
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
5
CH4
H2O
1
5
x
x
1-x
5-x
(1-x)/(6+2x) (5-x)/(6+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 4:1
CO
x
x
x/(6+2x)
H2
3x
3x
3x/(6+2x)
total
6
2x
6+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(6+2x))*(3x/(6+2x)^3)/((1-x)/((6+2x)*(5-x)/(6+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
P
x
(x/5)
1
0,94099436 0,188198872
2
0,843569622 0,168713924
Goal seek
nilai K
1,422744942
1,423430871
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
H2O pada rasio H2O/CH4= 5:1
1
0,9
0,8
0,7
3
4
5
6
7
8
9
10
0,761088271
0,69646466
0,645085478
0,603404174
0,56877262
0,5395426
0,514386331
0,492454043
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
1,422877472
1,423679858
1,422964292
1,422816446
1,422284439
1,422733535
1,422769992
1,422622476
K=
0,7
0,6
0,5
CH4
0,4
H2O
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6
CH4
H2O
1
6
x
x
1-x
6-x
(1-x)/(7+2x) (6-x)/(7+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,152217654
0,139292932
0,129017096
0,120680835
0,113754524
0,10790852
0,102877266
0,098490809
CO
x
x
x/(7+2x)
H2
3x
3x
3x/(7+2x)
total
7
2x
7+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(7+2x))*(3x/(7+2x)^3)/((1-x)/((7+2x)*(6-x)/(7+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
Goal seek
x
(x/6)
0,959836554 0,159972759
0,882771542
0,14712859
0,809663722 0,134943954
0,748564349 0,124760725
0,698266492 0,116377749
0,656449282 0,109408214
0,62116321 0,103527202
0,59089752
0,09848292
0,564706243 0,094117707
0,541714553 0,090285759
Goal seek
nilai K
1,422916598
1,422956212
1,422856714
1,422823434
1,42281078
1,42280446
1,422795925
1,422125397
1,422379087
1,422532497
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 6:1
1,2
1
0,8
CH4
0,6
H2O
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
CH4
H2O
1
7
x
x
1-x
7-x
(1-x)/(8+2x) (7-x)/(8+2x)
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
K=
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CO
x
x
x/(8+2x)
H2
3x
3x
3x/(8+2x)
total
8
2x
8+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(8+2x))*(3x/(8+2x)^3)/((1-x)/((8+2x)*(7-x)/(8+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/7)
0,971621179 0,138803026
0,910998658 0,130142665
0,8475833 0,121083329
0,791248422 0,113035489
0,743089106 0,106155587
0,701977692 0,100282527
0,666747943 0,095249706
0,636195933 0,090885133
0,60943127
0,08706161
0,585761456 0,083680208
reaksi (mol)
7
H2O/CH4 =
Goal seek
nilai K
1,422658708
1,422828183
1,422810266
1,422799668
1,422794904
1,421953583
1,422061211
1,422130288
1,422184897
1,42222531
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4
dan H2O pada rasio H2O/CH4= 7:1
1,2
1
0,8
CH4
0,6
H2O
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
5
8
CH4
H2O
1
8
x
x
1-x
8-x
(1-x)/(9+2x) (8-x)/(9+2x)
CO
x
x
x/(9+2x)
H2
3x
3x
3x/(9+2x)
total
9
2x
9+2x
1
6
7
8
9
10
11
K=
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1,422786236 =P^2*(x/(9+2x))*(3x/(9+2x)^3)/((1-x)/((9+2x)*(8-x)/(9+2x))
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(x/8)
0,979301588 0,122412699
0,931456546 0,116432068
0,877179034 0,109647379
0,826154478
0,10326931
0,780872182 0,097609023
0,741286823 0,092660853
0,70668378 0,088335473
0,676273991 0,084534249
0,649360586 0,081170073
0,625367025 0,078170878
Goal seek
nilai K
1,422990028
1,421954265
1,4218891
1,42208565
1,422230646
1,422320124
1,422383873
1,422427995
1,422459897
1,422483798
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CH4
H2O
CO
1
9
x
x
x
1-x
9-x
x
(1-x)/(10+2x) (9-x)/(10+2x) x/(10+2x)
K=
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
H2O pada rasio H2O/CH4= 8:1
1,2
1
0,8
0,6
CH4
0,4
H2O
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
9
H2
3x
3x
3x/(10+2x)
total
10
2x
10+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(10+2x))*(3x/(10+2x)^3)/((1-x)/((10+2x)*(9-x)/(10+2x))
7
8
9
10
11
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
konversi CH4 konversi H2O
What-If Analysis
x
(1/9)
0,984474756 0,109386084
0,946510072 0,105167786
0,900433541 0,100048171
0,854806473 0,094978497
0,812817107 0,090313012
0,775163469 0,086129274
0,741636559 0,082404062
0,711763738
0,07908486
0,685043149 0,076115905
0,661020165 0,073446685
Goal seek
nilai K
1,422655042
1,422604812
1,422362384
1,422398268
1,422463586
1,422514655
1,422551261
1,42257762
1,422597074
1,42261183
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
H2O pada rasio H2O/CH4= 9:1
1,2
1
0,8
0,6
CH4
0,4
H2O
0,2
0
reaksi (mol)
H2O/CH4 =
Awal (mol)
reaksi (mol)
Akhir (mol)
Fraksi mol
CH4
H2O
CO
1
10
x
x
x
1-x
10-x
x
(1-x)/(11+2x)(10-x)/(11+2x) x/(11+2x)
K=
konversi CH4
What-If Analysis
x
0,988079656
0,957651142
0,918697338
0,878274115
0,839768924
0,804360836
0,772241526
0,743216435
0,716967802
0,693162182
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10
H2
3x
3x
3x/(11+2x)
total
11
2x
11+2x
1
1,422786236 =P^2*(x/(11+2x))*(3x/(11+2x)^3)/((1-x)/((11+2x)*(10-x)/(11+2x))
konversi H2O
pengaruh perubahan tekanan pada konversi CH4 dan
Goal seek
H2O pada rasio H2O/CH4= 10:1
(x/10)
nilai K
1,2
0,098807966 1,422764867
0,095765114 1,42206999
1
0,091869734 1,422621616
0,8
0,087827412 1,422583516
0,6
0,083976892 1,422600449
0,080436084 1,422623881
0,4
0,077224153 1,422643704
0,2
0,074321643 1,42265911
0
0,07169678 1,422670959
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0,069316218 1,422680167
CH4
H2O
konversi CH4 pada berbagai tekanan dan rasio H2O/CH4
tekanan, atm
rasio H2O/CH4
1
2
1
0,561
0,756
2
0,432
0,600
3
0,364
0,512
4
0,321
0,454
5
0,290
0,412
6
0,267
0,380
7
0,248
0,354
8
0,233
0,333
9
0,220
0,315
10
0,210
0,300
3
0,855
0,711
0,618
0,553
0,506
0,468
0,438
0,413
0,392
0,374
4
0,910
0,789
0,699
0,632
0,582
0,541
0,508
0,481
0,457
0,437
5
0,941
0,844
0,761
0,696
0,645
0,603
0,569
0,540
0,514
0,492
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
1,000
0,950
0,900
0,850
0,800
0,750
0,700
0,650
0,600
0,550
0,500
0,450
0,400
0,350
0,300
0,250
0,200
6
0,960
0,883
0,810
0,749
0,698
0,656
0,621
0,591
0,565
0,542
7
0,972
0,911
0,848
0,791
0,743
0,702
0,667
0,636
0,609
0,586
8
0,979
0,931
0,877
0,826
0,781
0,741
0,707
0,676
0,649
0,625
9
0,984
0,947
0,900
0,855
0,813
0,775
0,742
0,712
0,685
0,661
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
1,000
0,950
0,900
0,850
0,800
0,750
0,700
0,650
0,600
0,550
0,500
0,450
0,400
0,350
0,300
0,250
0,200
9
9
7
7
5
3
1
0,200-0,250
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5
3
1
0,250-0,300
0,300-0,350
0,350-0,400
0,400-0,450
0,450-0,500
0,500-0,550
0,600-0,650
0,650-0,700
0,800-0,850
0,850-0,900
1
2
3
4
5
6
7
8
0,200-0,250
0,250-0,300
0,300-0,350
0,350-0,400
0,550-0,600
0,400-0,450
0,450-0,500
0,500-0,550
0,550-0,600
0,700-0,750
0,750-0,800
0,600-0,650
0,650-0,700
0,700-0,750
0,750-0,800
0,900-0,950
0,950-1,000
0,800-0,850
0,850-0,900
0,900-0,950
0,950-1,000
9
10
10
0,988
0,958
0,919
0,878
0,840
0,804
0,772
0,743
0,717
0,693
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
pengaruh perubahan tekanan dan rasio H2O/CH4 pada konversi CH4
1
0
1
0
9
9
8
8
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0,200-0,250
10
9
8 0,250-0,300
7
6
0,300-0,350
5
4
3
0,350-0,400
2
1
0,400-0,450
0,450-0,500
0,500-0,550
0,550-0,600
0,200-0,250
0,250-0,300
0,300-0,350
0,350-0,400
0,400-0,450
0,450-0,500
0,600-0,650
0,650-0,700
0,700-0,750
0,750-0,800
0,500-0,550
0,550-0,600
0,600-0,650
0,650-0,700
0,700-0,750
0,750-0,800
0,800-0,850
0,850-0,900
0,900-0,950
0,950-1,000
0,800-0,850
0,850-0,900
0,900-0,950
0,950-1,000
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1