Appendix rancangan

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Benzoat dari Toluena dengan proses

oksidasi menggunakan mangan asetat sebagai katalisator dilaksanakan untuk

kapasitas produksi sebesar 6.000 ton/tahun, dengan ketentuan sebagai berikut:

1 tahun operasi = 330 hari kerja

1 hari kerja = 24 jam

Basis = 1 jam operasi

Kemurnian = 99,9%

Maka kapasitas asam benzoat dalam bentuk kristal adalah:

=6.000 ton 1.000 kg 1 tahun 1 harix x x1 tahun 1 ton 330 hari 24 jam

= 757,576 Kg/Jam

Bahan Baku dan Berat Molekul Bahan Baku yang digunakan antara lain

(Kirk, Othmer 1989) :

Toluena (C7H8) = 92,14 gr / mol Oksigen (O2) = 32 gr / mol Mangan Asetat MnCH3COO.4H2O = 249,09 gr / mol Asam Benzoat (C6H5-COOH) = 122,12 gr / mol

Misal : N = Laju alir mol (kmol/jam)

F = Laju alir massa (kg/jam)

x = fraksi mol cair

y = fraksi mol uap

P = Tekanan (kPa)

T = Temperatur (K)

Vd = vapour destilat

Vb = vapor reboiler

LA-1

Ld = liquid destilat

Universitas Sumatera Utara

Lb = liquid reboiler

AsBen = Asam Benzoat

MnAs = Mangan Asetat

Benz = Benzaldehide

BenAl = Benzil Alkohol

Oks = Oksigen

Tol = Toluena

Perhitungan Neraca Massa dengan Cara Perhitungan Alur Mundur.

LA.1. Drum Dryer (DE-201) Fungsi : mengurangi kandungan air dengan cara diuapkan dalam produk sehingga

didapatkan produk asam benzoat dalam fasa padat yang murni.

H2O (g)

AsBenz (s)

H2O (l)

Drum Dryer ( DE-201 )

(34) (37)

(34a)

AsBenz (s)

H2O (l)

Diinginkan produk yang keluar dari drum drier dengan komposisi:

Neraca Massa Total F37 = 757,576 kg/jam

Dengan Komposisi : Asam Benzoat :

37AsBenF 756,818 kg/jam=

37AsBenN 6,197 kmol/jam=

Air :

37AirF 0,758 kg/jam=

2

37H ON 0,042 kmol/jam=

Sehingga, kemurnian asam benzoat yang dihasilkan adalah 99,9%.

Neraca Massa Total : Neraca Masuk = Neraca Keluar

F34 = F34a + F37

Neraca Massa Komponen

Produk terdiri dari : 99,9 % Asam Benzoat dalam keadaan kristal dan 0,1%

berupa air.


Digunakan drum drier (DE-201) dengan efisiensi alat = 70%

Neraca Massa Air

2 2

37 34H O H OF (1-0,7) x F=

0,758 = 0,3 x 2

34H OF

2

34H OF 2,525 kg jam=

2

34H ON 0,140 kmol jam=

Sehingga, air yang teruapkan akibat proses pengeringan sebesar :

2

34aH OF = 2,525 - 0,758 = 1,768kg jam

2

34aH ON = 0,098 kmol jam

Neraca Massa Asam Benzoat

Diasumsikan bahwa tidak ada asam benzoat dalam bentuk padat yang ikut menguap

bersama dengan air pada alat drum dryer (DE-201) sehingga:

34 37AsBen AsBenF = F = 756,818 kg/jam

34AsBenN = 6,197 kmol jam

Tabel LA.1 Neraca massa pada drum dryer (DE-201)

KOMPONEN BM

Alur Masuk Alur Keluar

Alur 34 Alur 34a Alur 37

N F N F N F

AsBen 122,120 6,197 756,818 - - 6,197 756,818

H2O 18,010 0,140 2,525 0,098 1,768 0,042 0,758

Total 6,338 759,343 0,098 1,768 6,239 757,576

6,338 759,343 6,338 759,343


LA.2. Crystallizer (CR-201) Fungsi : Membentuk kristal kristal asam benzoat dari larutan induk (mother liquor)

asam benzoat yang telah dimurnikan melalui proses pendinginan.

SAsBen (aq)H2O (l)

CF

AsBen (aq)H2O (l)

crystallizer

(CR-201)

(26a)

AsBen (aq)H2O (l)

(28) (34)

Neraca massa total : (Geankoplis, 2003) F = S + C + W

Asumsi bahwa tidak ada asam benzoat dan air yang hilang sehingga W = 0

Dengan F : Feed (kg/jam) ; S : Mother Liquor (kg/jam) ; C : Kristal yang terbentuk

(kg/jam).

Digunakan operasi pada crystallizer (CR-201) dengan suhu operasi yaitu:

28oC, dimana kelarutan asam benzoat pada suhu tersebut adalah 0,38 kg/100 kg air.

(Kirk Othmer, 1998).

Neraca massa komponen

Alur 28

0,89 F = 756,818 kg/jam.

F = 852,425 kg/jam.

Sehingga S = F C = 852,425 kg/jam - 756,818 kg/jam = 93,539 kg/jam.

Asumsi bahwa komposisi air yang terdapat pada mother liquor (S) adalah sebesar

90% dari total komposisi pada mother liquor (S) tersebut. Sehingga:

26a -1 -1air93,539F = kg.jam = 935,39 kg.jam(1-0,9)

Mother liquor yang tidak membentuk asam benzoat dalam bentuk kristal

dengan sejumlah air yang ikut dalam campuran, kemudian dialirkan ke dalam mixer

(M-102) untuk dilakukan homogenasi dengan asam benzoat.


LA-5

Komposisi Mother Liquor :

F26aair =935,39 kg/jam. 26aAsBenF = 93,539 kg/jam

Feed yang masuk ke dalam crystallizer (CR-201) : 28 26 34AsBen AsBen AsBenF = F + F

28AsBenF = 93,539 kg/jam + 756,818 kg/jam = 850,358 kg/jam

28AirF = 937,919 kg/jam

Tabel LA.2 Neraca Massa Crystallizer (CR-201)

KOMPONEN BM


Alur 28 Alur 26a Alur 34

N F N F N F

Asam Benzoat 122,120 6,963 850,358 0,766 93,539 6,197 756,818

Air (H2O) 18,010 52,078 937,919 51,937 935,393 0,140 2,525

Total 59,041 1.788,276 52,703 1.028,933 6,338 759,343

59,041 1.788,276 59,041 1.788,276


LA.3. Mixer (M-102) Fungsi : Menghomogenkan antara air dan asam benzoat untuk kemudian dapat

dilakukan kristalisasi sebelum masuk ke dalam kristaliser (CR-201).

Mixer

(M-102)

Diketahui:

Neraca Massa Keluar (Alur 28)

28AsBenF = 850,358 kg/jam

28AirF = 937,919 kg/jam

F28 = 1788,276 kg/jam.

Pada alur 25 keluaran kolom destilasi diketahui:

25AsBenF = 850,358 kg/jam

25AirF = 2,067 kg/jam

Sehingga, air yang dibutuhkan untuk pelarutan asam benzoat adalah:

26AirF = 937,919 kg/jam - 2,067 kg/jam

= 935,851 kg/jam.

Tabel LA.3 Neraca Massa Mixer II (M-201)

Komponen BM

ALUR MASUK ALUR KELUAR

Alur 25 Alur 26 Alur 28

%WT N F %WT N F %WT N F

AsBen 122,120 0,998 6,963 850,358 - - - 0,476 6,963 850,358

H2O 18,010 0,002 0,115 2,067 1,000 51,963 935,851 0,524 52,078 937,919

Total 1,000 7,078 852,425 1,000 51,963 935,851 1,000 59,041 1788,276

59,041 1788,276 59,041 1788,276


LA.4. Kolom Destilasi I (T-201)

J-206

24

D-201

J-203 J-205

V-201 LC

RB-201

21 25

22

23F

Vd, Xd

Ld, Xd

Lb, Xb

J-204

27

B, Xb

D, Xd

19

20E-203

Vb, Xb

==

Fungsi: Memisahkan produk asam benzoat dari campuran by-product yang masih

kotor mengandung by-product sehingga didapatkan asam benzoat yang

benar benar murni.

Data komposisi bottom adalah sebagai berikut:

AsBen : 850,358 kg/jam 25 28AsBen AsBenF F= 6,963 kmol/jam 25 28AsBen AsBenN =N

Air: 2,067 kg/jam 2 2

25 28H O H OF = F =

0,114 kmol/jam

2 2

25 28H O H ON = N =

Total : 7,078 kmol/jam 25N =

852,425 kg/jam 25F =

Dari data diatas didapatkan perhitungan untuk menentukan nilai Z.

Maka : Z25AsBen = 850,357852,425

= 0,997

Z25H2O = 2,067

852,424 = 0,0024


Data Freepatentsonline, 1964 25

19

N 2=N 3

X19As = 0,656 Ben

X19Ben = 0,2197 Al

X19Be = 0,1095 nz

X = 0,0148 2

19H O

Tabel LA. 4 Derajat Kebebasan Kolom Destilasi T-201

Keterangan

Jumlah variabel

Jumlah neraca TTSL

Spesifikasi:

Komposisi

Laju alir

Hubungan pembantu:

Rasio laju alir

10

5

4

0

-

1

N19AsBen , N19Benz , N19BenAl,

N19H2O, N27AsBen, N27Benz,

N27BenAl, N27H2O, N25AsBen,

N25H2O, AsBen, BenAl, Benz, H2O

N25/ N19

Jumlah 0

25

19

N 2=N 3

Neraca Massa Total : Alur Masuk = Alur Keluar

N19 = N27 + N25

Diketahui : N25 = 7,078 kmol /jam

Maka Persamaan diatas menjadi:

N19 = N27 + 6,402

N19 N27 = 7,078 Kmol / Jam


N19 = 25 2N /3

N19 = 10,617 kmol /jam

N27 = 10,617 7,078

N27 = 3,582 kmol/jam

Feed terdiri dari:

Asam Benzoat: 65,6% ; Benzil Alkohol 21,97% ; Benzaldehide: 10,95% ; Air:

1,48%

XF = 65,6/122,12

65,6/122,12 21,97/108,12 + 10,95/106,12+1,48/18,01+ =58,026 % = 0,58026

Bottom terdiri dari:

Asam Benzoat: 98,378% ; Air:1,622%

XW = 98,378/122,12

98,378/122,12+1,622/18,01=89,95 % = 0,8995

Destilat terdiri dari:

Asam Benzoat: 0,043%; Benzil Alkohol: 65,91% ; Benzaldehide: 32,85%; Air:

1,196%

XD =0,043/122,12

0,043/122,12 65,91/108,12 + 32,85/106,12+1,196/18,01+ =0,03597%= 0,00036

Neraca Massa Total:

F = D + W

D = F - W

F.XF = D.XD + W.XW

F (0,58026) = (F 7,078).(0,00036) + 7,078 x (0,8995)

F = 10,974 kmol/jam

D = F-W = 10,974 7,078

D = 3,896 kmol/jam.

W= 7,078 kmol/jam.


LA-10

Alur 19 (Feed = F)

Total : N19 = 10,617 kmol/jam

Asam Benzoat : X 19 N19 = 0,656 x 10,617 = 6,965 kmol/jam AsBen

Benzil Alkohol: X19Ben N19 = 0,2197 x 10,617 = 2,333 kmol/jam Al

Benzaldehide : X19 N19 = 0,1095 x 10,617 = 1,163 kmol/jam Benz

H2O : X N19 = 0,0148 x 10,617 = 0,157 kmol/jam 2

19H O

Alur 25 (Bottom = B)


Asam Benzoat : X N25 = 0,984 x 7,078 = 6,963 kmol/jam 25AsBen

Benzil Alkohol: X N25 = 0 x 7,078 = 0 kmol/jam 25BenAl

Benzaldehide : X N25 = 0 x 7,078 = 0 kmol/jam 25Benz

H2O : X N25 = 0,0162 x 7,078 = 0,115 kmol/jam 2

25H O

Alur 27 (Destilat = D)

Total : N27 = N19 N25 = 3,539 kmol/jam

Asam Benzoat : N = N19 - N 25As = 6,965 - 6,963 = 0,0015 kmol/jam 27AsBen AsBen Ben

X 27As = Ben27AsBen

27

NN

= 0,00153,539

= 0,00043

Benzil Alkohol: N = N19 - N = 2,333 0 = 2,333 kmol/jam 27AsBen BenAl25BenAl

X 27Ben = Al27BenAl

27

NN

= 2,3333,539

= 0,65910

Benzaldehide : N = N19 - N = 10,103 0 = 10,103 kmol/jam 27AsBen Benz25Benz

X 27Be = nz27Benz

27

NN

= 1,1623,539

= 0,3285

H2O : N 27As = N - N = 0,157 0,114 = 0,0423 kmol/jam Ben 219H O 2

25H O

X = 2

27H O

2

27H O27

NN

= 0,0423,539

= 0,012


Tabel LA.5 Neraca Massa Kolom Destilasi I (T-201)

Komponen BM

ALUR MASUK ALUR KELUAR


N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

Asam Benzoat 122,120 6,965 850,544 0,0015 0,1871 6,963 850,3575

Benzil Alkohol 108,120 2,333 252,199 2,333 252,198 - -

Benzaldehide 106,120 1,163 123,372 1,163 123,372 - -

H2O 18,010 0,157 2,830 0,0423 0,7627 0,115 2,067

Total 10,617 1.228,946 3,539 376,521 7,078 852,425

10,617 1.228,946 10,617 1.228,946


LA.4.1 Kondensor I (E-203)

J-206

24

D-201

J-203 J-205

V-201 LC

RB-201

21 25

22

J-204

2723F

B, Xb

D, Xd

Vd, Xd

Ld, Xd

Lb, Xb

19

E-203

Vb, Xb

20

Tekanan uap komponen, dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Antoine :

ln P = A - ( )CTB+ (Reklaitis, 1983)

Keterangan :

P = tekanan (mmHg)

A,B,C = konstanta Antoine

T = temperatur (K)

Tabel LA.6 Konstanta Antoine Komponen

Komponen A B C

Toluena 16,0137 3.096,52 -53,67 Asam Benzoat 17,1634 4.190,70 -125,20 Benzil Alkohol 17,4582 4.384,81 -73,15 Benzaldehide 16,3501 3.748,62 -66,12 H2O 18,3036 3.816,44 -46,13

(Coulson & Richardson , 1990)


Menentukan kondisi umpan

Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan suhu umpan masuk

sampai syarat Ki,Xi = 1 terpenuhi.

P = 2,5 Psia = 17,236 kPa (Freepatentsonline.com)

Trial : T = 421,594 K

Tabel LA.7 Titik Didih Umpan Masuk Destilasi

Komponen XiF Pi

(mmHg)

Pi

(KPa) Ki XiF Ki

if =

Ki/Khk

Asam Benzoat 0,6560 20,5827 2,7441 0,1592 0,1044 1,0000

Benzil Alkohol 0,2197 130,8729 17,4480 1,0122 0,2224 6,3584

Benzaldehide 0,1095 331,8514 44,2424 2,5667 0,2811 16,1229

H2O 0,0148 3425,5032 456,6881 26,4949 0,3921 166,4265

Total 1,0000 3908,8102 521,1226 30,2330 1,0000

Maka, suhu umpan (F) adalah 421,594 K = 148,444 oC

Menentukan kondisi operasi atas (kondensor total)

Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point sampai

syarat yid/Ki = 1 terpenuhi.

P = 2,5Psia = 17,236 kPa

Trial : T = 414,739 K

Tabel LA.8 Dew Point Destilat

Komponen YiD Pi

(mmHg)

Pi

(KPa) Ki YiD/Ki

iD =

Ki/Khk

Asam Benzoat 0,0004 14,7273 1,9634 0,1139 0,0038 1,0000

Benzil Alkohol 0,6591 101,6659 13,5541 0,7863 0,8382 6,9032

Benzaldehide 0,3285 269,7053 35,9571 2,0861 0,1575 18,3133

H2O 0,0120 2835,4991 378,0287 21,9314 0,0005 192,5337

Total 1,0000 3221,5976 429,5034 1,0000

Maka, suhu destilat (D) adalah 414,739 K = 141,589 oC


Menentukan kondisi operasi bottom (reboiler)

Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point sampai

syarat xi.Ki = 1 terpenuhi.

P = 2,5 Psia = 17,236 kPa

Trial : T = 438,367 K

Tabel LA.9 Boiling Point Produk Bawah

Komponen XiB Pi

(mmHg)

Pi

(KPa) Ki Ki.XiB

iB=

Ki/Khk

Asam Benzoat 0,984 43,8915 5,8660 0,3403 0,3348 1

H2O 0,016 5290,4908 707,0667 41,0206 0,6652 1,9868

Total 1,000 5334,3824 712,9327 1,0000

Maka suhu pada bottom (B) adalah 438,367 K = 165,217oC

Refluks Minimum Destilat

Umpan dimasukkan dengan fraksi uap (f)= 0,1023 sehingga

q = 1- f

q = 0,898

= .xq1 i iFi sehingga i iFi .x 0,898

= Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial omega sampai syarat

i iF

i

.x 0,898

= terpenuhi. Trial : = 1,092

Tabel LA.10 Omega Point Destilasi

Komponen XiF iF .xi iFi Asam Benzoat 0,6560 1,0000 0,5607

Benzil Alkohol 0,2197 6,3584 0,2140

Benzaldehide 0,1095 16,1229 0,1084

H2O 0,0148 166,4265 0,0148

Total 1,0000 0,8978


Tabel LA.11 .xi iDi Komponen Yid iD .xi iDi

Asam Benzoat 0,0004 1,0000 -0,0047

Benzil Alkohol 0,6591 6,9032 0,7830

Benzaldehide 0,3285 18,3133 0,3493

H2O 0,0120 192,5337 0,0120

Total 1,0000 218,7502 1,1396

i DiDm

i

Dm

Dm

.xR 1

R 1 1,1396R 0,11396

+ = + =

=

RD = 1,5 RDm (Geankoplis, 2003)

RD = 1,5 x 0,11396

RD = 0,214073227

Jika : Rd = =DLd 0,214073227

Ld=0,21407 x 3,896= 0,817 kmol/jam

Vd = Ld + D

Vd = 0,816 + 3,896 = 4,712 Kmol/jam

Komposisi :

Alur 27 (D)

Asam Benzoat : X = X = X = 0,00043 27AsBenVdAsBen

LdAsBen

Benzil Alkohol: X = X = X = 0,6591 27BenAlVdBenAl

LdBenAl

Benzaldehide : X = X = X = 0,3285 27BenzVdBenz

LdBenz

H2O : X = X = X 2

27H O 2

VdH O 2

LdH O = 0,0119


LA-16

Alur 20 (Vd)

Total : N20 = N23 + N27 = 4,712 kmol/jam


Benzil Alkohol: X N20 = 0,65910 x 4,712 = 3,106 kmol/jam 20BenAl

Benzaldehide : X N20 = 0,3285 x 4,712 = 1,548 kmol/jam 20Benz

H2O : X N15 = 0,0119 x 4,712 = 0,056 kmol/jam. 2

20H O

Alur 23 (Ld)



Benzil Alkohol: X N23 = 0,6591 x 1,1728 = 0,7730 kmol/jam 23BenAl


H2O : X N23 = 0,0120 x 1,1728 = 0,0140 kmol/jam. 2

23H O


Tabel LA.12 Neraca Massa Kondensor I (E-203)

Komponen BM


Alur 20 (Vd) Alur 23 (Ld) Alur 27 (D)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

AsBen 122,120 0,0020 0,2492 0,0005 0,0620 0,0015 0,1872

BenAl 108,120 3,1056 335,7746 0,7730 83,5760 2,3326 252,1986

Benz 106,120 1,5478 164,2567 0,3853 40,8843 1,1626 123,3724

H2O 18,010 0,0564 1,0155 0,0140 0,2528 0,0424 0,7627

Total 4,7118 501,2960 1,1728 124,7751 3,5390 376,5208

4,7118 501,2960 4,7118 501,2960


LA.4.2 REBOILER I (RB 201)

J-206

24

D-201

J-203 J-205

V-201 LC

RB-201

21 25

22

J-204

2723F

B, Xb

D, Xd

Vd, Xd

Ld, Xd

Lb, Xb

19

E-203

Vb, Xb

20

Karena umpan merupakan sebagian uap sebagian cair maka:

Vd = Vb + (1-q) F (McCabe,1997)

4,713 = Vb + (1 - 0,898) x 10,974

Vb = 3,590 kmol/jam

Lb = Vb + W

Lb = 3,590 + 6,402 1

Lb = 10,66831 kmol/jam

Komposisi :

Air : X = X = X = 0,0162 2

25H O 2

VbH O 2

LbH O

Asam Benzoat : X = X = X = 0,983 25AsBen 2VbH O 2

LbH O

Alur 21 (Lb)


Air : X N21 = 0,0162 x 10,66831 = 0,1730 kmol/jam 2

21H O

Asam Benzoat : X N21 = 0,983 x 10,66831 = 10,4953 kmol/jam 2

21H O


LA-19

Alur 24 (Vb)


Air : X N24 = 0,0162 x 10,66831 = 0,0582 kmol/jam 2

24H O


Tabel LA.13 Neraca Massa Reboiler I (RB-201)

Komponen BM

(kg/kmol)


Alur 21 (Lb) Alur 24 (Vb) Alur 25 (W)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

Toluena 92,140 - - - - - -

Asam Benzoat 122,120 10,4953 1.281,687 3,5320 431,329 6,963 850,357

Benzil Alkohol 108,120 - - - - - -

Benzaldehide 106,120 - - - - - -

H2O 18,010 0,1730 3,1158 0,0582 1,0486 0,115 2,0672

Total 10,668 1.284,803 3,5902 432,378 6,402 852,424

10,668 1.284,803 10,668 1.284,803


LA.5. Kolom Destilasi II (T-202)

J-211

35

D-201

J-208 J-210

V-202 LC

RB-202

33 36

31

J-209

3832F

Vd, Xd

Ld, Xd

Lb, Xb

B, Xb

D, Xd

29

30E-206

Vb, Xb

Fungsi: Untuk memisahkan antara benzaldehide dengan benzil alkohol sehingga

didapatkan by-product masing masing yang murni.

Alur 29 (Feed) 29AsBenN = 0,0015 kmol/jam

29BenAlN = 2,3326 kmol/jam

29BenzN = 1,1626 kmol/jam

2

29H ON = 0,0424 kmol/jam

Fraksi mol umpan benzaldehide:

2

2929 BenzBenz 29 29 29 29

AsBen BenAl Benz H O

NX = N + N + N + N

= 1,1626 0,3290,0015+ 2,3326+ 1,1626 + 0,0424

=


Diinginkan, destilat dengan komposisi 99% benzaldehide (fraksi massa) dari

umpan benzaldehide yang masuk.

Alur 38 (destilat)

Asumsi: tidak ada asam benzoat yang ikut menjadi destilat karena penguapan,

sehingga 38AsBenF = 0 kg/jam

38BenzF = 0,99 123,3724 kg/jam = 122,139 kg/jam

Sebanyak 1% benzil alkohol dari umpan benzil alkohol menjadi destilat dan

selebihnya menjadi produk bawah (bottom) sehingga: 38BenAlF = 0,01 252,199 kg/jam = 2,522 kg/jam

Air yang ikut menguap menjadi destilat sebesar 75% dari umpannya dan selebihnya

ikut menjadi produk bawah (bottom), sehingga:

2

38H OF = 0,75 0,763 kg/jam = 0,572 kg/jam

Dari perhitungan diatas didapatkan bahwa : Xd = 0,954 dan Xw =0,005

Neraca Massa Total

F = D + W

F.XF = D. XD + W. XW

3,539. 0,329 = D. 0,954 + (3,539 D). 0,005

D = 1,206 kmol/jam.

W = 2,333 kmol/jam.

Alur 36 (bottom) 36 29AsBen AsBenF = F = 0,1871 kg/jam

3636 AsBenAsBen

AsBen

F 0,1871 kg/jamN = = = 0,002 kmol/jamBM 122,12 kg/kmol

36BenzF = 0,01 123,3724 kg/jam = 1,234 kg/jam

3636 BenzBenz

Benz


36BenAlF = 0,99 252,199 kg/jam = 249,677 kg/jam

3636 BenAlBenAl

BenAl



LA-22

2

36H OF = 0,25 0,763 kg/jam = 0,191 kg/jam

2

2

2

36H O36

H OH O



Tabel LA.14 Neraca Kolom Destilasi II (T-202)

KOMPONEN BM



X N

(kmol/jam)

F

(kg/jam) X

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam) X

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

AsBen 122,120 0,0004 0,002 0,187 - - - 0,001 0,002 0,187

Benz 108,120 0,329 1,163 123,372 0,954 1,151 122,139 0,005 0,012 1,234

BenAl 106,120 0,659 2,333 252,199 0,019 0,023 2,522 0,990 2,309 249,677

Air 18,010 0,012 0,042 0,763 0,026 0,032 0,572 0,005 0,011 0,191

Total 1,000 3,539 376,521 1,000 1,206 125,233 1,000 2,333 251,288

Total 3,539 376,521 3,539 376,521


LA.5.1 Kondensor II (E- 206)

J-211

35

D-202

J-208 J-210

V-202 LC

RB-202

33 36

31

J-209

3832F

B, Xb

D, Xd

Vd, Xd

Ld, Xd

Lb, Xb

29

E-206

Vb, Xb

30

Tekanan uap komponen, dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Antoine :

ln P = A - ( )CTB+ (Reklaitis, 1983)

Tabel LA.15 Konstanta Antoine Komponen

Komponen A B C

Toluena 16,0137 3.096,52 -53,67 Asam Benzoat 17,1634 4.190,70 -125,20 Benzil Alkohol 17,4582 4.384,81 -73,15 Benzaldehide 16,3501 3.748,62 -66,12 H2O 18,3036 3.816,44 -46,13

(Coulson & Richardson , 1990)

Keterangan :

P = tekanan (mmHg)

A,B,C = konstanta Antoine

T = temperatur (K)

Menentukan kondisi umpan

Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan suhu umpan masuk

sampai syarat Ki,Xi = 1 terpenuhi.

Asumsi Psat = 5,6 Psia = 38,610 kPa


Trial : T = 428,15 K

Tabel LA.16 Titik Didih Umpan Masuk Destilasi

Komponen XiF Pi

(mmHg)

Pi

(KPa) Ki XiF Ki

if =

Ki/Khk

Asam Benzoat 0,0004 27,9502 3,7263 0,0965 0,0000 1,0000

Benzil Alkohol 0,6591 165,1118 22,0127 0,5701 0,3758 5,9074

Benzaldehide 0,3285 401,6794 53,5519 1,3870 0,4556 14,3713

H2O 0,0120 4078,3282 543,7227 14,0822 0,1685 145,9141

Total 1,0000 4673,0695 623,0136 16,1358 1,0000

Maka, suhu umpan (F) adalah 428,15 K = 155oC

Menentukan kondisi operasi atas (kondensor total)

Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point sampai

syarat yid/Ki = 1 terpenuhi.


Trial : T = 417,3 K

Tabel LA.17 Dew Point Destilat

Komponen YiD Pi

(mmHg)

Pi

(KPa) Ki YiD/Ki

Asam Benzoat 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

Benzil Alkohol 0,0193 111,8563 14,9127 0,3862 0,0501

Benzaldehide 0,9543 291,7056 38,8902 1,0072 0,9475

H2O 0,0263 3045,4722 406,0224 10,5158 0,0025

Total 1,0000 3449,0341 459,8252 1,0000

Maka, suhu destilat (D) adalah 417,3 K = 144,150oC

Menentukan kondisi operasi bottom (reboiler)

Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point sampai

syarat xi.Ki = 1 terpenuhi.


Trial : T = 441,98 K


Tabel LA.18 Boiling Point Produk Bawah

Komponen XiB Pi

(mmHg)

Pi

(KPa) Ki Ki.XiB

iB=

Ki/Khk

Asam Benzoat 0,0007 51,1287 6,8333 0,1770 0,0001 1,0000

Benzil Alkohol 0,9898 262,3735 35,0658 0,9082 0,8989 7732,2723

Benzaldehide 0,0050 587,9562 78,5795 2,0352 0,0101 87,2330

H2O 0,0045 5781,8172 772,7318 20,0135 0,0908 781,2475

Total 1,000 5334,3824 712,9327 1,0000

Maka suhu pada bottom (B) adalah 441,98 K = 168,83oC

Refluks Minimum Destilat

Umpan dimasukkan dengan fraksi uap (f)= 0,1068 sehingga

q = 1- f

q = 0,8932

= .xq1 i iFi sehingga i iFi .x 0,8932

= Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial omega sampai syarat

i iF

i

.x 0,8932

= terpenuhi. Trial : = 1,902

Tabel LA.19 Omega Point Destilasi

Komponen XiF iF .xi iFi Asam Benzoat 0,0004 1,0000 0,0002

Benzil Alkohol 0,6591 5,9074 0,5720

Benzaldehide 0,3285 14,3713 0,3091

H2O 0,0120 145,9141 0,0119

Total 1,0000 0,8932


Tabel LA.20 .xi iDi Komponen Yid iD .xi iDi

Asam Benzoat 0,0000 1,0000 0,0000

Benzil Alkohol 0,0193 6,6900 0,0231

Benzaldehide 0,9543 17,4466 1,0180

H2O 0,0263 182,1463 0,0265

Total 1,0000 207,2829 1,0677

i DiDm

i

Dm

Dm

.xR 1

R 1 1,0677R 0,0677

+ = + =

=

RD = 1,5 RDm (Geankoplis, 2003)

RD = 1,5 x 0,0677

RD = 0,1015

Jika : Rd = =DLd 0,1223

Ld=0,1223 x 1,2060 = 0,1223 kmol/jam

Vd = Ld + D

Vd = 0,1223 + 1,2060 = 1,3284 Kmol/jam

Komposisi :

Alur 38 (D)

Asam Benzoat : X = X = X = 0 38AsBenVdAsBen

LdAsBen

Benzil Alkohol: X 38Ben = X = X = 0,019 AlVdBenAl

LdBenAl

Benzaldehide : X = X = X = 0,954 38BenzVdBenz

LdBenz

H2O : X = X = X 2

38H O 2

VdH O 2

LdH O = 0,026


LA-28

Alur 32 (Ld)


Asam Benzoat : X N32 = 0 x 0,1224 = 0 kmol/jam 32AsBen

Benzil Alkohol: X 32 N32 = 0,019 x 0,1224 = 0,0024 kmol/jam BenAl


H2O : X N32 = 0,026 x 0,1224 = 0,0032 kmol/jam 2

32H O

Alur 30 (Vd)

Total : N30 = N32 + N38 = 1,3284 kmol/jam

Asam Benzoat : = 0 kmol/jam 30 32 38AsBen AsBen AsBenN = N + N

Benzil Alkohol: = 1,1533 kmol/jam 30 32 38BenAl BenAl BenAlN = N + N

Benzaldehide : = 0,1401 kmol/jam 30 32 38Benz Benz BenzN = N + N

H2O : = 0,0350 kmol/jam. 2 2

30 32 38H O H O H ON = N + N 2


Tabel LA.21 Neraca Massa Kondensor II (E-206)

Komponen BM


Alur 30 (Vd) Alur 32 (Ld) Alur 38 (D)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

Asam Benzoat 122,120 - - - - - -

Benzaldehide 106,120 1,1533 134,53 0,0024 12,39 1,1509 122,1386

Benzil Alkohol 108,120 0,1401 2,78 0,1168 0,26 0,0233 2,5220

H2O 18,010 0,0350 0,6301 0,0032 0,0581 0,0318 0,5721

Total 1,3284 137,94 0,1224 12,71 1,2060 125,2327

1,3284 137,94 1,3284 137,94


LA-30

LA.5.2 REBOILER II (RB 202)

J-211

35

T-202

J-208 J-210

V-202 LC

RB-202

33 36

31

J-209

3832F

B, Xb

D, Xd

Vd, Xd

Ld, Xd

Lb, Xb

29

E-206

Vb, Xb

30

Karena umpan merupakan sebagian uap sebagian cair maka:

Vd = Vb + (1-q) F (McCabe,1997)

1,3284 = Vb + (1 - 0,893) x 3,539

Vb = 0,019 kmol/jam

Lb = Vb + W

Lb = 0,019 + 2,333

Lb = 2,3520 kmol/jam

Komposisi :

Asam Benzoat : X 36As = X = X = 0,001 BenVbAsBen

LbAsBen

Benzil Alkohol : X 36Be = X = X = 0,990 nAlVbBenAl

LbBenAl

Benzaldehide : X 36Be = X = X = 0,005 nzVbBenz

LbBenz

Air : X 36H O = X = X = 0,005 2 2VbH O 2

LbH O


Alur 33 (Lb)



Benzaldehide: X N33 = 0,005 x 2,3520 = 0,0117 kmol/jam 33BenAl

Benzil Alkohol: X 33Be N33 = 0,990 x 2,3520 = 2,3280 kmol/jam nz

H2O : X N33 = 0,005 x 2,3520 = 0,0107 kmol/jam 2

33H O

Alur 35 (Vb)

Total : N35 = N33 - N36 = 0,9505 kmol/jam

Asam Benzoat : = 0,0000125 kmol/jam 35 33 36AsBen AsBen AsBenN = N - N

Benzil Alkohol: = 0,0188 kmol/jam 35 33 36BenAl BenAl BenAlN = N - N

Benzaldehide : = 0,0001 kmol/jam 35 33 36Benz Benz BenzN = N - N

H2O : = 0,0001 kmol/jam. 2 2

35 33 36H O H O H ON = N - N 2

Tabel LA.22 Neraca Massa Reboiler II (RB-202)

Komponen BM

(kg/kmol)


Alur 33 (Lb) Alur 35 (Vb) Alur 36 (W)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

Asam Benzoat 122,120 0,0015 0,1887 0,0000 0,0015 0,0015 0,1872

Benzil Alkohol 108,120 2,3280 251,7078 0,0188 2,0312 2,3093 249,6766

Benzaldehide 106,120 0,0117 1,2438 0,0001 0,0100 0,0116 1,2337

H2O 18,010 0,0107 0,1922 0,0001 0,0016 0,0106 0,1907

Total 2,3520 253,3325 0,0190 2,0443 2,3330 251,2881

2,3520 253,3325 2,3520 253,3325


LA.6. Flash Drum (D-201)

ToluenaBenzaldehideBenzil AlkoholAsam BenzoatH2O

16

ToluenaBenzaldehide

Benzil AlkoholAsam Benzoat

H2O

BenzaldehideBenzil AlkoholAsam BenzoatH2O

Flash Drum(D-201)

17

18

Fungsi: Memisahkan fasa cair asam benzoat dari campuran fasa gasnya.

Tabel LA.23 Derajat Kebebasan Flash Drum D-201

Keterangan

Jumlah variabel

mlah neraca TTSL

i

mbantu:

1

F16Benz ,

H2O, F

F AsBen,

s BenAl, Benz, H2O

17/ N18

Ju

Spesifikasi:

Komposis

Laju alir

Hubungan pe

Rasio laju alir

1

5

4

1

-

1

F16Tol , F16AsBen , F16BenAl, F16 F17Tol, 17H2O, F18Benz, 18BenAl ,F18

F18H2O

A Ben,

N

Jumlah 0


Diketahui:

Alur keluar ke Kolom Destilasi I (alur 18) diketahui:

Neraca massa total F18 = F19 = 1.228,9455 kg / jam

Neraca massa komponen: Asam Benzoat : F18As = F

19 = 850,5446 kg / jam Ben AsBen

Benzil Alkohol: F18Be = F19

= 252,1985 kg / jam nAl BenAl

Benzaldehide : F18Be = F19 = 123,372 kg / jam nz Benz

Air : F = F = 2,830 kg / jam 2

18H O 2

19H O

Misalkan L = F18 = 1.228,9455 kg/jam

Tekanan Operasi = 2,5 Psi = 0,1701 atm (17,236 kPa)

Temperatur = 473,15 K (200oC)

3.096,52Tol = Exp(16,0137- ) = 747,63 kPa(473,15-53,67)

4.190,70AsBen = Exp(17,1634- ) = 22,30kPa(473,15-125,20)

3.748,62Benz = Exp(16,3501- ) =168,25 kPa(473,15-66,12)

4.384,81BenAl = Exp(17,4582- ) = 88,34 kPa(473,15-73,15)

3.816,44Air = Exp(18,3036- ) =1558,12 kPa(473,15-46,13)

Perhitungan Flash Drum

Xi = Zi

Yi = Ki.Zi

PPiKi =

+++== 44332211 ..... PXPXPXpXPXP iibubble (Smith, 2001) Pdew =

i

i

PY

1 (Smith, 2001)


Tabel LA.24 Hasil Perhitungan Pbubble dan Pdew

Komponen Zi Pa Xi.Pi K yi Yi/Pi Tol 0,0468 747,63 35,0238 2,2086 0,1035 0,0030

AsBen 0,6240 22,30 13,9415 0,8791 0,5497 0,0394

BenAl 0,2129 88,34 18,4990 1,1665 0,1156 0,0066

Benz 0,1022 168,25 17,5599 1,1073 0,2443 0,0132

Air 0,0141 1558,12 21,9799 1,3860 0,0196 0,0009

Total 1,0000 107,0040 1,0000 0,0631

Pbubble 107,0040

Pdew 13,827

Pdew < P < Pbuble terjadi kesetimbangan uap-cair

13,827 < 15,85794 < 107,0040 kPa maka terjadi kesetimbangan uap-cair.

Dimana; L = 1-V

)1( ii KZ + )1(1 iKV =1

)1(1 +=Zixi Kiv

Yi = Ki.Zi

Setelah dilakukan trial terhadap V, maka diperoleh

V = 0,5520

L = 0,4480

Tabel LA. 25 Hasil Iterasi Flash Drum (D-201)

Komponen )1(1 += KivZixi Yi = Ki.Zi

Tol 0,0621 0,1371

AsBen 0,5890 0,5178

BenAl 0,1091 0,1208

Benz 0,2237 0,2610

Air 0,0161 0,0223

Total 1,0000 1,0000


LA-35

Jika, N18 (L) = 10,6396 kmol /jam = 1.228,9455 kg/jam. Maka:

16 10,6396N = = 23,749 kmol/jam0,4480

Jumlah mol fasa cair = 0,4480 x 23,749 = 10,6396 kmol/jam.

Jumlah mol fasa uap = 0,5520 x 23,749 = 13,1094 kmol/jam

Dari hasil diatas diperoleh, pada destilat terdapat toluena, asam benzoat,

benzil alkohol, benzaldehide, dan air. Sedangkan toluena tidak terdapat pada bagian

bottom karena telah menguap semua ke bagian destilat (temperatur Flash Drum

(200oC (473,15 K)) jauh melebihi titik didih senyawa tersebut pada 0,1565 atm

(15,8579 kPa)).

Alur 16 Total : N16 = 23,749 kmol /jam

Toluena : N16Tol = 1,1126 kmol/jam

Asam Benzoat : N16AsBen = 14,8495 kmol/jam

Benzil Alkohol : N16BenAl = 4,9732 kmol/jam

Benzaldehide : N16Benz = 2,4787 kmol/jam

Air : N16Air = 0,3350 kmol/jam


Toluena : N17Tol = 1,1126 kmol/jam











Tabel LA.26 Neraca Massa Flash Drum (D-201)

KOMPONEN BM



%mol N

(kmol/jam)

F

(kg/jam) %mol

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam) %mol

N

(kmol/jam)

F

(kg/jam)

Toluena 92,1400 0,0468 1,1126 52,8884 0,1035 1,1126 52,8884 - - -

Asam Benzoat 122,1200 0,6240 14,8495 935,5991 0,5497 6,7883 85,0545 0,6546 6,9648 850,5447

Benzaldehide 106,1200 0,1022 2,4787 135,7096 0,1156 1,5839 12,3372 0,1072 1,1411 123,3724

Benzil Alkohol 108,1200 0,2129 4,9732 277,4184 0,2443 3,4213 25,2199 0,2234 2,3765 252,1985

Air 18,0100 0,0141 0,3350 3,1130 0,0196 0,2929 0,2830 0,0148 0,1571 2,8300

Total 1,0000 23,749 1.404,7285 1,0000 13,8831 175,7829 1,0000 10,6396 1.228,9455

23,749 1.404,7285 23,749 1.404,7285


LA.7. Vaporizer (E-110)

Fungsi: Untuk memisahkan antara toluena, by-product dan asam benzoat yang

mengalir dari katalis mangan asetat.

Diketahui dari perhitungan sebelumnya bahwa:

F15 = 1.404,7285 kg/jam

Neraca Massa Total :

Laju Massa Masuk = Laju Massa Keluar

F10 = F12 + F15

Alur 15

Toluena : F15To = 52,8884 kg / jam luena

Asam Benzoat : F15As = 935,5991 kg / jam Ben

Benzil Alkohol: F15Ben = 277,4184 kg / jam Al

Benzaldehide : F15Be = 135,7096 kg / jam nz

H2O : F = 3,1130 kg / jam 2

15H O

Fout total = F15Tol + F15AsBen + F15BenAl + F15Benz + F15H2O

= 52,8884 kg/jam + 935,5991 kg/ jam + 277,4184 kg/jam + 135,7096

kg/jam + 3,110 kg/jam.

F15 = 1.404,7285 kg / jam


LA-38

Alur 10 (Alur Masuk)

Asumsi : Asam Benzoat, Benzaldehide dan Benzil Alkohol tidak ikut terbuang

melalui alur 12.

Alur keluaran dari reaktor.

Neraca Massa Komponen:

Toluena : F10To = 52,8884 kg/jam l

Asam Benzoat : F10As = 935,5991 kg/jam Ben

Benzil Alkohol: F10Be = 277,4184 kg/jam nAl

Benzaldehide : F10Be = 135,7096 kg/jam nz

Untuk efisiensi alat vaporizer 98% diperoleh neraca massa sebagai berikut:

Neraca Komponen Mangan Asetat dan Air:

Air : F = 2

10H O

2

15H OF

0,98 = 3,1129

0,98 = 3,1765 kg / jam

Mangan Asetat: 100% Mangan Asetat yang keluar dari reaktor dan masuk ke dalam

Vaporizer dikembalikan ke tangki mangan asetat untuk diregenerasi.

F10Mn = 24,600 kg/jam. As

Fin total = F10Tol + F10AsBen + F10BenAl + F10Benz + F10H2O + F10MnAs

= 52,8884 kg/jam +935,5991 kg/ jam + 277,4184 kg/jam + 135,7096

kg/jam + 3,1765 kg/jam + 24,600 kg / jam

F10 = 1.431,8520 kg / jam

Alur 12

Neraca Massa Komponen

Mangan Asetat: 100% Mangan Asetat yang keluar dari reaktor dan masuk ke dalam

Vaporizer dikembalikan ke gudang mangan asetat sementara untuk di regenerasi.

Mangan Asetat: F12Mn = F10 = 27,06 kg/jam. As MnAs

Air : F = F - F 2

12H O 2

10H O 2

15H O

= 3,1765 kg / jam - 3,11297 kg / jam

= 0,0635 kg / jam.


Tabel LA.27 Neraca Massa Vaporizer (V-101)

KOMPONEN BM



X N F X N F X N F

Toluena 92,140 0,0465 0,574 52,888 0,0468 0,574 52,888 - - -

Asam Benzoat 122,120 0,6201 7,661 935,599 0,6253 7,661 935,599 - - -

Mangan Asetat 249,090 0,0080 0,099 24,600 - - - 0,966 0,099 24,600

Benzil Alkohol 108,120 0,2077 2,566 277,418 0,2094 2,566 277,418 - - -

Benzaldehide 106,120 0,1035 1,279 135,710 0,1044 1,279 135,710 - - -

Air 18,010 0,0143 0,173 3,17 0,0141 0,173 3,113 0,034 0,004 0,064

Total 1,0000 12,352 1.429,39 1,0000 12,253 1.404,728 1,0000 0,103 24,664

12,352 1.429,39 12,352 1.429,39


LA.8. Reaktor (R-101)

H2O (g)Toluena (g)Oksigen (g)

ToluenaBenzaldehideBenzil AlkoholAsam BenzoatH2OMangan Asetat

Reaktor(R-101)

7

9Oksigen

MnAsToluena

5

6

8

Diketahui:

Data keluaran dari reaktor yang masuk ke dalam vaporizer sebagai berikut:

ALUR 9

Neraca Massa Total: F9 = 1.429,39 kg/jam

Toluena: = 52,8884 kg/jam 9TolF

Asam Benzoat: = 935,5991 kg/jam 9AsBenF

Mangan Asetat: F = 24,600 kg/jam 9MnAs

Benzil Alkohol: = 277,4184 kg/jam 9BenAlF

Benzaldehide: = 135,7096 kg/jam 9BenzF

Air : = 3,1765 kg/jam 2

9H OF

Sehingga: Laju total massa keluar reaktor (downstream) :

Fin total = F9Tol + F9AsBen + F9MnAs + F9BenAl + F9Benz + F9H2O

= 52,8884 kg/jam + 935,5991 kg/jam + 24,600 kg/jam +

277,4184 kg/jam + 135,7096 kg/jam + 3,1765 kg/jam

F9 = 1.429,39 kg / jam.


Reaksi yang terjadi dalam reaktor:

1. Reaksi Pembentukan Asam Benzoat

C6H5CH3 (l) + 32

O2 (g) Mn C6H5COOH (l) + H2O (l)

Konversi toluena dalam pembentukan Asam Benzoat = 60% (XA = 0,6)

(freepatentsonline, 1962)

Toluena = 1

Oksigen = 3/2

Asam Benzoat = 1

Air = 1


= 7,661 kmol/jam 9AsBenN

Mula mula dalam reaktor, tidak terdapat asam benzoat, sehingga:

= A + R 9AsBenN sBen mula - mula

7,661 kmol/jam = 0,696 kmol/jam + r

r = 6,965 kmol/jam

Neraca Massa Komponen:

1. Toluena

r = 6,965 kmol/jam =6 6

Toluena Toluena Toluena

Toluena

N x X N x0,6=- -(-1)

6ToluenaN x 0,6 =6,965 kmol/jam

-(-1)

6Toluena6,965 kmol/jamN =

0,6

= 11,608 kmol/jam 6ToluenaN

Jadi, toluena yang diperlukan untuk masuk ke dalam reaktor = 11,608 kmol/ jam.

6ToluenaF = 11,608 kmol/jam x 92,14 kg/kmol = 1.069,59 kg/jam


2. Mangan Asetat ( Katalis ) Mangan asetat yang diperlukan = 2,3 % dari massa toluena. Mangan asetat

merupakan katalisator yang berfungsi untuk mempercepat terjadinya reaksi akan

tetapi mangan asetat tidak ikut bereaksi.(freepatentsonline, 1962) 6MnAsF = 0,023 x 1.069,565 kg/jam = 24,60 kg/jam

3. Oksigen

7 5Oksigen Oksigen

5Oksigen

5Oksigen

3N = N - r2

3 8,519 kmol/jam = N - (6,965) kmol/jam2

N = 16,139 kmol/jam

5Oksigen F = 16,139 kmol/jam x 32 kg/kmol = 516,464 kg/jam

Jadi, oksigen yang diperlukan dalam reaksi tersebut adalah sebesar 516,464

kg/jam.

2. Reaksi Pembentukan Benzil Alkohol

Benzil Alkohol yang terbentuk = 22% dari fraksi massa toluena yang bereaksi

dengan oksigen secara proses oksidasi, sehingga:

C6H5CH3 (l) + 12

O2 (g) Mn C6H5CH2 (l)

Konversi toluena dalam pembentukan Benzil Alkohol = 22% (XA = 0,22)


Toluena = 1

Oksigen = 1/2

Benzil Alkohol = 1

9BenAlN =

6 6Toluena Toluena Toluena

Toluena

N x X N x 0,22=- -(-1)

9BenAl N = 11,608 kmol/jam x 0,22 = 2,566 kmol/jam

9BenAlF = 2,566 kmol/jam x 108,12 kg/kmol = 277,418 kg/jam

3. Reaksi Pembentukan Benzaldehide

Benzaldehide yang terbentuk = 10,01% dari fraksi massa toluena yang

bereaksi dengan oksigen secara proses oksidasi, sehingga:

C6H5CH3 (l) + O2 (g) Mn C6H5COH (l) + H2O (l)


Konversi toluena dalam pembentukan Benzaldehide = 11% (XA = 0,11)


Toluena = 1

Oksigen = 1

Benzil Alkohol = 1

9BenzN =

6 6Toluena Toluena Toluena

Toluena

N x X N x 0,11=- -(-1)

9Benz N =0,11 x 11,608 kmol/jam =1,279 kmol/jam

9BenzF = 1,279 kmol/jam x 106,12 kg/kmol = 135,710 kg/jam

Untuk toluena yang tidak habis bereaksi dikeluarkan dari reaktor dan ditampung di

drum penyimpanan sementara untuk dapat di recycle kembali ke dalam reaktor.

Toluena sisa = 11,608 kmol/jam (6,965 + 2,566 + 1,279) = 1,148 kmol/jam

Asumsi bahwa toluena sisa sebagian menjadi downstream dan upstream sehingga:

9ToluenaN =

1,148 0,574 kmol/jam2

= dan 7ToluenaN = 0,574 kmol/jam

Perincian dari reaktor sebagai berikut:

Alur 6

Neraca Komponen:

Toluena : = 11,608 kmol/jam 6ToluenaN

6ToluenaF =11,608 kmol/jam x 92,14 kg/kmol =1.069,565 kg/jam

Mangan Asetat: 6MnAsF = 0,023 x 1.069,565 kg/jam = 24,600 kg/jam

Neraca total : F6 = 1.094,165 kg/jam

Alur 5

Neraca Komponen:

Oksigen : 5OksigenN = 16,139 kmol/jam

5Oksigen F = 16,139 kmol/jam x 32 kg/kmol = 516,464 kg/jam


LA-44

Neraca total : F5 = 742,912 kg/jam.

Neraca Komponen Air

Pada reaksi 1 : Air yang terbentuk sebesar = 6,965 kmol/jam = 125,439 kg/jam

Pada reaksi 3 : Air yang terbentuk sebesar = 1,279 kmol/jam = 23,034 kg/jam

Air yang terbentuk melalui reaksi = 8,244 kmol/jam = 148,4744 kg/jam.

Diinginkan pada keluaran reaktor yang masuk ke dalam vaporizer (alur 9) adalah air sebesar = 0,176 kmol/jam = 3,176 kg/jam.

Maka: air yang berubah menjadi uap air = 8,068 kmol/jam = 145,305 kg/jam.

Asumsi : terdapat uap air yang tidak terkondensasi sempurna, sehingga keluar

sebagai NCG (non-condensate gas) sebesar = 3,995 kmol/jam.

Alur 7

Neraca Komponen:

Uap Air : 8,068 kmol/jam. 2

7H ON =

Oksigen : Yang tidak habis bereaksi akibat reaksi oksidasi dalam reaktor:

Oksigen sisa = 16,139 kmol/jam 7,620 kmol/jam = 8,519 kmol/jam. 2

7ON =


Tabel LA.28 Neraca Massa Reaktor (R-101)

KOMPONEN BM


Alur 6 Alur 5 Alur 8 Alur 9 Alur 7

N F N F N F N F N F

Toluena 92,14 11,608 1.069,565 - - 1,148 105,777 0,574 52,888 0,574 52,888

AsBen 122,12 - - - - 0,696 85,054 7,661 935,599 - -

MnAs 249,09 0,099 24,600 - - - - 0,099 24,600 - -

BenAl 108,12 - - - - 0,233 25,220 2,566 277,418 - -

Benz 106,12 - - - - 0,116 12,337 1,279 135,710 - -

Air 18,01 - - - - 4,089 73,643 0,173 3,113 8,764 157,835

Oksigen 32 - - 16,139 516,464 - - - - 8,519 272,608

Total 11,707 1.094,165 16,139 516,464 6,285 302,031 12,352 1.429,328 17,857 483,332

1.912,660 kg/jam 1.912,660 kg/jam


LA.9. Drum (V-101)

13

14

11

ToluenaAsam BenzoatBenzil AkoholBenzaldehide

Air

ToluenaAsam BenzoatBenzil AlkoholBenzaldehide

Air

AirToluena

V-101

Fungsi: Sebagai tempat penampungan sementara untuk mengumpulkan by-product

dan bahan baku yang belum bereaksi sempurna untuk dikembalikan ke

reaktor yang kemudian direaksikan kembali.

MASUK:

Alur 14 (dari Flash Drum)

Toluena : = 52,888 kg/jam 14TolF


Air : = 0,2899 kg/jam 2

14H OF


Benzaldehide : = 12,337 kg/jam 14BenzF

Total : F14 = 175,789 kg/jam

Alur 11 (dari Reaktor)

Air : = 73,353 kg/jam 2

11H OF

Tol : = 52,888 kg/jam 11TolF

Total : = 126,248 kg/jam 11F


LA-47

KELUAR (alur 13)

Toluena : = 105,777 kg/jam 13TolF

Asam Benzoat : = 85,054 kg/jam 13AsBenF


Benzaldehide : = 12,337 kg/jam 13BenzF

Air = 73,643 kg/jam 2

13H OF

Total : F14 = 302,031 kg/jam

Tabel LA.29 Neraca Massa Drum (V-101)

KOMPONEN BM



N F N F N F

Toluena 92,14 0,574 52,888 0,574 52,888 1,148 105,777

Asam Benzoat 122,12 0,696 85,054 - - 0,696 85,054

Mangan Asetat 249,09 - - - - - -

Benzil Alkohol 108,12 0,238 25,220 - - 0,238 25,220

Benzaldehide 106,12 0,114 12,337 - - 0,114 12,337

Air 18,01 0,016 0,283 4,073 73,360 4,089 73,643

Oksigen 32 - - - - - -

Total 1,638 175,783 4,647 126,248 6,285 302,031

6,285 302,031 6,285 302,031


LA.10. Mixer I (M-101)

LI

M-101

4

1

2

Mangan Asetat

Toluena

Mangan AsetatToluena

Fungsi: Sebagai tempat pencampuran antara katalis mangan asetat dan toluena

sebelum dimasukkan ke dalam reaktor untuk dipanaskan melalui heater.

Neraca Total : Neraca Massa Masuk = Neraca Massa Keluar

F1 + F2 = F4

Neraca Komponen:

Mangan Asetat : 4 1 2MnAs MnAs MnAsF = F + F

1MnAs24,600 kg/jam = F + 0

F 1MnAs = 24,600 kg/jam

Toluena : F = 4 1 2Tol Tol Tol F + F

2Tol1.069,565 kg/jam = 0 + F

F 2Tol = 1.069,565 kg/jam

Tabel LA.30 Neraca Massa Mixer I (M-101)

Komponen BM

(kg/kmol)



N F N F N F

Toluena 92,140 - - 11,608 1.069,565 11,608 1.069,565

Mangan Asetat 249,09 0,099 24,600 - - 0,099 24,600

Total 0,099 24,600 11,608 1.069,565 11,707 1.094,165

11,707 1.094,165 11,707 1.094,165


LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Kapasitas Produk : 6000 ton/tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan operasi : kJ/jam

Temperatur basis : 298,15 K

Perhitungan beban panas pada masing-masing alur masuk dan keluar.

Q = H = (Smith dan Van Ness, 1975) TTref dTxCpxnTabel LB.1 Kapasitas Panas Gas Cpg TK = a + bT + cT2 + dT3 + eT4 [ J/molK ]

Komponen a b c d e

Toluena 3,18200E+01 -1,61654E-02 1,44465E-03 -2,28948E-06 1,13573E-09

Asam Benzoat 1,6158E+01 2,8234E-01 1,7811E-04 -3,218E-07 1,0752E-10

Benzil Alkohol -3,8244E+01 5,729E-01 -1,9618E-04 -1,788E-07 1,2218E-10

Benzaldehide -8,9000E-01 4,4758E-01 -1,8566E-04 -3,620E-08 3,1110E-11

Oksigen 2,99883E+01 -1,13842E-02 4,33779E-05 -3,70052E-08 1,01006E-11

H2O 3,40471E+01 -9,65064E-03 3,29983E-05 -2,04467E-08 4,30228E-12

Sumber : Yaws, C.L , 1996

Tabel LB.2 Kapasitas Panas Cair Cpl TK = a + bT + cT2 + dT3 [ J/molK ]

Sumber : Yaws C.L, 1996

Komponen A b c d

Toluena 0,18082E+01 8,12223E-01 1,51267E-03 1,63001E-06

Asam Benzoat -15,7517E+01 2,3735E+00 -4,8280E-03 3,6876E-06

Benzaldehide 6,7015E+01 7,0427E-01 -1,7065E-03 1,7622E-06

Benzil Alkohol 9,7570E+01 8,6633E-01 -2,1388E-03 2,1700E-06

Oksigen 1,11E+03 -3,34E+01 0,350211 -1,21E-03

H2O 1,82964E+01 4,72118E-01 -1,33878E-03 1,31424E-06

LB-1


Tabel LB.3 Panas reaksi pembentukan pada 298K [ kJ/mol ]

Komponen Hf Toluena 50,20

Asam Benzoat -290,10

Benzaldehide -36,80

Benzil Alkohol -100,40

Oksigen 0

H2O -241,80

Sumber : Yaws C.L, 1996

Tabel LB.4 Panas Laten [ kJ/mol]

Komponen

BM

(gr/mol)

BP

(K)

Tc

(K)

Pc

(Bar) Hvl

kJ/kmol

Toluena 92,14 383,78 591,8 41,10 33.460,6

Asam Benzoat 122,12 522,40 751,0 44,70

Benzaldehide 106,12 451,90 695,0 46,50

Benzil Alkohol 108,14 477,85 677,0 45,50

Oksigen 32 90,15 154,6 50,50

H2O 18,016 373,15 647,1 220,5 40.656,2

Sumber : Reklaitis, 1983

Tabel LB.5 Tekanan Uap Antoine (mmHg) Bln P = A - C + T

T dalam K

Komponen A B C

Toluena 16,0137 3.096,52 -53,67

Asam Benzoat 17,1634 4.190,70 -125,20

Benzaldehide 16,3501 3.748,62 -66,12

Benzil Alkohol 17,4582 4.384,81 -73,15

Oksigen 15,4075 734,55 -6,45

H2O 18,3036 3.816,44 -46,13

Sumber : Richardson Coulson , 2005


Tabel LB.6 Estimasi Kapasitas Panas solid pada T = 298,15K untuk mangan asetat

Elemen atom

(J/mol K)

N.

(J/mol K)

Mn 28,06 1 (28,06) =28,06

C 10,89 4 (10,89) = 43,56

H 7,56 14 (7,56) = 105,84

O 13,42 8 (13,42) = 107,36

Total 284,82

Tabel LB.7 Data Uap Jenuh dan Air Pendingin yang Digunakan

T in (oC) H(kJ/kg) T out (oC) HVL HL (kJ/kg)

Saturated

Steam

200

(1554 kPa) 2790,9

200

(1544,9 kPa)1938,6 852,4 1938,6

Saturated

Liquid 28 117,3 60 - 251,1 -

Estimasi panas latent berdasarkan hukum Trouton sebagai berikut:

2

2

8,32 BT zLv =(T+C)

dimana 0,5

r3r

Pz = 1-

T

Benzaldehide: Diketahui: BP = 451,90 K

Tc = 695 K

Pc = 46,5 Bar

Antoine Constants: A = 16,3501; B = 3748,62; C = -66,12

Pada titik didih : Pr = 1 0,02150

46,5= Tr = 451,9 0,6502

695=

0,5

3

0,02150z = 1- 0,9600956

0,6502 =

Sehingga: 2 2

2 2

8,32 BT z (8,32)(3748,62)(451,90) (0,9600956)Lv =(T+C) (451,90 66,12)

=

= 41.087 kJ/kmol.


Asam Benzoat Diketahui: BP = 522,40 K

Tc = 751 K

Pc = 44,7 Bar

Antoine Constants: A = 17,1634; B = 4190,70 ; C = -125,20


44,7= Tr = 522,4 0,6956

751=

0,5

3

0,02237z = 1- 0,96619

0,6956 =

Sehingga: 2 2

2 2

8,32 BT z (8,32)(4190,70)(522,40) (0,96619)Lv =(T+C) (522,40 125,2)

=

= 58.272 kJ/kmol.

Benzil Alkohol Diketahui: BP = 477,85 K

Tc = 677 K

Pc = 45,5 Bar

Antoine Constants: A = 17,4582; B = 4384,81 ; C = -73,15


45,5= Tr = 477,85 0,7058

677=

0,5

3

0,02197z = 1- 0,9682

0,7058 =

Sehingga: 2 2

2 2

8,32 BT z (8,32)(4384,81)(477,85) (0,9682)Lv =(T+C) (477,85 73,15)

=

= 49.244 kJ/kmol.

Oksigen Diketahui: BP =90,15 K

Tc = 154,6 K

Pc = 50,5 Bar

Antoine Constants: A = 15,4075; B = 734,55; C = -6,45



50,5= Tr = 90,15 0,5834154,5 =

0,5

3

0,01980z = 1- 0,9488

0,5834 =

Sehingga: 2 2

2 2

8,32 BT z (8,32)(734,55)(90,15) (0,9488)Lv =(T+C) (90,15 6,45)

=

= 6.726 kJ/kmol.

Tabel LB.8 Estimasi nilai panas laten untuk masing masing komponen

Komponen

Hvl (kJ/kmol)

Asam Benzoat 58.272

Benzaldehide 41.087

Benzil Alkohol 49.244

Oksigen 6.726

Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) : 32 dTcTbTaCp +++= .................................................................................... (1)

Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi :

dTdTCTbTaCpdTT

T

T

T

)( 322

1

2

1

+++= .................................................................. (2)

)(4

)(3

)(2

)( 414

23

13

22

12

212

2

1

TTdTTcTTbTTaCpdTT

T

+++= ...................... (3) Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah :

++= 221 1

T

Tv

T

T

T

TVll

b

b

dTCpHdTCpCpdT ................................................................... (4)

Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi :

+= 21

2

1

T

Tout

T

ToutR CpdTNCpdTNHrdt

dQ .............................................................. (5)


LB.1 Heater (E-101)

Pada Heater (E-101) terjadi proses pemanasan untuk menaikkan temperatur

toluena agar tidak terjadi perbedaan temperatur yang sangat besar di dalam reaktor.

Neraca Panas masuk heater (T = 300C)

Toluena (C7H8) Tekanan di dalam heater = 6 atm = 607,975 kPa = 4.560 mmHg

Titik didih toluena pada tekanan 4.560 mmHg

ln 4.560 = 3096,5216,0137 - T - 53,67

8,425 = 3096,5216,0137 - T - 53,67

3096,52 7,588T - 53,67

=

T = 461,7177 K = 188,567oC

Neraca Panas Masuk (Alur 4) 30

25Cp dT = 303,15298,15 Cpl dT

30

25Cp dT =

303,15-01 -03 2 -06 3

298,15

1,81 + 8,12.10 T + 1,51.10 T + 1,63.10 T dT -01 -03 -06

2 2 3 3 4 42 1 2 1 2 1 2 1

8,12.10 1,51.10 1,63.101,81(T -T ) + (T -T ) + (T -T ) + (T -T )2 3 4

-01 -032 2 3 3

-064 4

8,12.10 1,51.101,81(303,15-298,15) + (303,15 -298,15 ) + (303,15 -298,15 ) 2 3

1,63.10+ (303,15 -298,15 )4


Qin toluena = N.Cpl.dT

= 11,608 kmol/jam . 2.135,185 kJ/kmol

= 24785,328 kJ/jam

Qin MnAs = N.Cps.dT

= 0,099 kmol/jam . 1.424,1 kJ/kmol

= 140,643 kJ/jam

Tabel LB.9 Panas masuk heater (E-101)

Komponen N4

(kmol/jam)303,15

298,15Cp dT 303,154 298,15N Cpl dT

Toluena 12,768 2.135,185 24.785,328 Mangan Asetat 0,099 1424,1 140,643 Total 24.925,972

Neraca Panas Keluar (Alur 6)

Toluena 148,89

25Cp dT = 422,04298,15 Cpl dT

148,89

25Cp dT =

422,04-01 -03 2 -06 3

298,15

1,81 + 8,12.10 T + 1,51.10 T + 1,63.10 T dT -01 -03 -06

2 2 3 3 4 42 1 2 1 2 1 2 1

8,12.10 1,51.10 1,63.101,81(T -T ) + (T -T ) + (T -T ) + (T -T )2 3 4

-01 -032 2 3 3

-064 4

8,12.10 1,51.101,81(422,04-298,15) + (422,04 -298,15 ) + (422,04 -298,15 ) 2 3

1,63.10+ (422,04 -298,15 )4

Qout toluena = N.Cp.dT

= 11,608 kmol/jam . 70.707,51 kJ/kmol

= 820.776,008 kJ/jam

Qout MnAs = N.Cp.dT

= 0,099 kmol/jam . 35286,35 kJ/kmol

= 3484,862 kJ/jam


Tabel LB.10 Panas keluar heater (E-101)

Komponen N6

(kmol/jam) 422,04

298,15Cpl dT 422,046 298,15N Cpl dT

Toluena 11,608 70.707,51 820.776,008 Mangan Asetat 0,099 35.286,35 3.484,862 Total 824.260,869

Panas yang dibutuhkan :

Q = Q out Q in

= (824.260,869 - 24.925,972) kJ/jam

= 799.334,90 kJ/jam.

= 1.938,6 kJ/kg

Massa steam yang diperlukan:

Q 799.334,90 kJ/jamm 1.938,6 kJ/kg

= =

= 412,33 kg/jam

Tabel LB.11 Neraca panas heater (E-101)

Masuk (kJ/jam) Keluar

(kJ/jam) Umpan 24.925,97 -Produk - 824.260,87Panas yang dibutuhkan 799.334,90 -Total 824.260,87 824.260,87

LB.2 Pemanas Oksigen (Heater) (E-102)



oksigen agar temperatur oksigen masuk ke dalam reaktor seragam.

Neraca Panas masuk heater (T = 300C)

Tekanan di dalam heater = 3.800 mmHg = 506,625 kPa

Dimana Oksigen, pada tekanan dan temperatur tersebut merupakan fasa gas.

Oksigen (O2) 30

25Cp dT = 303,15298,15 Cpg dT

30

25Cp dT = 303,15 -02 -05 2 -08 3 -11 4

298,15

29,9 + -1,14.10 T + 4,34.10 T + -3,70.10 T + 1,01.10 T dT 2

-02 -05 -082 2 3 3 4 4

2 1 1 2 1 2 1

-115 52 1

-1,14.10 4,34.10 -3,70.1029,9 (T -T ) + (T -T ) + (T -T ) + (T -T ) 2 3 4

1,01.10+ (T -T )5

-02 -052 2 3 3

-08 -114 4 5 5

-1,14.10 4,34.1029,9 (303,15-298,15) + (303,15 -298,15 ) + (303,15 -298,15 ) 2 3

-3,70.10 1,01.10+ (303,15 -298,15 ) + (303,15 -298,15 )4 5

Qin = N.Cp dT

= 16,139 kmol/jam. 147,292 kJ/kmol

= 2.377,218 kJ/jam


Komponen N3

(kmol/jam)298,15

298,15Cp dT 298,153 298,15N Cp dT

Oksigen 16,139 147,292 2.377,218 Total 2.377,218

Neraca panas keluar heater (alur 5)

Oksigen (O2) 148,89

25Cp dT = 422,04298,15 Cpg dT


422,04148,89 -02 -05 2 -08 3 -11 4

25298,15

Cp dT 29,9 + -1,14.10 T + 4,34.10 T + -3,70.10 T + 1,01.10 T dT = 2

-02 -05 -082 2 3 3 4 4

2 1 1 2 1 2 1

-115 52 1

-1,14.10 4,34.10 -3,70.1029,9 (T -T ) + (T -T ) + (T -T ) + (T -T ) 2 3 4

1,01.10+ (T -T )5

-02 -052 2 3 3

-08 -114 4 5 5

-1,14.10 4,34.1029,9 (422,04-298,15) + (422,04 -298,15 ) + (422,04 -298,15 ) 2 3

-3,70.10 1,01.10+ (422,04 -298,15 ) + (422,04 -298,15 )4 5

148,895

25N . Cp dT = 85.898,41 kJ/jam


Komponen N5

(kmol/jam)

422,04

298,15Cpg dT

outQ

Oksigen 16,139 3.699,966 59.715,586 Total 59.715,586


Q = Q out Q in

= (59.715,586 - 2.377,218) kJ/jam

= 57.338,368 kJ/jam.

= 1.938,6 kJ/kg


Q 57.338,368 kJ/jamm 1.938,6 kJ/kg

= =

= 29,577 kg/jam



(kJ/jam) Umpan 2.377,218 -Produk - 59.715,586Panas yang dibutuhkan 57.338,368 -Total 59.715,586 59.715,586


LB.3 Heater (E-103)


toluena, asam benzoat dan air agar temperatur di dalam reaktor seragam.

Neraca Panas masuk heater (T = 133oC)

Tekanan di dalam heater = 5.320 mmHg = 709,275 kPa = 7 atm.

Dimana toluena, asam benzoat dan air pada tekanan dan temperatur tersebut

merupakan fasa cair.

Toluena 406,15

133 -01 -03 2 -06 3

25298,15

Cpl dT 1,81 + 8,12.10 T + 1,51.10 T + 1,63.10 T dT = -01 -03 -06133 2 2 3 3 4 4

2 1 2 1 2 1 2 125

8,12.10 1,51.10 1,63.10Cpl dT 1,81(T -T ) + (T -T ) + (T -T ) + (T -T )2 3 4

= -01 -03

2 2 3 3

-064 4

8,12.10 1,51.101,81(406,15-298,15) + (406,15 -298,15 ) + (406,15 -298,15 ) 2 3

1,63.10+ (406,15 -298,15 )4

= 59.372,44 kJ/kmol.

133

25Cpl dT

Qtol = N13tol . = 1,148 kmol/jam. 59.372,44 kJ/kmol. 133

25Cpl dT

= 68.159,56 kJ/jam

Asam Benzoat : = 13325

Cp dT 406,15298,15 Cpl dT = 25890,18 kJ/kmol

13313AsBen 25

N Cp dT = 0,696 kmol/jam . 25890,18 kJ/kmol


= 18032,06 kJ/jam

Benzaldehide: = 13325


13313Benz 25

N Cp dT

dT

= 0,116 kmol/jam . 19494,79 kJ/kmol

= 2224,49 kJ/jam

Benzil Alkohol : = 13325


13313BenAl 25

N Cp = 0,238 kmol/jam . 25091,6 kJ/kmol = 5963,121 kJ/jam

Air : = 13325


2

13313H O 25

N Cp dT = 4,089 kmol/jam . 3219,56 kJ/kmol = 13164,78 kJ/jam


Komponen N13

(kmol/jam)406,15

298,15Cp dT 406,1513 298,15N Cp dT

Toluena 1,148 59372,44 68159,56 Asam Benzoat 1,462 25890,18 18032,06 Benzaldehide 0,114 19494,79 2224,49 Benzil Alkohol 0,238 25091,6 5963,121 Air 4,089 3219,56 13164,78 Total 107.544

Neraca panas keluar heater (alur 8)

1. Toluena: = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 106469,58 kJ/kmol

= 1,148 kmol/jam . 106469,58 kJ/kmol 148,898

tol 25N Cp dT

= 122.227,1 kJ/jam.


2. Asam Benzoat : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 23.326,285 kJ/kmol 148,898

AsBen 25N Cp dT = 0,696 kmol/jam . 23326,285 kJ/kmol = 16.246,35 kJ/jam

3. Benzaldehide : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 22445,729 kJ/kmol 148,898

Benz 25N Cp dT = 0,114 kmol/jam . 22445,729 kJ/kmol = 2561,212 kJ/jam

4. Benzil Alkohol : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 29178,896 kJ/kmol 148,898

BenAl 25N Cp dT

dT

= 0,238 kmol/jam . 29178,896 kJ/kmol

= 6934,485 kJ/jam

5. Air : = 148,89

25Cp dT BP 422,04298,15 BPCpl dT HVL + Cpg dT+

= 10.733,06 + 40.656,2 + 968,398

= 52.358 kJ/kmol

2

148,898H O 25

N Cp = 4,089 kmol/jam . 52.358 kJ/kmol = 214090,476 kJ/jam


Komponen N8

(kmol/jam) ( )

298,15

BP

lCp dT

Hvl (kJ/kmol)

422,04

( )gBP

Cp dT

outQ

Toluena 1,148 106469,58 - - 122227,1Asam Benzoat 0,696 23326,285 - - 16246,35Benzaldehide 0,114 22445,729 - - 2561,212Benzil Alkohol 0,238 29178,896 - - 6934,485Air 4,089 10733,063 40.656 968,3982 214090,476Total 362.059,6



Q = Q out Q in

= (362.059,6 107.544) kJ/jam

= 254.516 kJ/jam.

= 1.938,6 kJ/kg


Q 254.516 kJ/jamm 1.938,6 kJ/kg

= =

= 131,213 kg/Jam



(kJ/jam) Umpan 107.544 -Produk - 362.060Panas yang dibutuhkan 254.516 -Total 362.060 362.060

LB.4 Reaktor (R-101)

Pada reaktor terjadi reaksi oksidasi untuk menghasilkan asam benzoat. Reaksi

digambarkan sebagai berikut:

1. Reaksi Pembentukan asam benzoat

C6H5CH3 + 32

O2 2+

2Mn [O ] C6H5COOH + H2O

Reaksi berlangsung pada temperatur 300oF (148,89oC) secara eksotermis (diperoleh

melalui perhitungan dengan menggunakan persamaan (

), sehingga digunakan air pendingin 280C

untuk menjaga temperatur operasi dalam reaktor tetap tersedia sesuai yang

diinginkan.

0 00

Re tan Pr(148,89 ) 298,15ak r odukC KHr H H H= + +

Oks148,89 oC Tol

AsBenMnAsBenAlBenzAir

Air Pendingin 28 oC

Air Pendingin Bekas 60 oC

6

9

Reaktor

TolMnAs

148,89 oC

5

7Air

OksigenToluena

148,89 oC

8Tol

AsBenMnAsBenAlBenzAir


Panas Masuk Reaktor

Qin Reaktor : Qout Heater E-101 = 824.260,87 kJ/jam

Qout Heater E-102 = 59.715,586 kJ/jam

Qout Heater E-103 = 362.038,11 kJ/jam

Tabel LB.18 Panas masuk Reaktor (R-101)

Alur Qin kJ/jam Alur 6 824.260,87Alur 5 59.715,586Alur 8 362.038,11Total 1.246.014,570

Panas Keluar Reaktor Alur 9

Panas keluar reaktor = 422,04

9

298,15SN Cp d T

Tekanan keluar reaktor P = 6 atm = 607,95 kPa.

Tout reaktor 148,89oC 422,04 K P operasi 4560 mmHg 607,95 kPa Ln P 7,732

Tabel LB.19 Kondisi Operasi pada reaktor (R-101)

Komponen T sat (K) Tc (K) Pc (atm) V pr = 1/Pc Toluena 470,18 591,8 40,56255 0,024653 Asam Benzoat 613,39 751 45,0037 0,02222 Benzaldehide 548,51 695 45,99062 0,021744 Benzil Alkohol 566,99 677 45,99062 0,021744 Oksigen 114,02 154,6 49,83962 0,020064 H2O 438,59 647,1 217,6616 0,004594


Perhitungan untuk masing masing komponen:

1. Toluena: = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 106.472,47 kJ/kmol

= 0,574 kmol/jam . 106.472,47 kJ/kmol 148,899

tol 25N Cp dT

dT

dT

= 61.115,2 kJ/jam.

2. Asam Benzoat : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 41.894,47 kJ/kmol 148,899

AsBen 25N Cp dT = 7,661 kmol/jam . 41.894,47 kJ/kmol = 320.966,5 kJ/jam

3. Benzaldehide : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 31.319,18 kJ/kmol 148,899

Benz 25N Cp dT = 1,279 kmol/jam . 31.319,18 kJ/kmol = 40051,952 kJ/jam

4. Benzil Alkohol : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cpl dT

= 40.105,82 kJ/kmol 148,899

BenAl 25N Cp = 2,566 kmol/jam . 40.105,82 kJ/kmol = 102905,042 kJ/jam

5. Mangan Asetat : = 148,89

25Cp dT 422,04298,15 Cps dT

= 47.944,691 kJ/kmol 148,899

MnAs 25N Cp dT = 0,099 kmol/jam . 47.944,691 kJ/kmol = 4734,993 kJ/jam

6. Air : = 148,89

25Cp dT BP298,15 Cpl dT

= 10252,03 kJ/kmol

2

148,899H O 25

N Cp = 0,173 kmol/jam . 10252,03 kJ/kmol = 1772,029 kJ/jam


Tabel LB.20 Panas keluar Reaktor (R-101) alur 9

Komponen

N9 (kmol/jam)

dTCpBP

l298

)( Hvl

(kJ/kmol)

422,04

( )gBP

Cp dT

422,049

298

N Cp d

Reaksi:

1. Reaksi pembentukan asam benzoat

C6H5CH3 (l) + 32

O2 (g) 2+

0 0 0

2Mn [O ] C6H5COOH (l) + H2O (g)

T

Toluena 0,574 106472,47 61115,195Asam Benzoat 7,661 41894,47 320966,533MnAs 0,099 284,82 47944,691Benzaldehide 1,279 31319,18 40051,953Benzil Alkohol 2,566 40105,82 102905,042H2O 0,173 10252,03 1772,0293

Total 574.755,442 kJ/jam

r1= 6,965 kmol/jam

Panas reaksi pada keadaan standar:

f produk f ReaktanHr = (H - H )

0

rH = [(H0f , AsBen + H0f , Air) (H0f, Toluena)] = [(-290,10 + (-241,80)) - (50,20)] kJ/mol

= -582,1 kJ/mol = -582.100 kJ/kmol

Panas reaksi pada 148,89oC = 422,04 K

Hr(422,04) = + + - 0rH422,04

(l)AsBen298,15

Cp dT 2

422,04

H O298,15

Cp dT

422,04

(l)tol298,15

Cp dT

= -582.100 - 41.894,47 - 52357,78 + (106472,47)

= -569.879,784 kJ/kmol.

r1= 6,965 kmol/jam

0r 1422,04 KQ = Hr .r

=-569.879,784 kJ/kmol . (6,965 kmol/jam) = -3.967.336,868 kJ/jam.


2. Reaksi pembentukan benzil alkohol

C6H5CH3 (l) + 12

O2 (g) 2+

0 0 0

2Mn [O ] C6H5CH2OH (l)

r2 = 2,566 kmol/jam



0

rH = [(H0f , BenAl) (H0f, Toluena)] = [(-100,40) - (50,20)] kJ/mol

= -150,6 kJ/mol = -150.600 kJ/kmol


Hr(422,04) = + - 0rH422,04

(l)BenAl298,15

Cp dT

422,04

(l)tol298,15

Cp dT

= -150.600 - 40.105,82 + (106472,47)

= -84.233,357 kJ/kmol.

R2= 2,566 kmol/jam

0r 2422,04 KQ = Hr .r

=-84.233,357 kJ/kmol . (2,566 kmol/jam) = -216.129,1477 kJ/jam

3. Reaksi pembentukan benzaldehide

C6H5CH3 (l) + O2 (g) 2+

0 0 0

2Mn [O ] C6H5CHOH (l) +H2O (g)

r3= 1,279 kmol/jam



0

rH = [(H0f , Benz+ H0f , Air) (H0f, Tol)] = [(-36,8+ -241,8) - (50,20)] kJ/mol

= -328,8 kJ/mol = -328.800 kJ/kmol


Hr(422,04) = + + - 0rH422,04

(l)Benz298,15

Cp dT

422,04

(l)air298,15

Cp dT

422,04

(l)tol298,15

Cp dT


= -328.800 31.319,18 - 52357,78 + (106472,47)

= -306.004,492 kJ/kmol.

r3= 1,279 kmol/jam

0r 2422,04 KQ = Hr .r

=-306.004,492 kJ/kmol . (1,279 kmol/jam) = -390983,737 kJ/jam

Total Panas Reaksi = =-4.574.449,754 kJ/jam 1 2Hr + Hr + Hr3

T

Alur 7

Panas keluar reaktor = 422,04

7S

BP

N Cp d

Oksigen (O2) 148,89

25Cp dT = 422,04298,15 Cpg dT

422,04148,89 -02 -05 2 -08 3 -11 4

298,15298,15

Cp dT 29,9 + -1,14.10 T + 4,34.10 T + -3,70.10 T + 1,01.10 T dT = 2

-02 -05 -082 2 3 3 4 4

2 1 1 2 1 2 1

-115 52 1

-1,14.10 4,34.10 -3,70.1029,9 (T -T ) + (T -T ) + (T -T ) + (T -T ) 2 3 4

1,01.10+ (T -T )5

-02 -052 2 3 3

-08 -114 4 5 5

-1,14.10 4,34.1029,9 (422,04-298,15) + (422,04 -298,15 ) + (422,04 -298,15 ) 2 3

-3,70.10 1,01.10+ (422,04 -298,15 ) + (422,04 -298,15 )4 5

( )148,897oks BPN Cp dT + Hvl = 150.889,844 kJ/jam Uap Air

148,89

BPCp dT = 422,04BP Cpg dT

422,04148,89 -03 -05 2 -08 3 -12 4

BP328,31

Cpg dT 34,0 + -9,65.10 T + 3,30.10 T + -2,04.10 T + 4,30.10 T dT = -03 -05

2 2 3 32 1 2 1 2 1148,89

-08 -12BP4 4 5 52 1 2 1

-9,65.10 3,30.1034,0(T -T ) + (T -T ) + (T -T ) 2 3Cpg dT=

-2,04.10 4,30.10+ (T -T ) + (T -T )4 5


-03 -052 2 3 3

148,89

-08 -12BP4 4 5 5

-9,65.10 3,30.1034,0(422,04-BP) + (422,04 -BP ) + (422,04 -BP ) 2 3Cpg dT=

-2,04.10 4,30.10+ (422,04 -BP ) + (422,04 -BP )4 5

= 1180,221 kJ/kmol

148,89

BPCpg dT

N7H2O . = 8,519 kmol /jam . (1180,221+40656,2) kJ/kmol 148,89

BPCpg dT + Hvl

= 443741,5386 kJ/jam

Toluena: = 148,8925

Cp dT 422,0425 Cp dT = 140692,25 kJ/kmol

= 0,574 kmol/jam . 140692,25 kJ/kmol 148,897

tol 25N Cp dT

= 80757,35401 kJ/jam

Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin

dTdQ = Qr + Hout - Hin

= - 4.574.449,754 kJ/jam + 1.214.165,77 kJ/jam - 1.354.644,97 kJ/jam

= - 4.606.240,04 kJ/jam

Tanda negatif (-) menunjukkan bahwa sistem melepaskan kalor.

Media pendingin yang digunakan adalah air pendingin yang masuk pada suhu

28 0C dan keluar 60 0C.

Air pendingin = H(280C) = 117,3 kJ/kg

= H(600C) = 251,1 kJ/kg

Air pendingin yang dibutuhkan :

= 0 0/

(28 ) (60 )dQ dT

H C H C

= - 5.399.213,124 kJ/jam(117,3 251,1) kJ/kg

= 34426,308 kg/jam.


Tabel LB.21 Neraca Panas Reaktor (R-101)

Masuk

(kJ/jam) Keluar

(kJ/jam) Umpan 1.246.014,570 -Produk - 1.214.165,77 Panas Reaksi r.Hr 4.574.449,754 -Panas yang dilepaskan - 4.606.240,04Total 5.820.464,32 5.820.464,32

LB.5 Kondensor (E-104)

Produk keluaran reaktor (R-101) yang berupa uap akan dikondensasikan

dengan kondensor (E-104) pada temperatur 133 0C untuk mendapatkan komponen

komponen masing masing dalam fasa cair sehingga akan mempermudah proses

recycle ke dalam reaktor kembali.

148,890C 1330C

Air Pendingin (280C)

Air Pendingin bekas (600C)

Neraca panas masuk Kondensor (T = 148,890C)

Air (H2O) 148,89

25

Cp dT = = + HVL + 422,04298,15

Cp dTBP

298,15

Cpl dT422,04

gBP

Cp dT = 52088,45 kJ/kmol

Qin = n.Cp.dT

= n (Cpl dT + HVL + Cpg dT )

= 8,764 kmol/jam (52088,45) kJ/kmol

= 456.491,1 kJ /jam

Kondensor Air (l)

Tol (l)

Air (g)

Tol (g)

Oksigen


Oksigen 148,89

25

Cp dT = = HVL + 422,04298,15

Cp dT422,04

gBP

Cp dT = 17.217 kJ/kmol

Qin = n.Cp.dT


= 8,519 kmol/jam (17.217) kJ/kmol

= 146675,577 kJ /jam

Toluena 148,89

25

Cp dT = = + HVL + 422,04298,15

Cp dTBP

298,15

Cpl dT422,04

gBP

Cp dT = 140692,25 kJ/kmol

Qin = n.Cp.dT


= 0,574 kmol/jam (140692,25) kJ/kmol

= 80757,354 kJ /jam

Tabel LB.22 Panas masuk kondensor (E-104)

Komponen

N7 (kmol/jam)

dTCpBP

l298

)( Hvl

(kJ/kmol)

422,04

( )gBP

Cp dT

422,047

298

N Cp d

T

Toluena 0,574 106472,47 33.460,60 759,189 80757,354Oksigen 8,519 - 6.726 10491,46 146675,577

H2O 8,764 10252,03 40.656,2 1180,221 456491,074

Total 683924,005 kJ/jam

Neraca panas keluar kondensor (T = 1330C)

Air (H2O) 133

25

Cp dT = = 406,15298,15

Cp dT406,15

298,15

Cpl dT = 8205,004 kJ/kmol


Qout = n.Cp.dT

= 8,764 kmol/jam (8205,004) kJ/kmol

= 71906,74 kJ /jam

Oksigen 133

25

Cp dT = = 406,15298,15

Cp dT406,15

298,15


Qout = n.Cp.dT

= n Cpl dT

= 8,519 kmol/jam (3656,762) kJ/kmol

= 31151,95 kJ /jam

Toluena 133

25

Cp dT = = 406,15298,15

Cp dT406,15

298,15


Qin = n.Cp.dT

= n Cpl dT

= 0,574 kmol/jam (59372,44) kJ/kmol

= 34079,78 kJ /jam

Tabel LB.23 Panas keluar kondensor (E-104)

Komponen

N11 (kmol/jam)

dTCpBP

l298

)( 406,48

11

298

N Cp d T

Toluena 0,574 59372,44 34079,78 Air 8,764 8205,004 71906,74

Oksigen 8,519 3656,762 31151,95 Total 137138,5

Panas yang dilepaskan

= Qout - Qin

= (137138,5 683924) kj/jam

= -546785,53 kj/jam


Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 28 0 C

dan keluar pada suhu 600 C. Air pendingin yang diperlukan :

Entalpi Air pendingin pada 28oC : H(28oC)= 117,43 kJ/kg

Entalpi Air pendingin pada 60oC : H(600C)= 251,1 kJ/kg (Geankoplis,

2003)

Massa Air pendingin yang diperlukan:

0 0

Q -546785,53 kJ/jamm H(28 C) - H(60 C) kJ/kg

= =

= -2.786.515 kJ/jam117,3 251,1 kJ/kg

= 4086,588 kg/Jam

Tabel LB.24 Neraca Panas Kondensor (E-104)


(kJ/jam) Umpan 683.924 -

Produk - 137.138,5

Panas yang dilepas - 546.785,5

Total 683.924 683.924

LB.6 Cooler (E-201)

ToluenaAsam BenzoatBenzaldehide

Benzil AlkoholAir

148,89 oC 30oC

ToluenaAsam BenzoatBenzaldehide

Benzil AlkoholAir

28 oC

kas 60 oC

9 10

Air pendingin

Air Pendingin Be


Tabel LB.25 Panas masuk Cooler (E-201) alur 9

Komponen

N9 (kmol/jam)

dTCpBP

l298

)( Hvl

(kJ/kmol)

466,48

( )gBP

Cp dT

466,489

298

N Cp d

T

Toluena 0,574 106472,47 61115,195Asam Benzoat 7,661 41894,47 320966,533MnAs 0,099 47944,69 4746,524Benzaldehide 1,279 31319,18 39311,073Benzil Alkohol 2,566 40105,82 104844,451H2O 0,173 10252,03 1772,0293

Total 539987,090 kJ/jam

Neraca Panas Keluar Cooler (E-201)

1. Toluena: = 30

25Cp dT 303,15298,15 Cpl dT

= 2135,185 kJ/kmol

= 0,574 kmol/jam . 2135,185 kJ/kmol 3010

tol 25N Cp d T

dT

T

dT

= 1225,596 kJ/jam.

2. Asam Benzoat : = 30

25Cp dT 303,15298,15 Cpl dT

= 1099,407 kJ/kmol 3010

AsBen 25N Cp = 7,661 kmol/jam . 1099,407 kJ/kmol = 8422,900 kJ/jam

3. Benzaldehide : = 30

25Cp dT 303,15298,15 Cpl dT

= 861,958 kJ/kmol 3010

Benz 25N Cp d = 1,279 kmol/jam . 861,958 kJ/kmol = 1081,909 kJ/jam

4. Benzil Alkohol : = 30

25Cp dT 303,15298,15 Cpl dT

= 1118,382 kJ/kmol 3010

BenAl 25N Cp = 2,566 kmol/jam . 1118,382 kJ/kmol


= 2923,668 kJ/jam

5. Mangan Asetat : = 30

25Cp dT 303,15298,15 Cps dT

= 1424,100 kJ/kmol 3010

MnAs 25N Cp dT = 0,109 kmol/jam . 1424,100 kJ/kmol = 154,708 kJ/jam

6. Air : = 30

25Cp dT 303,15298,15 Cpl dT

= 374,705 kJ/kmol 3010

H2O 25N Cp d T = 0,173 kmol/jam . 374,705 kJ/kmol = 64,767 kJ/jam

Tabel LB.26 Panas keluar Cooler (E-201) alur 10

Komponen

N10 (kmol/jam)

dTCpBP

l298

)( 422,04

10

298

N Cp d T

Toluena 0,574 2135,185 1225,596 Asam Benzoat 7,661 1099,407 8422,900 MnAs 0,099 1424,100 154,708 Benzaldehide 1,279 861,958 1081,909 Benzil Alkohol 2,566 1118,382 2923,668 H2O 0,173 374,705 64,767 Total 12,352 13.873,548

Panas yang dilepaskan

= Qout - Qin

= (13.873,548 540.449,058) kj/jam

= -526.575,51 kj/jam

Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 28 0 C

dan keluar pada suhu 600 C. Air pendingin yang diperlukan :

Entalpi Air pendingin pada 28oC : H(28oC)= 117,43 kJ/kg

Entalpi Air pendingin pada 60oC : H(600C)= 251,1 kJ/kg

Massa Air pendingin yang diperlukan:

0 0

Q -526.575,51 kJ/jamm H(28 C) - H(60 C) kJ/kg

= =


= -526.575,51 kJ/jam117,3 251,1 kJ/kg

= 3.935,541 kg/Jam

Tabel LB.27 Neraca Panas Cooler (E-201)

Masuk

(kJ/jam)

Keluar

(kJ/jam)

Umpan 540.449,058 -

Produk - 13.873,548

Panas yang dilepaskan - 526.575,51

Total 540.449,058 540.449,058

LB.7 Heater (E-106)

Pada heater terjadi kenaikan suhu sebelum masuk ke dalam flash

drum dan terjadi pemisahan uap dengan cair secara flash distillation.

Panas Masuk Heater : Alur 15

Tin = 190oC = 463,15 K

P = 119 mmHg = 0,1565 atm

Panas masuk alur 15 463,15

15senyawa

298,15

N Cpl dT =

1. Toluena

= 2135,185 kJ/kmol. 190

25Cpl dT

N15tol. = 0,574 kmol /jam . 2135,185 kJ/kmol. 190

25Cpl dT


= 1225,596 kJ/jam

2. H2O (air)

= 374,705 kJ/kmol. 190

25Cpl dT

N15air . = 0,173 kmol/jam. 374,705 kJ/kmol. 190

25Cpl dT

= 64,767 kJ/jam

3. Asam Benzoat

= 1099,407 kJ/kmol. 190

25Cpl dT

= 7,661kmol/jam . 1099,407 kJ/kmol 19015

AsBen 25N Cp dT = 8422,900 kJ/jam

4. Benzaldehide

= 861,958 kJ/kmol. 190

25Cpl dT

= 1,279 kmol/jam . 861,958 kJ/kmol 19015

Benz 25N Cp d T

dT

= 1081,909 kJ/jam

5. Benzil Alkohol

= 1118,382 kJ/kmol. 190

25Cpl dT

= 2,566 kmol/jam . 1118,382 kJ/kmol 19015

BenAl 25N Cp = 2923,668 kJ/jam

Tabel LB.28 Neraca Panas Masuk (alur 15) Heater (E-106)

Komponen N15

(kmol/jam)

463,15

( )298,15

lCp dT

463,1515

298,15

N Cp d T

Toluena 0,574 2135,185 1225,596 Asam Benzoat 7,661 1099,407 8422,900 Benzaldehide 1,279 861,958 1081,909 Benzil Alkohol 2,566 1118,382 2923,668 H2O 0,173 374,705 64,767 Total 12,278 13718,840


Panas Keluar Heater : Alur 16

Tout : 200oC

Pout : 0,1565 atm.

Sebagian komponen berubah fasa menjadi fasa uap.

Panas keluar alur 16 473,15

16senyawa

298,15

N Cp dT =

1. Toluena

Hvl = 33.460,60 kJ/kmol

= 23.410,674 kJ/kmol 200

25Cpg dT

N16tol. ( )473,15298,15 Cpg dT+Hvl = 0,574 kmol /jam.(23.410,674 +33.460,6) kJ/kmol = 32644,11 kJ/jam

2. H2O (air)

Hvl = 40.656 kJ/kmol

= 5983,1 kJ/kmol 200

25Cpg dT

N16air. ( )473,15298,15 Cpg dT+Hvl = 0,016 kmol /jam . 46.639,30 kJ/kmol. = 732,859 kJ/jam.

3. Asam Benzoat


= 23660,6266 kJ/kmol 200

25Cpg dT

N16asben. ( = 0,696 kmol /jam . 81.932,63 kJ/kmol. )473,15298,15 Cpg dT+Hvl = 57064,66 kJ/jam.

4. Benzaldehide


= 24.886,5964 kJ/kmol 200

25Cpg dT

N16benz. ( = 0,1141 kmol /jam . 65.973,60 kJ/kmol = 7.528,041 kJ/jam.

)473,15298,15 Cpg dT+Hvl


5. Benzil Alkohol


= 25412,8323 kJ/kmol 200

25Cpg dT

N16benAl. = 0,238 kmol /jam.74.656,83 kJ/kmol ( )473,15298,15 Cpg dT+Hvl = 17.742,504 kJ/jam.

Tabel LB.29 Neraca Panas Keluar (Alur 16a) Heater (E-106)

Panas Keluar Heater : Alur 16

Sebagian komponen menjadi fasa cair.

Tout : 200oC

Pout : 0,1565 atm.

Panas keluar alur 16 473,15

16senyawa

298,15

N Cp dT =

1. H2O (air)

= 10842,578 kJ/kmol. 200

25Cpl dT

N16air . = 0,1571 kmol/jam. 10842,578 kJ/kmol. 200

25Cpl dT

= 1.703,7299 kJ/jam

2. Asam Benzoat

= 43723,354 kJ/kmol. 200

25Cpl dT

= 6,9648 kmol/jam . 43723,354 kJ/kmol 20016

AsBen 25N Cpl dT

Komponen N16

(kmol/jam) Hvl 473,15

Cp dT ( )298,15

g

473,15

( )298,15

gCp dT +Hvl

473,1516

298,15

N Cp d

T

Toluena 0,574 33.460,60 23.410,674 56.871,274 32.644,111Asam Benzoat 0,696 58.272,00 23.660,627 81.932,627 57.064,656Benzaldehide 0,1141 41.087,00 24.886,596 65.973,596 7.528,041Benzil Alkohol 0,238 49.244,00 25.412,832 74.656,832 17.742,504H2O 0,016 40.656,20 5.983,100 46.639,300 732,859Total 1,638 115.712,171


= 304.525,5971 kJ/jam

3. Benzaldehide

= 32678,966 kJ/kmol. 200

25Cpl dT

= 1,1411 kmol/jam . 32678,966 kJ/kmol 20016

Benz 25N Cpl dT = 37.288,9471 kJ/jam

4. Benzil Alkohol

= 41822,695 kJ/kmol. 200

25Cpl dT

= 2,376 kmol/jam . 41822,695 kJ/kmol 20016

BenAl 25N Cpl dT = 99.393,3566 kJ/jam

Tabel LB.30 Neraca Panas Keluar (alur 16) Heater (E-106)


Q = Q out Q in

= (442.911,6279 + 115.712,171 - 13718,840) kJ/jam

= 544.904,9589 kJ/jam.

= 1.938,6 kJ/kg


Q 544.904,9589 kJ/jamm 1.938,6 kJ/kg

= =

= 281,081 kg/Jam

Tabel LB.31 Neraca Panas Heater (E-106)

Masuk Keluar

Komponen N16

(kmol/jam)

473,15

298,15

Cp dT 473,1516298,15

N Cp d T

Asam Benzoat 6,9648 43723,354 304.525,5943 Benzaldehide 1,1411 32678,966 37.288,9471 Benzil Alkohol 2,3765 41822,695 99.393,3566 H2O 0,1571 10842,578 1.703,7299

Total 10,6396 442.911,6279


(kJ/jam) (kJ/jam) Umpan 13718,8401 -Produk - 558.623,7990 Panas yang diperlukan 544.904,9589 -Total 558.623,7990 558.623,7990

LB. 8 Kondensor (E-105)

Panas yang masuk k

Appendix rancangan

Documents

Transcript of Appendix rancangan