Mat & Heat Balance

24
TAHAPAN-TAHAPAN PROSES PRODUKSI STORAGE BAHAN BAKU : BAHAN BAKU DISIMPAN DENGAN MEMPERHATIKAN KONDISI SUHU, TEKANAN DAN FASA. JUMLAH YANG DISIMPAN DISESUAIKAN DENGAN TINGKAT KESULITAN PENGADAAN / PENGUMPULAN ( MISAL : FAKTOR MUSIM PANEN UNTUK INDUSTRI AGRO ), PERSEDIAAN & KENDALA PASAR , TRANSPORTASI . UNTUK INDUSTRI YANG TERINTEGRASI DENGAN PABRIK LAIN BIASANYA TIDAK MEMERLUKAN PERSEDIAAN BAHAN BAKU, ATAUPUN KALAU ADA SANGAT KECIL. PREPARASI BAHAN BAKU : BAHAN BAKU DI UBAH SECARA FISIK / KIMIA AGAR SESUAI DENGAN KONDISI REAKTOR UTAMA. CONTOHNYA : DIUBAH FASANYA, SUHU, TEKANAN, KEMURNIAN, BENTUK SENYAWANYA. REAKSI : BAHAN BAKU DIREAKSIKAN PADA KONDISI : t,p,komposisi YANG TERKONTROL AGAR DIPEROLEH PRODUK YANG DIINGINKAN SEMAKSIMAL MUNGKIN & MENEKAN SEKECIL MUNGKIN PRODUK SAMPING. PURIFIKASI PRODUK : PEMISAHAN PRODUK- PRODUK REAKSI AGAR DIPEROLEH KEMURNIAN YANG SESUAI DENGAN SPESIFIKASI PASAR YANG DITUJU.

Transcript of Mat & Heat Balance

Page 1: Mat & Heat Balance

TAHAPAN-TAHAPAN PROSES PRODUKSI

STORAGE BAHAN BAKU : BAHAN BAKU DISIMPAN

DENGAN MEMPERHATIKAN KONDISI SUHU,

TEKANAN DAN FASA. JUMLAH YANG DISIMPAN

DISESUAIKAN DENGAN TINGKAT KESULITAN

PENGADAAN / PENGUMPULAN ( MISAL :

FAKTOR MUSIM PANEN UNTUK INDUSTRI AGRO ),

PERSEDIAAN & KENDALA PASAR , TRANSPORTASI .

UNTUK INDUSTRI YANG TERINTEGRASI DENGAN

PABRIK LAIN BIASANYA TIDAK MEMERLUKAN

PERSEDIAAN BAHAN BAKU, ATAUPUN KALAU ADA

SANGAT KECIL.

PREPARASI BAHAN BAKU : BAHAN BAKU DI UBAH

SECARA FISIK / KIMIA AGAR SESUAI DENGAN

KONDISI REAKTOR UTAMA.

CONTOHNYA : DIUBAH FASANYA, SUHU, TEKANAN,

KEMURNIAN, BENTUK SENYAWANYA.

REAKSI : BAHAN BAKU DIREAKSIKAN PADA

KONDISI : t,p,komposisi YANG TERKONTROL AGAR

DIPEROLEH PRODUK YANG DIINGINKAN

SEMAKSIMAL MUNGKIN & MENEKAN SEKECIL

MUNGKIN PRODUK SAMPING.

PURIFIKASI PRODUK : PEMISAHAN PRODUK-

PRODUK REAKSI AGAR DIPEROLEH KEMURNIAN

YANG SESUAI DENGAN SPESIFIKASI PASAR YANG

DITUJU.

Page 2: Mat & Heat Balance

PRODUK PACKAGING & STORAGE : PRODUK

DIKEMAS & DILABELING SESUAI STANDAR PASAR

DAN ATAU DISIMPAN PADA KONDISI YANG

TERTENTU.

RECYCLING & RECOVERY :

PEMISAHAN/PURIFIKASI SISA REAKTAN YANG

TIDAK BEREAKSI AGAR BISA DIKEMBALIKAN KE

REAKTOR & PEMISAHAN PRODUK SAMPING AGAR

BISA DIJUAL.

POLLUTION CONTROL : LIMBAH PROSES

PRODUKSI PERLU DITREATMENT SEBELUM

DIBUANG KE LINGKUNGAN AGAR TIDAK

MENIMBULKAN POLUSI LINGKUNGAN.

ADA KECENDERUNGAN UNTUK MELAKUKAN

MINIMISASI LIMBAH SECARA IN PROCESS YANG

TUJUANNYA MENINGKATKAN EFISIENSI PROSES

PRODUKSI DAN MENEKAN BIAYA PENGOLAHAN

LIMBAH.

FAKTOR-FAKTOR YANG MENENTUKAN JENIS PERALATAN YANG DIPERLUKAN.

# EXTERNAL CONSTRAINTS :

- PRODUCT SPECIFICATION : MARKET.

- SAFETY CONSIDERATION : EX. FLAMMABILITY LIMITS.

- EFFLUENT SPECIFICATIONS : SET BY GOVERNMENT.

Page 3: Mat & Heat Balance

# INTERNAL CONSTRAINTS :

- PROCESS STOICHIOMETRY; REACTOR CONVERSION &

YIELD.

- CHEMICAL & PHYSICAL EQUILIBRIA : LIQ-LIQ AND

GAS-LIQ SEPARATION.

- AZEOTROP COMPOSITION.

- PHASE & TEMP – PRESS CONDITIONS

- LIMITATION ON EQUIPMENT DESIGN.

Page 4: Mat & Heat Balance

BLOK DIAGRAM DASAR PROSES INDUSTRI KIMIA

Recycling of un-reacted materials purging of

Impurities

Utilities Wastes to treatment facilities

RAW

MATERIALS

STORAGE

FEED

PREPARATIONS

REACTIONS

PRODUCTS

SEPARATION

&

PURIFICATION

PRODUCTS

STORAGE

Page 5: Mat & Heat Balance

PROSES KONTINYU DAN PROSES BATCH :

Proses Batch digunakan bila :

Kapasitas produksi kecil.

Waktu reaksi terlalu lama.

Bila sebaliknya biasa digunakan Proses Kontinyu.

Tetapi bila kapasitas besar sedangkan waktu reaksi lama biasa

digunakan proses kombinasi dimana kecuali di reaktor prosesnya

dibuat kontinyu dan reaktornya dijalankan secara batch tetapi

menggunakan beberapa buah reaktor yang beroperasi secara

bergantian.

RAW MATERIALS STORAGE :

Fasa : Padat / Cair / Gas tergantung pasar/supplier

Komposisi : tergantung pasar/supplier

Kondisi : Suhu & Tekanan tergantung supplier

Jumlah : Tergantung waktu transportasi & supplier

Fasa, komposisi dan kondisi bahan baku sering disebut dengan

spesifikasi bahan baku. Spesifikasi ini sangat penting karena

menentukan alat-alat proses yang diperlukan ataupun tipe proses

yang dipakai.

Contoh :

Padatan bisa berbentuk kristal, butiran, tepung, bongkahan yang

sifatnya juga berbeda-beda : mudah/sukar larut dalam air,

higroskopis, mudah/sukar terdegradasi, bersifat racun/tidak yang

kesemuanya memerlukan tempat penyimpanan yang berbeda-beda.

Page 6: Mat & Heat Balance

Cairan harus ditentukan suhu dan tekanannya. Cair pada suhu dan

tekanan kamar atau suhu kamar - tekanan tinggi atau suhu refrigerasi

- tekanannya atmosferik, masing-masing memerlukan penanganan

yang berbeda ( misalnya : tebal , bentuk dan material tangki ).

Gas harus ditentukan suhu dan tekanannya karena seperti cairan,

akan mempengaruhi tebal, bentuk dan material tangki . Perlu

diperhatikan bahwa volume jenis Gas sangat kecil dibanding cairan

dan akan meningkat dengan naiknya tekanan sehingga Gas

cenderung disimpan pada tekanan yang tinggi untuk menghemat

volume penyimpanan. Kalau memungkinkan disimpan dalam fasa

cairnya, misal amonia dan LPG.

Jumlah : tergantung pada waktu transportasi dan ketersediaan di

pasar. Bila harus ditranport lewat laut yang memerlukan waktu lama

perlu storage bahan baku yang besar yang mampu menampung

kebutuhan produksi dari beberapa minggu hingga 2 - 3 bulan.

Ketersediaan pasar biasanya terkait dengan bahan baku yang berasal

dari pertanian yang dipengaruhi oleh musim panen.

Sebaliknya bila supplier bahan baku berasal dari pabrik tetangga,

hanya diperlukan storage bahan baku yang minim : 2 –3 hari;

bahkan mungkin tidak memerlukan storage bila pabriknya

terintegrasi dengan supplier.

FEED PREPARATIONS

Fungsinya mempersiapkan bahan baku dari kondisi

penyimpanan/supply-nya ( fasa, suhu, tekanan, ukuran ) agar sesuai

dengan kondisi ( fasa, suhu, tekanan, komposisi, ukuran ) yang

diperlukan di dalam reaktor.

Page 7: Mat & Heat Balance

Prosesnya bervariasi tergantung kebutuhan misalnya : melting,

pelarutan, penguapan, pemanasan, pencampuran, ekspansi tekanan,

kompressi gas, pemompaan, size reduction.

Contoh :

S padat pelelehan pemompaan pembakaran.

NH3 cair-refrig. Vaporizing kompressi furnace.

NH3 cair-HighPress expanding vaporizing furnace

Udara filter blower furnace

REACTIONS

Reaktor adalah intinya proses kimia dimana bahan baku diubah

secara kimiawi pada kondisi : fasa,T,P,Komposisi, ukuran yang

tertentu sesuai dengan jenis proses yang digunakan. Reaksinya bisa

katalitik/non katalitik a.l :

Reaksi cair – cair non katalitik.

Reaksi cair – cair katalitik – cair/padat

Reaksi cair – gas non katalitik.

Reaksi cair – gas katalitik – cair/padat

Reaksi gas – gas non katalitik.

Reaksi gas-gas katalitik – padat.

Reaksi enzymatik : fermentasi.

Berbagai macam jenis fasa reaksi tersebut serta tinjauan dari panas

reaksinya akan menentukan tipe reaktor yang dipakai. Tujuannya

adalah semaksimal mungkin meningkatkan yield dengan

meningkatkan konversi & selektifitas reaksi serta menekan reaksi

samping.

Page 8: Mat & Heat Balance

PRODUCTS SEPARATION & PURIFICATION

Produk reaktor masih berupa campuran dari sisa reaktan, produk

utama, produk samping, impuritas yang harus dipisahkan sehingga

diperoleh produk dengan spesifikasi yang sesuai dengan permintaan

pasar.

Proses-proses yang diperlukan pada tahapan proses ini tergantung

pada sifat fisik & kimia dari masing-masing komponen: pengaruh T,

P pada fasa; kelarutan, titik didih/embun/leleh, reaktivitas, densitas

serta spesifikasi produk yang diinginkan : fasa, T, P, komposisi,

ukuran.

Contoh proses : flashing, kondensasi parsial, stripping,

distilasi/stabilizing, absorbsi, evaporasi, kristalisasi, centrifugasi,

filtrasi, drying, size reduction, screening, dekantasi, flotasi dll.

PRODUCTS STORAGE

Sebelum product bisa dipasarkan perlu di-packing dan di-labeling

sesuai persyaratan pasar serta disimpan dalam storage yang sesuai.

UTILITIES . . . . . . .lihat Bab Utilitas Pabrik

Adalah unit-unit pendukung proses a.l :

Penyediaan air : pendingin, proses, umpan boiler, RT.

Dengan proses : desalinasi : flashing atau Reverse Osmosis;

demineralizer; softening; koagulasi-sedimentasi; Cooling

tower.

Penyediaan steam pemanas: LP, MP, HP.

Penyediaan listrik : 1 fasa, 3 fasa, AC / DC

Penyediaan udara bertekanan : proses produksi, kontrol.

Penyediaan bahan bakar padat : grinding, screening.

Page 9: Mat & Heat Balance

WASTES TREATMENT FACILITIES

Limbah padat : incinerasi, land fill, immobilized.

Limbah cair :

Primary treatment : coagulasi, sedimentasi, filtrasi.

Secondary treatment : anaerobic, aerobic treatment.

Tertiary treatment : AC-Adsorption.

Limbah gas : cyclone separator, Electric Presipitator, Scrubber-

absorber, Flaring.

Page 10: Mat & Heat Balance

MATERIAL BALANCE

Hk. KONSERVASI MASSA & STOICHIOMETRI :

MATERIAL OUT = MATERIAL IN + GENERATION –

CONSUMPTION – ACCUMULATION.

Bila proses sudah STEADY STATE ( TUNAK ) :

MATERIAL OUT = MATERIAL IN

Pemilihan BOUNDARY dari sistim :

Untuk proses yang panjang/kompleks, pilihlah boundary sistimnya

berupa overall balance terlebih dahulu, dimana input flows & output

flows saja yang ditinjau. Masukkan aliran recycle ke dalam sistim.

Asumsikan ( berdasarkan data sekunder ) besaran-besaran yang

diperlukan untuk menghitung aliran utama.

Perkecil sistim boundary-nya sehingga jumlah variabel yang tidak

diketahui dalam arus-arus sekecil mungkin.

Produk samping

Sistim boundary

B.baku

1

Produk

B.Baku Utama

2

Rangkaian alat –alat proses

Page 11: Mat & Heat Balance

Beberapa informasi yang dapat digunakan untuk mempermudah pemilihan

sistem boundary agar perhitungan neraca massa menjadi lebih mudah :

1. Untuk proses yang kompleks, pertama-tama tentukan

boundary sistem secara keseluruhan proses, sehingga bisa

dihitung neraca massa overall (input-output keseluruhan).

2. Pecahlah proses menjadi stage-stage yang lebih sederhana

sehingga dpt dibuat neraca massa masing-masing stage

lebih sederhana. Sebagai acuan pemecahan menjadi stage

stage adalah dengan mengupayakan sesedikit mungkin

besaran-besaran yang belum diketahui dalam arus-arus

input-output stage bersangkutan.

3. Aliran-aliran recycle sebaiknya dimasukkan dalam

boundary system terlebih dahulu agar mempermudah

penghitungannya.

PEMILIHAN BASIS PERHITUNGAN

1. Massa - pilihlah dalam basis satuan metrik : kg , tetapi sering

juga digunakan basis : Mole.

2. Waktu - pilihlah dalam basis satuan waktu : per-jam tetapi

untuk proses batch harus dihitung per-batch.

3. Proses kontinyu - gunakan basis : kg/jam atau mole/jam

4. Pilihlah sebagai basis perhitungan adalah - produk utama.

Walaupun ada juga yang memakai bahan baku utama.

5. Untuk gas, sering digunakan satuan volume, maka gunakanlah

basis Volume dalam perhitungannya. Ingat..... fraksi volume

untuk gas = fraksi mole-nya bila tekanan tidak terlalu tinggi.

6. Hari kerja pertahun tentukan minimum 330 hari, sisa 35 hari

dialokasikan untuk perbaikan tahunan dan hari-hari pabrik tidak

berproduksi karena ada masalah teknis.

Page 12: Mat & Heat Balance

Contoh :

Page 13: Mat & Heat Balance
Page 14: Mat & Heat Balance

JUMLAH KOMPONEN BEBAS

Satu persamaan neraca massa dapat dibuat untuk setiap komponen bebas, masalahnya tidak semua komponen yang ada merupakan

komponen bebas, tetapi ada komponen yang tergantung pada kondisi

system.

Untuk sistem tanpa reaksi, hanya terjadi proses fisis saja, maka jumlah

komponen bebasnya sama dengan jumlah senyawa kimia yang ada.

Untuk sistem dengan reaksi kimia, maka jumlah komponen bebasnya

= jumlah senyawa kimia yang ada – jumlah reaksi kimia mandiri

yang terjadi.

Contoh :

Page 15: Mat & Heat Balance

Penyelesaian neraca massa secara aljabar biasa :

Penyelesaian problem neraca massa yang sederhana, yang hanya menyangkut

beberapa persamaan saja dapat dilakukan secara langsung dan mudah, tetapi

untuk system dengan proses produksi yang kompleks – banyak tahapan proses dari bahan baku hingga produk jadi, maka akan memakan waktu lama

untuk menyelesaikannya. Sehingga untuk system yang kompleks ini perlu

dilakukan penghitungan dengan bantuan program komputer yang dikenal dengan penyelesaian secara simultan beberapa (belasan-puluhan) persamaan

neraca massa yang ada. Simbol-simbol aljabar atau huruf digunakan untuk menggantikan nama

senyawa, arus ataupun komposisi, sehingga dapat disusun persamaan neraca

massa input-output dari suatu tahapan proses seperti distilasi, reaktor, evaporator dsb.

Contoh, untuk suatu tahapan proses ada sejumlah Ns arus yang mempunyai sejumlah Nc komponen bebas... maka jumlah variabel bebasnya Nv ada :

Nv = Ns x Nc

Bila untuk tahapan proses tersebut dapat disusun persamaan neraca massa

input-output yang bebas - Ne , maka jumlah variabel Nd yang harus

ditentukan agar neraca massa pada tahapan proses tersebut dapat diselesaikan adalah :

Nd = (Ns x Nc ) - Ne

Prosedure diatas diterapkan untuk semua tahapan proses yang ada, sehingga didapatkan sejumlah persamaan neraca massa dengan sejumlah variabel

Page 16: Mat & Heat Balance

proses yang harus ditentukan besarannya agar semua persamaan neraca

massa input-output tersebut dapat diselesaikan.

Page 17: Mat & Heat Balance

Resume :

PROSEDUR UMUM PENYELESAIAN NERACA MASSA

1. Gambarkan flowdiagram proses dan beri nomor arus-arus input

dan output yang ada.

2. Uraikan diskripsi prosesnya untuk setiap peralatan yang ada :

fungsi alat proses, kondisi operasi, komposisi, reaksi yang

terjadi, batasan-batasan proses terkait sifat fisis-termodinamis

seperti kelarutan, kesetimbangan fasa, azeotrop dsb.

3. Buatlah matrik/tabel nomor arus dan komposisi yang diketahui

dibawah flow diagram.

4. Tentukan boundary sistem baik untuk overall maupun setiap

tahapan proses.

5. Buatlah analisis untuk neraca massa overall maupun tahapan

proses yang ada, susun semua persamaan neraca massa input-

ouput – Ne , hitunglah jumlah variabel yang bebas Nv dan

hitunglah jumlah variabel yang bisa ditentukan Nd dan tentukan

variabel mana saja yang dipilih untuk ditetapkan ( mungkin

dengan asumsi ) sehingga seluruh persamaan neraca input-

Page 18: Mat & Heat Balance

output dapat dihitung secara manual aljabar biasa atau

diselesaikan secara simultan dengan bantuan komputer.

6. Tentukan basis perhitungan : hari kerja pertahun, gunakan

satuan waktu per jam. Gunakan basis per batch untuk proses

batch.

REAKTAN EKSES

mole masuk - mole stoichiometri

% ekses = ------------------------------------------------x 100

mole stoichiometri

Salah satu reaktan ( biasanya yang murah ) dibuat ekses untuk :

- Memastikan reaktan yang lain habis bereaksi.

- Menekan / mencegah reaksi samping.

- Meningkatkan konversi kesetimbangan.

KONVERSI , SELEKTIVITAS REAKSI & YIELD

Konversi adalah ukuran dari fraksi reaktan yang bereaksi dengan

nilai maksimum 100 % atau = 1 (umumnya kurang)

Bila reaktan lebih dari 1, konversi didasarkan pada reaktan utama

atau reaktan terbatas.

Bila konversi : X, maka :

mole reaktan yang bereaksi

X = ------------------------------------- x 100 %

mole reaktan yang masuk

Page 19: Mat & Heat Balance

( mole in feed - mole in product )

X = ------------------------------------------------ 100 %

mole in feed

SELEKTIVITAS REAKSI : Adalah ukuran untuk menentukan

bagian reaktan yang bereaksi membentuk produk dalam reaksi

utama dan bagian reaktan yang bereaksi membentuk produk lain

dalam reaksi samping.

Contoh : konversi reaktan A total 90 % dalam 2 macam reaksi

utama dan reaksi samping. Selektivitas A untuk reaksi utama = 80

%. Artinya :

90 % reaktan A bereaksi, sisanya 10 % keluar reaktor tetap berupa

A. Dari 90 % A yang bereaksi 80 % nya bereaksi menurut reaksi

utama dan sisanya 20 % bereaksi menurut reaksi samping.

YIELD : ukuran kinerja suatu reaktor atau pabrik.

Bila Yield reaktor = YR

mole produk x faktor stoichiometri

YR = --------------------------------------------------

mole reaktan yang bereaksi

Faktor stoichiometri : stoichiometri mole reaktan yang diperlukan

untuk menghasilkan 1 mole produk.

Jadi Yield reaktor terkait dengan selektivitas reaksi, selektivitas

reaksi tinggi, yield reaktor juga akan tinggi atau bila reaksi samping

meningkat maka selektivitas reaksi menurun dan yield reaktor akan

menurun pula.

Plant yield: yield pabrik : YP.

Page 20: Mat & Heat Balance

Mole product produced x stoichio. factor

YP = --------------------------------------------------------

mole plant input reactant

Sebagai basis perhitungan biasanya dipilih reaktan utama dan

produk utama.

Dalam perhitungan Yield pabrik secara teknis biasanya hanya memasukkan

kemurnian produk utama dan bahan baku utamanya saja, contoh : suatu

pabrik C berkapasitas 1000 ton/hari dengan kemurnian 96 % dan yield pabrik

68 %. Bila kemurnian bahan baku utama A : 95 % maka kebutuhan bahan

baku perharinya :

Produk C murni :1000 x 0,96 = 960 ton

Bahan baku A murni : 960 / 0,68 = 1411,76 ton

Bahan baku A yang diproses : 1411,76 / 0.95 = 1486,068 ton/hari.

Perhitungan Yield pabrik untuk tingkat management biasanya tidak

memasukkan data kemurnian, management hanya berpatokan bahwa produk

yang dihasilkan harus sudah sesuai spesifikasi pasar dan bahan baku yang

dibeli sudah sesuai spesifikasi proses. Sehingga perhitungan yield pabriknya

menjadi :

Kapasitas pabrik C : 1000 ton / hari.

Yield pabrik : 68 %

Bahan baku A yang diproses : 1000 / 0,68 = 1470,588 ton / hari.

Page 21: Mat & Heat Balance

Yield pabrik sangat penting dalam menentukan pemilihan proses pada saat

membuat rencana pendirian pabrik. Para pembuat keputusan salah satunya

harus memperhitungkan dan membandingkan nilai yield pabrik dari berbagai

proses yang ada. Selain yield yang perlu diperhitungkan dalam pemilihan

proses adalah kebutuhan bahan baku pembantu, utilitas dan masalah

penanganan limbahnya.

RECYCLE.

TUJUAN : MENGURANGI LOSS MATERIAL DENGAN CARA

MENGEMBALIKAN ( SEBAGIAN ) MATERIAL KEMBALI KE AWAL PROSES ( BISA REAKTOR ATAU ALAT PROSES LAINNYA ).

UMUMNYA DILAKUKAN BILA KONVERSI PER-PAS REAKTOR

ATAUPUN EFISIENSI PER-PAS ALAT PROSES LAINNYA DINILAI RENDAH SEHINGGA UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI/YIELD

PROSES DILAKUKAN RECYCLING.

PRINSIPNYA: ALIRAN KELUAR SUATU REAKTOR/ALAT PROSES LAIN SETELAH DIPISAHKAN HASIL PROSES DARI SISA-SISA

YANG BELUM TERPROSES DIKEMBALIKAN KE AWAL PROSES

UNTUK DIREPROSES KEMBALI.

PURGING-BLOW DOWN.

SERINGKALI HARUS ‘MEMBUANG’ SEBAGIAN ALIRAN

MATERIAL YANG DIRECYCLE UNTUK MENCEGAH

TERAKUMULASINYA KOMPONEN TERTENTU (BIASANYA IMPURITAS - INERT) DALAM SIKLUS PROSES RECYCLE, KARENA

ADANYA AKUMULASI INI AKAN MENURUNKAN EFISIENSI (

KONVERSI / KOMPOSISI PRODUK ) PROSES SECARA KESELURUHAN.

Page 22: Mat & Heat Balance

JUMLAH YANG DIPURGING / BLOWDOWN = JUMLAH MASSA

KOMPONEN YANG TIDAK DIINGINKAN YANG MASUK DALAM SISTIM RECYCLE.

CONTOH :IMPURITAS ARGON DALAM REAKTOR AMONIA.

RECYCLE PURGING

FEED NH3

N2 , H2 ,

ARGON

KONVERSI PER PAS HANYA 15 %, REAKTAN SISA HARUS

DIRECYCLE. KONSENTRASI ARGON DALAM FEED 0,2 % MOLE, DAN ARGON DAPAT MEMPENGARUHI KONVERSI SEHINGGA

ARGON YANG TERIKUT DENGAN REAKTAN YANG AKAN

DIRECYCLE ( ARGON LEBIH VOLATIL ) HARUS DIPURGING SEBAGIAN KARENA BATASAN MAKSIMUM KONSENTRASI

ARGON DALAM ALIRAN RECYCLE : 5 %. HITUNGLAH % PURGING

GAS-NYA.

BASIS : 100 MOLE FEED GAS PER SATUAN WAKTU.

Ar. DALAM FEED : 0.2 % x 100 MOLE = 0.2 MOLE.

SEHINGGA ARGON YANG HARUS DIBUANG LEWAT PURGING =

0.2 MOLE = 5 % MOLE DALAM ALIRAN RECYCLE.

MAKA TOTAL PURGING GAS = 100/5 x 0.2 MOLE

= 4 MOLE. ( TERDIRI DARI 3,8 MOLE N2 & H2 SERTA 0.2 MOLE Ar.)

% PURGING GAS : 4/100 x 100 % = 4 %.

REAKTOR

AMONIA

SEPARATOR

NH3

Page 23: Mat & Heat Balance

HEAT BALANCE

NERACA PANAS DALAM SUATU PROSES :

(HEAT IN PUT) + (HEAT GENERATED) = (HEAT OUT PUT)

+ (HEAT ABSORBED)

IN PUT : DIBAWA MASUK ALIRAN PROSES GENERATED : DIHASILKAN DARI PROSES (MIS: PANAS

REAKSI EKSOTERMIK)

OUT PUT : DIBAWA KELUAR ALIRAN PROSES ABSORBED : DISERAP u/ PROSES ( MIS: PANAS REAKSI

ENDOTERMIK)

BILA ADA SELISIH LOSS KE LINGKUNGAN

PANAS GENERATED/ABSORBED DARI PROSES :

- PANAS REAKSI

- PANAS PELARUTAN

- PANAS PENCAMPURAN - PANAS KRISTALISASI

- PANAS LATEN PERUBAHAN FASA

PANAS INPUT/OUTPUT PROCESS : PANAS SENSIBEL AKIBAT

PERUBAHAN SUHU

BISA DIHITUNG DENGAN DATA SPECIFIK HEAT: Cp

Q = m Cp dT

ATAU DARI PERUBAHAN ENTHALPYNYA: H

Q = m H

# PRINSIP HEAT TRANSFER :

- PANAS MENGALIR DARI T > KE T <

Page 24: Mat & Heat Balance

- BEDA SUHU MINIMAL 10 OC AGAR PANAS YANG

DIPINDAHKAN CUKUP BESAR DALAM WAKTU YANG SINGKAT.

# MEDIA PEMANAS :

- STEAM : PALING BANYAK DIGUNAKAN, TETAPI

UMUMNYA HANYA SAMPAI 250 OC KARENA PADA SUHU

INI, TEKANAN STEAM SUDAH MENCAPAI 38 ATM, SEHINGGA SUDAH MEMBUTUHKAN BOILER TEKANAN

MENENGAH SELAIN KETEBALAN PERALATAN/PIPA YANG

MEMADAI. - FURNACE : PEMANASAN ALIRAN PROSES LANGSUNG

MEMAKAI GAS PANAS HASIL PEMBAKARAN BAHAN

BAKAR. BIASA DIGUNAKAN UNTUK MEMPEROLEH SUHU DIATAS 200

OC.

- MEDIA PEMANAS LAIN : DOWTERM, MOLTEN SALT

LIHAT BAB UTILITAS PABRIK