Tugas Proses Kimia

Anggota Kelompok :

1. Ridho Wahyu Triandini (011100297)2. Rizky Anugrah Putra (011100300)

SOAL

TiCl4 dihasilkan dengan mereaksikan Titanium dioksid dengan asam klorid di dalam reaktor. TiO2 disuplai dari bijih yang mengandung 78% TiO2. HCl yang tersedia terdapat dalam larutan HCl 45%. Konversi TiO2 adalah 75%. HCl yang diumpankan berlebihan 20%. Produk hasil reaktor diumpankan dalam separator. Dalam separator dapat dipisahkan TiO2

murni yang kemudian didaurulang diumpankan kembali ke reaktor. Jika dihasilkan TiCl4

sebanyak 189,7 Kg/jam, tentukan Kg/jam:

a. bijih yang dibutuhkan.

b. larutan HCl yang dibutuhkan.

c. TiO2 yang didaurulang.

(BM TiO2 =79,9; HCl = 36,47; TiCl4 189,7)

Jawab:

Simbol-simbol yang dipakai

F : Umpan TiO2

FP : Umpan HCl

G : TiO2 yang di umpankan pada reactor

PR : output reactor

P : output proses (TiCl4)

R : umpan balik TiO2

Reaksi yang terjadi pada proses:

TiO2+4HCl→TiCl4+2H 2O

Neraca massa dikeseluruhan Alat

Neraca massa TiCl 4

input−reaksi=output

0+reaksi=1

Jadi TiCl4 hasil reaksi = 1 kmol/jam (dianggap basis perhitungan)

Neraca massa TiO2

input−reaksi=output

F . fraksiTiO2

BMTiO2

−Reaksi=0

Sesuai persamaan reaksi untuk menghasilkan 1 kmol/jam TiCl4 diperlukan TiO2 sebanyak 1 kmol/jam, sehingga:

F=reaksi . BM TiO2

fraksi TiO2

F=1×79,9 kg/kmol0,78kmol / jam

=10 2,435kg/ jam

Neraca massa di seperator:

Neraca massa TiCl4 :

input=output

input=1kmoljam

Neraca massa TiO 2

input=output

input=R

Neraca massa di reactor

Neraca nassa TiCl 4

input+reaksi=output

0+reaksi=1kmol/ jam

Neraca massa TiO2

input−reaksi=ou tput

0−reaksi=output

Sesuai persamaan reaksi untuk menghasilkan 1 kmol/jam TiCl4 diperlukan TiO2 sebanyak 1 kmol/jam, dan konversi TiO2 adalah 75%, maka:

Dari definisi konversi

75 %= 1kmol / jamTiO2umpan reactor

TiO2umpanreactor=1kmol/ jam

75 %=1,333kmol / jam

Maka:

1,333kmol / jam−1kmol/ jam=R

R=0,333kmol / jam

Neraca massa HCl

input−reaksi=output

fraksi HCl .FPBM HCl

−reaksi=output

0,45 .FP36,46

−reaksi=output

Menurut persamaan reaksi HCL yang dibutuhkan jika TiO2 habis bereaksi

HCl=4×1,333 kmol/ jam=5,332kmol / jam

Jumlah HCl berlebih adalah 20%, yang berarti:

20 %=kelebihanHCl jikaTiO2habis bereaksi

k ebutuhanHCL jikaTiO2habisbereaksi

kelebihan HCl=( 0,45 . FP36,46

−5,332)kmol / jam¿ (0,0123. FP−5,332 ) kmol / jam

Maka,

20 %=(0,0123.FP−5,332 ) kmol/ jam

5,332kmol/ jam×Kg / jam

FP=520,195Kg / jam

Sehingga neraca massa HCl:

output=(0,45. FP )Kg / jam

36,46Kg /kmol−5,332kmol / jam=2,420kmol/ jam

Neraca massa H2O

input+reaksi=output

output=fraksi H 2O .FP

BM H 2O+2 (TiO2 yang habisbereaksi )

output=0,55 .520,195Kg / jam18Kg /kmol

+2kmol / jam=17.895 kmol/ jam