PERANCANGAN ALAT PROSES

SIMULASI HYSYS

(Reaksi Pembakaran dalam Reaktor)

Disusun Oleh : Kelompok 5

1. Yohana Mutiara Dewi ( 03031181320039 )

2. Fenny ( 03031281320031 )

3. Yuni Safitri (03031281320029 )

Dosen Pembimbing : Leily Nurul Komariah ,S.T.,M.T.

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

2015

Tugas Perancangan Alat Proses

Proses Pembakaran Natural Gas didalam reactor

Problem :

Suatu proses pembakaran didalam reactor menggunakan gas alam dan udara. Gas alam

sebanyak 1000 kg/h yang digunakan terdiri dari metana 90 %, etana 5%, propane 3% dan

butane 2% persen massa dalam kondisi 2 atm dan suhu 700 C. udara yang digunakan 10.000

kg/h diambil dari atmosfer dan disimpan di tanki penyimpanan dengan tekanan 3 atm dan

suhu 250 C.

Feed tersebut akan dimasukan kedalam reactor konversi dalam kondisi 5 atm. Semua

kandungan gas alam terkonversi 90% dan terbakar sempurna.

Asumsi : reaksi tersebut terjadi secara simultan.

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

C2H6 + 3,5O2 2CO2 + 3H2O

C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

C4H10 + 6,5O2 4CO2 + 5H2O

Pertanyaan : Tentukan komposisi akhir top dan bottom produck hasil keluaran reactor

!

Penyelesaian masalah menggunakan hysys :

1) Hal pertama yang harus dilakukann adalah dengan membuka program hysys,

kemudian membuka New Case, yaitu dengan mengklik ikon seperti dibawah ini :

2) Kemudian, untuk menambahkan komponen zat yang dibutuhkan adalah dengan

mengklik add pada tab simulation basis manager.

3) Selanjutnya yaitu menentukan Komposisi zat yang dibutuhkan didalam reaksi baik

feed maupun produck

Untuk menmbahkan komponen

4) Hal yang tidak kalah penting dalam menjalankan program hysys adalah menentukan

Fluid Package yang digunakan. Fluid package digunakan sebagai basis perhitungan

hysys

5) Karena dalam proses pembakaran tersebut digunakan reaksi, maka dibutuhkan

persamaan reaksi didalam penyelesaiannya. Karena reaksi pembakaran maka

digunakan reaksi conversi. Tahap tahap nya adalah sebagai berikut :

6) Langkah selanjutnya yaitu memasukan komponen yang terlibat dalam reaksi, baik

koefisien, dan basis reaksi. Jika reaktan maka koefisien bernilai negative sedangkan

Fluid package tersebut digunakan

pada komponen tersebut.

1

2

3

produck bernilai positif. Untuk mempermudah mengingat reaksi yang terjadi maka

beri nama reaksi tersebut.

Jika telah ready maka reaksi tersebut telah lengkap.

7) Karena ada 4 reaksi maka pembuatan persamaa reaksi dilakukan 4 kali.

8) Tambah reaction set yang digunakan dalam reaksi dengan memasukan semua

komponen reaksi. Pada rating, diisi dengan angka yang sama karena terjadi secara

simultan.

Persen konversi dari metana

9) Untuk memasukan fluid package dalam reaksi deilakukan dengan cara : add to FP ,

kemudian pilih fluid package yang digunnan, dan selanjutnya klik add to fluid

packages

10) Setelah semua tahap ini selesai, kita bisa langsung masuk ke lingkungan simulasi

dengan mengklik enter simulation environment.

Memasukan reaksi yang

digunakan dalam reaktor.

1

2

3

11) Untuk memulai simulation, langkah pertama adalah memasukan material strean

kedalam simulation. Material stream merupakan feed pada reactor yaitu udara dan

natural gas

Untuk natural gas:

a) Pertama yaitu memasukan keadaan yang berupa tekanan ( 2 atm ), suhu (700C )

dan mass flowrate (1000 kg/h) di tab conditions.

Ruang

simulasi

Case (Main)

Berisi berbagai macam alat yang

digunakan dalam flowsheet

Material

Stream ( Feed)

b) Selanjutnya yaitu memasukan komposisi massa di tab compositions dengan

persen massa, maka dipilih mass fraction:

Untuk Udara : kita dapat melakukan hal yang sama seperti memasukan

komponen pada natural gas.

Untuk memillih dasar

composition seperti

mass fraction, mole

fraction, mass flow dll.

12) Sebelum masuk kedalam reactor, kondisi natural gas dan udara harus disesuaikan

dengan kondisi operasi pada reactor. Karena ke dua feed berfase gas, maka

digunakan kompresor untuk menaikan tekanan.

13) Langkah pertama yang dilakukan adalah menyambungkan kompresor ke masing-

masig feed yang akan dimasukan ke dalam reactor, masukan nama energy yang

digunakan untuk mengoperasikan kompresor, dan berikan nama feed keluaran

tersebut.

14) Langkah kedua yaitu memasukan kondisi operasi yang sesuai didalam reactor di tab

worksheet, yaitu tekanan 5 atm

15) . Berikut ini adalah gambar dari kompresor yang telah selesai dibuat seperti pada

tahap sebelumya .

16) Tahap selanjutnya adalah memasukan Reaktor konversi yang terdapat pada case

main. Kemudian buat hubungan pada tab connections reactor tersebut.

Tekanan 5 atm

17) Untuk memasukan reaksi yang terjadi didalam reactor, maka dibuka tab reaction,

kemudian masukan set-1 pada kolom reaction set ( set yang telah dibuat sebelum

masuk ke simulation environment yang berisi reaksi yang terjadi didalam reaktor).

Feed yang akan

masuk ke reaktor

1

2

18) Berikut ini adalah flowsheet dari problem yang ada

19) Untuk mencari komposisi akhir top dan bottom product dari reactor, maka klik 2 kali

top produck ( vapour ) keluaran reactor untuk mencari komposisi to product dan klik

2 kali pada bottom product (liquid) keluaran reaktor. Secara default komposisi pada

hysys adalah mole fraction .Untuk mengubah mole fraction adalah dengan mengklik

basis, kemudian ubahke mass fraction

a) Top Product ( mass fraction )

b) Bottom Product ( mass fraction ).

Tabel top produck dan bottom produck:

No Nama Senyawa Top Product

( mass fraction )

Bottom Product

( mass fraction )

1 Metana 0.033963 0.072839

2 Etana 0.000455 0.000474

3 Propane 0.000273 0.0000228

4 n-butana 0.008565 0.005391

5 Oksigen 0.000000 0.000000

6 Nitrogen 0.718188 0.883321

7 Karbon Dioksida 0.130170 0.037747

8 Air 0.108386 0.000000