REVISI NERACA MASSA IYUS.doc

PERALATAN INDUSTRI KIMIA II

NERACA MASSA

INDUSTRI ETYLENE DIKLORIDA

OLEH :

NAMA

:EMPAYUS

NIM

:0610 3040 0342

KELAS

: 4KB

DOSEN PEMBIMBING : Ir. Erlinawati,M.TTEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2012

Gambar 7. Produksi Etilen Diklorida

Gambar 7. Diagram Alir Pembuatan Etilen Diklorida Dengan Proses Reaksi Dari Klorin Dengan Etilen Dalam Fase Gas Atau CairanData Kuantitatif

Pada perhitungan neraca massa industry Etilen Diklorida ini digunakan basis bahan baku yang terdiri dari 0,3 ton C2H4 dan 0,75 ton Cl2. Bahan Baku :

C2H4= 0,3 ton x = 300 kg , dengan komposisi :

C2H4 90 % = x 300 kg = 270 kg

C2H4= H2 1,5 %= x 300 kg = 4.5 kg

H2

= CH4 3,5 %= x 300 kg = 10.5 kg

CH4 = C2H6 5 % = x 300 kg = 15 kg

C2H6= Cl2= 0,75 ton x = 750 kgCl2= Perhitungan dilakukan dengan proses maju dari reactor pertama yaitu reactor buble fasa cair menuju distilasi. 1. Reactor bubble fase cair

Pada reactor bubble fase cair ini terjadi reaksi antara C2H4 yang masih mengandung C2H6, CH4, dan H2 didalamnya dengan Cl2. Pada reactor ini, terbentuk etilen diklorida dalam fase cair dan fase gas. Etilen diklorida yang berfase gas, turut bercampur dengan bahan-bahan lain yang berfase gas yaitu C2H6, C2H4, H2, CH4, HCl, C3H6Cl2 dan keluar pada bagian atas berupa gas. Sedangkan C2H4Cl2, HCl, C3H6Cl2 dalam fase cair akan keluar pada bagian bawah reactor.C2H4= kgH2=kg

CH4=kg

C2H6=kg

HCl=kg

C2H4Cl2 =kg

C3H6Cl2= kg

C2H4= 270 kg

H2= 4,5kg

CH4= 10,5kg

C2H6= 15kg Cl2= 750kgTotal= 1050kg

HCl= kg C2H4Cl2=kg

C3H6Cl2=kg

Reaksi utama :

C2H4

+Cl2 95% C2H4Cl2

Mula: 9,642

10,578

-kmolReaksi : 9,159

9,159

9,159kmolSisa: 0,483

1,419

9,159kmolBM: 28 70,9 98,9kg/kmolMassa: 13,524 100,607 905,825kg

Reaksi samping :

C2H6 + CH4 + 3Cl2

C3H6Cl2 + 4HCl

Mula: 0,5 0,656 1,419 - -kmolReaksi: 0,473 0,473 1,419 0,473 1,892kmolSisa: 0,027 0,183 -

0,473

1,892kmolBM: 30

16

70,9

112,99

36,45kg/kmolMassa: 0,81

2,928 -

53,444

68,963kg

Asumsi produk berupa fase cair yang merupakan produk bawah dengan komposisi HCl 10%, C2H4Cl2 85%, dan C3H6Cl2 5% ,selebihnya merupakan produk atas. Produk bawah :HCl 10% = x 68,963 kg= 6,8963 kg C2H4Cl2 85% = 6,8963 kg = 58,618 kg C3H6Cl2 5% = 6,8963 kg = 3,448 kg Produk atas :C2H4

= 13,524 kg H2

= 4,5 kg CH4

= 2,928 kg C2H6

= 0,81 kg HCl

= 68,963 kg 6,8963 kg = 62,0667 kg C2H4Cl2 = 905,825 kg 58,618 kg= 847.207 kg C3H6Cl2 = 53,444 kg 3,448 kg=49,996 kg Table 1. Neraca Massa di Reactor Bubble Fasa Cair

KomponenInput (kg)Output (kg)

AtasBawah

Cl2C2H4H2CH4C2H6HCl

C2H4Cl2C3H6Cl2750

270

4,5

10,5

15

-

-

--

13,524

4,5

2,928

0,81

62,066847,20749,996-

-

-

-

-

6,89658,6183,448

TOTAL1050981,03168,962

1050

C2H4= 13,524 kgH2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kgHCl= 62,066 kg

C2H4Cl2= 847,207 kg C3H6Cl2= 49,996 kg

Total= 981,031 kg

C2H4= 270 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 10,5 kg

C2H6= 15 kgCl2= 750 kg

Total= 1050 kg

HCl= 6,8963 kgC2H4Cl2= 58,618kg C3H6Cl2= 3,448kg

Total= 68,962 kg

2. KondenserC2H4= kg

H2= kg

CH4= kg

C2H6= kg

HCl= kg

C3H6Cl2= kg C2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kg

HCl= 62,066 kgC2H4Cl2= 847,207 kg

C3H6Cl2= 49,996 kg

Total= 981,031 kg

HCl= kg

C2H4Cl2= kg Pada Kondenser ini diasumsi semua C2H6Cl2 didapatkan sebagai produk bawah, dengan komposisi C2H6Cl2 dengan kemurnian 99% dan HCl 1%. Produk bawah :C2H4Cl2= 99% ( 847,207 kgHCl

=1%( Produk atas :C2H4

= 13,524 kgH2

= 4,5 kgCH4

= 2,928 kg

C2H6

= 0,81 kg

HCl

= 62,066 kg - = 53,508 kg

C3H6Cl2 = 49,996 kgTable 2. Neraca Massa di Kondenser


AtasBawah

C2H4H2CH4C2H6HCl

C2H4Cl2C3H6Cl213,524

4,5

2,928

0,81

62,066847,207

49,99613,524

4,5

2,928

0,81

53,508

-

49,996-

-

-

-8,558847,207-

TOTAL981,031125,266855,765

981,031

C2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kg

HCl= 53,508 kg

C3H6Cl2= 49,996 kg +Total= 125,266 kgC2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kg

HCl= 62,066 kgC2H4Cl2= 847,207 kg

C3H6Cl2= 49,996 kg

Total= 981,031 kg

HCl= 8,558 kg

C2H4Cl2= 847,207 kg

Total = 855,765 kg

3. Refrigerator

C2H4= kg

H2= kg

CH4= kg

C2H6 = kg

HCl = kg

C2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kg

HCl= 53,508 kg

C3H6Cl2= 49,996 kg Total= 125,266 kgC3H6Cl2= kg

HCl = kgAsumsi semua produk C3H6Cl2 mencair dan turun sebagai produk bawah sebanyak 99% dan 1% HCl akan dilanjutkan menuju Acid Wash. Produk bawah :C3H6Cl2 = 99% ( 49,996 kg

HCl= 1%( Produk atas :

C2H4= 13,524 kg

H2

= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kg

HCl= 53,5087 kg 0,505 kg = 53,0037 kg

Table 3. Neraca Massa di Refrigerator


AtasBawah

C2H4H2CH4C2H6C3H6Cl2

HCl13,524

4,5

2,928

0,81

49,99653,50813,524

4,5

2,928

0,81

-

53,003-

-

-

-

49,9960,505

TOTAL125,26674,76550,501

125,266

C2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928kg

C2H6 = 0,81 kg

HCl = 53,003 kg

Total = 74,765 kg C2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

C2H6= 0,81 kg

HCl= 53,508 kg

C3H6Cl2= 49,996 kg Total= 125,266 kg

C3H6Cl2 99% = 49,996 kg

HCl1% = 0,505 kg

Total = 50,501 kg

4. HCl Scrubber

C2H4= kg

H2=kg

CH4=kg

C2H6=kg

C2H4= 13,524 kg

H2= 4,5 kg

CH4= 2,928 kg

NaOH=Kg

C2H6= 0,81 kg

H2O=kg

HCl= 53,003 kg

Total= 74,765 kg

NaCl=kg

H2O=kgAsumsi semua NaOH bereaksi dengan HCl, Kmol NaOH = Kmol HCl

HCl = NaOH = x 40 kg/kmol = 58,16 kg

Dari diagram alir diketahui bahwa NaOH yang digunakan adalah 8%, jadi sisanya 92% adalah air, massa air dapat dihitung sebagai berikut :

NaOH = 58,16 kg = 8%

Maka, H2O = Reaksi netralisasi

NaOH+HCl

NaCl +H2O

Mula: 1,454

1,454 -

- kmolReaksi : 1,454

1,454

1,454

1,454 kmolSisa: -

-

1,454

1,454 kmolBM: 40

36,45

58,45

18 kg/kmolMassa: -

- 84,986

26,172 kg

Table 4. Neraca Massa di HCl Scrubber

KomponenInput (kg)Output (kg)keterangan

AtasBawah

C2H4H2CH4C2H6HCl

NaOH

NaCl

H2O13,524

4,5

2,928

0,81

53,00358,16-

668,8413,524

4,5

2,928

0,81

-

-

-

--

-

-

-

-

-

84,986(668,84 + 26,172 )H2O berasal dari hasil reaksi netralisasi dan yang terkandung pada NaOH

TOTAL801,76521,762779,998

801,765

C2H4: 13,524 kg

H2: 4,5 kg

CH4: 2,928 kg

C2H6: 0,81 kg

Total : 21,762 kg

C2H4: 13,524 kg

H2: 4,5 kg

CH4: 2,928 kg

NaOH: 58,16Kg

C2H6: 0,81 kg

H2O: 668,84kg

HCl: 53,003 kg

total: 727kg

Total: 74,765 kg

NaCl: 84,9863kg

H2O: 695,012kg

Total : 779,998 kg5. Acid Wash

Komposisi umpan masuk acid wash adalah:

Masuk : produk bawah reactor + produk bawah condenser + produk bawah refrigerator

C2H4Cl2 = ( 58,618 + 847,207 + 0 ) kg = 905,825 kg

C3H6Cl2= ( 3,448 + 0 + 49,996 ) kg = 53,444 kg

HCl= ( 6,896 + 8,558 + 0,505) kg = 15,959 kg

C2H4Cl2= 905,825 kgC3H6Cl2= 53,444 kg

NaOH = KgHCl

=15,959 kg

H2O =kg

Total= 975,228 kg

C2H4Cl2 = kg

C3H6Cl2 =kgNaCl =kg

H2O =kg

Asumsi semua NaOH bereaksi dengan HCl, jadiKmol NaOH = kmol HCl

HCl = NaOH = 0,437 kmol x 40 kg/kmol = 17,48 kg

Dari diagram alir diketahui bahwa NaOH yang digunakan adalah 8%, jadi sisanya 92% adalah air, massa air dapat dihitung sebagai berikut :

NaOH= 17,48 kg = 8%

Maka , H2O = Reaksi netralisasi

NaOH+HCl

NaCl +H2O

Mula: 0,437

0,437

-

-kmolReaksi: 0,437

0,437

0,437

0,437 kmol Sisa: -

- 0,437

0,437kmol BM: 40

36,45

58,45

18kg/kmolMassa: -

-

25,542

7,866kgTable 5. Neraca Massa di Acid Wash

KomponenInput (kg)Output (kg)keterangan

C2H4Cl2

C3H6Cl2HCl

NaOH

NaCl

H2O905,825

53,444

15,95917,48-

201,02905,825

53,444

-

-

25,542(201,02 + 7,866)H2O berasaal dari hasil reaksi netralisasi dan yang terkandung pada NaOH

TOTAL1193,7281193,728

C2H4Cl2: 905,825kg C3H6Cl2: 53,444kg

NaOH : 17,48 KgHCl: 15,959kg +

H2O : 201,02 kg +Total: 975,228 kg

total: 218,5kg

C2H4Cl2: 905,825kg

C3H6Cl2: 53,444kgNaCl : 25,542kg

H2O : 208,886 kg +

Total: 1193,728 kg

6. Separator

NaCl=kg

H2O=kgC2H4Cl2 = 905,825 kg

C3H6Cl2= 53,444 kgNaCl= 25,542 kg

H2O= 208,886 kg +

Total= 1193,728 kg

C2H4Cl2= kgC3H6Cl2=kg

H2O = kgAsumsi semua NaCl keluar sebagai produk atas dan diasumsikan 70% dan H20 30% Produk atas

NaCl = 70% ( 25,542 kg

H2O = 30% (

Produk bawah

C2H4Cl2= 905,825 kg

C3H6Cl2= 53,444 kg

H2O= 208,886 kg 10,946 kg = 197,94 kgTable 6. Neraca Massa di Separator


AtasBawah

NaCl

H2O

C2H4Cl2

C3H6Cl225,542

208,886905,825

53,44425,542

-

--

197,94905,825

53,444

TOTAL1193,72836,4881157,209

1193,728

NaCl= 25,542kg

H2O= 10,946kg

Total = 36,488 kgC2H4Cl2 =905,825 kg

C3H6Cl2= 53,444 kgNaCl= 25,542 kg

H2O= 208,886 kg +

Total= 1193,728 kg

C2H4Cl2= 905,825 kgC3H6Cl2= 53,444 kg

H2O = 197,94 kg +

Total = 1157,209 kg

7. Destilator

C2H4Cl2 :kg

C2H4Cl2: 905,825 kgC3H6Cl2: 53,444 kg

H2O : 197,94 kg +

Total: 1157,209 kg

C3H6Cl2: kg

H2O : kg

Pada destilator terjadi pemisahan berdasarkan titik didih,dimana umpan yang merupakan output dari separator dipisahkan menjadi dua bagian,yaitu light ends dengan komposisi C2H4Cl2 dan heavy ends dengan komposisi C3H6Cl2 dan H2ODari data yang diasumsi didapatkan bahwa komposisi tiap bagian adalah :

Light ends

C2H4Cl2=905,825 kg

Heavy ends

C3H6Cl2= 53,444 kgH2O= 197,94 kgTable 7. Neraca Massa di Destilator


Light endsHeavy ends

C2H4Cl2

C3H6Cl2

H2O905,825

53,444

197,94905,825

-

--

53,444

197,94

TOTAL1157,209905,825251,384

1157,209

C2H4Cl2 : 905,825 kg

C2H4Cl2: 905,825 kgC3H6Cl2: 53,444 kg

H2O : 103,323 kg +

Total: 1062,592 kg

C3H6Cl2: 53,444kg

H2O : 103,323 kg +Total: 156,767 kg

Gambar 7. Neraca Massa Keseluruhan Industri Etilen Diklorida

EMBED Visio.Drawing.11

REAKTOR

REAKTOR

KONDENSER

KONDENSER

refrigrator

refrigrator

HCl

SCRUBBER

HCl

SCRUBBER

Acid

wash

Acid

wash

separator

separator

destilator

destilator

_1400068617.vsdReaktor

Cooler

Refrigenerator

HCl Scubber

Acid Wash

Separator

Destilator

8% NaOH solution : kg

Cl2 = 750 kgC2H4 = 270 kgH2 = 4,5 kgCH4 = 10,5 kgC2H6 = 15 kgTotal = 1050 kg

HCl = kgC2H4Cl2 = kgC3H6Cl = kg

CH4 = kgC2H4 = kgC2H6 = kgH2 = kgHCl = kgC2H4Cl2 = kgC3H6Cl2 = kg

CH4 = kgC2H4 = kgC2H6 = kgH2 = kgHCl = kgC3H6Cl2 = kg

CH4 = kgC2H4 = kgC2H6 = kgH2 = kgHCl = kg

CH4 = kgC2H4 = kgC2H6 = kgH2 = kg

8 %NaOH Solution = kg

NaCl = kgH2O = kg

HCl = kgC3H6Cl2 = kg

NaCl = kgH2O = kg

C3H6Cl = kgH2O = kg

H2O = kgC2H4Cl2 = kgC3H6Cl = kg

NaCl = kgH2O = kgC2H4Cl2 = kgC3H6Cl = kg

C2H4Cl2 = kg

HCl = kgC2H4Cl2 = kg

_1400068853.vsdReaktor

Cooler

Refrigenerator

HCl Scubber

Acid Wash

Separator

Destilator

8% NaOH= 17,48 kg92% H2O= 201,02 kg

Total = 218,5kg

Cl2 = 750 kgC2H4 = 270 kgH2 = 4,5 kgCH4 = 10,5 kgC2H6 = 15 kg

Total = 1050 kg

HCl = 6,8963 kgC2H4Cl2 = 58,618 kgC3H6Cl = 3,448 kg

Total= 68,963 kg

C2H4= 13,524 KgH2= 4,5kgCH4= 2,928kgC2H6= 0,81 kgHCl= 62,066kgC2H4Cl2= 847,207kgC3H6Cl2 = 49,996kg

Total= 981,031kg

C2H4= 13,524 KgH2= 4,5kgCH4=2,928kgC2H6=0,81 kg

Total= 21,762kg

8% NaOH= 58,16kg92% H2O= 668,84 kg

Total= 727kg

NaCl = 84,986 kgH2O = 695,012 kg

Total= 779,998kg

HCl = 0,505 kgC3H6Cl2 = 49,996 kg

Total= 50,501 Kg

NaCl = 25,542 kgH2O = 10,946 kg

Total = 36,488 kg

C3H6Cl = 53,444 kgH2O = 197,94 kg

Total = 251,384 kg

C2H4Cl2 = 905,825 kgC3H6Cl = 53,444 kgH2O=197,94 Kg

Total=1157,209 kg

C2H4Cl2 = 905,825 kgC3H6Cl = 53,444 kgNaCl = 25,542 kgH2O = 208,886 kg

Total= 1198,679 kg

C2H4Cl2 = 905,825 kg

HCl = 8,538 kgC2H4Cl2 = 847,207 kg

Total= 855,765 kg

C2H4= 13,524 KgH2= 4,5kgCH4=2,928kgC2H6= 0,81 kgHCl= 53,508kgC3H6Cl2 = 49,996kg

Total= 125,266 kg

C2H4=13,524 KgH2=4,5kgCH4=2,928kgC2H6=0,81 kgHCl=53,003kg

Total= 74,765 kg

_1400065138.vsd

REVISI NERACA MASSA IYUS.doc

Documents

Transcript of REVISI NERACA MASSA IYUS.doc