Pembimbing: Prof.Ir. Renanto Handogo, MS. PhD. Ir.Musfil A.S,M.Eng,Sc.

Transkripsi

1 Pembimbing: Prof.Ir. Renanto Handogo, MS. PhD. Ir.Musfil A.S,M.Eng,Sc. SATRIO PAMUNGKAS ( ) TRI HARTANTO A ( ) LABORATORIUM PERANCANGAN DAN PENGENDALIAN PROSES JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2 Evaluasi dan Perbaikan dalam efisiensi energi dan kondisi operasi yang efektif Need :

3 Bagaimana merancang dan mensimulasikan tekanan kolom distilasi serta Temperature decanter untuk mendapatkan kondisi operasi dan konfigurasi terbaik. Bagaimana menggunakan model konfigurasi terbaik untuk kemudian dapat diaplikasikan untuk mendapatkan Total Annual Cost Minimum.

4 1. Sistem yang ditinjau adalah dua kolom distilasi dengan satu decanter 2.Program yang digunakan adalah Aspen Plus v Optimasi dan integrasi panas dilakukan bertujuan memperoleh total annual cost minimum 4.Proses Steady State

5 Menentukan kondisi optimum untuk mengetahui kebutuhan energi plant kolom distilasi dengan konfigurasi yang telah ditetapkan Menentukan Integrasi panas Menghitung Total Annual Cost (TAC)

6 Mendapatkan konfigurasi optimum pada Distillation Unit untuk plant butanol dengan nilai Total Annual Cost minimum. Meningkatkan efisiensi energi dan biaya dari Distillation Unit yang merupakan salah satu unit utama di industri pemurnian butanol-air Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan kontribusi pada penelitian selanjutnya

7

8 Start Pengumpulan dan pengolahan data Simulasi Steady State dengan AspenPlus Desain Integrasi Panas Optimasi Proses Menghitung Total Annual Cost Hasil Penelitian

9 NO Variabel Luyben 1 Tekanan Kolom distilasi I 51 kpa 2 Tekanan Kolom distilasi II 51 kpa 3 Suhu Decanter 343 K 4 Suhu Overhead KD I 348 K 5 Suhu Bottom KD I 357 K 6 Suhu Overhead KD II 348K 7 Suhu Bottom KD II 376 K 8 Feed Masuk Decanter 1000 kmol/h 9 Fraksi mole Butanol 0,4 Fraksi Mole Air 0,6 Mole Flow Produk KD I 600,1 kmol/h 10 Fraksi mole Butanol 0,001 Fraksi Mole Air 0,999 Mole Flow Produk KD II 399,9 kmol/h 11 Fraksi mole Butanol 0,001 Fraksi Mole Air 0, Heat Duty Reboiler KD I 1,21 MW 13 Heat Duty Reboiler KD II 6,70 MW 14 Condensor Duty 6,83 MW

10 Annual Capital Cost Utility Cost Total Annual Cost

11 Annual Capital Cost = Total harga dari semua peralatan (harus tahu besar kapasitas alat,desain peralatan,interest rate dan umur peralatan) dibayar per tahun Kolom destilasi,condenser, reboiler, pompa, decanter,dll Utility Cost = Biaya utilitas (harga per tahun) steam, air pendingin, dll

12 PowerPoint chart object

13 NO Variabel Luyben Simulation with AspenPlus 1 Tekanan Kolom distilasi I 51 kpa 51 kpa 2 Tekanan Kolom distilasi II 51 kpa 51 kpa 3 Suhu Decanter 343 K 343 K 4 Suhu Overhead KD I 348 K 348,00926 K 5 Suhu Bottom KD I 357 K 354,4658 K 6 Suhu Overhead KD II 348K 348,503 K 7 Suhu Bottom KD II 376 K 375,4277 K 8 Feed Masuk Decanter 1000 kmol/h 1000 kmol/h 9 Fraksi mole Butanol 0,4 0,4 Fraksi Mole Air 0,6 0,6 Mole Flow Produk KD I 600,1 kmol/h 599,9895 kmol/h 10 Fraksi mole Butanol 0,001 0,001 Fraksi Mole Air 0,999 0,999 Mole Flow Produk KD II 399,9 kmol/h 399,595 kmol/h 11 Fraksi mole Butanol 0,001 0,001 Fraksi Mole Air 0,999 0, Heat Duty Reboiler KD I 1,21 MW 0, MW 13 Heat Duty Reboiler KD II 6,70 MW 6, MW 14 Condensor Duty 6,83 MW 7, MW

14 T (K) Mole Fraction (Product) Pada KD I Pada KD II Q Butanol Air Butanol Air kondensor Q (Dalam MW) Q reboiler (KD I) Q reboiler (KD II) 343 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

15 Q (dalam MW) P (kpa) T top T bottom Q Q reboiler KD I KD II KD I KD II condensor KD I KD II ΔT , , , , ,295-2, , , , , ,297-4, ,5 51 7, , , , ,295-7, , , , , , ,299-9, , , , , ,428-27,418

16 Q (dalam MW) P (kpa) Q reboiler Q condensor KD I KD II KD I KD II T top KD II (K) T bottom KD I (K) ΔT (K) ,2 7, , , , , , , , , , , , ,8 7, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,15 7, , , , , , ,325 7, , , , , , ,2 7, , , , , , ,2 7, , , , , , , , , , ,4658 5,9628

17 S CW FEED Kondensor T Top Kolom Distilasi I KD II Dekanter Kolom Distilasi II T Bottom Reboiler KD I Reboiler Produk Butanol Produk Air SC CWR

18 KD I P (kpa) KD II T DECANTER (K) ΔT QR1 (MW) QC2 (MW) Initial Value Final Value Initial Value Final Value , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ΔT = T pada top KD II T pada Bottom KD I ΔT Minimum lebih besar dari 20 K (Luyben,2006)

19 Keterangan P (kpa) Annual Capital Cost ($/Year) Total Annual Cost ($/Year) Total Annual Cost (Rp/Year) KD I KD II Total Operating Cost ($/Year) Sebelum Sesudah Sebelum , Sesudah , Sebelum Sesudah Sebelum , Sesudah , Saving Cost (%) 21,952 13,515 14,230 12,601

20 Pada simulasi menggunakan software AspenPlus, maka didapatkan kondisi terbaik untuk dapat dilakukan integrasi panas pada sistem pemisahan butanol-air yaitu pada suhu decanter sebesar 343 K, dengan tekanan kolom distilasi I sebesar 51 kpa dan tekanan kolom distilasi II sebesar 152 kpa. Integrasi panas yang terbaik pada perbedaan temperatur (ΔT) sebesar 21, K, dengan beban (Q) reboiler kolom distilasi II terkecil, yaitu 9,34 MW. Dari segi ekonomi,bila dibandingkan dengan Basecase dapat disimpulkan bahwa Total Annual Cost (TAC) untuk sistem dengan adanya integrasi panas tidak menguntungkan,dimana didapatkan Total Annual Cost (TAC) Rp ,00 untukbasecase pada tekanan 51 kpa dan Rp ,00 untuk sistem integrasi panas pada tekanan kolom distilasi II 152 kpa

21 THANK YOU. TERIMA KASIH.