PERHITUNGAN NERACA PANAS

dokumen-dokumen yang mirip
LAMPIRAN A HASIL PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

PRARANCANGAN PABRIK FORMALDEHID PROSES FORMOX KAPASITAS TON / TAHUN

Jalan Raya. Sungai. Out. Universitas Sumatera Utara

BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

II. DESKRIPSI PROSES

BAB II DESKRIPSI PROSES. Titik didih (1 atm) : 64,6 o C Spesifik gravity : 0,792 Kemurnian : 99,85% Titik didih (1 atm) : -24,9 o C Kemurnian : 99,5 %

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

II. DESKRIPSI PROSES. (2007), metode pembuatan VCM dengan mereaksikan acetylene dengan. memproduksi vinyl chloride monomer (VCM). Metode ini dilakukan

Kemurnian butinediol yang dihasilkan = 98,5 % x 315,6566 kg/jam

LAMPIRAN A NERACA MASSA

BAB II DISKRIPSI PROSES. 2.1 Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk. Isobutanol 0,1% mol

PERANCANGAN PABRIK FORMALDEHYDE DENGAN PROSES METAL OXIDE

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

PRARANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHID PROSES FORMOX KAPASITAS TON / TAHUN

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Heri Rustamaji Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II. DESKRIPSI PROSES. Proses produksi Metil Akrilat dapat dibuat melalui beberapa cara, antara

Prarancangan Pabrik Sikloheksana dengan Proses Hidrogenasi Benzena Kapasitas Ton/Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES

Cara Menggunakan Tabel Uap (Steam Table)

PRARANCANGAN PABRIK FORMALDEHID MENGGUNAKAN METAL OXIDE CATALYST PROCESS KAPASITAS TON/TAHUN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DESKRIPSI PROSES. Kemurnian : minimal 99% : maksimal 1% propana (CME Group) Density : 600 kg/m 3. : 23,2 % berat dari udara.

(VP), untuk diuapkan. Selanjutnya uap hasil dari vaporizer (VP) dipisahkan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Katalis Katalis yang digunakan adalah Rhodium (US Patent 8,455,685).

BAB II DESKRIPSI PROSES

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

PROSES DEHIDROGENASI ISOPROPANOL

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

BAB II DESKRIPSI PROSES

DESKRIPSI PROSES. pereaksian sesuai dengan permintaan pasar sehingga layak dijual.

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES

KATA PENGANTAR. Yogyakarta, September Penyusun,

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

PRARANCANGAN PABRIK ACRYLAMIDE DARI ACRYLONITRILE MELALUI PROSES HIDROLISIS KAPASITAS TON/TAHUN BAB II DESKRIPSI PROSES

II. DESKRIPSI PROSES. Pada proses pembuatan asam salisilat dapat digunakan berbagai proses seperti:

KRISTALISASI. Amelia Virgiyani Sofyan Azelia Wulan C.D Dwi Derti. S Fakih Aulia Rahman

IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI. = 6.313,13 kg/jam

BAB III PERANCANGAN PROSES

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA. x tahun. Kemurnian dietanolamida pada produk = 94, %

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

NME D3 Sperisa Distantina BAB V NERACA PANAS

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA. PRAPERANCANGAN PABRIK METANOL DENGAN KAPASITAS ton/th PROSES TEKANAN RENDAH.

PROSES PRODUKSI ASAM SULFAT

BAB IV PROSES DENGAN SISTEM ALIRAN KOMPLEKS

BAB III PERANCANGAN PROSES

Jurnal Tugas Akhir Teknik Kimia

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Prarancangan Pabrik Metil Salisilat dari Asam Salisilat dan Metanol dengan Kapasitas Ton/Tahun BAB I PENGANTAR

IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

BAB II DESKRIPSI PROSES

PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES

BAB III SPESIFIKASI ALAT

BAB II DESKRIPSI PROSES. Rumus Molekul : C 3 H 4 O 2

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

BAB II DISKRIPSI PROSES

BAB II LANDASAN TEORI

TUGAS PERANCANGAN PABRIK FORMALDEHID PROSES HALDOR TOPSOE KAPASITAS TON / TAHUN

BAB II DESKRIPSI PROSES

BAB V SPESIFIKASI ALAT PROSES

PRA RANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHIDPROSES D. B WESTERN KAPASITAS TON/TAHUN

Prarancangan Pabrik Etil Akrilat dari Asam Akrilat dan Etanol Kapasitas ton/tahun BAB II DESKRIPSI PROSES. Rumus molekul : C2H5OH

PABRIK ACETALDEHYDE DARI ETHYL ALCOHOL DENGAN VEBA CHEMIE PROCESS PRA RENCANA PABRIK

proses oksidasi Butana fase gas, dibagi dalam tigatahap, yaitu :

PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA ASAM NITRAT DARI NATRIUM NITRAT DAN ASAM SULFAT KAPASITAS TON / TAHUN EXECUTIVE SUMMARY

Gbr. 2.1 Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

E V A P O R A S I PENGUAPAN

25. Neraca panas pada Vaporizer (VP-101) Neraca panas pada Separator Drum (SD-101) Neraca energi pada Kompresor (K-101)

III. METODOLOGI PENELITIAN

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA

DAFTAR ISI. Halaman Judul... i. Lembar Pengesahan... ii. Kata Pengantar... iv. Daftar Isi... v. Daftar Tabel... ix. Daftar Gambar...

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II URAIAN PROSES. Benzil alkohol dikenal pula sebagai alpha hidroxytoluen, phenyl methanol,

BAB II URAIAN PROSES. Benzil alkohol dikenal pula sebagai alpha hidroxytoluen, phenyl methanol,

TUGAS PERACANGAN PABRIK KIMIA

DAFTAR NOTASI. No. Notasi Keterangan Satuan 1. Hc Entalpi pembakaran kkal/kmol 2. Hf Entalpi pembentukan kkal/kmol 3. Hf 25

II. DESKRIPSI PROSES. Tahap-tahap reaksi formaldehid Du-Pont untuk memproduksi MEG sebagai

BAB II DISKRIPSI PROSES

ENTROPI. Untuk gas ideal, dt dan V=RT/P. Dengan subtitusi dan pembagian dengan T, akan diperoleh persamaan:

: 330 hari/tahun, 24 jam/hari. Tabel 4.1 Neraca Massa Keseluruhan

Prarancangan Pabrik Metil Salisilat dari Metanol dan Asam Salisilat Kapasitas Ton/Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES. : jernih, tidak berwarna

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK VINYL ACETATE DARI ACETYLENE DAN ACETIC ACID KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK AMMONIUM NITRAT PROSES STENGEL KAPASITAS TON / TAHUN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLUKOSA DARI TEPUNG SAGU DENGAN KAPASITAS 2000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR. Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana

atm dengan menggunakan steam dengan suhu K sebagai pemanas.

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

II. DESKRIPSI PROSES. MEK mulai dikembangkan pada tahun 1980-an sebagai pelarut cat. Dalam pembuatan

BAB II PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK KARBON DISULFIDA DARI METANA DAN BELERANG KAPASITAS TON/TAHUN

REAKTOR KIMIA NON KINETIK KINETIK BALANCE R. YIELD R. STOIC EQUILIBRIUM R. EQUIL R. GIBBS CSTR R. PLUG R.BATCH

Transkripsi:

PERHITUNGAN NERACA PANAS Data-data yang dibutuhkan: 1. Kapasitas panas masing-masing komponen gas Cp = A + BT + CT 2 + DT 3 Sehingga Cp dt = Keterangan: Cp B AT T 2 2 C T 3 = kapasitas panas (kj/kmol.k) A, B, C, D = konstanta T = suhu (K) 3 D T 4 A B C D E CH 3 OH 40.046-3.8287.10-2 2.4529.10-4 -2.1679.10-7 5.9909.10-11 4 H 2 O 33.933-8.4186.10-3 2.9906.10-5 -1.7825.10-8 3.6934.10-12 O 2 29.526-8.8999.10-3 3.8083.10-5 -3.2629.10-8 8.8607.10-12 N 2 29.342-3.5395.10-3 1.0076.10-5 -4.3116.10-9 2.5935.10-13 Ar 20.786 CO 2 27.437 4.2315.10-2 -1.9555.10-5 3.9968.10-9 -2.9872.10-13 CH 2 O 34.428-2.9779.10-2 1.5104.10-4 -1.2733.10-7 3.3887.10-11 CO 29.556-6.5807.10-3 2.0130.10-5 -1.2227.10-8 2.2617.10-12 2. Kapasitas panas masing-masing komponen cair Cp = C1 + C2T + C3T 2 + C4T 3 + C5T 4 (satuan dalam J/kmol.K) Sehingga Cp dt = C C2 2 C3 3 C4 4 C5 5 2 3 4 5 1T T T T T C1 C2 C3 C4 C5 CH 3 OH 105,800-362.23 0.9379 H 2 O 276,370-2,090.1 8.125-0.014116 0.00000937 CH 2 O 61,900 28.3 (Yaws, 1999) (Perry, 1934)

3. Konstanta Antoine A B C CH 3 OH 8.08097 1,582.271 239.726 H 2 O 8.07131 1,730.63 233.426 Rumus: log P sat = A [B/(T + C)] K = P sat /P total Keterangan: P sat = tekanan uap murni (Torr) T = suhu operasi ( o C) P total = tekanan operasi (Torr) 4. Data menghitung panas penguapan Tn (K) Tc (K) Hn CH 3 OH H 2 O 337.8 373.2 512.6 647.1 8,526 9,717 (Perry, 1934) (Yaws, 1999) Rumus: 0,38 Tc T Hv. Hn Tc Tn Keterangan: Tn = titik didih normal (K) Tc = titik kritis (K) T = suhu operasi (K) Hn = panas penguapan pada TD normal (kal/mol) Hv = panas penguapan pada suhu operasi (kal/mol)

Perhitungan Neraca Panas Basis perhitungan : 1 jam operasi Suhu referensi : K Satuan panas : kkal/jam Satuan Cp : kkal/kmol Satuan Tekanan : atm Neraca panas masing-masing alat 1. Vaporizer (V-01) Fungsi : Merubah fase fresh feed methanol cair menjadi fase gas Tujuan : a. Menghitung kebutuhan panas untuk mengubah fase metanol b. Menghitung kebutuhan pemanas Q in Tin = 303 K P 1 = 1.4 atm V - 01 Q kondensat Q out Tout =? P 2 =1.5 atm Q steam a. Menghitung kebutuhan panas untuk mengubah fase fresh feed methanol 1) Menentukan titik didih log P sat = A [B / (T + C)] K = P sat / P total P total Y = 1.4 atm = 1064 Torr = K.X Laju Molar (kmol/jam) Xi P sat Ki Yi CH 3 OH 102.68 0.997 1,066.17 1.00 0.9994 H 2 O 0.27 0.003 269.70 0.25 0.0007 Total 102.95 1.00 1.0000

Dari data diperoleh T bubble = 346.4 K = 73.4 0 C 2) Menentukan panas masuk vaporizer Umpan masuk pada suhu 303 K = 30 o C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (J/kmol) (Kkal/Kmol) (Kkal/jam) CH 3 OH 102.68 408,222.22 98.21 10,083.30 H 2 O 0.27 376,744.41 90.63 24.83 Total 102.95 10,108.13 3) Menentukan panas sensible cairan T awal = 303 K = 30 0 C T akhir = 346.4 K = 73.4 0 C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (J/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 102.68 3,785,088.31 904.27 92,845.89 H 2 O 0.27 3,267,973.75 780.73 213.91 Total 102.95 93,059.80 4) Menentukan panas laten penguapan T awal = 303 K = 30 0 C T akhir = 346.4 K = 73.4 0 C Massa Hv Q (kmol/jam) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 102.68 8364.10 858785.14 H 2 O 0.27 10067.88 2758.43 Total 102.95 861543.57 5) Menghitung panas yang harus disediakan Q = Q sensible cairan + Q penguapan Q input = 93,059.80+ 861543.57-10,108.13 = 944,495.23 kkal/jam

b. Menghitung kebutuhan pemanas Untuk pemanas digunakan saturated steam dengan suhu 100 o C dan tekanan 1 atm yang mempunyai panas penguapan = 539.05 kkal/kg. (Smith & Van Ness, 1949) Sehingga massa steam yang dibutuhkan: 944,495.23 kkal/jam 539.05 kkal/ kg 1752.14 kg/ jam Neraca Panas Overall di Vaporizer (V-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 10083.30 92,845.89 H 2 O 24.83 213.91 Q penguapan 861543.57 Q pemanas 944,495.23 Total 954,603.36 954,603.36 2. Mixer (M-01) Fungsi Tujuan : Mencampurkan udara lingkungan dengan recycle gas dari absorber : Menghitung panas udara keluar Mixer-01 Q 1 T1 = 303 K P 1 = 1 atm M-01 Q 2 T2 = 303 K P 2 = 1 atm Q 3 T3 = 303 K P 3 = 1 atm 1) Menghitung panas masuk mixer Panas udara fresh feed: T = 303 K = 30 0 C Massa Cp.dT Cp.dT Q

(kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) H 2 O 1.36 168.25 40.20 54.54 O 2 77.36 147.39 35.21 2,724.00 N 2 291.03 145.37 34.73 10,106.99 Total 369.75 93,059.80 Panas gas recycle absorber: T = 303 K = 30 0 C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.47 226.48 54.11 25.16 H 2 O 279.87 168.25 40.20 11,249.44 O 2 133.31 147.39 35.21 4,694.12 N 2 1455.14 145.37 34.73 50,534.96 CO 41.78 145.41 34.74 1,451.30 CH 2 O 0.52 179.70 42.93 22.16 Total 1911.08 67977.15 2) Menghitung panas udara keluar mixer T = 303 K = 30 0 C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.37 226.48 54.11 20.13 H 2 O 225.25 168.25 40.20 9,054.09 O 2 184.01 147.39 35.21 6,479.30 N 2 1455.14 145.37 34.73 50,534.96 CO 33.42 145.41 34.74 1,161.04 CH 2 O 0.41 179.70 42.93 17.73 Total 1898.61 67267.26

Neraca Panas Overall di Mixer (M-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) umpan udara gas recycle udara CH 3 OH 25.16 20.13 H 2 O 40.20 11,249.44 9,054.09 O 2 35.21 4,694.12 6,479.30 N 2 34.73 50,534.96 50,534.96 CO 1,451.30 1,161.04 CH 2 O 22.16 17.73 Total 67267.26 67267.26 3. Blower (B-01) Fungsi : Menaikkan tekanan udara dari 1 atm menjadi 1.4 atm Tujuan : a. Menentukan suhu keluar blower b. Menghitung panas yang dihasilkan akibat kompresi Q 1 T1 = 303 K P 1 = 1 atm B-01 Q 2 T2=? P 1 = 1.4 atm Q yang dihasilkan Untuk mencari suhu keluar dari blower, diasumsikan kenaikan tekanan secara adiabatis. Sehingga memenuhi persamaan: Cpcampuran Di mana, γ = Cvcampuran T 2 P 2 T1 P 1 1 Cvcampuran = Cpcampuran R Dengan, T 2 = Suhu keluar blower (T akibat kompresi) R = 1.987 kkal/kmol. K (Smith & Van Ness, 1949)

a. Menentukan suhu keluar Blower T = 303 K = 30 o C Massa y i Cp i.dt Cp i.dt y i.cp i.dt (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/kmol) CH 3 OH 0.37 0.000 226.48 54.11 0.01 H 2 O 225.25 0.119 168.25 40.20 4.77 O 2 184.01 0.097 147.39 35.21 3.41 N 2 1455.14 0.766 145.37 34.73 26.62 CO 33.42 0.018 145.41 34.74 0.61 CH 2 O 0.41 0.000 179.70 42.93 0.01 Total 1898.61 1.00 35.43 Cp campuran = 35.43 kkal / kmol. K Cv campuran = 35.43 1,987 = 33.44 kkal / kmol. K γ Cpcampuran 35.43 = 1.059 Cvcampuran 33.44 1 0.0561 m P2 T 2 = T1 P1 0.0561 1.4 = 303= 308.77 K = 35.77 o C 1 b. Panas yang dihasilkan akibat kompresi T masuk = 30 o C = 303 K T keluar = 35.77 o C = 308.77 K Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.37 263.23 62.89 23.40 H 2 O 225.25 194.39 46.44 10460.75 O 2 184.01 170.34 40.69 7488.15 N 2 1455.14 167.86 40.10 58352.74 CO 33.42 167.94 40.12 1340.93

CH 2 O 0.41 208.39 49.79 20.56 Total 1898.61 77686.52 Neraca Panas Overall di Blower (B-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 20.13 43.53 H 2 O 9,054.09 19514.84 O 2 6,479.30 13967.45 N 2 50,534.96 108887.70 CO 1,161.04 2501.97 CH 2 O 17.73 38.29 Panas dihasilkan 77686.52 Total 144,953.78 144,953.78 4. Preheater (HE-01) Fungsi : Menaikkan suhu udara dengan memanfaatkan panas reaksi Tujuan : a. Menghitung panas udara masuk preheater b. Menghitung panas udara keluar preheater c. Menghitung kebutuhan dowtherm Q 4 (dowtherm A) T4 = 448 K Q 1 T1 = 308.77 K P 1 = 1.4 atm M-02 Q 2 T2 =? P 2 = 1.4 atm Q 3 (dowtherm A) T3 = 478 K

a. Menghitung panas udara masuk preheater T masuk = T keluar B-01 = 308.77 K = 35.77 o C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.37 489.72 116.99 43.53 H 2 O 225.25 362.64 86.64 19514.84 O 2 184.01 317.72 75.90 13967.45 N 2 1455.14 313.22 74.83 108887.70 CO 33.42 313.36 74.86 2501.97 CH 2 O 0.41 388.09 92.72 38.29 Total 1898.61 144953.78 b. Menghitung panas udara keluar preheater T keluar = 523.40 K = 250.4 0 C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.37 11,844.62 2829.71 1052.75 H 2 O 225.25 7,762.83 1854.56 417741.27 O 2 184.01 6,833.21 1632.47 300396.17 N 2 1455.14 6,608.35 1578.75 2297310.19 CO 33.42 6,648.79 1588.41 53086.27 CH 2 O 0.41 9,002.47 2150.72 888.30 Total 1898.61 3070474.95 Q yang harus ditambahkan = 144,953.78-3,070,474.95 = -2,925,521.17 kkal/jam c. Menghitung kebutuhan dowtherm Untuk pemanas digunakan Dowtherm A cair dengan suhu masuk 205 o C dan suhu keluar 175 o C yang mempunyai kapasitas panas Cp = 2.0235 kj/kg.k. Sehingga massa Dowtherm A yang dibutuhkan:

2,925,521.17 kkal/ jam = 2.0235 kkal/ kg. K (478 448 ) K = 188,801.21 kg/jam Neraca Panas Overall di Preheater (HE-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 43.53 1052.75 H 2 O 19514.84 417741.27 O 2 13967.45 300396.17 N 2 108887.70 2297310.19 CO 2501.97 53086.27 CH 2 O 38.29 888.30 Panas ditambahkan 2,925,521.17 Total 3070474.95 3070474.95 5. Mixer (M-02) Fungsi Tujuan : Mencampurkan udara dari preheater dengan gas metanol dari vaporizer : a. Menghitung panas gas keluar mixer b. Menghitung suhu udara masuk mixer Q 1 T1 =? P 1 = 1.4 atm M-02 Q 3 T3 =508 P 3 = 1.4 atm Q 2 T2 = 346.4 K P 2 = 1.4 atm a. Menghitung panas gas keluar mixer T keluar = 508 K=235ºC

Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 103.05 10,919.79 2608.77 268826.20 H 2 O 225.52 7,218.14 1724.43 388902.18 O 2 184.01 6,352.38 1517.60 279258.02 N 2 1455.14 6,152.05 1469.74 2138681.72 CO 33.42 6,186.70 1478.02 49396.78 CH 2 O 0.41 8,322.05 1988.16 821.16 Total 2001.56 3125886.07 b. Menghitung suhu udara masuk mixer T metanol masuk = 346.4 K = 73.4ºC Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 102.68 2254.61 538.63 55304.13 H 2 O 0.27 1634.55 390.50 106.99 Total 102.95 55411.12 Q1 = Q3 Q2 = 3125886.07 55411.12 = 3070474.95 kkal/jam Suhu masuk di trial sehingga didapat panas 3070474.95 kkal/jam. Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.37 11,844.62 2829.71 1052.75 H 2 O 225.25 7,762.83 1854.56 417741.27 O 2 184.01 6,833.21 1632.47 300396.17 N 2 1455.14 6,608.35 1578.75 2297310.19 CO 33.42 6,648.79 1588.41 53086.27 CH 2 O 0.41 9,002.47 2150.72 888.30 Total 1898.61 3070474.95 Diperoleh T keluar = 523.4 K = 250.4 o C

Neraca Panas Overall di Mixer (M-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) udara metanol gas CH 3 OH 1052.75 55304.13 268,826.20 H 2 O 417741.27 106.99 388,902.18 O 2 300396.17 279,258.02 N 2 2297310.19 2,138,681.72 CO 53086.27 49,396.78 CH 2 O 888.30 821.16 Total 3,125,886.07 3,125,886.07 6. Reactor (R-01) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi oksidasi katalitik antara metanol dengan oksigen Tujuan : a. Menghitung panas umpan reaktor b. Menghitung panas yang ditimbulkan oleh reaksi c. Menghitung panas produk keluar reaktor d. Menghitung kebutuhan pendingin Q 1 T1 = 508 K P 1 = 1.4 atm R-01 H reaksi Q 2 T1 = 563 K P 1 = 1.4 atm Q 4 (dowtherm A) Q 3 (dowtherm A) a. Menghitung panas umpan reaktor Q1 = 3,125,886.07 kkal/mol b. Menghitung panas yang ditimbulkan oleh reaksi Data panas pembentukan standar pada K:

o Kompnen H f (kj/kmol) CH 3 OH -200660 H 2 O -241818 CH 2 O -108570 CO -110525 1 Reaksi utama : CH 3 OH O 2 CH 2 O H 2 O 2 1 Reaksi samping : CH 2 O O 2 CO H 2 O 2 o o o H reaksi utama = (H f CH 2 O + H f H 2 O) - H f CH 3 OH = (-108570 241818) + 200660 = -149728 kj/kmol = -35770.46 kkal/kmol = -35770.5 kkal/kmol.(103.05 kmol/jam) = -3710097.57 kkal/jam o o o H reaksi samping = (H f CO + H f H 2 O) - H f CH 2 O = (-110525 241818) + 108570 = -243773 kj/kmol = -58238.09 kkal/kmol = -58238.09 kkal/kmol.(0.41 kmol/jam) = -24053.89 kkal/jam H reaksi total = -3710097.57 + (-24053.89) = -2829564.3 kkal/jam

c. Menghitung panas produk keluar reaktor T keluar reaktor = 563 K = 290 o C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 1.65 14,303.32 3417.11 5633.97 H 2 O 326.92 9,174.44 2191.80 716549.76 O 2 133.31 8,079.33 1930.18 257318.57 N 2 1455.14 7,785.34 1859.94 2706473.52 CO 41.78 7,842.97 1873.71 78276.30 CH 2 O 93.87 10,798.62 2579.82 242167.22 Total 2052.67 4006419.34 d. Menghitung kebutuhan pendingin Panas yang diserap pendingin: = Q reaksi + Q input Q output = (-2829564.3-3,125,886.07 + 4006419.34) kkal/jam = - 2829564.3 kkal/jam T Dowtherm A masuk = 478 K = 205 o C T Dowtherm A keluar = 508 K = 235 o C Cp Dowtherm A = 2.162 kj/kg.k Cp.dT = 2.162 kj/kg.k. (508-478) K = 64.86 kj/kg = 15.5 kkal/kg Massa Dowtherm A = = 182608.55 kg/jam

Neraca Panas Overall di Reactor (R-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 268826.20 5633.97 H 2 O 388902.18 716549.76 O 2 279258.02 257318.57 N 2 2138681.72 2706473.52 CO 49396.78 78276.30 CH 2 O 821.16 242167.22 Panas Reaksi 3710097.57 Panas Pendingin 2829564.30 Total 6835983.64 6835983.64 7. Oil Tank (T-03) Fungsi : Tempat pendinginan dowtherm dari reaktor dan preheater Tujuan : a. Menghitung panas masuk tangki b. Menghitung panas keluar tangki c. Menghitung kebutuhan pendingin Dari preheater 448 K Dari reaktor 508 K T-03 Cooling Water 303 K 313 K Ke preheater Ke reaktor 478 K Suhu campuran Dowtherm A dalam tangki dijaga pada 205⁰C (478 K) Kebutuhan air pendingin:

8. Waste Heat Boiler (WHB-01) Fungsi : Memanfaatkan panas produk reaktor untuk membuat steam dan menurunkan suhu produk reaktor Tujuan : Menghitung kebutuhan air demin untuk membuat steam Q steam T= 373 K Q 1 T1 = 563 K P 1 = 1.4 atm WHB-01 Q kondensat T= 373 K Q 2 T1 = 363 K P 1 = 1.2 atm 1) Menghitung panas yang digunakan untuk membuat steam Panas produk reaktor masuk (Q1) = 4006419.34 kkal/jam T keluar = 363 K = 110 o C Massa Cp.dT Cp.dT Q

(kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 1.65 4,057.45 969.34 1,598.20 H 2 O 326.92 2,880.51 688.16 224,975.81 O 2 133.31 2,528.62 604.10 80,534.12 N 2 1455.14 2,477.05 591.78 861,116.57 CO 41.78 2,482.20 593.01 24,773.50 CH 2 O 93.87 3,166.72 756.54 71,016.09 Total 2052.67 1264014.28 Q yang diserap = (4006419.34 1264014.28) kkal/jam = 2742405.07 kkal/jam 2) Menghitung kebutuhan air kondensat untuk membuat steam Diinginkan untuk membuat saturated steam dengan suhu 373 K dengan panas penguapan sebesar = 539.05 kkal/kg. Jumlah steam yang dihasilkan: Q m. 2742405.07 kkal / jam m 539.05 kkal/ kg m 5087.47 kg/ jam Neraca Panas Overall di Waste Heat Boiler (WHB-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 5,633.97 1,598.20 H 2 O 716,549.76 224,975.81 O 2 257,318.57 80,534.12 N 2 2,706,473.52 861,116.57 CO 78,276.30 24,773.50 CH 2 O 242,167.22 71,016.09 Panas diserap 2742405.07 Total 4,006,419.34 4,006,419.34 9. Cooler (HE-02)

Fungsi : Mendinginkan gas dari waste heat boiler masuk ke absorber Tujuan : a. Menghitung panas keluar cooler b. Menghitung kebutuhan pendingin Q 4 (cooling water) T4 = 313 K Q 1 T1 = 383 K P 1 = 1.2 atm M-02 Q 2 T2 = 323 P 2 = 1.2 atm Q 3 (cooling water) T3 = 303 K a. Menghitung panas keluar cooler T keluar = 323 K = 50 o C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 1.65 1,146.94 274.01 451.77 H 2 O 326.92 842.60 201.30 65,809.07 O 2 133.31 738.51 176.43 23,520.84 N 2 1455.14 727.20 173.73 252,802.59 CO 41.78 727.72 173.86 7,263.01 CH 2 O 93.87 906.24 216.50 20,323.03 Total 2052.67 370170.30 b. Menghitung kebutuhan pendingin T cooling water masuk = 303 K = 30 o C T cooling water keluar = 313 K = 40 o C Q1 = 1264014.28 kkal/jam Q yang harus diserap = Q2 Q1 = 370170.30-1264014.28 = -893843.98 kkal/jam Kebutuhan air pendingin:

Neraca Panas Overall di Cooler (HE-02) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 1,598.20 451.77 H 2 O 224,975.81 65,809.07 O 2 80,534.12 23,520.84 N 2 861,116.57 252,802.59 CO 24,773.50 7,263.01 CH 2 O 71,016.09 20,323.03 Panas diserap 893843.98 Total 1,264,014.28 1,264,014.28 10. Absorber (AB-01) Fungsi : Menyerap produk formaldehid dengan pelarut air demin dan membebaskan gas yang tidak terserap ke atas absorber Tujuan : a. Menghitung panas masuk absorber b. Menghitung panas keluar absorber

Q4 (produk atas) T4 = 303 K Q3 (air) T3 = 303 AB-01 Q2 (recycle) T2 = 303 K Q6 (produk utama) Q1 T1 = 323 K Q pelarutan cooler T6 = 303 K a. Menghitung panas masuk absorber Q1 = 370170.30 kkal/jam Panas air: T masuk = 303 K = 30 o C Massa air = 215.77 kmol/jam Q3 = 303 m. Cp. dt = 215.77 kmol/jam 90.01 kkal/kmol = 19420.46 kkal/jam Panas pelarutan: H pelarutan = 63000 kj/kmol = 14811.98 kkal/kmol Massa CH 2 O yang terserap = 93.434 kmol/jam Qs = m. H s = 93.434 kmol/jam 14811.98 kkal/kmol = 1383942.85 kkal/jam b. Menghitung panas keluar absorber 1) Panas produk atas T keluar = 303 K = 30 o C Q5 (produk bawah) T5 = 308 K Massa Cp.dT Cp.dT Q

(kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.47 226.48 54.11 25.16 H 2 O 279.87 168.25 40.20 11,249.44 O 2 133.31 147.39 35.21 4,694.12 N 2 1455.14 145.37 34.73 50,534.96 CO 41.78 145.41 34.74 1,451.30 CH 2 O 0.52 179.70 42.93 22.16 Total 1911.08 67977.15 2) Panas produk utama T keluar = 303 K = 30 o C Massa Cp.dT Cp.dT Q (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 1.18 226.48 54.11 64.05 H 2 O 262.83 168.25 40.20 10,564.55 CH 2 O 93.43 179.70 42.93 4,011.18 Total 357.45 14639.78 3) Panas recycle T produk bawah (T5) = 308 K = 35 o C T recycle (T2) = T produk utama (T6) = 303 K = 30 o C Massa produk bawah yang di recycle dapat dihitung dengan neraca energi pada absorber: 308 303 m 5. Cpi. dt m2. Cpi. dt 308 303 ( m 2 m6). Cpi. dt m2. Cpi. dt

m 6. m 6. 308 308 308 Cpi. dt m2.( Cpi. dt m2.( 308 308 308 Cpi. dt Cpi. dt m 6. Cp. dt m2. Cp. dt 303 303 303 Cpi. dt) Cpi. dt) m2 = Nilai Q1 Q3 Qs Q4 m6. 308 308 303 m 6. Cpi. dt : Cpi. dt 308 Cpi. dt Massa (kmol/jam) Cp.dT (kj/kmol) Cp.dT (kkal/kmol) Q (kkal/jam) CH 3 OH 1.18 454.40 108.56 128.50 H 2 O 262.83 336.63 80.42 21,137.27 CH 2 O 93.43 360.16 86.04 8,039.35 Total 357.45 29305.12 308 Nilai xi. Cpi. dt : 303 Massa (kmol/jam) xi Cp.dT (kj/kmol) Cp.dT (kkal/kmol) Cp.dT (kkal/kmol) CH 3 OH 1.18 0.003 454.40 108.56 0.18 H 2 O 262.83 0.735 336.63 80.42 29.58 CH 2 O 93.43 0.261 360.16 86.04 11.27 m2 = Total 357.45 1.00 41.03 370270.3 19420.46 1383942.85 67977.15 29305.12 41.03 m2 = 40856.16 kmol/jam

Panas recycle: Massa Cp.dT Cp.dT (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) Q (kkal/jam) CH 3 OH 135.30 226.48 54.11 7,320.65 H 2 O 30041.30 168.25 40.20 1,207,529.58 CH 2 O 10679.56 179.70 42.93 458,478.47 Total 40856.16 1673328.70 4) Panas produk bawah T produk bawah (T5) = 308 K = 35 o C Massa produk bawah (m5) = m2 + m6 = 40856.16 + 357.45 = 41213.6 kmol/jam Massa Cp.dT Cp.dT (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) Q (kkal/jam) CH 3 OH 136.48 454.40 108.56 14,816.11 H 2 O 30304.12 336.63 80.42 2,437,130.46 CH 2 O 10773.00 360.16 86.04 926,938.58 Total 41213.60 3378885.15 Neraca Panas Overall di Absorber (AB-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) gas air recycle produk atas produk bawah CH 3 OH 451.77 7,320.65 25.16 14,816.11 H 2 O 65,809.07 19,420.46 1,207,529.58 11,249.44 2,437,130.46 O 2 23,520.84 4,694.12 N 2 252,802.59 50,534.96 CO 7,263.01 1,451.30 CH 2 O 20,323.03 458,478.47 22.16 926,938.58 Qpelarutan 1383942.85 Total 3,446,862.30 3,446,862.30

11. Absorber Cooler (HE-03) Fungsi : Mendinginkan produk bawah absorber untuk produk utama dan recycle Tujuan : a. Menghitung panas keluar cooler b. Menghitung kebutuhan pendingin Q 4 (cooling water) T4 = 313 K Q 1 T1 = 308 K P 1 = 1 atm M-02 Q 2 T2 = 303 P 2 = 1 atm Q 3 (cooling water) T3 = 303 K a. Menghitung panas keluar cooler T keluar = 303 K = 30 o C Massa Cp.dT Cp.dT (kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) Q (kkal/jam) CH 3 OH 136.48 226.48 54.11 7,384.69 H 2 O 30304.12 168.25 40.20 1,218,094.13 CH 2 O 10773.00 179.70 42.93 462,489.65 Total 41213.60 1687968.47 b. Menghitung kebutuhan pendingin T cooling water masuk = 303 K = 30 o C T cooling water keluar = 313 K = 40 o C Q1 = 3378885.15 kkal/jam Q2 = 1687968.47 kkal/jam Q yang harus diserap = Q2 Q1 = 1687968.47-3378885.15 = -1690916.68 kkal/jam Kebutuhan air pendingin:

Neraca Panas Overall di Absorber Cooler (HE-03) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) CH 3 OH 14,816.11 7384.69 H 2 O 2,437,130.46 1218094.13 CH 2 O 926,938.58 462489.65 Panas diserap 1690916.68 Total 3,378,885.15 3,378,885.15 12. Flow Splitter (FS-01) Fungsi : Mengembalikan gas produk atas absorber yang akan recycle ke fresh feed udara dan membuang sisanya ke atmosfer. Tujuan : Menghitung panas keluar flow splitter Q1 T1 = 303 K P 1 = 1 atm Q 2 T2 = 303 K P 2 = 1 atm M-01 Q 3 T3 = 303 K P 3 = 1 atm Q1 = 67977.15 kkal/jam Q2 = 54381.72 kkal/jam Panas gas yang di-purging: T = 303 K = 30 0 C Massa Cp.dT Cp.dT Q

(kmol/jam) (kj/kmol) (kkal/kmol) (kkal/jam) CH 3 OH 0.09 226.48 54.11 5.03 H 2 O 55.97 168.25 40.20 2,249.89 O 2 26.66 147.39 35.21 938.82 N 2 291.03 145.37 34.73 10,106.99 CO 8.36 145.41 34.74 290.26 CH 2 O 0.10 179.70 42.93 4.43 Total 382.22 13595.43 Neraca Panas Overall di Flow Splitter (FS-01) Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) produk atas absorber recycle purging CH 3 OH 25.16 20.13 5.03 H 2 O 11,249.44 8,999.55 2,249.89 O 2 4,694.12 3,755.30 938.82 N 2 50,534.96 40,427.97 10,106.99 CO 1,451.30 1,161.04 290.26 CH 2 O 22.16 17.73 4.43 Total 67,977.15 67,977.15