211009102 tutorial hysys reaktor

Pelatihan Simulasi Proses

Mohammad Darwis

KMI Goes to CaMpus

Modul 11Reaktor

Tujuan-TujuanSetelah Menyelesaikan Modul diatas,siswa harus mampu ......

Input reaksi kimia yang akan dipergunakan ke dalam Simulation Basis Manager di dalam HYSYS

Menentukan reaktor mana yang digunakan setelah mempertimbangkan reaksi yang terjadi

Preview Seleksi Komponen-Komponen Reaksi

Reaksi

Set Reaksi

Reaktor

Problems :Problem 1 Synthesis Gas Production Problem 2 Ammonia SynthesisProblem 3 Cyclohexane Plant

Simulation Basis Manager - Reactions

Komponen yang digunakan Kumpulan dari beberapa reaksi, satu reaksi juga boleh

Jenis reaksi yang akan digunakan

Fluid Package yang digunakan reaksi


Jenis reaksi

Simulation Basis Manager - Reactions Reaksi-reaksi yang

tergabung dalam satu set reaksi


Fluid package yang digunakan oleh Set reaksi

Jenis-Jenis Reaksi Conversion

- Membutuhkan koefisien stokhiometri reaksi & konversi. Equilibrium

- Membutuhkan koefisien stokhiometri reaksi & Konstanta kesetimbangan (fungsi temperature & pressure).

Heterogeneous Catalytic- Membutuhkan kinetic reaction (Energy Activasi & Frekuensi Factor (persamaan Arrhenius)) dan component exponent dari adsorption kinetics.

Kinetic - Membutuhkan koefisien stokhiometri reaksi, Energy Activasi & Frekuensi Factor (persamaan Arrhenius) untuk forward & reverse reaksi.

Simple Rate - Membutuhkan koefisien stokhiometri reaksi, Energy Activasi & Frekuensi Factor (persamaan Arrhenius) untuk forward. Konstanta kesetimbangan diperlukan untuk reverse reaksi.

Conversion Reaction Persamaan reaksi :

A + b/a B === c/a C + d/a DA : reaktan yang menjadi basis konversiB : reaktanC & D : hasil reaksi Pada akhir reaksi diperoleh :

NA = NA0 (1 XA)NB = NB0 b/a NA0NC = NC0 + c/a NA0XAND = ND0 + d/a NA0XA

X : Konversi reaksi

Conversion Reaction Koefisien dari

persamaan reaksi kimia

Akan bernilai nol jika koefisien yang di input benar

Entalpi reaksi

Komponen yang terlibat reaksi

Berat molekul

Conversion Reaction Konversi Komponen yang menjadi basis konversi

Persamaan konversi

Indicator bahwa reaksi ready untuk digunakan

Equilibrium Reaction Persamaan reaksi :

a A + b B

Equilibrium Reaction Koefisien dari

persaman reaksi kimia

Berat molekul Komponen dalam persamaan reaksi


Entalpi reaksi

Equilibrium Reaction

Basis buat Konstanta kesetimbangan

Source nilai Tetapan kesetimbangan

Equilibrium Reaction Persamaan

Konstanta Kesetimbangan


Konstanta Kesetimbangan dari Energi bebas Gibbs


Konstanta Kesetimbangan dari table Keq vs T

Equilibrium Reaction Konstanta

Kesetimbangan merupakan nilai konstan (bukan fungsi dari temperatur atau variabel lain.

Nilai Konstanta Kesetimbangan harus di input.


Reaksi-reaksi yang terdapat di library HYSYS

Kinetic Reaction Persamaan reaksi :

a A + b B

Kinetic Reaction

Komponen dalam persamaan reaksi

Orde reaksi forward & reverse

Kinetic Reaction

Basis ini berdasarkan persamaan reaksi. Jika konsentrasi yang digunakan maka basisnya consentration. Jika Pressure, maka basisnya pressure.

Jika componentnya tidak terdapat pada persamaan reaksi, maka tidak boleh dijadikan base component.

Apakah phasenya hanya liquid, atau gas atas kombinasinya keduanya.

Sangat tergantung dari order reaksi.

Tergantung dari basis yang digunakan, apakah consentrasi atau pressure.

Kinetic Reaction Persamaan laju reaksi & konstanta

laju reaksi.

Simple Rate Reaction Persamaan reaksi :

a A + b B

Simple Rate Reaction

Komponen dalam persamaan reaksi

Koefisien dari persaman reaksi kimia

Berat molekul

Entalpi reaksi

Akan bernilai nol jika koefisien yang diinput benar

Simple Rate Reaction Basis ini berdasarkan persamaan reaksi. Jika

konsentrasi yang digunakan maka basisnya consentration. Jika Pressure, maka basisnya pressure.





Simple Rate Reaction

Persamaan laju reaksi & konstanta kesetimbangan.

Heterogeneous Catalytic Reaction Persamaan reaksi :

a A + b B

Heterogeneous Catalytic Reaction Komponen dalam

persamaan reaksi Berat

molekul

Koefisien dari persaman reaksi kimia

Entalpi reaksi


Heterogeneous Catalytic Reaction

Basis ini berdasarkan persamaan reaksi. Jika konsentrasi yang digunakan maka basisnya consentration. Jika Pressure, maka basisnya pressure.





Heterogeneous Catalytic Reaction

Jenis-Jenis Reaktor Continuous Stirred Tank Reactor Plug Flow Reactor Conversion Reactor Equilibrium Reactor Gibbs Reactor

Continuous Stirred Tank Reactor - Design

Continuous Stirred Tank Reactor - Reaction

Plug Flow Reactor - Design

Plug Flow Reactor - Reaction

Conversion Reactor - Design

Conversion Reactor - Reaction

Equilibrium Reactor - Design

Equilibrium Reactor - Reaction

Gibbs Reactor - Design

Gibbs Reactor - Reaction

Problem 1 : Synthesis Gas

Production

Problem 1 : DeskripsiSynthesis Gas Production adalah bagian yang penting dalam overall process synthesizing Ammonia. Gas alam dikonversi menjadi umpan untuk Ammonia Plant (dimodelkan dengan 3 reaksi konversi dan 1 reaksi kesetimbangan).

CONVERSION REACTION Reforming reactions : CH4 + H2O ===== CO + 3H2 . (1) CH4 + 2H2O ===== CO2 + 4H2 ..(2) Combustion reactions : CH4 + 2O2 ===== CO2 + 2H2O ..(3)EQUILIBRIUM REACTIONS Water-Gas shift reaction : CO + H2O ===== CO2 + H2 ....(4) Dalam proses ini molar ratio hidrogen & nitrogen dalam synthesis gas adalah 3 : 1.

Problem 1 : Data-Data Natural Gas : 700 F, 500 psia, 200 lbmole/hr, CH4 100%. Reformer Steam : 475 F, 500 psia, 520 lbmole/hr, H2O 100%. Udara : 60 F, 500 psia, N2 : 79% mole, O2 : 21% mole. Flow udara diatur sehingga ratio H2 dan N2 dalam synthesis gas berbanding 3 : 1. Combustion Steam : 475 F, 500 psia, H2O 100%. Flow steam ini diatur agar temperature reaktor Combustor Shift tetap 1700 F. Combustor Reactor adalah reaktor adiabatik.

Problem 1 : Data-Data Reaksi 1 (40% konversi) dan Reaksi 2 (30% konversi) terjadi dalam Reformer Reactor Reaksi 1 (35% konversi) , 2 (65% konversi) dan 3 (100% konversi) terjadi dalam Combustor Reactor. Reaksi 4 hanya terjadi dalam Shift Reactor. Reaktor Shift-2 dioperasikan pada temperatur konstan 850 deg F. Reaktor Shift-3 dioperasikan pada temperatur konstan 750 deg F.

Problem 1 : Pertanyaan

Berapa lbmole/hr udara yang diperlukan? Berapa lbmole/hr steam pada reaktor combustor yang diperlukan?

Problem 1 : Process Flow

Problem 1 : Langkah DetailDari menu : Pilih File, New, Case.

Problem 1 : Langkah DetailDari tab Components tambah Component List

dengan tekan Add.

Problem 1 : Langkah Detail Akan muncul Component List View.Tambahkan

komponen yang diinginkan dengan tekan Add Pure.

Problem 1 : Langkah DetailDari tab Fluid Pkgs tambahkan Fluid Package

yang akan digunakan dengan tekan Add.

Problem 1 : Langkah Detail Pilih salah satu Property Package yang diinginkan.

Setelah dipilih tutup sheet Fluid Package : Basis-1

Problem 1 : Langkah DetailPilih Peng Robinson seperti tampilan seperti

dibawah ini. Tutup form tersebut.

Problem 1 : Langkah DetailAkan muncul seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailPilih tab Reaction untuk menambahkan reaksi

yang akan digunakan, hasil seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailPilih tab Add Rxn pada kolom Reaction,

hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailPilih Conversion pada kolom Reaction, dan

tekan Add Reaction, hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Input component yang diperlukan serta koefisien

stokhiometrinya.

Problem 1 : Langkah DetailNilai mole weightnya berwarna hitam, artinya

nilai tersebut hasil dari Hysys, bukan nilai input.

Problem 1 : Langkah Detail Koefisien stokhiometri didapat dari reaksi yang sudah

disetarakan. Tanda bahwa koefisien tersebut sudah benar adalah Balance Error nya bernilai nol. Entalpi reaksi sudah diberikan Hysys.

Problem 1 : Langkah Detail Pilih tab Basis. Input basis componen, phase dan

konversi reaksi. Hasilnya menunjukan reaksi sudah Ready untuk digunakan.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup sheet Reactions & Conversion Reaction : Rxn-1

Hasilnya seperti dibawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailContinue to Reaksi ke-2, pilih tab Add Rxn pada

kolom Reaction, hasilnya seperti di bawah ini.

Input component yang diperlukan serta koefisien stokhiometrinya.

Problem 1 : Langkah Detail

Problem 1 : Langkah DetailNilai mole weightnya berwarna hitam, atinya



Hasilnya seperti di bawah ini.


stokhiometrinya.

Problem 1 : Langkah DetailPilih Equilibrium pada kolom Reaction, dan



stokhiometrinya.

Problem 1 : Langkah Detail Delete Global Rxn Set pada kolom Reaction Sets

dengan tekan Delete Set. Hasilnya seperti di bawah ini.


Kita mempunyai 3 Reaction Set : 1. Reaction Set 1 yang berisi Reaksi 1

dan reaksi 2. Ini terjadi di Reaktor 1.2. Reaction Set 2 yang berisi Reaksi 1,

Reaksi 2 dan Reaksi 3. Ini terjadi diReaktor 2.

3. Reaction Set 3 yang berisi hanyaReaksi 4. Ini terjadi di Reaktor 3, 4 dan5.

Problem 1 : Langkah Detail Tambahkan Set Reaksi pada kolom Reaction Sets

dengan tekan Add Set. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Tambahkan reaksi 1 dan reaksi 2 pada kolom Active

List. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form Reaction Set : Set-1 dan hasilnya seperti di

bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Tambahkan Set Reaksi ke-2 pada kolom Reaction Sets


Problem 1 : Langkah Detail Tambahkan reaksi 1, reaksi 2 dan reaksi 3 pada kolom

Active List. Hasilnya seperti di bawah ini.


bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Tambahkan Set Reaksi ke-3 pada kolom Reaction Sets


Problem 1 : Langkah Detail Tambahkan reaksi 4 pada kolom Active List. Hasilnya

seperti di bawah ini.


bawah ini.


Setiap Reaction Set harus terasosiasi ke Fluid Package. Kita harus menambahkan Reaction Set (yang berjumlah 3) tersebut ke Fluid Package.

Problem 1 : Langkah Detail Highlight Set-1 dan tekan tab Add to FP. Hasilnya


Tekan Add Set to Fluid Package dan hasilnya seperti di bawah ini.


Problem 1 : Langkah Detail Tekan Add Set to Fluid Package dan hasilnya seperti di

bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailTekan tab Enter Simulation Enviroment, maka

akan tampak tampilan seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailDari menu : Pilih File, Save As. Tekan Save As.

Problem 1 : Langkah DetailAkan muncul seperti di bawah. Tulis nama file-

nya dan tekan Save.

Problem 1 : Langkah DetailAkan muncul tampilan seperti dibawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailDari Menu,

pilih Tools, Preferences. Pilih Variabels.

Problem 1 : Langkah Detail Pilih Unit Set di Available Unit Sets dan maintain unit

untuk setiap besaran pada Display Unit.

Problem 1 : Langkah Detail Dari menu, Pilih Flowsheet, Palette atau tekan F4 atau tekan

object Palette untuk mengeluarkan Object Palette

Problem 1 : Langkah DetailClick Material Stream pada Object Palette.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click

pada Material Stream. Dari tab Worksheet, Pilih Composition.

Problem 1 : Langkah Detail Setelah anda memasukan satu nilai dan anda tekan enter untuk

mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti dibawah ini.

Setelah input semua nilai, jangan lupa untuk Tekan Normalize (agar jumlah mole fraction = 1).Jika awalnya jumlahnya tidak sama dengan 1, maka Normalize ini akan membuat jumlahnya menjadi 1, dengan perubahan proportional.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab OK, maka akan tampak seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik CH4 pada baris Stream

Name, masukkan nilai 700 F pada baris Temperature, 500 psia pada baris Pressure dan 200 lbmole/hr pada baris Molar Flow.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form Material Stream tersebut maka akan tampak


Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada Material Stream. Dari tab Worksheet, Pilih

Composition.


mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti di bawah ini.


Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik Reformer Steam pada baris

Stream Name, masukkan nilai 475 F pada baris Temperature, 500 psia pada baris Pressure dan 520 lbmole/hr pada baris Molar Flow.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form Material Stream tersebut maka akan tampak



Composition.


mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti dibawah ini.


Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik Combus Steam pada baris

Stream Name, masukkan nilai 475 F pada baris Temperature, 500 psia pada baris Pressure dan 100 lbmole/hr pada baris Molar Flow.

Catat bahwa molar flow sebesar 100 lbmole/hr adalah nilai asumsi. Nilai ini harus diverifikasi setelah semua alat sudah terkoneksi.

Problem 1 : Langkah DetailTutup form Material Stream tersebut maka akan

tampak seperti di bawah ini.


Composition.


mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti di bawah ini.


Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik Udara pada baris Stream

Name, masukkan nilai 60 F pada baris Temperature, 500 psia pada baris Pressure dan 2100 lbmole/hr pada baris Molar Flow.

Catat bahwa molar flow sebesar 100 lbmole/hr adalah nilai asumsi. Nilai ini harus diverifikasi setelah semua alat sudah terkoneksi.

Problem 1 : Langkah DetailTutup form Material Stream tersebut maka akan


Problem 1 : Langkah DetailClick Conversion Reactor pada Object

Palette.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada Conversion Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik

Reformer pada baris Name, Pilih Connections, masukan stream CH4 dan Reformer Steam pada inlet, stream Combustor Feed pada Vapour Outlet dan stream Reformer Liquid pada Liquid Outlet.

Problem 1 : Langkah Detail Click tab Reactions dan tampak seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Input Set-1 pada baris Reaction Set. Reaksi yang termasuk Set-1 dapat

dilihat di baris Reaction. After input Set-1, automatically Stokhiometri Info, Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk melihat masing-masing reaksi tekan View Reaction.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form Conversion Reactor tersebut, maka akan


Problem 1 : Langkah DetailUntuk memunculkan Table dari sebuah stream,

click kanan pada stream tersebut, akan tampak seperti di bawah ini. Kemudian pilih Show Table.

Problem 1 : Langkah Detail Lakukan untuk stream lainnya, hasilnya seperti

di bawah ini.


Temperature outlet adalah negatif. Ini benar sebab reaksinya adalah endotermis memerlukan energy. Kita ingin temperature outlet sebesar 1700

deg F. Untuk itu dibutuhkan stream energy pada Reaktor tersebut. Dalam hal ini ada energy yang dibutuhkan oleh reaktor tersebut agar temperatur rektor tetap sebesar 1700 deg F.

Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Design, pilih Connections, ketik Q_Reformer pada kolom

Energy (Optional). Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Design, pilih Worksheet, hasilnya seperti di

bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Input 1700 deg F pada baris temperature pada kolom

Combustor Feed. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form Reactor tersebut, dan show table untuk

stream Q_Reformer, hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailClick Conversion Reactor pada Object

Palette.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada Conversion Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik Combustor

pada baris Name, Pilih Connections, masukan stream Combustor Feed, Udaradan stream Shift-1 Feed pada inlet, stream Combustor Feed pada Vapour Outlet dan stream Combustor Liquid pada Liquid Outlet.


stream lainnya, hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Click Equilibrium Reactor pada Object Palette.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik Shift-1 pada baris

Name, Pilih Connections, masukan stream Shift-1 Feed pada inlet, stream CShift-1 Vapor pada Vapour Outlet dan stream Shift-1 Liquid pada Liquid Outlet.


Name, Pilih Connections, masukan stream Shift-1 Vapor pada inlet, stream Shift-2 Vapor pada Vapour Outlet dan stream Shift-2 Liquid pada Liquid Outlet.

Problem 1 : Langkah DetailTutup form Reactor tersebut, dan show table

untuk stream lainnya, hasilnya seperti dibawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Temperatur menunjukan 1508 deg F. Diinginkan temperatur 850

deg F. Untuk itu diperlukan stream energy untuk mengambil energy tersebut. Tambahkan stream energy dan beri title Q_Shift-2. Hasilnya seperti di bawah ini.


Shift-2 Vapor. Hasilnya seperti di bawah ini.


Name, Pilih Connections, masukan stream Shift-2 Vapor pada inlet, stream Synthesis Gas pada Vapour Outlet dan stream Shift-3 Liquid pada Liquid Outlet.

Problem 1 : Langkah Detail Temperatur menunjukan 850 deg F. Diinginkan temperatur 750 deg

F. Untuk itu diperlukan stream energy untuk mengambil energy tersebut. Tambahkan stream energy dan beri title Q_Shift-3. Hasilnya seperti di bawah ini.


Shift-2 Vapor. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailTutup form Reactor tersebut, dan show table

untuk stream lainnya, hasilnya seperti di bawah ini.


Molar flow udara akan di-adjust untuk mendapatkan ratio H2 & N2 di stream Synthesis Gas sebesar 3 : 1. Untuk itu diperlukan spreadsheet.Molar flow steam juga akan di-adjust untuk

mendapatkan temperature di Reaktor Combustor sebesar 1700 deg F.

Problem 1 : Langkah DetailClick Spreadsheet pada Object Palette dan

pindahkan ke layar.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada Spreadsheet tersebut. Dari tab Connections,

ketik Spreadsheet pada baris Spreadsheet Name.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab Import untuk mengambil variabel yang diperlukan. Ambil

stream Synthesis Gas pada kolom Object, Comp Mole Frac pada kolom Variabel dan Hydrogen pada kolom variable Specificatons seperti di bawah ini.

Tekan OK hasilnya seperti di bawah ini.


Tekan tab Import untuk mengambil variabel yang diperlukan. Ambil stream Synthesis Gas pada kolom Object, Comp Mole Frac pada kolom Variabel dan Nitrogen pada kolom variable Specificatons seperti di bawah ini.


Problem 1 : Langkah DetailTekan OK hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Move to tab Spreadsheet dan tambahkan title untuk

memudahkan identifikasi seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Buat Fungsi obyektif yang akan mrnjadi target value.


Problem 1 : Langkah Detail Tutup spreadsheet tersebut dan hasilnya seperti di

bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Click Adjust sebanyak 2 pada Object Palette dan

pindahkan ke layar. Kita ingin menjalankan 2 adjust secara simulatan. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Agar kedua Adjust tersebut bisa bekerja simultan,

simulation kita buat tidak aktif. Caranya adalah tekan Ikon Solver Holding. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada ADJ-1. Dari tab Connections, ketik

ADJUST UDARA pada baris Name.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab Select Var pada kolom Adjusted Variable, untuk memilih

varibel yang akan diatur. Pilih Udara pada kolom Object dan pilih Molar Flow pada kolom Variable.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab OK. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab Select Var pada kolom Target Variable, untuk memilih

varibel yang menjadi target. Pilih Spreadsheet pada kolom Object, dan pilih B6 pada kolom Variable.

Problem 1 : Langkah Detail Input 0 di kolom Specific Target Value pada kolom

Target Value.

Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Parameters, input 0 pada baris Minimum, 100000000

pada baris Maximum dan 10000 pada baris Maximum Iterations. Hasilnya seperti di bawah ini. Klik pada Simultaneous Solution.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form ADJUST UDARA tersebut dan hasilnya seperti di bawah

ini.

Problem 1 : Langkah Detail Double-click pada ADJ-2. Dari tab Connections, ketik

ADJUST STEAM pada baris Name.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab Select Var pada kolom Adjusted Variable, untuk memilih

varibel yang akan diatur. Pilih Combus Steam pada kolom Objectdan pilih Molar Flow pada kolom Variable.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab Select Var pada kolom Target Variable, untuk memilih

varibel yang menjadi target. Pilih Combustor pada kolom Object, dan pilih Vessel Temperature pada kolom Variable.

Problem 1 : Langkah Detail Tekan tab OK. Hasilnya seperti dibawah ini.

Input 1700 deg F di kolom Specific Target Value pada kolom Target Value.


Problem 1 : Langkah Detail Dari tab Parameters, input 0 pada baris Minimum, 100000000

pada baris Maximum dan 10000 pada baris Maximum Iterations. Hasilnya seperti di bawah ini. Klik pada Simultaneous Solution.

Problem 1 : Langkah Detail Tutup form ADJUST STEAM tersebut dan hasilnya seperti di bawah

ini.

Problem 1 : Langkah Detail Aktifkan simulaton dengan tekan Ikon Solver Active. Ini akan

membuat kedua Adjust tersebut aktif (bekerja). Ingat di awal simulation kita sudah memberi initial value pada kedua variable adjust pada ke dua Adjust tersebut. Hasilnya seperti di bawah ini.

Problem 1 : Langkah DetailAfter Ikon Solver Active diaktifkan hasilnya


Problem 1 : Langkah Detail Terlihat temperatur di Combustor 1700 deg F. Check

juga spreadheet apakah fungsinya sudah bernilai nol.


Ternyata fungsinya bernilai -7.267x10-6 (-0.000007267). Ini sudah sangat mendekati nol.Jadi didapatkan molar flow udara yang

harus disupply adalah 267.89 lbmole/hr dan steam buat reaktor Combustor sebesar 351.79 lbmole/hr.

Problem 2 : Ammonia Synthesis

Problem 2 : Description Ammonia dihasilkan dari hydrogen dan nitrogen pada temperature dan pressure tinggi. Pressure lebih dari 300 atm adalah sering digunakan dengan tujuan agar tercapai konversi yang pantas. Pada pressure tinggi, konversi hydrogen adalah kurang dari 30%, oleh karena itu diperlukan recyle line untuk mengembalikan pereaksi yang tidak bereaksi ke awal process. Diinginkan kemurnian ammonia dalam product adalah more than 99.5% (fraksi mol). Ratio Gas Hydrogen & Nitrogen adalah 3 : 1 pada umpan yang berasal dari Synthesis Gas Production. Komposisi umpan adalah sebagai berikut :

Umpan bersama-sama recycle line yang telah dicompress oleh compressor dengan discharge pressure 4950 psig akan dicampur dan didinginkan ke 40 deg F. Untuk ini digunakan HE-1 dengan pressure drop 55 psi di tube dan 50 psi di shell. Selanjutnya diumpankan ke secondary separation untuk me-remove liquidnya. Gasnya akan dipanaskan ke 565 deg F menggunakan HE-2 dengan pressure dropnya 30 psi di tube & shell sebelum diumpankan ke reaktor. Data-data untuk reaktornya :

N2 + 3H2 2NH3

Konstanta kesetimbangan : ln K = -32.975 + 22930.4/TDi mana : T dalam Kelvin.

Problem 2 : Description

Reaktor diusahakan isothermal (temperature konstant) pada 925 deg F. Product dari reaktor Ammonia akan didinginkan dengan HE-2 ke 85 deg F, dimana liquidnya akan di-remove di primary separation dan gasnya akan di compress dengan compressor. Liquid from primary and secondary separation akan di turunkan pressurenya ke 350 psig sebelum diumpankan ke final separator untuk meremove ammonia liquidnya sebagai product. Untuk Fluid Packagenya gunakan SRK Soave Redlich Kwong.



Berapa lbmole/hr NH3 product yang dihasilkan, include pengotornya? Berapa kemurnian NH3-nya?

Problem 2 : Hasil

Problem 3 : Cyclohexane

Plant

Problem 3 : Description Sebuah plant untuk produce cyclohexane (C6H6) dengan hydrogenasi benzene akan dibuat. Untuk mendapatkan kontrol yang baik, diputuskan untuk menggunakan 3 reaktor secara seri. Benzene murni diumpankan ke tiap-tiap reaktor. Benzene murni bersama-sama gas hydrogen dan recyle line from Recycle Pump & Recycle Compressor dipanaskan terlebih dahulu ke 230 deg F dengan HE-1 dan ke 295 deg F dengan Heater (steam) sebelum diumpankan ke Reaktor-1. Data masing-masing umpan adalah :

Problem 3 : Description Reaksi yang terjadi dalah :

C6H6 + 3H2 === C6H12Dimana konversi untuk reaktor 1, 2 dan 3 adalah 90%, 67% dan 97% terhadap C6H6. Reaksi berlangsung dalam fase vapor.

Output Reaktor-1 bersama-sama Recycle Line from Recycle Pump dan Benzene murni diumpankan ke Reaktor-2. Product Reaktor-2 selanjutnya bersama Benzena murni didinginkan oleh HE-1 sebelum diumpankan ke Reaktor-3.

Product Reaktor-3 akan di-remove liquidnya dengan Separator setelah didinginkan oleh Cooler ke 120 deg F. 96% vapornya akan dicompress dengan Compressor dengan discharge pressure 484 psig dan di-recycle ke incoming HE-1.

65% liquidnya akan di-pump oleh Pump dengan discharge pressure 615 psig yang mana 40%nya akan di-recycle ke incoming HE-1.

Pressure drop untuk masing-masing equipment adalah : HE-1 : 5 psi tiap-tiap side. Heater : 5 psi. Cooler : 5 psi. Reaktor-1 : 10 psi. Reaktor-2 : 10 psi. Reaktor-3 : 15 psi. Separator : 31 psi.



Berapa lbmole/hr Cyclohexane yang dihasilkan, include pengotornya? Berapa kemurnian Cyclohexanenya?

Problem 3 : Hasil

., Process Simulation Workshop.

HYSYS.Plant Simulation Basis, HyprotechLtd,1996.

PRO/II Application Briefs, Simsci, August 1995.

Reference

Pelatihan Simulasi ProsesModul 11ReaktorTujuan-TujuanPreviewSimulation Basis Manager - ReactionsSimulation Basis Manager - ReactionsSimulation Basis Manager - ReactionsSimulation Basis Manager - ReactionsJenis-Jenis ReaksiConversion ReactionConversion ReactionConversion ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionEquilibrium ReactionKinetic ReactionKinetic ReactionKinetic ReactionKinetic ReactionSimple Rate ReactionSimple Rate ReactionSimple Rate ReactionSimple Rate ReactionHeterogeneous Catalytic ReactionHeterogeneous Catalytic ReactionHeterogeneous Catalytic ReactionHeterogeneous Catalytic ReactionHeterogeneous Catalytic ReactionJenis-Jenis ReaktorContinuous Stirred Tank Reactor - DesignContinuous Stirred Tank Reactor - DesignContinuous Stirred Tank Reactor - ReactionPlug Flow Reactor - DesignPlug Flow Reactor - DesignPlug Flow Reactor - DesignPlug Flow Reactor - ReactionPlug Flow Reactor - ReactionConversion Reactor - DesignConversion Reactor - DesignConversion Reactor - ReactionEquilibrium Reactor - DesignEquilibrium Reactor - DesignEquilibrium Reactor - ReactionGibbs Reactor - DesignGibbs Reactor - DesignGibbs Reactor - ReactionSlide Number 52 Problem 1 : Deskripsi Problem 1 : Data-Data Problem 1 : Data-Data Problem 1 : Pertanyaan Problem 1 : Process Flow Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah Detail Problem 1 : Langkah DetailSlide Number 212 Problem 2 : Description Problem 2 : Description Problem 2 : Description Problem 2 : Process Flow Problem 2 : Pertanyaan Problem 2 : HasilSlide Number 219 Problem 3 : Description Problem 3 : Description Problem 3 : Description Problem 3 : Process Flow Problem 3 : Pertanyaan Problem 3 : HasilReference

211009102 tutorial hysys reaktor

Documents