Analisis dan Simulasi Proses

Ir. Abdul Wahid Surhim, MT.

Analisis Sistem Proses DIABATIC CSTR

Oleh :Daryanto

Riau AndrianaSofia L. B

Departemen Gas dan Petrokimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Maret 2004

Tahap PemodelanDefinisikan

Sasaran

SiapkanInformasi

Rumuskan model

Tentukan solusinya

Sasaran

Analisis Hasilnya

Variabel dan Lokasinya

Validasi

Definisikan Sasaran

Memahami respon dinamik, kondisi steady state dan kondisi MSS pada diabatic CSTR.

Variabel : CA dan T Lokasi : Reaktor CSTR dan Jaket

Pendingin

| back |

Informasi

Sketsa Proses Data Asumsi

| back |

Data (1) Sistem cairan dalam reaktor dan jaket

pendingin Reaksi eksotermik irreversibel dengan

orde reaksi = 1. Persamaan reaksi : A B Reaktor diabatic CSTR

Data (2) F/V, hr-1 : 1 k0, hr-1 : 9703*3600 (-ΔH), kcal/kgmol : 5960 E, kcal/kgmol : 11843 ρCp, kcal/(m3 oC) : 500

Tf, oC : 25

CAf, kgmol/m3 : 10

Data (3) UA/V, kcal/(m3 oC hr) : 150 Tj, oC : 25

| back |

CA

TV

Sketsa ProsesF0

CA0

T0

F

CA

T

Tj

Fj

Tj0

Fj

Tj

| back |

Asumsi Akumulasi energi di dinding reaktor

diabaikan Temperatur cairan pendingin uniform Pengadukan sempurna Volume konstan Densitas konstan Nilai dari parameter-parameter yang telah

ditetapkan konstan| back |

Struktur Model

Neraca Komponen A

Persamaan Konstitutif

Neraca Energi

Derajat Kebebasan

Model

Initial parameters:

T0,F0,CA,CAf,F,

n,,,E,R,Cp

U,A,V,Cj,r,t

Tj0,k0,Vmin,D

T,Tf, Tj,Tref, ΔE,

(- ΔH)

Didapat :CA

T

Neraca Total Reaktor

Neraca Total Reaktor

F0 = laju alir reaktan F = laju alir produk

FFdt

dV 0

| back |

Neraca Komponen A (1)

(M WA V CA) t+ t – (M WA V CA )t = (M WA F0 CA0 t) – ( M WA F CA t) – (M WA V k CA

n t) pers. diatas dibagi dengan M WA t dan limit t 0

AKomponen

Generasi

keluar

AKomponen

masuk

AKomponen

Akomponen

Akumulasi

| back |

Neraca Komponen A (2) Sehingga persamaan menjadi

F0 = laju alir reaktan = F CA = konsentrasi A awal F = laju alir produk CAf =konsentrasi A akhir r = laju reaksi per satuan volume

VFCFCdt

CdV AAf

A r- - )(

| back |

Neraca Energi Total

sWQ

keluar

KEPEH

masuk

KE PE H

KE PE U

Akumulasi

| back |

Neraca Energi Reaktor PE dan KE = 0 Ws diabaikan

QHHdt

dUoutin

)- ( -H)VrΔ- ( )T-(ρC ρC pp jf TTUATFdt

dTV

h0,h : entalpi cairan dalam reaktor : panas reaksi (Btu / mol A bereaksi)T : temperatur prosesTj : temperatur air pendingin V : volume tangki

| back |

Persamaan Konstitutif

Cj : kapasitas panas cairan pendinginCp : kapasitas panas cairan dalam tangki

AH : area perpindahan kalorD : diameter reaktor

RTEekk /0

jjj TCh TCh p

VD

AH4

| back |

Derajat Kebebasan (1) Persamaan akhir yang dimiliki:

jp

Ap

f

AAAf

TTCV

UAC

RT

Ek

C

HTT

V

F

CRT

EkCC

V

F

ρexp

ρ

exp

0

0

Derajat Kebebasan (2) Variabel yang belum diketahui :

CA dan T. Derajat Kebebasan = NE - NV

= 2 - 2

= 0

| back |

Terimakasih