kuliah 2 14jan2013 diagram

Diagram-Diagram Proses Kimia

Izarul Machdar 14 Februari 2013

Problem: Untuk menghasilkan benzena sebanyak 8.210 kg/jam, direaksikan toluena dengan laju 10.000 kg/jam dengan hidrogen dengan laju 820 kg/jam di dalam sebuah reaktor dengan konversi reaksi 75%. Produk samping berupa metana dan gas-gas lain. Produk reaktor dipisahkan di dalam sebuah separator. Bottom produk separator berupa campuran produk utama dengan bahan baku yang tidak bereaksi dipisahkan di dalam unit distilasi. Toluena yang diperoleh dikembalikan ke reaktor. Buatlah blok flow diagram dari proses tersebut.

Diagram-diagram untuk Mengenal Proses-Proses Kimia

Block Flow Diagram (BFD)

Mengandung informasi seperti konversi dan rekoveri, tetapi tidak menyediakan data yang detail apa yang terjadi di dalam blok proses


Format pembuatan BFD: - Operasi ditunjukkan dengan blok - Aliran utama dilengkapi dengan arah anak panah yang menunjukkan

arah aliran - Sebaiknya aliran bergerak dari kiri ke kanan - Aliran gas ditunjukkan pada bagian atas blok dan arah aliran yang lain

ditunjukkan pada bagian bawah blok - Kondisi khusus ditunjukkan pada blok - Apabila aliran memotong, maka aliran yang dipotong adalah aliran

vertikal - Ditampilkan neraca massa yang sederhana


Process Flow Diagram (PFD)

Semua peralatan utama di dalam proses terdapat di dalam diagram yang dilengkapi dengan penjelasan dari peralatan dimaksud. Setiap peralatan ditandai dengan kode nama dan jumlahnya. Semua aliran proses diidentifikasi dengan angka yang dilengkapi dengan kondisi proses dan komposisi kimia setiap aliran. Data ditampilkan baik di dalam PFD atau dalam bentuk tabel ringkasan aliran. Ditampilkan semua aliran utilitas ke peralatan utama. Dasar-dasar control loop yang menggambarkan strategi pengendalian proses selama kondisi normal ditampilkan di dalam diagram.


Contoh Simbol pada Process Flow Diagram (PFD)


Process Flow Diagram Pembuatan Benzena dari Toluena dan Hidrogen


Peralatan Proses Identitas Compressor atau Turbin Heat Exchanger Fired Heater Pump Reactor Tower Storage tank Vessel XX-YZZ A/B XX Y ZZ A/B

C E H P R T TK V Identitas nama alat Lokasi alat di dalam area pabrik Nomor alat di dalam kelompok Unit paralel atau cadangan

Konvensi Singkatan untuk Alat Proses

P-101A/B (P menunjukkan peralatan adalah pompa, 1 pertama pada 101 menunjukkan lokasi pompa berada di pabrik pada area 100, 01 menunjukkan nomor pompa pada unit 100, A/B menunjukkan bahwa pompa memiliki cadangan. Kedua pompa adalah identik).


Informasi Aliran

Informasi Penting: Stream Number Temperature (oC) Pressure (bar) Vapor Fraction (kg/h) Total Mole Flowrate (kmol/h) Individual Component Flowrates (kmol/h) Informasi Tambahan: Component Mole Fraction Component Mass Fraction Individual Component Flowrates (kg/h) Volumetric Flowrates (m3/h) Significant Physical Properties Density Viscosity Other Thermodynamic Data Heat Capacity Stream Enthalphy K-values Stream Name

Jenis Peralatan Deskripsi

Menara (kolom) Ukuran (tinggi dan diameter) Tekanan Temperatur Jumlah dan jenis tray Tinggi dan jenis packing Bahan konstruksi

Alat Penukar

Panas (Heat

Exchanger)

Jenis: Gas-Gas, Gas-Cair, Cair-Cair, Condenser, Vaporizer Proses: Beban panas, luas area perpindahan panas, temperatur, tekanan untuk kedua aliran Jumlah lewatan (pass) pada shell dan tube Bahan Konstruksi: Tube and Shell

Tangki dan

Vessel

Tinggi Diameter Orientasi Tekanan Temperatur Bahan Konstruksi

Pompa Aliran low Tekanan Discharge Temperatur P Jenis Penggerak (Driver) Tenaga Poros (Shaft power) Bahan Konstruksi

Kompressor Laju alir inlet aktual Temperatur Tekanan Jenis Penggerak (Driver) Tenaga Poros (Shaft power) Bahan Konstruksi

Pemanas

(Heater)

Jenis Tekanan pada Tube Temperatur pada Tube Beban panas Bahan Bakar Bahan Konstruksi


Simbol-Simbol yang Digunakan untuk Identifikasi Aliran Proses


Dr. Ir. Izarul Machdar, M. Eng. Chem.Eng. Unsyiah

Contoh Process Flow Diagram yang Dilengkapi dengan Kondisi Aliran


Diagram Perpipaan dan Instrumentasi (P&ID)

Data Yang Tidak Dicantumkan di Dalam P&ID

1. Kondisi Operasi (Temperatur, Tekanan)

2. Aliran

3. Lokasi Peralatan

4. Data Pipa

a) Panjang Pipa

b) Sambungan Pipa

5. Pendukung, Struktur, dan Pondasi

Lokasi Alat Instrumentasi

Pengertian Identifikasi Huruf Berada pada huruf pertama Berada pada huruf kedua

A Analysis B Burner flame C Conductivity D Density atau specific gravity E Voltage F Flowrate H Hand (inisiasi secara manual) I Current J Power K Time atau time schedule L Level M Moisture atau humidity O P Pressure atau vacumm Q Quantity R Radioactivity atau ratio S Speed atau frequency T Temperature V Viscosity W Weight Y Z Position

Alarm Control Element High Indicate Control station Light atau low Middle atau intermediate Orifice Point Record atau print Switch Transmit Valve, damper, atau louver Well Relay atau compute Drive

Indentifikasi Koneksi Alat Instrumentasi


Diagram Perpipaan dan Instrumentasi (P&ID)


Diagram Tambahan (Plant Layout)



Penyusunan Alat Proses Tipe Grade-Mounted Horizontal Inline


Penyusunan Alat Proses Tipe Structure-Mounted Vertical Arrangement



Pengaruh peletakan alat di dalam pabrik terhadap akses perawatan, instalasi, dan pemindahan




Pembagian divisi PFD



Susunan alat setiap divisi Interkoneksi antara diivisi


Diagram Tambahan

Peralatan Pump Compressor Reactor Tower dan Vessel

Heat Exchanger

Pump Compressor Reactor Tower Heat exchanger

Min. 25 Min.

Min. 30

Min.

Min. Min. 15

Min.

Min. Min. Min. Min. Min.

Min.: jarak minimum untuk akses perawatan

Jarak Spasi Minimum (dalam Feet) yang Direkomendasi untuk Peralatan Proses Kimia


Pengaruh Peletakan Peralatan di dalam Pabrik terhadap Akses Perawatan, Instalasi, dan Pemindahan


Peralatan yang dielevasikan Tujuannya

Column atau vessel Untuk meningkatkan nilai NPSH yang dibutuhkan oleh pompa agar tidak terjadi proses cavitasi

Columns Untuk mendapatkan driving head termosiphon reboiler

Peralatan yang mengandung padatan terlarut atau slurry

Untuk mengalirkan cairan yang mengandung bahan tersebut secara grafitasi (tidak perlu pompa)

Barometrik condenser Peralatan ini biasanya untuk menghasilkan sistem vakum dengan cara mengekspan steam tekanan tinggi melalui ejektor. Uap yang terkondensasi diambil melalui kontak langsung dengan spray air dingin

Critical fire-water tank atau tangki penyimpan air pendingin

Tangki ini perlu dinaikkan ketinggiannya untuk mendapatkan tekanan air yang cukup agar tidak diperlukan pompa yang besar

Tujuan Alat Proses Dielevasikan



Contoh penyusunan alat dengan memanfaatkan gaya grafitasi untuk efisiensi energi



Perbandingan Penggunaan Area Pabrik

Drum diletakkan di lantai 2



Susunan Peralatan Pabrik yang Efisien

kuliah 2 14jan2013 diagram

Documents