lampiran b neraca energi

8/16/2019 Lampiran B Neraca Energi

1/44

LAMPIRAN B

NERACA ENERGI

Dari hasil perhitungan neraca massa, selanjutnya dilakukan perhitungan neracaenergi. Perhitungan neraca energi didasarkan pada :

Basis : 1 jam energi

Temperatur referensi : 25 o !2"# $%

&eraca 'nergi :

(!'nergi masuk% ) !energi keluar% * !generasi energi% ) !$onsumsi energi%+

(-kumulasi energi+

!immel/lau,2012%

'ntalpi /ahan pada temperature dan tekanan tertentu adalah :

T f !Pers. 1%

!immel/lau,2012%

$eterangan :

Peru/ahan entalpi

T 'ntalpi /ahan pada suhu T

f 'ntalpi /ahan pada suhu referensi !25o%

'ntalpi /ahan untuk campuran dapat dirumuskan se/agai /erikut :

3 4 n p dT !Pers. 2%

!immel/lau,2012%

$eterangan:

Peru/ahan entalpi

n mol

p $apasitas panas !6mol.$%

dT Per/edaan temperatur !$%


2/44

Kapasitas Panas

∫ Tref

T

Cp dT ∫ Tref

T

(A + BT + CT 2 * DT7 * 'T8% dT !Pers. 7%

∫ Tref

T

Cp dT -!TTref % *B

2 !T2T2ref % *

C

3 !T7T7ref % *

D

4 !T8T8ref % *

E

5

!T5T5ref % !Pers.8%

$eterangan :

p $apasitas panas !6mol $%

-,B,,D,' $onstanta kapasitas panas

Tref Temperatur referensi !2"# $%

T Temperatur operasi !$%

Ta/el B.1 Data untuk p untuk fasa gas

$omponen - B D '

-ir !29% 77,"77 #,82'07 2,""'05 1,#'0# 7,;"'12

-sam -setat !ac% 78,#5 0,07;7 2,#7'08 7,0#'0 ",2;'11

p


3/44

8B- 2;,720 7,"1'01 2,00'08 0

-sam ptol !pTol% ;0,21; 1," 7,57'07 2,;'0;

Ta/el B.7 Data untuk p dalam fasa padat

$omponen - B

-sam Tereftalat !T-% 2; 0,;7800

ptol 80,#8" 0,082"

8B- 10",281 0,7;7

Ta/el B.8 'ntalpi pem/entukan pada suhu 2"# $ !25o%

$omponen f !$6mol%

p


4/44

1. Kompresor

$ompresor untuk mengumpankan udara kedalam reaktor oksidasi.

Panas aliran masuk kompresor

Tin 70o !707 $%

Treff 25o !2"# $%

ΔHin = n ∫Tref

Tin

Cp dt

ΔHin = n ∫298 K

303 K

Cp dt

ΔHin = n \{A (303-298 +B

2 (3032 -2982 )+ C

3 (3033 -2983 )

D

4 (3034 - 2984 ) + E

5 (3035 -2985 ) }

Ta/el B.5 Panas aliran masuk kompresor.

$omponen

?aju alir !kg6jam%

?aju alir mol!kmol6jam%

∫298 K

303 K

Cp dt ( J

!"#@1 in !$6jam%

&2 11552,118 812,5; 18;,2;1 ;0707,;20

92 7057;,57 "58,28 18;,58 218;,101


5/44

Total 18;10#,#;# 50818!" #$51%"%$1

Panas aliran keluar kompresor

Tekanan udara keluar kompresor naik dari 1 atm menjadi 5 atm. ika kompresor

/ekerja pada keadaan adia/atik, maka untuk mencari suhu keluaran kompresor

digunakan persamaan A

T2

T$=(

%2

%$

(&-$'&

!eankoplis, 200#%

C untuk udara mendekati 1,80 !eankoplis, 200#%, sehingga :

T2

303 K=(

5 t!

$ t!

($)4-$'$)4

T2

303 K= (

5 t!

$ t!

(0)28*

T2 812 $ !17"o%

Tout 812 $

Treff 2"# $

ehingga diperoleh aliran panas keluar dari kompresor adalah :

ΔH"t = n ∫Tref

T"t

Cp dt

ΔHout

= n ∫298 K

4$2 K

Cp dt

ΔHout

= n\{A (4$2-298 +B

2 (4$22 -2982 )+ C

3 (4$23-2983 )


6/44

D

4 (4$24 -2984 ) + E

5 (4$25 -2985 ) }

Ta/el B.; Panas aliran masuk kompresor.

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

4$2 K

Cp dt ( J

!"# @

2 out

!$6jam%

&2

11552,118 812,5; 7725,781 17255";,"18

92 7057;,57 "58,28 7807,"81 728#2"0,;75

Total 18;10#,#;# 50818!" 1#"%&88%5!"

• Ker'a kompresor

Entuk menaikkan tekanan gas dari 1 atm hingga 5 atm, sistem menerima kerja

dari kompresor. Besarnya kerja yang dilakukan kompresor yaitu A

Fkomp out – in

Fkomp 1;"7##,58" ;251",21 1#&!8%0%8$% $6jam

Kesimpulan aliran ener(i pa)a kompresor

Ta/el B. $esimpulan aliran energi pada kompresor

-liran Panas Gasuk !$6jam% -liran Panas keluar !$6jam%

@

1

;251",21 @2 1;"7##,58"@komp 1;78#0,#2

*otal 1#"%&88%5!" *otal 1#"%&88%5!"


7/44

$. Reaktor +ksi)asi

Panas aliran masuk reaktor oksi)asi

1% -liran panas @2

Pada perhitungan alat kompresor diperoleh @2 1#"%&88%5!" $6jam

2% -liran Panas @7

Tin 70o !707 $%

Treff 25o !2"# $%

Pada aliran panas @7, komponen oBr 2 , GnBr 2, dan Gn-c2 hanya memiliki

komposisi sekitar 700850 ppm, sehingga energi panasnya dapat dia/aikan.ehingga dengan menggunakan persamaan 8 diperoleh panas asam asetat

masuk se/esar A

Ta/el B.# -liran panas asam asetat yang masuk ke reaktor oksidasi

$omponen

?aju alir !kg6jam%

?aju alir mol!kmol6jam% ∫298 K

303 K

Cp dt (,!"# @7

7

!$6jam%

ac 5"005,"18 "#7,872 ;85,05 #&!&8%5&%

7% -liran panas @8

Tin 70o !707 $%


8/44

Treff 25o !2"# $%

Ta/el B." -liran panas para


9/44

8B- 5,5# 0,505 2075,578 17;58,710

ptol 12,;2; 0,0"7 85#0,12# 8252,81

ac 5"005,"18 "#7,872 25058,0## 28;7#"#","0

29 58"7,5;; 705,1"# 178;#,258 81108#5,;02

P= ;#,812 ;,800 7#78,#7 285;07,7#1

Total "050;,15 188,;; &!#!08!#58!

ehingga aliran panas keluar reaktor adalah :

@out @5 * @;

@out 27822,5# * 78;80#8;,5#8

@out 58&8&5%!&!$

Generasi panas reaksi

Heaksi pem/entukan asam tereftalat !T-%

fo P= 1# $6mol

fo T- 1,"00 $6mol

fo 29 281,#00 $6mol

ΔH298"

= ∑Δ Hf" pr"d. - ∑ ΔHf" re.tn

ΔH298"

(fo

T- * 2!fo 29%+ ) (f

o P=+

ΔH298"

(1,"00 * 2!281,#00%+ ) (1#+

ΔH298"

121",500 $6mol

Entuk menghitung entalpi pada suhu 200o !87 $% digunakan persamaan:

ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

43

ΔCp dT

P= * 792 T- * 229


10/44

ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

43

(ΔA + ΔBT + ΔCT2+ΔDT

3dT

Diketahui data p untuk masingmasing komponen.

$omponen !i% $oefisien !Ii% - B D

P= 1 11,075 1,515# 0,007"08 7,"2'0;

T- 1 5;1,71" 7,85;1 0,008;0" 2,2#'0;

29 2 "2,057 0,07""5 0,0002110 5,75'0

ΔA !1%!11,075% * !1%!5;1,71"% *!2%!"2,057% 7;;,1#

ΔB

!1%!1,515#% * !1%!7,85;1% * 2!0,07""5% 1,#;0

ΔC !1%!0,007"08% * !1%!0,008;0"% * !2%!0,00021% 0,001

ΔD !1%!7,"2'0;% * !1%!2,2#'0;% * !2%!5,75'0% 5,152'0

∫298

43


3dT = 2555)483 ,'!"# = 25)55 K,'!"#

ΔH43 = 121",500 * 25)55 11"7,"25 $6mol

Banyaknya panas yang ter/entuk pada reaksi pem/entukan asam tereftalat

adalahA

@T- r 1! ΔH

4-3¿

152,08# $mol6jam !11"7,"25 $6mol %

@T- ,1815&&&&8#1$ $6jam

Heaksi pem/entukan asam ptoluic !ptol%

fo P= 1# $6mol

fo ptol 722,#00 $6mol

fo 29 281,#00 $6mol

P= * 1,592 ptol * 29


11/44

ΔH298"


ΔH298"

(fo

ptol * fo 29+ ) (f

o P=+

ΔH298"

(722,#00 * 281,#00+ ) (1#+

ΔH298"

5#2,;00 $6mol


ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

43

ΔCp dT

ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

43


3dT



P= 1 11,075 1,515# 0,007"08 7,"2'0;

ptol 1 ;0,21; 1," 0,00757 2,;'0;

29 1 "2,057 0,07""5 0,0002110 5,75'0

ΔA !1%!11,075% * !1%! ;0,21;% *!1%!"2,057% 82,#2

ΔB !1%!1,515#% * !1%!1,"% * !1%!0,07""5% 0,271"

ΔC !1%!0,007"08% * !1%!0,00757% * !1%!0,00021% 0,0001;

ΔD !1%!7,"2'0;% * !1%!2,;'0;% * !1%!5,75'0% ;,2511'0

∫298

43


3dT = 20900)545 ,'!"# = 20)90$ K,'!"#

ΔH43 = 5#2,;00 * 20)90$ 5;1,;"" $6mol


12/44

Banyaknya panas yang ter/entuk pada reaksi pem/entukan asam ptoluic

adalahA

@ ptol r 2! ΔH

4-3¿

0,5"# $mol6jam !5;1,;"" $6mol%

@ ptol ,&&58&!8#! $6jam

Heaksi pem/entukan 8kar/oksi /enJildehida !8B- 6 B-%


fo 8B- 8#8,#"0 $6mol

fo 29 281,#00 $6mol

ΔH298"


ΔH298"

(fo

8B- * fo 29+ ) (f

o ptol+

ΔH298"

(8#8,#"0 * 281,#00+ ) ( 722,#00+

ΔH298"

807,#" $6mol


ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

43

ΔCp dT

ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

43


3dT



ptol 1 ;0,21; 1," 0,00757 2,;'0;

8B- 1 2;,720 0,7"0; 0,0002 0

ptol * 92 8B-* 29


13/44

29 1 "2,057 0,07""5 0,0002110 5,75'0

ΔA !1%! ;0,21;% * !1%! 2;,720% *!1%!"2,057% 125,"8"

ΔB !1%!1,"% * !1%! 0,7"0;% * !1%!0,07""5% 1,87057

ΔC !1%!0,00757% * !1%!0% * !1%!0,00021% 7,52'07

ΔD !1%!2,;'0;% * !1%!0% *!1%!5,75'0% 2,22'0;

∫298

43


3dT = -5303)340 ,'!"# = 5)303 K,'!"#

ΔH43 = 807,#" * (-5)303 80",1"7 $6mol

Banyaknya panas yang ter/entuk pada reaksi pem/entukan 8kar/oksi

/enJildehida adalahA

@8B- r 7! ΔH

4-3¿

0,505 $mol6jam !80",1"7 $6mol %

@8B- ,$0###&&0& $6jam

ehingga panas yang dihasilkan pada reaktor oksidasi adalah:

@reaksi @T-* @ ptol * @8B-

@reaksi !1#157777#,;12% * !775#78,#;8% * !20;;;7,707%

@reaksi ,18$0%58%80 $6jam

• Panas ke lin(kun(an

@ling @reaksi * @in @out@ling 1#205#7;,#0 * 1;5";0,#"2 5#7#758,782@ling 18185#227,72" $6jam

Kesimpulan aliran pa)a reaktor oksi)asi

Ta/el B.12 $esimpulan aliran pada reaktor oksidasi


@in 1;5";0,#"2 @out 5#7#758,782


14/44

@reaksi 1#205#7;,#0 @ling 18185#227,72"

Total 1""8!1%"%#%1 Total 1""8!1%"%#%1

&. Kristalisasi,1

• Panas aliran masuk kristalisasi,1

Pada perhitungan se/elumnya diperoleh,

@; &!#!08!#58! $6jam

• Panas aliran keluar kristalisasi,1


15/44

1% -liran @

Tout 87 $

Treff 2"# $

Ta/el B.17 -liran panas uap dari kristalisasi1

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

43 K

Cp dt (,

!@ 'ntalpi

!$6jam%

ac 71#2," 57,08 172,"25 0878#,"25

29 2";,725 1;,8;2 5"#",2"0 "#5"#,55;

Total 78",121 ;",50" 80$"!%!8$

2% -liran @#

Tout 875 $

Treff 2"# $

Ta/el B.18 -liran panas keluar dari kristalisasi1

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

435 K

Cp dt (,

!"# @

# # 'ntalpi

!$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 2#21,85 82"#;0;,81

B- 5,5# 0,505 771"2,82" 1;;7,#57

ptol 12,;2; 0,0"7 2";;,880 2;7,521

ac 55#27,11 "70,7#5 1"0#7,"55 155870,;5;

29 51",281 2##,7; 1080#,0; 70057;8,228

P= ;#,812 ;,800 2"2,28 1#7,"70

Total #02,058 17#,1; $5$##&0#"$5

ehingga aliran panas keluar total adalahA

@out @ * @#

@out #02"8,8#2 * 252;;70;,"25

@out $#0#"$5!!0% $6jam


16/44

$arena @; le/ih /esar di/andingkan @out maka panas yang harus dihilangkan dalam

alat kristaliJer1 adalahA

> @; @out

> 78;80#8;,5#8 2;0;"258,80

> #515"2,1 $6jam

-ir pendingin yang digunakan untuk menghilangkan panas dari kristaliJer1

Tin 700 $ !2o%

Tout 75# $ !#5o%

Peru/ahan entalpi air dari 700 ) 75# $ adalah

air -!75#700% * !B62%!75#27002% * !67% !75#77007% * !D68% !75#87008%

air 87;1,7 6mol

air 282,2"" $6kg

ehingga ke/utuhan air pendingin yaitu

KF > 6 air

KF #515"2,1 6 282,2""

KF 757;,17 $g6jam

Ta/el B.18 -liran panas pada air pendingin

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

T K

Cp dt (,

!"#@cL cL

'ntalpi !$6jam%

@cL in !700 $% 757;,17 1";5,781 151,0; $"#8"85&&

@cL out !75# $% 757;,17 1";5,781 8512,888 88#8!"0%0"

ehingga kesimpulan aliran pada aliran kristaliJer1 dapat dilihat pada ta/el B.15

Ta/el B.15 $esimpulan pada aliran kristaliJer1


@in 78;80#8;,5#8 @out 2;0;"258,80

@cL in 2";#"#,577 @cL out ##;#8"0,0"


17/44

Total &!"&%%!511# Total &!"&%%!511#


18/44

!. Kristalisasi,$

• Panas aliran masuk kristalisasi,$


@# $5$##&0#"$5 $6jam

• Panas aliran keluar kristalisasi,$

1% -liran @"

Tout 875 $

Treff 2"# $

Ta/el B.1; -liran panas uap dari kristalisasi2

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

435 K

Cp dt (,

!"# @

" " 'ntalpi

!$6jam%

ac 28;88,;0 810,88 10071,;#5 812085",511

29 22"8,8; 12,80 8;;#,217 5"505#,"11

Total 2;"7",17 57#,215 !%15518!$$

2% -liran @10


19/44

Tout 7;7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.1 -liran panas keluar dari kristalisasi2

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

3*3 K

Cp dt (,

!"# @

10 10

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 11"2","05 1#17"17,27;

B- 5,5# 0,505 18#"#,#17 528,;57

ptol 12,;2; 0,0"7 1288,25 115#,15;

ac 711#,88 51",;81 #;7,011 850;#50,58#

29 2"02,8 1;1,2;5 8###,#27 ##7",200

P= ;#,812 ;,800 17728,20 #52",88

Total ;00#,"1 #7","52 %$0&1$&5&%

ehingga aliran panas keluar total adalahA

@out @" * @10

@out 81551#,822* 207127,57

@out 11"1#;81,"5" $6jam

$arena @# le/ih /esar di/andingkan @out maka panas yang harus dihilangkan dalam

alat kristaliJer2 adalahA

> @# @out

> 252;;70;,"25 11"1#;81,"5"

> 1778;;8,";;

$6jam

-ir pendingin yang digunakan untuk menghilangkan panas dari kristaliJer2

Tin 700 $ !2o%

Tout 75# $ !#5o%

Peru/ahan entalpi air dari 700 ) 75# $ adalahair -!75#700% * !B62%!75#

27002% * !67%!75#77007% * !D68%!75#87008%

air 87;1,7 6mol

air 282,2"" $6kg



20/44

KF > 6 air

KF 1778;;8,";; 6 282,2""

KF 550#,;85 $g6jam

Ta/el B.1# -liran panas pada air pendingin

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%

∫298 K

T K

Cp dt (,

!"#

@cL cL'ntalpi

!$6jam%

@cL in !700 $% 550#,;85 70;0,825 151,0; 8;272",5"

@cL out !75# $% 550#,;85 70;0,825 8512,888 17#0"""8,25

ehingga kesimpulan aliran pada aliran kristaliJer1 dapat dilihat pada ta/el B.1".

Ta/el B.1" $esimpulan pada aliran kristaliJer2


@in 252;;70;."25 @out 11"1#;81."5"

@cL in 8;272",5" @cL out 17#0"""8,25

Total $5%$8##8& Total $5%$8##8&


21/44

5. Rotary Vacuum Filter - 1

• Panas aliran masuk Rotary Vacuum Filter – 1


@10 %$0&1$&5&% $6jam

• Panas aliran keluar Rotary Vacuum Filter – 11% -liran @11

Tout 7;7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.20 -liran panas mother liquor dari rotary vacuum filter ) 1

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

3*3 K

Cp dt (,

!"# @

11 11

'ntalpi !$6jam%

ac 711#,88 51",;81 #;7,011 850;#50,58#

29 ##,521 8,"1# 8###,#27 28082,758

P= ;#,812 ;,800 17728,20 #52",88

Total 71"85,7#0 570,"5" !#1#1%$#!%

Pada Ta/el B.20 diperoleh aliran panas @11 !#1#1%$#!% $6jam.


22/44

2% -liran @12

Tout 7;7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.21 -liran panas produk cake dari rotary vacuum filter ) 1

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

3*3 K

Cp dt (,

!"# @

12 12

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 11"2","05 1#17"17,27;

B- 5,5# 0,505 18#"#,#17 528,;57

ptol 12,;2; 0,0"7 1288,25 115#,15;

29 2#18,258 15;,78 8###,#27 ;8758,#8;

Total 2#18257; 70#,""7 $58#"508"0

Pada Ta/el B.21 diperoleh aliran panas @12 $58#"508"0 $6jam.

ehingga kesimpulan aliran pada aliran rotary vacuum filter dapat dilihat pada ta/el

B.22.

Ta/el B.22 $esimpulan pada aliran rotary vacuum filter 1


@10 207127,57@11 8;1;12,;8

@12 25#;"50,#"0

Total %$0&1$&5&% Total %$0&1$&5&%


23/44

6. Rotary Dryer - 1

• Panas aliran masuk Rotary Dryer – 1


@12 $58#"508"0 $6jam

• Panas aliran keluar Rotary Dryer – 1

1% -liran @17 !uap air%

Tout 7"7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.27 -liran panas uap air dari rotary dryer ) 1

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

393 K

Cp dt (,

!"# @

17 17

'ntalpi !$6jam%

29 21,111 157,"50 7222,;22 !"#1$!!"%


24/44

2% -liran @18

Tout 7"7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.28 -liran panas T- dari rotary dryer ) 1

$omponen?aju alir !kg6jam%


∫298 K

393 K

Cp dt (,

!"# @

18 18

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 1#77",8;5 2##81,750

B- 5,5# 0,505 222"2,8;7 1125#,#1"

ptol 12,;2; 0,0"7 1"275,"08 1#5,#;8

29 87,187 2,7" 1;0,011 11;1,758

Total 2571,82; 155,082 $818#%%&88

-liran total keluar rotary dryer ) 1 yaitu :

@out @17 * @18

@out 8";128,8" * 2#1#;,7##

@out 7718#01,##5 $6jam

Men(itun( ke/utuan steam

>s @out ) @12

>s 7718#01,##5 ) 25#;"50,#"0

>s 2#50,""5 $6jam

9leh karena itu mem/utuhkan fluida panas yang /erfungsi se/agai pemanas yaitu

saturated steam pada steam ta/el dengan kondisi :

Temperatur !T% 152,52 o

Tekanan !P% 50",1 $Pa

Panas air jenuh !l% ;87,152 $6$g

Panas uap air jenuh !I% 28#,"2 $6$g

Panas laten steam !M s% 2105,;" $6$g


25/44

Men(itun( massa steam

ms >s 6 M s

ms 2#50,""5 6 2105,;"

ms 785,;8; $g6jam

Panas steam masuk

s in ms !I%

s in 785,;8; !28#,"2%

s in "50157,;; $6jam

Panas steam keluar

s out ms !l%

s out 785,;8; !;87,152%

s out 222702,;#1 $6jam

$esimpulan aliran pada aliran rotary vacuum filter dapat dilihat pada ta/el B.25.

Ta/el B.25 $esimpulan pada aliran rotary dryer ) 1


@12 25#;"50,#"0@17 8";128,8"

@18 2#1#;,7##

s in "50157,;; s out 222702,;#1

Total &5&%10!5## Total &5&%10!5##

7. Mixer Reslurry C*A


26/44

• Panas aliran masuk mixer

1% -liran @18 !T-%


@18 $818#%%&88 $6jam

2% -liran @15 !hot water %Tin 757 $

Treff 2"# $

Ta/el B.2; -liran panas hot water yang dialirkan ke mixer

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

353 K

Cp dt (,

!"# @

15 15

'ntalpi !$6jam%

29 5;08,;07 7117,5; 817;,82# 1$8%"8$%%1"

@in @18 * @15

@in 2#1#;,7## * 12#"#2,1"

@in 15#"850510% $6jam

• Panas aliran keluar mixer

1% -liran @1; ! slurry T-%


27/44

Tout 7"7 $ Treff 2"# $

Ta/el B.2 -liran panas slurry T- keluaran mixer



∫298 K

393 K

Cp dt (,!"#

@1; 1;

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 1#77",8;5 2##81,750

B- 5,5# 0,505 222"2,8;7 1125#,#1"

Ptol 12,;2; 0,0"7 1"275,"08 1#5,#;8

29 5;0"0,8; 711;,157 1;0,011 22711;##,15

Total #181".02" 72;#,"# $511&$0!$10

ehingga @1; $511&$0!$10 $6jam.


>s @1; @in

>s 25117208,210 ) 15;"#505,10

>s "818;"",107 $6jam









ms >s 6 M s


28/44

ms "818;"",107 6 2105,;"

ms 880,"0# $g6jam

Panas steam masuk

s in ms !I%

s in 880,"0# !28#,"2%

s in 122"01;,"82 $6jam

Panas steam keluar

s out ms !l%

s out 880,"0#

!;87,152%

s out 2#58;#,#7" $6jam

$esimpulan aliran pada aliran mixer dapat dilihat pada ta/el B.2#.

Ta/el B.2# $esimpulan pada aliran mixer


@18 2#1#;,7##@1; 25117208,210

@15 12#"#2,1"

s in 122"01;,"82 s out 2#58;#,#7"

Total $%"88#%&0!" Total $%"88#%&0!"

8. Reaktor 2i)ro(enasi


29/44

• Panas aliran masuk reaktor i)ro(enasi

1% -liran @1;


@1; $511&$0!$10 $6jam

2% -liran @1 !gas hidrogen%

Tin 707 $

Treff 2"# $

Ta/el B.2" -liran panas gas hidrogen masuk reaktor hidrogenasi

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

303 K

Cp dt (,

!"# @

1 1

'ntalpi !$6jam%

2 8,080 1,010 187,#; 185,72"

&2 0,002 ,21"'05 185,7; 0,010

Total 8,082 1,010 1!5&&"

@in @1;

* @1

@in 25117208,210 * 185,77"

@in 2511778",58" $6jam

• Panas aliran keluar reaktor i)ro(enasi

1% -liran @1#


30/44

Tout 5;1 $ Treff 2"# $

Ta/el B.70 -liran panas gas hidrogen keluar reaktor hidrogenasi



∫298 K

5*$ K

Cp dt (,!"#

@1# 1#

'ntalpi !$6jam%

2 2,078 0,50# ;;7,#"5 7#";,85#

&2 0,002 ,21"'05 25,88 0,55#

Total 2,07; 0,50# &8"%01#

2% -liran @1"


Ta/el B.71 -liran panas hasil keluaran reaktor hidrogenasi

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

5*$ K

Cp dt (,

!"# @

1" 1" 'ntalpi

!$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# ;80#8,1" "87"2;,;;

B- 0,505 0,007 8205,5; 15#,"82

Ptol #0,#55 0,5"5 287#,;1 870;;,508

29 5;0"",; 711;,;58 21728,80 ;;8;1#82,7

Total #1821,07; 72;",700 %#$!8""!88#

@out @1# * @1"

@out 7#",01; * ;28#""8,##;

@out %#$5$8"1"0& $6jam

• Generasi panas reaksi

Heaksi yang terjadi pada reaktor hidrogenasi adalahA

8B- * 22 ptol * 29


31/44

fo 8B- 8#8,#"0 $6mol


fo 29 281,#00 $6mol

ΔH298"


ΔH298"

(fo

ptol * fo 29+ ) (f

o 8B-+

ΔH298"

(722,#00 * 281,#00+ ) (8#8,#"0+

ΔH298"

",10 $6mol

Entuk menghitung entalpi pada suhu 2##o !5;1 $% digunakan persamaan:

ΔH43 = ΔH298"

+ ∫298

5*$

ΔCp dT

ΔH5*$= ΔH298"

+ ∫298

5*$


3dT



8B- 1 2;,720 0,7"1 2,000'08 0

ptol 1 ;0,21; 1," 0,00757 2,;'0;

29 1 "2,057 0,07""5 0,0002110 5,75'0

ΔA !1%! 2;,720% * !1%! ;0,21;% *!1%!"2,057% 5#,15

ΔB !1%! 0,7"1% * !1%!1,"% * !1%!0,07""5% 1,75

ΔC !1%! 2,000'08% * !1%!0,00757% * !1%!0,00021% 0,008

ΔD !1%!0% * !1%!2,;'0;% * !1%!5,75'0% 7,2"8'0;


32/44

∫298

5*$


3dT = 4*55)*55 ,'!"# = 4*)558 K,'!"#

ΔH43 =

",10 * 8;,55# 77,152 $6mol

Banyaknya panas yang ter/entuk pada reaksi pem/entukan asam ptoluic adalahA

@generasi r 8! ΔH

4-3 ¿

0,502 $mol6jam !77,152 $6mol%

@generasi 1;;71,"#8 $6jam


>s @out ) !@in * @hid%

>s ;252#"1,"07 ) !2511778",58" * 1;;71,"#8%

>s 51122"10,7;" $6jam



Temperatur !T% 2"0,# o

Tekanan !P% 57,5 $Pa

Panas air jenuh !l% 12"8,550 $6$g

Panas uap air jenuh !I% 2;5,700 $6$g

Panas laten steam !M s% 180,5 $6$g


ms >s 6 M s

ms 51122"10,7;" 6 180,5

ms 785",55 $g6jam

Panas steam masuk

s in ms !I%

s in 785",55 !2;5,700%


33/44

s in ";121151,#27 $6jam

Panas steam keluar

s out ms !l%

s out 785",55 !12"8,550%

s out 88""#281,858 $6jam

$esimpulan aliran pada aliran reaktor hidrogenasi dapat dilihat pada ta/el B.72.

Ta/el B.72 $esimpulan pada aliran reaktor hidrogenasi


@1; 25117208,210 @1# 7#",01;

@1

185,77" @1"

;28#""8,##;@generasi 1;;71,"#8

s out 88""#281,858s in ";121151,#27

Total 1$1$511&&&5% Total 1$1$511&&&5%


34/44

9. Kristalisasi Puri3ikasi , 1

• Panas aliran masuk kristalisasi puri3ikasi , 1


@1" %#$!8""!88# $6jam

• Panas aliran keluar kristalisasi puri3ikasi , 1

1% -liran @20

Tout 5;1 $

Treff 2"# $

Ta/el B.77 -liran panas uap dari kristalisasi purifikasi 1

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%

∫298 K

5*$ K

Cp dt (,

!"# @

20 20

'ntalpi !$6jam%

29 1#;,07" 7"",228 "102,7 &!0&!&!#

2% -liran @21


35/44

Tout 857 $ Treff 2"# $

Ta/el B.78 -liran panas keluaran dari kristalisasi purifikasi 1



∫298 K

453 K

Cp dt (,!"#

@21 21

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 72#0,7#5 8""#;2,;77

B- 0,505 0,007 7#05",#;7 12#,18#

Ptol #0,#55 0,5"5 78;5",#88 20;0;,0"

29 8#"17,7# 21,870 11#80,1#0 7218#5#,8;

Total 8278,"" 2#0,05 &%1"&!55&!5

@out @20 * @21

@out 7;78078,78; * 71"7855,785

@out !08$%!8"#"$ $6jam

$arena @1" le/ih /esar di/andingkan @out maka panas yang harus dihilangkan dalam

alat kristaliJer purifikasi 1 adalahA

> @1" @out

> ;28#""8,##; 80#28#",;"2

> 75821505,1"5

$6jam

-ir pendingin yang digunakan untuk menghilangkan panas dari alat kristaliJer

purifikasi 1

Tin 700 $ !2o%

Tout 75# $ !#5o%


air -!75#700% * !B62%!75#27002% * !67%!75#77007% * !D68%!75#87008%

air 87;1,7 6mol

air 282,2"" $6kg


KF > 6 air


36/44

KF 75821505,1"5 6 282,2""

KF 18;1#",818 $g6jam

Ta/el B.75 -liran panas pada air pendingin

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

T K

Cp dt (,

!"#@cL cL

'ntalpi !$6jam%

@cL in !700 $% 18;1#",818 #121,;78 151,0; 1$$#"1$!$$

@cL out !75# $% 18;1#",818 #121,;78 8512,888 #!8!1%#1#

$esimpulan aliran pada alat kristaliJer purifikasi ) 1 adalah

Ta/el B.7; $esimpulan pada aliran kristaliJer purifikasi ) 1


@1" ;28#""8,##; @20 7;78078,78;

@cL in 122;"12,822@21 71"7855,785

@cL out 7;;8#81,;1;

Total %%!%5"0%&08 Total %%!%5"0%&08


37/44

10. Kristalisasi Puri3ikasi - $

• Panas aliran masuk kristalisasi puri3ikasi , $


@21 &%1"&!55&!5 $6jam

• Panas aliran keluar kristalisasi puri3ikasi , $

1% -liran @22

Tout 857 $

Treff 2"# $

Ta/el B.7 -liran panas uap dari kristalisasi purifikasi 2

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

453 K

Cp dt (,

!"# @

22 22

'ntalpi !$6jam%

29 1;#1,5"0 "7,711 52"2,751 !"#05%#$1!

2% -liran @27


38/44


Ta/el B.7# -liran panas keluaran dari kristalisasi purifikasi 2



∫298 K

3*3 K

Cp dt (,!"#

@27 27

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 11"2","05 1#17"17,27;

B- 0,505 0,007 18#"#,#17 50,1;8

Ptol #0,#55 0,5"5 1288,25 81;,51"

29 72082,18# 1#0,11" 8###,#27 #02;#,8

Total 57;7,80 1"72,;5 105$!0#%##%

@out @22 * @27

@out 8";05;,218 * 105280;,;;

@out 15!8!#!&880 $6jam

$arena @21 le/ih /esar di/andingkan @out maka panas yang harus dihilangkan dalam

alat kristaliJer purifikasi 2 adalahA

> @21 @out

> 71"7855,785 158#8;87,##0

> 210##11,8;5

$6jam

-ir pendingin yang digunakan untuk menghilangkan panas dari alat kristaliJer

purifikasi 2

Tin 700 $ !2o%

Tout 75# $ !#5o%


air -!75#700% * !B62%!75#27002% * !67%!75#77007% * !D68%!75#87008%

air 87;1,7 6mol

air 282,2"" $6kg


KF > 6 air


39/44

KF 210##11,8;5 6 282,2""

KF #"5"5,288 $g6jam

Ta/el B.7" -liran panas pada air pendingin

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

T K

Cp dt (,

!"#@cL cL

'ntalpi !$6jam%

@cL in !700 $% #"5"5,288 8",518 151,0; %51"&8"%"

@cL out !75# $% #"5"5,288 8",518 8512,888 $$!#0%50!!!

$esimpulan aliran pada alat kristaliJer purifikasi ) 2 adalahA

Ta/el B.80 $esimpulan pada aliran kristaliJer purifikasi ) 2


@21 71"7855,785 @22 8";05;,218

@cL in 51"7#,""@27 105280;,;;

@cL out 228;050,888

Total &%"!5&"!&$! Total &%"!5&"!&$!


40/44

11. Rotary Vacuum Filter – $

• Panas aliran masuk Rotary Vacuum Filter – $


@27 105$!0#%##% $6jam

• Panas aliran keluar Rotary Vacuum Filter – $

1% -liran @28

Tout 7;7 $

Treff 2"# $ Ta/el B.81 -liran panas keluaran air dan ptol dari rotary vacuum filter ) 2

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

3*3 K

Cp dt (,

!"# @

28 28

'ntalpi !$6jam%

29 70880,080 1;"1,117 8###,#27 #2;557,7;0

ptol #,770 0,5; 1288,25 1#8,###

Total 7051#,70 1;"1,;#" 8$%!%&8$!8

2% -liran @25


41/44


Ta/el B.82 -liran panas keluaran PT- dari rotary vacuum filter ) 2



∫298 K

3*3 K

Cp dt (,!"#

@25 25

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 11"2","05 1#17"17,27;

B- 0,505 0,007 18#"#,#17 50,1;8

ptol 2,525 0,01" 1288,25 271,;71

29 1;02,10 #",00; 8###,#27 875178,7#

Total 2;#85,07 281,05 $$!"&$"!1"

$esimpulan aliran panas pada alat rotary vacuum filter 2 adalah

Ta/el B.87 $esimpulan pada aliran panas rotary vacuum filter - 2


@27 105280;,;;@28 #287#,28#

@25 228"72",81"

Total 105$!0#%##% Total 105$!0#%##%


42/44

1$. Rotary Dryer – 2

• Panas aliran masuk Rotary Dryer – $


@25 $$!"&$"!1" $6jam

• Panas aliran keluar Rotary Dryer – $

1% -liran @2; !uap air%

Tout 7"7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.88 -liran panas uap air dari rotary dryer ) 2

$omponen?aju alir

!kg6jam%

?aju alir mol

!kmol6jam%∫

298 K

393 K

Cp dt (,

!"# @

2; 2;

'ntalpi !$6jam%

29 15"2,511 ##,87 7222,;22 $8511!5&5


43/44

2% -liran @2

Tout 7"7 $

Treff 2"# $

Ta/el B.85 -liran panas PT- dari rotary dryer ) 2



∫298 K

393 K

Cp dt (,

!"# @

2 2

'ntalpi !$6jam%

T- 2527",#"" 152,08# 1#77",8;5 2##81.750

B- 0,505 0,007 222"2,8;7 5,05"

ptol 2,525 0,01" 1"275,"08 75,17

29 ",5"; 0,577 1;0,011 7#1,0;;

Total 25252,525 152,;07 $%"$%$0#!%

-liran total keluar rotary dryer ) 2 yaitu :

@out @2; * @2

@out 2#5118,575 * 2"220,;8

@out 70#75,1#7 $6jam


>s @out ) @25

>s 70#75,1#7 ) 228"72",81"

>s #2#505,;8 $6jam









44/44


ms >s 6 M s

ms #2#505,;8 6 2105,;"

ms 7"7,88; $g6jam

Panas steam masuk

s in ms !I%

s in 7"7,88; !28#,"2%

s in

10#1550,;1 $6jam

Panas steam keluar

s out ms !l%

s out 7"7,88; !;87,152%

s out 257088,"" $6jam

$esimpulan aliran pada aliran rotary vacuum filter dapat dilihat pada ta/el B.8;.

Ta/el B.8; $esimpulan pada aliran rotary dryer ) 2


@25 228"72",81"@2; 2#5118,575

@2 2"220,;8

s in 10#1550,;1 s out 257088,""

Total &&&0880180 Total &&&0880180

lampiran b neraca energi

Documents