lampiran b perhitungan

Perhitungan

53

LAMPIRAN BPERHITUNGAN NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

REGENERATOR – REAKTOR

A. Neraca Massa Regenerator

Basis Perhitungan : 1 jam operasi

Data tanggal 19 Juli 2013

Komposisi Flue gas % mol (by GC method)

CO = 5.5 N2 = 82.56

CO2 = 10.3 SO2 = 0

O2+ Ar = 1.64 NO2 = 0

Dengan mengambil data lembar pengesahan lampiran A maka data tanggal

19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel

B.1).

Tabel B.1. Hasil Analisa Orsat (Flue Gas)

Komposisi Flue gas

SatuanTanggal

19/07/13 22/07/13 23/07/13 24/07/13 25/07/13CO %Vol 5.5 5 5.5 5.5 5.5CO2 %Vol 10.3 10.2 10.2 10.3 10.3

O2+Ar %Vol 1.64 1.64 1.64 1.64 1.64N2 %Vol 82.56 83.16 82.66 82.56 82.56

SO2 %Vol 0 0 0 0 0NO2 %Vol 0 0 0 0 0

Regenerator

Udara Pembakaran :148722.25 lb/hr

Flue Gas :CO : CO2 : O2 : N2 : SO2 : NO2 : H2O : Total :

Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) :

AlSiO3 regenerasi :1727427.71 lb/hr

54

(Sumber pemeriksaan laboratorim Feed RFCCU PT. Pertamina RU III)

1. Penyesuaian Komposisi Flue Gas

Pada analisis GC komposisi oksigen (O2) termasuk dengan kandungan Ar

sehingga harus dikoreksi untuk mengetahui kandungan oksigen sebenarnya

kandungan Argon diasumsi 1.2 % dari kandungan Nitrogen, sehingga :

Ar(0.012)(82.56) = 0.99072 % molKomposisi flue gas setelah dikoreksi :

CO = 5.5

CO2 = 10.3

O2 = 1.64 – 0.99072 = 0.649

N2+Ar = 82.56 + 0.99072 = 83.551

SO2 = 0

NO2 = 0

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan penyesuaian flue gas tanggal

19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut

(Tabel B.2).

Tabel B.2. Penyesuaian Komposisi Flue Gas

Komposisi Flue gas

SatuanTanggal

19/07/13 22/07/13 23/07/13 24/07/13 25/07/13CO %Vol 5.5 5 5.5 5.5 5.5CO2 %Vol 10.3 10.2 10.2 10.3 10.3O2 %Vol 0.649 0.649 0.649 0.649 0.649N2+Ar %Vol 83.551 84.158 83.652 83.551 83.551SO2 %Vol 0 0 0 0 0NO2 %Vol 0 0 0 0 0

2. Menghitung udara masuk regenerator

Udara masuk ke regenerator masih mengandung uap air, dan untuk

mendapatkan udara kering harus dikurangi dengan jumlah uap air dalam udara,

dengan cara :

WDA = WWA x 1

1+ Moisturecontent

= (WMAB + WCAB) x 1

1+ MoistureContent

55

Keterangan :

WDA : Flow rate udara kering (lb/hr udara kering)

WWA : Flow rate udara basah (lb/hr H2O)

WMAB : Flow rate MAB (lb/hr)

WCAB : Flow rate CAB (lb/hr)

WH2O : Flow rate uap air di udara (lb/hr)

Dari hasil pengukuran pada suhu ambient (31˚C) didapat relative humidity =

90%, dan dari grafik didapat kelembapan = 0.0258 lb H2O/lb udara kering)

Udara kering = (141645.550) lb/hr x 1

1+0.0258 lblb H 2O

lbudarakering= 138083.008 lb/hr

Uap air = udara basah (masuk) – udara kering

= 141645.550 - 138083.008 lb/hr

= 3562.542 lb/hrDengan cara yang sama maka hasil perhitungan konversi udara pembakaran

ke dry basis tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan

seperti berikut (Tabel B.3).

Tabel B.3. Konversi Udara Pembakaran ke Dry Basis

Parameter(lb/hr)

Tanggal19/07/13 22/07/13 23/07/13 24/07/13 25/07/13

MAB 124559.900 126764.500 126764.500 126764.500 126764.500CAB 17085.650 17085.650 17085.650 17085.650 17085.650

Udara basah 141645.550 143850.150 143850.150 143850.150 143850.150Udara kering 138083.008 140232.160 140232.160 140232.160 140232.160H2O di udara 3562.542 3617.990 3617.990 3617.990 3617.990Fresh Feed 232309.725 233320.167 233435.908 232413.525 233361.503

3. Menghitung Flue Gas Rate

Untuk menghitung flue gas rate menggunakan analisa orsat dan dari hasil

analisa orsat akan diketahui reaksi tiap komponen dalam regenerator.

56

Tabel B.4. Komposisi Flue Gas

Komposisi Flue gas

Satuan Hari ke-1 2 3 4 5

CO %Vol 5.5 5 5.5 5.5 5.5CO2 %Vol 10.3 10.2 10.2 10.3 10.3O2 %Vol 0.649 0.649 0.649 0.649 0.649N2+Ar %Vol 83.551 84.158 83.652 83.55

183.551

SO2 %Vol 0 0 0 0 0NO2 %Vol 0 0 0 0 0

Aliran flue gas dihitung dari N2 balance dengan asumsi udara

O2 = 21 %

N2 = 79 %

Udara kering = 138083.008lb

hr

BM udara = 28,99 lb

lbmol

Mol udara kering = Laju Alir udarakering

BM udarakering

= 138083.008lb /hr

28.99 lb /lbmol

= 4763.126 lbmol/hrN2 dalam udara kering = N2 dalam flue gas

4763.126 lbmol/hr x 0.79 N2= lbmol/hr flue gas x 0.8355 mol inert gas

Flue gas = 4763.126

lbmolhr

x0.79

0.8355

= 4503.694 lbmol/hr

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan mol flue gas dan tanggal 19

Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel

B.5).

Tabel B.5. Mol Flue Gas

57

Parameter

( lbmolhr )

Hari ke-1 2 3 4 5

udara kering 4763.126 4837.260 4837.260 4837.260 4837.260 flue gas 4503.694 4540.791 4568.258 4573.791 4573.791

CO dalam Flue gas = 0.055 x 4503.694 lbmol/hr

= 247.703 lbmol/hrCO = 247.703 lbmol/hr x 28 lb/lbmol

= 6935.689 lb/hr

CO2 dalam Flue gas = 0.103 x 4503.694 lbmol/hr

= 463.88 lbmol/hrCO2 = 463.88 lbmol/hr x 44 lb/lbmol

= 20410.743lb/hr

O2 dalam Flue gas = 0.00649 x 4503.694lbmol/hr

= 29.228 lbmol/hr

O2 = 29.228 lbmol/hr x 32 lb/lbmol

= 935.731 lb/hr

N2 dalam Flue gas = 0.83551 x 4503.694 lbmol/hr

= 3762.88 lbmol/hr

N2 =3762.88 lbmol/hr x 28 lb/lbmol

=105360.336 lb/hr

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan massa CO2, O2 dan N2

tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut

(Tabel B.6).

Tabel B.6. Massa CO2, O2 dan N2 dalam Flue Gas

Parameter

( lbhr )

Hari ke-1 2 3 4 5

CO 6935.689 6357.107 7035.117 7043.638 7043.638CO2 20410.743 20379.070 20502.340 20728.420 20728.420O2 935.731 932.976 947.391 950.295 950.295N2 105360.336 107000.186 107000.186 107000.186 107000.186

SO2 0 0 0 0 0NO2 0 0 0 0 0

58

4. Menghitung kandungan karbon dalam coke

Karbon ada di coke dihitung dari komposisi flue gas setiap satu mol C yang di

bakar akan menghasilkan satu mol CO atau CO2 di flue gas

C + O2 CO2

C + ½ O2 CO

C = CO2 + CO

C = mol flue gas x %CO dalam flue gas+%CO2 dalam flue gas

100

= 4503.694 lbmol/hr x 5.5+10.3

100x

1 lbmol C1 lbmolCO /CO

x

= 711.584 lbmol/hr

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan kandungan karbon (C) dalam

coke tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti

berikut (Tabel B.7).

Tabel B.7. Kandungan Karbon dalam Coke

Parameter

( lbmolhr )

Hari ke-1 2 3 4 5

Carbon 711.584 690.200 717.216 722.659 722.659

5. Perhitungan Kandungan Hydrogen dalam coke

Kandungan hydrogen di coke dapat dihitung dari kesetimbangan oksigen

(O2). Adapun reaksi-reaksinya sebagai berikut :

C + O2 CO2

C + ½ O2 CO

H2 + ½ O2 H2O

S + O2 SO2

N + O2 NO2

Sehingga

59

O2 untuk regenerasi = excess O2 di flue gas + O2 bereaksi menjadi CO + O2

bereaksi menjadi CO2 + O2 bereaksi menjadi H2O + O2

bereaksi menjadi SO2 + O2 bereaksi menjadi NO2

Dimana :

O2 di udara = mol udara ker ing ×

21 mol O2

100 mol udara

= 4763 .126

lbmolhr

×21 lbmol O2

100 lbmol udara

= 1000 .256

lbmolhr

Excess O2 di flue gas = mol flue gas ×

lbmolO2

100 lbmol FG

= 4503 .694 lbmol

hr× 0 .649 lbmol

100 lbmol

= 29 . 22

lbmolhr

O2 bereaksi menjadi CO =

mol FG × lbmol CO100 lbmol FG

×0 .5 lbmol O2

lbmol CO

4503 .694 lbmol/hr × 5 .5 lbmol CO100 lbmol FG

×0 . 5 lbmol O2

lbmol CO

=123.852 lbmol/hr

O2 bereaksi menjadi CO2 = mol FG ×

lbmol CO2

100 lbmol FG×

1 lbmol O2

lbmol CO2

60

= 4503 .694

lbmolhr

×10 .3 lbmol CO2

100 lbmol FG×

1 lbmol O2

lbmol CO2

= 463 . 881

lbmolhr

of O2

O2 bereaksi menjadi SO2 = 0

lbmolhr

of O2

O2 bereaksi menjadi NO2 = 0

lbmolhr

of O2

O2 bereaksi menjadi H2O = O2 di regenerator – O2 yang bereaksi menjadi CO

- O2 excess – O2 yang bereaksi menjadi CO2

=1000 . 256lbmol

hr−29 . 242

lbmolhr

−123 .852lbmol

hr−463 .881

lbmolhr

= 383 . 283

lbmolhr

of O2

Hydrogen yang terbakar oleh oksigen didalam regenerator adalah :

H2 + ½ O2 H2O

H2 yang terbakar oleh oksigen = O2 bereaksi menjadi H2O x 2mol H 2

mol O2

= 383.283 lbmolO2

hr x 2

mol H 2

molO2

= 766.565 lbmol H 2

hrDengan cara yang sama maka hasil perhitungan kandungan hydrogen (H2)

dalam coke tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan


Tabel B.8. Kandungan Hydrogen (H2) dalam Coke

Parameter Satuan

Hari Ke

1 2 3 4 5O2 di udara regenerasi 1000.256 1015.825 1015.825 1015.825 1015.825Excess O2 di flue gas 29.242 29.156 29.606 29.697 29.697

O2 bereaksi menjadi CO 123.852 113.520 125.627 125.779 125.779O2 bereaksi menjadi CO2 lbmol/hr 463.881 463.161 465.962 471.100 471.100O2 bereaksi menjadi SO2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

61

O2 bereaksi menjadi NO2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000O2 bereaksi menjadi H2O 383.283 409.989 394.629 389.248 389.248

H2 yang terbakar oleh O2 766.565 819.977 789.258 778.496 778.496

H2O yang dihasilkan dari pembakaran H2 H2 + 1/2 O2 → H2Om : 766.565 383.283 -r : 766.565 191.641 766.565

s : 0.000 191.641 766.565

H2O = 766.565 lbmol/hr x BM H2O

= 766.565 lbmol/hr x 18 lb/lbmol

= 13798.175 lb/hr

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan massa H2O yang terbentuk

tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut

(Tabel B.9).

Tabel B.9. Massa H2O

Parameter Satuan

Hari Ke

1 2 3 4 5

H2O dari pembakaran lb/hr 13798.175 14759.589 14206.652 14012.933 14012.933

6. Perhitungan total berat coke dari carbon dan Hydrogen

Total massa coke yang tebakar menjadi CO + CO2 + H2O adalah :

Dari karbon = O2 bereaksi menjadi CO + x BM C

= 123,852lbmol/hr x 12 lb/lbmol= 1486.224 lb/hr

= O2 bereaksi menjadi CO2 + x BM C

= 463,881 lbmol/hr x 12 lb/lbmol= 5566.572 lb/hr

Dari Hydrogen = H2 yang terbakar oleh O2 x BM H2

62

= 766,565 lbmol/hr x 2 lb/lbmol=1533,131 lb/hr

Total = 1486.224 lb/hr C +5566.572 lb/hr C + 722.88 lb/hr H2

= 8585,916 lb/hr Coke

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan coke dari carbon (C) dan

Hydrogen tanggal 19 Juli, lalu 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan


Tabel B.10. Perhitungan Coke dari Carbon (C) dan Hydrogen

Parameter Satuan

Hari Ke

1 2 3 4 5Coke dari karbon lb/hr 7052,786 6920,165 7099,072 7162,557 7162,557

Coke dari hidrogen lb/hr 1533,131 1639,954 1578,517 1556,993 1556,993

Total coke lb/hr 8585,916 8560,120 8677,589 8719,549 8719,549

Tabel B.11. Neraca Massa Regenerator

Komponen Input (lb/hr) Output (lb/hr)

Regenerator

Udara Pembakaran :141645,55 lb/hr

Flue Gas :CO = 6935,689 lb/hrCO2 = 20410,743lb/hrO2 = 935,731lb/hrN2 = 105360,336lb/hrSO2 = 0 lb/hrNO2 = 0 lb/hrH2O = 17360,717lb/hrTotal = 1444800,810lb/hr

Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) =1302383,509lb/hr

AlSiO3 regenerasi :1293797,593 lb/hr

63

Katalis dari reaktor

Coke

Udara Pembakaran

Flue Gas

Catalyst Regenerated

1293797.593

8585,916

141645.55

-

-

-

-

-

151003.217

1293797,593

Total 1444029,059 1444800,810

B. Neraca Massa Reaktor

Massa feed dan product diambil dari data shift and morning report PT Pertamina RU III Plaju Sungai Gerong pada tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013.

Tabel B.12. Data Massa Feed dan Product Komponen Feed (lb/hr) Product (lb/hr)

Tk 191/192Long residueM/HVGOMTC

19841,4003766,192

208702,1338055,976

----

Reaktor

Feed :Tk 191/192 = rLong residue = M/HVGO = MTC = Total =

Product :Dry Gas =Raw PP =LPG =Naftha =LCGO =HCGO =Slurry = Total =


Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) = 1302383,50 lb/hr

64

Dry gasRaw PPLPGNafthaLCGOHCGOSlurryCoke Yield

--------

8294,80821026,37329266,065122079,72528999,6761423,80420052,6748979,152

240365,701 240122,276(Sumber: Data Shift and Morning Report PT. Pertamina RU III tanggal 19 Agustus 2013)

Tabel B.13. Neraca Massa Reaktor Komponen Input (lb/hr) Output (lb/hr)

Feed

Catalyst Regenerated

Spent Catalyst

Coke

Product

240365,701

1293797,593

-

-

-

-

-

1293797,593

8585,916

231143,124

Total 1534163,294 1533526,633

Reaktor

Feed :Tk 191/192 = 19841,400lb/hrLong residue = 3766,192 lb/hrM/HVGO = 208702,133 lb/hrMTC = 8055,976 lb/hrTotal = 240365,701lb/hr

Product :Dry Gas = 8294,808 lb/hrRaw PP = 21026,373 lb/hrLPG = 29266,065lb/hrNaftha = 122079,725lb/hrLCGO = 28999,676lb/hrHCGO = 1423,804 lb/hrSlurry = 20052,674 lb/hrTotal = 231143,124lb/hr


Katalis + Coke : AlSiO3 + (C+H2) =1302383,50 lb/hr

RegeneratorΔH Reaction

Gas Buang(flue gas)

Panas yang hilang (radiation loss)

Panas yang dibuang (Heat removal)Katalis yang teregenerasi

(regenerated catalyst)

Udara

Katalis terpakai(spent catalyst)

Coke

65

Coke yield :

= berat coke

berat umpan

= 8585,916 lb /hr

232309,725lb /hr x 100%

= 3,696 %wt

Menghitung H content dalam coke :

= berat H 2

berat cokex100 %

= 1533,131lb /hr8585,916 lb /hr

x100 %

= 17,856 %wtDengan cara yang sama maka hasil perhitungan % hydrogen dalam coke

tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.14).

Tabel B.14. Coke yield dan % hydrogen dalam coke

Parameter( % wt )

Hari ke-1 2 3 4 5

Coke yield 3,696 3,669 3,717 3,752 3,736H2 in coke 17,856 19,158 18,191 17,856 17,856

C. Neraca Panas Regenerator

1. Perhitungan Panas pembakaran Coke

66

Panas dari pembakaran dapat dihitung berdasarkan temperatur tertinggi

rata-rata di dalam regenerator. Temperatur rata-rata dari dense bed, dilute phase

dan stack (flue gas) dihitung dengan dasar perhitungannya.

Temp tertinggi rata-rata =

(1257 , 800+1287 ,500+1317 , 500 )0 F3

= 1287,500 oF

Hc(2C+O2 2CO)

= (ΔH˚298 + (Cp x suhu terpanas rata-rata regenerator)) x 2mol CO1mol O2

x mol

O2 membentuk CO

= (46216 Btu/lbmol + (1,47 Btu/lbmol.˚F x 1287,5 ˚F)) x 2mol CO❑

1mol O2 x 123,852

lbmol/hr = 11916660,137 Btu/hr

Hc(C+O2 CO2)

= (ΔH˚298 + (Cp x suhu terpanas rata-rata regenerator)) x 1mol CO2

1 mol O2 x mol

O2 membentuk CO2

= (169135 Btu/lbmol + (0.5 Btu/lbmol.˚F x 1287,500 ˚F)) x 1mol CO2

1 mol O2 x

463,881 lbmol/hr= 78757056,445 Btu/hr

Hc(2H2+O2 2H2O)

= (ΔH˚298 + (Cp x suhu terpanas rata-rata reagent)) x 1 mol H 2

12

mol O2

x O2

membentuk H2O

= (104546 Btu/lbmol + (1.585 Btu/lbmol.˚F x 1287,500 ˚F)) x 1 mol H 2

12

mol O2

x

383,283 lbmol/hr

= 81705654,256 Btu/hr

67

Panas pembakaran coke :

= panas C CO + panas C CO2 + panas H H2O

= (11916660,137 + 78757056,445 + 81705654,256) Btu/hr

= 172379370,838 Btu/hr

Dengan basis 1 lb coke :

Δ Hpembakaran coke =

ΔH pembakaran coke

berat coke

=

172379370,838 BTU

hr

8585 ,916lb

hr

= 20076,992 .

BTUlb coke

Panas pembakaran harus dikoreksi dengan kandungan coke hydrogen dengan

menggunakan persamaan :

Koreksi = 1133−134 .6( wt % H )

= 1133−134 .6 (17,856 )

=-1270,464

BTUlb coke

Δ Hpembakaran = Δ Hpembakaran coke + koreksi

= 20873 . 93

BTUlb coke

+−1270,464BTU

lb coke

= 18806,529

BTUlb coke

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas pembakaran coke

tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan


Tabel B.15. Hasil Perhitungan Panas Pembakaran Coke

Parameter SatuanHari Ke-

1 2 3 4 5

Hc (2C + O2 → 2CO)

Btu/lbmol

48108,625 48100,687 48082,165 48083,488 48087,457

Hc (C + O2 → CO2) 169778,750 169776,050 169769,750 169770,200 169771,550

68

Hc (2H2 + O2 → 2H2O 106586,688 106578,129 106558,158 106559,584 106563,864

DHc (2C + O2 → 2CO)

Btu/hr

11916660,137 10920758,184 12080844,403 12095810,020 12096808,456

DHc (C + O2 → CO2) 78757056,445 78633590,044 79106299,231 79978819,298 79979455,284

DHc (2H2 + O2 → 2H2O 81705654,256 87391632,967 84101925,842 82956237,617 82959569,192

DHc coke 172379370,838 176945981,195 175289069,476 175030866,936 175035832,932

DHc coke dengan basis 1lb

Btu/lb coke

20076,992 20670,970 20200,204 20073,385 20073,955

Koreksi -1270,464 -1445,677 -1315,472 -1270,464 -1270,464

DHc coke akhir 18806,529 19225,293 18884,731 18802,922 18803,491

Basis = 1 lb coke

2. Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan udara Regenerator

Temperatur udara panas keluaran dari MAB = 327,560 oF dengan temperatur rata-rata tertinggi Regenerator 1287,5 oF dan

Cpudara pada temp 325.94o F =

0 ,25Btu

lb ∘ F

Cpudara pada temp 1272 .8 o F =

0 , 27Btu

lb ∘ F

(sumber : buku Process Heat Transfer Kern, D.Q Fig 3. Specific heats of gases)

Δ Hudara = n.Cp. Δ T

=

udara ker ingTotal coke

×CP×ΔT

=

138083,008 lb

hr udara

8585 , 916lb

hrcoke

×0 , 26BTU

lb ∘ F×(1287 , 5−327 , 560 )∘ F

= 4013,941

BTUlb coke

69

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas yang dibutuhkan untuk

memanaskan udara regenerator tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan

25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.16).

Tabel B.16. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Udara Regenerator

Parameter Hari ke-1 2 3 4 5

∆Hudara, BTU/lb coke 4013,941 4036,566 3946,376 3958,997 3940,181

3. Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan udara regenerasi

Kandungan uap air di udara regenerasi akan dipanasi dari temperatur 343,281oF menjadi 1287,5 oF.

Cpwater pada temp 325 .94o F =

0 , 48Btu

lb ∘ F

Cpwater pada temp 1298 o F =

0 ,52Btu

lb ∘ F

(sumber : buku Process Heat Transfer Kern, D.Q Fig 3. Specific heats of gases)

ΔH H 2O = n.Cp. Δ T

=

H2 O dalam udara

Total coke×CP×ΔT

=

3562,542lb

hr H2O

8585 ,916lb

hrcoke

×0,5BTU

lb ∘ F×(1287 ,5−343 ,281 )∘F

= 195,892

BTUlb coke


memanaskan uap air dalam Regenerator tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23,

24 dan 25 Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.17).

Tabel B.17. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Uap Air


70

ΔH H 2O,BTU/lb coke

195,892 197,034 192,492 192,975 192,236

4. Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan coke

Coke yang dipanaskan dari temperatur reaktor 944,6 oF sampai ke temperatur

tertinggi Regenerator 1287,5 oF dengan kalor jenis =

0,4BTU

lb ∘ F

Δ Hcoke = (Trata tertinggi regenerator – Triser reaktor) x CP

= (1287 , 5 ∘ F−944 ,6 ∘ F )×0,4

BTUlb ∘ F

=

137,160BTU

lb coke


memanaskan coke tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013

dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.18).

Tabel B.18. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Coke


∆Hcoke, BTU/lb coke 137,160 135,720 130,723 130,493 132,840

5. Neraca Panas Regenerator dan Efisiensi Regenerator

Dengan menggunakan ketetapan Typical Regenerator Heat Loss 250

BTUlb coke

ΔH regenerasi katalis = ΔH comb coke−ΔH coke−ΔH udara−ΔH 2O−ΔH loss−ΔH Removed

71

= (18806,529−137,160−4013,941−195,892−250−0 ) BTU

lb coke

= 14209,535

BTUlb coke

Tabel B.19. Neraca panas Regenerator

PanasPanas BTU/lb coke

Input OutputPanas pembakaran coke di regenerator 18806,529 -

Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan udara pembakaran

- 4013,941

Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan kandungan air di udara pembakaran

- 195,892

Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan coke

- 137,160

Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan katalis

- 14209,535

Panas yang hilang di regenerator - 250Total 18806,529 18806,529

Efisiensi thermal Regenerator =

ΔH regenerasi katalis

ΔH combustion of coke

×100

=

14209,535BTU

lb coke

18806,529BTU

lb coke

×100

= 75,556 %Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan efisiensi thermal Regenerator

tanggal tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013 dapat

ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.20).

Tabel B.20. Efisiensi thermal Regenerator


Hregenerated Catalyst,

( BTUlbof coke )

14209,535 14605,973 14365,140 14270,457 14288,234

Hcombustion of coke,18806,59 19225,293 18884,731 18802,92 18803,41

72

( BTUlbof coke ) 2

Efisiensi thermal Regenerator, %

75,556 75,973 76,067 75,895 75,987

6. Laju sirkulasi katalis

CCR = coke x panasregenerator

Cp katalis x (T regent−T reaktor)

= 8585,916

lbhr

x 14209,535Btulb

0.275Btu

lb ˚ Fx (1287,5−944,6 )˚ F

= 1293797,593 lb/hr

7. Rasio katalis/minyak

Rasio katalis/minyak = CCR

TotalUmpan

= 1293797,59

lbh r

232309,725lbhr

= 5,569

8. Delta coke (%-wt)

Delta coke = cokeCCR

x 100%

= 8585,916

lbh r

1293797,59lbhr

x 100%

= 0.007 %wt

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan laju sirkulasi katalis, rasio

katalis/minyak dan delta coke tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25

Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.21).

Tabel B.21. Laju Sirkulasi Katalis, Rasio C/O dan Delta Coke


73

Laju Sirkulasi Katalis

(lbhr

)

1293797,593 1339966,0151387022,72

61386987,840 1364177,926

Rasio katalis/oil

5,569 5,743 5,942 5,968 5,846

Delta coke(%wt)

0,0070,006 0,006 0,006 0,006

D. Perhitungan Panas Reaktor

Basis perhitungan : 1 lb raw oil feed

1. Panas yang dikonsumsi untuk memanaskan dan menguapkan Combined feed

Entalpi dari raw oil feed diperoleh menggunakan metode persamaan UOP.

Raw Oil :

Specific Gravity = 0.8867

˚API = 28.08

UOP K Faktor dari ˚API = 12

Feed dipanaskan dari suhu : dari furnace 539.6 ˚F T reaktor 944.6˚F

H pada 539,6˚F = 380 Btu/lb

H pada 944,6˚F = 695 Btu/lb

(didapat dari grafik UOP, Heat content of Petroleum Fractions)

Tabel B.22. Entalpi Furnace dan Reaktor

ParameterHari ke-

1 2 3 4 5H dari

furnace380 380 380 380 380

ReaktorΔH Reaction

Produk(vapor)

Katalis terpakai(Spent Catalyst)

Coke

Katalis teregenerasi(Regenerated catalyst)

Feed Steam

Panas yang hilang(Radiation Loss)

74

(B tulb

¿

H reaktor

( Btulb

) 695 693 692,960 694,990 692

ΔH feed = fresh feed x ΔH feed

= 232309,725 lbhr

x (695 - 380) Btulb

= 73177563,375 Btuhr

ΔH combined feed = ΔH feed

fresh feed

= 73177563,375

Btuhr

232309,725lbh r

= 315Btu

lb raw oil


memanaskan combined feed tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25

Juli 2013 dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.23).

Tabel B.23. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Combined Feed

Parameter Satuan Hari Ke-

1 2 3 4 5

DH Feed BTU/lb 73177563,375 73029212,167 73056101,820 73207936,214 72808788,910

DH Combined Feed BTU/lb 315,000 313,000 312,960 314,990 312,000

2. Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan steam

Steam yang masuk Reaktor akan dipanaskan dari temperatur steam 731.66˚F

sampai temperatur reaktor 944,6˚F dengan panas jenis rata-rata 0.5 Btu

lb℉

ΔH steam = steamrata−rata x Cp x ΔT (Treaktor−Tsteam)

total feed

75

=

(6216,972+330,690+7826,330+2645,520 ) lbhr

x 0.5Btu

lb℉x (944,6−731.66 ) ˚ F

232309,916lbhr

= 7,80 Btu/lb raw oil


memanaskan steam tanggal 19 Juli, kemudian tanggal 22, 23, 24 dan 25 Juli 2013

dapat ditabulasikan seperti berikut (Tabel B.24).

Tabel B.24. Panas yang Dibutuhkan untuk Memanaskan Steam


∆Hsteam, (Btu

lbraw oil) 7,800 7,903 8,258

3. Panas dari gas inert yang terbawa dari regenerator ke reaktor oleh regenerated catalyst

Diasumsikan jumlah inert gas yang terbawa ke Reaktor adalah 0.7% fresh

feed.

(General Operating Manual UOP,2007)

Panas jenis rata-rata (Cp) = 0.275 Btu

lb℉


ΔH inert = (inert wt%) x Cp x ΔT (Treaktor – Tregenerator)

= 0.007 x 0.275 Btu

lb℉ x (951.98 ˚F - 1298˚F)

= - 0.67 Btu

lbraw oil

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas gas inert tanggal 29

Februari , lalu 7, 14, 21 dan 28 Maret 2012 dapat ditabulasikan seperti berikut

(Tabel B.25).

76

Tabel B.25. Panas Gas Inert yang Terbawa


∆Hinert, (Btu

lbraw oil) -0.67 -0.67 -0.67 -0.72 -0.67

4. Panas Reaktor

Dengan Menggunakan ketetapan Heat Loss Reaktor yaitu 2 Btu

lbra w oil


Maka ;

ΔH Reaktor = ΔH combined feed + ΔH steam + ΔH inert + ΔH loss + ΔH reaksi

= (315 + 7.60 + (-0.67) + 2) Btu

lbraw oil + ΔH reaksi

= 323.93 Btu

lbraw oil + ΔH reaksi

Kondisi dianggap steady state ;

ΔH regenerator = ΔH reaktor

16729.24Btu

lbcokex

9825.33lb

h r coke

247444.58lb

hr raw oil

= 323.93Btu

lb raw oil + ΔH reaksi

Maka ;

ΔH reaksi

=16729.64Btu

lbcokex

9825.33lb

h r coke

247444.58lb

hr raw oil

+323.93Btu

lb raw oil

77

= 988.22Btu

lb raw oil

ΔH reaktor = 323.93Btu

lb raw oil+ ΔH reaksi

= 323.93Btu

lb raw oil+ 988.22

Btulb raw oil

= 1312.15Btu

lb raw oil

Dengan cara yang sama maka hasil perhitungan panas reaksi dan panas

reaktor tanggal 29 Februari, lalu 7, 14, 21 dan 28 Maret 2012 dapat ditabulasikan


Tabel B.26. Panas Reaksi dan Panas Reaktor

Parameter Hari ke-

1 2 3 4 5

ΔH reaksi

( Btulbraw oil

)1312.15 1288.17 1252.67 1274.83 1288.58

ΔH reaktor

Btulbraw oil

¿988.22 976.41 954.22 966.16 974.41

Tabel B.27. Heat Balance Reaktor

No. UraianInput

(Btu/lb raw oil)

Output

(Btu/lb raw oil)

1

2

3

Panas untuk memanaskan dan

menguapkan combined feed

Panas untuk memanaskan steam

Panas terbawa gas inert ke reaktor

oleh regenerated catalyst

315

7.60

-0.67

78

4

5

6

Radiation loss

ΔH reaksi

Panas reaktor

1312.15

2

988.2

Total 1312.15 1312.13

lampiran b perhitungan

Documents