neraca energi app bener

7/30/2019 Neraca Energi App Bener

1/48

Kapasitas produksi : kgmol/jam

Waktu Operasi : 1 tahun = 330 hari

1 hari = 24 jam

Basis Perhitungan : 1 jam operasi

Referensi :

T referensi :0

C = K

P referensi : Pa

R : m3.Pa/(mol.K)

Komposisi Feed Gas :

Pada kondisi reference adalah komponen Nitrogen, Karbon dioksida, Methane,

Ethane, Propane dan Butane berbentuk vapor; sedangkan Pentane, Heksane dan

Air berbentuk liquid.

Perhitungan neraca energi didasarkan pada overal mechanical dan overall energy

balance :

dengan asumsi :

1. Tidak terjai perubahan kecepatan (v=0)

2. Tidak terjadi perbedaan ketinggian antara suction dan discharge (z=0)

4. Perhitungan berbasis fluid package SRK

3. Nilai F sangat kecil (F

APPENDIK B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

4.999,00

25 298,15

8,314

100.000

[Eq. B.1]

[Eq. B.2]


2/48

Appendiks B

Neraca Energi B-2

Untuk menghitung enthalpi arus yang berfase gas digunakan persamaan :

Di mana : Hoig

= 0

Untuk menghitung HR

menggunakan persamaan (Soave Redlich Kwong) :

(Tr) = (1+(0.48+1.574-0.1762)*(1-Tr

1/2))

2

Dari hasil penurunan didapatkan :

Untuk menghitung enthalpi arus yang berfase Liquid digunakan persamaan :

H = Cp(T-Tref)+(1-T)(V)(P-Pref)

V = b+(V+b)(V+b)((RT+bP-VP)/(a(T)))

a(T) = (((Tr)R2Tc

2)/Pc))

b = (RTc/Pc)

Tabel 3.1 Smith Vannes 6th edition (Untuk SRK) :

1,00 0,33

Zc

0,43

0,09

0,00

[Eq. B.4]

[Eq. B.3]

[Eq. B.5]

[Eq. B.6]

[Eq. B.7]

[Eq. B.8]

[Eq. B.9]

[Eq. B.10]

[Eq. B.11]

[Eq. B.12]

[Eq. B.13]

[Eq. B.14]


3/48

Appendiks B

Neraca Energi B-3

Konstanta in equation untuk menghitung kapasitas panas komponen :

Sumber : Appendix C.1, Smith Van Ness 6ed

Untuk menghitung nilai Cp gas:

Properties untuk spesies murni (sebelum dikalikan fraksi mol):

Sumber : Appendix B.1, Smith Van Ness 6ed

Berikut ini komponen pada suhu reference berupa liquid:

Sehingga entalpi ditambah juga dengan Hlv pada suhu reference.

CH4

C2H6

0,09

0,09

0,10

0,15

0,04

0,22

0,01

0,10

3.375,12

3.031,6222.120,00

n-C5H12

0,00

Komponen A B C D

N2 3,28 0,00 0,00

CO2 5,46 0,00 0,00

C3H8 1,21 0,03 0,00 0,00

i-C4H10 1,68 0,04 0,00 0,00

0,00

CH4 1,70 0,01 0,00 0,00

C2H6 1,13 0,02 0,00 0,00

0,05 0,00 0,00

C7H16 3,57 0,06 0,00 0,00

H2O 3,47 0,00 0,00 0,00

n-C4H10 1,94 0,04 0,00 0,00

i-C5H12 2,46 0,05 0,00 0,00

n-C5H12 2,46 0,05 0,00 0,00

C6H14 3,03

H2S 3,93 0,00 0,00 0,00

Komponen Tc (K)Vc

(m3/kmol)

Pc (kPa)

3.394,37

7.370,00

4.640,68

4.883,85

4.256,66

3.647,62

3.796,62

3.333,59

C3H8

i-C4H10

n-C4H10

i-C5H12

304,20

190,60

305,30

369,80

408,10

425,10

460,40

469,70

507,60647,10

126,20N2

CO2

Zc (kmol)

0,20

0,26

0,25

0,31

0,31

0,370,06

0,29

0,27

0,29

0,28

0,28

0,28

0,27

0,27

0,27

0,260,23

Komponen Tc (K) Tr (K)

i-C5H12

n-C5H12

C6H14

H2O

460,40

469,70

507,60

647,10

0,65

0,63

0,59

0,46

C6H14H2O

0,15

0,18

0,20

0,25

0,25

0,300,35

[Eq. B.15]


4/48

Appendiks B

Neraca Energi B-4

Untuk mendapatkan H pada T tertentu dengan persamaan :

Dimana :

Hlv1 =H pada suhu reference (kJ/kmol)

Hlv2 =H pada suhu tertentu (kJ/kmol)

Tr1 = Tr pada suhu reference

Tr2 = Tr pada suhu tertentu

Perhitungan enthalpy pada berbagai fase ditunjukkan oleh gambar sebagai berikut:

Vapor-Vapor

Digunakan untuk menghitung Enthalpy dari arus

yang pada kondisi reference (P1,T1) berupa gasdan pada kondisi real (P2,T2) berupa gas.

Mengunakan persamaan [Eq. B.3] hingga

[Eq. B.10]

H = [Hig

](T2,T1)+ [H

R](T2)

Liquid-Liquid


yang pada kondisi reference (P1,T1) berupa

liquid dan pada kondisi real (P2,T2) berupa

liquid.

Menggunakan persamaan [Eq. B.11] hingga

[Eq. B.14]

H =[H dT + (1-)V dP](P2,T2)(P1,T1)

Vapor-Liquid


yang pada kondisi reference (P1,T1) berupa gas

dan pada kondisi real (P2,T2) berupa liquid.


[Eq. B.10] dan [Eq. B.17]

H = [Hig

](T2,T1)

+ [H

R](T2)

- [Hlv

](T2)

[Eq. B.16]


5/48

Appendiks B

Neraca Energi B-5

Liquid-Vapor


yang pada kondisi reference (P1,T1) berupa

liquid dan pada kondisi real (P2,T2) berupa gas.


[Eq. B.10] dan [Eq. B.17]

H = [Hlv](T1) - [HR](T1) + [H

ig](T2,T1) + [H

R](T2)

Berikut ini komponen pada suhu reference berupa gas:

Sehingga entalpi dikurangi dengan Hlv pada suhu reference

Untuk mendapatkan Hlv pada suhu reference, menggunakan persamaan :

Konstanta yang diperlukan untuk menghitung Hlv :

n-C4H10 425,10 0,70

Tr (K)Tc (K)Komponen

Komponen

N2

CO2

7.490.500,00

21.730.000,00

0,40

0,38

i-C4H10

126,20

304,20

190,60

305,30

369,80

408,10

2,36

0,98

1,56

0,98

0,81

0,73

N2

CO2

CH4

C2H6

C3H8

-

10.194.000,00

21.091.000,0029.209.000,00

31.880.000,00

36.238.000,00

39.109.000,00

39.109.000,00

44.544.000,00

-

CH4

C2H6C3H8

i-C4H10

n-C4H10

i-C5H12

n-C5H12

C6H14

H2O

-0,32

-0,43

-0,47

-0,55-0,77

0,00

-0,82

0,00

0,00

0,26

0,610,78

0,39

0,83

0,39

0,39

0,39 31.539,11

44.626,66

Hlv pada TrefC4C3C2C1

0,00

5.257,15

0,00

5.115,2814.803,57

19.113,99

20.998,09

26.125,88

26.489,54

0,00

-

0,27

0,42

0,22

0,330,39

0,00

0,40

0,00

0,00

0,00

-

[Eq. B.17]


6/48

Appendiks B

Neraca Energi B-6

Perhitungan untuk mencari kerja yang dihasilkan oleh Turbine (Expanders)

Asumsi yang digunakan untuk perhitungan adalah :

1. Perubahan ketinggian diabaikan (z = 0)

2. Perpindahan panas dibaikan (Adiabatis; Q = 0)

3. Kecepatan fluida equal (v = 0)

Sehingga persamaan menjadi :

Ws = H2 - H1

Kodisi (P1,T1) diketahui sehingga bisa didapatkan H1 melalui perhitungan. Jikafluida yang mengalir di dalam expanders bersifat reversible dan adiabatis maka

proses berjalan secara isentropis, S2 = S1.

Persamaan menghitung Entropy adalah :

Dengan menghitung nilai S1, maka dapat diketahui nilai T2 dengan mengetahui

nilai dari P2, yaitu dengan metode goal seek dengan mengubah nilai T2 untuk

mendapatkan nilai S2-S1=0. Dengan mengetahui nilai T2, maka dapat dihitung

nilai H2 dan didapatkan :

Ws (isentropik) = (H)s

Karena Ws (isentropik) adalah nilai jika efisiensi Expanders 100%, maka untuk

menghitung kerja yang sebenarnya dihasilkan oleh Expanders adalah :

Perhitungan untuk mencari kerja yang dibutuhkan oleh Kompressor menggunakan

sistematika yang sama dengan perhitungan pada Expanders. Hanya saja [Eq. B.23]

menjadi sebagai berikut :

Ws

1

2

Expanders

[Eq. B.18]

[Eq. B.19]

[Eq. B.20]

[Eq. B.21]

[Eq. B.22]

[Eq. B.23]

[Eq. B.24]


7/48

Appendiks B

Neraca Energi B-7

Perhitungan untuk mencari banyaknya Panas yang diserap pada heater atau

banyaknya panas yang dilepas pada cooler adalah sebagai berikut :

sehingga harga Q bisa diperoleh dengan menghitung selisih antara H2 dan H1.

Untuk menghitung jumlah fluida panas yang dibutuhkan oleh heater atau fluida

dingin yang dibutuhkan oleh cooler adalah dengan mendapatkan nilai panas latent

() pada kondisi masing-masing fluida yang digunakan, atau dengan mengetahui

Konstanta panas (Cp) fluida.

Dimana :

Pada Valve, enthalpy masuk sama dengan enthalpy keluar. Sehingga jika enthalpymasuk sudah diketahui maka dapat menentukan temperatur atau tekanan arus

keluar dengan menetapkan salah satunya.

1 MIXER TO DEHIDRATION (MIX-111)

Keterangan:

1 = Fresh feed gas alam2 = Arus dari recycle regenerasi fixed

bed drier

11 = Arus menuju fixed bed drier

Persamaan Overall Energy Balance

H2 = H1 + H11

Ws

1

2

Kompressor

1 2

Q

[Eq. B.25]


8/48

Appendiks B

Neraca Energi B-8

Kondisi masing-masing stream :

Komposisi masing-masing arus :

Untuk Stream 1, 1 dan 11 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen

Nitrogen, Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana; dan

menggunakan [Liquid-Vapor] untuk Pentana, Heksana dan Air.

Overall Energy Balance:

Enthalpy (kJ/hr)StreamEnthalpy (kJ/hr)StreamKeluarMasuk

H1

H11

TOTAL

-587.581.394,64

-5.910.718,28

-593.492.112,92

H2

TOTAL

-593.492.112,92

-593.492.112,92


9/48

Appendiks B

Neraca Energi B-9

2 MOLECULAR SIEVE (D-110)

Keterangan :

2 = Arus dari mixer to dehidration

3 = Arus menuju tee

Acc = Akumulasi H2O dalam

molekular sieve


H2 = Hakumulasi air+ H3



Untuk Stream 2 dan 3 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen,

Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana; dan menggunakan [Liquid-

Vapor] untuk Pentana, Heksana dan Air.

Untuk Stream akumulasi menggunakan [Liquid-Liquid] untuk Air.


10/48

Appendiks B

Neraca Energi B-10


3 TEE

Keterangan :

3 = aliran dari mixer to dehidration

4 = aliran menuju de-methanizer

5 = aliran untuk regenerasi molekular sieve


H3 = H4 + H5



Masuk Keluar

Stream Masuk Stream Keluar

H2

-593.492.112,92 Hakumulasi

-1.253.830,67

H3 -592.238.282,25

Total -593.492.112,92 Total -593.492.112,92


11/48

Appendiks B

Neraca Energi B-11

Untuk Stream 2, 4 dan 5 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen,




4 GAS REGENERATION HEATER (E-112)


H6 = Q + H5

Kondisi operasi masing stream :

Komposisi masing-masing stream :

Stream Masuk Stream Keluar

H2 -592.238.282,25 Hakumulasi -586.315.899,43

H3 -5.922.382,82

Masuk Keluar

Total -592.238.282,25 Total -592.238.282,25


12/48

Appendiks B

Neraca Energi B-12





Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida yang

digunakan, dimana :

= kJ/kg (Steam 300oC, 85.93 bar)

maka dengan menggunakan persamaan [Eq. B.25] didapatkan :

m = kg/hr

5 NITROGEN PRE-COOLER (E-115)


H4 = Q + H12


Q1 635.276,67 H6 -5.287.106,16

H5 -5.922.382,82

Total -5.287.106,16 Total -5.287.106,16

Masuk Keluar

Stream Enthalpy (kJ/hr) Stream Enthalpy (kJ/hr)

1.406,00

451,83


13/48

Appendiks B

Neraca Energi B-13


Untuk Stream 4 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen, Karbon

Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana; dan menggunakan [Liquid-Vapor]

untuk Pentana, Heksana dan Air.

Dari kondisi di atas diketahui bahwa vapor fraksi dari stream 12 < 1, sehingga

untuk menghitung H12 adalah sebagai berikut :

Untuk komponen Nitrogen, Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana

menggunakan [Vapor-Vapor] untul fase Vapor dan [Vapor-Liquid] untuk fase

Aqueous.

Untuk Komponen Pentana, Heksana dan Air menggunakan [Liquid-Vapor] untuk

fase Vapor dan [Liquid-Liquid] untuk fase Aqueous.


14/48

Appendiks B

Neraca Energi B-14


Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida (Nitrogenpada T1=-80

oC) yang digunakan, dimana :

Cp N2 = kJ/kg.oC

T2 N2 =oC


m = kg/hr

6 KNOCK OUT DRUM (F-114)

Keterangan :

8 = Aliran dari regenerasi fixed bed drier

9 = Aliran menuju Mixer to dehidration

10 = Produk bottom dari KOD


H8 = H9 + H10


H12 -608.128.485,00

Total -586.315.899,43 Total -586.315.899,43

1,027

Masuk Keluar


H4

-586.315.899,43 Q3

21.812.585,58

-50,00

707.970,97


15/48

Appendiks B

Neraca Energi B-15


Untuk Stream 9 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen, Karbon



Untuk Stream 10 menggunakan [Vapor-Liquid] untuk komponen Nitrogen,


Liquid] untuk Pentana, Heksana dan Air.





Aqueous.




16/48

Appendiks B

Neraca Energi B-16


7 DRIER REACTIVE COOLER (E-113)


H7 = Q + H8



H10 -1.323.663,93

Total -7.242.182,90 Total -7.242.182,90

Masuk Keluar


H8

-7.242.182,90 H9

-5.918.518,97


17/48

Appendiks B

Neraca Energi B-17

Untuk Stream7 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen, Karbon







Aqueous.




Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida (air pada

T=30 oC) yang digunakan, dimana :Cp Air= kJ/kg.

oC

T2 Air=oC


m = kg/hr

Masuk Keluar


50,00

4,18

8.388,11

H7 -6.540.936,83 Q2 701.246,07

H8 -7.242.182,90

Total -6.540.936,83 Total -6.540.936,83


18/48

Appendiks B

Neraca Energi B-18

8 DRIER REACTIVE COMPRESSOR (G-116)


H11 = W + H9







19/48

Appendiks B

Neraca Energi B-19

Dengan menggunakan [Eq B.19] hingga [Eq. B.22] dan [Eq. B.24] serta

menentukan nilai pada tekanan keluaran serta efisiensi adiabatis (=75) dapat

dihitung nilai W.


9 DE-METHANIZER (D-210)

Keterangan:13 = Arus dari separator menuju De-

Methanizer

15 = Produk atas De-Methanizer

18 = Produk bawah De-Methanizer


H13 + QReboiler = H15 + H18 + Qkondensor

Kondisi masing-masing stream Main TS:

Komposisi masing-masing arus Main TS:

Total -5.910.866,31

W1 7.652,66 H11 -5.910.866,31

H9 -5.918.518,97

Total -5.910.866,31

Masuk Keluar



20/48

Appendiks B

Neraca Energi B-20

Dari kondisi di atas diketahui bahwa vapor fraksi dari Arus 13 < 1, sehingga untuk

menghitung H13 adalah sebagai berikut :



Aqueous.



Untuk Stream Reflux dan To Reboiler menggunakan [Vapor-Liquid] untuk

komponen Nitrogen, Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana; dan

menggunakan [Liquid-Liquid] untuk Pentana, Heksana dan Air.

Untuk Stream Boil up dan To Condenser menggunakan [Vapor-Vapor] untuk



Energy Balance pada main TS :

Masuk Keluar


H13 -608.128.483,66 Hto condensor -569.354.264,33

Hreflux -22.371.954,25 Hto reboiler -153.311.830,97

Hboil up -92.165.657,38

Total -722.666.095,30 Total -722.666.095,30


21/48

Appendiks B

Neraca Energi B-21

Condensor pada de-methanizer (E-214)

Kondisi masing-masing stream pada Condenser :

Komposisi masing-masing stream pada Condenser :

Untuk Stream Reflux menggunakan [Vapor-Liquid] untuk komponen Nitrogen,



Untuk Stream 15 dan To Condenser menggunakan [Vapor-Vapor] untuk



Energy Balance pada Condenser :

Hreflux -22.371.954,25

Q

Total -569.354.264,33 Total -569.354.264,33

Masuk Keluar


Hto condensor -569.354.264,33 H15 -549.286.330,85


22/48

Appendiks B

Neraca Energi B-22

Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida (Nitrogen

pada T1=-80 oC) yang digunakan, dimana :

Cp N2 = kJ/kg.oC

T2 N2 =

o

Cmaka dengan menggunakan persamaan [Eq. B.25] didapatkan :

m = kg/hr

Kondisi masing-masing stream pada Reboiler (E-212):

Komposisi masing-masing stream pada Reboiler :

Untuk Stream 18 dan To Reboiler menggunakan [Vapor-Liquid] untuk komponen



Untuk Stream Boil up menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen,



-50,00

1,027

149.563,18


23/48

Appendiks B

Neraca Energi B-23

Energy Balance pada Reboiler :


digunakan, dimana :

= kJ/kg (Steam 150oC, 476 kPa)


m = kg/hr

Overal Energy Balance pada De-Methanizer :

10 DE-ETHANIZER (D-220)

Keterangan:

18 = Arus dari separator menuju De-

Ethanizer

21 = Produk atas De-Ethanizer

25 = Produk bawah De-Ethanizer


H18 + QReboiler = H21 + H25 + Qkondensor


Hto reboiler

-153.311.830,97 H18

-53.509.772,31

Q 7.636.401,27 Hboil up -92.165.657,38

Total -145.675.429,70

Masuk Keluar


H14 -608.128.483,66 H15 -549.286.330,85

Qreboiler 7.636.401,27 H16 -53.509.772,31

Qcondenser 2.304.020,77

Total -145.675.429,70

2.113,30

3.613,50

Masuk Keluar

Masuk Enthalpy (kJ/hr) Keluar Enthalpy (kJ/hr)

Total -600.492.082,39 Total -600.492.082,39


24/48

Appendiks B

Neraca Energi B-24


Untuk Stream 18, Reflux dan To Reboiler menggunakan [Vapor-Liquid] untuk







Kondisi masing-masing stream pada Condenser (E-224):

H18 -53.486.110,19 Hto condensor -211.082.945,04


Hboil up -119.533.571,26

Total -376.705.280,18 Total -376.705.280,18

Masuk Keluar



25/48

Appendiks B

Neraca Energi B-25









Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida (Nitrogen

pada T1=-65 oC) yang digunakan, dimana :

Cp N2 =kJ/kg.

oC

T2 N2 =oC


m = kg/hr

Total -211.082.945,04 Total

Masuk KeluarStream Enthalpy (kJ/hr) Stream Enthalpy (kJ/hr)

-211.082.945,04

Q 10.323.732,17

Hto condensor -211.082.945,04 H15 -17.721.078,48

Hreflux -203.685.598,73

-40,001,03

401.311,26


26/48

Appendiks B

Neraca Energi B-26



Untuk Stream 25dan To Reboiler menggunakan [Vapor-Liquid] untuk komponen




Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana; dan menggunakan [Liquid-Vapor] untuk Pentana, Heksana dan Air.


Hto reboiler -165.155.818,51 H18 -33.571.780,12

Q 12.387.374,51 Hboil up -119.196.663,88

Total -152.768.444,00 Total -152.768.444,00

Masuk Keluar



27/48

Appendiks B

Neraca Energi B-27


digunakan, dimana :



m = kg/hr

Overal Energy Balance pada De-Ethanizer :

11 DE-PROPANIZER (D-230)

Keterangan:

26 =

29 = Produk atas De-Propanizer menuju

LPG Propane storage

30 = Produk bawah De-Propanizer

menuju De-Butanizer


H26 + QReboiler = H29 + H30 + Qcondensor


Arus dari De-

Ethanizer

Qreboiler 12.387.374,51 H25 -33.571.780,12

Qcondensor 10.295.011,72

Total -40.948.685,97 Total -40.948.268,39

2.113,30

5.861,63

Masuk Keluar


H18 -53.336.060,48 H21 -17.671.499,99


28/48

Appendiks B

Neraca Energi B-28








dari kondisi di atas diketahui bahwa vapor fraksi dari Arus 26 < 1, sehingga untuk




Aqueous.




29/48

Appendiks B

Neraca Energi B-29





Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana; dan menggunakan [Liquid-.

Liquid] untuk Pentana, Heksana dan Air





Hboil up -79.951.819,46

Total -194.670.168,76 Total -194.670.168,76

Masuk Keluar


H26

-33.666.376,72 Hto condensor

-86.753.402,17


30/48

Appendiks B

Neraca Energi B-30


Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida (Air pada

T1=30oC) yang digunakan, dimana :

Cp Air= kJ/kg.oC

T2 Air=oC

maka dengan menggunakan persamaan [Eq. B.25] didapatkan :m = kg/hr



Masuk Keluar


Hto condensor

-86.753.402,17 H29

-14.358.992,43

Hreflux -81.051.972,57

Q 8.657.562,84

Total -86.753.402,17 Total -86.753.402,17

45,00

4,18

138.079,15


31/48

Appendiks B

Neraca Energi B-31









digunakan, dimana :



m = kg/hr

Overal Energy Balance pada De-Propanizer :

12 DE-BUTANIZER (D-240)

Keterangan:

31 = Arus dari De-Propanizer menuju

De-Butanizer

33 = Produk atas De-Butanizer menuju

LPG Butane storage

35 = Produk bawah De-Butanizer

menuju condensate storage


H31 + QReboiler = H33 + H35 + Qcondensor

Masuk Keluar


Hto reboiler -107.916.766,59 H30 -18.310.880,39

H29 -14.358.992,43

Qreboiler 9.654.066,73 H30 -18.310.880,39


Total -24.012.309,99

Q 9.654.066,73 Hboil up -79.951.819,46

Total -98.262.699,86 Total -98.262.699,86

Total -24.012.309,99

Masuk Keluar


H26 -33.666.376,72

2.113,30

4.568,24


32/48

Appendiks B

Neraca Energi B-32












33/48

Appendiks B

Neraca Energi B-33



Aqueous.





-44.901.739,24

Hboil up -33.033.587,41

Total -85.808.026,80 Total -85.808.026,80

Enthalpy (kJ/hr)

H31 -18.310.880,39 Hto condensor -40.906.287,57Hreflux -34.463.559,00 Hto reboiler

Masuk Keluar

Stream Enthalpy (kJ/hr) Stream


34/48

Appendiks B

Neraca Energi B-34









Dengan diketahui nilai Q yang dipertukarkan dan panas latent dari fluida (Air pada

T1=30 oC) yang digunakan, dimana :

Cp Air= kJ/kg.oC

T2 Air=o

Cmaka dengan menggunakan persamaan [Eq. B.25] didapatkan :

m = kg/hr

Hreflux -34.463.559,00

Masuk Keluar

Stream

Q 4.370.243,69

Total -40.906.287,57 Total -40.906.287,57

Hto condensor -40.906.287,57 H33 -10.812.972,26Enthalpy (kJ/hr) Stream Enthalpy (kJ/hr)

45,00

4,18

69.700,86


35/48

Appendiks B

Neraca Energi B-35











digunakan, dimana :

= kJ/kg (Steam 150o

C, 476 kPa)maka dengan menggunakan persamaan [Eq. B.25] didapatkan :

m = kg/hr


Masuk Keluar

Total -39.905.674,73 Total -39.905.674,73

Hto reboiler -44.901.739,24 H35 -6.872.087,31

Q 4.996.064,51 Hboil up -33.033.587,41

2.113,30

2.364,11


36/48

Appendiks B

Neraca Energi B-36

Overal Energy Balance pada De-Propanizer :

13 DE-ETHANIZER TEE

Keterangan:

21 = Arus dari produk atas De-Ethanizer

22 =

23 = Arus yang digunakan sebagai fuel

gas


H21 = H22 + H23



Arus menuju

mixer to

Keluar Enthalpy (kJ/hr)

H31

-18.310.880,39 H33

-10.812.972,26

Qreboiler 4.996.064,51 H35 -6.872.087,31


Total -13.314.815,88 Total -13.314.815,88

Masuk Keluar

Masuk Enthalpy (kJ/hr)


37/48

Appendiks B

Neraca Energi B-37

Untuk Stream 21, 22 dan 23 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen




14 MIXER TO LIQUEFACTION (M-311)

Keterangan:17 = Arus dari top atas De-Methanizer

24 =

36 = Arus menuju liquefaction sistem


H36 = H17 + H24



Arus dari

separasi produk

H21 -17.721.078,48 H22 -15.948.970,63

H23 -1.772.107,85

Total -17.721.078,48 Total -17.721.078,48

Masuk Keluar



38/48

Appendiks B

Neraca Energi B-38

dari kondisi di atas diketahui bahwa vapor fraksi dari Arus 14, 24 dan 36 kurang

dari satu, sehingga untuk menghitung H17, H24 dan H36 adalah sebagai berikut :


39/48

Appendiks B

Neraca Energi B-39

Untuk masing-masing stream 17, 24 dan 36; komponen Nitrogen, Karbon

Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana menggunakan [Vapor-Vapor] untuk

fase Vapor dan [Vapor-Liquid] untuk fase Aqueous.




15 FREEZE OUT HEAT EXCHANGER (E-310)

Keterangan:

36 = Arus dari MIX-101

37 = Produk LNG yang masih mengandung CO2

39 = Nitrogen untuk pendinginan

40 = Nitrogen setelah sebagai pendingin


H36 + H39 = H37 + H40

Kondisi masing-masing stream:

Masuk Keluar


H17 -549.233.600,51 H36 -565.182.571,14

-15.948.970,63H24

Total -565.182.571,14 Total -565.182.571,14


40/48

Appendiks B

Neraca Energi B-40

Komposisi masing-masing stream:



Untuk komponen Nitrogen, Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butanamenggunakan [Vapor-Vapor] untul fase Vapor dan [Vapor-Liquid] untuk fase

Aqueous.



Untuk Stream 39 dan 40 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen.

Untuk Stream 37 menggunakan [Vapor-Liquid] untuk komponen Nitrogen,




41/48

Appendiks B

Neraca Energi B-41

H37 diperoleh dengan menentukan suhu dimana diinginkan fluida dalam stream

menjadi liquid seluruhnya. Dengan menghitung selisih antara H36 dan H37

didapatkan panas yang dipertukarkan (Q). Sehingga kebutuhan fluida pendingin

(N2) dapat dihitung.

Overall Energy Balance proses pendinginan:

Didapatkan nilai:

Q = kJ/hr

dengan menggunakan Nitrogen pada kondisi -142oC dan tekanan 130 kPa

(Cp N2 = 1,024 Dimana T2 = -117,3oC

Sehingga didapatkan:

massa N2 = kg/hr

Dalam sistem liquefaction ini juga terjadi pembekuan karbon dioksida didalam heat

exchanger (HE), sehingga dalam aplikasinya digunakan beberapa HE yang bisa

diatur pemakaiannya berdasarkan kurun waktu tertentu untuk mengambil karbon

dioksida yang membeku di dalam HE.

Keterangan:

45 =Nitrogen (T=-8,284oC)


48 = Regasifikasi karbondiokisida


H45 = H46 + H48

Overall Energy Balance regasifikasi karbondioksida :


H36 -565.182.571,14 H37 -615.886.452,29

H39 -344.595.066,31 -293.891.185,16

Total -909.777.637,45 Total -909.777.637,45

H40

50.703.881,15

2.000.000,00

Masuk Keluar


Masuk Keluar

H45 -77.616.483,20 H46 -89.402.128,42

H48 11.785.645,21Total -77.616.483,20 Total -77.616.483,20


42/48

Appendiks B

Neraca Energi B-42

16 NITROGEN EXCHANGER 1 (E-411)

Keterangan:


47 =Nitrogen (T=-59,19

o

C)40 =Nitrogen (T=-117,3

oC)

41 =Nitrogen (T=-70oC)


H40 + H46 = H41 + H47


Untuk Stream 40, 41, 46 dan 47 menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen

Nitrogen.

Energy Balance :

17 NITROGEN EXCHANGER 2 (E-412)

Keterangan:

44 =Nitrogen (T=40oC)





H41 + H44 = H42+ H45

Total -383.300.587,08 Total -383.300.587,08

Masuk Keluar


H40 -293.898.458,66 H41 -196.948.991,19

H46 -89.402.128,42 H47 -186.351.595,89


43/48

Appendiks B

Neraca Energi B-43


Untuk Stream 37, 38, 40 dan 41menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen

Nitrogen.

Energy Balance:

18 NITROGEN COOLER (E-414)


H43 = Q + H44

Kondisi operasi masing-masing stream :

Masuk Keluar


H41 -196.948.991,19 H42 -93.810.845,76

H44 25.521.662,22 H45 -77.616.483,20

Total -171.427.328,97 Total -171.427.328,97


44/48

Appendiks B

Neraca Energi B-44




digunakan, dimana :

Cp H2O= kJ/kg.oC


massa H2O = kg/hr

19 NITROGEN KOMPRESSOR MULTISTAGE (G-413)


H43 = W + H42



Dengan menggunakan [Eq B.19] hingga [Eq. B.22] dan [Eq. B.24] serta

menentukan nilai pada tekanan keluaran serta efisiensi adiabatis (=75) dapat

dihitung nilai W.

Masuk Keluar


H43 777.248.609,99 H44 25.521.662,22

Q4 751.726.947,77

Total 777.248.609,99 Total 777.248.609,99

4,18

8.985.500,21


45/48

Appendiks B

Neraca Energi B-45


20 TURBO EXPANDER (G-410)


H47 = W + H39



Dengan menggunakan persamaan [Eq B.19] hingga [Eq. B.23] serta menentukan

nilai pada tekanan keluaran serta efisiensi adiabatis (=75) dapat dihitung nilai W.


W3

871.059.455,76 H43

777.248.609,99

H42 -93.810.845,76

Total 777.248.609,99 Total 777.248.609,99

Masuk Keluar


W4 158.155.525,60

Total -186.351.595,89 Total -186.351.595,89

Masuk Keluar


H47 -186.351.595,89 H39 -344.507.121,49


46/48

Appendiks B

Neraca Energi B-46

21 FLASH DRUM LNG (F-313)

Keterangan:

38 = Produk LNG dari Liquefaction

49 = Produk atas flash drum LNG

50 = Produk bawah flash drum LNG


H34 = Hvap. LNG + Hliq. LNG




47/48

Appendiks B

Neraca Energi B-47





Aqueous.

Untuk Stream Liq. LNG menggunakan [Vapor-Liquid] untuk komponen Nitrogen,

Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana

Untuk Stream Vap. LNG menggunakan [Vapor-Vapor] untuk komponen Nitrogen,

Karbon Dioksida, Metana, Etana, Propana dan Butana.


Untuk spesifikasi LNG yang dihasilkan diharuskan memenuhi ketentuan dimana

HHV (Hight Heating Value dalam satuan Btu/scf) berada dalam rentang 1000-1160

Btu/scf.

Masuk Keluar

Total -351.158.361,35 Total -351.158.361,35


H38 -351.158.361,35 H49 -305.826.424,81

H50 -45.331.936,54


48/48

Appendiks B

Neraca Energi B-48

Perhitungan HHV produk LNG adalah sebagai berikut :

Sehingga produk LNG yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang sudah

ditetapkan.

Komponen mol zi Hi pada 60oF zi*Hi

C1 3.092,48 0,92 1.010,00 925,89

C2 200,24 0,06 1.769,70 105,05

N2 35,16 0,01 0,000,00

CO2 0,00 0,00 0,00 0,00

n-C4 0,29 0,00 3.262,40 0,28

i-C5 0,00 0,00 4.000,90 0,00

C3 43,88 0,01 2.516,20 32,73

i-C4 1,34 0,00 3.252,00 1,30

H2O 0,00 0,00 0,00 0,00Total 3.373,40 1,00 0,00 1.065,25

n-C5 0,00 0,00 4.008,70 0,00

C6 0,00 0,00 4.756,00 0,00

neraca energi app bener

Documents