neraca massa reaktor pusri iv

TUGAS KHISUS ( NERACA MASSA)

Perhitngan Neraca Massa

A. Neraca Mass Desain

1. Aliran Komponen Keluar dan Masuk Reaktor

a. Komposisi Masuk Reaktor

1) Aliran A ( NH3)

Aliran NH3 masuk = 97000 kg/jam

= 5632,4706 kmol/jam

2) Aliran B ( CO2)

Aliran CO2 masuk (98,4 % wt) = 25694 Nm3/jam

= 1147,045 kmol/jam

Aliran inert (0,37 % wt) = 589 Nm3/jam

= 26,2946 kmol/jam

Mol total gas masuk = 1173,3482 kmol/jam

3) Aliran C ( Recycle )

Aliran Recycle = 71,21 m3/jam

Urea (10 % wt) = 8215 kg/jam

= 136,9167 kmol/jam

Laporan Kerja Praktek di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang

Spesifikasi reaktor DC-201

Tinggi = 29,7 m

Inside diameter = 2,17 m

Tekanan operasi = 250

kg/cm2G

Temperatur operasi = 200oC

Tanpa Tray


NH3 (36,7 % wt) = 30051 kg/jam

= 1767,7059 kmol/jam

CO2 (33,6 % wt) = 27529 kg/jam

= 625,6591 kmol/jam

H2O (19,2 wt %) = 15707 kg/jam

= 872,6111 kmol/jam

Biuret (0,5 % wt) = 388 kg/h

= 3,76699 kmol/jam

b. Komposisi Keluar Reaktor

Aliran D = 264,04 m3/jam

Urea (36 % wt) = 82201 kg/jam

= 1370,017 kmol/jam

NH3 (36,8 % wt) = 83944 kg/jam

= 4937,8824 kmol/jam

CO2 (10,5 % wt) = 23855 kg/jam

= 542,1591 kmol/jam

H2O (0,41 % wt) = 37860 kg/jam

= 2103,333 kmol/jam

Biuret (0,1% wt) = 252 kg/jam

= 2,4466 kmol/jam



Tabel Neraca Massa Desain

Komponen

Masuk Keluar

Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam

A B C A B C D D

NH3 5632,47 1767,70 95752 30051 4937,88 83944

CO2 1147,04 625,691 50470 27529 542,15 23855

Urea 136,91 8215 1370,01 82201

H2O 872,611 15707 2103,33 37860

Biuret 3,766 388 2,446 252

Total 10186,18 228112 8955,838 228112

2. Konversi CO2

Besarnya konversi CO2 dapat dihitung dengan cara berikut :



B. Neraca Massa Aktual

1. Aliran Komponen Keluar dan Masuk Reaktor

a. Komposisi Masuk Reaktor

1) Aliran A ( NH3)

Aliran NH3 masuk = 94935,48 kg/jam

= 160,916 Nm3

Densitas NH3(ρ) = 589,9692 kg/m3 (data desain UP Urea 4)

Berat Molekul = 17 g/mol

2) Aliran B ( CO2)

Aliran CO2 masuk = 30203,87 Nm3/jam

Mol NH 3 masuk = 1348,328 kmol/jam

Densitas CO2 (ρ) = 1,9642 kg/m3 (data desain UP

Urea 4)

Aliran massa masuk = Volume x ρ CO2

= 30203,87 Nm3/jam x 1,9642 kg/m3

= 59326,441 kg/jam

3) Aliran C ( Recycle )

Aliran Recycle = 81,70968 m3/jam

Densitas campuran (ρ) = 1149,979 kg/m3 (data desain UP

Urea 4)

Aliran massa masuk = Volume x ρ campuran

= 81,70968 Nm3/jam x 1149,979

kg/m3

= 93964,416 kg/jam



NH3 (28,41 % wt) = 28,41% wt x aliran massa recycle

= 28,41% wt x 93964,416 kg/jam

= 26695,29 kg/jam

= 1570,3112 kmol/jam

CO2 (32,93 % wt) = 30942,48 kg/jam

= 703,23823 kmol/jam

Urea (10 % wt) = 8456,797 kg/jam

= 140,9466 kmol/jam

H2O = 100% - (32,93 + 28,41 + 10)%

= 29,66 %

Massa H2O = 27869,85 kg/jam

= 1548,3248 kmol/jam

2. Komposisi Keluar Reaktor

Diketahui :

1. Konsentrasi biuret keluar reaktor sebesar 0,38 % wt (berdasarkan data

terakhir bulan Agustus tahun 2010 ). Jadi dapat diketahui massa

biuret keluar dari reaktor, yaitu dengan mengalikanya dengan jumlah

massa keluar reaktor ( massa masuk = massa keluar ).



2. Disasumsikan bahwa massa urea keluar reaktor sama dengan massa

urea keluaran dari Gas Separator, yaitu sebesar 72,84375 % wt *.

Jumlah urea dapat dihitung dengan mengalikan % urea tersebut

dengan aliran keluar dari HPAC yaitu sebesar 94000 kg/jam (desain).

3. Mol NH3 mula-mula = mol NH3 aliran A + mol NH3 aliran C =

7154,7512 kmol/jam

*Nilai tersebut merupakan rata-rata dari data operasi Gas Separator yang

diambil setiap pukul 22.00 WIB selama bulan Agustus 2013.

Penghitungan aliran massa keluar reaktor menggunakan stoikiometri :

2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

Mula-mula 1114,9823

Bereaksi 18,3157 9,1578 9,1578

Sisa 1096,67 9,1578 9,1578

NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O

Mula-mula

Bereaksi 1114,9823 1114,9823

Sisa 1114,9823 1114,9823

2 NH3 + CO2 NH2COONH4

Mula-mula 7154,7512 2051,566

Bereaksi 2229,9647 1114,982

Sisa 4924,78 936,5841



Tabel , Neraca massa aktual

Komponen

Masuk Keluar

Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam

A B C A B C D D

NH3 5584,44 1570,31 94935,4 26695,29 4933,94 83877,05

CO2 1348,32 703,238 59326,4 30942,48 936,584 41209,7

Urea 140,946 8456,79 1096,67 65800

H2O 1548,32 27869,85 1114,982 20069,68

Biuret 9,1578 943,26

Total 10895,589 276610,2968 9780,607 248226,3



Effesiensi Reaktor

Effesiensi reaktor dapat kita ketahui dengan membandingkan nilai konversi CO2

desain dengan aktual.


neraca massa reaktor pusri iv

Documents