neraca massa vinil asetat monomer

35

BAB III

NERACA MASSA

3.1 Neraca Massa

Ambarwati dan dewi (2015) mengatakan “Perhitungan neraca massa merupakan prinsip

dasar dalam prarancangan sebuah pabrik. Dari neraca massa dapat ditentukan kapasitas

produksi, kebutuhan bahan baku, kebutuhan untuk unit utilitas, dan kebutuhan lain

terkait dalam proses perhitungan”. Oleh karena itu, perlu disusun persaman yang

menghubungkan data variabel proses yang telah diketahui dengan variabel proses yang

ingin dicari.

Perhitungan neraca massa dalam Prarancangan Pabrik Vinil Asetat Monomer

(VAM) menggunakan perhitungan manual dengan Microsoft Excel. Perhitungan neraca

massa menggunakan neraca massa komponen dan neraca massa overall. Perhitungan

berdasarkan asumsi bahwa aliran dalam kondisi steady state sehingga tidak terjadi

akumulasi. Dalam Perhitungan neraca massa ini, satuan yang digunakan adalah sistem

SI.

Kapasitas Produk Keluaran = 40.000 ton/tahun = 5.050 kg/jam

Basis = 1 Jam Operasi

Konversi over all = 70 %

Massa umpan Masuk = 32.426,73 kg/jam

1 Hari = 24 jam, 1 Tahun = 330 Hari

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan vinil asetat monomer

dengan kapasitas produksi 5.050 kg/jam diuraikan sebagai berikut :

3.1.1 Neraca Massa Aliran Umpan

Aliran umpan dibagi menjadi 3 jenis yaitu aliran 1 yang langsung masuk meuju reaktor berupa aliran oksigen masuk, aliran 2 berupa etilena, dan aliran 3 berupa asam asetat

BAB III Neraca Massa

36

Pra-rancangan pabrik vinil asetat monomer dengan bahan baku oksigen, etilena, dan asam asetat

yang kemudian akan dicampur di mixing point. Ketiga aliran ini masuk dalam keadaan gas dengan tekanan masing-masing 11 bar.

Gambar 3.1 aliran neraca massa umpan

Tabel 3.1 Data neraca massa aliran masuk umpan

Komponen

Aliran Masuk

Aliran 1 Aliran 2 Aliran 3

kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam

Etilena 17932,08 639,29

Asam Asetat 12790,65 213

O2 1704 53,25

H20

CO2

Vinil Asetat

TOTAL 1704 17932,08 12790,65

Tabel 3.2 Data neraca massa aliran keluar mixing point


37


Komponen

Aliran Keluar

Aliran 4

kg/jam kmol/jam

Etilena 17932,08

Asam Asetat 12790,65

O2

H20

CO2

Vinil Asetat

TOTAL 17932,08 12790,65

3.1.2 Neraca Massa Fix Bed Reactor

Gambar 3.2 Aliran neraca massa fix bed reactor

Tabel 3.3 Data neraca massa fix bed reactor

KomponenAliran Neraca Massa


38


Aliran 1 masuk Aliran 4 masuk Aliran 5 keluar


Etilena 17932,08 639,29 16034,32 571,63

Asam Asetat 12790,65 213 8720,41 145,22

O2 1704 53,25 153,36 4,79

H20 1355,373 75,23

CO2 328,02 7,45

Vinil Asetat 5835,25 67,78

TOTAL 324256,73 324256,73

3.1.4 Neraca Massa KO Drum

Gambar 3.4 Aliran neraca massa knock out drum

Tabel 3.4 Data neraca massa KO drum

Komponen

Aliran Neraca Massa

Aliran 5 masuk Aliran 6 Keluar Aliran 7 keluar


39



Etilena 16034,32 571,63 16026,02 571,34 8,301 0,29

Asam Asetat 8720,41 145,22 106,001 1,76 8614,41 143,45

O2 153,36 4,79 153,35 4,79 0,01 0,0003

H20 1355,373 75,23 26,04 1,44 1329,33 73,79

CO2 328,02 7,45 327,58 7,44 0,4365 0,01

Vinil Asetat 5835,25 67,78 430,66 5 5404,58 62,78

TOTAL 324256,73 324256,73

3.1.5 Neraca Massa Distilasi

Gambar 3.5 Aliran neraca massa Distilasi

Tabel 3.5 Data neraca massa distilasi

Komponen

Aliran Neraca Massa

Aliran 7 masuk Aliran 8 Keluar Aliran 9 keluar



40


Etilena 8,301 0,29 8,301 0,296

Asam Asetat 8614,41 143,45 8,614 0,143 8605,79 143,31

O2 0,01 0,0003 0,01 0,0003

H20 1329,33 73,79 13,3 0,738 1316,03 75,05

CO2 0,4365 0,01 0,436 0,01

Vinil Asetat 5404,58 62,78 5050,86 58,67 353,714 4,108

TOTAL 15357,074 5081.53 10275,544

3.1.6 Neraca Massa Akumulator

Gambar 3.6 Aliran neraca massa akumulator

Tabel 3.6 Data neraca massa akumulator

Komponen

Aliran Neraca Massa (Reflux = 0,35)

Aliran 8 masuk Aliran 10 refluxAliran 11 keluar

(distilat)



41


Etilena 11,705 0,417 3,403 0,121 8,301 0,121

Asam Asetat 12,146 0,202 3,532 0,058 8,614 0,059

O2 0,013 0,0004 0,004 0,0001 0,01 0,0001

H20 18,75 1,04 5,453 0,302 13,3 0,063

CO2 0,615 0,014 0,179 0,004 0,436 0,01

Vinil Asetat 7121,72 82,72 2070,86 24,05 5050,86 0,984

TOTAL 7164,95 2083,43 5081,53

3.1.5 Neraca Massa Reboiler

Gambar 3.6 Aliran neraca massa reboiler

Tabel 3.7 Data neraca massa reboiler

Komponen

Aliran Neraca Massa

Aliran 9 masukAliran 13 (resirkulasi)

Aliran 14 keluar (residu)



42


Etilena

Asam Asetat 8617,94 143,51 12,146 0,2 8605,8 143,31

O2

H20 1334,78 74,09 18,75 1,04 1316,03 73,05

CO2

Vinil Asetat 2133,63 85,63 1779,92 82,72 353,71 4,11

TOTAL 12086,36 1810,82 10275,54


neraca massa vinil asetat monomer

Documents