perancangan reaktor untuk produksi trioksan
DESCRIPTION
perancangan reaktor untuk produksi trioksanTRANSCRIPT
![Page 1: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/1.jpg)
TUGAS UKD 4PERANCANGAN REAKTOR
PEMBUATAN TRIOXANE DARI FORMALDEHIDKAPASITAS 30.000TON/ TAHUNDosen Pengampu : Ir. Arif Jumari, M.Sc
Disusun Oleh :Intan Khotimah (I0512028)
![Page 2: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/2.jpg)
TUGAS ALATMereaksikan formaldehid (CH2O) menjadi trioxan (C3H6O3) dengan katalis asam sulfat
(H2SO4).
JENIS ALATReaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB).
![Page 3: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/3.jpg)
KONDISI OPERASI
Fasa : Cair Temperatur : 90 oC Tekanan : 1 atm Waktu tinggal : 2,83 jam Kondisi : non-adiabatik dan
isothermal Katalis : H2SO4
![Page 4: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/4.jpg)
REAKSI YANG TERJADIReaksi trimerisasi :
MEKANISME REAKSI
![Page 5: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/5.jpg)
TINJAUAN TERMODINAMIKA
Komponen Harga ∆Hf (kJ/mol) Harga ∆ Gf(kJ/mol)
Formaldehid (CH2O) –115,871 –109,91
Trioxan (C3H6O3) –465,991 –337,22
∆ = ∆ produk – ∆ reaktan = ∆ trioxan – ∆ formaldehid = –465,991 – 3 (–115,871) = –118,378 kJ/mol
Karena harga ∆H363 negatif, maka reaksi bersifat eksotermis
![Page 6: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/7.jpg)
TINJAUAN KINETIKA
dimana:Ea = Energi aktivasi (1,11 x 105 J/mol)A = Konstanta (4,78 x 1015)Treff = 298,15 Kn = 1R = Konstanta gas ideal (8,314472 J/mol K)(US Patent 4504670)
![Page 8: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/8.jpg)
NERACA MASSA
1 (Umpan
2
3
KomponenInput Output
kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jamCH2O 4734,85 157,83 946,97 31,57
H2O 3120,33 173,35 3120,33 173,35
C3H6O3 0,00 0,00 3787,88 42,09
CH3OH 39,46 1,23 39,46 1,23
H2SO4 157,83 1,61 157,83 1,61
Total 8052,46 334,02 8052,46 249,85
![Page 9: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/9.jpg)
MENGHITUNG KECEPATAN REAKSI
A B-rA = kCA
-rA = kCA0(1-XA)
–rA sebesar 0,00487 kmol/Ls atau 17,5195 kmol/L·jam
![Page 10: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/10.jpg)
NERACA PANASInput = Output
Panas masuk + Panas Reaksi = Panas Keluar + Panas pendingin
1903727,4804 + 5922164,1479 = 1540890,02 + Panas Pendingin
Panas Pendingin = 6285001,6001 kJ/jam
![Page 11: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/11.jpg)
WAKTU TINGGAL DALAM REAKTOR
= 2,83 jam
MENENTUKAN VOLUME REAKTORVolume reaktor = τ ∙ Fv = 25.945 L
![Page 12: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/12.jpg)
PERANCANGAN DIMENSI REAKTORKondisi OperasiT = 90oCP = 1 atm
Over design = 20%
P operasi = P reaksi (1 + Over design)= 1,2 atm= 17,6400 psi
Volume perancangan= Volume operasi (1 + Over design)= 25.945,0690 L x 1,2= 31.134,0828 L= 31,1341 m3
= 1099,4908 ft3
![Page 13: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/13.jpg)
RESUMEPERANCANGAN REAKTOR
1. Waktu Tinggal = 2,83Jam2. Volume Reaktor = 25945,29L3. Diameter Reaktor = 3,203765m4. Tinggi Reaktor = 3,203765m5. Tinggi Cairan dalam Shell (Zl) = 2,889919mTebal Dinding Reaktorbahan konstruksi dipilih dari Stainless steel SA -240 Grade C type 347 (18-Cr-8 Ni-Cb)6. Tebal dinding reaktor (ts) = 0,00635m7. OD reaktor = 3,216465mTebal Head8. OD head = 3,3528m9. t head = 0,007938mTinggi head10. Tinggi reaktor total = 4,42027m
![Page 14: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/14.jpg)
Dimensi Pengaduk
11. Jenis pengaduk = turbin dengan flat blade
12. Baffle = turbin dengan 6 blade dengan 4 baffle
13. Diameter dalam reaktor = 3,203765m
14. Diameter pengaduk = 1,067922m
15. Tinggi cairan dalam reaktor = 2,889919m
16. Lebar baffel = 0,26698m
17. Jarak pengaduk dari dasar reaktor = 1,067922m
18. Tinggi impeller = 0,213584m
19. Lebar impeller = 0,26698m
Kecepatan rotasi pengaduk
20. Jumlah turbin = 1
21. N = 68rpm
Power Pengaduk
22. Daya pengaduk = 15HP
![Page 15: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/15.jpg)
PERANCANGAN JAKET
1. ∆T LMTD = 54,84815C
2. Massa pendingin untuk reaktor = 15151,86kg/jam
3. Koefisien transfer panas dalam reaktor = 298,8656Btu/j ft2.F
4.
Koefisien transfer dalam jaket ke dinding reaktor = 228,8278Btu/j ft2.F
5. Koefisien transfer panas luar reaktor = 287,2335Btu/j ft2.F
6. Uc = 112,7202Btu/j ft2.F
7. Rd = 0,001
8. Koefisien transfer panas overall = 101,3015Btu/j ft2.F
9. Lebar jaket = 6in
10. Tinggi jaket = 3,027146m
11. Tebal jaket = 0,007938m
![Page 16: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/16.jpg)
PERANCANGAN PIPA PENGELUARAN DAN PIPA PEMASUKAN
Di optimum = 3,9 Q0,43 ρ0,13
Pipa Pemasukan ReaktanDi optimum = 2,2029 inDiamater dalam (ID) = 2,469 inDiameter luar (OD) = 2,88 inNormal pipe size, IPS = 2 ½ inFlow area per pipe = 4,79 in2
Number schedule = 40Pipa Pemasukan H2SO4Di optimum = 1,4192 inDiameter dalam (ID) = 1,5 inDiamter luar (OD) = 1,66 inNormal pipe size, IPS = 1 ¼ inFlow area per pipe = 1,5 in2
Number schedule = 40
Pipa Pengeluaran ProdukDi optimum = 1,9201 inDiamater dalam (ID) = 2,067 inDiameter luar (OD) = 2,38 inNormal pipe size, IPS = 2 inFlow area per pipe = 3,35 in2
Number schedule = 40
![Page 17: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/17.jpg)
Pipa Pemasukan Air PendinginDi optimum = 0,4503 inDiamater dalam (ID) = 1,049 inDiameter luar (OD) = 1,32 inNormal pipe size, IPS = 1 inFlow area per pipe = 0,864 in2
Number schedule = 40Perancangan ManholeAsumsi lebar manusia rata-rata = 40-55 cm
= 15,75-21,65 inDipakai pipa standar, dari tabel 11 Kern (1950) dengan spesifikasi:
IPS = 24SN = 20OD = 24 inID = 23,25
![Page 18: perancangan reaktor untuk produksi trioksan](https://reader030.vdokumen.com/reader030/viewer/2022033013/577c806d1a28abe054a8a1ac/html5/thumbnails/18.jpg)
TERIMA KASIH