PRESENTASI PEMPROGRAM KOMPUTER

(MATLAB)“REVERSIBLE, EXOTHERMIC, GAS

PHASE REACTION IN A CATALYTIC REACTOR”

OLEH :

FARIDL HIDAYATULLAH

101411074

2-C D3 TEKNIK KIMIA

PENDAHULUAN

PACKED BED CATALYTIC REACTOR

PACKED BED CATALYTIC REACTOR Packed Bed Catalytic Reactor merupakan

suatu reaktor kolom dengan packed sebagai katalis.

Terdapat banyak katalis yang dapat digunakan. Untuk reaksi dengan fasa gas katalis yang biasa digunakan yaitu logam.

Jumlah katalis tersebut dapat mempengaruhi konsentrasi produk yang terbentuk sehingga akan mempengaruhi konversi dari reaksi yang terjadi.

Reaksi Eksoterm : reaksi yang menghasilkan kalor / panas.

Pada Packed Bed Catalytic Reactor terjadi perubahan konsentrasi. Berkurangnya konsentrasi reaktan akan menurunkan tekanan dalam reaktor (umumnya pada reaksi fasa gas).

Jika suatu reaksi eksoterm dilangsungkan dalam sebuah Packed Bed Catalytic Reactor, maka pada permukaan reaktor akan terjadi perpindahan panas ke lingkungan. Panas ini dapat digunakan untuk memanaskan fluida lainnya. (Heat exchanger).

TUJUAN Memahami permasalahan tentang

reaktor katalitik. Menyelesaikan permasalahan reaktor

katalitik dengan menggunakan program MATLAB

Menyelesaikan permasalahan persamaan differensial dengan menggunakan metoda ODE23

Mengetahui pengaruh katalis terhadap kondisi proses yang terjadi dalam sebuah reaktor katalitik.

PACKED BED CATALYTIC REACTOR Hubungan antara jumlah katalis dengan

laju reaksi.

Persamaan :

Dengan

Untuk sistem dengan temperatur dan tekanan berubah :

Untuk perubahan tekanan dapat dihubungkan dengan persamaan :

Neraca Panas dalam ReaktorUntuk perpindahan panas dari reaktor dapat digunakan persamaan :

REVERSIBLE, EXOTHERMIC, GAS PHASE REACTION

IN A CATALYTIC REACTOR

2A (g) ↔ C (g)Suatu reaksi fasa gas dialirkan melalui suatu reaktor katalitik. Disepanjang reaktor terjadi perpindahan panas dari dalam reaktor ke luar sehingga akan dipakai untuk memanaskan fluida lainnya (heat exchanger). Selain itu terjadi perubahan tekanan di sepanjang reaktor tersebut.

Diketahui :

CpA =40 J/mol.K R = 8,314 J/mol.K

CpC = 80 J/mol.K Fa0 = 5 mol/menit

∆Hr = -40000 J/mol (@450 K) Ua = 0,8 J/kg.menit.K

Ea = 41800 J/mol.K Ta = 500 K

k = 0,5 dm6/kg.menit/mol (@450 K)

α = 0,015 /kg

Kc = 25000 dm3/mol (@450 K) P0 = 10 atm

CaO = 0,271 mol/dm3 ya0 = 1

T0 = 450 K

Ditanyakan :a. Plotkan nilai konversi, perubahan tekanan

dan perubahan temperatur terhadap jumlah katalis yang masuk mulai dari W = 0 kg hingga W = 20 kg

b. Tentukan jumlah katalis maksimum yang dapat ditambahkan.

c. Gambarkan profil konsentrasi reaktan A dan konsentrasi produk C terhadap penambahan katalis dari W = 0 sampai W = 20 kg.

PENYELESAIAN

PEMPROGRAMAN MATLAB

PENULISAN RUN.FILE

0 0.4500 0.0010 0.0000 0.4539 0.0010 0.0000 0.4581 0.0010 0.0000 0.4625 0.0010 0.0000 0.4673 0.0010 0.0000 0.4725 0.0010 0.0000 0.4781 0.0010 0.0000 0.4842 0.0010 0.0000 0.4910 0.0010 0.0000 0.4984 0.0010 0.0001 0.5067 0.0010 0.0001 0.5160 0.0010 0.0001 0.5266 0.0010 0.0001 0.5388 0.0009 0.0001 0.5530 0.0009 0.0001 0.5698 0.0009 0.0001 0.5901 0.0009 0.0002 0.6151 0.0009 0.0002 0.6467 0.0009 0.0002 0.6875 0.0009

0.0003 0.7413 0.0009 0.0004 0.8122 0.0009 0.0005 0.9005 0.0009 0.0005 0.9959 0.0009 0.0006 1.0761 0.0009 0.0007 1.1273 0.0009 0.0007 1.1528 0.0009 0.0007 1.1632 0.0009 0.0007 1.1660 0.0009 0.0007 1.1662 0.0009 0.0007 1.1657 0.0008 0.0007 1.1641 0.0008 0.0007 1.1624 0.0008 0.0007 1.1608 0.0008 0.0007 1.1593 0.0008 0.0007 1.1577 0.0008 0.0007 1.1562 0.0008 0.0007 1.1545 0.0008 0.0007 1.1528 0.0008 0.0007 1.1512 0.0008 0.0007 1.1496 0.0008

PLOT KONSENTRASI

KESIMPULAN Konversi pada W = 20 kg sebesar 0,7. T dikeluaran sebesar ±1150 K. P akhir di keluaran sebesar 0,8 atm Pada W = 16 kg jumlah reaktan A tidak

berkurang (konstan). Hal ini terjadi karena reaksi berifat reversibel.