tugas pp ii

TUGAS PERPINDAHAN PANAS II

Chapter 14, 15, dan 19

DISUSUN OLEH :

Nama : Ade Purnama Jaya

NIM : 03121003079

Kelas : C

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2016

CHAPTER 14 : EVAPORATION

Contoh 14.2. Perhitungan Triple Effect Forward Feed Evaporator

Perhitungan untuk Triple-Effect Forward-Feed Evaporator. Diinginkan

untuk mengkonsentrasikan 50.000 lb/jam dari suatu larutan kimia pada 100℉ dan

10% padatan menjadi produk yang mengandung 50% padatan. Steam yang

tersedia berada pada tekanan sebesar 12 psig, dan effect terakhir dari sebuah

triple-effect evaporator dengan luas permukaan perpindahan panas yang sama

pada setiap effect diasumsikan untuk beroperasi pada kondisi vakum sebesar 26 in

Hg mendekati 30 in pada barometer.Air yang tersedia berapa pada temperatur 85

℉ untuk digunakan pada kondenser barometrik.

Asumsikan BPR diabaikan, sebuah panas spesifik rata-rata dari 1 di semua

effect, kondensat dari masing-masing effect keluar pada temperatur jenuhnya dan

radiasi yang hilang diabaikan.

Hitunglah:

(a) Konsumsi Steam,

(b) Luas permukaan pemanasan yang dibutuhkan untuk setiap effect,

(c) Air kondenser yang dibutuhkan. Koefisien Overall perpindahan panas yang

disetujui untuk effects yang berbeda menjadi U1= 600, U2= 250, dan U3= 125

Btu/(hr)(ft2)(oF).

KERANGKA BERPIKIR

Menghitung perbedaan tekanan rata-rata steam

Mengumpulkan data-data yang diketahui

Menghitung feed dan produk

Membuat skema proses triple effect forward feed evaporator

Menghitung tekanan steam pada evaporator 2 (P2) dan evaporator 3 (P3)

Menghitung temperatur steam pada setiap tekanan di triple effect evaporator

Menghitung input steam (Ws)

Menghitung heating surface yang dibutuhkan pada tiap bagian

Menghitung water condenser yang dibutuhkan

Menghitung neraca panas

1. Mengumpulkan data-data yang diketahui

Triple Effect Forward Feed Evaporator

Total Feed (W f) = 50000 lb/hr

Temperatur feed (Tf) = 100ºF

Temperatur air (Ts) = 85ºF

Dengan asumsi larutan kimia (chemical solution) yang akan dipisahkan adalah

larutan gula

Feed mengandung 10% solid dan diinginkan produk yang dihasilkan mengandung

50% solid.

Tekanan steam input (P1 ¿=12psig

Tekanan pada last effect evaporator (P4 ¿ = 26 in.Hg

Specific heat (c f ¿=1 Btu /lb℉

U1= 600 Btu/(hr)(ft2)(oF)



Ditanya

a) konsumsi steam (Ws)

b) Heating surface yang dibutuhkan untuk setiap efek

c) water condenser yang dibutuhkan

2. Membuat skema proses triple effect evaporator

Wf = 50000 lb/hr

Ws = ?

Produk = 10000 lb/hr

3. Menghitung jumlah feed dan produk

Feed mengandung 10% solid

= Wf x %solid

= 50000 lb/hr x 10%

= 5000 lb/hr

Produk mengandung 50% solid

= total solid dalam feed% solid dalam produk

= 5000lb /hr

50 %

= 10000 lb/hr

Total evaporasi (w1−3¿ = feed - produk

= 50000 lb/hr – 10000 lb/hr

= 40000 lb/hr

Dengan kapasitas panas feed (Cf) = 1 Btu/lbºF

Aliran Solid (lb/hr) Liquid (lb/hr) Total (lb/hr)

Feed 5000 45000 50000

Produk 5000 5000 10000

Evaporasi 40000 40000

4. Menghitung perbedaan tekanan rata-rata steam

Neraca panas pada kasus ini :

Forward feed

Neraca panas pada efek 1 :W s λs+wF c F (t F−t 1)=w1 λ1

Neraca panas pada efek 2 :W 1 λ1+¿¿

Neraca panas pada efek 3 :W 2 λ2+¿¿

Steam

Pin = Ps = 12 psig

= 12 psig + 14,7 psia

= 26,7 psi

Pout = P3 = 26 in.Hg

= 30 in Hg – 26 in Hg = 4 in Hg

Dengan 1 psi = 2,0416 in Hg, maka:

4∈Hg= 4∈Hg2,0416∈Hg

× 1 psi=¿1,959 psi ≈ 1,95psi

Rata-rata perbedaan tekanan (∆P) pada triple effect evaporator ini adalah

= (P s−P3)

n

= (26,7 psi – 1,95 psi)

3

= 8,25 psi

Dengan n adalah total effect dari evaporator

5. Menghitung tekanan steam pada evaporator 2 (P1) dan evaporator 3 (P2)

Tekanan steam yang masuk ke evaporator 2 (P1) = Ps - ∆P

= 26,7 psi – 8,25 psi

= 18,45 psi

Tekanan steam yang masuk ke evaporator 3 (P2) = P1 - ∆P

= 18,45 psi – 8,25 psi

= 10,2 psi

Ts pada 12 psig = 244oF

T3 pada 26 in, Hg (1.95 psia) = 125oF -

Total perbedaan temperatur = 119oF

6. Menghitung temperatur jenuh steam pada setiap efek di triple effect evaporator

Untuk mendapatkan data Temperatur jenuh dari steam, plot data tekanan

steam (PS) dalam satuan psi di Tabel Steam (Thermodynamic Properties of

Steam). bila nilai tekanan yang diketahui tidak terdapat pada tabel, lakukan

interpolasi dengan mengambil 2 data yang berdekatan dengan nilai tekanan

yang diketahui.

Evaporator 1

Ps = 12 psig

Ts = 244℉λsditentukan dengan cara interpolasi menggunakan data pada lampiran (properties

saturated steam)

Pa = 10,3 λa = 952,1

Pb = 15,3 λb = 945,3

P s−PaPb−Pa

=λ s−λa

λb− λa

12−10,315,3−10,3

=λs−952,1

945,3−952,1

2,35

=λs−952,1

−6,8

-15,64 = 5λs– 4760,5

5λs = 4744,86

λ s = 948

Evaporator 2

P1 = 18,45 psia = 4 psig

Ts = 244℉λ sditentukan dengan cara interpolasi data pada lampiran (properties saturated

steam)

Pa = 2,3 λa = 965,5

Pb = 5,3 λb = 960,1

P1−PaPb−Pa

=λ1−λa

λb− λa

4−2,35,3−2,3

=λ1−965,5

960,1−965,5

1,73

=λ1−965,5

−5,4

-9,18 = 3λ1– 2896,5

3λ1 = 2887,32

λ1= 961

Evaporator 3

P2 = 10,20 Psia

Pa = 10 Psia Ta = 193,21 oF λa= 982,1 Btu/lb

Pb = 11 Psia Tb = 197,75 oF λb = 979,3 Btu/lb

P2 – Pa

Pb - Pa=

T2 – T a

Tb - T a

P2 – Pa

Pb−Pa=

λ2 – λa

λb−T λa

10 , 2 – 10 11-10 = T 2 – 193 ,21

197 ,75 – 193, 2110,2 –10 11- 10 = λ2 – 982 ,1

979 , 3 – 982, 1

T2– 193,21 = 0,908 λ2– 982.1= - 0,56

T2= 194,118 λ2= 981

Kondenser

P3 = 26 inHg

Pa = 25 inHg Ta = 134oF λa = 1017 Btu/lb

Pb = 27 inHg Tb = 115oF λb = 1027 Btu/lb

P4 – Pa

Pb - Pa=

T3 – T a

Tb - T a

P4 – Pa

Pb−Pa=

λ3 – λa

λb−T λa

26 – 2527 - 25 = T3 – 134

1 15 – 1 3426 - 2527 - 25 = λ3 – 1017

1027 - 1017

-19 = 2T 3−268 10 = 2λ3– 2034

T3=124,5 λ3 = 1022

Tekanan

(psia)

∆ P

(psi)

Temperatur

(℉ )

Latent heat

(Btu/lb)

Evaporator 1 Ps = 26,70 ........ Ts= 244 λs = 948Evaporator 2 P1 = 18,45 8,25 T1= 224 λ1 = 961Evaporator 3 P2 = 10,20 8,25 T2= 194 λ2 = 981Condenser P3 =1,95 8,25 T3 = 125 λ3 = 1022

7. Menghitung Neraca Panas

Menggunakan persamaan 14.8, 14.9, 14.11 Hal.410, Kern Process Heat

Transfer

Evaporator 1

Ws λs + Wfcf(tf – t1) = W1λ1 dimana, C f = 1

948 Ws + 50000 (100 – 224) = 961 W1

948 Ws – 6200000 = 961 W1

948 Ws – 961 W1 = 6200000

W1 = 948 Ws - 6200000961

W1 = 0,98 Ws – 6451 . . . (Eq.1)

Evaporator 2

W1λ1+ (Wf – W1) c1(t2 – t1) = W2λ2

961 W1 + (50000 - W1 ) (194 -224) = 981 W2

961W1+(50000 - W1 )(30)= 981 W2

961W1+ 1500000 - 30 W1 = 981 W2 (input W1 from Equation 1)

961 (0,98 Ws – 6451) - 981 W2 = -1500000

941,78 Ws - 6199411 – 981 W2 = -1500000

941,78 Ws – 4699411 = 981 W2

W2 = 941,78 Ws - 4699411981

W2 = 0.96 Ws – 4790 . . . (Eq.2)

Evaporator 3

W2λ2 + (Wf – W1- W2) c2(t2 – t3) = W3λ3

981 W2 + (50000 - W1 - W2) (194– 125) = 1022 W3

981W2 +(50000 - W1 - W2)(69)= 1022 W3

981W2+ 3450000 – 69W1– 69W2= 1022 W3

912 W2 + 3450000 – 69 W1= 1022 W3

912 W2 – 69W1 - 1022 W3 = - 3450000

912 (0,96 Ws – 4790) – 69(0,98 Ws – 6451) – 1022 W3 = -3450000

875,5 Ws – 4368480 – 67,62 Ws + 445119 – 1022 W3 = -3450000

807,88 Ws – 4368480 + 445119 + 3450000 = 1022 W3

807,88 Ws – 473361 = 1022 W3

W3 = 807,88 Ws - 4733611022

W3 = 0,79 Ws – 463,17 . . . (Eq.3)

8. Menghitung input steam (Ws)

W1+ W2 + W3 = 40000

Subtitusi ke persamaan 1,2, dan 3 pada langkah 7

Maka,

(0,98 Ws – 6451) + (0,96 Ws – 4790) + (0,79 Ws – 463,17) = 40000

(0,98 + 0,96 + 079)Ws + (-6451 – 4790 – 463,17) = 40000

2,73 Ws – 11704,17 = 40000

2,73 Ws = 40000 + 11704,17

2,73 Ws = 51704,17

Ws = 18939,25 lb/hr

W1 = 0,98 Ws – 6451

= 0,98 (18939,25) – 6451

= 12109,465 lb/hr

W2 = 0,96 Ws – 4790

= 0,96 (18939,25) – 4790

= 13391,68 lb/hr

W3 = 0,79 Ws – 463,17

= 0,79 (18939,25) – 463,17

= 14498,837 lb/hr

W1 = 12109,465

W2 = 13391,68

W3 = 14498,837 +

W1-3 = 39999,982

≈ 40000 lb/hr

9. Menghitung heating surface pada tiap bagian

Menggunakan persamaan 14.13 pada halaman 410, kern process heat transfer

A1=W s λs

U 1(T 1−T 2)

= 18939,25 x 949

600 x 20

= 1497,77 ft2

A2=W 1 λ1

U2(T 2−T 3)

= 12109,465 x 961

250 x 30

= 1551,626 ft2

A3=W 3 λ3

U 3(T 3−T 4)

= 14498,8337 x 981

125 x 69

= 1649,085 ft2

10. Menghitung water condenser yang dibutuhkan

GPM= Q500 (t 3−tw−t a )

Keterangan:

t3 = Titik didih cairan pada effect ke-3, ℉tw = Temperatur air, ℉ta = Derajat pendekatan untuk Ts, ℉

Panas pada condenser = W3λ4

= 14498.837 lb/hr x 1022 Btu/lb

= 1.48 x 107Btu/hr

Air yang dibutuhkan= 1,4 8 x 10 7 Btu/hr(120-85)

= 4, 22 x 10 5500

= 844 gpm

Sehingga didapatkan :

a) konsumsi steam atau input steam (Ws) = 18939.25 lb/hr

b) heating surface pada tiap bagian :

A1 = 1497.77 ft2

A2 = 1551.626 ft2

A3 = 1649.085 ft2

c) water condenser = 844 gpm

Wf = 50000 lb/hr


Ws = 18939,25lb/hr

LAMPIRAN

Properties of Saturated Steam

Contoh 14.3.

Backward-feed Multiple-effect Evaporator.Kondisinya sama dengan

Contoh 14.2 kecuali menggunakanbackward feeddengankoefisien overalldari U1=

400, U2= 250, dan U3= 175 Btu/(hr)(ft2)(oF).

KERANGKA BERPIKIR

Menghitung perbedaan tekanan rata-rata steam


Menghitung feed dan produk

Membuat skema proses triple effect backward feed evaporator

Menghitung tekanan steam pada evaporator 2 (P2) dan evaporator 3 (P3)

Menghitung temperatur steam pada setiap tekanan di triple effect evaporator

Menghitung input steam (Ws)

Menghitung heating surface yang dibutuhkan pada tiap bagian

Menghitung neraca panas


Triple Effect Backward Feed Evaporator

Total Feed (W f) = 50.000 lb/hr

Temperatur feed (Tf) = 100ºF

Temperatur air (Ts) = 85ºF

Dengan asumsi larutan kimia (chemical solution) yang akan dipisahkan adalah

larutan gula

Feed mengandung 10% solid dan diinginkan produk yang dihasilkan mengandung

50% solid.

Tekanan steam input (P1 ¿=12psig

Tekanan pada last effect evaporator (P4 ¿ = 26 in.Hg

Specific heat (c f ¿=1 Btu /lb℉




Ditanya

a) konsumsi steam (Ws)

b) Heating surface yang dibutuhkan untuk setiap efek

c) water condenser yang dibutuhkan

2. Membuat skema proses triple effect evaporator

Menghitung water condenser yang dibutuhkan

3. Menghitung jumlah feed dan produk

Feed mengandung 10% solid

= Wf x %solid

= 50000 lb/hr x 10%

= 5000 lb/hr

Produk mengandung 50% solid

= total solid dalam feed% solid dalam produk

= 5000lb /hr

50 %

= 10000 lb/hr

Total evaporasi (w1−3¿ = feed - produk

= 50000 lb/hr – 10000 lb/hr

= 40000 lb/hr

Dengan kapasitas panas feed (Cf) = 1 Btu/lbºF

Aliran Solid (lb/hr) Liquid (lb/hr) Total (lb/hr)

Feed 5000 45000 50000

Produk 5000 5000 10000

Evaporasi 40000 40000

4. Menghitung perbedaan tekanan rata-rata steam

Neraca panas pada kasus ini :

Wf = 50000 lb/hr

Ws = ?


backward feed

- Neraca Panas Evaporator 1

w2 λ2+wF cF ( tF−t3 )=w3 λ3

- Neraca Panas Evaporator 2

w1 λ1+( wF−w3 ) c1 (t2−t3 )=w2 λ2

- Neraca Panas pada Evaporator 3

W s λs+( wF−w3−w2 ) c2 (t 1−t 2 )=w1 λ1

Steam

Pin = Ps = 12 psig

= 12 psig + 14,7 psia

= 26,7 psi

Pout = P3 = 26 in.Hg

= 30 in Hg – 26 in Hg = 4 in Hg

Dengan 1 psi = 2,0416 in Hg, maka:

4∈Hg= 4∈Hg2,0416∈Hg

× 1 psi=¿1,959 psi ≈ 1,95psi

Rata-rata perbedaan tekanan (∆P) pada triple effect evaporator ini adalah

=(P s−P3)

n

= (26,7 psi – 1,95 psi)3

= 8,25 psi

Dengan n adalah total effect dari evaporator

5. Menghitung tekanan steam pada evaporator 2 (P1) dan evaporator 3 (P2)

Tekanan steam yang masuk ke evaporator 2 (P1) = Ps - ∆P

= 26,7 psi – 8,25 psi

= 18,45 psi

Tekanan steam yang masuk ke evaporator 3 (P2) = P1 - ∆P

= 18,45 psi – 8,25 psi

= 10,2 psi

Ts pada 12 psig = 244oF

T3 pada 26 in, Hg (1.95 psia) = 125oF -

Total perbedaan temperatur = 119oF

6. Menghitung temperatur jenuh steam pada setiap efek di triple effect evaporator

Untuk mendapatkan data Temperatur jenuh dari steam, plot data tekanan

steam (PS) dalam satuan psi di Tabel Steam (Thermodynamic Properties of

Steam). bila nilai tekanan yang diketahui tidak terdapat pada tabel, lakukan

interpolasi dengan mengambil 2 data yang berdekatan dengan nilai tekanan

yang diketahui.

Evaporator 1

Ps = 12 psig

Ts = 244℉λsditentukan dengan cara interpolasi menggunakan data pada lampiran (properties

saturated steam)

Pa = 10,3 λa = 952,1

Pb = 15,3 λb = 945,3

P s−PaPb−Pa

=λs−λa

λb− λa

12−10,315,3−10,3

=λs−952,1

945,3−952,1

2,35

=λs−952,1

−6,8

-15,64 = 5λs– 4760,5

5λs = 4744,86

λ s = 948

Evaporator 2

P1 = 18,45 psia = 4 psig

Ts = 244℉

λ sditentukan dengan cara interpolasi data pada lampiran (properties saturated

steam)

Pa = 2,3 λa = 965,5

Pb = 5,3 λb = 960,1

P1−PaPb−Pa

=λ1−λa

λb− λa

4−2,35,3−2,3

=λ1−965,5

960,1−965,5

1,73

=λ1−965,5

−5,4

-9,18 = 3λ1– 2896,5

3λ1 = 2887,32

λ1= 961

Evaporator 3

P2 = 10,20 Psia

Pa = 10 Psia Ta = 193,21 oF λa= 982,1 Btu/lb

Pb = 11 Psia Tb = 197,75 oF λb = 979,3 Btu/lb

P2 – Pa

Pb - Pa=

T2 – T a

Tb - T a

P2 – Pa

Pb−Pa=

λ2 – λa

λb−T λa

10 , 2 – 10 11-10 =

T 2 – 193 ,21 197 ,75 – 193, 21

10,2 –10 11- 10 =

λ2 – 982 ,1979 , 3 – 982, 1

T2– 193,21 = 0,908 λ2– 982.1= - 0,56

T2= 194,118 λ2= 981

Kondenser

P3 = 26 inHg

Pa = 25 inHg Ta = 134oF λa = 1017 Btu/lb

Pb = 27 inHg Tb = 115oF λb = 1027 Btu/lb

P4 – Pa

Pb - Pa=

T3 – T a

Tb - T a

P4 – Pa

Pb−Pa=

λ3 – λa

λb−T λa

26 – 2527 - 25 =

T3 – 1341 15 – 1 34

26 - 2527 - 25 =

λ3 – 10171027 - 1017

-19 = 2T 3−268 10 = 2λ3 – 2034

T3=124,5 λ3 = 1022

Tekanan

(psia)

∆ P

(psi)

Temperatur

(℉ )

Latent heat

(Btu/lb)

Evaporator 1 Ps = 26,70 ........ Ts= 244 λs = 948Evaporator 2 P1 = 18,45 8,25 T1= 224 λ1 = 961Evaporator 3 P2 = 10,20 8,25 T2= 194 λ2 = 981Condenser P3 =1,95 8,25 T3 = 125 λ3 = 1022

7. Menghitung Neraca Panas

Menggunakan persamaan 14.8, 14.9, 14.11 Hal.410, Kern Process Heat

Transfer

Evaporator 1

W2λ2 + Wfcf(tf – t3) = W3λ3 dimana, C f = 1

981 W2 + 50000 (100 – 125) = 1022 W3

981 W2 – 1250000 = 1022 W3

981 W2 – 1022 W3 = 6200000

W3 = 981 W2 - 12500001022

W3 = 0,96 W2 – 1223 . . . (Eq.1)

Evaporator 2

W1λ1+ (Wf – W3) c1(t2 – t3) = W2λ2

961 W1 + (50000–W3 ) (194 -125) = 981 W2

961W1+(50000–W3 )(69)= 981 W2

961W1+ 3450000 - 69 W3= 981 W2 (input W3 from Equation 1)

961W1+ 3450000 – 69 (0,96 W2 – 1223)= 981 W2

961W1 -66,24 W2 - 981 W2= 3450000 – 84387

961 W1 – 1047,24 W2= 3365613

W1 = 1047,24 W2- 3365613961

W1 = 1,08 W2 – 3502 . . . (Eq.2)

Evaporator 3

Wsλs+ (Wf – W3- W2) c2(t1 – t2) = W1λ1

948 Ws + (50000–W3 - W2) (224– 194) = 961 W1

948Ws+(50000–W3 - W2)(30)= 961 W1

948Ws+ 1500000 – 30W3– 30W2= 961 W1

948Ws+ 1500000 – 30 (0,96 W2 – 1223) – 30W2= 961(1,08 W2 – 3502)

948 Ws+ 1500000– 28,8 W2+ 36690 – 30 W2= 1037 W2 – 3365422

948 Ws– 1095 W2= 4902112

W2 = 948 Ws - 49021121095

W2 = 0,86 Ws – 4476 . . . (Eq.3)

8. Menghitung input steam (Ws)

W1+ W2 + W3 = 40000

Subtitusi ke persamaan 1,2, dan 3 pada langkah 7

Maka,

(1,08 W2 – 3502) + (0,86 Ws – 4476) + (0,96 W2 – 1223) = 40000

(1,08 + 0,96)W2 + 0,86Ws = 49201

2,04 W2 + 0,86 Ws = 49201

2,04 (0,86 Ws – 4476) + 0,86 Ws = 49201

1,7544 Ws – 9131,04 + 0,86 Ws = 49201

2,6144Ws = 58332,04

Ws = 22311,82 lb/hr

W2 = 0,86 Ws – 4476

= 0,86 (22311,82) – 4476

= 12900 lb/hr

W1 = 1,08 W2 – 3502

= 1,08 (14712,16) – 3502

= 15950 lb/hr

W3 = 0,96 W2 – 1223

= 0,99 (14712,16) – 1223

= 11150 lb/hr

W1 = 15950 lb/hr

W2 = 12900 lb/hr

W3 =11150 lb/hr+

W1-3 = 40000 lb/hr

9. Menghitung heating surface pada tiap bagian

Menggunakan persamaan 14.13 pada halaman 410, kern process heat transfer

A1=W s λs

U 1(T 1−T 2)

= 16950 x 949

400 x20

= 2010 ft2

A2=W 1 λ1

U 2(T 2−T 3)

= 15950 x 961

250 x 30

= 2040 ft2

A3=W 3 λ3

U 3(T 3−T 4)

= 12900 x 981

175 x 69

= 1050 ft2

10. Menghitung water condenser yang dibutuhkan

GPM= Q500 (t 3−tw−t a )

Keterangan:

t3 = Titik didih cairan pada effect ke-3, ℉tw = Temperatur air, ℉

ta = Derajat pendekatan untuk Ts, ℉

Panas pada condenser = W2λ3

= 15950 lb/hrlb/hr x 1022 Btu/lb

= 1.63 x 107Btu/hr

Air yang dibutuhkan= 1,63 x 10 7 Btu/hr(120-85)

= 4, 22 x 10 5500

= 644 gpm

Sehingga didapatkan :

a) konsumsi steam atau input steam (Ws) = 22311,82 lb/hr

b) heating surface pada tiap bagian :

A1 = 2010 ft2

A2 = 2040 ft2

A3 = 1050 ft2

c) water condenser = 644 gpm

Wf = 50000 lb/hr

Ws = 22311,82 lb/hrlb/hr


CHAPTER 15 “VAPORIZERS, EVAPORATOR, AND REBOILERS”

Contoh 15.6.Menghitung Kerja Reboiler.

20.000 lb/hr dari campuran 50-50 dari berat benzene dan toluene didestilasi pada

5 psig tekanan total untuk menghasilkan destilat atau produk atas yang

mengandung 99,0 % berat benzene, komponen yang lebih mudah menguap, dan

produk bawah mengandung tidak lebih dari 5% benzene. Refluks rasio dari 2,54

mol refluks per mol destilat akan digunakan. berapa panas yang harus dikeluarkan

boiler tersebut? Pertama, berapa banyak destilat dan produk yang akan

dihasilkan? Dua neraca mungkin diterapkan untuk memperoleh informasi ini:

neraca massa keseluruhan dan neraca untuk menghitung total benzene pada feed

yang didistribusi antara destilat dan bottom.

KERANGKA BERPIKIR


XD benzene = 99 %

XD toluene = 1%

WD= ?


Feed (WF) = 20.000 lb/hr

Persen campuran benzene dan toluene 50-50

Tekanan total 5 psig

Kemurnian overhead produk 99,% benzene, kemurnian toluene 1%

Kemurnian bottom produk 5,% benzene, kemurnian toluene 95%

Refluks rasio 2,54

Ditanya: panas yang dikeluarkan reboiler (QR) ?

2. Membuat skema proses Distilling Column with Condenser and Reboiler

20.000 lb/hr

= 50% benzene

Menghitung material balance benzene

Menghitung overall material balance

Membuat skema proses Distilling Column with Condenser and Reboiler

Menghitung berat destilat (WD) dan bottom (WB)

Menentukan entalpi dari Gambar 3 dan 12

Menghitung panas boiler (QR) menggunakan rumus 15.21.

XB benzene = 5%

XB toluene = 95%

WB= ?

= ?

= 50% toluene

3. Menghitung overall balance

Input = output

WF = WD + WB

20.000 = WD + WB

4. Menghitung material balance benzene

Input = output

WF .x f = xD W D+xB W B

20.000 x 0,50 = 0,99WD + 0,05WB

10.000 = 0,99WD + 0,05WB

5. Menghitung berat destilat (WD) dan bottom (WB)

Dengan menggunakan persamaan dari step 3 dan 4 untuk menentukan nilai berat

destilat (WD) dan bottom (WB)

20.000 = WD + WB x 0,05 1.000 = 0,05WD + 0,05WB

10.000 = 0,99WD + 0,05WB _ x 1 10.000 = 0,99WD + 0,05WB _

-9.000 = -0,94WD

WD = 9570 lb/hr

20.000 = WD + WB

20.000 = 9.570 + WB

WB= 10.430 lb/hr

6. Menentukan Entalpi komposisi

Entalpi diperoleh dari gambar 3 (pg 805) dan gambar 12 (pg 815) buku Kern

untuk komposisi kimia pada respective temperature

HB (l)=108,0 Btulb

Latent Heat = 153,0 Btu/lb

H D (l )=85,8

H D (V )=253,8

H F (l )=92,0

7. Menghitung panas boiler (QR) menggunakan rumus 15.21.

QR=( R+1 ) W D HD ( v )−R W D H D (l )+W B HB ( l)−W F H F (15.21.)

QR = (2,54 + 1) 9.570 x 253,8 – 2,54 x 9.570 x 85,8 + 10,430 x 108,0 – 20.000

x 92,0

= 5.800.000 Btu/hr

Uap yang harus dihasilkan di boiler = 5.800.000 /153 = 37.900 lb/hr

tugas pp ii

Documents