anilisis sistem proses

Ir. Abdul Wahid Surhim, MT.

Anilisis Sistem Proses

Ideal Binary Distilation

Kelompok 7:DhanyYessi VNiswatul Ch

Enam Tahap Pemodelan

Definisikan Sasaran

Siapkan Informasi

Rumuskan Model

Tentukan Solusi

Analisa Hasil

Validasi Model

Distilasi

Distilasi adalah pemisahan cairan yang terdiri dari dua komponen atau lebih berdasarkan perbedaan titik didih dari komponen-komponen tersebut.

Sasaran

Mengetahui pengaruh perubahan variabel-variabel yang ada terhadap komposisi output di distilat dan bottom

Distilation Column Schematic Diagram

Distilation Column Tray

Asumsi yang Digunakan

Larutan hanya terdiri dari dua komponen. Aliran equimolal Untuk semua stage kecuali feed stage, laju alir uap

dari suatu stage sama dengan laju alir molar uap pada stage dibawahnya. Sedangkan cairan yang meningggalkan stage sama dengan cairan yang mengalir dari stage diatasnya.

Uap yang meninggalkan stage seimbang dengan cairan yang ada pada stage.

Variabel

Variabel Subskrip

x Fraksi mol komponen ringan dalam fasa cair

y Fraksi mol komponen ringan dalam fasa gas

α Volatilitas relative

i Nama stage

Vi Laju alir molar uap

Li Laju alir molar cairan

Mi Tahanan molar cairan

qf Kualitas aliran umpan

R Refluk

D Laju alir molar distilat

Vrebioler Laju alir molar reboiler

B Laju alir molar produk bawah

Material Balances

Semua stages kecuali feed, condenser, dan reboiler:

Material Balances

Feed Stages:

Condenser:

Material Balances

Reboiler

Modeling Equations

Rectifying section

Stripping section

Modeling Equations

Overhead receiver component balance:

Rectifying section component balance( from i=2 to NF-1):

Modeling Equations

Feed stage balance:

Stripping section component balance (from i = NF+j to NS-1):

Modeling Equations

Reboiler component balance:

Equilibrium Relationship

Hubungan konsentrasi fasa cair dan uap:

Steady State Equations

Diperoleh Jika f(x)=0 Overhead Receiver Component Balance:

Rectifying Section Component Balance:

Steady State Equations

Feed Stage Balance:

Stripping Section Component Balance:

Reboiler Component Balance:

KASUS

Sebuah tray kolom sederhana (3stage) dengan overhead condensor sebagai stage1, feed tray sebagai stage2, dan reboiler sebagai stage3.

Parameter-parameter dan input yang digunakan adalah:– α = 5– R = 3 mol/menit– qF = 1– F = 1 mol/menit– D = 0.5 mol/menit– ZF = 0.5 mol fraksi LK

Cont’d

Tentukan komposisi uap di setiap stage beserta perilaku dinamis dan analisis sensitivitasnya jika diketahui komposisi liquid sebagai berikut:

x1 = 0.703 (komposisi destilat)

x2 = 0.486 (komposisi feed tray)

x3 = 0.297 (komposisi produk bawah)

Cont’d

- Anggap sistemnya berperilaku dinamis, dengan kondisi awal dari komposisi stage menyerupai solusi steady state. Parameter tambahan yang ditambahkan uintuk simulasi dinamik adalah molar hold up pada setiap stage:– M1 = MD = 5 mol– M2 = MT = 0.5 mol– M3 = MB = 5 mol

Tentukan Solusi

Model Grafik

Time series

Scatter

Bar

x1

Noname 2Noname 3

VR

y2 md

x2

alpha

VS

qf

Noname 4 Noname 5

x3

Noname 10 Noname 8

MT

F LR

VS

B

ZF

LS

VR

MBLS

B F

D

VS

y3

alpha

y3

Time Series

7:18 AM Fri, May 21, 2004

1.00 7.00 13.00 19.00 25.00

Hours

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0.70

0.80

0.90

0.42

0.46

0.50

0.23

0.27

0.30

1: x1 2: x2 3: x3

1

1

1 1

2

2

22

3

3

33

Graph 1: p2 (Untitled)

Scatter (x1 vs x2)

7:37 AM Fri, May 21, 2004x1

0.70 0.80 0.900.42

0.46

0.50

1: x1 v. x2

Graph 1: p1 (Untitled)

Scatter (x3 vs x2)

7:41 AM Fri, May 21, 2004x3

0.23 0.27 0.300.42

0.46

0.50

1: x3 v. x2

Graph 1: p1 (Untitled)

Bar

7:46 AM Fri, May 21, 2004

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0.00

0.43

0.86

1: x1 2: x2 3: x3

Graph 1: p1 (Untitled)

Analisa Sensitifitas

Perubahan α

8:50 AM Fri, May 21, 2004

1.00 7.00 13.00 19.00 25.00

Hours

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0.70

0.80

0.90

0.40

0.50

0.60

0.25

0.40

0.55

1: x1 2: x2 3: x3

1

1

1

1

2

2

22

3

3

33

Graph 1: p2 (Untitled)

Cont’d

Perubahan zf

8:52 AM Fri, May 21, 2004

1.00 7.00 13.00 19.00 25.00

Hours

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0.70

1.05

1.40

0.00

0.45

0.90

0.15

0.25

0.35

1: x1 2: x2 3: x3

1

1

11

2

2

22

3

3

3

3

Graph 1: p2 (Untitled)

Cont’d

Perubahan LR

8:55 AM Fri, May 21, 2004

1.00 7.00 13.00 19.00 25.00

Hours

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0.70

0.80

0.90

0.47

0.48

0.50

0.15

0.25

0.35

1: x1 2: x2 3: x3

1

1 1 12

22 2

3

3 3 3

Graph 1: p2 (Untitled)

Cont’d

Perubahan MT

8:57 AM Fri, May 21, 2004

1.00 7.00 13.00 19.00 25.00

Hours

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0.70

0.80

0.90

0.47

0.49

0.51

0.15

0.25

0.35

1: x1 2: x2 3: x3

1

1 1 12

2 2 2

33 3 3

Graph 1: p2 (Untitled)

Kesimpulan

Variabel yang paling mempengaruhi output distilat dan bottom adalah zf