analisis sistem proses

KELOMPOK 4 : ADHI SEPTIYANTO NOFID RIZAL SUKIMAN RIZKY ADITYA WIJAYA

Umpan Tahap Persiapan Reaktan

Tahap Pemurnian ProdukTahap Reaksi

Produk

Produk Samping

Komponen yg tdk diinginkan

Reaktan yg didaur ulang

Background

Unit Operasi APLIKASI yang Umum Kesetimbangan Fasa

Distilasi Pemisahan camp cair/uap cair-uap, cair-cair-uap

Absorpsi Pemisahan gas cair-gasAdsorpsi Katalisis, pengeringan spesi teradsorpsi-uap

Kondensasi Pemisahan pengotor dari gas cair-uap

Kristalisasi Pemurnian zat padat cair-padat

Evaporasi Pemisahaan Uap air air-uap air

Ekstraksi Pemisahaan camp cair cair-cair

Absorpsi Pemisahan gas cair-gas

Jenis Proses Separasi

Solute Component adalah komponen yang akan dipisahkan

Gas Stream adalah aliran gas, media yang akan direcovery

Liquid stream adalah aliran liquid, media yang mengabsorp solute component

Gas Absorption Column adalah kolom tempat terjadinya absorbsi

Tray adalah tempat terjadinya kontak antara liquid stream dengan gas stream, berada dalam kondisi kesetimbangan

Contoh : Pemisahan gas CO2 dari gas alam dengan menggunakan pelarut MDEA maka

CO2 adalah Solute comp,

gas alam adalah Gas streamnya,

Pelarut MDEA adalah Liquid Stream.

Istilah yang sering digunakan:

Gas Absorption

1. Definisikan sasaran

2. Siapkan informasi

3. Rumuskan modelnya

4. Tentukan solusinya

5. Analisis hasilnya

6. Validasi modelnya

• Sketsa prosesnya• Kumpulkan data• Nyatakan asumsinya

Menggunakan BantuanSoftware Ithink

Enam Tahap Pemodelan

Mencari harga dari : Fraksi solute di gas product yi Fraksi solute di liquid product xi

Definisikan Sasaran

L

Xf

V

y1

L

Xn

V

yn+1

Liquid Feed

Liquid Product Gas Feed

Gas Product1

n

Sketsa Proses

Tidak ada reaksi di dalam sistem Komponen dalam fase liquid tidak terabsorbsi oleh aliran

gas Komponen gas yang terabsorbsi hanyalah komponen

yang tidak diinginkan dalam aliran gas Kolom absorbsi menggunakan tray pada setiap stage Setiap stage pada kolom absorbsi merupakan

equilibrium stage

Asumsi Yang Digunakan

L= moles inert liquid / time = liquid molar flowrate

V= moles inert vapor / time= vapor molar flowrate

M= moles liquid / stage = liquid molar holdup perstage

W= moles vapor / stage = vapor molar holdup perstage

xi= moles solute (stage i) / mole inert liquid (stage i)

yi= moles solute (stage i) / mole inert vapor (stage i)

Definisi Variabel

Material BalanceAccumulation = In – Out +Generation

Persamaan Equilibrium yi = a.xi

0....)..(11

iiii

ii yVxLyVxLdt

yWxMd

Stage i

Lxi Vyi+1

Lxi-1 Vyi

Perumusan Model

Densitas liquid >>> densitas gasAsumsi : Akumulasi solute di setiap stage hanya berasal dari liquid ( W.yi=0 )

iiiii yVxLyVxL

dtxdM .....

11

iiiiii yVxLyVxL

dtyWxMd ....)..(

11

Pencarian Solusi

Asumsi : M konstan

Subtitusi Persamaan Equilibrium ( yi = a.xi )y = Komposisi Fase Gas; x = Komposisi Fase Liquida = Parameter kesetimbangan

iiiii y

MVx

MLy

MVx

ML

dtdx

11

iiiii xa

MVx

MLxa

MVx

ML

dtdx .. 11

11.).(.

iiii x

MaVx

MaVL

xML

dtxd

Diketahui jumlah stage Didapatkan persamaan akumulasi solute/stage

Balance sekitar top stage ( stage 1 )

Xf = Komposisi feed liquid

1-n1nnn x

MLy

MVx

MV.aL

dtdx

Balance sekitar Bottom stage ( stage n )yn+1 = Komposisi Feed Vapor

f21

i xMLx

MV.ax

MV.aL

dtdx

CONTOH : Jumlah stage dalam sebuah kolom absorpsi = 5 stage

21f1 x

MV.ax

MV.a)(Lx

ML

dtdx

3212 x

MV.ax

MV.a)(Lx

ML

dtdx

4323 x

MV.ax

MV.a)(Lx

ML

dtdx

5434 x

MV.ax

MV.a)(Lx

ML

dtdx

6545 y

MV.ax

MV.a)(Lx

ML

dtdx

Stage 1 :

Stage 2 :

Stage 3 :

Stage 4 :

Stage 5 :

Penentuan Solusi & Analisa Hasil

KondisiSteady State

Step Changey6

Step Changexf

Ithinky 5.1.1

Kasus: benzene yang dibawa udara akan diabsorbsi oleh minyak (heavy oil) dalam kolom absorbsi 5 tray

Diketahui: L = 4/3 kgmol inert minyak/min V = 5/3 kgmol udara/min

M = 20/3 kgmol a = 0,5

input awal: xf = 0.0 y6 = 0.1

Ditanya: output keluaran : X5 dan Y1

Contoh Permasalahan

Kondisi Steady StateKondisi dimana dxi/dt=0Kondisi steady state untuk :

X1 = 0.01 X2 = 0.02 X3 = 0.04 X4 = 0.07 X5 = 0.12

Step Change inVapour Feed Composition

( y6 ) y6 yang lebih besar menghasilkan nilai x1 s/d x5 yang

lebih besar

9:42 AM Tue, May 18, 2004y6

0.10 0.55 1.000.00

0.35

0.70

1-5: y6 v. x5

Graph 6 (Untitled)

y6 yang lebih besar menghasilkan nilai y1 yang lebih besar

9:44 AM Tue, May 18, 2004y6

0.10 0.55 1.000.00

0.01

0.02

1-6: y6 v. y1

Graph 6 (Untitled)


( y6 )

Komposisi setiap stage (X1 – X5) terbesar terjadi pada nilai Y6 = 1 (keduanya inert)

10:41 AM Tue, May 18, 2004y6

0.10 0.55 1.000.00

0.50

1.00

1-5: y6 v. x5

Graph 6 (Untitled)


( y6 )

Respon yang dihasilkan pada perubahan x5 lebih cepat dibanding kan respon pada perubahan y1

9:46 AM Tue, May 18, 2004y1

0.00 0.01 0.020.00

0.35

0.70

1-5: y1 v. x5

Graph 6 (Untitled)


( y6 )

Step Change inVapour Feed Composition ( y6

) Kecepatan merespon :

x5>x4>x3>x2>x1

9:47 AM Tue, May 18, 2004

0.00 25.00 50.00 75.00 100.00

minute

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

5:

5:

5:

0.00

0.04

0.07

1: x1 2: x2 3: x3 4: x4 5: x5

1 1 1 12

22 2

3

33 3

4

44 4

5

5 5 5

Graph 6 (Untitled)

Perubahan nilai : x5 > x4 > x3 > x2 > x1

0.060001 > 0.035032 > 0.019470 > 9.782844e-003 > 3.755104e-003


( y6 )

KESIMPULAN Peningkatan y6 akan menghasilkan x1 s/d x5 dan y1 yang

lebih besar

Respon yang dihasilkan pada perubahan x5 lebih cepat dibanding kan respon pada perubahan y1

Perubahan komposisi yang lebih besar terjadi pada stage yang lebih dekat dengan variabel yang diganggu

Kecepatan perubahan komposisi yang lebih cepat terjadi pada stage yang lebih dekat dengan variabel yang diganggu

Thanks for your

attentionDaaaaahhh

!!!

analisis sistem proses

Documents