Kompros Fix

LAPORAN TUGAS BESAR MATA KULIAH MODEL DAN KOMPUTASI PROSES

PERANCANGAN PLUG FLOW REAKTOR PADA PRODUKSI AMMONIUM SULFAT YANG BEKERJA SECARA NON ADIABATIS MENGGUNAKAN PROGRAM SCILAB

Oleh :

Adisty Kurnia Rahmawati

21030113120072

Jonathan Powell P.

21030113120061

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

HALAMAN PENGESAHAN

LABORATORIUM KOMPUTASI PROSES UNIVERSITAS DIPONEGORO

JudulTugas

:Perancangan Plug Flow Reaktor pada Produksi Ammonium Sulfat yang Bekerja Secara Non Adiabatis Menggnakan Program Scilab

Kelompok

: 9Senin Siang

Anggota

: 1. Adisty Kurnia R.

21030113120072

2. Jonathan Powell P.

21030113120061

Semarang, Desember 2015 Mengesahkan, Asisten Laboratorium

Eka Tamara Pebriani NIM : 21030112120007

ii

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

KATA PENGANTAR Puji syukur terucapkan kepada Allah SWT yang telah memberi rahmat-Nya sehingga Tugas Besar Praktikum Komputasi Proses materi Plug Flow ReactorNon Adiabatis ini dapat terselesaikan. Penyusunan Tugas Besar ini dibantu oleh beberapa pihak, sehingga tak lupa ucapan terima kasih tertuju kepada : 1.

Dr. Ir. Setia Budi Sasongko,DEA dan Luqman Buchori,MT sebagai dosen pengampu Mata Kuliah Model dan Komputasi Proses.

2.

Seluruh Asisten Laboratorium Komputasi Proses 2015, terutama kepada Eka Tamara Pebriani selaku asisten pembimbing Tugas Besar.

3.

Serta semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Besar ini.

Tugas Besar ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun diharapkan mampu memperbaiki Tugas Besar ini menjadi lebih baik. Semoga laporan ini dapat bermanfaat.

Semarang,

Desember 2015

Penyusun

iii

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

DAFTAR ISI

COVER ...............................................................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................

ii

KATA PENGANTAR ........................................................................................................

iii

DAFTAR ISI.......................................................................................................................

iv

DAFTAR TABEL ...............................................................................................................

vi

DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................................

vii

INTISARI ...........................................................................................................................

vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................................................

1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................................

1

1.3 Tujuan .....................................................................................................................

1

1.4 Manfaat ...................................................................................................................

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori..............................................................................................................

3

2.1.1 Analisa Reaktor ..............................................................................................

3

2.1.2 Sifat Reaksi ....................................................................................................

6

2.1.3 Jenis Reaksi....................................................................................................

8

2.2 Studi Kasus .............................................................................................................

9

2.2.1 Analisa Kasus.................................................................................................

9

2.2.2 Identifikasi Bahan Baku dan Produk .............................................................

10

2.2.3 Tinjauan Kinetika...........................................................................................

11

2.2.4 Tinjauan Termodinamika ...............................................................................

12

BAB III METODE PENYELESAIAN 3.1 Permodelan .............................................................................................................

14

3.2 Algoritma Penyelesaian ..........................................................................................

14

iv

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

3.1.1 Permodelan Kasus ..........................................................................................

14

3.1.2 Neraca Massa PFR .........................................................................................

14

3.1.3 Laju Reaksi ....................................................................................................

15

3.1.4 Stokiometri.....................................................................................................

16

3.1.5 Neraca Panas ..................................................................................................

16

3.1.6 Kombinasi ......................................................................................................

17

3.3 Logika Pemrograman ..............................................................................................

18

3.4 Bahasa Pemrograman..............................................................................................

18

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Simulasi .........................................................................................................

20

4.1.1 Hubungan Volume terhadap Konversi dan Temperatur ...............................

20

4.2 Analisa Hasil ...........................................................................................................

21

4.2.1 Hubungan Volume terhadap Konversi...........................................................

21

4.2.2 Hubungan Volume terhadap Temperatur.......................................................

21

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan .............................................................................................................

22

5.2 Saran .......................................................................................................................

22

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................................

23

LAMPIRAN

v

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

DAFTAR TABEL Tabel 4.1.1 Hubungan Volume Reaktor terhadap Konversi dan Temperatur .................... 20

vi

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1.1 Reaktor Batch .................................................................................................... 3 Gambar 2.1.2 Raktor Alir ........................................................................................................ 4 Gambar 2.1.3 Reaktor Alir Pipa .............................................................................................. 5 Gambar 2.1.4 Reaktor Alir Semi Batch ................................................................................... 5 Gambar 3.1.1 Reaktor Plug Flow pada Proses Produksi Amonium Sulfat ........................... 14 Gambar 3.3.1 Diagram Alir Logika Pemrograman ............................................................... 18 Gambar 4.1.1 Grafik Hubungan Volume terhadap Konversi dan Temperatur ...................... 20

vii

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

INTISARI Reaktor merupakan suatu alat dalam industri yang digunakan untuk mengubah suatu reaktan menjadi produk. Berdasarkan operasi nya reaktor dibedakan menjadi batch, semi batch, dan kontinyu. Sedangkan berdasarkan jenis nya terbagi menjadi tiga yaitu batch, CSTR, dan PFR. Ammonium Sulfat merupakan pupuk buatan yang mengandung 2 unsur hara yaitu Nitrogen dan Sulfur , dimana seperti yang diketahui bahwa kedua unsur ini merupakan komponen yang sangat dibutuhkan dalam tanaman. Plug Flow Reactor (PFR) atau sering disebut sebagai reaktor pipa merupakan reaktor yang digunakan dalam pembuatan ammonium sulfat dari ammonium karbonat dan gypsum. Pemilihan reaktor ini berdasarkan beberapa pertimbangan diantaranya untuk memperoleh hasil yang besar, cepat, serta dapat digunakan pada reaksi heterogen. Proses pembuatan Ammonium sulfat ini menggunakan proses Merseburg, dengan bahan bakunya adalah gypsum, NH3, CO2, H2SO4 Dalam perancangan reaktor PFR pada pembuatan ammonium sulfat ini dilakukan dalam keadaan non adiabatic, reaksinya bimolekular dan paralel, dan sifat reaksinya adalah endotermis. Umpan masuk dengan laju 10 cuft/hr dan keluar dengan konversi yang diharapkan yaitu 0.95. Setelah dilakukan perancangan dan dihitung menggunakan program scilab ternyata didapatkan profil hubungan volume vs konversi. Volume reaktor yang dibutuhkan yaitu sebesar 0.3423525 cuft untuk mendapatkan konersi 0.95. Sedangkan pada profil volume vs temperatur akan diperoleh hasil bahwa volume dan temperatur berbanding lurus. Sebagai saran dalam perancangan reaktor dengan program scilab ini yaitu Perlu ketelitian di dalam input data atau pun persamaan ke dalam program agar terhindur dari kesalahan. Selain itu dibutuhkan pemahaman dalam pengoperasian program scilab sehingga mampu membahasakan persamaan baik neraca massa ataupun neraca panas ke dalam sprogram scilab.

viii

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Reaktor merupakan suatu alat dalam industri yang digunakan untuk mengubah suatu reaktan menjadi produk. Berdasarkan operasi nya reaktor dibedakan menjadi batch, semi batch, dan kontinyu. Sedangkan berdasarkan jenis nya terbagi menjadi tiga yaitu batch, CSTR, dan PFR. Sebagai seorang sarjana teknik kimia diharapkan mampu melakukan perancangan reaktor sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Mengingat bahwa didalam perancangan suatu reaktor dibutuhkan perhitungan baik neraca massa maupun neraca panas yang rumit, maka digunakan scilab sebagai software yang dirancang untuk memudahkan perhitungan dalam perancangan reaktor.

1.2 Rumusan Masalah Perancangan reaktor PFR ini dilakukan untuk mengetahui hubungan antara volume reaktor dengan konversi yang diperoleh dan suhu operasi dengan mempertimbangkan kondisi operasi serta reaksi yang terjadi dalam proses ini. Berdasarkan studi pustaka oleh Neneng Sofiyah dan Wahyuningsih (2004), proses produksi amonium sulfat dengan proses Maseburg pada reaktor tangki berpengaduk CSTR mencapai konversi 95% setelah 5 jam. Dengan perancangan reaktor jenis Plug Flow diharapkan dapat mendapatkan harga konversi yang lebih tinggi. Aliran fluida di dalam pipa yang radial diharapkan dapat meningkatkan kontak antar reaktannya sehingga dapat meningkatkan konversinya.

1.3 Tujuan 1 Mampu merancangPlug Flow Reactor (PFR) sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan dalam produksi amonium sulfat (ZA). 2 Mampu mencari volume (V) Plug Flow Reactor (PFR) yang dibutuhkan untuk berbagai konversi dalam produksi ammonium sulfat (ZA). 3 Mampu mencari volume (V) Plug Flow Reactor (PFR) yang dibutuhkan untuk berbagai suhu operasi dalam produksi ammonium sulfat (ZA) 4 Mampu mensimulasi program yang telah disusun untuk merancang reaktor menggunakan program scilab.

1

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis 1.4 Manfaat 1 Mahasiswa mampu merancangPlug Flow Reactor (PFR) sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan dalam produksi amonium sulfat (ZA). 2 Mahasiswa mampu mencari volume (V) Plug Flow Reactor (PFR) yang dibutuhkan untuk berbagai konversi dalam produksi ammonium sulfat (ZA). 3 Mahasiswa mampu mencari volume (V) Plug Flow Reactor (PFR) yang dibutuhkan untuk berbagai suhu operasi dalam produksi ammonium sulfat (ZA). 4 Mahasiswa mampu mensimulasi program yang telah disusun untuk merancang reaktor menggunakan program scilab.

2

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori Reaktor merupakan alat utama pada industri yang digunakan untuk proses kimia yaitu untuk mengubah bahan baku menjadi produk. Reaktor dapat diklasifikasikan atas dasar cara operasi, fase maupun geometrinya. Berdasarkan cara operasinya dikenal reaktor batch, semi batch, dan kontinyu. Berdasarkan fase reaksi yang terjadi didalamnya reaktor diklasifikasikan menjadi reaktor homogen dan reaktor heterogen, sedangkan ditinjau dari geometrinya dibedakan reaktor tangki berpengaduk, reaktor kolom, reaktor fluidisasi dan lain lain. Secara Klasifikasi sistem reaktor dibagi menjadi 3: Batch reactor (BR), Steady-state flow reactor: a) Plug flow reactor, dan b) Mixed flow reactor dan Unsteady-state flow or semibatch reactor 2.1.1 Reaktor Batch Fa0 Ca0 Cb0

Gambar 2.1.1 Reaktot Batch  Biasanya untuk reaksi fase cair  Digunakan pada kapasitas produksi yang kecil Keuntungan reactor batch: - Lebih murah dibanding reactor alir - Lebih mudah pengoperasiannya - Lebih mudah dikontrol Kerugian reactor batch: - Tidak begitu baik untuk reaksi fase gas (mudah terjadi kebocoran pada lubang pengaduk) - Waktu yang dibutuhkan lama, tidak produktif (untuk pengisian, pemanasan zat pereaksi, pendinginan zat hasil, pembersihan reactor, waktu reaksi) Contoh pemakaian pada industri fermentasi seperti bioethanol, nata de coco, asam sitrat dan industri lainnya.

3

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis Neraca Massa Komponen Input – output + reaksi

= akumulasi

FA0 – FA + rA.V1

=

0 – 0 + rA.V1

=

rA.V1

=

-rA.V1

=−

k.CA.CB

=-

t

= CA0∫𝐶𝐴0 −𝑟𝐴

𝑑𝑁𝑎 𝑑𝑡

𝑑𝑁𝑎 𝑑𝑡

𝑑𝐶𝑎.𝑉 𝑑𝑡 𝑑𝐶𝑎.𝑉 𝑑𝑡 𝑑𝐶𝑎 𝑑𝑡 𝐶𝐴 𝑑𝐶𝐴

2.1.2 Reaktor Alir (Continous Flow) Ada 2 jenis: A. RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk) Fa0

Fa

Gambar 2.1.2 Reaktor Alir Keuntungan: -

Suhu dan komposisi campuran dalam rerraktor sama

-

Volume reactor besar, maka waktu tinggal juga besar, berarti zat pereaksi lebih lama bereaksi di reactor.

Kerugian: -

Tidak effisien untuk reaksi fase gas dan reaksi yang bertekanan tinggi.

-

Kecepatan perpindahan panas lebih rendah dibanding RAPΔ

-

Untuk menghasilkan konversi yang sama, volume yang dibutuhkan RATB lebih besar dari RAP.

Contoh pemakaian pada industri antibiotic, pelarut organic, pengolahan limbah cair dan industri lainnya. Neraca Massa Total Input – Output = Akumulasi 𝑑𝑣

FA0 - FA

= 𝑑𝑡

0

= 𝑑𝑡

FA0= FA

𝑑𝑣

4

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis Neraca Massa Komponen Input – Output + Reaksi

= Akumulasi

FA0 – FA + rA.V1

=0

FA0 – FA0(1-XA) + rA.V1

=0

FA0. XA

= -rA.V1

V1

= FA0.[−𝑟𝐴] XA

1

B. Plug Flow/ Reaktor Alir Pipa

Fa0

Fa0

Gambar 2.1.3 Reaktor Alir Pipa Dikatakan ideal jika zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh penampang pipa. Keuntungan : -

Memberikan volume yang lebih kecil daripada RATB, untuk konversi yang sama

Kerugian: -

Harga alat dan biaya instalasi tinggi.

-

Memerlukan waktu untuk mencapai kondisi steady state.

-

Untuk reaksi eksotermis kadang-kadang terjadi “Hot Spot” (bagian yang suhunya sangat tinggi) pada tempat pemasukan . Dapat menyebabkan kerusakan pada dinding reaktor.

Neraca Massa Total 𝑑𝑣

FA0 - FA

= 𝑑𝑡

1.

= 𝑑𝑡

FA0= FA

𝑑𝑣

Neraca Massa Komponen Input – Output + reaksi = akumulasi FAV – FAV + ΔV + rA . ΔV = 0

−𝛥𝐹𝐴+𝑟𝐴.𝛥𝑉=0 −𝛥𝐹𝐴 𝛥𝑉 +rA

∶ΔV

=0 FA dFA

= FA0 (1-XA) = -FA0.dXA

5

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

−𝛥𝐹𝐴

= -rA

𝛥𝑉 𝑣

𝑋 𝑑𝑋𝐴

∫0 𝑑𝑉

= 𝐹𝐴0 ∫0

−𝑟𝐴 𝑋 𝑑𝑋𝐴

𝑉

= 𝐹𝐴0 ∫0

−𝑟𝐴

2.1.3 Reaktor semi batch Biasanya berbentuk tangki berpengaduk Fa0

Gambar 2.1.4 Reaktor Alir Semi Batch 2.1.4 Reaksi eksotermis dan Endotermis 1. Reaksi Eksotermis Reaksi Eksotermis adalah reaksi yang menyebabkan adanya transfer kalor dari sistem ke lingkungan. Reaksi eksotermis selalu ditandai dengan adanya kenaikan suhu sistem saat reaksi berlangsung. Perubahan entalpi pada reaksi eksotermis bertanda negatif (ΔH<0) . Hal ini dikarenakan energi yang dilepaskan lebih besar daripada energi yang digunakan untuk reaksi. Contoh reaksi eksotermis adalah pembentukan air dari hidrogen dan oksigen sebagai berikut 2H2 (g)+ O2(g)

2H2O(g)

ΔH=-483,6 Kj/mol

2. Reaksi Endotermis Reaksi Endotermis adalah reaksi yang menyebabkan adanya transfer kalor dari lingkungan ke sistem. Reaksi ini ditandai dengan adanya penurunan suhu sistem. Reaksi endotermis memiliki entalpi bernilai positif (ΔH>0 . Hal ini dikarenakan energi yang dilepaskan lebih kecil dari energi yang digunakan untuk reaksi. Contoh reaksi endotermis adalah pembentukan nitrogen oksida dari gas nitrogen dan oksigen sebagai berikut : N2(g) + O2(g)

2NO(g)

ΔH=180,5 Kj/mol

2.1.5 Kondisi Operasi Jenis Reaktor Berdasarkan Keadaan Operasinya

6

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis 1. Reaktor isotermal Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama. 2. Reaktor adiabatis Kondisi operasi yang dilakukan tanpa ada transfer panas, salam hal inidigunakan isolator panas. 3. Non Adiabatis Kondisi dimana suhu tidak dibuat tetap dan terjadi transfer panas. Kondisi ini lebih riil dibandingkan dengan kondisi operasi sebelumnya.

2.1.6 Reaksi Seri dan Paralel A. Reaksi Seri Reaksi seri atau reaksi konsekutif yaitu dari reaktan terbentuk produk antara yang aktif kemudian lebih lanjut berubah menjadi produk lain yang stabil. Contoh : k1

A

k2

R

S

Reaksi seri yang terkenal pada skala industri adalah reaksi antara etilen-oksid dan ammonia berurutan terbentuk mono-etanol-amin, kemudian reaksi berlanjut terbentuk di-etanol-amin dan produk akhir adalah tri-etanol-amin. EO

k1

C2H4O +

NH3

HOCH2CH2NH2

EO

(HOCH2CH2NH)2NH

(HOCH2CH2)3N

Reaksi Paralel adalah reaksi samping (competitive reaction) yaitu dari reaktan yang sama dihasilkan produk yang berbeda melalui jalur reaksi yang berbeda pula. Contoh : A A

k1

R

k2

S

Contoh reaksi paralel yang cukup terkenal pada skala industri adalah reaksi oksidasi terhadap etilen akan dihasilkan produk yang diinginkan adalah etilen oksid sementara selama terjadi reaksi oksidasi sebagian etilen terbakar sempurna dan dihasilkan produk yang tidak diinginkan adalah uap air dan karbon dioksida. C2H4

+½ O2

C2H4O

7

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

C2H4

+

3 O2

2CO2 +2 H2O (Mining Harsanti, 2013)

2.1.7 Reaksi Monomolekuler dan Bimolekuler



Reaksi Monomolekular (Unimolekular) adalah reaksi dimana hanya ada satu jenis molekul pereaksi dan salah satunya isomerisasi (A B) atau reaksi dekomposisi (A B + C).



Reaksi Bimolekular adalah reaksi dimana ada dua molekul pereaksi yang sama atau tidak bergabung menghasilkan satu atau sejumlah molekul produk. Biasanya dalam bentuk reaksi asosiasi (kebalikan reaksi dekomposisi) A + B AB atau reaksi pertukaran A + B AB 2A A2 atau 2A C + D

2.2 Studi Kasus Ammonium

Sulfat

atau

yang

akrab

disebut

sebagai

Zwalwezuur

Ammoniummerupakan pupuk buatan yang mengandung 2 unsur hara yaitu Nitrogen dan Sulfur , dimana seperti yang diketahui bahwa kedua unsur ini merupakan komponen yang sangat dibutuhkan dalam tanaman. Plug Flow Reactor (PFR) atau sering disebut sebagai reaktor pipa merupakan reaktor yang digunakan dalam pembuatan ammonium sulfat dari ammonium karbonat dan gypsum. Pemilihan reaktor ini berdasarkan beberapa pertimbangan diantaranya untuk memperoleh hasil yang besar, cepat, serta dapat digunakan pada reaksi heterogen. Proses pembuatan Ammonium sulfat ini menggunakan proses Merseburg, dengan bahan bakunya adalah gypsum, NH3, CO2, H2SO4 (Neneng Sofiyah dan Wahyuningsih). Proses Maseburg pertama kali dikenalkan di Inggris pada tahun 1951, dan sampai saat ini masih banyak digunakan oleh negara negara yang memiliki suplay gypsum dalam jumlah yang besar. Ammonium Sulfat dengan mereaksikan gas amonia dengan asam sulfat di bawah tekanan vakumnya, yaitu sekitar 55-58 mmHg dan suhu antara 63-66°C. Pada proses ini terjadi reaksi antara ammonium karbonat pekat dengan gypsum. Konversi yang diharapkan dari proses ini adalah 95% setelah 5 jam jika gypsum bereaksi secara sempurna (Ni Ketut S.I dan Hutami I.P.). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : (NH4)2CO3(aq) + CaSO4.2H2O(aq)

(NH4)2SO4(aq) + CaCO3(s) + 2H2O(g)

Reaksi Samping yang terjadi :

8

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis (NH4)2CO3(aq)

NH3(g) + CO2(g) + H2O

Data-data yang dibutuhkan dalam perancangan adalah Laju Umpan

: 60 m3/jam

Umpan (NH4)2CO3

: 50%

Umpan CaSO4.2H2O : 50% Tekanan

: 1 atm

Suhu Reaktor

: 65-72°C

Suhu Pemanas

: 110°C

Ukuran Reaktor Pipa : panjang 3 meter, diameter 5cm Konversi yang diinginkan: 95% 2.2.1 Ammonium Sulfat Proses produksi ammonium sulfate melewati beberapa tahapan reaksi, diantaranya adalah: 1. Tahap Penyiapan bahan baku 2. Tahap Karbonasi 3. Tahap Reaksi 4. Tahap Scrubbing 5. Tahap filtrasi 6. Tahap Netralisasi 7. Tahap Evaporasi dan kristalisasi 8. Tahap Drying Dalam hal perancangan reaktor, maka akan disoroti tahap reaksi yang terjdi. Amonium karbonat pekat mengalir Carbonation Tower ke reaktor pipa dan dicampurkan dengn gypsum yang diangkut dari gudang dengan belt conveyor. Aliran dijaga supaya tidak terlalu cepat, hal ini ditujukan agar pertumbuhan kristal menjadi lebih besar.

2.2.2 Spesifikasi Bahan Baku / Reaktan 

Ammonia (NH3) Rumus Molekul

:NH3

Berat Molekul

: 17,031gram/mol

Wujud

: cair (P=11,6 atm, T=30°C)

Warna

: tidak berwarna

Bau

: khas ammonia

Titik didih

: -33,35°C

9

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis Titik beku

: -77,7°C

Komposisi

: amonia min 99,5% Air maks 0,5%

Density

: 0,6 gr/cc (25°C) : 27,550 + 2,56278x10-02T + 9,90042x10-06T2 +

Cp (-6,68639x10-09T3) 

Karbondioksida (CO2) Rumus Molekul : CO2 Berat Molekul

: 44,01 gram/mol

Wujud

: gas (P=22atm, T=30°C)

Warna

: tidak berwarna

Bau

: tidak berbau

Titik didih

: -78°C

Titik Lebur

: -57°C

Komposisi

: karbondioksida min 98,5% (volume) Air maks 1,5% (volume)

Cp 

:19,02230 + (7,96291x10-02T) + (-7,37067x10-05T2)+ 3,74572x10-08

Gypsum (CaSO4.2H2O) Rumus Molekul :CaSO4.2H2O



Berat Molekul

:172,17 gram/mol

Wujud

: padat (crystal monoclynic)

Warna

: putih

Bau

: tidak berbau

Titik leleh

: 400°C

Komposisi

: 99% (min)

Cp

: 1090 J/Kg°C

Air Bersih (H2O) Rumus Molekul :H2O Berat Molekul

: 18 gram/mol

Wujud

: cair

Warna

: tidak berwarna

Bau

: tidak berbau

Titik didih

: 100°C

Titik beku

: 0°C

10

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis



Rasa

:Tidak berasa

pH

: 5,4-7,5

density

:1 gr/cc

Asam Sulfat Rumus Molekul : H2SO4 Berat Molekul

:98,079 gram/mol

Wujud

: cair (P=1 atm, T=30°C)

Warna

: tidak berwarna

Bau

: khas asam sulfat

Titik didih

: 330°C

Titik lebur

: 10°C

Komposisi

: H2SO4

98-99,5%

H2O 0,2-2% SO2

150ppm

Fe



100ppm maks.

Density

: 1,8261 gr/cc (pada 30°C)

Cp

:138,593 J/mol K

Ammonium Karbonat Rumus Molekul

: (NH4)2CO3

Berat Molekul

: 114,1 gram/mol

Wujud

: padat kristal

Warna

: tidak berwarna

Bau

: Tidak berbau

Titik Lebur

: 58°C

Cp

: 149,11 J/ mol K

2.2.3 Spesifikasi Produk 

Ammonium Sulphate Rumus Molekul

:(NH4)2SO4

Berat Molekul : 132,14 gram/mol Wujud

: padat (kristal orthorombic)

Warna

: tidak berwarna

Bau

:tidak berbau

Komposisi

: Nitrogen

21%

H2SO4 bebas 0,1% berat H2O 0,15%

11

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis Titik didih

: 330°C

Titim Lebur

: 235°C

Cp

: 164 J/mol K (Neneng Sofiyaah dan Wahyuningsih, 2004)

2.2.4 Tinjauan Thermodinamika Reaksi pembentukann amonium sulfat adalah sebagai berikut : (NH4)2CO3(aq) + CaSO4.2H2O(aq

)(NH4)2SO4(aq) +

CaCO3(s) + 2H2O(l)

Dari reaksi tersebut maka dapat dilakukan perhitungan panas reaksinya untuk mengetahui jenis reaksi yang terjadi eksotermis atau endotermis. ΔHf(NH4)2CO3

= -935,33112 Kj/mol

ΔHf CaSO4.2H2O

= -2006,85884 Kj/mol

ΔHf (NH4)2SO4

= -1169,49884 Kj/mol

ΔHf CaCO3

= -1212,0786 Kj/mol

ΔHf H2O

= -286,03129 Kj/mol (Perry&Green, 1999)

ΔH reaksi

= ΔH produk – ΔH reaktan

=[(-1169,49884)+(-1212,0786)+2(-286,03129)] – [(-935,33112) + (-2006,85884)] = 274,58123 KJ/mol Dari perhitungan diatas diperoleh harga ΔH reaksi 2371,6 joule, karena harga ΔH reaksi nya bernilai positif, maka reaksi ini tergolong sebagai reaksi endotermis.

2.2.5 Tinjauan Kinetika Reaksi antara

(NH4)2CO3dan CaSO4.2H2O terjadi di dalam reaktor pipa sesuai

dengan reaksi berikut: (NH4)2CO3(aq) + CaSO4.2H2O(aq)

(NH4)2SO4(aq) + CaCO3(s) + 2H2O(l)

Reaksi pembentukan amonium sulfat merupakan reaksi endotermis. Bila ditinjau dari eneri bebas Gibs diperoleh: ΔG

= ΔG produk – ΔG reaktan

R

= 1,987 cal/mol K

T

= 338 K

(Smith Van Ness, 1996:567)

Diketahui ΔGf masing masing komponen pada suhu 298 K : ΔG f(NH4)2CO3

= -885,2 Kj/mol

ΔG fCaSO4.2H2O

= -1797,4 Kj/mol

ΔG f(NH4)2SO4

= -901,9 Kj/mol

12

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis ΔG fCaCO3

= -1128,8 Kj/mol

ΔG fH2O

= -237,2 Kj/mol

ΔG reaksi

= ΔG produk – ΔG reaktan = [ (- 901,9) + (- + 2(-237,2)] – [(-885,2) + (-1797,4)] = -2505,1 – (-2682,6) = 180,5

ΔG

= -R T ln K

ln K

= 1,987 𝑥 298

K 298

= 1,3564

180,5

Dari perhitungan diatas diperoleh harga K = 1,3564. Karena harga K > 1 maka reaksi berjalan ke kanan dan dinggap satu arah atau irreversible. Perancangan reaktor ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui hubungan antara volume reaktor terhadap konversi dan suhu operasi

13

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

BAB III METODE PENYELESAIAN 3.1. Pemodelan

Qc in

V

V+ΔV

CA0 = 1.3 mol/L

X = 0,95

CB0 = 1.48 mol/L

FA

T0 = 60°C

T

Qc out

Gambar 3.1.1 Reaktor Plug Flow pada Proses Produksi Amonium Sulfat 3.2.Algoritma Penyelesaian Reaksi Utama (NH4)2CO3(aq) + CaSO4.2H2O(aq)

k1 (NH4)2SO4(aq) + CaCO3(s) + 2H2O(l) 60°C, 1 atm

Reaksi Samping k2

(NH4)2CO3(aq)NH3(g) + CO2(g) + H2O(l) k3 60°C, 1 atm

Neraca Massa Reaksi Utama A+B

C + D + 2E

𝑑𝑋 −𝑟𝐴 = 𝑑𝑉 𝐹𝐴0 𝑑𝑋 𝑘1. 𝐶𝐴 . 𝐶𝐵 + 𝑘2. 𝐶𝐴 − 𝑘3. 𝐶𝐹 . 𝐶𝐺 . 𝐶𝐸 = 𝑑𝑉 𝐹𝐴0 1

1

1

1

𝑑𝑋 [𝑘0 exp 𝐸𝑎 (𝑇0 − 𝑇)] . 𝐶𝐴 . 𝐶𝐵 = 𝑑𝑉 𝐹𝐴0 𝑑𝑋 [𝑘0 exp 𝐸𝑎 (𝑇0 − 𝑇)] . 𝐶𝐴0 (1 − 𝑋). 𝐶𝐵0 (𝐶𝐵0 − 𝐶𝐴0 𝑋) = 𝑑𝑉 𝐹𝐴0

14

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis Dimana: k0 : konstanta laju reaksi pada suhu referensi (298K) T0 : Suhu masuk Reaktor T

: Suhu Keluar Reaktor

CA0 : Konsentrasi awal zat A CB0 : Konsentrasi awal zat B X

: Koversi yang diinginkan

Laju Reaksi −𝑟1𝑎 = 𝑘1. 𝐶𝐴 . 𝐶𝐵 −𝑟2𝑎 = 𝑘2. 𝐶𝐴 −

𝑘2 𝐶 .𝐶 .𝐶 𝐾 𝐹 𝐺 𝐸

𝑘1 = 𝑘0 exp

𝐸𝑎 1 1 ( − ) . 𝐶𝐴 . 𝐶𝐵 𝑅 𝑇0 𝑇

𝑘1 = 𝑘0 exp

𝐸𝑎 1 1 ( − ) . 𝐶𝐴0 (1 − 𝑋). 𝐶𝐵0 (𝐶𝐵0 − 𝐶𝐴0 𝑋) 𝑅 𝑇0 𝑇

Dimana

: R = 8.314 J/mol K T0 = suhu fluida masuk reaktor (338 K) T = suhu fluida keluar reaktor Ea = Energi ativasi (0.035 KJ/mol) CA0= Konsentrasi mula mula zat A CB0 = Konsentrasi awal zat B X = Koversi yang diinginkan

k0 diperoleh dari rumus : 𝑘0 = 𝐴𝑒 −𝐸𝑎⁄𝑅𝑇 , nilai k0 ini untuk reaksi pada suhu 298 K Dimana

: Ea = 0.035 KJ/mol

15

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis A = 51.30 R = 8.314 J/mol K T = 298 K T (suhu keluar reaktor) diperoleh dengan rumus: 𝑇=

−𝑋[∆𝐻𝑟 + ∆𝐶𝑝𝑇𝑟] + (∑ 𝜃𝑖. 𝐶𝑝𝑖)𝑇0 −(𝑋. ∆𝐶𝑝) + (∑ 𝜃𝑖. 𝐶𝑝𝑖)

dimana : X = Konversi yang diharapkan ΔHr = entalpy reaksi ΔCp = kapasitas panas reaksi pada suhu referensi (298 K) ϴi = mol zat lain/mol pereaktan Cpi = kapasitas panas masing masing komponen pada suhu T T0 = suhu masuk reaktor (298 K) Stoikiometri 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴0 (1 − 𝑋𝐴 ) 𝐶𝐵 = 𝐶𝐴0 (𝜃𝐵 − 𝑋𝐴 ) 𝐶𝐶 = 𝐶𝐴0 𝑋𝐴 𝐶𝐷 = 𝐶𝐴0 𝑋𝐴 Neraca Panas Reaksi Utama A+B

k1

C + D + 2E

Reaksi samping k2

A

k3

F+G+E

𝑑𝑇 𝑈𝑎(𝑇𝑎 − 𝑇) + (−𝑟1𝐴 )(−∆𝐻𝑅𝑋1𝐴 ) + (−𝑟2𝐴 )(−∆𝐻𝑅𝑋2𝐴 ) = 𝑑𝑉 𝐹𝐴 𝐶𝑝𝐴 + 𝐹𝐵 𝐶𝑝𝐵 + 𝐹𝐶 𝐶𝑝𝐶 + 𝐹𝐷 𝐶𝑝𝐷 + 𝐹𝐸 𝐶𝑝𝐸 + 𝐹𝐹 𝐶𝑝𝐹 + 𝐹𝐺 𝐶𝑝𝐺

16

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis Dimana, U = koefisien perpindahan panas reaktor pipa (110 J/m2.s.K) a = 80/m Ta = temperatur masuk reaktor T = temperatur keluar reaktor -r1A= laju reaksi pada reaksi utama dengan konstanta laju reaksi k1 -r2A = laju reaksi pada reaksi samping dengan konstanta laju reaksi k2 r3A = laju reaksi pada reaksi samping dengan konstanta laju reaksi k3 ΔHRX1= entalpi reaksi utama ΔHRX2= entalpi reaksi samping FA,B,C,D,E,F,G = laju alir komponen A,B,C,D,E,F,G CpA,B,C,D,E,F,G= Kapasitas Panas komponen A,B,C,D,E,F,G pada temperatur T Menentukan Hubungan Volume reaktor terhadap konversi: 1) Hitung harga k0 pada suhu 298 K 2) Set x=0 untuk memperoleh tempertur keluar reaktor 3) Menentukan temperatur keluar reaktor 4) Hitung k1 5) Masukkan nilai k1 pada persamaan neraca massa (dX/dV) Menentukan Hubungan Volume Reaktor terhadap Temperatur 1) Menghitung nilai k1 2) Menghitung nilai k2 dengan persamaan energi bebas Gibbs 3) Menghitung laju reaksi pada reaksi utama dan reaksi samping -rA1 = k1.CA.CB -rA2 = k2.CA– k2/K.CF.CG.CE 4) Menghitung entalpi reaksi pada reaksi utama dan reaksi samping 5) Menghitung kapasitas panas reaksi utama dan reaksi samping 6) Menghitung laju alir keluar reaktor masing masing komponen 7) Menghitung nilai Cp masing masing komponen dalam fungsi T 8) Memasukkan variabel yabg dibutuhkan pada persamaan neraca panas

17

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis 3.3.Logika Pemrograman mulai

A, Ea, R, Tr, T0, ΔHr (Tr),ΔCp (Tr),

Neraca Massa dan Neraca Panas

Modul (Prosedur)

Next X;T

Output

selesai Gambar 3.3.1 Diagram Alir Logika Pemrograman 3.4. Bahasa Pemrograman 3.4.1 Hubungan Volume Reaktor terhadap Konversi clear clc functiondT=suhu(V, T) //T(1)=X dan T(2)=T v0=10 A=51.30 ea=35 R=8.314 P=1 T0=338 dHr1=274.58//entalpy reaksi utama

18

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis dHr2=-76.23//entalpy reaksi samping ca0=P/(R*T0)//konsentrasi ammonium karbonat awal cb0=P/(R*T0)//konsentrasi gypsum mula mula fa0=v0*ca0//laju umpan ammonium karbonat fb0=v0*cb0//laju umpan gypsum tetaB=fb0/fa0 ca=ca0*(1-T(1)) cb=ca0*(tetaB-ca0*T(1)) cf=ca0*T(1) cg=ca0*T(1) ce=ca0*T(1) Fa=v0*(ca0*(1-T(1))) Fb=v0*(cb0-(ca0*T(1))) Fc=v0*ca0*T(1) Fd=v0*ca0*T(1) Fe=v0*ca0*T(1) Ff=v0*ca0*T(1) Fg=v0*ca0*T(1) CpA=6.59+(0.00100*T(2)) CpB=18.52+(0.02197*T(2))+(-156800/(T(2)^2)) CpC=51.6+(0.0340*T(2)) CpD=19.68+(0.01189*T(2))+(-307600/(T(2)^2)) CpE=8.22+(0.00015*T(2))+(-0.00000134/(T(2)^2)) CpF=6.70+(0.00630*T(2)) CpG=10.34+(0.00275*T(2))+(-195500/(T(2)^2)) dCp1=CpC+CpD+CpE-CpA-CpB dCp2=CpF+CpG+CpE-CpA k0=3.92//pada T referensi k1=k0*exp(ea/R)*((1/T0)+(-1/T(2))) k2=k0*exp(ea/R)*((1/T0)+(-1/T(2))) r1A=-k1*ca*cb r2A=-k2*ca+1.3564/k2*cf*cg*ce Ua=8800 Ta=1100 dT(1)=(-r1A-r2A)/fa0 dT(2)=(Ua*(Ta-T(2))+(-r1A*dHr1)+(r2A*dCp2))/((Fa*CpA)+(Fb*CpB)+(Fc*CpC)+(Fd*CpD)+(Fe*CpE)+(Ff*CpF)+(Fg*CpG)) endfunction T0=[0;388] V0=0 V=(0:10:100) T=ode(T0,V0,V,suhu) V=V' T=T' disp('V(cuft) X T(K)') disp([VT]) clf subplot(2,2,1) plot2d(V,T(:,1),4) xtitle('Hubungan Volume terhadapKonversi','Volume','Konversi') subplot(2,2,2) plot2d(V,T(:,2),3) xtitle('Hubungan Volume terhadap Suhu','Volume','Suhu')

19

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Simulasi 4.1.1 Hubungan Volumeterhadap Konversi dan Temperatur Tabel 4.1.1 Hubungan Volume terhadap Konversi dan Temperatur V(cuft)

X

T(K)

0.

0.

388.

10.

0.4179553

1100.

20.

0.6612239

1100.

30.

0.8028171

1100.

40.

0.8852305

1100.

50.

0.9331988

1100.

60.

0.9611184

1100.

70.

0.9773689

1100.

80.

0.9868275

1100.

90.

0.9923328

1100.

100.

0.9955371

1100.

Gambar 4.1.1 Grafik Hubungan Volume Reaktor terhadao Konversi dan Temperatur

20

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis 4.2 Analisa Hasil 4.2.1 Hubungan Volume terhadap Konversi Berdasarkan persamaan Volume Reaktor dan kecepatan reaksi: 𝑑𝑋𝐴 −𝑟𝐴 = 𝑑𝑉 𝐹𝐴𝑜 −𝑟𝐴 = 𝑘1𝐶𝐴 + 𝑘2𝐶𝐴 Dilakukan perhitungan Volume reaktor pada rentang 0-0,95 menggunakan prinsip Hasil Simulasi Scilab PDB (Persamaan Diferensial Biasa)sehinggadidapatkan bahwasemakin besar nilai konversi, maka volume reaktor menjadi naik. Sesuai dengan rumus: 𝑥

𝑉 = 𝐹𝐴0 ∫ 0

𝑑𝑋𝑎 −𝑟𝐴

Dari persamaan tersebut dapat kita simpulkan bahwa volume dan konversi berbanding lurus, sehingga volume akan meningkat seiring dengan meningkatnya konversi. Berdasarkan perhitungan dengan program scilab diperoleh volume reaktor yang tepat untuk reaksi pembentukan ammonium sulfat dari ammonium carbonat dan gypsum dengan kondisi operasi endotermis, non adiabaatis jika diinginkan konversi 0.95 yakni 56.05 cuft, nilai ini diperoleh dari hasil interpolasi data hail perhitungan dengan scilab. 4.2.1 Hubungan Volume terhadap Temperatur Berdasarkan persamaan Suhu Reaktor pada PFR: 𝑑𝑇 𝑈𝑎(𝑇𝑎 − 𝑇) + (−𝑟𝑀 )[−∆𝐻𝑅𝑋 (𝑇)] = 𝑑𝑉 𝐹𝑀0 (𝐶𝑝𝑀 + 𝑋∆𝐶𝑝 ) Dilakukan

perhitungan

Suhu

reaktor

menggunakan

prinsip

Deklarasi

Scilab

PDB(Persamaan Diferensial Biasa), Dapat disimpulkan bahwa seharusnya semakin tinggi suhu, maka konversi semakin besar dan volume semakin tinggi.Pada proses ini suhu operasi dibuat konstan yaitu dengan memanfaatkan heater. Pada konversi 0.95 maka suhu yang dibutuhkan adalah 1100K.

21

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Pada perancangan dan simulasi Reaktor PFR Non Adiabatis untuk reaksi Ammonium Sulfat menggunakan program scilab 5.1.1. diperoleh : 1. Hubungan antara volume reaktor terhadap konversi yaitu berbanding lurus, dimana konversi akan meningkat seiring dengan meningkatnya volume. 2. Hubungan antara volume reaktor terhadap suhu yaitu berbanding lurus, dimana temperatur akan meningkat seiring dengan meningkatnya volume. 5.2. Saran 1. Perlu ketelitian di dalam input data atau pun persamaan ke dalam program scilab untuk menghindari terjadinya kesalahan/kegagalan run 2. Dibutuhkan pemahaman pengoperasian program scilab sehingga mampu membahasakan persamaan baik neraca massa ataupun neraca panas ke dalam sprogram scilab.

22

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

DAFTAR PUSTAKA

Fogler, H., Scott. ,1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, 3rd edition , Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical Engineering Series. Franks, R.G.E., 1967, Mathematical modeling in chemical engineering. John Wiley and Sons, Inc., New York, NY, USA, pp. 4-6. Harsanti, Mining ,2013 Reaksi Seri dan Paralel, Jakarta. nd

Levenspiel, O., 1972, Chemical reaction engineering, 2 ed. John Wiley and Sons, Inc., New York, NY, USA,. Perry, Robert H., and Green, Don W., 1999, “Perry’s Chemical Engineering Handbook”, 7th edition, Mc Graw – Hill Co. Inc., United States. Smith, J.H., and Van Ness H.C., 1959, “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”, 2nd edition, Mc Graw – Hill Co. Inc., New York. Wahyuningsih & Neneg Sofiyah , 2004, Prarancangan Pabrik ammonium Sulfat proses Merseberg kapasitas 285000 ton/tahun, Semarang.

23

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

24

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis LAMPIRAN

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis LEMBAR ASISTENSI No

1

2

Tanggal

Keteranagan

1. Penulisan BAB dengan font size 14 bold 2. Buat Header dan Footer sesuai ketentuan 3. Meninjau reaktor secara umum lalu dikaitkan dengan seorang sarjana teknik kimiaa yang dituntut untuk mampu melakukan perancangan reaktor. Perancangan reaktor membutuhkan neraca massa dan neraca panas dengan perhitungan secara rumit maka menggunakan scilab untuk memudahkan perhitungan perancangan. 4. Rumusan masalah berisi masalah apa yang mau dibahas dalam perancangan reaktor menggunakan scilab nantinya, untuk PFR biasanya ditinjau hubungan volume dan konversi yang didapatkan 27 November 2015 5. Studi kasus berisi goal kalian dalam perancangan reactor untuk reaksi yang telah kalian dapatkan sesuai kode yang diberikan. Dilakukan peninjauan kinetic dan termodinamika untuk membuktikan kode yang diminta disertakan spesifikasi reaktan dan bahan baku produk. Data menggunakan sitasi. Beri juga data tambahan yang akan memudahkan kalian dalam menghitung neraca massa dan neraca panas nantinya 6. Format dibenarkan.Bahas reactor secara keseluruhan (sertakan bach, dan CSTR dengan persamaan neraca massa umum untuk masing2 reaktor

28 November 2015

Cek lagi notes mbak yang kemaren.

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

TTD

Plug Flow Reactor Non Adiabatis 3

29 November 2015 1.

2. 3. 4.

5.

4

5

6 Desember 2015

6 Desember 2015

6. 7.

formatnya dibenarkan lagi itu masih acak2an Bab 3 ditambahkan juga kondisi operasinya. Gambar skema reactor juga dibenarkan. Lihat levenspiel atau fogler Tambahkan kondisi operasi reaksi Tambahkan satuan dan sitasi Reaksi samping ditulis dibawah reaksi utama. Tambahkan kondisi operasi reaksi Yang mau ditinjau dF/dV atau dX/dV? Disesuaikan yaa Dijelaskan step by step ya Logika pemrograman berisi flowchart yang menjelaskan tahapan-tahapan yang dilakukan untuk mencapai tujuan yang diinginkan. Lihat contoh logika pemrograman di buku scilab

1. Nilai –ra disini menggunakan k pada suhu keluaran reaktor dimana rumusnya k=k1 exp Ea(1/T1-1/T) dimana T1 itu suhu bahan masuk reactor dan T itu suhu bahan keluar reaktor 2. kalo bukan reaksi fase gas ga harus pake T0/T 3. Menentukan waktu tinggal atau volume reactor terhadap konversi? Sesuaikan sama algoritma dan tujuan awalmu yaa

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis 1. Tinjauannya sesuaikan dengan di fogler ya. Pertama neraca massa dulu terus rate law, stoikiometri baru neraca panas.Dan itu dikasih sub bab dengan cara kalimatnya di bold tapi gausah pake numbering

2. Dicantumkan nilai k0 ini untuk reaksi pada suhu berapa

3. Untuk trial tidak perlu ditulis disini. 6

12 Desember 2015

Setelah beres penguraian sampai neraca massa bikin subbab baru. Misal Menentukan hubungan volume reaktor dengan konversi a. Set X=0 b. hitung nilai T menggunakan ...........

4. Cf, Cg, sama Ce? 5. ra2 tanpa k1. k3 dibuat sama dengan k2/K, K adalah konstanta keseimbangan

7

12 Desember 2015

1. Pake k2 dan k3 nya juga ya. Kan kondisi operasinya sama 2. Ditambahkan keterangan rumus r-r2a dan r3a itu berapa 3. Logika Pemrograman sesuaikan dengan buku scilab halaman 17

1. Sesuaikan dengan yang ada dibuku scilab 2. Cp fungsi T 3. T disini kalau nilai X nya hanya 1 maka dia

8

13 Desember 2015

Cuma punya satu nilai T. Kalau mau kayak gini ubah tujuannya ya. Contoh “Mengetahui konversi reaktan sepanjang volume reactor pada T tertentu

4. Ca0 nya pake rumus P/RT0 yaaa Cb0 menyesuaikan

5. Fa0 pake rumus Ca0*v0

Laboratorium Model dan Komputasi Proses

Plug Flow Reactor Non Adiabatis

9

14 Desember 2015

1. Dikaitkan sama pembuktian dari rumus juga ya. Misal V berbanding lurus dengan X dan semacamnya.Disebutkan juga jadi berdasarkan perhitungan di scilab didapatkan volume reactor yang tepat untuk reaksi blab la bla dengan kondidi operasi bla blab la jika diinginkan konversi sekian yakni sebesar ... 2. Kesimpulan disesuaikan dengan tujuan 3. Saran yang diberikan lebh kepada kesulitan saat membuat bahasa pemrograman yaitu saat penurunan rumus2 yang didapatkan diterjemahkan kepada bahasa pemrograman scilab

Laboratorium Model dan Komputasi Proses