Tugas 2 TRK
Kelompok 6
Lely KhojayantiMartinus Zakki Rosmi Mubarok
(1306359553)Departemen Teknik KimiaFakultas TeknikUniversitas
Indonesia
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN31.1.Reaktor Non ideal31.2.RTD (Residence Time
Distribution)31.3.Menghitung RTD3BAB II PEMBAHASAN42.1. Problem
P.13-242.2. Problem P.13-4132.3. Problem P.13-518BAB III
KESIMPULAN26DAFTAR PUSTAKA27
BAB IPENDAHULUAN1.1. Reaktor Non idealDalam teknik kimia,
Reaktor kimia adalah suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi
kimia. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel
yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu reaktor
kimia harus mengutamakan efisiensi kinerja reaktor, sehingga
didapatkan hasil produk dibandingkan masukan (input) yang besar
dengan biaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun operasi.
Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya
operasi biasanya termasuk besarnya energi yang akan diberikan atau
diambil, harga bahan baku, upah operator, dll. Perubahan energi
dalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu pemanasan atau
pendinginan, penambahan atau pengurangan tekanan, gaya gesekan
(pengaduk dan cairan), dll. Dalam hal ini ada beberapa factor yang
menyebabkan reactor menjadi tidak ideal bias karena pola aliran,
maupun factor-faktor lainnya.1.2. RTD (Residence Time
Distribution)Residence time adalah lamanya waktu elemen kimia
tinggal dalam suatu kolom lautan atau waktu dimana zat tertentu,
tetap berada dalam kompartemen tertentu dari siklus. Residence time
merupakan suatu konsep yang berguna secara luas untuk mengungkapkan
seberapa cepat sesuatu yang bergerak, melalui suatu sistem dalam
kesetimbangan. Distribusi pada waktu tinggal (RTD) dari reaktor
kimia adalah fungsi distribusi probabilitas yang menggambarkan
jumlah waktu sebuah fluida elemen bisa menghabiskan waktu di dalam
reaktor. Insinyur kimia menggunakan RTD untuk ciri pencampuran dan
mengalir di dalam reaktor dan untuk membandingkan perilaku nyata
reaktor model ideal mereka. Hal ini bermanfaat, tidak hanya untuk
mengatasi masalah reaktor yang sudah ada, tetapi dalam
memperkirakan hasil dari suatu reaksi dan merancang reaktor masa
depan. Konsep ini pertama kali diusulkan oleh MacMullin dan Weber
pada tahun 1935, tapi tidak digunakan secara luas sampai PV
Danckwerts menganalisis sejumlah RTDs penting di 1953. Teori
distribusi waktu tinggal dimulai dengan tiga asumsi, yaitu : 1.
Reaktor berada pada keadaan tunak 2. Transport pada inlet dan
outlet terjadi hanya oleh advection, dan 3. Fluida mampat. 4.
Residence Time Distribution in CSTR'sDalam CSTRs, pola aliran plug
tidak ideal atau dicampur aliran tetapi cenderung untuk melibatkan
backmixing dan penyaluran cairan dan stagnasi keberadaan zona dalam
reaktor. Dalam skala-up, adalah mungkin untuk menentukan kinerja
reaktor dengan kuantifikasi "non-idealistis" dari aliran. Hal ini
dilakukan dengan mengevaluasi fungsi distribusi umur keluar E, juga
disebut sebagai distribusi waktu tinggal, atau RTD. Waktu tinggal
distribusi yang ditentukan oleh waktu pemodelan transportasi
tergantung dari spesies pelacak apung netral. Konsentrasi pelacak
di reaktor keluar itu dipantau dari waktu ke waktu. The CFD
hasilnya dapat benchmarked terhadap pabrik percontohan dan kemudian
digunakan untuk model ditingkatkan, kapasitas produksi reaktor.
1.3. Menghitung RTDDistribusi Residence time diukur dengan
memperkenalkan non-reaktif ke sistem pelacak pada inlet.
Konsentrasi pelacak akan berubah sesuai dengan fungsi yang
diketahui dan tanggapan ditemukan dengan mengukur konsentrasi
pelacak di outlet. Pelacak yang dipilih tidak boleh mengubah
karakteristik fisik dari fluida (setara kerapatan, sama viskositas)
dan pengenalan pelacak tidak boleh mengubah kondisi hidrodinamik.
Secara umum, perubahan dalam konsentrasi pelacak, entah akan
menjadi sebuah pulsa atau langkah. Fungsi lain yang memungkinkan,
tetapi mereka memerlukan lebih banyak perhitungan untuk deconvolute
yang RTD kurva, E (t) yang akan dilakukan pada bab selanjutnya.
BAB IIPEMBAHASAN
2.1. Problem P.13-2i) Example 13-9. Load the Living Example
Problem. If the activation energies in cal/mol and E1 = 5.000, E2 =
1,000, and E3 = 9,000, how would the selectives and conversion of A
change as the temperature was raised or lowered around 350 K?j)
Heat Effects. Redo Living Example Problems 13-7 and 13-8 for the
case when the reaction is carried out adiabatically with (1)
Exothermic reaction with
With k given at 320 K and E = 10,000 cal/mol(2) Endothermic
reaction with
And E = 45 kJ/mol. How will you answers change?Solusi :i) Untuk
mengetahui selektivitas dan konversi akan dilakukan variasi suhu:
Hasil analisa data yang didapatkan dari polymath untuk suhu 350 K
dengan menggunakan assymetric RTD:OLYMATH ResultsNo Title
05-26-2014, Rev5.1.233
Calculated values of the DEQ variables
Variable initial value minimal value maximal value final value t
0 0 2.52 2.52 ca 1 0.0228578 1 0.0228578 cb 1 0.2840909 1 0.2840909
cc 0 0 0.3992785 0.3992785 cd 0 0 0.3178411 0.2612331 ce 0 0
0.3166306 0.3166306 cabar 0 0 0.1513598 0.1513306 cbbar 0 0
0.4543234 0.4539723 ccbar 0 0 0.3570959 0.3566073 cdbar 0 0
0.3029636 0.3026417 cebar 0 0 0.1782569 0.1778722 T 350 350 350 350
k1 1 1 1 1 k2 1 1 1 1 k3 1 1 1 1 E1 -0.004 -27.414373 0.958793
-27.414373 E2 -27.402 -27.402 0.9557439 -0.0272502 ra -2 -2
-0.0293515 -0.0293515 rb -1 -1 -0.0807076 -0.0807076 rc 1 0.0064937
1 0.0064937 rd 1 -0.0522659 1 -0.0513561 re 0 0 0.1762951 0.0742139
E -0.004 -0.0272502 0.958793 -0.0272502 Scd 0 0 1.5284379 1.5284379
Sde 0 0 42.398027 0.8250406
ODE Report (RKF45)
Differential equations as entered by the user [1] d(ca)/d(t) =
ra [2] d(cb)/d(t) = rb [3] d(cc)/d(t) = rc [4] d(cd)/d(t) = rd [5]
d(ce)/d(t) = re [6] d(cabar)/d(t) = ca*E [7] d(cbbar)/d(t) = cb*E
[8] d(ccbar)/d(t) = cc*E [9] d(cdbar)/d(t) = cd*E [10]
d(cebar)/d(t) = ce*E
Explicit equations as entered by the user [1] T = 350 [2] k1 =
exp((5000/1.987)*(1/350-1/T)) [3] k2 =
exp((1000/1.987)*(1/350-1/T)) [4] k3 =
exp((9000/1.987)*(1/350-1/T)) [5] E1 =
-2.104*t^4+4.167*t^3-1.596*t^2+0.353*t-0.004 [6] E2 =
-2.104*t^4+17.037*t^3-50.247*t^2+62.964*t-27.402 [7] ra =
-k1*ca*cb-k2*ca [8] rb = -k1*ca*cb-k3*cb*cd [9] rc = k1*ca*cb [10]
rd = k2*ca-k3*cb*cd [11] re = k3*cb*cd [12] E = if(t