-
PERANCANGAN ALAT PROSES
SIMULASI HYSYS
(Reaksi Pembakaran dalam Reaktor)
Disusun Oleh : Kelompok 5
1. Yohana Mutiara Dewi ( 03031181320039 )
2. Fenny ( 03031281320031 )
3. Yuni Safitri (03031281320029 )
Dosen Pembimbing : Leily Nurul Komariah ,S.T.,M.T.
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
2015
-
Tugas Perancangan Alat Proses
Proses Pembakaran Natural Gas didalam reactor
Problem :
Suatu proses pembakaran didalam reactor menggunakan gas alam dan
udara. Gas alam
sebanyak 1000 kg/h yang digunakan terdiri dari metana 90 %,
etana 5%, propane 3% dan
butane 2% persen massa dalam kondisi 2 atm dan suhu 700 C. udara
yang digunakan 10.000
kg/h diambil dari atmosfer dan disimpan di tanki penyimpanan
dengan tekanan 3 atm dan
suhu 250 C.
Feed tersebut akan dimasukan kedalam reactor konversi dalam
kondisi 5 atm. Semua
kandungan gas alam terkonversi 90% dan terbakar sempurna.
Asumsi : reaksi tersebut terjadi secara simultan.
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
C2H6 + 3,5O2 2CO2 + 3H2O
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
C4H10 + 6,5O2 4CO2 + 5H2O
Pertanyaan : Tentukan komposisi akhir top dan bottom produck
hasil keluaran reactor
!
-
Penyelesaian masalah menggunakan hysys :
1) Hal pertama yang harus dilakukann adalah dengan membuka
program hysys,
kemudian membuka New Case, yaitu dengan mengklik ikon seperti
dibawah ini :
2) Kemudian, untuk menambahkan komponen zat yang dibutuhkan
adalah dengan
mengklik add pada tab simulation basis manager.
3) Selanjutnya yaitu menentukan Komposisi zat yang dibutuhkan
didalam reaksi baik
feed maupun produck
Untuk menmbahkan komponen
-
4) Hal yang tidak kalah penting dalam menjalankan program hysys
adalah menentukan
Fluid Package yang digunakan. Fluid package digunakan sebagai
basis perhitungan
hysys
5) Karena dalam proses pembakaran tersebut digunakan reaksi,
maka dibutuhkan
persamaan reaksi didalam penyelesaiannya. Karena reaksi
pembakaran maka
digunakan reaksi conversi. Tahap tahap nya adalah sebagai
berikut :
6) Langkah selanjutnya yaitu memasukan komponen yang terlibat
dalam reaksi, baik
koefisien, dan basis reaksi. Jika reaktan maka koefisien
bernilai negative sedangkan
Fluid package tersebut digunakan
pada komponen tersebut.
1
2
3
-
produck bernilai positif. Untuk mempermudah mengingat reaksi
yang terjadi maka
beri nama reaksi tersebut.
Jika telah ready maka reaksi tersebut telah lengkap.
7) Karena ada 4 reaksi maka pembuatan persamaa reaksi dilakukan
4 kali.
8) Tambah reaction set yang digunakan dalam reaksi dengan
memasukan semua
komponen reaksi. Pada rating, diisi dengan angka yang sama
karena terjadi secara
simultan.
Persen konversi dari metana
-
9) Untuk memasukan fluid package dalam reaksi deilakukan dengan
cara : add to FP ,
kemudian pilih fluid package yang digunnan, dan selanjutnya klik
add to fluid
packages
10) Setelah semua tahap ini selesai, kita bisa langsung masuk ke
lingkungan simulasi
dengan mengklik enter simulation environment.
Memasukan reaksi yang
digunakan dalam reaktor.
1
2
3
-
11) Untuk memulai simulation, langkah pertama adalah memasukan
material strean
kedalam simulation. Material stream merupakan feed pada reactor
yaitu udara dan
natural gas
Untuk natural gas:
a) Pertama yaitu memasukan keadaan yang berupa tekanan ( 2 atm
), suhu (700C )
dan mass flowrate (1000 kg/h) di tab conditions.
Ruang
simulasi
Case (Main)
Berisi berbagai macam alat yang
digunakan dalam flowsheet
Material
Stream ( Feed)
-
b) Selanjutnya yaitu memasukan komposisi massa di tab
compositions dengan
persen massa, maka dipilih mass fraction:
Untuk Udara : kita dapat melakukan hal yang sama seperti
memasukan
komponen pada natural gas.
Untuk memillih dasar
composition seperti
mass fraction, mole
fraction, mass flow dll.
-
12) Sebelum masuk kedalam reactor, kondisi natural gas dan udara
harus disesuaikan
dengan kondisi operasi pada reactor. Karena ke dua feed berfase
gas, maka
digunakan kompresor untuk menaikan tekanan.
13) Langkah pertama yang dilakukan adalah menyambungkan
kompresor ke masing-
masig feed yang akan dimasukan ke dalam reactor, masukan nama
energy yang
digunakan untuk mengoperasikan kompresor, dan berikan nama feed
keluaran
tersebut.
14) Langkah kedua yaitu memasukan kondisi operasi yang sesuai
didalam reactor di tab
worksheet, yaitu tekanan 5 atm
-
15) . Berikut ini adalah gambar dari kompresor yang telah
selesai dibuat seperti pada
tahap sebelumya .
16) Tahap selanjutnya adalah memasukan Reaktor konversi yang
terdapat pada case
main. Kemudian buat hubungan pada tab connections reactor
tersebut.
Tekanan 5 atm
-
17) Untuk memasukan reaksi yang terjadi didalam reactor, maka
dibuka tab reaction,
kemudian masukan set-1 pada kolom reaction set ( set yang telah
dibuat sebelum
masuk ke simulation environment yang berisi reaksi yang terjadi
didalam reaktor).
Feed yang akan
masuk ke reaktor
1
2
-
18) Berikut ini adalah flowsheet dari problem yang ada
19) Untuk mencari komposisi akhir top dan bottom product dari
reactor, maka klik 2 kali
top produck ( vapour ) keluaran reactor untuk mencari komposisi
to product dan klik
2 kali pada bottom product (liquid) keluaran reaktor. Secara
default komposisi pada
hysys adalah mole fraction .Untuk mengubah mole fraction adalah
dengan mengklik
basis, kemudian ubahke mass fraction
a) Top Product ( mass fraction )
b) Bottom Product ( mass fraction ).
-
Tabel top produck dan bottom produck:
No Nama Senyawa Top Product
( mass fraction )
Bottom Product
( mass fraction )
1 Metana 0.033963 0.072839
2 Etana 0.000455 0.000474
3 Propane 0.000273 0.0000228
4 n-butana 0.008565 0.005391
5 Oksigen 0.000000 0.000000
6 Nitrogen 0.718188 0.883321
7 Karbon Dioksida 0.130170 0.037747
8 Air 0.108386 0.000000