Table Of ContentLAMPIRAN A
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Basis perhitungan = 1 jam operasi
Satuan berat = Kilogram (kg)
Bahan baku = - Benzen (C H ); BM = 78,11 kg/kmol
6 6
- Propilen (C H ); BM = 42,08 kg/kmol
3 6
- Propana (C H ); BM = 44,09 kg/kmol
3 8
Produk akhir = Isopropilbenzen (C H ); BM = 120,19 kg/kmol
9 12
Produk samping = Diisopropilbenzen (C H ) ; BM = 162 kg/kmol
12 18
(Wikipedia, 2010)
Kemurnian Isopropilbenzen = 99,20% ([email protected], 2010)
Kapasitas produksi dalam satu jam operasi :
2500Ton 1Tahun 1000Kg 1Hari
= x x x
1Tahun 330hari 1Ton 24 jam
= 315,6565 kg/jam
Jumlah hari operasi = 330 hari
Jumlah jam operasi = 24 jam
Perhitungan neraca massa dilakukan dengan alur mundur, dimana perhitungan
dimulai dari alur produk sampai ke alur bahan baku. Adapun kemurnian
Isopropilbenzen (IPB) adalah 99,20% dengan sisanya adalah Diisopropilbenzen
(DIPB).
Universitas Sumatera Utara
A.1 Akumulator (AC-102)
Fungsi : Untuk mengumpulkan destilat yang keluar dari Menara destilsi II (MD-
102) yang telah dikondensasikan di kondensor (E-108) dan membagi
menjadi aliran produk dan aliran recyle.
IPB
(l)
DIPB
(l)
Benzene
(l)
IPB (25) IPB
(l) (l)
DIPB (l) (26) (27) DIPB (l)
Benzene (l) AC-102 Benzene (l)
Komposisi Produk d ari data spesifikasi produk Isopropilbenzena :
(chemicals(at)merck.co.id, 2010)
- Cumene : X27 = 0,992
- DIPB : X27 = 0,001
- Benzene : X27 = 0,007
F27 = 315,6565 kg/jam (Data kapasitas produk)
Berdasarkan dari data-data pabrik yang sudah berdiri bahwa rasio reflux maksimal
pada destilasi adalah 15% dari laju alir destilat (hasil destilasi). (setiawan,2002)
Jadi, F26 = 0,15 x F27
Maka F26 = 0,15 x 315,6565 kg/jam = 47,3485 kg/jam
Nerca massa total = F25 = F26 + F27
F25 = 47,3485 + 315,6565 = 363,0050
Alur 27
F27 = 315,6565 kg/jam
IPB : F27 = 0,9920 x 315,6565 = 313,1312 kg/jam
IPB
DIPB : F27 = 0,0010 x 315,6565 = 0,3157 kg/jam
DIPB
Benzene : F27 = 0,0070 x 315,6565 = 2,2096 kg/jam
Benzene
Alur 26
F26 = 47,3485 kg/jam
IPB : F26 = 0,9920 x 47,3485 = 46,9696 kg/jam
IPB
Universitas Sumatera Utara
DIPB : F26 = 0,0010 x 47,3485 = 0,0474 kg/jam
DIPB
Benzene : F26 = 0,0070 x 47,3485 = 0,3315 kg/jam
Benzene
Alur 25
F25 = 363,0050 kg/jam
IPB : F25 = 0,9920 x 363,0050 = 360,1008 kg/jam
IPB
DIPB : F25 = 0,0010 x 363,0050 = 0,3631 kg/jam
DIPB
Benzene : F25 = 0,0070 x 363,0050 = 2,5411 kg/jam
Benzene
Tabel LA.1 Neraca Massa Akumulator (AC-102)
Masuk
Keluar (kg/jam)
Komponen (kg/jam)
Alur 25 Alur 26 Alur 27
Benzen 2,5411 0,3315 2,2096
Propilen - - -
Propana - - -
Isopropilbenzen 360,1008 46,9696 313,1312
Diisopropilbenzen 0,3631 0,0474 0,3157
363,0050 47,3485 315,6565
Total
363,0050 363,0050
A.2 Menara Distilasi (MD-102)
Fungsi : Untuk memisahkan Isopropilbenzen dengan Diisopropilbenzen.
IPB
(27) (l)
DIPB
(l)
Benzene
(l)
IPB
(l) (22)
DIPB MD-102
(l)
Benzene
(l)
(31) IPB
(l)
DIPB
(l)
Asumsi komposisi pada alur umpan berdasarkan pabrik yang sudah berdiri:
Universitas Sumatera Utara
- X = 0,9100
IPB
- X = 0,0836
DIPB
- X = 0,0064
Benzene
(Setiawan, 2002)
Pada destilasi diinginkan:
- X = 0,992
D
- X = 0,008
B
X = X =0,91
F IPB
B (X −X ) (0,992−0,91)
= D F = =0,0833 (McCabe, 1997)
( ) ( )
F X −X 0,992−0,008
D B
F31
=0,0833
F22
F31 =0,0833F22
Neraca massa total
F22 = F27 +F31
F22 = F27 +0,0833F22
0,9167F22 =F27
F27
F22 = = 344.34 kg/jam
0,9167
F31 = F22 −F27 =344,34−315,6565= 28,6835kmol/jam
Alur 27
F27 = 315,6565 kg/jam
IPB : F27 = 0,9920 x 315,6565 = 313,1312 kg/jam
IPB
DIPB : F27 = 0,0010 x 315,6565 = 0,3157 kg/jam
DIPB
Benzene : F27 = 0,0070 x 315,6565 = 2,2096 kg/jam
Benzene
Alur 22
F22 = 344,34 kg/jam
IPB : F22 = 0,91 x 344,34 = 313,3494 kg/jam
IPB
DIPB : F22 = 0,0836 x 344,34 = 28,7810 kg/jam
DIPB
Benzene : F22 = 0,0064 x 344,34 = 2,2096 kg/jam
Benzene
Universitas Sumatera Utara
Alur 31
F31 = 28,6835 kg/jam
IPB : F31 = F22 - F27 = 0,2182 kg/jam
IPB IPB IPB
DIPB : F31 = F22 - F27 = 28,4653 kg/jam
DIPB DIPB DIPB
Tabel LA.2 Neraca Massa Menara Destilasi (MD-102)
Masuk
Keluar (kg/jam)
Komponen (kg/jam)
Alur 22 Alur 27 Alur 31
Benzen 2,2096 2,2096 -
Propilen - - -
Propana - - -
Isopropilbenzen 313,3494 313,1312 0,2182
Diisopropilbenzen 28,7810 0,3157 28,4653
344,34 315,6565 28,6835
Total
344,34 344,34
A.3 Reboiler (E-110)
Fungsi : Untuk menaikkan temperatur campuran sampai ke titik didihnya sebelum
dimasukkan ke kolom destilasi
IPB
(l)
IPB (29) DIPB
(l) (l)
DIPB (30)
(l)
E-110
IPB
(l)
DIPB
(l)
(31)
Berdasarkan Geankoplis (2003), untuk kondisi umpan masuk dalam keadaan bubble
point (cair jenuh) sehingga q = 1.
Vd = Vb + (1-q) F (Geankoplis, 2003)
Vb = Vd
= 363,0050 kg/jam
Lb = Vb + B
= 363,0050 + 28,6835
Universitas Sumatera Utara
= 391,6885 kg/jam
Alur 31
F31 = 28,6835 kg/jam
IPB : F31 = F22 - F27 = 0,2182 kg/jam
IPB IPB IPB
DIPB : F31 = F22 - F27 = 28,4653 kg/jam
DIPB DIPB DIPB
Alur 30
F30 = Vb = 363,0050 kg/jam
IPB : F30 = 0,008 x 363,0050 = 2,9040 kg/jam
IPB
DIPB : F30 = 0,992 x 363,0050 = 360,1010 kg/jam
DIPB
Alur 29
F29 = Lb = 391,6885 kg/jam
IPB : F29 = 0,008 x 391,6885 = 3,1335 kg/jam
IPB
DIPB : F29 = 0,992 x 391,6885 = 388,5550 kg/jam
DIPB
Tabel LA.3 Neraca Massa Reboiler (E-110)
Masuk
Keluar (kg/jam)
Komponen (kg/jam)
Alur 29 Alur 30 Alur 31
Benzen - - -
Propilen - - -
Propana - - -
Isopropilbenzen 3,1335 2,9040 0,2182
Diisopropilbenzen 388,5550 360,1010 28,4653
391,6885 363,0050 28,6835
Total
391,6885 391,6885
Universitas Sumatera Utara
A.4 Menara Distilasi (MD-101)
Fungsi : Untuk memisahkan Benzen dengan Campuran Isopropilbenzen dan
Diisopropilbenze
(23) Cumene
(l)
Benzene
(l)
Menara
Cumene (l) (15) Distilasi
DIPB (l) (MD-
Benzene (l) 101) Cumene
(l)
DIPB
(22) (l)
Benzene
(l)
Asumsi komposisi pada alur umpan berdasar pabrik yang sudah berdiri :
- X = 0,2336897
IPB
- X = 0,0163103
DIPB
- X = 0.75
Benzene
(setiawan, 2002)
Komposisi Umpan Menara Distilasi (MD-102) sama dengan komposisi hasil bawah
Menara Distilasi (MD-101), komposisi hasil bawah MD-101 :
- X = 0,91
D
- X = 0,09
B
X = X =0,75
F BENZEN
B (X −X ) (0,91−0,75)
= D F = =0,1951 (McCabe, 1997)
( ) ( )
F X −X 0,91−0,09
D B
F22
= 0,1951
F15
F22
F15 =
0,1951
F15 = 1764,9411 kg/jam
Neraca massa total
F23 = F15 −F22
F23 =1764,9411−344,34
F23 =1420,6011kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Alur 22
F22 = 344,34 kg/jam
IPB : F22 = 0,91 x 344,34 = 313,3494 kg/jam
IPB
DIPB : F22 = 0,0836 x 344,34 = 28,7810 kg/jam
DIPB
Benzene : F22 = 0,0064 x 344,34 = 2,2096 kg/jam
Benzene
Alur 15
F15 = 1764,9411 kg/jam
Benzene :F15 = 0,75 x 1764,9411 = 1323,7115 kg/jam
Benzene
IPB : F15 = 0,2336897 x 1764,9411 = 412,4486 kg/jam
IPB
DIPB : F15 = 0,0163103 x 1764,9411 = 28,7810 kg/jam
DIPB
Alur 23
F23 = 1420,6011 kg/jam
Benzene : F23 = F15 - F22 = 1321,5091 kg/jam
Benzene Benzene Benzene
IPB : F23 = F15 - F22 = 99,0992 kg/jam
IPB IPB IPB
Tabel LA.4 Neraca Massa Menara Distilasi (MD-101)
Masuk
Keluar (kg/jam)
Komponen (kg/jam)
Alur 15 Alur 22 Alur 23
Benzen 1323,7115 2,2096 1321,5019
Propilen - - -
Propana - - -
Isopropilbenzen 412,4486 313,3494 99,0992
Diisopropilbenzen 28,7810 28,7810 -
1764,9411 344,34 1420,6011
Total
1764,9411 1764,9411
Universitas Sumatera Utara
A.5 Akumulator (AC-101)
Fungsi : Untuk mengumpulkan destilat dengan komposisi sebagian besar Benzen
yang keluar dari kondensor E-107 dan membagi aliran produk dan aliran
recyle.
Isopropilbenzen
(l)
Benzen
(l)
(18)
Isopropilbenzen (l) (19) (23) Isopropilbenzen
(l)
Benzene (l) AC-101 Benzene
(l)
Kompo sisi Produk :
- Benzene : X23 = 0,9302
- IPB : X23 = 0,0698
F23 = 1420,6011 kg/jam
Asumsi F19 = 0,15 x F23
Maka F19 = = 0,15 x 1420,6011 kg/jam = 213,0902 kg/jam
Nerca massa total
F18 = F19 + F23
F18 = 213,0902 + 1420,6011 = 1633,6913 kg/jam
Alur 23
F23 = 1420,6011 kg/jam
Benzene : F23 = F15 - F22 = 1321,5091 kg/jam
Benzene Benzene Benzene
IPB : F23 = F15 - F22 = 99,0992 kg/jam
IPB IPB IPB
Alur 19
F19 = 213,0902 kg/jam
Benzene : F19 = 0,9302x 213,0902 = 198,2166 kg/jam
Benzene
IPB : F19 = 0,0698 x 213,0902 = 14,8736 kg/jam
IPB
Alur 18
Universitas Sumatera Utara
F18 = 1633,6913 kg/jam
Benzen : F18 = F19 + F23 = 1519,7185 kg/jam
IPB Benzene Benzene
IPB : F18 = F19 + F23 = 113,9728 kg/jam
DIPB IPB IPB
Tabel LA.5 Neraca Massa Akumulator (AC-101)
Masuk
Keluar (kg/jam)
Komponen (kg/jam)
Alur 18 Alur 19 Alur 23
Benzen 1519,7185 198,2166 1321,5019
Propilen - - -
Propana - - -
Isopropilbenzen 113,9728 14,8736 99,0992
Diisopropilbenzen - - -
1633,6913 213,0902 1420,6011
Total
1633,6913 1633,6913
A.6 Reboiler (E-106)
Fungsi : Untuk menaikkan temperatur campuran sampai ke titik didihnya sebelum
dimasukkan ke kolom destilasi
Cumene
(l)
Cumene (20) DIPB
(l) (l)
DIPB (21) Benzene
(l) (l)
Benzene Cumene
(l) (l)
E-106
DIPB
(l)
Benzene
(l)
(22)
Berdasarkan Geankoplis (2003), untuk kondisi umpan masuk dalam keadaan bubble
point (cair jenuh) sehingga q = 1.
Vd = Vb + (1-q) F (Geankoplis, 2003)
Vb = Vd
= 1633,6913 kg/jam
Lb = Vb + B
= 1633,6913 + 344,34
= 1978,0313 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Description:yang keluar dari kondensor E-107 dan membagi aliran produk dan aliran recyle. Komposisi Diambil panjang bak = 3,25 ft = 0,9906 m. Uji desain :.