Penerapan Rekayasa Proses Dalam Perancangan

8/16/2019 Penerapan Rekayasa Proses Dalam Perancangan

1/36

Rekayasa Proses (TG492)

Penerapa Rekayasa Prosesuntuk Perancangan

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNOLOGIAGROINDUSTRIFAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DANKEJURUANUNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA


2/36

BAB I. PERANCANGAN PROSES KIMIA

I. KONSEP PERANCANGAN PROSES KIMIA

Pengertian :

1. RUDD & WATSONProses Engineering : “ Suatu pekerjaan yang berkaitan dengan kreai yte! pr"

e#ara Tekni & $k"n"!i !u%ai dari kebutuan baan baku ' energy' dan pr"duk yadiai%kan “.

(. )A*UTO )ASUNO

Project Engineering : “ Suatu teknik untuk !enye%eaikan uatu peran#angan d

k"ntruki pabrik yang didaarkan pada data+data peran#angan pr"e “

Proses Design : “ Suatu pekerjaan yang berkaitan dengan peran#angan, pe!i%ipera%atan & -ai%ita %ain untuk pr"e pr"duki “.

. /I0RANDT & DR2D$NChemical Engineer : “ Se"rang yang !air da%a! penge!bangan' peran#angak"ntruki' dan "perai dari Pabrik )i!ia !u%ai dari baan baku a!pai pr"duk “

1


3/36

II. PROSES KIMIA

Ada%a “ uatu tran-"r!ai 3perubaan4 baan baku,baan !enta !enjadipr"duk yang dikeendaki “.

Tahapan – tahapan Proses :

1.Penyediaan baan baku.(.Pen#a!puran.

.Pe!anaan , Pendinginan.

5.R e a k i.

6.Pe!iaan.

7.Pengeringan.

8.Pe!bearan , Penge#i%an Partike%.9.Penge!aan.

Langkah-langkah ntk Proses !ang Opt"##

a.SINTESA : MENCIPTAKAN PROSES

e%iputi : ; Pe!i%ian taap tran-"r!ai 3Perubaan4.

$ engubungkan taapan tran-"r!ai !e!bentuk Struktur

yang diebut % &LO' S(EET %


4/36

). SIM*LASI

Ada%a “ "de% !ate!atik pr"e yang beruaa !e!perkirakan

k"ndii "perai pr"e pada keadaan tertentu “.

Si!u%ai Pr"e %+ISA, di%akukan ete%a % Strktr &lo Sheet %

te%a dibuat.

Pada simulasi proses, yang dilakukan adalah :

1. Meramalkan laju alir, komposisi, suhu, tekanan dari bahan/alat.2. Spesikasi Peralatan Proses.

!. Penentuan bahan baku yang dipakai

". Penentuan #nergy yang dibutuhkan

$. #%aluasi PERFORMAN!E " (KINERJA) struktur

perancangan.


5/36

PER&ORMANCE' terdiri dari :

$#"n"!i# Per-"r!an#e

)ea!anan 0ingkungan

)ebutuan $nergy

)riteria )eeatan & )ee%a!atan )erja

)e!udaan Operai"na% dan Pengenda%ian


6/36

III. (IERARC(/ PERANCANGAN PROSES 0 *NION MO1EL 2 REAKTOR SEPARATOR (EAT E3C(ANGERS NET 'ORK *TILITAS

)eterangan :

Puat uatu pr"e ki!ia ada%a R$A)TOR' karena dida%a!nya akan

terjadi pr"e perubaan baan baku !enjadi pr"duk.

Peran#angan reakt"r yang dipi%i' akan !engai%kan #a!puran baan

u!pan yang tak terk"n>eri ' pr"duk' dan pr"duk a!ping yang per%u

dipiakan.

Peran#angan Reakt"r' !enentukan per"a%an pe!iaan dan re#y#%e.

Site! reakt"r' eparat"r' dan re#y#%e bera!a+a!a !enentukan

Peran#angan @eat $=#anger.

)eper%uan $N$R2 diediakan pada Unit UTI0ITAS 3Stea!'B""%ing

Water' d%%4.


7/36

I4. PEN1EKATAN PERANCANGAN

a. e!bentuk truktur % Ke"l % !enjadi % +esar %

- 0angka aCa% !e!i%i reakt"r ter!auk yte! pe!iaan da

re#y#%e'dt.

+ Setiap taap aru dapat !e!buat keputuan berdaarkan in-"r!ai yan

teredia.

b. en#iptakan dan !eng"pti!ai truktur +ESAR yang dapat diederanakan

Dibuat Struktur KECIL5 ke!udian S*PER STR*KT*R6(/PER STR*KT*R

Di!aukkan e!ua "perai yang %ayak & e%uru interaki yan!e!ungkinkan untuk peran#angan yang "pti!a%.

KESIMP*LAN : 7"ka "ng"n #enge#)angkan Peranangan Proses K"#"a

a8a 9 #asalah !ang sangat #en8asar5 !a"t :

. 1apatkah se#a strktr 8" I8ent";"kas"kan <

9. 1apatkah strktr "t 8" Opt"#as"kan <


8/36

PEMILI#AN REAKTOR

&eputusan yang harus diambil adalah :

' (ype ' &onsentrasi

' Suhu ' (ekanan

' Phase ' &atalis

Ja$a% Reaks& ' )ntuk meghasilkan suatu produk , terdapat

A$er%a& *a$a%%ya reaks&

Dasar%ya '

Membutuhkan bahan baku yang relati* murah

Produk samping , sedikit atau tidak ada sama sekali.

&ebutuhan #nergy, minimal.


9/36

!o%o+ ' +da ! +lternati* jalannya reaksi :

1. 2 -2 - l 2 -! l 0inil hlorid2. 2 -" l2 2 -" l2

2 -" l2 2 -! l - l

!. 2 -" 32 2 - l 2 -" l2 -2 3

2 -" l2 2 -! l - l

Reaksi 1 4 2 : (idak 5easible

Reaksi 2 : Produk samping - l di jual.


10/36

A,T-PE SISTEM REAKSI '

., Reaks& T/%00a$

5eed Produk

5eed Produk 6y Produk

5eed 1 5eed 2 Produk

(ype Reaktor : Reaktor 6atch 4 Plug 5lo7 Reaktor

2, Reakor Ga%1a ( Para$e$ )

5eed Produk

5eed 6y Produk

(ype Reaktor : Reaktor Mi8ed 5lo7 4 Plug 5lo7 Reaktor


11/36

,Reaks& 0a%1a (Ser&)

5eed Produk

5eed 6y Produk

(ype Reaktor : Reaktor 6atch 4 Plug 5lo7 Reaktor

4, Reakor Ser& 3 Para$e$

5eed Produk

5eed 6y Produk

5eed 6y Produk

, Reaks& Po$&5er&sas&


12/36

KINER7A REAKTOR

1. )"n>eri Reaktan yang bereaki ,reaktan !auk reakt"r.

(. Se%ekti>ita 3 Pr"duk,reaktan yang bereaki 4

=


13/36

B"nt" : enEene dibuat dari T"%uena' dengan reaki :

B7 @6 B@. F @( B7 @7 F B@5

T"%uena enEene !etane

( B7 @7 B1( @1G F @(

dipeny%

Data :

Ko#ponen Inlet &lo Rate

K#ol6=a#

Otlet &lo Rate

K#ol6=a#@( 1969 169

B@5 9G5 1G9

B7 @7 1 (9(

B7 @6 B@ 8( H

B1( @1G G 5


14/36

@itung : B"n>eri"n' Se%e#ti>ity dan Rea#t"r 2ie%d teradap T"%uena eri T"%uene 3T"%uene yang bereaki4,3T"%uene !auk4

38( J H4, 8( G'86

ity dari T"%uene 3Pr"duk enEene4,3T"%uene !auk reakt"r4= -akt"r St"#i"!etri

K 3(9( +14,38( J H4 L = 1 G'H7

Rea#t"r 2ie%d K 3(9( +14,38(4 L = 1 G'8(


15/36

b. )"n>eri @( 31969 J 1694,1969 G'16


16/36

+. Konsentras" Reaktor

. Reaks" Tnggal Irre>ers")el

i%a a%a atu


17/36

&onsentrasi 9nert akan menaikkan &on%ersi

5eed Produk 1 Produk 2

Penambahan bahan 9nert akan memperkecil jumlah mole per

satuan %olum , sehingga kon%ersi keseimbangan naik. Penghilangan Produk selama reaksi , akan memperbesar

kon%ersi. Reaksi akan bergeser ke kanan , juka uap airdiambil/dihilangkan.

, Reaks& Para$e$

5eed 1. 5eed 2. Produk5eed 1. 5eed 2. 6y Produk

Memperbesar kadar 9nert akan menurunkan pembentukanby produk .

)ntuk semua kasus , dengan reaksi kedua adalah 9rre%ersibel

maka penambahan by produk ke dalam reaktor akanmenghambat pembentukan nya.


18/36

4, Reaks& Ser&

5eed Produk

Produk 6y Produk

&onsentrasi produk yang rendah akan dapat menghambatreaksi ke 2. , berarti reaktan harus beroperasi dengankon%ersi yang rendah.

Misal : 5eed 1. 5eed 2. Produk

Produk 6y Produk

&onsentrasi produk yang rendah penghambat reaksi 2. ,dapat ditunjukkan dengan membuat salah satu *eedberlebihan. ara lain dengan menghilangkan /memisahkanproduk atau bila reaksi 2. adalah re%ersibel dan mengikutipenurunan jumlah mole maka akan menaikkan konsentrasi

inert dan dapat menghambat reaksi pembentukan byproduk.


19/36

, Reaks& Para$e$

A 6 7 !

A 6 ! D

engan pengambilan ! produk yang diinginkan makareaksi samping tidak berjalan.

Keera%0a% '

)ntuk reaksi seri dan paralel , penggunaan kelebihan salahsatu *eed dapat menaikkan selekti%itas reaksi.

Penghilangan produk selama reaksi dapat menaikkanselekti%itas dan menghambat reaksi seri dari reaksi byproduk.

6ila reaksi by produk re%ersibel, konsentrasi inert bila ada juga berpengaruh terhadap selekti%itas reaksi , demikian

juga me recycle by produk dapat menghambatpembentukannya.


20/36

!, S/+/ Reakor

Pe5&$&+a% s/+/ reaks&8 er0a%/%0 a1a ye syse5 reaks& '

.,Reaks& T/%00a$ '

Reaksi #ksotermis : Suhu tinggi &ec.Rek. (inggi Ko%:ers&Re%1a+

Reaksi #ndotermis : Suhu tinggi &ec.Rek. (inggi Ko%:ers&T&%00&

2, Reaks& 0a%1a '

)ntuk reaksi ganda, tujuan perancangan adalah memperbesarselekti%itas.

5eed Produk, r1 ; k1 . *eed a1

5eed 6y Produk, r2 ; k2 . *eed a2

r2/r1 ; k2/k1 . *eed a2 < a1 ; k2/k1 . e


21/36

Pengen8al"an Sh reaktor 5 8apat 8"lakkan 8engan ara :

Perpindaan pana e#ara tidak %angung

B"%d S"t & @"t S"t : Injeki Pana ,dingin pada bagian

tertentu reakt"r. @eat Barrier : Pena!baan baan Inert yang ber-ungi ebagape!baCa pana untuk !engentikan reaki.

1. Tekanan Reaktor

Tekanan tidak berpengaru pada -ae %iMuid ' dan anyaberpengaru pada -ae ga,uap.

B A P A , R T 2 A . P , R T

CA ? /A? P


22/36

. Reaks" tnggal

Untuk reaki tungga% Irre>eribe%' pi%i tekanan Tinggi.

Untuk reaki tungga% Re>eribe%' P > ' reaki geer ke kiri & k"n>eri

renda.

9. Reaks" gan8a

Tekanan dipi%i untuk !e!perbear e%ekti>ita reaki. Tekananberpengaru teradap e%ekti>ita reaki ganda' jika reaki pada -aeUap,ga.

B"nt" :

= , pilih (ekanan rendah

6ila a2 < a1 > = , pilih (ekanan tinggi


23/36

*ntk Reaks" pa8a &ase Ca"r5 Tekanan 8"p"l"h agar :

Penguapan Pr"duk dapat di#ega.

Terjadi penguapan #airan da%a! Reakt"r ebagai #ara untuk

!engi%angkan Pana Reaki. Terjadi penguapan a%a atu k"!p"nen da%a! reaki Re>eribe%

untuk !e!perbear k"n>eri.

Contoh : N@. F @B@O @ B O F @(

A!"nia aporas".


24/36

E. &ase Reaktor

Pada u!u!nya reaki pada -ae #air %ebi diukai dari pada reak-aa ga,uap' karena -ae %iMuid k"nentrai -eed !enjadi bear3 k!"%,! 4.

B !"%,/"%u!e' 0aju reaki bear eingga >"%u!e reakt"r yangdibutukan !akin ke#i%.

Pada keadaan tertentu' !ia%kan pada k"ndii reaki Mlt" &asa :

0aju perpindaan antar -aa %ebi penting dibanding dengakinetika reaki.

0aju perpindaan !aa u!u!nya %ebi bear da%a! -aauap,ga.

&. Katal"s

)ata%i ada%a “ Suatu enyaCa yang dapat !e!per#epat %aj

reaki' na!un ju!%a dan k"!p"ii kata%i tak beruba e%a!areaki “.

U t k k i %R ") l, k t %i t k i t t i t k


25/36

Untuk reaki %Re>ers")el, kata%i !e!per#epat reaki tetapi tak!eruba p"ii keei!bangan.

Untuk reaki ganda' pengaru kata%i berbeda+beda teradapke#epatan berbagai reaki eingga kata%i berpengaru teradape%ekti>ita reaki+reaki ganda.

Proses katal"t"k a8a 9 #aa# : . (o#ogeneos Catal!st

e!akai kata%i "!"gen reaki ber%angung pada -ae #air,uap)ata%i dapat !eruba !ekani!e reaki' dengan #ara ikut ter%ibada%a! reaki' na!un dapat diregenerai pada taap berikutnya.B"nt" : % Reaks" Katal"t"k (o#ogen %5 Pe!buatan A#eti# Anydrit dari Aa! Aetat dengan kata%i Tri $ty% P"pat.B@ BOO@ B@( B O F @(O

A#etat A#id )et"ne Air

Prosesn!a a8alah % Proses P"rol"s"s %


26/36

9. Katal"s (eterogen

U!u!nya kata%i berupa padatan dan berp"ri reakinya pada -a#air,ga.

Katal"s pa8atan a8a 9 #aa# :

a4 u%k )ata%itik ateria% : k"!p"ii tidak beruba banyak die%urubagian baan. ia%nya : P%atinu!

b4 Supperted #ata%yt : baan kata%i yang akti- di diperikan padbaan yang p"r"u.

0aju reaki kata%i eter"gen -ae ga' dipengarui "%e %ua e-ektkata%i ' Tekanan dan Suu.

Reaki kata%itik @eter"gen -ae ga' dikenda%ikan "%e Pr"e Di-u3pada uu tinggi4 dan reaki ki!ia 3pada uu renda4.


27/36

B"nt" S"a% : Akan dipr"duki “ "n" $tan"% A!ine 3$A4 “ !e%a%ui : @( B J B @( F N @. N @( B @(B @( O@

O $ A$ty%ene O=ide Terdapat ( reaki ekunder :

N @( B@( B@(O@ F @(B J B@( N@ 3B@( B@(O@4($A O D$A

N @( B@(B@( O@ F @(B J B@( N [email protected]@( [email protected]$A O T$A

+at P"l"han aal ntk Reaktor <

7aa)an :


28/36

7aa)an :

1. Pi%ian )"n>eri Reaki :

)"n>eri tinggi dengan !enaikkan k"nentrai $Aeingga!e!perbear ke#epatan reaki ekunder.

)"n>eri renda' akan !e!perke#i% beaya peran#angan reakt"r.

?adi dipi%i )"n>eri 6G .

(. Pi%ian Type Reakt"r :

Untuk !enga!bat pe!bentukan D$A & T$A dipi%i type reakt"

yang !e!berikan Caktu tingga% eraga!' yaitu Reakt"r at#atau P%ug


29/36

Operai dengan $=#e A!"nia' akan !e!perbear k"nentrai A!"nia tetapi akan !e!perke#i% k"nentrai $O. Seinggapengaru e=#e a!"nia teradap pera!aan %aju reaki uta!abergantung pada ni%ai a1 & b1.

Operai dengan $=#e A!"nia akan !e!perke#i% k"nentrai$A eingga akan !e!perke#i% %aju reaki kedua.

?adi dipi%i Operai dengan $=#e a!"nia.

Pada kenyataannya' !"% rati" A!"nia teradap $O

ebear 1G : 1 ' yang !engai%kan : 86 $A (1 D$A &

5 T$A.

Sedangkan Operai pada $Mui!"%ar' !engai%kan :

1( $A ( D$A 76 T$A.

CARA MEMILI( REAKTOR SECARA CEPAT


30/36

CARA MEMILI( REAKTOR SECARA CEPAT

. St"rre8 Tank Reator

Reaki @"!"gen


31/36

9. T)lar Reators

B"#"k untuk reaki pada uu & tekanan tinggi.

@. &"e8 +e8 Catal"t" Reators 3untuk reaki @eter"gen4.

B. &"e8 +e8 non Catal"t" Reators 3untuk ga & "%id4.

. &l"8"De8 +e8 atal"t" Reators 3untuk %aju perpindaanpana yang bear4.

. &l"8"De8 +e8 non Catal"t" ReatorsF. K"ln.


32/36

&ee8

(eat"ng6Cool"ng

Pro8t

St"rre8 Tank "th Eternal (eat Ehanger


33/36

&ee8

(eat"ng6Cool"ng

Pro8t St"rre8 Tank "th Internal (eat Ehanger


34/36

&ee8

(eat"ng6Cool"ng

Pro8t

St"rre8 Tank "th Eternal (eat Ehanger


35/36

Cool"ng

&ee8

Pro8t

St"rre8 Tank "th Re;l ;or (eat Re#o>al


36/36

(erima &asih

Documents

Penerapan Rekayasa Proses Dalam Perancangan