![Bab IV (Neraca Massa Dan Energi) [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/bab-iv-neraca-massa-dan-energi.jpg)
11 0 440 KB
BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.1. NERACA MASSA Basis perhitungan neraca massa 1 jam operasi Kapasitas produksi Asam Nitrat = 631,313 Kg/Jam
IV.1.1. Neraca Massa Mixed point/Ejektor (M-101) Tabel 4.1 Neraca massa pada Ejector / mixed point (M-101)
Komponen NH3 O2 N2 Sub total ∑
Massa input (kg/jam) Aliran 3 109,906 109,906
Massa input (kg/jam) Aliran 20 461,760 1519,962 1981,722 2091,628
Massa output (kg/jam) aliran 4 109,906 461,760 1519,962 2091,628 2091,628
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV−2
IV.1.2. Neraca Massa Reaktor (R-101) Tabel 4.2 Neraca massa di Reaktor (R-101)
Komponen NH3 O2 N2 H2O NO ∑
Massa masuk (kg/jam) Aliran 5 109,906 461,760 1519,962 2091,628
Massa keluar (kg/jam) Aliran 6 208,330 1524,487 174,557 184,254 2091,628
IV.1.3. Neraca Massa Steam Superheater (SS-101) Tabel 4.3 Neraca massa Steam Superheater (SS-101)
Komponen NO2 O2 N2 H2O NO ∑
Massa masuk (kg/jam) Aliran 6 208,330 1524,487 174,557 184,254 2091,628
Massa keluar (kg/jam) Aliran 7 14,126 203,417 1524,487 174,557 175,042 2091,628
IV.1.4. Neraca Massa Waste Heat Boiler (WHB-101) Tabel 4.4. Neraca massa Waste Heat Boiler (WHB-101)
Komponen NO2 O2 N2 O 4 N2 H2O NO ∑
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
Massa Masuk (kg/jam) Aliran 7 14,126 203,417 1524,487 174,557 175,042 2091,628
Massa Keluar (kg/jam) Aliran 8 53,178 189,413 1,208 1524,487 174,557 148,785 2091,628
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV−3
IV.1.5. Neraca Massa Platinum Filter (PF-101) Tabel 4.5. Neraca massa Platinum Filter (PF-101)
Komponen NO2 O2 N2 O 4 H2O N2 NO ∑
Massa masuk (kg/jam) Aliran 8 53,178 189,413 1,208 174,557 1524,487 148,785 2091,628
Massa keluar (kg/jam) Aliran 9 59,995 187,033 1,235 174,557 1524,487 144,322 2091,628
IV.1.6. Neraca Massa Tail Gas Preheater (TGP-101) Tabel 4.6. Neraca massa Tail Gas Preheater (TGP-101)
Komponen NO2 O2 N2 O 4 H2O N2 NO ∑
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
Massa Masuk (kg/jam) Aliran 9 59,995 187,033 1,235 174,557 1524,487 144,322 2091,628
Massa keluar (kg/jam) Aliran 10 111,445 167,790 5,108 174,557 1524,487 108,241 2091,628
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV−4
IV.1.7. Neraca Massa Kondensor (KD-101) Tabel 4.7. Neraca massa Kondensor (KD-101) Komponen NO2 O2 N2 O 4 H2O N2 HNO3 NO Σ
Massa masuk (kg/jam) Aliran 10 111,445 167,790 5,1078 174,557 1524,487 108,241 2091,628
Massa keluar (kg/jam) Aliran 11 52,168 142,967 19,381 159,378 1524,487 106,252 86,996 2091,628
IV.1.8. Neraca Massa Separator (S-101) Tabel 4.7. Neraca massa Separator (S-101) Komponen NO2 O2 N2 O4 H2O N2 HNO3 NO sub total ∑
Massa masuk (kg/jam) Aliran 11 52,168 142,967 19,381 159,378 1524,487 106,252 86,996 2091,628 2091,628
Massa keluar (kg/jam) Aliran 12
Massa keluar (kg/jam) Aliran 14 52,168 142,967 19,3812 159,378 1524,487 106,252 86,996 1825,998 265,630 2091,628
IV.1.9. Neraca Massa Unit Oksidasi (UO-101) Tabel 4.8. Neraca massa Unit Oksidasi (UO-101) Komponen NO2 O2 N2 O 4 N2 NO sub total ∑
Massa masuk Massa masuk (kg/jam) (kg/jam) Aliran 12 Aliran 18 52,168 142,967 104,040 19,381 45,833 1524,487 391,390 86,996 1825,998 541,264 2367,262
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
Massa keluar (kg/jam) Aliran 13 89,729 1838,917 55,224 379,990 3,402 2367,262 2367,262 RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV−5
IV.1.10. Neraca Massa Cooler (CO-101) Tabel 4.9. Neraca massa Cooler (CO-101) Massa masuk (kg/jam) Aliran 13 89,729 1838,917 55,224 379,990 3,402 2367,262
Komponen NO2 O2 N2O4 N2 NO ∑
Massa keluar (kg/jam) Aliran 15 90,491 1838,554 55,505 379,990 2,722 2367,262
IV.1.11. Neraca Massa Absober (AB-101) Tabel 4.10. Neraca massa Absober (AB-101)
Komponen O2 (g) N2 (g) H2O N2 O4 NO2 HNO3 NO sub total ∑
Massa masuk (kg/jam) Aliran 15 1838,554 379,990 55,505 90,491 2,722 2367,262
Massa masuk (kg/jam) Aliran 28 12,493 12,493 2645,385
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
Massa masuk (kg/jam) Aliran 14 159,378 106,252 265,630
Massa Massa keluar keluar (kg/jam) (kg/jam) Aliran 23 Aliran 16 92,310 1867,268 1,575 252,5253 6,102 45,8333 0,984 378,7879 1968,238 677,146 2645,385
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV−6
IV.1.12. Neraca Massa Bleaching Column (BC-101) Tabel 4.11. Neraca massa Bleacher Column (BC-101)
Komponen O2 N2 N2 O4 H2O HNO3 sub total ∑
Massa masuk (kg/jam) Aliran 16
Massa masuk (kg/jam) Aliran 22
45,833 252,525 378,788 677,146
104,040 391,390 495,430 1172,577
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
Massa keluar (kg/jam) Aliran 17
Massa keluar (kg/jam) Aliran 18
104,040 391,390 45,833 252,525 378,788 631,313 541,264 1172,577
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
IV−7
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.2. NERACA ENERGI Basis perhitungan
: 1 Jam operasi
Satuan
: kJ
IV.2.1. Neraca Energi Vaporizer (V-101) Tabel 4.2.1. Neraca energi Vaporizer (V-101). Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
Hin [Aliran 1]
-29.026,522
-
Hout [Aliran 2]
-
2865,347
ΔH penguapan
-
157715,144
QH
189607,013
-
TOTAL
160.580,491
160.580,491
IV.2.2. Neraca Energi Amonia Superheater (H-101) Tabel 4.2.2 Neraca energi Amonia Superheater (H-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
Hin [Aliran 2 ]
2.865,347
-
Hout [Aliran 3 ]
-
46602,343
QH
43736,996
-
TOTAL
46602,343
46602,343
IV.2.3. Neraca Energi Mixed Point / Ejector (M-101) Tabel 4.2.3. Neraca energi Mixed Point / Ejector (M-101). Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
Hin [Aliran 3 ; 20 ]
571.911,714
-
Hout [Aliran 4 ]
-
571.911,714
TOTAL
571.911,714
571.911,714
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
IV−8
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.2.4. Neraca Energi Heater (H-102) Tabel 4.2.4. Neraca energi Heater (H-102). Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
Hin [Aliran 4 ]
571911,7141
-
QH
1153171,422
-
Hout [Aliran 5 ]
-
1725083,136
TOTAL
1725083,136
1725083,136
IV.2.5. Neraca Energi Reaktor (R-101) Tabel 4.2.5. Neraca energi di Reaktor (R-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
Hin [Aliran 5 ]
1725083,136
-
ΔHRo 298
1491,442
-
Hout [Aliran 6 ]
-
1726574,578
TOTAL
1726574,578
1726574,578
IV.2.6. Neraca Energi Steam Superheater (SS-101) Tabel 4.2.6. Neraca energi di Steam Superheater (SS-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
Hin [Aliran 6 ]
1.726.574,578
-
17,358
-
Hout [Aliran 7]
-
1591116,486
QC
-
135475,450
TOTAL
1.726.591,936
1.726.591,936
ΔHRo 298
total
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
IV−9
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.2.7. Neraca Energi Waste Heat Boiler (WHB-101) Tabel 4.2.7. Neraca energi di Waste Heat Boiler (WHB-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
Hin [Aliran 7]
1.591.116,486
-
ΔHRo 298 total
50,236
-
Hout [Aliran 8]
-
1432814,455
QC
-
158352,268
TOTAL
1.591.166,723
1591166.723
IV.2.8. Neraca Energi Platinum Filterr (PF-101) Tabel 4.2.8. Neraca energi di Platinum Filterr (PF-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
Hin [Aliran 8]
1.432.814,455
-
8,427
-
Hout [Aliran 9]
-
1432822,883
TOTAL
1.432.822,883
1432822,883
ΔHRo 298
total
IV.2.9. Neraca Energi Absorber (AB-101) Tabel 4.2.9. Neraca energi Absorber (AB-101) Komponen (Hin)1 [Aliran 15] (Hin)2 [Aliran 14] (Hin)3 [Aliran 28] (Hout)1 [Aliran 16] (Hout)2 [Aliran 23] Qc
Masuk (Kj/jam) 91509,842 160028,849 1373,931 -
Keluar (Kj/jam) 97497,333 32181,886 123233,403
TOTAL
252912,623
252912,623
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
IV−10
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.2.10. Neraca Energi Bleacher Column (BC-101) Tabel 4.2.10. Neraca energi Bleacher Column (BC-101) Komponen (Hin)1 [Aliran 16] (Hin)2 [Aliran 22] (Hout )1 [Aliran 18] (Hout)2 [Aliran 17]
Masuk (Kj/jam) 97497,333 124331,062 -
Keluar (Kj/jam) 17336,234 204492,161
TOTAL
221828,395
221828,395
IV.2.11. Neraca Energi Tail Gas Warmer (TGW-101) Tabel 4.2.11. Neraca energi Tail Gas Warmer (TGW-101) Komponen (Hin)1 dingin [Aliran 23]
Masuk (Kj/jam) 30496,139
Keluar (Kj/jam) -
(Hin)2 panas [Aliran 21]
125313,642
-
(Hout)2 panas [Aliran 22]
-
118482,424
(Hout)1 dingin [Aliran 24]
-
37327,356
TOTAL
155809,781
155809,781
IV.2.12. Neraca Energi Tail Gas Pre heater (TGP-101) Tabel 4.2.12. Neraca energi Tail Gas Pre heater (TGP-101) Komponen (Hin)dingin Aliran 24 (Hin)panas Aliran 9 (Hout)panas Aliran 10 (Hout )dingin Aliran 25 ΔHRo 298
Masuk (Kj/jam) 37327,356 1432822,883 70,437
Keluar (Kj/jam) 538401,756 931818,920 -
TOTAL
1470220,676
1470220,676
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
IV−11
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.2.13. Neraca Energi Unit Oksidasi (UO-101) Tabel 4.2.13. Neraca energi Unit Oksidasi (UO-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
(Hin)1 [Aliran 12] (Hin)2 [Aliran 18]
74402,013 17336,234
-
ΔHRo 298
63,650
-
(Hout ) [Aliran 13]
-
91801,897
TOTAL
91801,897
91801,897
IV.2.14. Neraca Energi Kondensor (KD-101) Tabel 4.2.14. Neraca energi Kondensor (KD-101) Komponen Hin [Aliran 10]
Masuk (Kj/jam) 538401,756
Keluar (Kj/jam) -
Hout [Aliran 11]
-
234430,862
ΔHRo 298
213,522
-
(Hvap) panas pengembunan
364,307
-
Qc
-
304548,723
TOTAL
538979,585
538979,585
IV.2.15. Neraca Energi Cooler (CO-101) Tabel 4.2.15. Neraca energi Cooler (CO-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
(Hin) [Aliran 13]
91801,897
ΔHRo 298 (Hout ) [Aliran 15] Qc
1,461 -
91509,842 293,515
TOTAL
91803,358
91803,358
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
Keluar (Kj/jam)
RD. YOGANA D 114.01.0041
PRA PERANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT
IV−12
NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
IV.2.16. Neraca Energi Economizer (Eco-101) Tabel 4.16. Neraca energi Econimizer (Eco-101) Komponen
Masuk (Kj/jam)
Keluar (Kj/jam)
(Hin)1 dingin [Aliran utilitas]
1501,232
-
(Hin)2 panas [Aliran 26]
159257,206
-
(Hout)2 panas [Aliran 27]
-
140476,700
(Hout )1 dingin
-
20281,738
TOTAL
160758.438
160758,438
IV.2.17. Neraca Energi Turbin Ekspander (TE-101) Tabel 4.17. Neraca energi Turbin Ekspander (TE-101) Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
Hin [Aliran 25]
931.818,920
-
WT [Kerja Turbin]
772.561,714
Hout [Aliran 26]
-
159.257,206
TOTAL
931.818,920
931.818,920
IV.2.18. Neraca Energi Steam Turbin (ST-101) Tabel 4.18. Neraca energi Steam Turbin (ST-101) Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
Hin [Aliran Utilitas]
2.750,434
-
WT [Kerja Turbin]
-
2.063,697
Hout [Aliran Utilitas]
-
686,737
TOTAL
2.750,434
2.750,434
INSTITUT TEKNOLOGI I NDONESIA TEKNIK KIMIA ’01
RD. YOGANA D 114.01.0041
