Bab V Neraca Massa Dan Energi. [PDF]

Citation preview

BAB V NERACA MASSA DAN NERACA PANAS 5.1. Neraca Massa 5.1.1 Neraca Massa pada Urea Synthesis Reaktor (DC – 101) Tabel 10. Neraca Massa pada Urea Synthesis Reaktor (DC – 101) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 1 (Aliran NH3) NH3



32.399,000



Aliran 2 (Lar.Karbamat Kondenser) Urea



73,689



NH3



25.659,563



CO2



21.043,473



H2O



5.858,276



Aliran 3 ( Produk ke Stripper) Urea



10.379,453



NH3



41.797,697



H2O



8.954,995



Biuret



8,317



Aliran 4 (Gas ke Scrubber) NH3



18.911,736



H2O



4.981,803



Total



85.034,000



97



85.034,000



98



5.1.2 Neraca Massa Stripper (DA-101) Tabel 11. Neraca Massa pada Stripper (DA – 101) Komponen Input (kg) Aliran



3



(Produk



Output (kg)



dari



reaktor) - Urea



10.379,453



- NH3



41.797,697



- H2O



8.954,995



- Biuret



8,317



Aliran 5 ( Umpan segar CO2) - CO2



44.280,893



Aliran 6 ( Produk ke EA-102) - Urea



26.504,977



- NH3



31.619,460



- CO2



23.579,281



- H2O



9.710,568



- Biuret



13,714



Aliran 7 (Gas ke Carbamat Condensor) - NH3



10.178,066



- CO2



3.087,634



- H2O



727,654



Total



105.421,354



105.421,354



99



5.1.3 Neraca Massa Pada Scrubber (DA-102) Tabel 12. Neraca Massa pada Scrubber (DA102) Komponen Input (kg) Aliran 4(Aliran reaktor ke Scrubber) - NH3 - H2O Aliran 8 (Aliran dari seksi recovery) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran 9 (Produk ke CC 1) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran 10 (Aliran ke HPD) - NH3 - CO2 - H2O Total



Output (kg)



18.911,736 4.981,803 118,429 9.547,989 10.382,254 6.268,829 186,660 18.521,354 17.667,384 10.289,641



50.211,039



2.452,059 857,068 236,873 50.211,039



5.1.4 Neraca Massa Carbamat Condensor No 1 (EA-101) Tabel 13. Neraca Massa pada Carbamat Condenser No.1 (EA-101) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 7 (Aliran dari Stripper ke EA101) - NH3 - CO2 - H2O Aliran 9 (Aliran dari Scrubber) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran 11 (Aliran Produk ke Reaktor) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Total



2.544,517 771,908 181,914 186,660 18.521,354 17.667,384 10.289,641



50.163,377



70,229 24.454,646 20.055,318 5.583,184 50.163,377



100



5.1.5 Neraca Massa Carbamat Condensor No.2 (EA-102) Tabel 14. Neraca Massa pada Carbamat Condenser No.2 (EA 102) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran



6



(Aliran



produk



urea



dari



stripper) - Urea



26.504,977



- NH3



31.619,460



- CO2



23.579,281



- H2O



9.710,568



- Biuret



13,714



Aliran 7 (Aliran gas dari stripper) - NH3



7.633,550



- CO2



2.315,725



- H2O



545,741



Aliran 8 (Aliran dari Seksi Recovery) -Urea



118,429



- NH3



9.547,989



- CO2



10.382,254



- H2O



6.268,829



Aliran 12 (Aliran ke Reaktor) - Urea



3,460



- NH3



1.204,916



- CO2



988,155



- H2O



275,092



Aliran 13 (Aliran ke HPD) - Urea



63.324,638



- NH3



15.519,881



- CO2



20.915,367



- H2O



25.983,853



- Biuret Total



25,154 128.240,516



128.240,516



101



5.1.6 Neraca Massa High Pressure Decomposer (DA-201) Tabel 15. Neraca Massa Unit Purifikasi di HP Decomposer (DA – 201) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 13 (Aliran Produk dari EA102) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 10 (Aliran gas dari Scrubber) - NH3 - CO2 - H2O Aliran 14 (Aliran Produk ke LPD) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 15 (Aliran ke Recovery) - NH3 - CO2 - H2O Total



63.324,638 15.519,881 20.915,367 25.983,853 25,154



2.452,059 857,068 236,873



96.741,053 2.452,661 857,068 236,873 28,801



129.314,893



11.239,794 14.032,344 3.726,299 129.314,893



102



5.1.7 Neraca Massa Low Pressure Decomposer (DA-202) Tabel 16. Neraca Massa Unit Purifikasi di LP Decomposer (DA – 202) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 14 (Aliran Produk dari HPD) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 16 (Aliran gas dari PCT) - NH3 - CO2 - H2O Aliran 17 (Aliran gas dari CO2 Compressor) - CO2 Aliran 18 (Aliran produk ke FA-205) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 19 (Aliran gas ke recovery) - NH3 - CO2 - H2O Total



96.741,053 2.452,661 857,068 236,873 28,801 569,268 479,960 4.429,772



2.333 77.166,433 569,278 2.812,960 4.429,772 28,863



113.607,456



12.132,184 9.835,592 6.632,375 113.607,456



103



5.1.8 Neraca Massa Flash Separator (FA-205) Tabel 17. Neraca Massa Unit Purifikasi di Flash Separator (FA-205 Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 18 (Aliran produk dari LPD) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 20 (Aliran Produk ke FA202B) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 21 (Aliran gas ke PCT) - NH3 - CO2 - H2O Total



77.166,433 569,278 2.812,960 4.429,772 28,863



58.545,444 460,658 242,892 24.423,250 83,756



85.007,306



56,559 42,044 1.152,703 85.007,306



104



5.1.9 Neraca Massa Vacuum Concentrator Lower (FA-202 B) Tabel 18. Neraca Massa Unit Konsentrasi di Vacuum Concentrator Lower (FA202B) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 20 (Aliran Produk dari Flash Separator) - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran 22 (Aliran Produk dari Recovery) - Urea - H2O - Biuret Aliran 23 (Aliran Produk ke Vacuum Concentrator A) - Urea - H2O - Biuret Aliran 24 (Aliran gas ke PCT) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Total



58.545,444 460,658 242,892 24.423,250 83,756



585.032,821 113.259,222 838,957



58.480,708 11.367,363 104,930



782.887,000



4.491,484 10.266,250 7.842,274 690.333,992 782.887,000



5.1.10 Neraca Massa Vacuum Concentrator Upper (FA-202 A) Tabel 19. Neraca Massa Unit Konsentrasi di Vacuum Concentrator Upper (FA202A) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 23 (Aliran produk dari FA-202) - Urea - H2O - Biuret Aliran 25 (Aliran Produk ke Final Separator) - Urea - H2O - Biuret Aliran 26 (Aliran produk ke PCT) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Total



58.480,708 11.367.363 104,930



58.233,797 1.742,987 126,216



69.953,000



62,055 141,840 108,350 9.537,755 69.953,000



105



5.1.11 Neraca Massa Final Separator (FA-203) Tabel 20. Neraca Massa Unit Konsentrasi di Final Separator (FA-203) Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 25 (Aliran produk dari FA 202-A) - Urea 58.233,797 - H2O 1.502,575 - Biuret 126,216 Aliran 27 (Aliran Produk ke Prilling Tower) - Urea - H2O - Biuret Aliran 28 (Aliran produk ke PCT) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Total 59862,588 5.1.12 Neraca Massa Prilling Tower (IA-103)



57.849,756 403,236 187,008 199,305 41,113 36,845 1.145,326 59862,588



Tabel 21. Neraca Massa Unit Pembutiran di Prilling Tower (IA-301) Komponen Aliran 27 (Aliran Produk dari FA-203) - Urea - H2O - Biuret Aliran 29 (Aliran udara masuk) - H2O Aliran 30 (Aliran H2O dari PCT) - H2O Aliran 31 (Aliran produk Urea) - Urea - H2O - Biuret Aliran 32 (Aliran ke Dissolving Tank) - Urea - H2O Aliran 33 (Aliran ke ATM) - Urea - H2O Total



Input (kg)



Output (kg)



57.849,756 403,236 187,008 9234,00 10.929,00 57.294,229 236,705 202,066 90,982 363,018



78.603,000



12,250 20.403,750 78.603,000



106



5.1.13 Neraca Massa Over All Tabel 22. Neraca Massa Over All Alat Reaktor Stripper LP Decomposer Prilling Tower



PCT Total



Komponen Aliran umpan - NH3 Aliran umpan - CO2 Aliran umpan - CO2 Aliran Fluidzing - H2O Aliran PCT - H2O Aliran produk Urea - Urea - H2O - Biuret Aliran dissolving tank - Urea - H2O - H2O



Input (Kg)



Output (Kg)



32.399,00 44.280,893 2.333,00 9.234,00 10.929,00 57.294,229 236,705 202,066 90,982 363,018 40.988,893 99.175,893



99.175,893



5.2. Neraca Panas 5.2.1 Neraca Panas pada Urea Synthesis Reaktor (DC – 101) Tabel 23. Neraca Panas pada Reaktor (DC-101) Komponen Input (Kkal) Aliran panas NH3 - NH3 Aliran panas Lar.Karbamat Recycle - Urea - NH3 - CO2 - H2O Panas Reaksi Aliran panas ke Striper - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran Gas ke Scrubber - NH3 - CO2 - H2O Panas yang hilang Total



Output (Kkal)



13.552.605,377 22.807,814 41.482.698,503 47.014.706,594 606.182,128 15.989.624,928 2.998.356,217 82.774.313,586 18.173.563,074 1.264.285,361 1.030,685



118.668.625,344



108



16.605,222 8.153,166 1.677,893 13.430.640,140 118.668.625,344



109



5.2.2 Neraca Panas Stripper (DA-101) Tabel 24. Neraca Panas pada Stripper (DA-101) Komponen Input (Kkal) Aliran panas produk dari Reaktor - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran panas umpan segar CO2 - CO2 Aliran panas produk ke EA-102 - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran panas gas ke EA-101 dan EA102 - NH3 - CO2 - H2O Panas yang dilepas Total



Output (Kkal)



2.998.356,217 82.774.313,586 18.173.563,074 1.264.285,361 1.030,685 60.729.960,604 13.603.202,146 18.549.875,968 26.817.922,994 2.287.319,081 11.661,452



8.387.426,584 9.100.578,531 988.126,789 86.194.395,980 165.941.509,526 165.941.509,526



110



5.2.3 Neraca Panas Pada Scrubber (DA-102) Tabel 25. Neraca Panas pada Scrubber (DA-102) Komponen Input (Kkal) Aliran dari reaktor ke Scrubber - NH3 - CO2 - H2O Aliran dari seksi recovery) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran Produk ke EA 101 - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran ke HPD - NH3 - CO2 - H2O Aliran ke ATM - NH3 - CO2 - H2O Panas yang hilang Total



Output (Kkal)



16.574,225 8.137,946 1.674,761 17.793,215 7.492.831,047 11.259.632,850 314.873,421



24.487,535 12.691.207,235 16.730.195,150 451.279,925 4.691.995,569 2.025.974,198 520.637,966



63.794.776,628



19.096,755 19.759,039 4.281.696,619 22.338.446,639 63.794.776,628



111



5.2.4 Neraca Panas Carbamat Condensor No 1 (EA-101) Tabel 26. Neraca Panas Carbamat Condensor No.1 (EA-101) Komponen Input (Kkal) Output (Kkal) Aliran Panas dari Stripper - NH3 - CO2 - H2O Aliran 9 (Aliran dari Scrubber) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran 11 (Aliran ke Reaktor) - Urea - NH3 - CO2 - H2O Panas yang dihilang Total



1.328.958,485 483.715,286 224.905,392 24.487,535 12.691.207,235 16.730.195,150 451.279,925



217.726.386,560



11.526,103 20.963.599,104 23.759.241,722 306.338,777 172.685.680,854 217.726.386,560



112



5.2.5 Neraca Panas Carbamat Condensor No.2 (EA-102) Tabel 27. Neraca Panas Carbamat Condensor No.2 (EA-102) Komponen Input (Kkal) Aliran dari Stripper bawah - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran dari Stripper atas - NH3 - CO2 - H2O Aliran dari Seksi Recovery - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran ke Reaktor - Urea - NH3 - CO2 - H2O Aliran ke HPD - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Panas yang hilang Total



Output (Kkal)



13.603.202,146 18.549.875,968 26.817.922,994 2.287.319,081 11.661,452 1.328.958,485 483.715,286 224.905,392 17.793,215 7.492.831,047 11.259.632,850 314.873,421 11.526,103 20.963.599,104 23.759.241,722 306.338,777



381.946.744,288



15.920.967,082 20.380.830,752 37.957.494,027 2.156.514,954 18.591,607 260.471.640,101 381.946.744,288



113



5.2.6 Neraca Panas High Pressure Decomposer (DA-201) Tabel 28. Neraca Panas High Pressure Decomposer (DA-201) Komponen Input (Kkal) Output (Kkal) Aliran Panas dari EA 102 - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran Panas dari Scrubber - NH3 - CO2 - H2O Aliran Panas ke LPD - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran ke Recovery - NH3 - CO2 - H2O Panas yang dimasukkan Total



15.920.967,082 20.380.830,752 37.957.494,027 2.156.514,954 18.591,607 4.691.995,569 2.025.974,198 520.637,966 11.186.455,148 6.429.638,513 3.782.194,448 1.655.120,909 10.927,294 5.324.515.229,642 121.755.812.584,549 52.095.214.789,311 177.071.573,756 179.198.606.939,814 179.198.606.939,814



114



5.2.7 Neraca Panas Low Pressure Decomposer (DA-202) Tabel 29. Neraca Panas Low Pressure Decomposer (DA-201) Komponen Input (Kkal) Aliran Panas dari HPD - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran Panas dari PCT - NH3 - CO2 - H2O Aliran Panas dari CO2 Compressor - CO2 Aliran Panas ke FA 205 - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran Panas Gas ke Recovery - NH3 - CO2 - H2O Panas yang ditambahkan Total



Output (Kkal)



11.186.455,148 6.429.638,513 3.782.194,448 1.655.120,909 10.927,294 661.263,931 783.178,046 5.382.383,451 4.334.998,626 11.700.404,652 441.025,744 447.784,361 1.781.242,012 11.940,815 8.032.106,751 7.342.673,206 5.330.444,715 12.538.931,528 35.087.622,256



35.087.622,256



115



5.2.8 Neraca Panas Flash Separator (FA-205) Tabel 30. Neraca Panas Flash Separator (FA-205) Komponen Input (Kkal) Aliran Panas Produk dari LPD - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran Panas Produk ke FA-202B - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran Panas Gas ke PCT - NH3 - CO2 - H2O Panas yang hilang Total



Output (Kkal)



11.700.404,652 441.025,744 447.784,361 1.781.242,012 11.940,815 8.611.800,631 225.227,590 231.220,030 1.201.037,722 8.537,283



2.398.225.837,512



34.371.638,907 10.723.971,830 1.150.930.683,555 1.191.921.720 2.398.225.837,512



5.2.9 Neraca Panas Vacuum Concentrator Lower (FA-202 B) Tabel 31. Neraca Panas Vacuum Concentrator Lower (FA-202 B) Komponen Input (kkal) Output (kkal) Aliran panas produk dari FA-205 - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Biuret Aliran panas produk dari Recovery - Urea - H2O - Biuret Aliran panas produk ke FA- 202A - Urea - H2O - Biuret Aliran panas gas ke PCT - Urea - NH3 - CO2 - H2O Panas yang dibutuhkan Total



8.611.800,631 225.227,590 231.330,030 1.201.037,722 8.537,283 302.414.841,723 79.986.255,660 92.613,095 6.212.756,495 397.512,120 6.242,046 611.850,817 9.521.010,627 8.083.627,362 783.474.249,078 415.535.714,812 808.307.248,545



808.307.248,545



116



5.2.10 Neraca Panas Vacuum Concentrator Upper (FA-202 A) Tabel 32. Neraca Panas Vacum Concentrator Upper (FA-202 A) Komponen Input (kkal) Aliran panas produk dari FA-205 - Urea - H2O - Biuret Aliran panas produk ke FA- 202A - Urea - H2O - Biuret Aliran panas gas ke PCT - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Panas yang dibutuhkan Total



Output (kkal)



6.212.756,495 397.512,120 6.242,046 12.719.966,192 109.809,684 16.829,339 10.073,512 156.753,925 133.088,846 12.899.120,561 19.439.131,399 26.055.642,059



26.055.642,059



5.2.11 Neraca Panas Final Concentrator (FA-203) Tabel 33. Neraca Panas Final Concentrator (FA-203) Komponen Input (kkal) Aliran panas produk dari FA-202A - Urea - H2O - Biuret Aliran panas produk ke prilling tower - Urea - H2O - Biuret Aliran panas gas ke PCT - Urea - NH3 - CO2 - H2O - Panas yang dibutuhkan Total



Output (kkal)



12.729.966,192 109.809,684 16.829,339 13.506.050,665 11.405,574 22.351,585 56.384,781 72.791,204 77.677,935 14.671.264,470 3.274.184,163 31.692.110,378



31.692.110,378



117



5.2.12 Neraca Panas Prilling Tower (IA-103) Tabel 34. Neraca Panas Prilling Tower (IA-103) Komponen Input (kkal) Aliran panas produk dari FA-203) - Urea - H2O - Biuret Aliran panas udara masuk - H2O Aliran panas dari PCT - H2O Aliran panas produk urea - Urea - H2O - Biuret Aliran panas ke Dissolving Tank - Urea - H2O Aliran panas ke atm - Urea - H2O Panas yang hilang Total



Output (kkal)



135.06.050,665 11.405,574 22.351,585 811.188,432 447.870,420 2.005.130,373 1.693,290 3.318,353 2.044,629 2.727,357



14.798.866,677



399,744 2.393.963,004 10.389.589,926 14.798.866,677



118



5.2.13 Neraca Panas Over All Tabel 35. Neraca Panas Overall Alat Komponen Reaktor Stripper



Scrubber Carbamat Condenser no.1 Carbamat Condenser no.2 HP Decomposer LP Decomposer Flash Separator FA 202 B FA 202 A



Final Separator Prilling Tower Panas yang hilang Total



- Umpan panas NH3 - Panas yang keluar - Umpan panas CO2 - Panas yang dilepas ke EA 101 dan 102 - Panas yang dilepas Scrubber - Panas yang dilepas EA 101



Input (Kkal) 13.552.605,38



13.642.886,90 60.729.960,60 86.194.395,98 26.026.211,50 172.685.680,85



- Panas yang dilepas EA 102 - Panas yang dimasukkan keHPD - Panas yang dimasukkan LPD - Panas yang dilepas - Panas yang dimasukkan FA202B - Panas yang dimasukkan FA 202A - Panas yang dibutuhkan Final Separator - Panas yang dilepas ke Dissolving Tank



Output (Kkal)



260.471.640,10



177.071.573,76 1.412.538.931,53 1.191.921.719,96 415.535.714,81 19.439.131,40



3.274.184,16



10.389.589,93 218.049.976,46 2.102.142.101,64



2.102.142.101,64