Contoh Imbangan Jisim Projek

7/23/2019 Contoh Imbangan Jisim Projek

1/15

IMABANGAN BAHAN BAGI

LOJI HIDRONYAHALKALILAN TOLUENA

Menara Benzena, T102

Kadar alir hasil benzena, NB12ialah 265 kmol j-1. = 19240 kg j-1. Komposisi aliran benzena ialah

99.9% mass benzena, 0.0% mass !ol"ene # 0.0$% mass dienil.&ole'"lar mass o benzena is $(,

)ol"ena is 92 and *ienil 154.

Kadar alir !ol"ene dalam aliran 12

( )

( )

( )

( )1-1212

12 jkmol0.062(999.092

000.019240

999.0

000.0====

T

B

T

TT

M

F

M

FN

Kadar alir dienil dalam aliran 12

( )

( )

( )

( )

1-121212 jkmol0.0($5

999.0154

000$.019240

999.0

000$.0====

D

D

D

DD

M

F

M

FN

+mbangan bahan boleh dim"lakan dari menara hasil "!ama, benzena iai!" menara benzena, )102

kerana kadar alir benzene ang diperl"kan dalam aliran 12, NB12dike!ah"i daripada kadar penghasilan

a!a" m"a!an benzena loji.

+mbangan benzene

BTB

BB

NN

12

11 =

( )

BTB

BBTBB

NN

121

1=

dengan BTBsebagai pem"lihan benzena di menara benzene.

&emandangkan aliran 12 adalah aliran hasil "!ama, pe'ahan pem"lihan benzena sanga! !inggi iai!"

BTB = 0.99. &aka

1-1211 jkmol26$.6(

99.0

265===

BTB

BB

NN

( ) ( ) 1-121 jkmol2.6(99.0

26599.011=

=

=

BTB

BBTBB

NN

+mbangan !ol"ena di menara )102, dengan mengg"nakan kadar alir !ol"ena ang diperl"kan dalam

aliran 12, NT12ang dike!ah"i daripada komposisi aliran hasil a!as menara benzena, aliran 12

BTT

TT

NN

12

11 =

( ) 111 1 TBTTT NN =

dengan BTTsebagai pem"lihan !ol"ena di menara benzena.


2/15

&emandangkan !o"lena ialah bahan !indak balas dan ke!"lenan benzena ang diperl"kan !inggi,

pe'ahan pem"lihan !ol"ena rendah ia!" BTT= 0.001.

1-1211 jkmol62.(0

001.0

062(.0===

BTT

TT

NN

( ) ( ) -1111 jkmol62.1$2(0.6201.011 === TBTTT NN

+mbangan dienil di menara )102, dengan mengg"nakan kadar alir dienil ang diperl"kan dalam

aliran 12, ND12ang dike!ah"i daripada komposisi aliran hasil a!as menara benzena, aliran 12

BTD

DD

NN

12

11 =

( ) 111 1 DBTDD NN =

dengan BTDsebagai pem"lihan dienil di menara benzena&emandangkan !o"lena ialah bahan !indak balas dan ke!"lenan benzena ang diperl"kan !inggi,

pe'ahan pem"lihan dienil rendah ia!" BTD= 0.0.

11211 jkmol99.2

0.0

0($5.0

===

BTD

DD

NN

( ) ( ) 1111 jkmol90.299.20.011

=== DBTDD NN

Menara Penstab!, T101"

+mbangan bahan boleh di!er"skan di menara pens!abil, )101 kerana kadar alir benzena dalam aliran

11, NB11!elah dike!ah"i dari imbangan benzena di menara )102.

+mbangan benzene

( )STB

B

B

NN

=

1

11

9

910 BSTBB NN =

dengan STBsebagai pem"lihan benzena di menara pens!abil.

&emandangkan lebih banak benzena, !ol"ena dan dienil berada dalam aliran 11, maka pem"lihan

ke hasil a!as )101 ama! ke'il iai!" STB= 0.001, STT= 0.001 dan STD= 0.001

( ) ( )1-11

9 jkmol26$.95001.01

6(.26$

1=

==

=

STB

BB

NN

( ) -1910

jkmol26$95.026$.95001.0 ===BSTBB

NN


3/15

+mbangan !ol"ena di menara )101, dengan mengg"nakan kadar alir !ol"ena ang diperl"kan dalam

aliran 11, NT11ang dike!ah"i daripada imbangan benzena di menara )102.

( )STT

TT

NN

=

1

119

910 TSTTT NN =

dengan STTsebagai pem"lihan !ol"ena di menara pens!abil.

( ) ( )1-11

9 jkmol62.(6001.01

(0.62

1=

=

=

BTTSTT

TT

NN

( ) 1910 jkmol062(6.062.(6001.0

=== TSTTT NN

+mbangan dienil di menara )101, , dengan mengg"nakan kadar alir dienil ang diperl"kan dalam

aliran 11, ND11dike!ah"i daripada imbangan benzene di menara )102.

( )STD

D

D

NN

=

1

11

9

910 DSTDD NN =

dengan STDsebagai pem"lihan dienil di menara pens!abil. em"lihan dienil dalam pens!abil j"ga

ke'il iai!" STD= 0.001

( ) ( )1-11

9 jkmol99.2001.01

99.2

1=

=

=

STD

DD

NN

( ) -1910 jkmol0299.099.201.0 === DSTDD NN

*i menara pens!abil, )101, gas me!ana dan hidrogen dikel"arkan sebagai hasil a!as.

+mbangan me!ana

910 MSTMM NN =

( ) 911 1 MSTMM NN =

dengan STMsebagai pem"lihan me!ana di menara pens!abil.

+mbangan hidrogen

910 HSTHH NN =

( ) 911 1 HSTHH NN =


4/15

dengan STHsebagai pem"lihan hidrogen di menara pens!abil.

+mbangan ked"a-d"a me!ana dan hidrogen di menara pens!abil )101 masih bel"m diselesaikan kerana

kompoisi ked"a-d"a lomponen dalam aliran 10 !idak dike!ah"i lagi. &asalah ini akan diselesaikan

selepas imbangan di reak!or.

Pe#sa$ %asa, D101"

+mbangan bahan boleh di!er"skan di pemisah asa, *101 kerana sem"a kadar alir komponen dalam

aliran 9 !elah dike!ah"i dari imbangan benzena di menara )101.

+mbangan benzena

( )PSB

B

B

NN

=

1

9

4

45 BPSBB NN =

dengan PSBsebagai pem"lihan benzena di pemisah asa. dan STT= 0.01&emandangkan lebih banak benzena, !ol"ena dan dienil berada dalam aliran 9, maka pem"lihan ke

hasil a!as *101 ama! ke'il iai!" PTB= 0.001, PTT= 0.001 dan PTD= 0.001

( ) ( )1-9

4 jkmol2$0.6$001.01

2$0.(4

1=

=

=

PSB

BB

NN

( ) -145 jkmol2$06$.06$.2$0001.0 === BPSBB NN

dengan PSBsebagai pem"lihan benzena di pemisah asa.

+mbangan !ol"ena

( )PST

T

T

NN

=

1

9

4

45 TPSTT NN =

dengan PSTsebagai pem"lihan !ol"ena di pemisah asa.

( ) ( )1-9

4 jkmol92.26001.01

(6.62

1=

=

=

PST

TT

NN

( ) -145 jkmol62920.092.62001.0 === TPSTT NN

+mbangan dienil


5/15

( )PSD

D

D

NN

=

1

9

4

45 DPSDD NN =

dengan PSDsebagai pem"lihan dienil di pemisah asa.

( ) ( )1-9

4 jkmol2.992001.01

99.2

1=

=

=

PSD

D

D

NN

( ) -145 jkmol0.0029922.992001.0 === DPSDD NN

+mbangan me!ana

( )PSM

M

M

N

N = 19

4

45 MPSMM NN =

dengan PSMsebagai pem"lihan me!ana di pemisah asa

+mbangan hidrogen

( )PSH

H

H

NN

=

1

9

4

45 HPSHH NN =

dengan STHsebagai pem"lihan hidrogen di menara pens!abil.

Menara T&!'ena, T10(

+mbangan benzene

114 BTTBB NN =

( ) 115 1 BTTBB NN =

dengan TTBsebagai pem"lihan benzena di menara )10.&emandangkan lebih banak benzena dan !ol"ena berada dalam aliran 14 dan lebih banak dienil

dalam aliran 15, maka pem"lihan ke hasil a!as *101 ialah TTB= 0.99, TTT= 0.99 dan TTD= 0.01

( ) -1114 jkmol2.6526(.299.0 === BTTBB NN

( ) ( )( ) 1115 026(.06(.299.011

=== jkmolNN BTTBB


6/15

+mbangan !ol"ene

114 TTTTT NN =

( ) 115 1 TTTTT NN =

dengan TTTsebagai pem"lihan !ol"ena di menara )10.

( ) -1114

jkmol61.54(1$.6299.0 ===TTTTT

NN

( ) ( ) 1115 jkmol621$.01$.6299.011

=== TTTTT NN

+mbangan *ienil

114 DTTDD NN =

( ) 115 1 DTTDD NN =

dengan TTDsebagai pem"lihan benzena di menara )10.

( ) 1114 jkmol029.09.201.0

===DTTDD

NN

( ) ( ) -1115 jkmol2.($19.201.011 === DTTDD NN

Rea)t&r R101

!oikiome!ri !indak balas kimia/

)ol"ena 2 enzena 34

2enzena *ienil 2

Kadar !indak balas !ol"ene

1rrT =

Kadar !indak balas hidrogen

21 rrrH +=

Kadar !indak balas benzene

21 2rrrB =

Kadar !indak balas me!ana


7/15

1rrM =

Kadar !indak balas dienil

2rrD =

en"karan !ol"ena XT= 0.(0 Ke!erpilihan benzena SB= 0.96

Kadar !indak balas !ol"ena dalam seb"!an pen"karan !iol"ena

TTT XNrr 1 ==

+mbangan !ol"ena

( )TTTTTTTT XNXNNrNN ==+= 14

&aka

( ) ( )1-4

jkmol14.6(.01

92.62

1=

=

=

T

TT

X

NN

en"karan

6.14(.0 1

1

r

N

r

N

rX

TT

TT ==

==

( ) -11 jkmol251.6(6.14(.0 ==r

Ke!erpilihan benzena

( ) ( )(.06.14

2296.0 21

21

rr

XN

rr

XN

rS

TTTT

BB

=

===

( ) ( ) -121 jkmol241.612((.06.1496.02 == rr

emak sem"la nilai kadar alir benzena dalam aliran 12 = 265 kmol j -1

adi

1-

2jkmol5.06

2

241.612(-251.6(==r

emak sem"la nilai kadar alir dienil dalam aliran 15 = 2.99 kmol j-1

erl" kira sem"la se'ara i!erasi sehingga nilai di aliran 15 dan 12 lebih sediki! daripada nilai dalam

kadar !indak balas benzena dan dienil.

Kadar !indak balas !ol"ena

TTT XNr =



8/15

( ) ( )

2

1

2

1

TTBTTB

TTH

XNSXNSXNr

+=

+=

Kadar !indak balas benzena

TTBB XNSr =


TTM XNr =


( )

2

1 TTB

D

XNSr

=

an!ikan NT3dalam sem"a kadar !indak balas komponen.

Kadar !indak balas !ol"ena

( )T

TTT

X

XNr

=

1

4


( )

( )T

TTB

HX

NXSr

+=

12

14

Kadar !indak balas benzena

( )T

TTBB

X

NXSr

=

1

4


( )T

TT

MX

XNr

=

1

4


( )

( )T

TTB

DX

NXSr

+=

12

14

+mbangan benzena menghasilkan


9/15

( )T

TTB

BBBBX

NXSNrNN

+=+=

1

4

4

&aka

( )T

TTB

BBX

NXSNN

=

1

4

4

+mbangan dienil

( )

( )T

TTB

DDDDX

NXSNrNN

+=+=

12

14

4

&aka

( )

( )T

TTB

DDX

NXSNN

=

12

14

4

+mbangan hidrogen

( )

( )T

TTB

HHHHX

NXSNrNN

=+=

12

14

4

ika aliran !ol"ena dalam aliran digan!ikan, maka

( )

( )T

TTB

HHX

NXSNN

+=

12

14

4

+mbangan me!ana

( )T

TT

MMMMX

XNNrNN

+=+=

1

4

4

ika aliran !ol"ena dalam aliran digan!ikan, maka

( )T

TT

MMX

XNNN

=

1

4

4

I#ban*an + Tt) Pena#-'ran

Kadar alir !ol"ene dalam aliran ki!aran sem"la

( ) ( )( )( ) BTBSTBPSBTB

BRPSTTRPSTTTT

XSNXXNN

== 11

11 12(


10/15

Kadar alir benzene dalam aliran ki!aran sem"la

( ) RPSTBTTBB NXNSN ( +=

+mbangan benzena pada !i!ik pen'amp"ran ki!aran sem"la dan s"apan menghasilkan

(14 BBB NNN =+

( )( )

121BRPSTBTTB

BTB

BTTBBTB NNXNSN

=++

( )

( ) BTBRPST

RPSTBTBTTBBTTBBTB

B

XNSNN

+=

1

112

17

+mbangan benzene

(142 BBBb NNNN =++

+mbangan hidrogen

Kadar alir benzene dalam aliran ki!aran sem"la 8ap

( )( ) ( ) BTBSTBPSBB

BPTRBPTRTTBPTRB

S

NNXNNN

+=+=

11

12

( 27

+mbangan benzene

(14 BBB NNN =+

( )

( )( ) BTBSTBPSBB

BPTR

BPTR

BTB

BTTBBTB

BS

NN

NN

++

=

11

112

12

27

( ) ( )( )[ ]

( )( )( ) BTBSTBPSBPTRB

BPTRSTBPSBBTTBBTB

BS

NSN

+=

111

11112

andingkan dengan

( )

( ) ( ) BTBSTBPSBB

BB

BS

NS

N

= 11

112


11/15

ab"ngkan

( ) ( )( ) ( ) ( )PTRBPTRSTBPSBBTTBBTB SS =+ 11111

&aka

( ) ( ) ( ) ( )

PTB

STBPSBBTTBBTBBR

S

SS

=

1111

dengan PT sebagai pem"lihan !ol"ena di pemisah asa, MPTsebagai pem"lihan !ol"ena di menara

pens!abil, MBTsebagai pem"lihan !ol"ena di menara benzena, dan MTT sebagai pem"lihan !ol"ena dimenara !ol"ena.

kan !e!api aliran !ol"ena di dalam ki!aran sem"la gas

( )TTPTRGPT XFRy = 1 27

dengan R sebagai nisbah aliran ki!aran sem"la dengan j"mlah aliran daripada pemisah asa.Kadar alir !ol"ene segar diberikan oleh

( ) ( ) ( )( )[ ][ ]PTRMTTMBTMPTPTTTFT XFF += 11111 7.

+mbangan benzena pada !i!ik pen'amp"ran ki!aran sem"la gas dan 'e'air dan s"apan menghasilkan

( )

( )( )( ) ( ) MTBMBBMPBPBBTTB

PBRBTTBB

FXFS

FXFSF

++

+=

111

57

ekirana persamaan 57 diselesaikan aliran benzena ke dalam reak!or, maka

( )( )( )[ ]( )( )( )[ ]

MTBMBBMPBPBPBR

MTBMBBMPBPBPBRTTBB

XFSF

+=

1111

11167

+mbangan hidrogen di !i!ik pen'amp"ran ki!aran sem"la dan s"apan menghasilkan

(7

kan !e!api aliran hidrogen di dalam aliran ki!aran sem"la ialah

97

dengan PHsebagai pem"lihan hidrogen di dalam pemisah asa. ika persamaan (7 diselesaikan "n!"kj"mlah aliran s"apan gas, maka

HGFHGPH FFyRy =+

( )

+

= TTB

HPHRGPH FXS

FRy2

1


12/15

107

+mbangan menel"r"h hidrogen p"la menghasilkan

117

dengan MPHsebagai pem"lihan hidrogen di dalam menara pens!abil. kan !e!api aliran b"angan gasdiberikan oleh

127

ika persamaan 117 diselesaikan "n!"k j"mlah aliran s"apan gas, maka

17

+mbangan me!ana di !i!ik pen'amp"ran menghasilkan

147

kan !e!api aliran me!ana di dalam ki!aran sem"la ialah

157

dengan PMsebagai pem"lihan me!ana di dalam pemisah asa. ika persamaan ini diselesaikan "n!"kaliran j"mlah gas, maka

167

+mbangan menel"r"h me!ana menghasilkan

1$7

dengan MPM sebagai pem"lihan me!ana di dalam menara pens!abil. ika persamaan ini diselesaikan"n!"k aliran j"mlah gas, maka

( ) ( )

( )TT

B

TTB

HMPHPHGPHGFH

FXS

FXS

FPyFy

2

1

2

11

++

+

+=

( ) ( )

+

= TTB

HPHRGPH FXS

FPy

2

11

( ) ( )[ ]

( ) ( )[ ]( )T

FH

TBMPHPHPHR

H

FH

MPHPHPHRG

Fy

XS

Fy

F

2

1111

11

++

+=

( ) ( ) ( )[ ]{ } TTTTMMPMPMPMRGFH FXFXFFy ++= 111

( ) MGPMGFH FRyFy =+1

( )

( ) ( ) TFH

TPMRM

FH

PMRG F

y

XF

yF

=

11

1

( ) ( )T

FH

TBPHRH

FH

PHRG F

y

XSF

yF

2

11 ++

=

{ }TTMPMRGPM FXFRy +=


13/15

1(7

ika persamaan 107 digab"ngkan dengan persamaan 167, maka

197

ekirana persamaan 17 digab"ngkan dengan persamaan 1(7, maka

207

ersamaan 197 dan 207 boleh diselesaikan "n!"k aliran hidrogen ke reak!or

( )( )

( )

( )( )

( ) TTFH

MPMPM

PMR

M

FH

MPMPM

PMR

G FXyFyF

+

= 1

1

11

1

1

1

( )( ) ( ) ( ) ( ) TTRFH

BPH

FH

PMH

FH

PHRM

FH

PMR FXy

Sy

Fy

Fy

++= 2

1

1

1

1

1

( ) ( )[ ]( )

( ) ( )[ ]

( ) ( )[ ]

( )( ) ( )[ ]( ) TT

FH

BMPHPHPHR

FH

MPMPMPMR

H

FH

MPHPHPHRM

FH

MPMPMPMR

FX

y

Sy

Fy

Fy

++

=

+

+

2

11111

111

11

1

11


14/15

217

&engik"! persamaan 197 kadar alir me!ana ke reak!or ialah

( ) ( )[ ]( )

( )

( ) ( )[ ]

( ) ( )

( ) ( )

( )

( )( ) ( )[ ]( )( ) ( )[ ]( )

TT

PHRMPMPMPMR

PMRMPHPHPHR

FH

PMR

B

MPHPH

PHR

FH

MPMPMPMRFH

MPMPM

PMR

RBPHFHPMFH

H FXy

Sy

y

Syy

F

++

+

+

+

++

=

111

1111

121

1

111

111

1

1

211


15/15

227

Kadar alir gas s"apan ang diperl"kan boleh dikira dengan mengg"nakan sama ada persamaan 107,

17, 167 a!a" 1(7.

( ) ( )[ ]( )( )( )( )( )

( ) ( )[ ]( )( )

( ) ( )[ ]( )( ) ( )[ ]( )TT

PHRMPMPMPMR

PMRMPHPHPHRFH

MPHPH

PHRRBPHFHPMFH

PHRB

MPHPH

PHRFH

MPMPMPMRFH

M FXy

Syy

Syy

F

+

+

+++

+

+

=

111

111

1

1211

121

1

111

111

Documents

Contoh Imbangan Jisim Projek