TUGAS 1 ASPEN

Deadline pengumpulan: Jumat, 27 Maret 2015 pukul 11.00 waktu ASPEN

1. a. Jelaskan peran software simulasi dalam bidang industri Kimia! Apakah penting?

Berikan alasan! Sertakan keuntungan dan kerugian dari pengguaan software simulasi.

b. Sebutkan software-software simulasi selain ASPEN!

c. Apa fungsi property method dalam ASPEN? Jelaskan minimal 5 property method

yang sering digunakan dalam simulasi ASPEN!

2. Ethanol 70% (%vol) dengan laju 50 L/jam ingin dicampurkan dengan air sebanyak

60L/jam, pada suhu 25 oC, tekanan 1 atm.

a. Buatlah simulasi sederhana dari proses tersebut!

b. Tampilkan fraksi massa dan volum setelah pencampuran. Tentukan pula berapa

dew/bubble point masing-masing umpan dan pencampuran dan juga tampilkan dalam

bentuk grafik!

c. Buatlah grafik hubungan y-x,Tx, gamma, dan Txy ethanol dan air (satuan dalam oC,

atm) serta Jelaskan kesetimbangan dari etanol dan air di fase liquid dan vapor pada

suhu 85oC khusus grafik Txy!

Property method NRTL. Berikan langkah simulasi secara detail.

d. Carilah data kesetimbangan komponen benzene-etanol-air (tulis sumbernya) dan

ujilah dengan menggunakan property method NRTL,UNIFAC. Analisis dengan

menghitung SSE pada file Excel.

e. Buatlah grafik kesetimbangan water-acetic acid-methyl isobutyl ketone, 25oC dengan

menggunakan property method NRTL dan jelaskan kondisi azeotrop yang terjadi

(Suhu, komposisi komponen, dan sifat titik azeotrop )

3. Diphenyl (C12H10), merupakan suatu produk antara yang penting dalam dunia industri.

Salah satu teknik produksi diphenyl adalah dengan dehidrogenasi benzene (C6H6).

Reaksinya sebagai berikut :

A B + C

Reaksi bolak-balik fase gas berlangsung secara isotermal pada suhu 1400 oF ; 3 atm dengan

data kinetika sebagai berikut :

(-rA) = kf . PA2

(rA) = kb . PB . PC

kf = A1 exp (-E/R/T)

kb = A2 exp (-E/R/T)

A1 = 3.23510-6

A2 = 5.020510-5

E/R = 15193,76 K

R = 1,987 cal/mol/K

Reaksi lanjut antara diphenyl dengan benzen menjadi triphenyl pada kasus ini diabaikan.

Seorang engineer ingin mensimulasikan sebuah unit produksi diphenyl dengan umpan masuk

sebanyak 0,031 kmol/hr keluar dari storage tank pada kondisi suhu 30 0C tekanan 14,7 psia.

Sebelum masuk reaktor umpan dikondisikan terlebih dahulu suhu dan tekanannya. Arus

keluar reaktor kemudian diturunkan menjadi 1 atm, didinginkan sampai 40 0C, lalu masuk ke

unit pemurnian. Pertama-tama produk dipisahkan fase cair-uapnya dalam KO drum. Hasil

liquid yang masih mengandung benzen dan sedikit H2 lalu dimurnikan lebih lanjut dalam

sebuah unit separasi, diinginkan 99,9% diphenyl terambil sebagai fase liquid. Produk yang

diperoleh adalah diphenyl dengan kemurnian tinggi dan hanya mengandung 0.01% benzen.

Property method: Peng-ROB

1. Buatlah PFD secara lengkap!

2. a. Berapa konversi benzen (kesetimbangan) ? Berapa nilai equilibrium reaction constant

pada kondisi proses di atas? Tampilkan hasil dari ASPEN!

b. Jika diinginkan benzen yang terkonversi sebanyak 92% dari konversi kesetimbangan,

berapa kmol/jam produk diphenyl dihasilkan? Tips: untuk menampilkan tampilan angka

yang lebih akurat copy tabel di custom stream result ke excel

c. Berapakah suhu keluaran reaktor?

d. Berapa kcal/mol panas reaksi terhitung dari reaksi pada soal 2b diatas? Tampilkan

hasil dari ASPEN!

e. Berapakah beban panas heater?

3. Jika dipilih reaktor dengan tipe PFR dengan spesifikasi :

Ntube = 100 ; L = 37,5 in; D = 0.5 in ; pressure drop = 5 psi.

Sebagai seorang chemical engineer, anda diminta untuk menentukan kondisi operasi

reaktor yang dijalankan. Kemungkinan kondisi operasi antara lain :

- Reaktor dijalankan isotermal pada suhu inlet 14000F

- Reaktor dijalankan secara adiabatis

Tentukan :

a. Berapa konversi benzen?

b. Berapa waktu tinggal reaktan didalam reaktor?

c. Berapakah yield diphenyl keluaran reaktor ?

d. Kemudahan aplikasi diindustri dari dua kemungkinan diatas dan berikan

penjelasannya?

4. a. Bagaimana heat duty total yang diperlukan oleh unit pemurnian produk diatas jika

dibandingkan dengan hanya menggunakan 1 unit separasi saja (tanpa KO drum)?

Alternatif mana yang anda pilih? Jelaskan!

b. Jelaskan serinci mungkin perbedaan antara flash drum dan KO drum !

5. Dengan spesifikasi PFR pada soal no.3 diinginkan produk diphenyl keluar reaktor per

tahun (dianggap 330 hari operasi/tahun) sebanyak 10000 ton, maka berapa reaktan yang

diumpankan setiap jamnya?

Hint: Perhitungan diselesaikan menggunakan Ms. Excel.

ASPEN TEAM XXII GENERATION