ASSIGNMENT 2PERPINDAHAN MASSA

DISTILLATION :SINGLE STAGE OPERATION - FLASH VAPORIZATION

Senin, 8 September 2014Fakultas TeknikUniversitas Indonesia, Depok

OLEH :Kameliya Hani MillatiTeknik Kimia / 1206202034

FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIAUNIVERSITAS INDONESIADEPOK20141. Define component A and B, calculate using analytical method and software if the mixture of them is flash vaporized

Diketahui permasalahan sebagai berikut :A liquid mixture containing 50 mol % benzene (A), 50 mol % ethyl benzene (B), at 100o C, is to be continuously flash-vaporized at 1 std atm presure to vaporize 60 mol % of the feed. What will be the composition of the vapor and liquid ?

Diketahui data sebagai berikut :Basis Feed (F)= 100 molPressure total (Pt)= 1 atm = 760 mmHgSuhu (T)= 100o CVaporization feed (f)= 60% = 0,6Fraksi benzena (A) di Feed= 50% = 0,5Fraksi etil benzena (B) di Feed= 50% = 0,5

Titik didih (Boiling Point) sebagai berikut :Benzena (A)= 80,1o CEtil benzena (B)= 136o COleh karena senyawa benzena lebih volatil, maka disimbolkan dengan A

Konstanta Antoine sebagai berikut :SenyawaKonstanta Antoine

ABC

Benzena (A)6,905651211,033220,79

Etil benzena (B)6,957191424,255213,206

Catatan = Konstanta Antoine yang digunakan adalah untuk satuan suhu dalam Celcius dan tekanan dalam mmHg

Penyelesaian menggunakan metode analitik adalah sebagai berikut :a. Perhitungan trial error untuk memperoleh nilai suhu operasiMelakukan perhitungan bubble point dari campuran benzena dan etil benzena dengan metode analitik (trial and error) dimana nilai yang diubah-ubah adalah suhu sampai diperoleh nilai :

Dengan menggunakan program Excel (goal seek pada what if analysis), diperoleh hasil sebagai berikut :

Keterangan tabel excel sebagai berikut : T adalah nilai yang diubah-ubah (by changing cell), satuan Celcius P adalah Pressure total, satuan mmHg A, B, dan C adalah konstanta Antoine (celcius dan atm) Psat adalah P saturated yang diperoleh dari perhitungan menggunakan persamaan Antoine, satuan mmHg K adalah P saturated suatu senyawa dibagi dengan P total xF adalah fraksi mol larutan di Feed y adalah fraksi mol larutan, K dikali xFDari trial error perhitungan bubble point diperoleh suhu operasi 98,023o C. Nilai suhu operasi ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai W/D secara trial error sampai diperoleh nilai dari total fraksi gas (y) dan fraksi cair (x) sama dengan mendekati 1.

b. Perhitungan trial error untuk memperoleh nilai W/DMelakukan trial error untuk mendapatkan nilai W/D sampai memperoleh nilai :

Dengan menggunakan program Excel (goal seek pada what if analysis), diperoleh hasil sebagai berikut :

Keterangan tabel excel sebagai berikut : A, B, C adalah konstanta Antoine P sat adalah P saturated setiap senyawa, dihitung dari persamaan Antoine z adalah fraksi mol di Feed (F) K adalah P saturated senyawa dibagi P total yi adalah fraksi gas yaitu di Distillate (D) xi adalah fraksi cair yaitu di Waste out (W) W/D adalah nilai yang diubah-ubah (by changing cell) T adalah suhu operasi yang diperoleh dari perhitungan trial error sebelumnya P adalah tekanan total

Dari trial error tersebut diperoleh data sebagai berikut : Nilai W/D = 2136,027 Nilai fraksi distillate = 84,159% Benzena dan 15,841% Etil benzena Nilai fraksi waste out = 49,984% Benzena dan 50,016% Etil benzena

c. Perhitungan komposisiKomposisi Distillate (D) dan Waste out (W) sebagai berikut : ... (1) (2)Mensubstitusi persamaan 1 dan 2 sehingga diperoleh

Komposisi benzena dan etil benzena di Distillate (D) sebagai berikut : Benzena = (84,159%) x (0,047 mol) = 0,040 mol Etil benzena = (15,841%) x (0,047 mol)= 0,007 mol

Komposisi benzena dan etil benzena di Waste out (W) sebagai berikut : Benzena= (49,984%) x (99,953 mol)= 49,961 mol Etil benzena= (50,016%) x (99,953 mol)= 49,992 mol

2. Similar to No. 1, calculate for mixture of A, B, and C components

Diketahui permasalahan sebagai berikut :A solution mixture containing 50% mol benzene (A), 20% mol ethyl benzene (B), and 30% toluene (C) will be flashed at 1 atm and 100oC. What will be the composition of the vapor and liquid ?

Diketahui data sebagai berikut :Basis Feed (F)= 100 molPressure total (Pt)= 1 atm = 760 mmHgSuhu (T)= 100o CVaporization feed (f)= 60% = 0,6Fraksi benzena= 0,5Fraksi etil benzena= 0,25Fraksi toluena = 0,25

Titik didih (Boiling Point) sebagai berikut :Benzena (A)= 80,1o CEtil benzena (B)= 136o CToluena (C)= 110,6o C

Konstanta Antoine sebagai berikut :SenyawaKonstanta Antoine

ABC

Benzena (A)6,905651211,033220,79

Etil benzena (B)6,957191424,255213,206

Toluena (C)6,954641344,8219,482

Catatan = Konstanta Antoine yang digunakan adalah untuk satuan suhu dalam Celcius dan tekanan dalam mmHg

Penyelesaian menggunakan metode analitik adalah sebagai berikut :a. Perhitungan trial error untuk memperoleh nilai suhu operasiMelakukan perhitungan bubble point dari campuran benzena dan etil benzena dengan metode analitik (trial and error) dimana nilai yang diubah-ubah adalah suhu sampai diperoleh nilai :

Dengan menggunakan program Excel (goal seek pada what if analysis), diperoleh hasil sebagai berikut :

Keterangan tabel excel sebagai berikut : T adalah nilai yang diubah-ubah (by changing cell), satuan Celcius P adalah Pressure total, satuan mmHg A, B, dan C adalah konstanta Antoine (celcius dan atm) Psat adalah P saturated yang diperoleh dari perhitungan menggunakan persamaan Antoine, satuan mmHg K adalah P saturated suatu senyawa dibagi dengan P total xF adalah fraksi mol larutan di Feed y adalah fraksi mol larutan, K dikali xFDari trial error perhitungan bubble point diperoleh suhu operasi 98,023o C. Nilai suhu operasi ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai W/D secara trial error sampai diperoleh nilai dari total fraksi gas (y) dan fraksi cair (x) sama dengan mendekati 1.

b. Perhitungan trial error untuk memperoleh nilai W/DMelakukan trial error untuk mendapatkan nilai W/D sampai memperoleh nilai :

Dengan menggunakan program Excel (goal seek pada what if analysis), diperoleh hasil sebagai berikut :

Keterangan tabel excel sebagai berikut : A, B, C adalah konstanta Antoine P sat adalah P saturated setiap senyawa, dihitung dari persamaan Antoine z adalah fraksi mol di Feed (F) K adalah P saturated senyawa dibagi P total yi adalah fraksi gas yaitu di Distillate (D) xi adalah fraksi cair yaitu di Waste out (W) W/D adalah nilai yang diubah-ubah (by changing cell) T adalah suhu operasi yang diperoleh dari perhitungan trial error sebelumnya P adalah tekanan total

Dari trial error tersebut diperoleh data sebagai berikut : Nilai W/D = 17,540 Nilai fraksi distillate = 75,054% Benzena, 7,399% Etil benzena, dan 1,597% Toluena Nilai fraksi waste out = 48,571% Benzena, 26,003% Etil benzena, dan 25,512% Toluena

c. Perhitungan komposisiKomposisi Distillate (D) dan Waste out (W) sebagai berikut : ... (1) (2)Mensubstitusi persamaan 1 dan 2 sehingga diperoleh

Komposisi benzena dan etil benzena di Distillate (D) sebagai berikut : Benzena = (75,054%) x (5,394 mol) = 4,084 mol Etil benzena = (7,399%) x (5,394 mol)= 0,399 mol Toluena= (1,597%) x (5,394 mol)= 0,086 mol

Komposisi benzena dan etil benzena di Waste out (W) sebagai berikut : Benzena= (48,571%) x (94,606 mol)= 45,951 mol Etil benzena= (26,003%) x (94,606 mol)= 24,600 mol Toluena= (25,512%) x (94,606 mol)= 23,850 mol

3. Find a process production of chemical which uses distillation column, draw the flowsheet including information concerning to concentration of the component entering and come out from the column