Selasa, 23 Maret 2021

neraca massa

 

NERACA MASSA DENGAN FAKTOR PENGALI

 

Kapasitas Produksi     = 60.000 ton/tahun

Operasi                        = 330 hari

Kapasitas                     = 60.000 ton/tahun×1000 kg/ton × 1 tahun /330 hari × 1 hari/24 jam

= 7.575,757576 Kg/jam

Faktor Pengali             =

                                    =

                                    = 0,6741

Bahan Baku                = Basis x Faktor Pengali

                                    = 100 Kmol/Jam x 0,6741

                                    = 67,4176 Kmol/Jam

Bahan baku yang digunakan :

 

·      Benzil klorida dengan kemurnian 99% (Impuritas 1 % H2O).

(Hefei TNJ Chemical Industry Co,LTD)

 

·      NaCN dengan kemurnian 98% (Impuritas 1 % H2O).

(Hefei TNJ Chemical Industry Co,LTD)

 

Reaksi :

C6H5CH2Cl + NaCN C6H5CH2CN   +     NaCl             

(Benzyl Chloride bereaksi dengan Natrium sianida membentuk Benzil sianida)

Konversi reaksi sebesar 95 % dengan perbandingan Benzil klorida dan Natrium sianida sebesar 1:1

( US.Patent No. 4056509)

 

 

 

1.      Neraca Massa Pada Mixer

Mixer digunakan untuk mencampur sodium sianida dengan air dan didalam sodium sianida terdapat pengotor NaOH, Na2CO3 dan Air.

 

Arus 1

NaCN umpan segar     = 67,4176  Kmol/Jam x Berat Molekul

= 67,4176  Kmol/Jam x 49,0072 Kg/Kmol

= 3.303,95 Kg/Jam

H2O                             =  x 3.303,95 Kg/Jam = 33,7137 Kg/Jam

Arus 2

Dinginkan konsentrasi NaCN 33 % diketahui Kelarutan NaCN terhadap air sebesar 50 gr/100ml :

Konsentrasi NaCN      =

0,33 (Massa Air + Massa NaCN)       = Massa NaCN

H2O     =

            = 6.607,9027 Kg/Jam

 

 

 

 

 

Tabel 1. Neraca Massa Pada Mixer

Komponen

Massa masuk (kg/Jam)

Massa keluar (Kg/Jam)

Arus 1

Arus 2

Arus 4

Persentase Massa(%)

NaCN

3.303,95

3.303,95

33,1081%

NaOH

16,8499

16,8499

0.16891%

H2O

33,6999

6.605,187

6.638,887

66.554072%

Na2CO3

16,8499

16,8499

0.16891%

total

9.975,18

9.975,18

100%

 

2.      Neraca Massa Pada Reaktor

NaCN

NaCl

C6H5CH5Cl

C6H5CH5CN

H2O

Na2CO3

NaOH

 

C6H5CH5Cl

C6H5CH5CN

H2O

 
Arus Masuk Reaktor

C6H5CH5Cl

H2O

NaCN

H2O

Na2CO3

NaOH

F9

F5

F3

F4

R

 

 

Reaktor digunakan untuk mereaksikan natrium sianida dan benzil klorida untuk menjadi benzil sianida dan natrium klorida.

·          Benzil klorida Masuk Reaktor dari Umpan Segar dan Recycle

o   C6H5CH5Cl                  = 67,4176   Kmol/Jam x Berat Molekul

= 67,4176  Kmol/Jam x 126,58Kg/Kmol

= 8.533,7289 Kg/Jam

o          H2O                             =   x 8.533,7289 Kg/Jam

= 86,1 Kg/Jam

·         Benzil klorida  Masuk Reaktor diatas dijabarkan maka:

Arus 3 (Umpan Segar)

o   C6H5CH5Cl                  = 8.185,881 Kg/Jam

o       H2O                              =  x 8.185,881 Kg/Jam = 82,6856 Kg/Jam

Arus 8 (Recycle)

o   C6H5CH5Cl                 = 347,8477 Kg/Jam

o   C6H5CH5CN               = 75,7575Kg/Jam

o   H2O                             = 3,4918 Kg/Jam

Tabel 2. Input Reaktor

 

 

Komponen

Berat Molekul

 

Arus Keluar Mixer (F4)

 

Flow 3 (Arus 3)

 

Arus 9 (recycle)

Kg/Kmol

Massa Kg/Jam

Mol Kmol/Jam

Massa Kg/Jam

Mol Kmol/Jam

Massa Kg/Jam

Mol Kmol/Jam

NaCl

58,44

 

 

 

 

 

 

NaOH

40

16,8568

0,42

 

 

 

 

Na2CO3

105,98

16,8568

0,16

 

 

 

 

NaCN

49,0072

3.303,95

67,41

 

 

 

 

C6H5CH5Cl

126,58

 

 

8.185,88

64,67

347,8477

2,74

C6H5CH5CN

117,15

 

 

 

 

75,7575

0,64

H2O

18

 

 

82,6856

4,6

3,4918

0,19

 

Arus 5

 Keluar Reaktor

o   Reaksi dengan konversi 95 %

Reaksi :

C6H5CH2Cl + NaCN    C6H5CH2CN  +    NaCl

M           67,4176         67,4176                           0,6466

R           64,0467         64,0467                          64,0467             64,0467

 


S            3,37088         3,37088                          64,6394             64,0467

C6H5CH2CN terbentuk = 64,6394 Kmol/Jam x 117,15 Kg/Kmol = 7.578,839 Kg/Jam

NaCl terbentuk             = 95 Kmol/Jam x 58,44 Kg/Kmol = 3742,894 Kg/Jam

C6H5CH2Cl sisa            = 3,37088  Kmol/Jam x 126,58 Kg/Kmol = 426,686 Kg/Jam

NaCN sisa                     = 3,37088  Kmol/Jam x 49,0072 Kg/Kmol = 165,1975 Kg/Jam

 

 

 

Tabel 3. Neraca Massa Pada Reaktor

Komponen

Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/Jam)

NaCl

 

3742,894

NaOH

16,8568

16,8568

Na2CO3

16,8568

16,8568

NaCN

3.303,95

165,1975

C6H5CH5Cl

8.533,7289

632,9

C6H5CH5CN

75,7575

426,686

H2O

6727,794

6727,794

Total

18.667,2

18.667,4

 

3.     

NaCN

NaCl

C6H5CH5Cl

C6H5CH5CN

H2O

Na2CO3

NaOH

 
Neraca Massa Pada Dekanter

F5

F6
 


C6H5CH5Cl

C6H5CH5CN

H2O

 

 

D

F7

NaCN

NaCL

H2O

Na2CO3

NaOH

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Decanter digunakan untuk memisahkan natrium klorida,natrium sianida dengan benzil klorida,benzil sianida.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o   Input Dekanter

Arus 5                  

Tabel 4. Input Neraca Massa Pada Dekanter

Komponen

BM (Kg/Kmol)

Mol

(Kmol/Jam)

Massa

(Kg/Jam)

Densitas

(Kg/L)

Fraksi

Massa

Kelarutan komponen dalam air

NaCl

58,44

95

5551,8

1,923693024

0,200421381

0.35 kg/l (Larut air)

NaOH

40

0,625092

25,00367347

1,90059783

0,000902639

1.15 kg/l (Larut air)

Na2CO3

105,98

0,235928

25,00367347

2,463551295

0,000902639

0.3 kg/l (Larut air)

NaCN

49,0072

5

245,036

1,923693024

0,008881881

0.5 kg/l (Larut air)

C6H5CH5Cl

126,58

5

632,9

1,072956006

0,02284785

0.00046 kg/l (Tidak Larut air)

C6H5CH5CN

117,15

95,95919761

11.241,62

1,053589823

0,405825319

0.00046kg/l (Tidak Larut air)

H2O

18

554,4041111

9979,274

1,004428534

0,36025431

 

Total

 

 

27.700,6

 

1

 

                       

Data kelarutan H2O dalam C6H5CH5CN

Densitas C6H5CH5CN = 1,0535

H2O            = 0,00046  ÷ 1,0535  = 0,0004366

     Komposisi yang H2O yang terlarut dalam C6H5CH5CN

     Laju C6H5CH5CN = 7.578,839

     H­­­2O            = 0,0004366  = 3,30894

    

Data kelarutan H2O dalam C6H5CH5Cl

Densitas C6H5CH5Cl = 1,0729

H2O            = 0,00046  ÷ 1,0729  = 0,0004287

     Komposisi yang H2O yang terlarut dalam C6H5CH5Cl

     Laju C6H5CH5Cl = 426,6864

     H­­­2O            =  0,0004287  = 0,1829

    

 

 

 

 

Data kelarutan dalam H2O                    

Densitas H2O         = 1,0044 kg/L

NaCl ( Kelarutan tak terhingga karena mudah larut dalam air )

NaOH                     = 1,15  ÷ 1,0044  = 1,144

Na2CO3                  = 0,3  ÷ 1,0044  = 0,2986

NaCN                     = 0,5  ÷ 1,0044  = 0,4977

C6H5CH5Cl             = 0,00046  ÷ 1,0044  = 0,0004579

C6H5CH5CN          = 0,00046  ÷ 1,0044  = 0,0004579

 

Komposisi yang terlarut dalam H2O

Laju H2O                = 6727,794  – 3,4918  = 6.724,302

NaCl                              = 3742,8943  (semua larut)

NaOH                       = 1,144  × 6727,794  = 7.702,851  (semua larut)

     Na2CO3                  = 0,2986  × 6727,794  = 2.009,43  (semua larut)

     NaCN                            = 0,4977  × 6727,79  = 3.349,06  (semua larut)

C6H5CH5Cl             = 0,0004579  ×  6727,79  = 3,08114

C6H5CH5CN             = 0,0004579  × 6727,794  = 3,08114

 

     Komposisi yang tidak terlarut dalam H2O

     C6H5CH5Cl                 = 426,6864  - 3,08114  = 423,6053

     C6H5CH5CN             = 7.578,839  - 3,08114  = 7.575,75

 

 

 

 

Tabel 5. Neraca massa pada dekanter

Komponen

Hasil Atas (Kg/Jam)

Arus 6

Hasil Bawah (Kg/Jam)

Arus 7

NaCl

 

3741,56

NaOH

 

16,85689471

Na2CO3

 

16,85689471

NaCN

 

165,1297

C6H5CH5Cl

426,51

 

C6H5CH5CN

7575,75

 

 

H2O

3,49

 

6.721,508

 

Total

8.005,757

10.661,69

 

 

4.      Neraca Massa Pada Menara Destilasi

·      Arus Masuk Menara Destilasi

F9

H2O

C6H5CH5CN

 

C6H5CH5Cl

 

 


H2O

F6

MD

C6H5CH5Cl

C6H5CH5CN

 
          

F8

C6H5CH5Cl

 

C6H5CH5CN

 

 


Menara distilasi digunakan untuk memisahkan benzil klorida dengan benzil cyanide.

Arus 6

Tabel 6. Arus Masuk Menara Destilasi

KOMPONEN

Masuk

BM (Kg/Kmol)

Titik

Didih (oC)

Kmol/Jam

Kg/Jam

C6H5CH2CN

64,667

7.575,75

117,15

233

C6H5CH2Cl

3,3369

426,511

126,58

179

 H2O   

0,1939

3,49044

18

100

Diinginkan hasil bawah target pemisahan Menara distilasi C6H5CH2CN sebesar 99% dari Komposisi C6H5CH2CN Masuk Menara distilasi.

 

Arus 9

o   Arus Bottom

C6H5CH2CN                      =  x 7.575,75 Kg/Jam

                                                            = 7.500 Kg/Jam

C6H5CH2Cl                         = 7.575,75 Kg/Jam – 7.500 Kg/Jam

= 75,7575 Kg/Jam

 

Arus 8

o   Arus Destilat

H2O                                    = 3,49187 Kg/Jam

C6H5CH2CN                      = 7.575,75 Kg/Jam – 7.500 Kg/Jam

= 75,7575 Kg/Jam

C6H5CH2Cl                         = 423,6053 Kg/Jam – 75,7575Kg/Jam

                                                            = 347,8477 Kg/Jam

Tabel 7. Neraca Massa Pada Menara Destilasi

Komponen

Destilat (Kg/Jam)

Bottom (Kg/Jam)

H2O    

3,49

 

C6H5CH2Cl

350,75

75,7575

C6H5CH2CN

75,7575

7.499,997

Total

430,0015

7.575,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)