Contoh dan Penyelesaian Soal Azas Teknik

1431410059 1-E

Suatu proses sintesa metanol seperti ditunjukkan di bawah ini:

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 (a)

CO2 + 3H2O → CH3OH + H2 (b)

200% kelebihan uap, berdasarkan pada reaksi (a) dimasukkan ke reactor I, dan konversi dari metana 100%. Hasil dari reactor I dimasukkan ke reactor II, dengan reaksi (b), konversi dioksida 50%. Dengan masukan metan 100 mol/jam. Hitung uap yang dibutuhkan dan komposisi gas yang keluar dari reactor I dan reactor II.

Diketahui :

Kelebihan uap 200%

Konversi metana reaksi (a) = 100%

Ditanya

Uap yang dibutuhkan

Komposisi gas yang keluar dari reactor I

Jawab

Basis : 100 mol metana per satu jam

operasi

 Reactor I

Konversi metana = 100%

Metana yang bereaksi = konversi/100% x metana mula-mula

= 100%/100% x 100 mol = 100 mol metana reaksi

Reaksi (a)

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2

100 mol ~ 200 mol ~ 100 mol ~ 400 mol

Dalam bahan bakar telah ada 100% uap (200

mol)

Kelebihan Uap (H₂O) = 200%

H₂O yang masuk = 300/100 x 200 mol H₂O

Gas yang keluar dari reator I :

CO₂ = 100 mol H₂ = 400 mol

H₂O sisa = 600 – 200 = 400 mol +

Total = 900 mol

• % CO2 = = 11,11%

• %H2 = = 44,44%

Reactor II

Konversi karbon dioksida = 50%

Karbon dioksida yang bereaksi

Reaksi (b)

CO₂ + 3H₂O → CH₃OH + H₂

%CH₃OH = = 6,25%

%H₂ = = 56,25%

%CO₂ = = 6,25%

%H₂O = = 31,25%

Gas yang keluar dari reactor II :

CH3OH = 50 mol

H2 = 400 + 50 = 450 mol

CO2 sisa = 100 - 50 = 50 mol

H2O sisa = 400 - 150 = 250 mol +

Jadi, uap yang dibutuhkan untuk proses sintesa metanol

= H₂O reaksi (a) + H₂O reaksi (b)

= 200 mol + 150 mol