Pelatihan Simulasi Proses
Pelatihan Simulasi Proses
Mohammad Darwis
Mohammad Darwis
KMI
M
M
o
o
d
d
u
u
l
l
1
1
1
1
R
Tujuan-Tujuan
Tujuan-Tujuan
S
S
e
e
t
t
e
e
l
l
a
a
h M
h M
e
e
ny
ny
e
e
l
l
e
e
saik
saik
a
a
n
n
M
M
od
od
ul
ul
di
di
a
a
t
t
a
a
s,
s,
si
si
sw
sw
a
a
haru
haru
s
s
mampu
mampu
..
..
.
.
.
.
..
..
•
•
Inp
Inp
ut
ut
rea
rea
ksi
ksi
kimi
kimi
a y
a y
an
an
g akan
g akan
di
di
pe
pe
rgu
rgu
na
na
kan ke
kan ke
dalam Simulation Basis Manager di dalam
dalam Simulation Basis Manager di dalam
HYSYS
HYSYS
•
•
Me
Me
ne
ne
ntu
ntu
kan
kan
rea
rea
ktor
ktor
man
man
a y
a y
an
an
g d
g d
ig
ig
un
un
aka
aka
n
n
setelah mempertimbangkan reaksi yang terjadi
Preview
Preview
•
•
S
S
e
e
le
le
ksi
ksi
Kompon
Kompon
e
e
n-
n-
Kompon
Kompon
e
e
n
n
R
R
e
e
a
a
ksi
ksi
•
•
Reaksi
Reaksi
•
•
Se
Se
t
t
Re
Re
aks
aks
i
i
•
•
Reaktor
Reaktor
•
•
P
P
ro
ro
blems :
blems :
P
P
robl
robl
e
e
m 1
m 1
–
–
S
S
ynthesis G
ynthesis G
a
a
s P
s P
roduct
roduct
ion
ion
P
P
robl
robl
e
e
m 2
m 2
–
–
Ammon
Ammon
ia
ia
S
S
ynthe
ynthe
sis
sis
P
Simulation Basis Manager - Reactions
• Komponen yang digunakan • Kumpulan dari beberapa reaksi, satu reaksi juga boleh • Jenis reaksi yang akan digunakan • Fluid Package yang digunakan reaksi
Simulation Basis Manager - Reactions
Simulation Basis Manager - Reactions
• Reaksi-reaksi yangtergabung dalam satu set r eaksi
Simulation Basis Manager - Reactions
• Fluid package yang digunakan oleh Set reaksi
Jenis-Jenis Reaksi
Conversion
- Membutuhk an koefisi en stokhi ometri reaksi & kon versi.
Equilibrium
- Membutuhk an koefisi en stokhiometri reaksi & Ko nstanta kesetimbangan (fungsi temperatur e & pressur e).
Heterogeneous Catalyti c
- Membutuhk an kinetic reactio n (Energy Activasi & Frekuensi Factor (persamaan Arrhenius)) dan component exponent dari adsorpt ion kinetics .
Kinetic
- Membutuhk an koefisien stokhi ometri reaksi, Energy Act ivasi & Frekuensi Factor (persamaan Arrhenius) untuk for ward & reverse reaksi.
Simpl e Rate
- Membutuhk an koefisien stokhi ometri reaksi, Energy Act ivasi & Frekuensi Factor (persamaan Arrh enius) untuk for ward.
Conversion Reaction
Persamaan reaksi :
A + b/a B ===
c/a C + d/a D
A : reaktan yang menjadi basis konversi
B : reaktan
C & D : hasil reaksi
Pada akhir reaksi diperoleh :
NA = NA0 (1 – XA)
NB = NB0 – b/a NA0
NC = NC0 + c/a NA0XA
ND = ND0 + d/a NA0XA
X : Konversi reaksi
Conversion Reaction
• Koefisien dari
persamaan reaksi kimia
• Akan bernilai nol jika koefisien yang
di input benar • Entalpi reaksi • Komponen yang terlibat reaksi • Berat molekul
Conversion Reaction
• Konversi • Komponen yang menjadi basis konversi • Persamaan konversi • Indicator bahwa reaksi ready untuk digunakan
Equilibrium Reaction
Persamaan reaksi :
a A + b B <== c C + d D
Persamaan laju reaksinya :
Rate = k1 ( [A]p [B]q – [C]r [D]s /K)
Persamaan konstanta kesetimbangan : K = f (T)
A & B : reaktan, C & D : hasil reaksi a,b,c & d : koefisien reaksi
p,q,r & s : koefisien reaksi T : Temperature
Equilibrium Reaction
• Koefisien dari persaman reaksi ki mia • Berat molekul • Komponen dalam persamaan reaksi• Akan bernilai nol jika koefisien yang
di input benar • Entalpi
Equilibrium Reaction
• Basis buat Konst anta kesetimbangan
• Source nil ai Tetapan kesetimbangan
Equilibrium Reaction
• Persamaan Konstanta
Equilibrium Reaction
• Konstanta
Kesetimbangan dari Energi bebas Gibbs
Equilibrium Reaction
• Konstanta
Kesetimbangan dari table Keq vs T
Equilibrium Reaction
• Konstanta
Kesetimbangan merupakan nil ai kons tan (bukan fungsi dari temperatur atau variabel lain. • Nilai Konstanta Kesetimbangan harus di input.
Equilibrium Reaction
• Reaksi-reaksi yang
Kinetic Reaction
Persamaan reaksi :
a A + b B <== c C + d D
Persamaan laju reaksinya : Rate = k1 [A]p [B]q – k2 [C]r [D]s
Persamaan konst anta laju reaksinya : k1 = A1 exp(-E1 A/R/T)
k2 = A2 exp(-E2 A/R/T)
A & B : reaktan, C & D : hasil reaksi a,b,c & d : koefisien reaksi
p,q,r & s : koefisien reaksi A1 & A2 = Faktor frekuensi
E1 & E2 : Energy Activasi
R : Tetapan Gas pada persamaan PV = nZRT T : Temperature
Kinetic Reaction
• Komponen dalam persamaan reaksi
• Orde reaksi
Kinetic Reaction
• Basis ini berdasarkan persamaan reaksi. Jika konsentrasi yang digunakan maka basisnya consentration. Jika Pressure, maka basisnya
• Jika componentnya tid ak terdapat pada persamaan reaksi, maka tidak boleh dijadikan base component. • Apakah phasenya hanya liquid, atau gas atas kombinasinya keduanya. • Sangat tergantung dari order reaksi. • Tergantu ng dari basis yang
digunakan, apakah consentr asi atau pressure.
Kinetic Reaction
• Persamaan laju reaksi & konstanta
laju reaksi.
Simple Rate Reaction
Persamaan reaksi :
a A + b B <== c C + d D
Persamaan laju reaksinya :
Rate = k1 ( [A]p [B]q – [C]r [D]s /K)
Persamaan konst anta kesetimbangan : K = f (T)
k1 = A1 exp(-E1 A/R/T)
A & B : reaktan, C & D : hasil reaksi a,b,c & d : koefisien reaksi
p,q,r & s : koefisien reaksi A1 = Faktor frekuensi
E1 : Energy Activasi
R : Tetapan Gas pada persamaan PV = nZRT T : Temperature
Simple Rate Reaction
• Komponen dalam persamaan reaksi • Koefisien dari persaman reaksi kimia • Berat molekul • Entalpi reaksi• Akan bernilai nol jika koefisien yang
Simple Rate Reaction
• Basis ini berdasarkan persamaan reaksi. Jika konsentrasi yang digunakan maka basisnya consentration. Jika Pressure, maka basisnya pressure. • Jika componentnya tid ak terdapat pada persamaan reaksi, maka tidak boleh dijadikan base component. • Apakah phasenya hanya liquid, atau gas atas kombinasinya keduanya. • Sangat tergantung dari order reaksi.
• Tergantung d ari basis yang digunakan, apakah consentrasi atau pressure.
Simple Rate Reaction
Heterogeneous Catalytic Reaction
Persamaan reaksi :
a A + b B <== c C + d D
Persamaan laju reaksinya :
Rate total = (Rate for ward – Rate reverse)/Adsor pti on Term Rate for ward = k1 [A]p [B]q
Rate reverse = k2 [C]r [D]s
Absorp tio n rate = (1 + K[ A] + K[ B] + K[ C] + K[ D])n
Persamaan konstanta kesetim bangan : k1 = A1 exp (-E1A/R/T)
k2 = A2 exp(-E2 A/R/T)
A & B : reakt an, C & D : hasil reaksi
a,b,c & d : koefisien reaksi ; p,q,r & s : koefisien r eaksi A1 & A2 = Faktor fr ekuensi , E1 & E2 : Energy Activ asi
R : Tetapan Gas pada persamaan PV = nZRT T : Temperatur e
Heterogeneous Catalytic Reaction
• Komponen dalam
persamaan reaksi • Beratmolekul
• Koefisien dari persaman reaksi k imia • Entalpi reaksi • Akan bernilai nol
jika koefisien yang di input benar
Heterogeneous Catalytic Reaction
• Basis in i berdasarkan p ersamaan reaksi. Jika konsentrasi yang digunakan maka basisnya consentration. Jika Pressure, maka basisnya pr essure.
• Jika componentnya tid ak terdapat pada persamaan reaksi, maka tidak boleh dijadikan base component. • Sangat tergantung dari order reaksi. • Apakah phasenya hanya liquid, atau gas atas
kombinasinya keduanya.
• Tergantung dari basis yang digunakan, apakah consentr asi atau pressure.
Jenis-Jenis Reaktor
Continuous Stirred Tank Reactor
Plug Flow Reactor
Conversion Reactor
Equilibrium Reactor
Problem 1 :
Synthesis Gas
Production
Problem 1 : Deskripsi
Synthesis Gas Production adalah bagian yang penting dalam overall process synthesizing Ammonia. Gas alam
dikonversi menjadi umpan untuk Ammonia Plant (dimodelkan dengan 3 reaksi konversi dan 1 reaksi kesetimbangan).
CONVERSION REACTION Reforming reactions :
CH4 + H2O ===== CO + 3H2 ………. (1) CH4 + 2H2O ===== CO2 + 4H2 ………..(2) Combustion reactions :
CH4 + 2O2 ===== CO2 + 2H2O ………..(3) EQUILIBRIUM REACTIONS
Water-Gas shift reaction :
CO + H2O ===== CO2 + H2 .…...…(4) Dalam proses ini molar ratio hidrogen & nitrogen dalam synthesis gas adalah 3 : 1.
Problem 1 : Data-Data
Natural Gas : 700 F, 500 psia, 200 lbmole/hr, CH4
100%.
Reformer Steam : 475 F, 500 psia, 520 lbmole/hr,
H2O 100%.
Udara : 60 F, 500 psia, N2 : 79% mole, O2 : 21%
mole. Flow udara diatur sehingga ratio H2 dan N2
dalam synthesis gas berbanding 3 : 1.
Combustion Steam : 475 F, 500 psia, H2O 100%.
Flow steam ini diatur agar temperature reaktor
Combustor Shift tetap 1700 F.
Problem 1 : Data-Data
Reaksi 1 (40% konversi) dan Reaksi 2 (30%
konversi) terjadi dalam Reformer Reactor
Reaksi 1 (35% konversi) , 2 (65% konversi) dan 3
(100% konversi) terjadi dalam Combustor Reactor.
Reaksi 4 hanya terjadi dalam Shift Reactor.
Reaktor Shift-2 dioperasikan pada temperatur
konstan 850 deg F.
Reaktor Shift-3 dioperasikan pada temperatur
konstan 750 deg F.
Problem 1 : Pertanyaan
Berapa lbmole/hr udara yang
diperlukan?
Berapa lbmole/hr steam pada
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Components tambah Component List
dengan tekan Add.
Problem 1 : Langkah Detail
Akan muncul Component List View.Tambahkan
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Fluid Pkgs tambahkan Fluid Package
yang akan digunakan dengan tekan Add.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih salah satu Property Package yang diinginkan. Setelah dipilih tutup sheet Fluid Package : Basis-1
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih Peng Robinson seperti tampilan seperti
dibawah ini. Tutup form tersebut.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih tab Reaction untuk menambahkan reaksi
yang akan digunakan, hasil seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih tab Add Rxn pada kolom Reaction,
hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih Conversion pada kolom Reaction, dan
tekan Add Reaction, hasilnya seperti di bawah
ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Input component yang diperlukan serta koefisien
stokhiometrinya.
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
Nilai mole weightnya berwarna hitam, artinya
Nilai mole weightnya berwarna hitam, artinya
nilai tersebut hasil dari Hysys, bukan nilai input.
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
Koefisien stokhiomKoefisien stokhiometri didapat etri didapat dari reaksi yang sudahdari reaksi yang sudah
disetarakan. T
disetarakan. Tanda bahwa anda bahwa koefisien tersebut skoefisien tersebut sudah benarudah benar
adalah
adalah BalaBalance Erronce Error r nya bernilai nol. Entalpi reaksi sudahnya bernilai nol. Entalpi reaksi sudah
diberikan Hysys.
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
Pilih tab Basis. Input basis componen, phase Pilih tab Basis. Input basis componen, phase dandan
konversi reaksi. Hasilnya menunjukan reaksi sudah
konversi reaksi. Hasilnya menunjukan reaksi sudah
Ready
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
TTutup sutup sheetheet ReactionsReactions && CCononversiversion Reon Reactioaction : n : RRxnxn--11
Hasilnya seperti dibawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Continue to Reaksi ke-2, pilih tab Add Rxn pada
kolom Reaction, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih Conversion pada kolom Reaction, dan
tekan Add Reaction, hasilnya seperti di bawah
ini.
Input component yang diperlukan serta koefisien
stokhiometrinya.
Problem 1 : Langkah Detail
Nilai mole weightnya berwarna hitam, atinya
Problem 1 : Langkah Detail
Koefisien stokhiometri didapat dari reaksi yang sudah
disetarakan. Tanda bahwa koefisien tersebut sudah benar adalah Balance Error nya bernilai nol. Entalpi reaksi sudah diberikan Hysys.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih tab Basis. Input basis componen, phase dan konversi reaksi. Hasilnya menunjukan reaksi sudah Ready untuk digunakan.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup sheet Reactions & Conversion Reaction : Rxn-2 Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Continue to Reaksi ke-3, pilih tab Add Rxn pada
kolom Reaction, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih Conversion pada kolom Reaction, dan
tekan Add Reaction, hasilnya seperti di bawah
ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Input component yang diperlukan serta koefisien
stokhiometrinya.
Problem 1 : Langkah Detail
Nilai mole weightnya berwarna hitam, atinya
Problem 1 : Langkah Detail
Koefisien stokhiometri didapat dari reaksi yang sudah
disetarakan. Tanda bahwa koefisien tersebut sudah benar adalah Balance Error nya bernilai nol. Entalpi reaksi sudah diberikan Hysys.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih tab Basis. Input basis componen, phase dan konversi reaksi. Hasilnya menunjukan reaksi sudah Ready untuk digunakan.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup sheet Reactions & Conversion Reaction : Rxn-3 Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Continue to Reaksi ke-4, pilih tab Add Rxn pada
kolom Reaction, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih Equilibrium pada kolom Reaction, dan
tekan Add Reaction, hasilnya seperti di bawah
ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Input component yang diperlukan serta koefisien
stokhiometrinya.
Problem 1 : Langkah Detail
Nilai mole weightnya berwarna hitam, atinya
Problem 1 : Langkah Detail
Koefisien stokhiometri didapat dari reaksi yang sudah
disetarakan. Tanda bahwa koefisien tersebut sudah benar adalah Balance Error nya bernilai nol. Entalpi reaksi sudah diberikan Hysys.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup sheet Reactions & Conversion Reaction : Rxn-4 Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Delete Global Rxn Set pada kolom Reaction Sets
Problem 1 : Langkah Detail
Kita mempunyai
3 Reaction Set
:
1. Reaction Set 1 yang berisi Reaksi 1
dan reaksi 2. Ini terjadi di Reaktor 1.
2. Reaction Set 2 yang berisi Reaksi 1,
Reaksi 2 dan Reaksi 3. Ini terjadi di
Reaktor 2.
3. Reaction Set 3 yang berisi hanya
Reaksi 4. Ini terjadi di Reaktor 3, 4 dan
5.
Problem 1 : Langkah Detail
Tambahkan Set Reaksi pada kolom Reaction Sets dengan tekan Add Set. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tambahkan reaksi 1 dan reaksi 2 pada kolom Active List. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reaction Set : Set-1 dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tambahkan Set Reaksi ke-2 pada kolom Reaction Sets dengan tekan Add Set. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tambahkan reaksi 1, reaksi 2 dan reaksi 3 pada kolom Active List. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reaction Set : Set-2 dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tambahkan Set Reaksi ke-3 pada kolom Reaction Sets dengan tekan Add Set. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tambahkan reaksi 4 pada kolom Active List. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reaction Set : Set-3 dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Setiap Reaction Set harus
terasosiasi ke Fluid Package.
Kita harus menambahkan
Reaction Set (yang berjumlah
3) tersebut ke Fluid Package
.
Problem 1 : Langkah Detail
Highlight Set-1 dan tekan tab Add to FP. Hasilnya seperti di bawah ini.
Tekan Add Set to Fluid Package dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Highlight Set-2 dan tekan tab Add to FP. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tekan Add Set to Fluid Package dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Highlight Set-3 dan tekan tab Add to FP. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tekan Add Set to Fluid Package dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tekan tab Enter Simulation Enviroment, maka
akan tampak tampilan seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Akan muncul seperti di bawah. Tulis nama
file-nya dan tekan Save.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Dari Menu,
pilih Tools,
Preferences.
Pilih
Variabels.
Problem 1 : Langkah Detail
Pilih Unit Set di Available Unit Sets dan maintain unit untuk setiap besaran pada Display Unit.
Problem 1 : Langkah Detail
Dari menu, Pilih Flowsheet, Palette atau tekan F4 atau tekan object Palette untuk mengeluarkan Object Palett e
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Material Stream. Dari tab Worksheet, Pilih Composition.
Problem 1 : Langkah Detail
Setelah anda memasukan satu nilai dan anda tekan enter untuk mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti dibawah ini.
Setelah input semua nilai, jangan lupa untuk Tekan Normalize (agar jumlah mole fraction = 1).Jika awalnya jumlahnya tidak sama dengan 1, maka
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik “CH4” pada baris Stream Name, masukkan nilai “700 F“ pada baris Temperature, “500 psia” pada baris Pressure dan “200 lbmole/hr“ pada baris Molar Flow .
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Material Str eam tersebut maka akan tampak seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Material Stream. Dari tab Worksheet, Pilih Composition.
Problem 1 : Langkah Detail
Setelah anda memasukan satu nilai dan anda tekan enter untuk mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti di bawah ini.
Setelah input semua nilai, jangan lupa untuk Tekan Normalize (agar jumlah mole fraction = 1).Jika awalnya jumlahnya tidak sama dengan 1, maka
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik “Reformer Steam” pada baris Stream Name, masukkan nilai “475 F“ pada baris Temperature, “500 psia” pada baris Pressure dan “520 lbmol e/hr “ pada baris Molar Flow .
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Material Str eam tersebut maka akan tampak seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Material Stream. Dari tab Worksheet, Pilih Composition.
Problem 1 : Langkah Detail
Setelah anda memasukan satu nilai dan anda tekan enter untuk mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti dibawah ini.
Setelah input semua nilai, jangan lupa untuk Tekan Normalize (agar jumlah mole fraction = 1).Jika awalnya jumlahnya tidak sama dengan 1, maka
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik “Combus Steam” pada baris Stream Name, masukkan nilai “475 F“ pada baris Temperature, “500 psia” pada baris Pressure dan “100 lbmole/hr “ pada baris Molar Flow.
Catat bahwa molar flow sebesar 100 lbmole/hr adalah nilai asumsi. Nilai ini harus diverifikasi setelah semua alat sudah terkoneksi.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Material Stream tersebut maka akan
tampak seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Material Stream. Dari tab Worksheet, Pilih Composition.
Problem 1 : Langkah Detail
Setelah anda memasukan satu nilai dan anda tekan enter untuk mengisi nilai yang lain, akan muncul tampilan seperti di bawah ini.
Setelah input semua nilai, jangan lupa untuk Tekan Normalize (agar jumlah mole fraction = 1).Jika awalnya jumlahnya tidak sama dengan 1, maka
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Worksheet, Pilih Conditions, Ketik “Udara” pada baris Stream Name, masukkan nilai “60 F“ pada baris Temperature, “500 psia” pada baris Pressure dan “2100 lbmole/hr “ pada baris Molar Flow .
Catat bahwa molar flow sebesar 100 lbmole/hr adalah nilai asumsi. Nilai ini harus diverifikasi setelah semua alat sudah terkoneksi.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Material Stream tersebut maka akan
tampak seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Click Conversion Reactor pada Object
Palette.
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
Double-click padaDouble-click pada Conversion Conversion ReReactoractor tersebut. Dari tabtersebut. Dari tab DesignDesign, ketik, ketik
“
“Reformer Reformer ” pada baris” pada baris Name,Name, PilihPilih ConnectionsConnections, masukan stream “, masukan stream “CH4CH4””
dan “
dan “ReRefoformer Steamrmer Steam” pada inlet, stream “” pada inlet, stream “CombustCombustor or FeFeeded” pada Vapour” pada Vapour
Outlet dan stream “
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
Input “Set-1” pada barisInput “Set-1” pada baris ReReactioaction n SeSet.t. Reaksi yang termasuk Set-1 dapatReaksi yang termasuk Set-1 dapat
dilihat di baris
dilihat di baris ReactionReaction. . After input Set-1, automatAfter input Set-1, automatically Stokhiometri Info,ically Stokhiometri Info,
Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk
Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk melihat masing-masingmelihat masing-masing
reaksi tekan View Reaction.
P
P
ro
ro
b
b
l
l
e
e
m
m
1
1
:
:
L
L
a
a
n
n
g
g
kah D
kah D
e
e
t
t
a
a
i
i
l
l
Tutup formTutup form CCononversiversion Ron Reaeactoctor r tersebut, maka akantersebut, maka akan
tampak seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Untuk memunculkan Table dari sebuah stream,
click kanan pada stream tersebut, akan tampak
seperti di bawah ini. Kemudian pilih Show Table.
Problem 1 : Langkah Detail
Lakukan untuk stream lainnya, hasilnya seperti
di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Temperature outlet adalah negatif. Ini
benar sebab reaksinya adalah endotermis
– memerlukan energy.
Kita ingin temperature outlet sebesar 1700
deg F. Untuk itu dibutuhkan stream energy
pada Reaktor tersebut. Dalam hal ini ada
energy yang dibutuhkan oleh reaktor
tersebut agar temperatur rektor tetap
sebesar 1700 deg F.
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Design, pilih Connections, ketik “Q_Reformer” pada kolom Energy (Optional). Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Design, pilih Worksheet, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Input “1700 deg F” pada baris temperature pada kolom Combustor Feed. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table untuk stream Q_Reformer, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Click Conversion Reactor pada Object
Palette.
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Conversion Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik “Combustor” pada baris Name, Pilih Connections, masukan stream “Combustor Feed”, “Udara” dan stream “Shift-1 Feed” pada inlet, stream “Combustor Feed” pada Vapour Outlet dan stream “Combustor Liquid” pada Liquid Outlet.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Input “Set-2” pada baris Reactio n Set. Reaksi yang termasuk Set-2 dapat dilihat di baris Reaction. After input Set-2, automatically Stokhiometri Info, Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk melihat masing-masing reaksi tekan View Reaction.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table untuk stream lainnya, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik “Shift-1” pada baris Name, Pilih Connections, masukan stream “Shift-1 Feed pada inlet, stream
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Input “Set-3” pada baris Reactio n Set. Reaksi yang termasuk Set-3 dapat dilihat di baris Reaction. After input Set-3, automatically Stokhiometri Info, Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk melihat masing-masing reaksi tekan View Reaction.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table untuk stream lainnya, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik “Shift-2” pada baris
Name, Pilih Connections, masukan stream 1 Vapor pada inlet, stream “Shift-2 Vapor ” pada Vapour Outlet dan stream “ Shift-“Shift-2 Liquid” pada Liquid Outlet.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Input “Set-3” pada baris Reactio n Set. Reaksi yang termasuk Set-3 dapat dilihat di baris Reaction. After input Set-3, automatically Stokhiometri Info, Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk melihat masing-masing reaksi tekan View Reaction.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table
untuk stream lainnya, hasilnya seperti dibawah
ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Temperatur menunjukan 1508 deg F. Diinginkan temperatur 850 deg F. Untuk itu diperlukan stream energy untuk mengambil energy tersebut. Tambahkan stream energy dan beri title “ Q_Shift-2”.
Problem 1 : Langkah Detail
Input “850 deg F” pada baris temperature pada kolom Shift-2 Vapor . Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table untuk stream lainnya, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Reactor tersebut. Dari tab Design, ketik “Shift-3” pada baris Name, Pilih Connections, masukan stream “Shift-2 Vapor pada inlet, stream
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Input “Set-3” pada baris Reactio n Set. Reaksi yang termasuk Set-3 dapat dilihat di baris Reaction. After input Set-3, automatically Stokhiometri Info, Basis Info dan Coversion Info akan terinput. Untuk melihat masing-masing reaksi tekan View Reaction.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table untuk stream lainnya, hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Temperatur menunjukan 850 deg F. Diinginkan temperatur 750 deg F. Untuk itu diperlukan stream energy untuk mengambil energy
tersebut. Tambahkan stream energy dan beri title “ Q_Shift-3”. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Input “850 deg F” pada baris temperature pada kolom Shift-2 Vapor . Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form Reactor tersebut, dan show table
untuk stream lainnya, hasilnya seperti di bawah
ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Molar flow udara akan di-adjust untuk
mendapatkan ratio H2 & N2 di stream
Synthesis Gas sebesar 3 : 1. Untuk itu
diperlukan spreadsheet.
Molar flow steam juga akan di-adjust untuk
mendapatkan temperature di Reaktor
Problem 1 : Langkah Detail
Click Spreadsheet pada Object Palette dan
pindahkan ke layar.
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada Spreadsheet tersebut. Dari tab Connections, ketik “ Spreadsheet” pada baris Spreadsheet Name.
Problem 1 : Langkah Detail
Tekan tab Import untuk mengambil variabel yang diperlukan. Ambil stream “Synthesis Gas” pada kolom Object, “Comp Mole Frac” pada kolom Variabel dan “Hydrogen” pada kolom variable Specificatons seperti di bawah ini.
Tekan OK hasilnya seperti di bawah ini.
Tekan tab Import untuk mengambil variabel yang diperlukan. Ambil stream “Synthesis Gas” pada kolom Object, “Comp Mole Frac” pada kolom Variabel dan “Nitrogen” pada kolom variable Specificatons seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Move to tab Spreadsheet dan tambahkan title untuk memudahkan identifikasi seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Buat Fungsi obyektif yang akan mrnjadi target value. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup spreadsheet tersebut dan hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Click Adjust sebanyak 2 pada Object Palette dan pindahkan ke layar. Kita ingin menjalankan 2 adjust secara simulatan. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Agar kedua Adjust tersebut bisa bekerja simultan, simulation kita buat tidak aktif. Caranya adalah tekan Ikon Solver Holding. Hasilnya seperti di bawah ini.
Problem 1 : Langkah Detail
Double-click pada ADJ-1. Dari tab Connections, ketik “ADJUST UDARA” pada baris Name.
Problem 1 : Langkah Detail
Tekan tab Select Var pada kolom Adjusted Variable, untuk memilih varibel yang akan diatur. Pilih “Udara” pada kolom Object dan pilih “Molar Flow” pada kolom Variable.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Tekan tab Select Var pada kolom Target Vari able, untuk memilih varibel yang menjadi target. Pilih “Spreadsheet” pada kolom Object, dan pilih “B6” pada kolom Variable.
Problem 1 : Langkah Detail
Problem 1 : Langkah Detail
Input “0” di kolom Specific Target Value pada kolom Target Value.
Problem 1 : Langkah Detail
Dari tab Parameters, input “0” pada baris Minimum, “100000000” pada baris Maximum dan “10000” pada baris Maximum Iteration s. Hasilnya seperti di bawah ini. Klik pada Simult aneous Solution.
Problem 1 : Langkah Detail
Tutup form ADJUST UDARA tersebut dan hasilnya seperti di bawah ini.