CONTOH SOAL DISTILASI.docx

(1)

CONTOH SOAL DISTILASI

1. Suatu kolom distilasi memisahkan 10.000kg/jam campuran 50 % benzena dan 50 % teulena . produk D yang diperoleh dari kodensor pada bagian atas kolom mengadung 95% benzena dan bagian baah ! dari kolom tersebut mengandung 9" % toulena . aliran #ap $ yang memasuki kondensor tersebut dari bagian atas kolom adalah 000 kg/jam Sebagian produk dari kondensor dikembalikan ke kolom sebgai aliran balik & re'luk ( dan sisanya dikeluarkan untuk pengguna ditempat lain. )sumsikan baha komposisi dari aliran bagian kolom &$ ( produk yang keluar & D ( dan aliran & * ( adalah identik karena

aliran &$ ( terkondensasi dengan sempurna . carilah rasio &

R

D ( dari jumlah produk

yang dialirkan kembali &* ( terhadap produk & D (

+aab

,erca bahan keseluruhan

-  D  ! → 10.000  D  ! atau D  1000  !

,eraca bahan komponen benzena -  025  D  0295  !  0203 10000  025  & 10.000 4 ! (  0295  !  (0203 5000  9500  0.95 !  0.3 ! 0.91 !  3500 maka !  4500 0.91  3935 kg/jam D  10.000 4 3935  5055 kg/jam

erhatikan kesetimbangan di sekitar kondensor

$  D  * → 000  5055  *

+adi *  000 4 5055  6935 kg/jam

7aka rasio */D  6935/ 5055  0.5 atau 5 %

(2)

ada industri minyak bumi dilakukan dengan kolum yang ditunjukan pada gambar 6.9 diagram alir distilasi

ambar 6.9 diagram alir distilasi minyak bumi

ertanyaan :

1( ada diagram alir diatas akan dihasilkan hasil baah & !6 (  ;;.. kg/jam

6( ada diagram alir diatas akan dihasilkan hasil atas &D(  ;;; ;;kg/jam <( ada diagram alir diatas akan dihasilkan hasil &!1(  ;;;;;;.kg/jam

3( ada diagram alir diatas akan dihasilkan hasil baah & ! (  ;;;. kg/jam 5( ada diagram alir diatas akan dihasilkan #api produk &$ (  ;;. ....kg/jam "( ada diagram alir diatas akan hasil atas yang di recykel & * (  ... kg/jam =( ada diagram alir diatas komposisi hasil baah & ! ( adalah :

>6 ;..% 2 ><  ;.. % dan >3 ;.. %

enyelesaian

,eraca bahan kompnen >3 & aliran bahan paling sedikit (

-1 >3di -1  -6  >3di -6  !6  >3di !6 1000  026 1000  025  !6  02= 600  500  02= !6 !6  = 2 0 =00  1000 kg/jam

,eraca bahab keselurah alat adalah -1  -6  D  !1 !6

1000  1000  D  !1  1000

!1  &1000 4 D ( atau D  & 1000 4 !1(

,eraca bahan komponen >6

-1  >6 di -1  -6 >6di -6  >6di D  D  >6di !1  !1 >6di !6  !6

?arga !1 kita ganti & 1000 4 D (

-1  >6 di -1  -6  >6di -6  >6di D  D  >6di !1  & 1000 4 D (  >6di !6  !6

1000  025  1000  02<  029 D  026 & 1000 4 D (  & 0 (  1000 5000  <000  029 D  600 4 026 D

(3)

D  = 2 0 "00  5= kg/jam

< !1  &1000 4 D ( maka !1  &1000 4 5= (  13< kg/jam

1. ada diagram alir unutk nomer & 6 ( neraca bahan totalnya adlah : !  !1  !6

→

!  13<  1000  113< kg/jam 5 erhatikan peralatan pada nomr & 6 (

,eraca bahan total

$  D  * dimana harga D  5= kg/jam $  5=  * atau *  & $ 4 5= ( ,eraca bahan komponen >6 adalah :

$  >6di $  D  >6di D *  >6di *

$  02  5=  029  *  02" harga * kita ganti & $ 4 5= ( 02 $  ==1  & $ 4 5= ( 02" 02 $  ==1  02" $  513 026 $  65= maka $  6 . 0 65=  165 kg/jam ". *  & $ 4 5= ( maka *  165 4 5=  36 kg/jam =. erhalikan peralatan & < (

ersamaan neraca komponen >3 adalah

!  >3di !  !1  >3di !1  !6  >3di !6 113<  >3di !  13<  & 0 (  1000  02= >3di !  113< =00  100 %  "0 % ersamaan neraca komponen >6adalah

!  >6di !  !1  >6di !1  !6  ><di !6 113<  >6di !  13<  026  1000 & 0 ( >6di !  113< " 2 6%  100 %  625 %

7aka komposisi ><di !  & 100 4 "0 4 625 ( %  <=25 %

< >ampuran ( airan terdiri dari benzena & @(  <0 % berat 2 toluena & A (  55 % berat dan Bylena & B (  15 % berat . >ampuran cairan ini akan didistilasi secara bertingkat melalui 6 kolom distilasi dengn ketentuan hasil atas padaa kolom 1 adalah :

9323 % benz

ena2 3253 % toluena dan 120" % ylena . Dasil baah kolom 1 dimasukkan pada kolom 6 sebagai umpan segar dan menghasilkan hasil atas pada kolm 6 adalah : 932" % toulena2 serta hasil baah kolom 6 dengan komposisi : ==2" % Bylena2

(4)

Direncakan pada distilasi ini 96 % dari seluruh toulena yang ada dalam campuran semula terdapat pada hasil kolom & 6 ( Dan 962" % ylena dalam campuran semula terdapat pada hasil baah kolom & 6 (

ertanyaan

a( @erat hasil atas dan baah kolom 6

b( Composisi masing masing hasil atas dan baah c( % benzena yang diperoleh & % recoery ( pada kolom 1 +aab

Sebagai dasar perhitungan -  100 kg

a( ?asil atas kolom 6 atau D6 dapat dihitung dengan penyusun kunci toulena di D6  96 % 

toulena di -  0296  55 kg  502" kg artinya toulena di D6 502" kg maka hasil atas atau D6

 100 / 032"  502"  5<25 kg

?asil baah kolom6 &@6( dapat dihitung dengan penyusunan kunci ylena .

Bylena dalam hasil baah & @6_{(  962" %  15  1<29 kg maka hasil baah atau @}6_{adalah }

100/==2"  1<29  1=29 kg b( ,ecara bahan keseluruhan

- D1  D6 @6 → D1  - 4 D6 4 @6 → D1  100 4 5<25 4 19.9  <2" kg Composisi Aoulena Aoulena & A ( di -  0255  100  55 kg & A ( di D1 3253 %  62"  12< kg & A ( di D6  502" kg

& A ( di @6  & A ( di - 4 & A ( di D1 4 & A ( di D6

& A ( di @6  55 4 12< 4 502"  <21 kg

Composisi ylena & B ( & B ( di -  15 %  100  15 kg & B ( di D1 120"  62"  02< kg & B ( di @6  1<29 kg Bb  02< Bt  0255 B 0215

(5)

& B ( di D6 & B ( di -  & B ( di D1 & B ( di @6

& B ( di D6 15 4 02< 4 1<29  02 kg

Composisi @enzena & @ ( & @ ( di -  <0 %  100  <0 kg & @ ( di D1 D1 & A ( di D1 & B ( di D1

& @ ( di D  62" 4 12< 4 02<  6= kg & @ ( di D1 6= kg

& @ ( di D6_{ D}6_{ & A ( di D}6_{ & B ( di D}6

& @ ( di D6 5<25 4 502" 4 02  621 kg

& @ ( di @6 @6  & A ( di @6  & A ( di @6

& @ ( di @6 1=29 4 <21 4 1<29  029 kg Eat D1 D6 @6 @enzena Aoulena Bylena 6= kg 12< kg 02< kg 621 kg 502" kg 02kg 029 kg <21 kg 1<29 kg Aotal 62" kg 5<25 kg 1=29 kg c( @enzena di -  <0 %  -  <0 %  100 kg  <0 kg @enzena di D1  6= kg

7aka % benzena ada di hasil atas kolom 1 adalah 6=/<0  100 %  90 %

1( Diketahui pada analisa ultimasi bahan bakar begitu terbakar adalah kadar >  =52"6 % ber at 2 kadar ?6  5201 % berat Cadar 86"2=< % berat kadar ,61291 % berat Cadar S  12=< % berat

0,01727

−

0,0673 0,232

=

¿

10216<" kg udara/kg b b b( ??$  <<950 >  133600 & ?6 O2 8 (  9300 S k+/kg

(6)

??$  <<950 & 02=56 (  133600 & 0205061 0,0673 8 (  9300 & 0201=< ( k+/kg ??$  655<023  133600 & 0205061 4 020003 (  1"62"6 ??$  655<023  6=1192153  1"62"6 ??$  <6162 1= k+/kg c( F?$  ??$ 4 6300 & 7  9 ?6( k+/kg F?$  <61621= 4 6300 & 0.03  9 & 0205061 ( ( F?$  <61621= 4 6300 & 0203 4 023519 ( F?$  <61621= 4 111621=3 F?$  <1"<12"< k+/kg

5 Diketahui : bahan bakar F yang tersusun dari : ><? 30 % dan >3?10 "0 %

ertanyaan

a( Aentukan perbandingan udara bahan bakar teoritis 2 mol2 kering b( Aentukan perbandingan udara bahan bakar teoritis 2 masa2 kering

9,2

)

+

0

−

0

0,21  6210 kmol udara / kgmol bahan bakar

c(

&

A F

(

Ah2m2d 28,9

(

A F

)

th,mol,d Mr gas 7r gas  023 & 7r ><? (  02" & 7r >3?10(

7r gas  023 & 33 ( 02" & 5 (  5623 kg/kgmol

&

A

F

(

c( Coe'isien pengenceran & D> ( d( % kelebihan udara

(7)

a(

&

A

F

(

Ah2 mol 2d 

Zc+0,25Zh+_Zs−0,5Zo

0,21 dimana Ec   dan Eh  12 Es 0 dan Eo  0

&

A

F

(

Ah2 mol 2d 

8

+

0,25

(

18

)+

0

−

106,5

59,5  12

& ) / - ( teoritis

d(. % kelebihan udara  & D> 1 ( 100 %  & 12 4 1 (  100 %  0 %

=(. roses pembakaran bahan bakar dengan udara seperti gambar di baah komposisi bahan bakar >  "26 %b2 ?6  16 % b dan S  123 5 b sedang komposisi udara 6<26 %b dan ="2 %b

Aentukan a(

&

A F

(

Ah2 m 2d b(

&

A

F

(

act2m2d bila udara yang digunakan berlebihan 0 % dari teoritis

c( )nalisa orsat pada pembakaran actual d( anas pembakaran tinggi & ??$ ( e( anas pembakaran rendah & F?$ (

'( @ila diketahui data >p dari gas buang adalah :

>p >86  1<.99 Ckal/kmol C >p 8 6  2=<9 Ckal/kmol C

>p ?68  1121<3 Ckal/kmol C >p , 6  1<2"5 Ckal/kmol C

>p S86  1<25 Ckal/kmol C

@ahan bakar dan udara masuk reaktor pada suhu 69 C dan proses pembakaran diangap adiabatis g( ?itung suhu pembakaran

+aab Composisi >  "26 %b ?6 16 %b  S06 % >86  % ?68  % 86  % ,6  % Composisi 86  6<26 %b ,6  ="2 %b

(8)

A

F

(

Ah2 m 2d  1326<3 kg

& ) / - ( actual

b( % kelebihan udara  &   1 (  100 % & ) / - ( teoritis

& ) / - (actual

0 %  &   1 (  100 % 1326<3

& ) / - (actual 12  1326<3 652"6kg udara / kg bahan bakar

c( >8 020=1  33 6  <21"1 kg  112= %b ?68  02006  1  1211" kg  326 % S86 020003  "3  0206 kg  021 % 86  02  <2<603  62"36 kg  929 % ,6  & ="2/6<26 ( & 12  <2<603 (  192"= kg  =321 %   Aotal gas buang  6"2"65 kg  100 % d( ??$  <<950 >  133600 & ?6

O2

8 (  9300 S k+/kg

??$  <<950 &02"6(  133600 &02163  0 (  9300 & 02013 ( k+/kg ??$  69<"5  1=1 1<12"  3=6==2" k+/kg ??$  3=6==2" k+/kg  1 kg  3=6==2" k+  0263 kkal/k+ ??$  11<3"2" kkal e(. F?$  ??$ 4 6300 & 7  9 ?6( k+/kg F?$  3=6==2" k+/kg 4 6300 & 0  9 & 02013 ( F?$  3=6==2" k+/kg 4 6"=23 k+/kg  33599.6 k+/kg  0263 kkal/k+ F?$ 10=0<2 kkal/kg  1 kg

(9)

F?$ 10=0<2 kkal

'(. ??$ & mol>86>p>86  mol ?68  >p ?68  mol S86  >pS86  mol 86 >p86 mol ,6

 >p ,6 ( & A 4 69 (

11<3"2" kkal  &02=11<299  020"61121<3  0200031<25 62"36/<62=<9  192"=/6 1<2"5 & A 4 69 (

11<3"2" kkal  &102035  02"9  02005  02=61  9259< ( & A 4 69 ( 11<3"2" kkal  & 612053( & A 4 69 (

&A 4 69 (  11<3"2" / 612053  5<29<

A  5<29<  69  <"29< C dibulatkan  <= C +adi suhu pembakaran  <= C

IV.

IV.12 12 Soal Soal SoaSoa_l

1. +elaskan teoriorganic source materials minyak bumi

6. +elaskan asal pembentukan minyak bumi

<. )pa yang dimaksud dengan perengkahan minyak bumi

3. Sebutkan dan jelaskan rumus molekul hidrokarbon sebagai penyususn minyak bumi 5. Auliskan reaksi perengkahan >10?<6

". Suatu campuran larutan terdiri dari & ) (  50 % berat 2 & @ (  <0 % berat dan & >  60 % berat seberat & - ( 1000 kg >ampuran larutan tersebut akan dipisahkan dengan jalan

distilasi dan direncakan komposisi hasil atas distilasi adalah & ) ( 4 99 % dan & @ (  1 % serta dalam pengoperasian 95% komponen & ) ( yang ada di umpan & - ( ada di hasil atas ertanyaan

(10)

a( ambarkan sketsa proses distilasi tersebut

b( Aentukan hasil atas dan hasil baah pada proses distilasi tersebut c( Aentukan pula komposisi hasil baahnya

=. Suatu campuran metanol dan air mempunyai komposisi 30 % berat metanol dan "0 % berat air sebanyak & - (  1 Aon . campuran tersebut akan dimurnikan dengan cara

distilasi . Composisi ahasil atas 9 % metanol dan 6 % air sedang komposisi hasil baah 6 % metanol dan 9 % air

ertanyaan

a( ambarkan sketsa proses distilasi tersebut

b( Aentukan hasil atas dan hasil baah dengan satuan kgmol c( Diman 7r metanol 36 dan 7r air  1

2 Satu gas alam dengan analisa dengan komposisi >86 023 %2 >?3 9= % 2 ,6  62< %

dibakar dengan udra dengan komposisi 8 6  61 % dan ,6 =9 % hasil pembakaran

dianalisa 8rsat gas menunjukan pembacaan >86 2" % 2 86 "23 %2 >8  026%

ertanyan

a( Aentukan % kelebihan udara b( erbandingan udara 2 actual 2 kering 

&

A

F

(

act22 m 2d

9. )pabila 1 kg propanol & ><?=8? ( dengan nilai pembakaran tinngi ??$  <<396

k+/kgdipakai sebagai bahan bakar maka tentukan analisa orsatnya bila koe'isien penggenceran udara 123

10. Diketahui2 n oktana & >?1( dibakar dengan udara berlebihan "0 % komposisi udara 2

61% 86 dan =9% ,62dann- oktana ( C  H ! " dan udara masuk ruang pembakaran

pada suhu 69 C hasil pembakarn menurut analisa orsat terdiri dari gas >86 <26 %2

>8  3 %2 ?68&g( 21%2 86   % dan ,6 ="2= % ertanyaan Aentukan a(

&

A F

(

Ah2 mol 2d b(

_&

A F

(

act2mol2d

c( Coe'isien pengenceran & D> (

(11)