LAMPIRAN NERACA MASSA
Bahan baku : Sulfur, Oksigen dan Air Produk : Asam Sulfat
Kapasitas Produksi : 500.000 ton/tahun Operasi : 300 hari/tahun Basis Perhitungan : 1 jam operasi Satuan Massa : Kg (Kilogram)
Kapasitas Produksi = 500.000 x x x
= 69.444,444 kg/jam
A. Produk
Kemurnian Asam Sulfat 99 % (Patent No. US 2013/0336876 A1, Hal 1). 1. Asam Sulfat = 99% x 69.444,444 kg
= 68750 kg
2. Kandungan Air = 1 % x 69.444,444 kg
= 694,444 kg
Untuk mencapai kapasitas produksi sebesar 500.000 ton/tahun, maka dibutuhkan bahan baku dengan perbandingan rasio massa Sulfur dan Oksigen sebesar 1 : 4, dimana massa Sulfur (S) sebesar 22.665,030 kg dan Oksigen sebesar 90.432,566 kg. (Patent No. US 2013/0336876 A1, Hal 13).
B. Bahan Baku
Kemurnian Sulfur 99.999% (www.chem-is-try.org, 2014)
1. Sulfur Murni = 99.999% x 22.665,030 kg
= 22.664,803 kg
2. Air = 0,001% x 22.665,030 kg
1. CRUSHER
Fungsi: Untuk memperkecil ukuran size dari bongkahan sulfur menjadi berukuran 2” ( Patent US US 2014/0045129 A1)
Bongkahan sulfur
Sulfur ukuran 2”
Massa sulfur yang dibutuhkan = 22.665,030 kg
Massa sulfur murni = 99,999 % x 22.665,030 kg = 22.664,803 kg H2O = 22.665,030 kg – 22.664,803 kg = 0,227 kg
Karena pada Chruser tidak terjadi reaksi melainkan hanya pengurangan size dari sulfur, maka nilai dari kandungan input sama dengan nilai output.
(US 2014/0045129 A1)
Massa sulfur total = 22.665,030 kg
Massa sulfur murni Output = 99,999 % x 22.665,030 kg = 22.664,803 kg H2O Output = 22.665,030 kg – 22.664,803 kg = 0,227 kg
Neraca massa
Komponen Input (kg) Output (kg) S 22.664,803 22.664,803
H2O 0,227 0,227
Total 22.665,030 22.665,030 CRUSHER
2. BELT CONVEYOR
Fungsi : Untuk mengalirkan sulfur yang sudah di perkecil size nya masuk ke dalam Hopper.
sulfur (s) sulfur (s)
Input dari Belt Conveyor adalah hasil output Chruser. Karena di Belt Conveyor hanya mengalirkan sulfur ke Hopper dan tidak terjadi reaksi ataupun pengurangan dan penambahan maka komponen dan massa output Belt Conveyor sama dengan massa input Belt Conveyor. (US 2014/0045129 A1)
Neraca massa
3. HOPPER
Fungsi : Untuk tempat penyimpanan sementara sulfur sebelum masuk ke Melter.
Sulfur
Sulfur
Input dari Hopper adalah output Belt Conveyor karena pada Hopper hanya menyimpan sulfur sebelum masuk ke Melter, tidak terjadi reaksi ataupun
Komponen Input (kg) Output (kg) S 22.664,803 22.664,803
H2O 0,227 0,227
Total 22.665,030 22.665,030 Belt Conveyor
pengurangan dan penambahan maka komponen dan massa output Hopper sama dengan massa input Hopper. (US 2014/0045129 A1)
Neraca Massa
4. MELTER
Fungsi : Melelehkan sulfur solid menadi sulfur liquid
Sulfur (s) Sulfur (l)
H2O (g)
Sulfur (l)
Sulfur (s) yang masuk ke melter adalah output hopper Perhitungan massa sulfur start up :
Massa total sulfur input = 22.665,030 kg Massa sulfur murni input = 22.664,803 kg Massa air input = 0,227 kg,
Pada melter kandungan air pada sulfur teruapkan karena suhu operasi melter sebesar 383,5oC yang telah melebihi titik didih air. Pada saat star up sulfur solid yang masuk ke dalam melter dilelehkan menggunakan steam. Namun setelah proses berjalan continue maka pemanasan untuk pelelehan sulfur selanjutnya menggunakan sulfur liquid yang berasal dari pelelehan sebelumnya. Perbandingan rasio massa sulfur solid dan sulfur liquid yang masuk ke melter sebesar 1 : 2. Untuk menghasilkan massa sulfur liquid yang digunakan sebagai pemanas maka pada saat start up valve yang berada diantara pipa aliran output melter menuju
Komponen Input (kg) Output (kg) S 22.664,803 22.664,803
H2O 0,227 0,227
Total 22.665,030 22.665,030
burner ditutup selama 2 jam agar menghasilkan sulfur liquid murni, selanjutnya akan di recycle kembali ke melter namun sebelumnya melewati HE untuk meningkatkan panas sulfur liquid agar sesuai dengan kondisi operasi melter.
Perhitungan proses continue
Melter mampu melelehkan semua sulfur solid menjadi sulfur liquid (US 2013/0336876 A1, Hal 4)
Input Melter
Massa sulfur yang dibutuhkan = 22.665,030 kg
Massa sulfur murni = 99,999 % x 22.665,030 kg = 22.664,803 kg H2O = 22.665,030 kg – 22.664,803 kg = 0,227 kg
Sulfur (l) yang masuk ke Melter dari HE adalah sebesar 45.329,606 kg. Rasio Sullfur (s) dan sulfur (l) yang masuk ke Melter adalah 1:2.
(US 2014/0045129 A1). Output Melter Sulfur (l) output = 22.664,803 kg + 45.329,606 kg Sulfur (l) output = 67.994,410 kg. Neraca massa 5. COLECTION TANK
Fungsi : Untuk menanpung sulfur (l) dari melter dan membagi aliran sulfur ke HE dan Burner.
Komponen
Input (kg) Output (kg)
Aliran aliran Aliran aliran
S (s) 22.664,803 0,000 0,000 0,000 S (l) 0,000 45.329,606 67.994,410 0,000
H2O 0,227 0,000 0,000 0,227
Sulfur (l)
Sulfur (l) ke HE
Sulfur (l) ke Burner
Rasio sulfur (l) yang masuk ke Burner dan sulfur yang di recycle ke Melter adalah 1:2 (Patent US 2014/0045129 A1).
Sulfur (l) input = 67.994,410 kg
Sulfur yang masuk ke Burner adalah = x 67.994,410 kg = 22.664,803 kg Sulfur yang masuk ke HE adalah = 67.994,410 kg – 22.664,803 kg
= 45.329,606 kg. Neraca massa
6. HEAT EXCHANGER
Fungsi : Untuk menaikkan temperatur sulfur liquid agar dapat melelehkan sulfur padat.
Sulfur (l)
Sulfur (l)
Karena hanya terjadi kenaikan temperatur dan tidak terjadi reaksi ataupun penambahan sulfur (l), jadi massa komponen sulfur input = sulfur output.
(Patent US 2014/0045129 A1)
Komponen Input (kg) Output (kg)
Aliran ke HE Aliran ke Burner S(l) 67.994,410 45.329,606 22.664,803
Total 67.994,410 67.994,410
HEAT EXCHANGER COLECTION TANK
Neraca Massa
7. BURNER
Fungsi : Membakar sulfur dengan oksigen untuk menghasilkan gas SO2
Komposisi bahan baku Sulfur = 99,999% Air = 0,001%
Perbandingan massa sulfur dan oksigen adalah 1 : 4. (Patent US No. 0336876 A1, 2013). Sulfur yang masuk ke burner terbakar sempurna menghasilkan SO2. (Dunia
Kimia Utama)
Wet Air (Aliran 2)
SO2, N2, O2 (Aliran 3)
Sulfur (l) (Aliran 1)
Mol sulfur = = 708,275 kmol Massa Oksigen = 4 x massa sulfur input
= 4 x kg = 90.432,566 kg Mol oksigen =
= 2.826,018 kmol
Massa udara x 21% = massa oksigen Massa udara = Massa udara = 430.631,266 kg Nitrogen = 79 % x Massa udara
Komponen Input (kg) Output (kg) S 45.329,606 45.329,606 Total 45.329,606 45.329,606
Nitrogen = 79 % x 430.631,266 kg = 340.198,700 kg S + O2 SO2 Mula-mula 708,275 2.826,018 0 Reaksi 708,275 708,275 708,275 Setimbang 0 2.117,743 708,275
Mol O2 sisa = 2.117,743 kmol
Massa O2 sisa = 2.117,743 kmol x
= 67.767,762 kg Mol SO2 sisa = 708,275 kmol
Massa SO2 yang terbentuk = 708,275 kmol x
= 45.329,607 kg Neraca Massa
8. CONVERTER
Fungsi : Mereaksikan SO2 dengan O2 agar terkonversi menjadi SO3
A. Bed 1
SO2, O2, N2 (Aliran 3) SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 4)
Komponen Input (kg) Output (kg)
( Aliran 3 ) Aliran 1 Aliran 2 S 22.664,803 0,000 0,000 O2 0,000 90.432,566 67.767,762 SO2 0,000 0,000 45.329,607 N2 0,000 340.198,700 340.198,700 Total 453.296,069 453.296,069 Converter Bed 1
Keluaran dari Burner masuk ke Converter Bed 1. SO2 input bed 1 sebesar 10%
dari massa total dan output SO2 di bed 1 sebesar 3,7% dari massa total.
(US 2013/0336876 A1, Hal 12)
Mol O2 masuk = 2.117,743 kmol
Mol SO2 masuk = 708,275 kmol
Massa Nitrogen masuk = 340.198,699 kg
SO2 + 1/2 O2 SO3
Mula-mula 708,275 2.117,743 0
Reaksi 446,213 223,107 446,213
setimbang 262,062 1.894,636 446,213
Mol O2 sisa = 1.894,636 kmol
Massa O2 sisa = 1.894,636 kmol x
= 6.0628,349 kg Mol SO2 sisa = 262,062 kmol
Massa SO2 sisa = 262,062 kmol x
= 16.771,955 kg Mol SO3 terbentuk = 446,213 kmol
Massa SO3 terbentuk = 446,213 kmol x
= 35.697,065 kg Massa Nitrogen keluar = 340.198,699 kg Neraca Massa
Komponen Input (kg) ( aliran 3 ) Output (kg) (aliran 4 )
SO2 45.329,607 16.771,955
O2 67.767,762 60.628,349
SO3 0,000 35.697,065
N2 340.198,700 340.198,700
B. Bed 2
SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 4) SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 5)
Keluaran dari Converter Bed 1 masuk ke Converter Bed 2. SO2 input bed 2
sebesar 3,7% dari massa total dan output SO2 dari bed 2 sebesar 1,1 % dari massa
total. (US 2013/0336876 A1, Hal 12)
Mol O2 masuk = 1.894,636 kmol
Mol SO2 masuk = 262,062 kmol
Massa Nitrogen masuk = 340.198,700 kg
SO2 + 1/2 O2 SO3
Mula-mula 262,062 1.894,636 446,213
Reaksi 184,152 92,076 184,152
setimbang 77,910 1.802,560 630,365
Mol O2 sisa = 1.894,636 kmol
Massa O2 sisa = 1.894,636 kmol x = 57.681,925 kg
Mol SO2 sisa = 77,910 kmol
Massa SO2 sisa = 77,910 kmol x = 4.986,257 kg
Mol SO3 terbentuk = 630,365 kmol
Massa SO3 terbentuk = 630,365 kmol x
= 50.429,188 kg Massa Nitrogen keluar = 340.198,700 kg Neraca Massa
Komponen Input (kg) ( Aliran 4 ) Output (kg) (Aliran 5 )
SO2 16.771,955 4.986,257 O2 60.628,349 57.681,925 SO3 35.697,065 50.429,188 N2 340.198,700 340.198,700 Total 453.296,069 453.296,069 Converter Bed 2
C. Bed 3
SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 5) SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 6)
SO2 input bed 2 sebesar 1,1 % dari massa total dan output SO2 di bed 2
sebesar 0,34 % dari massa total. Keluaran dari Converter Bed 3 masuk ke Absorber 1. (US 2013/0336876 A1, Hal 12)
Mol O2 masuk = 1.802,560 kmol
Mol SO2 masuk = 77,910 kmol
Massa Nitrogen masuk = 340.198,700 kg
SO2 + 1/2 O2 SO3
Mula-mula 77,910 1.802,560 630,3645
Reaksi 53,829 26,914 53,829
setimbang 24,081 1.775,646 684,194
Mol O2 sisa = 1.775,646 kmol
Massa O2 sisa = 1.775,646 kmol x = 56.820,662 kg
Mol SO2 sisa = 24,081 kmol
Massa SO2 sisa = 24,081 kmol x = 1.541,207 kg
Mol SO3 terbentuk = 684,194 kmol
Massa SO3 terbentuk = 684,194 kmol x = 54.735,500 kg
Massa Nitrogen keluar = 340.198,700 kg Neraca Massa
Komponen Input (kg) ( Aliran 5 ) Output (kg) (Aliran 6 )
SO2 4.986,257 1.541,207 O2 57.681,925 56.820,662 SO3 50.429,188 54.735,500 N2 340.198,700 340.198,700 Total 453.296,069 453.296,069 Converter Bed 3
9. ABSORBER 1
Fungsi : Menyerap gas SO3 menggunakan absorben H2SO4 untuk
menghasilkan oleum (H2SO4. SO3)
SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 8)
SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 6) H2SO4 (Aliran 7)
Oleum (H2SO4. SO3 ) dan H2O (Aliran 9)
Mol O2 masuk = 17.75,646 kmol
Mol SO2 masuk = 24,081 kmol
Mol SO3 masuk = 684,194 kmol
Massa Nitrogen masuk = 340.198,700 kg Massa Larutan H2SO4 masuk = 67.728,271 kg
Massa H2SO4 murni masuk = 99% x 67.728,271 kg
= 67.050,988 kg Massa H2O masuk = 1% x 67.728,271 kg = 677,283 kg Mol H2SO4 masuk = = 684,194 kmol
SO3 terabsorbsi oleh H2SO4 100% membentuk oleum (H2SO4. SO3)
sedangkan SO2 , O2 dan N2 tidak terabsorbsi oleh H2SO4 sehingga menjadi top
produk Absorber yang akan menuju bed 4. (US 2013/0336876 A1, Hal 12)
SO3 + H2SO4 H2SO4. SO3 Mula-mula 684,194 684,194 - Reaksi 684,194 684,194 684,194 Setimbang 0 0 684,194 Mol O2 = 1.775,646 kmol Mol SO2 = 24,081 kmol ABSORBER 1
Mol H2SO4. SO3 = 684,194 kmol Massa O2 = 1.775,646 kmol x = 56.820,662 kg Massa SO2 = 24,081 kmol x = 1.541,207 kg Massa H2SO4. SO3 = 684,194 kmol x 178 = 121.786,488 kg Massa Nitrogen = 340.198,700 kg Neraca massa
Komponen Input (kg) Output (kg)
Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8 Aliran 9
SO3 54.735,500 0,000 0,000 0,000 H2SO4 0,000 67.050,988 0,000 0,000 H2SO4. SO3 0,000 0,000 0,000 121.786,488 H2O 0,000 677,283 0,000 677,283 SO2 1.541,207 0,000 1.541,207 0,000 O2 56.820,662 0,000 56.820,662 0,000 N2 340.198,700 0,000 340.198,700 0,000 Total 521.024,339 521.024,339 10. CONVERTER ( Bed 4 )
Fungsi : Mereaksikan SO2 dengan O2 agar terkonversi menjadi SO3
SO2, O2, N2 (Aliran 8) SO3, SO2, O2, N2 ( Aliran 10 )
Top produk dari Absorber 1 masuk ke Converter Bed 4. SO2 terkonversi
menjadi SO3 sehingga output bed 4 SO2 sebesar 0,02% dari massa total aliran
masuk. (US 2013/0336876 A1, Hal 12)
Converter Bed 4
Mol O2 masuk = 1.775,646 kmol
Mol SO2 masuk = 24,081 kmol
Massa Nitrogen masuk = 340.198,700 kg Mol SO2 masuk = 24,081 kmol
Massa SO2 masuk = 24,081 kmol x = 1.541,207 kg
Massa SO2 keluar = 0,02% x 453.296,069 kg = 90,659 kg Mol SO2 masuk = = 1,417 kmol SO2 + 1/2 O2 SO3 Mula-mula 24,081 1.775,646 0 Reaksi 22,665 11,332 22,665 Setimbang 1,417 1.764,313 22,665
Mol O2 sisa = 1.764,313 kmol
Massa O2 sisa = 1.764,313 kmol x
= 56.458,025 kg Mol SO2 sisa = 1,417 kmol
Massa SO2 sisa = 1,417 kmol x
= 90,659 kg Mol SO3 terbentuk = 22,665 kmol
Massa SO3 terbentuk = 22,665 kmol x
= 1.813,184 kg Massa Nitrogen keluar = 340.198,700 kg Neraca Massa
Komponen Input (kg) ( Aliran 8 ) Output (kg) (Aliran 10 )
SO2 1.541,207 90,659
O2 56.820,662 56.458,025
SO3 0,000 1.813,184
N2 340.198,700 340.198,700
11. ABSORBER 2
Fungsi : menyerap gas SO3 untuk menghasilkan oleum (H2SO4. SO3)
SO2, O2, N2 (Aliran 12)
SO3, SO2, O2, N2 (Aliran 10) H2SO4 (Aliran 11)
Oleum (H2SO4. SO3 ) dan H2O (Aliran 13)
Mol O2 masuk = 1.764,313 kmol
Mol SO2 masuk = 1,417 kmol
Mol SO3 masuk = 22,665 kmol
Massa Nitrogen masuk = 340.198,700 kg Massa Larutan H2SO4 masuk = 2.243,587 kg
Massa H2SO4 murni masuk = 99% x 2.243,587 kg
= 2.221,151 kg Massa H2O masuk = 1% x 2.243,587 kg = 22,436 kg Mol H2SO4 masuk = = 22,665 kmol
Di Absoerber 2 SO3 terkonversi 100% membentuk oleum (H2SO4. SO3).
(US 2013/0336876 A1, Hal 12)
SO3 + H2SO4 H2SO4. SO3
Mula-mula 22,665 22,665 -
Reaksi 22,665 22,665 22,665
Setimbang 0 0 22,665
SO2 dan O2 tidak terabsorbsi oleh H2SO4 sehingga output aliran 12 adalah
Mol O2 keluar = 1.764,313 kmol
Mol SO2 keluar = 1,417 kmol/
Massa Nitrogen keluar = 340.198,700 kg
Massa O2 keluar = 1.764,313 kmol x
= 56.458,025 kg
Massa SO2 keluar = 1,417 kmol x
= 90,659 kg
Massa H2SO4. SO3 = 22,665 kmol x
= 4.034,335 kg Neraca Massa
12. PUMP TANK 1
Fungsi : Untuk mereaksikan Oleum (H2SO4. SO3 ) dengan air menghasilkan
Asam Sulfat
H2O( Aliran 14) H2SO4. SO3 ( Aliran 9 )
H2SO4 ke absorber 1 ( aliran 16 )
H2SO4 ke mixer tank ( aliran 15 )
Komponen Input (kg) Output (kg)
Aliran 10 Aliran 11 Aliran 12 Aliran 13
SO3 1.813,184 0,000 0,000 0,000 H2SO4 0,000 2.221,151 0,000 0,000 H2SO4. SO3 0,000 0,000 0,000 4.034,335 H2O 0,000 22,436 0,000 22,436 SO2 90,659 0,000 90,659 0,000 O2 56.458,025 0,000 56.458,025 0,000 N2 340.198,700 0,000 340.198,700 0,000 Total 400.804,155 400.804,155 PUMP TANK 1
Pada aliran 9 :
Massa H2SO4. SO3 masuk = 121.786,488 kg
Massa air yang masuk = 677,283 kg
Konversi : semua oleum habis bereksi dengan air membentuk asam sulfat. (US 2013/0336876 A1, Hal 12)
Mol H2SO4 yang dihasilkan = 1.368,388 kmol
Massa H2SO4 yang dihasilkan = 1.368,388 kmol x 98 kg/kmol
= 134.101,976 kg Massa H2O yang keluar = (
x 1% = 1.354,565 kg
Mol H2O yang keluar =
= 75,254 kmol H2SO4. SO3 + H2O 2 H2SO4 Mula-mula 684,194 759,447 0,000 Reaksi 684,194 684,194 1.368,388 Setimbang 0,000 75,254 1.368,388
Mol H2O yang dibutuhkan = 759,447 kmol
Massa H2O yang dibutuhkan = 759,447 kmol/ x 18 kg/kmol
= 1.354,565 kg
Jadi H2O yang ditambahkan melalui aliran 14 adalah =1.354,565 kg- 677,283 kg
= 677,283 kg.
H2SO4 dan H2O terbagi menjadi menjadi 2 yaitu aliran 15 dan aliran 16
dengan komposisi dan total massa yang sama. (US 2013/0336876 A1, Hal 1) Neraca Massa
Komponen Input (kg) Output (kg)
Aliran 9 Aliran 14 Aliran 15 Aliran 16 H2SO4. SO3 121.786,488 0,000 0,000 0,000
H2O 677,283 12.992,770 6.835,026 6835,026
H2SO4 0,000 0,000 67.050,988 67.050,988
13. PUMP TANK 2
Fungsi : Untuk mereaksikan Oleum (H2SO4. SO3 ) dengan air menghasilkan
Asam Sulfat
H2O (l) ( aliran 17) H2SO4. SO3 dan H2O ( aliran 13 )
H2SO4 ke absorber 2 ( aliran 19 )
H2SO4 ke mixer tank
Pada aliran 13 :
Massa H2SO4. SO3 masuk = 4034,335011 kg
Massa air yang masuk = 22,43586603 kg
Konversi : semua oleum habis bereksi membentuk asam sulfat (US 2013/0336876 A1, Hal 12)
Mol H2SO4 yang dihasilkan = 45,330 kmol
Massa H2SO4 yang dihasilkan = 45,330 kmolx 98 kg/kmol = 4.442,301 kg
Massa H2O yang keluar = (
x 1% = 44,872 kg
Mol H2O yang keluar =
= 2,493 kmol H2SO4. SO3 + H2O 2 H2SO4 Mula-mula 22,665 25,158 0 Reaksi 22,665 22,665 45,330 Setimbang 0 2,493 45,330
Mol H2O yang dibutuhkan = 25,158 kmol
Massa H2O yang dibutuhkan = 25,158 kmol x 18 kg
= 452,838 kg H2O yang ditambahkan dari aliran 17 adalah
452,838 kg - 22,436 kg = 430,402 kg
H2SO4 dan H2O terbagi menjadi menjadi 2 yaitu aliran 18 dan aliran 19 dengan
komposisi dan total massa yang sama. (US 2013/0336876 A1, Hal 12) Neraca Massa
Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 13 Aliran 17 Aliran 18 Aliran 19 H2SO4. SO3 4.034,335 0,000 0,000 0,000 H2O 22,436 430,402 22,436 22,436 H2SO4 0,000 0,000 2.221,151 2.221,151 Total 4.487,173 4.487,173 14. MIXER TANK H2SO4 (aliran 15) H2SO4 (aliran 18) H2SO4 ke drying tower (Aliran 20) H2SO4 ke storage (aliran 19)
Massa H2SO4 murni (aliran 15) = 67.050,988 kg
Massa H2O (aliran 15) = 677,283 kg
Massa H2SO4 murni (aliran 18) = 2.221,151 kg
Massa H2O (aliran 18) = 22,436 kg
Massa H2SO4 99 % ke storage sebagai produk (aliran 19)
500.000 x x x = 69.444,444 kg/jam Massa H2SO4 murni = 99 % x 69.444,444 kg = 68.750 kg Massa H2O = 1% x 69.444,444 kg = 694,444 kg MIXER TANK
Massa H2SO4 99% ke Drying Tower (aliran 20)
= (67.050,988 kg/jam + 677,283 kg/jam + 2.221,151 kg/jam + 22,436 kg/jam ) – 500.000 ton/tahun = 69.971,857 kg/ jam – 500.000 ton/tahun = 503.797,372 ton/tahun – 500.000 ton/tahun = 3.797,372ton/ tahun = 527,413 kg/jam. Massa H2SO4 murni = 99 % x 527,413 kg = 522,139 kg. Massa H2O = 1% x 527,413 kg = 5,274 kg. Neraca massa
Komponen Input (kg) Output (kg)
Aliran 15 Aliran 18 Aliran 19 Aliran 20 H2O 677,283 2.221,151 694,444 5,274 H2SO4 67.050,988 2.221,151 68.750 522,139 Total 69.971,857 69.971,857 15. DRYING TOWER Aliran 20 (H2SO4 99%) aliran 21 (H2SO4 99%) Aliran 22 (H2SO4 99%)
Aliran 2 (udara kering) Wet Gas
Aliran 24 (H2SO4 93%)
T = 28oC
Dari psikometri chart Relative humidity : 80%
Humid volume : 0,022 (Treybal, 1987 Hal 232)
Dry air yang masuk ke Burner sebanyak = 430.631,265 kg Kandungan air ( water moisture) dalam udara adalah = 0,022 x 430.631,265 kg
= 9.473,888 kg
Pada drying tower kandungan air pada wet gas terserap sempurna oleh asam sulfat 99% sehingga tidak ada lagi kandungan air pada dry gas yang masuk ke burner. ( Dunia Kimia Utama )
Asumsi :
Massa H2SO4 99% yang dibutuhkan sebanyak x
neraca massa komponen H2SO4 :
99% x = ( x + 9.473,888 kg ) 93% 0,99 x = 0,93 x + 8.810,716 kg 0,99 x - 0,93 x = 8.810,716 kg 0,06 x = 8.810,716 kg X = X = 146.845,261 kg
Massa aliran 21 (H2SO4 99%) = 146.845,261 kg - Aliran 20 (H2SO4 99%)
Massa aliran 21 (H2SO4 99%) = 146.845,261 kg - 527,413 kg
Massa aliran 21 (H2SO4 99%) = 146.317,848 kg
Massa H2SO4 pada aliran 22 = 99% x 146.845,261 kg
= 145.376,809 kg
Massa H2O pada aliran 22 = 146.845,261 kg – 145.376,809 kg
= 1.468,453 kg
= 146.845,261 kg + 9.473,888 kg = 156.319,149 kg
Massa H2SO4 pada aliran 24 = 93% x 156.319,149 kg
= 145.376,809kg
Massa H2O pada aliran 24 = 156.319,149 kg – 145.376,809 kg
= 10.942,340 kg
Neraca Massa
Komponen Input (kg) Output (kg)
Aliran 22 Aliran 23 Aliran 24 Aliran 2 H2O 1.468,453 9.473,888 10.942,34045 0,000 H2SO4 145.376,809 0,000 145.376,8088 0,000 O2 0,000 90.432,566 0,000 90.432,566 N2 0,000 340.198,700 0,000 340.198,700 Total 586.950,414 586.950,414 16. EVAPORATOR Aliran 24 (H2SO4 93%)
Aliran 25 (H2SO4 93%) ke storage aliran 27 ( H2O )
Aliran 26 (H2SO4 93%)
Aliran 21 (H2SO4 99%)
H2SO4 99% yang dihasilkan untuk direcycle kemali ke drying tower adalah
sebesar 146.317,848 kg kg. Massa aliran 25 (H2SO4 93%) yang dikeluarkan
sebelum masuk ke evaporator sama dengan massa asam sulfat aliran 20 (H2SO4
99%).
Massa aliran 25 (H2SO4 93%) = 9.473,888 kg
Massa aliran 26 = Aliran 24 (H2SO4 93%) - Aliran 25 (H2SO4 93%) ke storage
Massa aliran 26 = 156.319,149 kg - 9.473,888 kg Massa aliran 26 = 146.845,261 kg
Neraca massa komponen H2SO4
Asumsi H2SO4 99% aliran 21 sebesar x kg maka
93% x 146.845,261 kg = 99% x ( x kg ) 136566,093 kg = 0,99 x
0,99x = 136.566,093 kg
X =
= 137.945,548 kg
Jadi, H2SO4 99% aliran 21 yang dihasilkan sebesar = 137.945,548 kg.
H2O yang diuapkan sebanyak = 146.845,261 kg – 137.945,548 kg
= 8.899,713 kg. Massa aliran 26 (H2SO4 93%) = 146.845,261 kg
Massa H2SO4 pada aliran 26 = 93% x 146.845,261 kg
= 136.566,093 kg
Massa H2O pada aliran 26 = 146.845,261 kg – 136.566,093 kg
= 10.279,168 kg Massa aliran 21 (H2SO4 99%) = 137.945,548 kg
Massa H2SO4 pada aliran 21 = 99% x 137.945,548 kg
= 136566,093 kg
Massa H2O pada aliran 21 = 137.945,548 kg – 136.566,093 kg
= 1.379,455 kg Massa H2O yang diuapkan = 8.899,713 kg.
Neraca massa
Komponen Input (kg) Output (kg) Aliran 26 Aliran 27 Aliran 21 H2O 10.279,168 8.899,713 1.379,455
H2SO4 136.566,093 0,000 136.566,093 Total 146.845,261 146.845,261
