1PENDAHULUAN

Konfersi yang besar dalam suatu reaksi di industri kimia sangatlah didambakan.Menggunakan konfigurasi reaktor yang tepat merupakan salah satu cara agar mendapatkankonfersi dari reaksi tinggi. Pada tugas kali ini menggunakan 4 buah reaktor PFR denganberbagai konfigurasi serta membandingkan konfigurasi yang paling efisien dan dapatmenghasilkan konfersi yang paling tinggi.

2TINJAUAN PUSTAKA

Reaksi utama di unit ammonia adalah reaksi gas hidrogen dan nitrogen menjadi NH3yang terjadi pada seksi ammonia converter. Kondisi operasi optimum untuk reaksi tersebutadalah dengan mempertahankan reaksi pada tekanan antara 140-150 kg/cm2 dan temperaturantara 430 -500C. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g) H 700K = -52,6 kJ/mol K

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Sintesa Ammonia Ada banyak variabel yangmempengaruhi sintesis ammonia di dalam ammonia converter di antaranya adalah temperatur,tekanan, laju alir gas sintesis, kecepatan ruang, perbandingan antara H2 dan N2, jumlah inert,serta katalis. (HUDA, 2013)

31. Konfigurasi Reaktor Adiabatik

a. Dengan menggunakan kondisi dan komposisi umpan sebagai berikut:

Tekanan 150 barTemperatur 200 oCLaju alir molar 1000 kmol/jamFraksi mol H2 75 %Fraksi mol N2 25 %

Skema konfigurasi reaktor adiabatik di PFD

konfigurasi reaktor adiabatik disertai pendingin (cooler) untuk mengatur suhu masukreaktor selanjutnya sama seperti ketika masuk ke reaktor pertama. Preserdrop di unitpendingin dianggap tidak ada.

Tabel 1.1 Data Konfigurasi Reaktor Adiabatik

Reaktor Grafik Konversi vs Volume Volume efisien Konversi

1 0,66 m3 14,7 %

42 0,85 m3 12,4 %

3 1,2 m3 12,3 %

4 1,46 m3 8,6 %

Konfersi over all =ini

onoini

fyfyfy

2

22

,

,,

= %100100025,0

891,8102)0,2197()100025,0(

= 21,6 %

5b. Dengan menggunakan kondisi dan komposisi umpan sebagai berikut:

Tekanan 150 kg/cm2Temperatur 450 oCLaju alir molar 1000 kmol/jamFraksi mol H2 75 %Fraksi mol N2 25 %

Tabel 1.2 Data Konfigurasi Reaktor Adiabatik

Reaktor Grafik Konversi vs Volume Volume efisien Konversi

1 0,0052 m3 10,39 %

2 0,005 m3 5,6 %

3 0,0054 m3 2,78 %

4 0,0052 m3 1,559 %

6Konfersi over all =ini

onoini

fyfyfy

2

22

,

,,

= %100100025,0

902,8896)0,2231()100025,0(

= 24,6 %

2. Konfigurasi Reaktor isotermalDengan menggunakan kondisi dan komposisi umpan sebagai berikut:

Tekanan 150 barTemperatur 200 oCLaju alir molar 1000 kmol/jamFraksi mol H2 75 %Fraksi mol N2 25 %

Skema konfigurasi reaktor isotermal di PFD

Tabel 2.1 Data Konfigurasi Reaktor Isotermal

Reaktor Grafik Konversi vs Volume Volume efisien Konversi

1 0,85 m3 3,2 %

72 1,12 m3 3,92 %

3 1,4 m3 3,6 %

4 9,4 m3 3,4 %

Konfersi over all =ini

onoini

fyfyfy

2

22

,

,,

= %100100025,0

879,294)0,2238()100025,0(

= 23,8 %

83. Konfigurasi Reaktor Adiabatik dengan Menggunakan Tee dan MixerDengan menggunakan kondisi dan komposisi umpan sebagai berikut:

Tekanan 150 barTemperatur 200 oCLaju alir molar 1000 kmol/jamFraksi mol H2 75 %Fraksi mol N2 25 %

Skema konfigurasi reaktor di PFD

Menggunakan kondisi dan komposisi umpan yang sama dan perbandingan aliran atasdan bawah pada TEE

Nama Unit Atas : BawahTEE-100 0,2 : 0,8TEE-101 0,3 : 0,7TEE-102 0,4 : 0,6

Tabel 3.1 Data Konfigurasi Reaktor dengan menggunakan tee dan mixer

Reaktor Grafik Konversi vs Volume Volume efisien Konversi

1 0,15 m3 15 %

92 0.05 m3 7,8 %

3 0.06 m3 6,1 %

4 0,08 m3 5,6 %

Konfersi over all =ini

onoini

fyfyfy

2

22

,

,,

= %100100025,0

873,4344)0,2137()100025,0(

= 25,3 %

10

Kesimpulan

Dari ketiga konfigurasi reaktor dan satu pareasi aliran umpan yang diperoleh dariliteratur , diperoleh hasil konfersi over all yaitu perbandingan jumlah mol N2 yang bereaksidengan jumlah mol N2 yang diumpankan, yang paling besar adalah konfigurasi reaktoradiabatik dengan tee dan mixer