rafi theda prabawa
DESCRIPTION
rafi thedaTRANSCRIPT
LAMPIRAN
1. Perhitungan Neraca Massa
a. Neraca Massa Desain
Flow natural gas + H2 recycle masuk= 2587 kmol/jam
Flow steam masuk = 7683,84 kmol/jam
Suhu inlet = 488 °C
Suhu outlet = 721,9 °C
Neraca komponen C
FC¿−FCout
=0
FC¿=FCout
FCout=2968,84 kmol / jam
Komponen
Keluar
% Mol Keluar
Keluar
Aliran Keluar
Primary
Komponen Masuk
Primary
% Mol Masuk Masuk
Primary
Aliran Masuk Primary
(kmol/jam)
Atom C Masuk
Primary (kmol/jam
)H2 2,00 51,74 0,00N2 1,97 50,96 0,00CO2 4,76 123,14 123,14CO 0,00 0,00 0,00CH4 80,30 2077,36 2077,36C2H6 5,85 151,34 302,68C3H8 3,31 85,63 256,89iC4H10 0,53 13,71 54,84nC4H10 0,64 16,56 66,23iC5H12 0,25 6,47 32,34nC5H12 0,14 3,62 18,11nC6H14 0,24 6,21 37,25Ar 0,01 0,26 0,00Total 100,00 2587,00 2968,84
Primary Primary (kmol/jam)
CO2 12,89 836,83
CO 5,4 350,57
CH4 27,44 1781,43
Total 45,73 2968,84
Laju alir massa yang mengandung atom C
CH 4 keluar=% Mol CH 4 keluar% Mol keluar total
x total atomC
¿27,4445,73
x 2968,84 kmoljam
¿1781,43 kmol / jam
CH 4 yangbereaksi=CH 4 masuk−CH 4 keluar
¿ (2077,36−1781,43 ) kmol/ jam
¿295,93 kmol / jam
CO2keluar=% Mol CO2 keluar% Mol keluar total
x total atom C
¿12,8945,73
x 2968,84 kmoljam
¿836,83 kmol / jam
CO2bereaksi=CO2 keluar−CO2 masuk
¿ (836,83−123,14 ) kmol / jam
¿713,69 kmol / jam
CO keluar=% Mol COkeluar% Mol keluar total
x total atom C
¿5,4
45,73x 2968,84 kmol
jam
¿350,57 kmol / jam
CObereaksi=COmasuk−CO keluar
¿ ( (295,93+302,68+256,89+121,07+50,45+37,25 )−350,57 ) kmol/ jam
¿713,69 kmol / jam
Reaksi yang terjadi:
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaCH4 2077,36 -295,93 1781,43H2O 7683,84 -295,93 7387,91CO 0,00 295,93 295,93H2 0,00 887,78 887,78
Reaksi yang terjadi:
C2H6 + 2H2O ↔ 2CO + 5H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC2H6 151,34 -151,34 0,00H2O 7387,91 -302,68 7085,23CO 0,00 302,68 302,68H2 0,00 756,70 756,70
Reaksi yang terjadi:
C3H8 + 3H2O ↔
3C
O + 7H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC3H8 85,63 -85,63 0,00H2O 7085,23 -256,89 6828,35CO 0,00 256,89 256,89H2 0,00 599,41 599,41
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
Reaksi yang terjadi:
C4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Dimana C4H10 = iC4H10 + nC4H10
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC4H10 30,27 -30,27 0,00H2O 6828,35 -121,07 6707,27CO 0,00 121,07 121,07H2 0,00 272,41 272,41
Reaksi yang terjadi:
C5H12 + 5H2O ↔ 5CO + 11H2
Dimana C5H12 = iC5H12 + nC5H12
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC5H12 10,09 -10,09 0,00H2O 6707,27 -50,45 6656,83CO 0,00 50,45 50,45H2 0,00 110,98 110,98
Reaksi yang terjadi:
C6H14 + 6H2O ↔ 6CO + 13H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC6H14 6,21 -6,21 0,00H2O 6656,83 -37,25 6619,57CO 0,00 37,25 37,25H2 0,00 80,71 80,71
Reaksi yang terjadi:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Dimana CO masuk = akumulasi CO yang terbentuk dari reaksi-reaksi sebelumnya
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaCO 1064,27 -713,69 350,57H2O 6619,57 -713,69 5905,88CO2 123,14 713,69 836,83H2 0,00 713,69 713,69
Ar keluar=Ar masuk=0,26 kmol / jam
N2 keluar=N2 masuk=50,96 kmol / jam
H2 keluar=H2 masuk+H 2 sisa dari semuareaksi
¿¿
¿3473,42 kmol/ jam
H2O k eluar=H2 O masuk−H2O bereaksi dari semua reaksi ¿¿
¿5905,88 kmol / jam
Sehingga diperoleh neraca massa desain primary reformer seperti dibawah ini:
Komponen BM Masuk KeluarKmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam
H2 2,016 51,74 104,31 3473,42 7002,42
N2
28,02
050,96 1428,01 50,96 1428,01
CO2
44,01
0123,14 5419,44 836,83 36829,01
CO
28,01
00,00 0,00 350,57 9819,57
CH4
16,04
02077,36 33320,87 1781,43 28574,21
C2H6
30,07
0151,34 4550,78 0 0
C3H8 44,09 85,63 3775,41 0 0
0
iC4H10
58,12
013,71 796,89 0 0
nC4H10
58,12
016,56 962,28 0 0
iC5H12
72,15
06,47 466,63 0 0
nC5H12
72,15
03,62 261,31 0 0
nC6H14
86,17
06,21 535,01 0 0
Ar
39,95
00,26 10,34 0,26 10,34
H2O
18,01
67683,84
138432,06
15905,88
106400,3
9
Total 10270,84 190063,35 12399,37190063,9
5
Konversi CH4=CH 4masuk−CH 4 keluar
CH 4 masukx100 %
¿2077,36−1781,43
2077,36x 100%
¿14,245 %
Komponen % MolJumlah atom
carbon
CH4 80,30 1
C2H6 5,85 2
C3H8 3,31 3
iC4H10 0,53 4
nC4H10 0,64 4
iC5H12 0,25 5
nC5H12 0,14 5
nC6H14 0,24 6
Total (% mol x jumlah atom carbon) 110
Carbon number=Σ (%mol carbon x jumlahatom carbon )100
¿ 110100
=1,1
Steam¿ carbon= Flow steammasuk((Flow natural gas+H2 recycle masuk) xCarbon number )
¿ 7683,84(2587x 1,1 )
¿2,7
b. Neraca Massa Aktual
29 Januari 2020
Flow natural gas + H2 recycle masuk = 2842,35 kmol/jam
Flow steam masuk = 8684,61 kmol/jam
Suhu masuk = 474,7 °C
Suhu keluar = 709,9 °C
Komponen % Mol Masuk
Aliran Masuk Primary
(kmol/jam)
Atom C (kmol/jam
)
H2 3,49 102,48 0,00N2 1,44 42,28 0,00CO2 0,04 1,17 1,17CO 0 0,00 0,00CH4 84,78 2489,48 2489,48C2H6 5,46 160,33 320,65C3H8 2,85 83,69 251,06iC4H10 0,93 27,31 109,23nC4H10 0,92 27,01 108,06iC5H12 0,23 6,75 33,77nC5H12 0,22 6,46 32,3nC6H14 0,03 0,88 5,29
Ar 0,1 2,94 0,00Total 100,00 2950,79 3351,02
Neraca komponen C
FC¿−FCout
=0
FC¿=FCout
FCout=3351,02 kmol/ jam
Komponen
Keluar
Primary
% Mol Keluar
Primary
Aliran Keluar
Primary
(kmol/jam)
CO2 14,80 1614,42
CO 7,12 776,66
CH4 8,8 959,92
Total 30,72 3351,02
Laju alir massa yang mengandung atom C
CH 4 keluar=% Mol CH 4 keluar% Mol keluar total
x total atomC
¿8,8
30,72x3351,02 kmol
jam
¿959,92 kmol / jam
CH 4 yangbereaksi=CH 4 masuk−CH 4 keluar
¿ (24 89 , 48−959,92 ) kmol / jam
¿1529,56 kmol / jam
CO2keluar=% Mol CO2 keluar% Mol keluar total
x total atom C
¿14,830,72
x3351,02 kmoljam
¿1614,42 kmol/ jam
CO2bereaksi=CO2 keluar−CO2 masuk
¿ (1614,42−1,17 )kmol / jam
¿1613,25 kmol / jam
CO keluar=% Mol COkeluar% Mol keluar total
x total atom C
¿7,12
30,72x3351,02 kmol
jam
¿776,66 kmol / jam
CObereaksi=COmasuk−CO keluar
¿ ( (1529,55+320,65+251,06+217,29+66,07+5,29 )−776,66 ) kmol/ jam
¿1613,25kmol / jam
Reaksi yang terjadi:
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi Sisa
CH4 2489,48 -1529,55 959,93
H2O 8684,61 -1529,55 7155,06
CO 0,00 1529,55 1529,55
H2 0,00 4588,65 4588,65
Reaksi yang terjadi:
C2H6 + 2H2O ↔ 2CO + 5H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC2H6 160,33 -160,33 0,00H2O 7155,06 -320,65 6834,41CO 0,00 320,65 320,65H2 0,00 801,64 801,64
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
Reaksi yang terjadi:
C3H8 + 3H2O ↔
3C
O + 7H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC3H8 83,69 -83,69 0,00H2O 6834,41 -251,06 6583,35CO 0,00 251,06 251,06H2 0,00 585,81 585,81
Reaksi yang terjadi:
C4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Dimana C4H10 = iC4H10 + nC4H10
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC4H10 54,32 -54,32 0,00H2O 6583,35 -217,29 6366,05CO 0,00 217,29 217,29H2 0,00 488,91 488,91
Reaksi yang terjadi:
C5H12 + 5H2O ↔ 5CO + 11H2
Dimana C5H12 = iC5H12 + nC5H12
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC5H12 13,21 -13,21 0,00H2O 6366,05 -66,07 6299,98CO 0,00 66,07 66,07H2 0,00 145,35 145,35
Reaksi yang terjadi:
C6H14 + 6H2O ↔ 6CO + 13H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC6H14 0,88 -0,88 0,00H2O 6299,98 -5,29 6294,70CO 0,00 5,29 5,29H2 0,00 11,45 11,45
Reaksi yang terjadi:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Dimana CO masuk = akumulasi CO yang terbentuk dari reaksi-reaksi sebelumnya
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaCO 2389,92 -1613,25 776,67H2O 6294,70 -1613,25 4681,45CO2 0,00 1613,25 1613,25H2 0,00 1613,25 1613,25
Ar keluar=Ar masuk=2,94 kmol / jam
N2 keluar=N2 masuk=42,28 kmol / jam
H2 keluar=H2 masuk+H 2 sisa dari semuareaksi
¿¿
¿8337,54 kmol/ jam
H 2O keluar=H 2O masuk−H2O bereaksi dari semua reaksi ¿¿
¿4681,45 kmol / jam
Sehingga diperoleh neraca massa desain primary reformer seperti dibawah ini:
Komponen BM Masuk KeluarKmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam
H22,016
102,48206,60 8337,54 16808,49
N2
28,02
0 42,281184,80 42,28 1184,80
CO2
44,01
0 1,1751,69 1614,42 71050,72
CO
28,01
0 0,000,00 776,67 21754,47
CH4
16,04
0 2489,4839931,22 959,93 15397,22
C2H6
30,07
0 160,334821,04 0,00 0
C3H8
44,09
0 83,693689,77 0,00 0
iC4H10
58,12
0 27,311587,17 0,00 0
nC4H10
58,12
0 27,011570,10 0,00 0
iC5H12
72,15
0 6,75487,28 0,00 0
nC5H12
72,15
0 6,46466,09 0,00 0
nC6H14
86,17
0 0,8875,91 0,00 0
Ar
39,95
0 2,94117,31 2,94 117,31
H2O
18,01
68684,61 156462 4681,45 84341,01
Total 11635,40 210651,00 16415,23210652,0
2
Konversi CH4=CH 4masuk−CH 4 keluar
CH 4 masukx100 %
¿2489,48−959,93
2489,48x100 %
¿61,44 %
Komponen % Mol Jumlah atom carbon
CH4 84,78 1
C2H6 5,46 2
C3H8 2,85 3
iC4H10 0,93 4
nC4H10 0,92 4
iC5H12 0,23 5
nC5H12 0,22 5
nC6H14 0,03 6
Total (% mol x jumlah atom carbon)114,08
Carbon number=Σ (%mol carbon x jumlahatom carbon )100
¿ 114,08100
=1,1408
Steam¿ carbon= ( Flow steammasuk )((Flow natural gas+H2 recycle masuk) xCarbon number )
¿8684,61
(2950,79 x 1,1408 )
¿2,72
26 Februari 2020
Flow natural gas + H2 recycle masuk= 2537,53 kmol/jam
Flow steam masuk = 7856,29 kmol/jam
Suhu masuk = 476,2 °C
Suhu keluar = 711,3 °C
Komponen % Mol Masuk
Aliran Masuk Primary
(kmol/jam)
Atom C (kmol/jam
)
H2
3,79 104,79 0,00
N2
2,52 69,67 0,00
CO2
0,09 2,49 2,49
CO0 0,00 0,00
CH4
85,6 2277,92 2277,92
C2H6
5,86 155,94 311,88
C3H8
1,51 40,18 120,55
iC4H10
0,27 7,19 28,74
nC4H10
0,34 9,05 36,19
iC5H12
0,13 3,46 17,30
nC5H12
0,09 2,40 11,98
nC6H14
0,22 5,85 35,13
Ar0,04 1,06 0,00
Total100 2777,50 2952,79
Neraca komponen C
FC¿−FCout
=0
FC¿=FCout
FCout=2952,79 kmol/ jam
Komponen
Keluar
Primary
% Mol Keluar
Primary
Aliran Keluar
Primary
(kmol/jam)
CO2 11,04 1317,66CO 7,55 901,11CH4 6,15 734,02Total 24,74 2952,79
Laju alir massa yang mengandung atom C
CH 4 keluar=% Mol CH 4 keluar% Mol keluar total
x total atomC
¿6,1524,74
x 2952,79 kmoljam
¿734,02 kmol/ jam
CH 4 yangbereaksi=CH 4 masuk−CH 4 keluar
¿ (2277,92−734,02 ) kmol / jam
¿1632,63 kmol / jam
CO2keluar=% Mol CO2 keluar% Mol keluar total
x total atom C
¿11,0424,74
x 2952,79 kmoljam
¿1317,66 kmol / jam
CO2bereaksi=CO2 keluar−CO2 masuk
¿ (1317,66−2,49 ) kmol/ jam
¿1315,17 kmol / jam
CO keluar=% Mol COkeluar% Mol keluar total
x tota l atomC
¿7,55
24,74x 2952,79 kmol
jam
¿901,11kmol / jam
CObereaksi=COmasuk−CO keluar
¿ ( (1632,63+324,03+125,24+67,46+30,41+36,5 )−901,11) kmol / jam
¿1315,17 kmol / jam
Reaksi yang terjadi:
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaCH4 2366,65 -1632,63 734,02H2O 7856,29 -1632,63 6223,66CO 0,00 1632,63 1632,63H2 0,00 4897,90 4897,90
Reaksi yang terjadi:
C2H6 + 2H2O ↔ 2CO + 5H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC2H6 162,02 -162,02 0,00H2O 6223,66 -324,03 5899,63CO 0,00 324,03 324,03H2 0,00 810,08 810,08
Reaksi yang terjadi:
C3H8 + 3H2O ↔
3C
O + 7H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC3H8 41,75 -41,75 0,00H2O 5899,63 -125,24 5774,38CO 0,00 125,24 125,24H2 0,00 292,24 292,24
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
Reaksi yang terjadi:
C4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Dimana C4H10 = iC4H10 + nC4H10
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC4H10 16,87 -16,87 0,00H2O 5774,38 -67,46 5706,92CO 0,00 67,46 67,46H2 0,00 151,79 151,79
Reaksi yang terjadi:
C5H12 + 5H2O ↔ 5CO + 11H2
Dimana C5H12 = iC5H12 + nC5H12
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC5H12 6,08 -6,08 0,00H2O 5706,92 -30,41 5676,51CO 0,00 30,41 30,41H2 0,00 66,91 66,91
Reaksi yang terjadi:
C6H14 + 6H2O ↔ 6CO + 13H2
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi SisaC6H14 6,08 -6,08 0,00H2O 5676,51 -36,50 5640,01CO 0,00 36,50 36,50H2 0,00 79,07 79,07
Reaksi yang terjadi:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Dimana CO masuk = akumulasi CO yang terbentuk dari reaksi-reaksi sebelumnya
Tabel Stoikiometri
Komponen Umpan Bereaksi Sisa
CO 2216,28 -1315,17 901,11
H2O5640,01 -1315,17 4324,85
CO2 123,32 1315,17 1315,17
H2 0,00 1315,17 1315,17
Ar keluar=Ar masuk=1,11kmol / jam
N2 keluar=N2 masuk=69,67 kmol / jam
H2 keluar=H2 masuk+H 2 sisa dari semuareaksi
¿¿
¿7717,94kmol / jam
H 2O keluar=H 2O masuk−H2O bereaksi dari semua reaksi ¿¿
¿4324,85 kmol / jam
Sehingga diperoleh neraca massa desain primary reformer seperti dibawah ini:
Komponen BM Masuk Keluarkmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam
H22,016 104,79 211,25 7717,94 15559,37
N228,020 69,67 1952,22 69,67 1952,22
CO2 44,010 2,49 109,51 1317,66 57990,00
CO 28,010 0,00 0,00 901,11 25240,20
CH416,040 2366,65 37961,14 734,02 11773,68
C2H630,070 162,02 4871,83 0,00 0
C3H844,090 41,75 1840,68 0,00 0
iC4H1058,120 7,46 433,86 0,00 0
nC4H1058,120 9,40 546,34 0,00 0
iC5H1272,150 3,59 259,32 0,00 0
nC5H1272,150 2,49 179,53 0,00 0
nC6H1486,170 6,08 524,13 0,00 0
Ar 39,950 1,11 44,18 1,11 44,18
H2O18,016 7856,29 141539 4324,85 77916,45
Total 10621,07 190473,00 15066,36 190473,87
Konversi CH4=CH 4masuk−CH 4 keluar
CH 4 masukx100 %
¿2366,65−734,02
2366,65x100 %
¿68,98 %
Komponen % Mol Jumlah atom carbon
CH4
85,61
C2H6
5,862
C3H8
1,513
iC4H100,27 4
nC4H10
0,344
iC5H12
0,135
nC5H12
0,095
nC6H14
0,226
Total (% mol x jumlah atom carbon)106,71
Carbon number=Σ (%mol carbon x jumlahatom carbon )100
¿ 105,58100
=1,0671
Steam¿ carbon= ( Flow steammasuk )((Flow natural gas+H2 recycle masuk) xCarbon number )
¿7856,29
(2952,79 x 1,0671 )
¿2,75
2. Perhitungan Neraca Panas
Komponen A B C D E
H2 25,399 2,02E-02 -3,85E-05 3,19E-08 -8,76E-12
N2 29,342 -3,54E-03 1,01E-05 -4,31E-09 2,59E-13
CH4 34,942 -0,03996 1,9184E-04 -1,530E-07 3,9321E-11
Ar20,786 0,0000E+00 0,0000E+00 0,0000E+00 0,0000E+00
CO 29,556 -6,58E-03 2,01E-05 -1,22E-08 2,26E-12
CO2 27,437 4,23E-02 -1,96E-05 4,00E-09 -2,99E-13
C2H6 28,146 4,34E-02 1,89E-04 -1,91E-07 5,33E-11
C3H8 28,277 0,11600 1,9597E-04 -2,327E-07 6,8669E-11
iC4H10 6,772 3,41E-01 -1,03E-04 -3,66E-08 2,04E-11
nC4H10 20,056 2,82E-01 -1,31E-05 -9,46E-08 3,41E-11
iC5H12 -0,881 4,75E-01 -2,48E-04 6,75E-08 -8,53E-12
nC5H12 26,671 3,23E-01 4,28E-05 -1,66E-07 5,60E-11
nC6H14 25,924 4,19E-01 -1,25E-05 -1,59E-07 5,88E-11
H2O 33,933 -8,42E-03 2,99E-05 -1,78E-08 3,69E-12
Data Cp untuk masing-masing komponen
Data ΔHf298 untuk masing-masing komponen
Komponen ΔHf298
(kJ/kmol)H2 0N2 0CH4 -74850Ar 0CO -110500CO2 -393500C2H6 -84680C3H8 -103850iC4H10 -134520nC4H10 -126150iC5H12 -154470nC5H12 -146440nC6H14 -167190H2O -241800
a. Neraca Panas Desain
Suhu masuk reaktor = 4880C = 761 K
T = 7220C ΔHp
T = 250C ΔH298
T = 4880C ΔHr
Suhu referensi = 250C = 298 K
Suhu keluar reaktor = 7220C = 995 K
Dimana:
ΔHr = panas yang dibawa reaktan
ΔH298 = panas pembentukan standar
ΔHp = panas yang dihasilkan produk
Cp=A+BT +CT 2+ DT 3+ ET 4
Reaksi yang terjadi:
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )CH 4
¿∫761
298
(34,942−0,03996 T +1,9184 x10−4 T2−1,530 x 10−7T 3+3,9321 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (298−761 )−0,039962
(2982−7612 )+ 1,9184 x10−4
3( 2983−7613 )− 1,530 x 10−7
4(2984−7614 )+ 3,9321 x 10−11
5(2985−7615 )]
¿−22331,61 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
CH4 1 -22331,61 -22331,61
H2O 1 -16503,98 -16503,98
Total -38835,59 -38835,59
Panas pembentukan standar
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (1 xCO )+(3 x H2 )]−[ ( 1 x CH4 )+(1 x H2O ) ]
¿206150 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 1 21535,60 21535,60
H2 3 20522,40 61567,20
Total 42057,99 83102,79
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol CH 4 bereaksi
¿ (−38835,59+206150+83102,79 ) kJkmol
x295,93 kmol / jam
¿74105070,20 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
C2H6 + 2H2O ↔ 2CO + 5H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )C2 H 6
¿∫761
298
(28,146+4,34 x10−2 T+1,89 x10−4 T 2−1,91 x 10−7 T3+5,33 x10−11 T4 ) dT
¿¿
¿ [28,146 (298−761 )+ 4,34 x10−2
2(2982−7612 )+ 1,89 x 10−4
3(2983−7613 )−1,91 x10−7
4(2984−7614 )+ 5,33 x10−11
5(2985−7615) ]
¿−36919,09 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
C2H6 1 -36919,09 -36919,09
H2O 2 -16503,98 -33007,95
Total -53423,06 -69927,04
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (2 xCO )+( 5 x H 2 ) ]−[ (1 x C2 H 6 )+(2 x H 2O ) ]
¿347280 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 2 21535,60 43071,19
H2 5 20522,40 102611,99
Total 42057,99 145683,18
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol C2 H 6 bereaksi
¿ (−69927,04+347280+145683,18 ) kJkmol
x151,34 kmol/ jam
¿64022078,61 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
C3H8 + 3H2O ↔ 3CO + 7H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )C3 H 8
¿∫761
298
(28,277+0,116 T+1,9597 x10−4 T2−2,327 x 10−7 T 3+6,8669 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [28,277 (298−761 )+ 0,1162
(2982−7612 )+1,9597 x10−4
3(2983−7613 )−2,327 x10−7
4(2984−7614 )+6,8669 x10−11
5(2985−7615 )]
¿−53010,76 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefis ien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
C3H8 1 -53010,76 -53010,76
H2O 3 -16503,98 -49511,93
Total -69514,74 -102522,69
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (3 xCO )+ (7 x H 2 ) ]−[ (1 x C3 H 8 )+(3 x H 2O ) ] ¿497750 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 3 21535,60 64606,79
H2 7 20522,40 143656,79
Total 42057,99 208263,58
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol C3 H 8 bereaksi
¿ (−102522,69+497750+208263,58 ) kJkmol
x85,63 kmol / jam
¿51676743,73 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
iC4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )iC 4 H10
¿∫761
298
(6,772+0,341T−1,03x 10−4 T 2−3,66 x10−8T 3+2,04 x 10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [6,772 (298−761 )+ 0,3412
(2982−7612 )−1,03 x 10−4
3(2983−7613 )−3,66 x 10−8
4( 2984−7614 )+ 2,04 x10−11
5(2985−7615 ) ]
¿−70683,49 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
iC4H10 1 -70683,49 -70683,49
H2O 4 -16503,98 -66015,91
Total -87187,46 -136699,39
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ ( 4 xCO )+( 9 x H2 ) ]−[ (1x iC4 H10 )+(4 x H2O ) ] ¿659720 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 4 21535,60 86142,38
H2 9 20522,40 184701,59
Total 42057,99 270843,97
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol iC4 H10 bereaksi
¿ (−136699,39+659720+270843,97 ) kJkmol
x13,71 kmol / jam
¿10884756,60 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )nC4 H 10
¿∫761
298
(20,056+0,282 T−1,31 x 10−5 T2−9,46 x10−8 T 3+3,41x10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [20,056 (298−761 )+ 0,2822
( 2982−7612 )−1,31x 10−5
3( 2983−7613 )−9,46 x10−8
4(2984−7614 )+3,41 x10−11
5(2985−7615 )]
¿−70474,79 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC4H10 1 -70474,79 -70474,79
H2O 4 -16503,98 -66015,91
Total -86978,76 -136490,69
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ ( 4 xCO )+( 9 x H2 ) ]−[ (1x nC 4 H10)+ (4 x H2O ) ] ¿651350 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 4 21535,60 86142,38
H2 9 20522,40 184701,59
Total 42057,99 270843,97
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC 4 H10bereaksi
¿ (−136490,69+651350+270843,97 ) kJkmol
x16,56 kmol / jam
¿13008732,03 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
iC5H12 + 5H2O ↔ 5CO + 11H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )iC 5 H 12
¿∫761
298
(−0,881+0,475 T−2,48 x10−4 T2+6,75 x 10−8T 3−8,53 x10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [−0,881 (298−761 )+ 0,4752
(2982−7612 )−2,48 x10−4
3(2983−7613 )+ 6,75 x 10−8
4( 2984−7614 )−8,53 x10−12
5( 2985−7615 )]
¿−86893,00 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
iC5H12 1 -86893,00 -86893,00
H2O 5 -16503,98 -82519,88
Total -103396,98 -169412,89
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (5 xCO )+ (11 x H 2 ) ]−[ (1 x iC5 H 12 )+(5 x H 2O ) ] ¿810970 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 5 21535,60 107677,98
H2 11 20522,40 225746,38
Total 42057,99 333424,36
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol iC5 H 12bereaksi
¿ (−169412,89+810970+333424,36 ) kJkmol
x6,47 kmol / jam
¿6305692,70 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC5H12 + 5H2O ↔ 5CO +11H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )nC5 H12
¿∫761
298
(26,671+0,323 T+4,28 x 10−5 T2−1,66 x 10−7 T3+5,60 x10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [26,671 (298−761 )+ 0,32352
(2982−7612 )+ 4,28 x10−5
3( 2983−7613 )−1,66 x10−7
4(2984−7614 )+ 5,60 x10−11
5(2985−7615 )]
¿−86717,45 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC5H12 1 -86717,45 -86717,45
H2O 5 -16503,98 -82519,88
Total -103221,42 -169237,33
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (5 xCO )+ (11 x H2 ) ]−[ (1 x nC 5 H 12 )+(5 x H2 O ) ] ¿802940 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 5 21535,60 107677,98
H2 11 20522,40 225746,38
Total 42057,99 333424,36
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC5 H12 bereaksi
¿ (−169237,33+802940+333424,36 ) kJkmol
x3,62 kmol / jam
¿3502740,69 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC6H14 + 6H2O ↔ 6CO +13H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )nC6 H 14
¿∫761
298
(25,924+0,419 T−1,25 x10−5T 2−1,59 x 10−7T 3+5,88 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [25,924 (298−761 )+ 0,4192
(2982−7612 )−1,25 x10−5
3(2983−7613)−1,59 x 10−7
4(2984−7614 )+5,88 x 10−11
5( 2985−7615 )]
¿−103007,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC6H14 1 -103007,60 -103007,60
H2O 6 -16503,98 -99023,86
Total -119511,58 -202031,46
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (6 xCO )+(13 x H 2 ) ]−[ (1 xnC6 H 14 )+ (6 x H 2 O ) ] ¿954990 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO
¿∫298
995
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (995−298 )−6,58 x10−3
2(9952−2982 )+2,01 x10−5
3(9953−2983 )−1,22 x 10−8
4(9954−2984 )+ 2,26 x 10−12
5(9955−2985 )]
¿21535,60 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO 6 21535,60 129213,58
H2 13 20522,40 266791,18
Total 42057,99 396004,76
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC5 H 12 bereaksi
¿ (−202031,46+954990+396004,76 ) kJkmol
x6,21 kmol / jam
¿7133683,29 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Panas reaktan
∫761
298
(Cp dT )CO
¿∫761
298
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x 10−8 T 3+2,26x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (298−761 )−6,58 x 10−3
2(2982−7612 )+2,01 x10−5
3(2983−7613 )−1,22 x10−8
4(2984−7614 )+2,26 x 10−12
5(2985−7615 )]
¿−13964,03 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫761
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫761
298
Cp dT ( kJkmol
)
CO 1 -13964,03 -13964,03
H2O 1 -16503,98 -16503,98
Total -30468,01 -30468,01
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (1 x CO2 )+(1 x H 2 ) ]− [ (1 xCO )+(1 x H 2O ) ]
¿−41200 kJ /kmol
Panas produk
∫298
995
(Cp dT )CO2
¿∫298
995
(27,437+4,23 x 10−2 T−1,96 x10−5 T 2+4,00x 10−9 T 3−2,99 x10−13 T 4 ) dT
¿¿
¿¿
¿32855,99 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x∫298
995
Cp dT ( kJkmol
)
CO2 1 32855,99 32855,99
H2 1 20522,40 20522,40
Total 53378,38 53378,38
Panas reaksi (Qr)
Qr=( ∆ H r+∆ H 298+∆ H p ) xmol CO bereaksi
¿ (−30468,01−41200+53378,38 ) kJkmol
x713,69 kmol / jam
¿−13053149,69 kJ / jam
Panas masuk reaktor (Qin)
∫298
761
(Cp dT )CH 4
¿∫298
761
(34,942−0,03996 T +1,9184 x10−4 T2−1,530 x10−7T 3+3,9321 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (761−298 )−0,039962
(7612−2982 )+ 1,9184 x10−4
3(7613−2983 )−1,530 x10−7
4(7614−2984 )+ 3,9321 x 10−11
5(7615−2985 )]
¿22331,61 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponenn
(kmol/jam)∫298
761
Cp dT ( kJkmol
) Q=n x∫298
761
Cp dT ( kJjam
)
H2 51,74 13550,78 701117,20
N2 50,96 13769,04 701723,80
CH4 2077,36 22331,61 46390823,91
Ar 0,26 9623,92 2489,71
CO 0,00 13964,03 0,00
CO2 123,14 20689,13 2547684,90
C2H6 151,34 36919,09 5587316,06
C3H8 85,63 53010,76 4539295,37
iC4H10 13,71 70683,49 969148,35
nC4H10 16,56 70474,79 1166836,93
iC5H12 6,47 86893,00 561980,50
nC5H12 3,62 86717,45 314073,25
nC6H14 6,21 103007,60 639553,61
H2O 7683,84 16503,98 126813918,29
Total 190935961,88
Panas keluar reaktor (Qout)
∫298
995
(Cp dT )CH 4
¿∫298
995
(34,942−0,03996 T +1,9184 x10−4 T2−1,530 x 10−7 T3+3,9321 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (995−298 )−0,039962
( 9952−2982 )+ 1,9184 x10−4
3( 9953−2983 )−1,530 x 10−7
4( 9954−2984 )+ 3,9321 x 10−11
5(9955−2985 )]
¿38104,23 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponenn
(kmol/jam)∫298
995
Cp dT ( kJkmol
) Q=n x∫298
995
CpdT ( kJjam
)
H2 3473,42 20522,40 71282993,43
N2 50,96 21078,56 1074245,39
CH4 1781,43 38104,23 67880194,26
Ar 0,26 14487,84 3748,00
CO 350,57 21535,60 7549817,02
CO2 836,83 32855,99 27494965,39
C2H6 0,00 63733,75 0,00
C3H8 0,00 91397,32 0,00
iC4H10 0,00 120788,73 0,00
nC4H10 0,00 120297,45 0,00
iC5H12 0,00 148930,56 0,00
nC5H12 0,00 148387,35 0,00
nC6H14 0,00 175756,97 0,00
H2O 5905,88 25799,88 152371072,39
Total 327657035,89
Panas yang dipertukarkan (Qp)
Qin+Qr=Qp+Qout
Qp=Qin+Qr−Qout
Qp=(190935961,88+(74105070,20+64022078,61+51676743,73+10884756,60+13008732,03+6305692,70+3502740,69+7133683,29+ (−13053149,69 ) )−327657035,89)kJ / jam
Qp=80865274,15 kJ / jam
b. Neraca Panas Aktual (29 Januari 2020)
Suhu masuk reaktor = 474,70C = 747,7 K
Suhu referensi = 250C = 298 K
Suhu keluar reaktor = 709,90C = 982,9 K
Dimana:
ΔHr = panas yang dibawa reaktan
ΔH298 = panas pembentukan standar
ΔHp = panas yang dihasilkan produk
Cp=A+BT +CT 2+ DT 3+ ET 4
Reaksi yang terjadi:
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )CH4
¿ ∫747,7
298
(34,942−0,03996T +1,9184 x 10−4 T2−1,530 x 10−7 T3+3,9321 x 10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (298−747,7 )− 0,039962
(2982−747,72 )+ 1,9184 x 10−4
3(2983−747,73 )−1,530 x10−7
4(2984−747,74 )+3,9321 x10−11
5(2985−747,75 )]
¿−21520,20 kJ /kmol
T = 709,90C
ΔHp
T = 250C ΔH298
T = 474,70C
ΔHr
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
CH4 1 -21520,20 -21520,20
H2O 1 -15996,65 -15996,65
Total -37516,85 -37516,85
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (1 xCO )+(3 x H 2 )]−[ ( 1 x CH4 )+(1 x H 2O ) ]
¿206150 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 1 21135,42 21135,42
H2 3 20158,07 60474,22
Total 41293,49 81609,64
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol CH 4 bereaksi
¿ (−37516,85+206150+81609,64 ) kJkmol
x1529,55 kmol / jam
¿382759135,17 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
C2H6 + 2H2O ↔ 2CO + 5H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )C2 H 6
¿ ∫747,7
298
(28,146+4,34 x10−2T +1,89 x 10−4 T 2−1,91 x 10−7 T 3+5,33 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [28,146 (298−747,7 )+ 4,34 x10−2
2(2982−747,72 )+1,89 x10−4
3( 2983−747,73 )−1,91 x10−7
4(2984−747,74 )+5,33 x 10−11
5( 2985−747,75 )]
¿−35534,63 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
C2H6 1 -35534,63 -35534,63
H2O 2 -15996,65 -31993,30
Total -51531,28 -67527,94
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (2 xCO )+( 5x H 2 ) ]−[ (1 x C2 H6 )+(2 x H2O ) ]
¿347280 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 2 21135,42 42270,83
H2 5 20158,07 100790,37
Total 41293,49 143061,21
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol C2 H 6 bereaksi
¿ (−67527,94+347280+143061,21 ) kJkmol
x160,33kmol / jam
¿67788511,29 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
C3H8 + 3H2O ↔ 3CO + 7H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )C3 H 8
¿ ∫747,7
298
(28,277+0,116T+1,9597 x 10−4 T 2−2,327 x10−7T 3+6,8669 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [28,277 (298−747,7 )+ 0,1162
(2982−747,72 )+ 1,9597 x10−4
3(2983−747,73 )−2,327 x 10−7
4(2984−747,74 )+ 6,8669 x 10−11
5(2985−747,75 )]
¿−51021,32 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
C3H8 1 -51021,32 -51021,32
H2O 3 -15996,65 -47989,96
Total -67017,98 -99011,28
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (3 xCO )+ (7 x H 2 ) ]−[ (1 xC3 H 8 )+(3 x H2O ) ] ¿497750 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 3 21135,42 63406,25
H2 7 20158,07 141106,52
Total 41293,49 204512,77
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol C3 H 8 bereaksi
¿ (−99011,28+497750+204512,77 ) kJkmol
x83,69kmol / jam
¿50484505,67 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
iC4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )iC4 H 10
¿ ∫747,7
298
(6,772+0,341 T−1,03 x 10− 4T 2−3,66 x10−8T 3+2,04 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [6,772 (298−747,7 )+ 0,3412
( 2982−747,72 )−1,03 x10−4
3( 2983−747,73 )−3,66 x 10−8
4( 2984−747,74 )+ 2,04 x10−11
5( 2985−747,75 )]
¿−68082,49 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisi en x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
iC4H10 1 -68082,49 -68082,49
H2O 4 -15996,65 -63986,61
Total -84079,14 -132069,10
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ ( 4 xCO )+( 9 x H 2 ) ]−[ (1 x iC4 H 10 )+(4 x H 2O ) ] ¿659720 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 4 21135,42 84541,66
H2 9 20158,07 181422,67
Total 41293,49 265964,34
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol iC4 H 10 bereaksi
¿21672439,13 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )nC4 H 10
¿ ∫747,7
298
(20,056+0,282T−1,31 x10−5 T 2−9,46 x10−8T 3+3,41 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [20,056 (298−747,7 )+ 0,2822
(2982−747,72 )−1,31 x10−5
3(2983−747,73 )−9,46 x 10−8
4(2984−747,74 )+ 3,41 x 10−11
5(2985−747,75 ) ]
¿−67875,83 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC4H10 1 -67875,83 -67875,83
H2O 4 -15996,65 -63986,61
Total -83872,48 -131862,44
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ ( 4 xCO )+( 9 x H 2 ) ]−[ (1 x nC4 H 10)+ (4 x H 2O ) ] ¿651350 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefis ien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 4 21135,42 84541,66
H2 9 20158,07 181422,67
Total 41293,49 265964,34
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC4 H 10bereaksi
¿ (−131862,44+651350+265964,34 ) kJkmol 27,01kmol / jam
¿21218870,58kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
iC5H12 + 5H2O ↔ 5CO + 11H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )iC5 H12
¿ ∫747,7
298
(−0,881+0,475 T−2,48 x10−4 T2+6,75 x10−8T 3−8,53 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [−0,881 (298−747,7 )+ 0,4752
(2982−747,72 )−2,48 x10−4
3(2983−747,73 )+ 6,75 x 10−8
4( 2984−747,74 )−8,53 x 10−12
5(2985−747,75 )]
¿−83667,37 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
iC5H12 1 -83667,37 -83667,37
H2O 5 -15996,65 -79983,26
Total -99664,02 -163650,63
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (5 xCO )+ (11 x H 2 ) ]−[ (1 x iC5 H 12 )+(5 x H 2O ) ] ¿810970 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 5 21135,42 105677,08
H2 11 20158,07 221738,82
Total 41293,49 327415,90
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol iC5 H 12bereaksi
¿ (−163650,63+810970+327415,90 ) kJkmol
x6,75 kmol / jam
¿6583083,50kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC5H12 + 5H2O ↔ 5CO +11H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )nC5 H 12
¿ ∫747,7
298
(26,671+0,323 T+4,28 x 10−5 T 2−1,66 x10−7T 3+5,60 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [26,671 (298−747,7 )+ 0,32352
(2982−747,72 )+ 4,28 x 10−5
3(2983−747,73 )−1,66 x10−7
4(2984−747,74 )+ 5,60 x 10−11
5(2985−747,75 ) ]
¿−83504,27 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC5H12 1 -83504,27 -83504,27
H2O 5 -15996,65 -79983,26
Total -99500,92 -163487,53
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (5 xCO )+ (11 x H 2 ) ]−[ (1 x nC 5 H 12 )+(5 x H 2 O ) ] ¿802940 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 5 21135,42 105677,08
H2 11 20158,07 221738,82
Total 41293,49 327415,90
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC5 H 12 bereaksi
¿ (−163487,53+802940+327415,90 ) kJkmol
x6,46 kmol / jam
¿6246041,69kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC6H14 + 6H2O ↔ 6CO +13H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )nC6 H 14
¿ ∫747,7
298
(25,924+0,419T−1,25 x 10−5T 2−1,59 x10−7T 3+5,88 x10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [25,924 (298−747,7 )+ 0,4192
(2982−747,72 )−1,25 x10−5
3(2983−747,73 )−1,59 x 10−7
4( 2984−747,74 )+ 5,88 x10−11
5(2985−747,75 )]
¿−99206,41 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC6H14 1 -99206,41 -99206,41
H2O 6 -15996,65 -95979,91
Total -115203,06 -195186,32
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (6 xCO )+(13 x H 2 ) ]−[ (1 xnC6 H 14 )+ (6 x H 2 O ) ] ¿954990 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO
¿ ∫298
982,9
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (982,9−298 )−6,58 x10−3
2(982,92−2982 )+ 2,01 x10−5
3(982,93−2983 )−1,22 x 10−8
4( 982,94−2984 )+ 2,26 x10−12
5(982,95−2985) ]
¿21135,42kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO 6 21135,42 126812,49
H2 13 20158,07 262054,97
Total 41293,49 388867,47
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC5 H12 bereaksi
¿ (−195186,32+954990+388867,47 ) kJkmol
x0,88 kmol / jam
¿1011886,52kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Panas reaktan
∫747,7
298
(CpdT )CO
¿ ∫747,7
298
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (298−747,7 )−6,58 x10−3
2(2982−747,72)+ 2,01 x10−5
3(2983−747,73)−1,22 x10−8
4(2984−747,74 )+ 2,26 x10−12
5(2985−747,75 )]
¿−13544,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫747,7
298
Cp dT ( kJkmol
)
CO 1 -13544,67 -13544,67
H2O 1 -15996,65 -15996,65
Total -29541,33 -29541,33
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298r eaktan
¿ [ (1 x CO2 )+(1 x H 2 ) ]− [ (1 xCO )+(1 x H 2O ) ] ¿−41200 kJ /kmol
Panas produk
∫298
982,9
(CpdT )CO2
¿ ∫298
982,9
(27,437+4,23 x10−2 T−1,96 x10−5 T 2+4,00 x 10−9T 3−2,99 x10−13T 4 ) dT
¿¿
¿ [27,437 (982,9−298 )+ 4,23 x10−2
2(982,92−2982)−1,96 x 10−5
3( 982,93−2983 )+ 4,00 x 10−9
4( 982,94−2984 )−2,99 x10−13
5(982,95−2985 )]
¿32205,74 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
)
CO2 1 32205,74 32205,74
H2 1 20158,07 20158,07
Total 52363,82 52363,82
Panas reaksi (Qr)
Qr=( ∆ H r+∆ H 298+∆ H p ) xmol CO bereaksi
¿ (−29541,33−41200+52363,82 ) kJkmol
x1613,25 kmol / jam
¿-29647471,81kJ / jam
Panas masuk reaktor (Qin)
∫298
747,7
(CpdT )CH4
¿ ∫298
747,7
(34,942−0,03996T +1,9184 x 10−4 T2−1,530 x 10−7 T3+3,9321 x 10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (747,7−298 )− 0,039962
(747,72−2982 )+ 1,9184 x 10−4
3(747,73−2983 )−1,530 x10−7
4(747,74−2984 )+3,9321 x10−11
5(747,75−2985 )]
¿21520,20 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponenn
(kmol/jam)∫298
747,7
Cp dT ( kJkmol
) Q=n x ∫298
747,7
Cp dT ( kJjam
)
H2 102,48 13157,99 1348434,33
N2 42,28 13361,54 564980,99
CH4 2489,48 21520,20 53574055,69
Ar 2,94 9347,46 27447,87
CO 0,00 13544,67 0,00
CO2 1,17 20026,15 23521,90
C2H6 160,33 35534,63 5697171,65
C3H8 83,69 51021,32 4269838,34
iC4H10 27,31 68082,49 1859230,42
nC4H10 27,01 67875,83 1833655,91
iC5H12 6,75 83667,37 565065,48
nC5H12 6,46 83504,27 539443,80
nC6H14 0,88 99206,41 87392,84
H2O 8684,61 15996,65 138924743,91
Total 209314983,13
Panas keluar reaktor (Qout)
∫298
982,9
(CpdT )CH4
¿ ∫298
982,9
(34,942−0,03996T +1,9184 x10−4 T2−1,530 x 10−7 T3+3,9321 x10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (982,9−298 )−0,039962
( 982,92−2982 )+ 1,9184 x10−4
3( 982,93−2983 )−1,530 x10−7
4(982,94−2984 )+ 3,9321 x10−11
5( 982,95−2985 )]
¿37225,18 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponenn
(kmol/jam)∫298
982,9
Cp dT ( kJkmol
) Q=n x ∫298
982,9
Cp dT ( kJjam
)
H2 8337,54 20158,07 168068813,02
N2 42,28 20694,09 875031,48
CH4 959,93 37225,18 35733446,86
Ar 2,84 14236,33 40431,18
CO 0,00 21135,42 16415199,86
CO2 776,67 32205,74 51993663,56
C2H6 1614,42 62246,97 0,00
C3H8 0,00 89278,98 0,00
iC4H10 0,00 118077,23 0,00
nC4H10 0,00 117553,01 0,00
iC5H12 0,00 145500,64 0,00
nC5H12 0,00 144988,68 0,00
nC6H14 0,00 171756,35 0,00
H2O 4681,45 25301,98 118449989,14
Total 391576575,10
Panas yang dipertukarkan (Qp)
Qin+Qr=Qp+Qout
Qp=Qin+Qr−Qout
Qp=¿528117001,75−391576575,10 ¿kJ / jam
Qp=¿345855409,77 kJ / jam
c. Neraca Panas Aktual (26 Februari 2020)
Suhu masuk reaktor = 476,20C = 749,2 K
Suhu referensi = 250C = 298 K
Suhu keluar reaktor = 711,30C = 984,3 K
Dimana:
ΔHr = panas yang dibawa reaktan
ΔH298 = panas pembentukan standar
ΔHp = panas yang dihasilkan produk
Cp=A+BT +CT 2+ DT 3+ ET 4
Reaksi yang terjadi:
T = 711,30C
ΔHp
T = 250C ΔH298
T = 476,20C
ΔHr
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )CH 4
¿ ∫749,2
298
(34,942−0,03996 T +1,9184 x10−4 T2−1,530 x10−7T 3+3,9321 x10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (298−749,2 )−0,039962
(2982−749,22 )+ 1,9184 x10−4
3(2983−749,23 )−1,530 x10−7
4(2984−749,24 )+ 3,9321 x 10−11
5(2985−749,25 )]
¿−21611,22kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
CH4 1 -21611,22 -21611,22
H2O 1 -16053,76 -16053,76
Total -37664,97 -37664,97
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (1 xCO )+(3 x H2 )]−[ ( 1 x CH4 )+(1 x H2O ) ]
¿206150 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 1 21181,67 21181,67
H2 3 20200,20 60600,60
Total 41381,87 81782,28
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol CH 4 bereaksi
¿ (−37664,97+206150+81782,28 ) kJkmol
x1632,63 kmol / jam
¿408595079,66 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
C2H6 + 2H2O ↔ 2CO + 5H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )C2 H 6
¿ ∫749,2
298
(28,146+4,34 x10−2 T+1,89 x 10−4 T 2−1,91x 10−7 T3+5,33 x10−11 T4 ) dT
¿¿
¿ [28,146 (298−749,2 )+ 4,34 x10−2
2(2982−749,22 )+ 1,89 x 10−4
3(2983−749,23 )−1,91 x10−7
4(2984−749,24 )+ 5,33 x10−11
5(2985−749,25 ) ]
¿−35689,93 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koef isien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
C2H6 1 -35689,93 -35689,93
H2O 2 -16053,76 -32107,52
Total -51743,69 -67797,44
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (2 xCO )+( 5 x H 2 ) ]−[ (1 x C2 H 6 )+(2 x H 2O ) ]
¿347280 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 2 21181,67 42363,34
H2 5 20200,20 101001,01
Total 41381,87 143364,35
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol C2 H 6 bereaksi
¿ (−67797,44+347280+143364,35 ) kJkmol
x162,02 kmol / jam
¿68508091,18 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
C3H8 + 3H2O ↔ 3CO + 7H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )C3 H 8
¿ ∫749,2
298
(28,277+0,116 T+1,9597 x10−4 T2−2,327 x 10−7 T 3+6,8669 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [28,277 (298−749,2 )+ 0,1162
(2982−749,22 )+ 1,9597 x10−4
3( 2983−749,23 )−2,327 x10−7
4(2984−749,24 )+ 6,8669 x10−11
5(2985−749,25 )]
¿−51244,62 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
C3H8 1 -51244,62 -51244,62
H2O 3 -16053,76 -48161,27
Total -67298,37 -99405,89
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (3 xCO )+ (7 x H 2 ) ]−[ (1 x C3 H 8 )+(3 x H 2O ) ] ¿497750 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koef isien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 3 21181,67 63545,01
H2 7 20200,20 141401,41
Total 41381,87 204946,42
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol C3 H 8 bereaksi
¿ (−99405,89+497750+204946,42 ) kJkmol
x41,75 kmol / jam
¿25186310,58kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
iC4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )iC 4 H 10
¿ ∫749,2
298
(6,772+0,341T−1,03x 10−4 T 2−3,66 x 10−8T 3+2,04 x10−11T 4 ) d T
¿¿
¿ [6,772 (298−749,2 )+ 0,3412
(2982−749,22)−1,03 x 10−4
3(2983−749,23 )−3,66 x 10−8
4(2984−749,24 )+ 2,04 x10−11
5(2985−749,25 )]
¿−68376,27 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
iC4H10 1 -68376,27 -68376,27
H2O 4 -16053,76 -64215,03
Total -84430,03 -132591,30
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ ( 4 xCO )+( 9 x H 2 ) ]−[ (1 x iC4 H 10 )+(4 x H 2O ) ] ¿659720 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 4 21181,67 84726,69
H2 9 20200,20 181801,81
Total 41381,87 266528,50
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol iC4 H 10 bereaksi
¿ (−132591,30+659720+266528,50 ) kJkmol
x7,46kmol / jam
¿5924583,41 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC4H10 + 4H2O ↔ 4CO + 9H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )nC4 H 10
¿ ∫749,2
298
(20,056+0,282 T−1,31 x 10−5 T2−9,46 x10−8T 3+3,41 x10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [20,056 (298−749,2 )+ 0,2822
( 2982−749,22 )−1,31 x 10−5
3(2983−749,23 )−9,46 x10−8
4(2984−749,24 )+3,41 x10−11
5(2985−749,25 )]
¿−68167,54 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC4H10 1 -68167,54 -68167,54
H2O 4 -16053,76 -64215,03
Total -84221,30 -132382,57
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ ( 4 xCO )+( 9 x H 2 ) ]−[ (1 x nC4 H 10)+ (4 x H 2O ) ] ¿651350 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 4 21181,67 84726,69
H2 9 20200,20 181801,81
Total 41381,87 266528,50
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC 4 H10bereaksi
¿ (−132382,57+651350+266528,50 ) kJkmol
x9,40kmol / jam
¿7383868,45kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
iC5H12 + 5H2O ↔ 5CO + 11H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )iC 5 H 12
¿ ∫749,2
298
(−0,881+0,475 T−2,48 x10−4 T2+6,75 x10−8T 3−8,53 x10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [−0,881 (298−749,2 )+ 0,4752
(2982−749,22 )−2,48 x10−4
3(2983−749,23 )+ 6,75 x 10−8
4(2984−749,24 )−8,53 x10−12
5( 2985−749,25 )]
¿−84029,37 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
iC5H12 1 -84029,37 -84029,37
H2O 5 -16053,76 -80268,79
Total -100083,13 -164298,16
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (5 xCO )+ (11 x H2 ) ]−[ (1 x iC5 H 12 )+(5 x H 2O ) ] ¿810970 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 5 21181,67 105908,36
H2 11 20200,20 222202,21
Total 41381,87 328110,57
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol iC5 H12bereaksi
¿ (−164298,16+810970+328110,57 ) kJkmol
x3,59 kmol / jam
¿3503580,75kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC5H12 + 5H2O ↔ 5CO +11H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )nC5 H12
¿ ∫749,2
298
(26,671+0,323 T+4,28 x 10−5 T2−1,66x 10−7 T 3+5,60 x10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [26,671 (298−749,2 )+ 0,32352
(2982−749,22 )+ 4,28 x 10−5
3( 2983−749,23 )−1,66 x10−7
4(2984−749,24 )+ 5,60 x10−11
5(2985−749,25 )]
¿−83864,88 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC5H12 1 -83864,88 -83864,88
H2O 5 -16053,76 -80268,79
Total -99918,64 -164133,67
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (5 xCO )+ (11 x H 2 ) ]−[ (1 x nC 5 H 12 )+(5 x H 2 O ) ] ¿802940 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 5 21181,67 105908,36
H2 11 20200,20 222202,21
Total 41381,87 328110,57
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC5 H12 bereaksi
¿ (−164133,67+802940+328110,57 ) kJkmol
x2,49kmol / jam
¿2405984,11 kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
nC6H14 + 6H2O ↔ 6CO +13H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )nC6 H 14
¿ ∫749,2
298
(25,924+0,419T−1,25 x 10−5T 2−1,59 x10−7T 3+5,88 x 10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [25,924 (298−749,2 )+ 0,4192
(2982−749,22 )−1,25 x10−5
3(2983−749,23 )−1,59 x 10−7
4(2984−749,24 )+5,88 x10−11
5( 2985−749,25 )]
¿−99633,08 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
nC6H14 1 -99633,08 -99633,08
H2O 6 -16053,76 -96322,55
Total -115686,84 -195955,62
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (6 xCO )+(13 x H 2 ) ]−[ (1 xnC6 H 14 )+ (6 x H 2 O ) ] ¿954990 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO
¿ ∫298
984,3
(29,556−6,58 x10−3 T+2,01 x 10−5T 2−1,22 x10−8T 3+2,26 x 10−12 T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (984,3−298 )−6,58 x10−3
2(984,32−2982 )+ 2,01 x10−5
3(984,33−2983 )−1,22 x 10−8
4( 984,34−2984 )+ 2,26 x10−12
5(984,35−2985) ]
¿21181,67 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO 6 21181,67 127090,03
H2 13 20200,20 262602,62
Total 41381,87 389692,65
Panas reaksi (Qr)
Qr=(∆ H r+∆ H 298+∆ H p)x mol nC 6 H 14bereaks i
¿ (−195955,62+954990+389692,65 ) kJkmol
x6,08kmol / jam
¿6987158,79kJ / jam
Reaksi yang terjadi:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
Panas reaktan
∫749,2
298
(Cp dT )CO
¿ ∫749,2
298
(29,556−6,58 x 10−3 T+2,01 x10−5T 2−1,22 x10−8 T 3+2,26 x 10−12T 4 ) dT
¿¿
¿ [29,556 (298−749,2 )−6,58 x 10−3
2(2982−749,22 )+2,01 x10−5
3(2983−749,23 )−1,22 x10−8
4(2984−749,24 )+ 2,26 x10−12
5(2985−749,25 )]
¿−13591,91 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫749,2
298
Cp dT ( kJkmol
)
CO 1 -13591,91 -13591,91
H2O 1 -16053,76 -16053,76
Total -29645,67 -29645,67
Panas pembentukan standar
∆ H298=Σ ΔHf 298 produk−Σ ΔHf 298reaktan
¿ [ (1 xCO2 )+(1 x H2 ) ]− [ (1xCO )+(1 x H 2O ) ] ¿−41200 kJ /kmol
Panas produk
∫298
984,3
(CpdT )CO2
¿ ∫298
984,3
(27,437+4,23 x10−2 T−1,96 x10−5 T 2+4,00 x10−9T 3−2,99 x10−13T 4 ) dT
¿¿
¿ [27,437 (984,3−298 )+ 4,23 x10−2
2(984,32−2982)−1,96 x 10−5
3( 984,33−2983 )+ 4,00 x 10−9
4( 984,34−2984 )−2,99 x10−13
5(984,35−2985 )]
¿32280,87 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponen Koefisien ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) koefisien x ∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
)
CO2 1 32280,87 32280,87
H2 1 20200,20 20200,20
Total 52481,07 52481,07
Panas reaksi (Qr)
Qr=( ∆ H r+∆ H 298+∆ H p ) xmol CO bereaksi
¿ (−29645,67−41200+52481,07 ) kJkmol
x1315,17 kmol / jam
¿-24152504,68 kJ / jam
Panas masuk reaktor (Qin)
∫298
749,2
(Cp dT )CH 4
¿ ∫298
749,2
(34,942−0,03996 T +1,9184 x 10−4 T2−1,530 x10−7T 3+3,9321 x10−11 T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (749,2−298 )−0,039962
(749,22−2982 )+ 1,9184 x10−4
3(749,23−2983 )− 1,530 x10−7
4(749,24−2984 )+ 3,9321 x 10−11
5(749,25−2985 )]
¿21611,22kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponenn
(kmol/jam)∫298
749,2
Cp dT ( kJkmol
) Q=n x ∫298
749,2
Cp dT ( kJjam
)
H2 104,79 13202,28 1383404,31
N2 69,67 13407,46 934131,49
CH4 2366,65 21611,22 51146284,58
Ar 1,11 9378,64 10371,97
CO 0,00 13591,91 0,00
CO2 2,49 20100,75 50016,81
C2H6 162,02 35689,93 5782350,31
C3H8 41,75 51244,62 2139371,85
iC4H10 7,46 68376,27 510423,04
nC4H10 9,40 68167,54 640792,80
iC5H12 3,59 84029,37 302019,91
nC5H12 2,49 83864,88 208681,41
nC6H14 6,08 99633,08 606020,51
H2O 7856,29 16053,76 126123046,53
Total 189836915,50
Panas keluar reaktor (Qout)
∫298
984,3
(CpdT )CH4
¿ ∫298
984,3
(34,942−0,03996T +1,9184 x10−4 T2−1,530 x 10−7 T3+3,9321 x10−11T 4 ) dT
¿¿
¿ [34,942 (984,3−298 )−0,039962
( 984,32−2982 )+ 1,9184 x10−4
3( 984,33−2983 )−1,530 x10−7
4(984,34−2984 )+ 3,9321 x10−11
5( 984,35−2985 )]
¿37326,57 kJ /kmol
Analog dengan cara diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Komponenn
(kmol/jam)∫298
984,3
Cp dT ( kJkmol
) Q=n x ∫298
984,3
Cp dT ( kJjam
)
H2 7717,94 20200,20 155903990,09
N2 69,67 20738,54 1444906,62
CH4 734,02 37326,57 27398441,88
Ar 2,54 14265,43 36191,40
CO 901,11 21181,67 19087094,73
CO2 1317,66 32280,87 42535050,85
C2H6 0,00 62418,51 0,00
C3H8 0,00 89523,71 0,00
iC4H10 0,00 118395,76 0,00
nC4H10 0,00 117869,72 0,00
iC5H12 0,00 145896,37 0,00
nC5H12 0,00 145380,89 0,00
nC6H14 0,00 172218,07 0,00
H2O 4324,85 25359,50 109675950,78
Total 356081626,36
Panas yang dipertukarkan (Qp)
Qin+Qr=Qp+Qout
Qp=Qin+Qr−Qout
Qp=¿189836915,50 +¿504342152,25−¿356081626,36¿kJ / jam
Qp=¿338097441,39kJ / jam