Lampiran Nm.docx

LAMPIRAN NERACA MASSA PRARANCANGAN PABRIK EPICHLOROHYDRIN DARI DICHLOROHYDRIN DAN SODIUM HIDROKSIDA KAPASITAS 3.000 TON/TAHUN

Kapasitas Produk

= 3000 Ton/Tahun

Waktu Produksi (Hari)

= 330 Hari

Waktu Produksi (Jam)

= 24 Jam

Maka, kapasitas produk

= 3000 Tahun x 330 Hari x 24 Jam x 1000 Ton

Ton

Tahun

Hari

Kg

= 378,79 Kg/Tahun No. Komponen 1. H2O 2. C3H5ClO 3. C3H5Cl3 4. C3H6Cl2O 5. NaOH 6. NaCl Reaksi yang terjadi

Nama Komponen Air Epiklorohidrin Trikloropropan Diklorohidrin Sodium Hidroksida Sodium Klorida

Berat Molekul 18 92,5 147,5 129 40 58,5

C3H6Cl2O + NaOH  C3H5ClO + NaCl + H2O

Titik Didih 100 117 156 174,3 1390 1465

NM REAKTOR Kapasitas

= 378,79 Kg/Jam

Spesifikasi Kemurnian Produk

= 99,95% (Epiklorohidrin)

Produksi Epiklorohidrin Murni

= Kapasitas x Spesifikasi Kemurnian Produk = 378,79 Kg/Jam x 99,95% = 378,598 Kg/Jam = 4,093 Kmol/Jam

Kondisi Operasi

= 333 K / 59,85 C Dan 1 Atm

Umpan NaOH Basis

= 100 Kg/Jam = 2,5 Kmol/Jam

Kemurnian Larutan NaOH

= 48% = 48 Kg/Jam

Impuritis H2O

= 52% = 52 Kg/Jam

Konversi NaOH (Jurnal)

= 93,50%

Perbandingan Reaktan (Jurnal)

= C3H6Cl2O : NaOH =5:1

Reaksi : 1. Mula NaOH : Umpan NaOH basis : 2,5 Kmol/Jam 2. Mula C3H6Cl2O : Umpan NaOH basis x Perbandingan reaktan : 12,5 Kmol/Jam 3. Reaksi NaOH : Mula NaOH x Konversi NaOH : 2,3375 Kmol/Jam 4. Reaksi C3H6Cl2O : Reaksi C3H5ClO : Reaksi NaCl : Reaksi H2O : Stoikiometris dengan Reaksi NaOH : 2,3375 Kmol/Jam

Mula Reaksi Sisa

C3H6Cl2O + 12,5 2,3375 10,163

NaOH 2,5 2,3375 0,163

 C3H5ClO 2,3375 2,3375

+

NaCl 2,3375 2,3375

Arus Masuk Reaktor : 

Arus 1 (Fresh Feed NaOH) : H2O (1)

Kemurnian H O

2 = Kemurnian NaOH x Massa NaOH (1)

+

H2O 2,3375 2,3375

52%

= 48% x 100 Kg/Jam = 108,333 Kg/Jam = 6,01852 Kmol/Jam NaOH (1)

= Mula NaOH = 2,5 Kmol/Jam x 40 Kg/Kmol = 100 Kg/Jam

Total arus 1 

= 208,333 Kg/Jam

Arus 11 (Mixing Point Arus 2 dan Arus 10) H2O (11)

= H2O (2) Kg/Jam

Trikloro (11) = Trikloro (10) Kg/Jam Dikloro (11) = Dikloro (2) + Dikloro (10) Kg/Jam = Mula Dikloro = 12 Kmol/Jam x 129 Kg/Kmol = 1612,5 Kg/Jam Total arus 11 = H2O (11) + Trikloro (11) + Diklro (11) Kg/Jam 

Arus 2 (Fresh Feed Diklorohidrin) : Kemurnian Diklorohidrin dari pabrik 99% H2O (2)

Kemurnian H O

2 = Kemurnian Diklorohidrin x Massa Dikloro (2)

1%

= 99 % x Dikloro (2) Kg/Jam Dikloro (2)

Perbandingan Diklorohidrin

=(

Perbandingan H2 O 5

= (1 x 2,5 Total arus 2 

Kmol Jam

x Mula NaOH) − Dikloro (10)

) − Dikloro (10) Kmol/Jam

= H2O (2) + Dikloro (2)

Arus 10 (Hasil Bawah MD2) Ambil nilai Arus 10 yang dihitung di MD 2

Arus Keluar Reaktor : 

Arus 3 H2O (3)

= H2O (1) + H2O (2) + H2O Sisa Kmol/Jam = 6,0185 Kmol/Jam + H2O (2) + 2,3375 Kmol/Jam

= 8,3560 Kmol/Jam + H2O (2) Epikloro (3)

= Sisa Epikloro = 2,3375 Kmol/Jam = 2,3375 Kmol/Jam x 92,5 Kg/Kmol = 216,219 Kg/Jam

Trikloro (3)

= Trikloro (10)

Dikloro (3)

= Sisa Dikloro = 10,163 Kmol/Jam = 10,163 Kmol/Jam x 129 Kg/Kmol = 1310,96 Kg/Jam

NaOH (3)

= Sisa NaOH = 0,163 Kmol/Jam = 0,163 Kmol/Jam x 40 Kg/Kmol = 6,5 Kg/Jam

NaCl (3)

= Sisa NaCl = 2,3375 Kmol/Jam = 2,3375 Kmol/Jam x 58,5 Kg/Kmol = 136,744 Kg/Jam

NM EKSTRAKTOR Kondisi Operasi

= 293,15 K / 20 C Dan 1 Atm

Kelarutan Epiklorohidrin (Jurnal)

= 1,18 Kg/Kg Trikloropropan

Kelarutan Epiklorohidrin

= 0,06 Kg/Kg H2O

Kelarutan Trikloropropan

= 0,0018 Kg/Kg H2O

Kelarutan Diklorohidrin

= 0,11 Kg/Kg H2O

Arus Masuk Ekstraktor : 

Arus 3 (Keluar Reaktor)



Arus 4 (Fresh Feed Trikloropropan) : Trikloro (4)

= Trikloro (9) – Trikloro (8) Kg/Jam = 156,943 Kg/Jam – Trikloro (8) Kg/Jam

H2O (4)

Kemurnian H O

2 = Kemurnian Trikloro x Trikloro (4) Kg/Jam

1%

= 99 % x Trikloro (4) Kg/Jam 

Arus 8 (Keluar MD 2) : Ambil nilai Arus 8 yang dihitung di MD 2



Arus 9 (Mixing Point Arus 4 dan Arus 8) : H2O (9)

= H2O (4) Kg/Jam

Epikloro (9)

= Epikloro (8) Kg/Jam

Trikloro (9)

= (Kelarutan Epikloro Terhadap Trikloro) − Dikloro (3)

Epikloro (5)

=

205,7566 Kg/Jam Kg TCP Kg

1,18

− 1310,963 Kg/Jam

= 156,943 Kg/Jam : 147,5 Kg/Kmol = 1,06332 Kmol/Jam Dikloro (9)

= Dikloro (8) Kg/Jam

Arus Keluar Ekstraktor : 

Arus 5 : Arus 5 merupakan bahan yang akan diproses lebih lanjut menuju tahap pemurnian berisi ekstrak dari hasil ekstraki berupa Epiklorohidrin, Trikloropropan, dan Diklorohidrin. Arus 5 menggunakan kelarutan Epiklorohidrin terhadap Trikloropropan Dengan data kelarutan di atas, maka dapat dihitung persentasenya. Kelarutan TCP terhadap H2O sangat kecil sehingga dianggap tidak ada. Melalui perhitungan diatas diambil asumsi Epiklorohidrin yang masuk ke Arus 5 95% massa dan Epiklorohidrin yang masuk ke Arus 12 5% massa. Arus 5 Arus 12 EPI 5 EPI 12 = : TCP H2 O =

= 1,18 ∶ 0,06

= 20 ∶ 1 = 95% ∶ 5% Epikloro (5)

= Asumsi %Massa Epikloro ke Arus 5 x Epikloro (3) = 95% x 216,219 Kg/Jam = 205,4078 Kg/Jam : 92,5 Kg/Kmol = 2,2206 Kmol/Jam

Trikloro (5)

= Trikloro (3) + Trikloro (9) Kg/Jam

Dikloro (5)

= Dikloro (3) + Dikloro (9) – Dikloro (12) Kg/Jam = 1310,96 Kg/Jam + Dikloro (9) – Dikloro (12)



Arus 12 : Arus 12 merupakan bahan yang akan dibuang yang berisi rafinat dari hasil ektraksi berupa H2O, Epiklorohidrin, Diklorohidrin, NaOH, dan NaCl. Epiklorohidrin terhdapan H2O. H2O (12)

= H2O (3)+H2O (9) Kg/Jam

Epikloro (12) = Epikloro (3)+Epikloro (9) - Epikloro (5) = 216,2188 Kg/Jam + Epikloro (9) – 205,7566 Kg/Jam = 10,4622 Kg/Jam + Epikloro (9) Dikloro (12) = Perbandingan Dikloro Terhadap Epikloro di Arus 12 = 1,8333 x Epikloro (12) Kg/Jam NaOH (12)

= NaOH (3) Kg/Jam = 6,5 Kg/Jam : 40 Kg/Kmol = 0,1625 Kmol/Jam

NaCl (12)

= NaCl (3) Kg/Jam = 136,744 Kg/Jam : 58,5 Kg/Kmol = 2,3375 Kmol/Jam

NM MENARA DISTILASI 1 Kondisi Operasi

= K / C Dan Atm

Spesifikasi Kemurnian

= Epikloro Hasil Atas, Arus 6 99,95% Trikloro Hasil Bawah, Arus 7 99,95%

Arus Masuk Menara Distilasi 1 : 

Arus 5 (Keluar Ekstraktor)

Arus Keluar Menara Distilasi 1 : 

Arus 6 (Hasil Atas MD 1) : Epikloro (6)

= Kemurnian Epikloro Hasil Atas x Epikloro (5) = 99,95% x 205,7566 Kg/Jam = 205,654 Kg/Jam : 92,5 Kg/Kmol = 2,22328 Kmol/Jam

Trikloro (6)

= =

(1−Kemurnian Epikloro Hasil Atas) Kemurnian Epikloro Hasil Atas (1−99,95%) 99,95%

x Epikloro (6)

x 205,654 Kg/Jam

= 0,10288 Kg/Jam : 147,5 Kg/Kmol = 0,0007 Kmol/Jam 

Arus 7 (Hasil Bawah MD 1) : Epikloro (7)

= Epikloro (5) – Epikloro (6) = 205,7566 – 205,654 Kg/Jam = 0,102878 Kg/Jam : 92,5 Kg/Kmol = 0,00111 Kmol/Jam

Trikloro (7)

= Trikloro (5) – Trikloro (6) = Trikloro (5) – 0,10288 Kg/Jam

Dikloro (7)

= Dikloro (5)

NM MENARA DISTILASI 2 Kondisi Operasi

= K / C Dan Atm

Spesifikasi Kemurnian

= Epikloro Hasil Atas, Arus 6 99,00% Trikloro Hasil Bawah, Arus 7 99,00%

Arus Masuk Menara Distilasi 2 : 

Arus 7 (Keluar Ekstraktor)

Arus Keluar Menara Distilasi 2 : 

Arus 8 (Hasil Atas MD 2) : Epikloro (8)

= Epikloro (7) Kg/Jam = 0,102878 Kg/Jam : 92,5 Kg/Kmol = 0,00111 Kmol/Jam

Trikloro (8)

= Asumsi % Massa Trikloro ke Arus 8 = 90% x Trikloro (7) Kg/Jam

Dikloro (8)

= Asumsi % Massa Dikloro ke Arus 8 = 10% x Dikloro (7) Kg/Jam



Arus 10 (Hasil Bawah MD 2) : Epikloro (10) = Epikloro (7) – Epikloro (8) Kg/Jam Trikloro (10) = Trikloro (7) – Trikloro (8) Kg/Jam Dikloro (10) = Dikloro (7) – Dikloro (8) Kg/Jam Total arus 10 = Epikloro (10) - Trikloro (10) + Dikloro (10)