Transcript Comp. Chem_04

14/15 Semester 5
Computational Method in
Chemical Engineering
(TKK-2109)
Instructor: Rama Oktavian
Email: [email protected]
Office Hr.: M.13-15, T. 13-15, W. 13-15, F. 13-15
HYSYS for process simulation
Flash Separation (kompresor, cooler)
Kita punya aliran yang terdiri dari 15% ethane, 20%
propane, 60% i-butane dan 5% n-butane pada 50°F,
tekanan atmosfer, dan flow rate sebesar 100 lbmole/hr.
Aliran ini dikompresi menjadi 50 psia, dan kemudian
didinginkan 32°F. vapor dan liquid yang dihasilkan
dipisahkan menjdai 2 aliran produk. Berapa flow rate dan
komposisi kedua aliran produk tersebut?
HYSYS for process simulation
Flash Separation (kompresor, cooler)
Simulasi proses
 Start HYSYS dengan NEW CASE
 Pilih Komponent Components Tab, add component pada CASE
 Jika komponen tidak ada pada library, pilih Hypothetical


button dan HYSYS akan memprediksi property component
tersebut secara thermodynamic berdasarkan input yang
saudara inputkan
Fluid Package = Property Package+Component List
Pemilihan property package sesuai dengan komponen
Thermodynamic models
Selesai memilih Fluid Package perhatikan
apakah parameternya tersedia!
Procedure
 Buat 1 Stream,
 kemudian klik Stream
 Isikan kolom-kolom pada stream
tersebut dengan memperhatikan
degree of freedom dari sistim.
Klik Stream
15% ethane, 20% propane, 60% ibutane dan 5% n-butane
50°F, tekanan atmosfer, dan flow rate
sebesar 100 lbmole/hr
Procedure
 Pasang compressor, cooler, and separator pada PFD
 Double click compressor, Masuk sebagai aliran Inlet,
terkompresi aliran outlet dan Energi sebagai energy
 Double click cooler, Masuk sebagai aliran Inlet,
terkompresi aliran outlet dan Energi sebagai energy
 Isi pada Inlet dengan terkompresi, Outlet dengan
dingin, dan energy dengan Energi pendingin
 Double click flash separator, Isi Inlet dingin, Vapor
dengan atas, dan Liquid dengan bawah
 Klik worksheet, isi kondisi tiap aliran
HYSYS for process simulation
Proses yang melibatkan reaksi
Toluene diproduksi dari n-heptane dengan dehidrogenasi pada
katalis Cr2O3:
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 → C6H5CH3 + 4H2
Proses produksi toluene dimulai dengan memanaskan n-heptane
dengan rate 100 lbmol/jam dari 65 sampai 800F dalam sebuah
heater. Setelah itu diumpankan ke reaktor berkatalisa yang
beroperasi secara isothermal dan mengkonversi 15% n-heptane
menjadi toluene. Hasilnya didinginkan menjadi 65F dan
diumpankan ke sebuah separator (flash). Anggap bahwa semua
unit dioperasikan pada tekanan atmosfir.
HYSYS for process simulation
• Fluid Package: Peng-Robinson EoS
• Pressure drop pada heater/cooler = 0
• Reaktor: Conversion (General Reactor)
Memasukkan reaksi:
• Klik Flowsheet/Reaction Package. Klik Add Rxn dan pilih Conversion.
Tambahkan 3 komponen (n-heptane, toluene & hydrogen) dan Stoich Coef
(-1, 1, 4). Klik halaman Basis, dan ketik 15 untuk Co (konversi).
• Pada halaman Reaction Package, klik Add Set.
• Klik reaktor dua kali dan pilih Global Rxn Set sebagai Reaction Set.
HYSYS for process simulation
HYSYS for process simulation
Periksa apakah masih memungkinkan untuk
menurunkan beban panas (utilitas) dengan
melakukan modifikasi pada proses diatas? Kalau
masih memungkinkan, lakukan modifikasi dan
cari jumlah panas yang bisa dihemat?
HYSYS for process simulation
Flowsheet yang telah dimodifikasi
Suhu aliran PRE-HEAT = 600F
HYSYS for process simulation
Temperatur aliran PRE-HEAT dapat diubah untuk melihat pengaruhnya terhadap HDUTY dan UA. Menaikkan temperatur PRE-HEAT dapat mengurangi H-DUTY, tetapi
akan menaikkan UA, yang berarti diperlukan heat exchanger dengan A lebih besar.
Jelas sekali, akan ada batas atas temperatur PRE-HEAT, tidak peduli sebaik apapun heat
exchangernya. Pengaruh ini dapat dilihat dengan merubah temperatur dan merekam
perubahan harganya. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi Databook
(dibawah Tools pull down menu). Prosesnya dapat digambarkan sebagai berikut:
a. Buka Tools/Databook. Klik tombol Insert dan pilih PRE-HEAT sebagai
object, Temperature sebagai Variable dan klik tombol Add. Lakukan hal
yang sama untuk H-DUTY sebagai object, Heat Flow sebagai Variable dan
PRE-HEATER sebagai object, UA sebagai Variable. Tutup window.
b. Pergi ke halaman Case Studies dan klik Add. Cawang Ind (Independent
variable) untuk PRE-HEAT dan cawang Dep (Dependent variable) untuk HDUTY dan PRE-HEATER. Klik View. Ketik 75 untuk Low Bound, 600 untuk
High Bound, dan 15 untuk Step Size.
c. Klik Start. Setelah beberapa detik, klik Results.
HYSYS for process simulation
Perhatian :
Jika batas atas suhu pre-heat 700oF maka pada state tertentu akan didapat UA negatif
(pada 640oF). dan HE berwarna kuning (tidak realistis).