Tugas 2 TRK

Kelompok 6

Lely KhojayantiMartinus Zakki Rosmi Mubarok (1306359553)Departemen Teknik KimiaFakultas TeknikUniversitas Indonesia

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN31.1.Reaktor Non ideal31.2.RTD (Residence Time Distribution)31.3.Menghitung RTD3BAB II PEMBAHASAN42.1. Problem P.13-242.2. Problem P.13-4132.3. Problem P.13-518BAB III KESIMPULAN26DAFTAR PUSTAKA27

BAB IPENDAHULUAN1.1. Reaktor Non idealDalam teknik kimia, Reaktor kimia adalah suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan efisiensi kinerja reaktor, sehingga didapatkan hasil produk dibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun operasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk besarnya energi yang akan diberikan atau diambil, harga bahan baku, upah operator, dll. Perubahan energi dalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu pemanasan atau pendinginan, penambahan atau pengurangan tekanan, gaya gesekan (pengaduk dan cairan), dll. Dalam hal ini ada beberapa factor yang menyebabkan reactor menjadi tidak ideal bias karena pola aliran, maupun factor-faktor lainnya.1.2. RTD (Residence Time Distribution)Residence time adalah lamanya waktu elemen kimia tinggal dalam suatu kolom lautan atau waktu dimana zat tertentu, tetap berada dalam kompartemen tertentu dari siklus. Residence time merupakan suatu konsep yang berguna secara luas untuk mengungkapkan seberapa cepat sesuatu yang bergerak, melalui suatu sistem dalam kesetimbangan. Distribusi pada waktu tinggal (RTD) dari reaktor kimia adalah fungsi distribusi probabilitas yang menggambarkan jumlah waktu sebuah fluida elemen bisa menghabiskan waktu di dalam reaktor. Insinyur kimia menggunakan RTD untuk ciri pencampuran dan mengalir di dalam reaktor dan untuk membandingkan perilaku nyata reaktor model ideal mereka. Hal ini bermanfaat, tidak hanya untuk mengatasi masalah reaktor yang sudah ada, tetapi dalam memperkirakan hasil dari suatu reaksi dan merancang reaktor masa depan. Konsep ini pertama kali diusulkan oleh MacMullin dan Weber pada tahun 1935, tapi tidak digunakan secara luas sampai PV Danckwerts menganalisis sejumlah RTDs penting di 1953. Teori distribusi waktu tinggal dimulai dengan tiga asumsi, yaitu : 1. Reaktor berada pada keadaan tunak 2. Transport pada inlet dan outlet terjadi hanya oleh advection, dan 3. Fluida mampat. 4. Residence Time Distribution in CSTR'sDalam CSTRs, pola aliran plug tidak ideal atau dicampur aliran tetapi cenderung untuk melibatkan backmixing dan penyaluran cairan dan stagnasi keberadaan zona dalam reaktor. Dalam skala-up, adalah mungkin untuk menentukan kinerja reaktor dengan kuantifikasi "non-idealistis" dari aliran. Hal ini dilakukan dengan mengevaluasi fungsi distribusi umur keluar E, juga disebut sebagai distribusi waktu tinggal, atau RTD. Waktu tinggal distribusi yang ditentukan oleh waktu pemodelan transportasi tergantung dari spesies pelacak apung netral. Konsentrasi pelacak di reaktor keluar itu dipantau dari waktu ke waktu. The CFD hasilnya dapat benchmarked terhadap pabrik percontohan dan kemudian digunakan untuk model ditingkatkan, kapasitas produksi reaktor.

1.3. Menghitung RTDDistribusi Residence time diukur dengan memperkenalkan non-reaktif ke sistem pelacak pada inlet. Konsentrasi pelacak akan berubah sesuai dengan fungsi yang diketahui dan tanggapan ditemukan dengan mengukur konsentrasi pelacak di outlet. Pelacak yang dipilih tidak boleh mengubah karakteristik fisik dari fluida (setara kerapatan, sama viskositas) dan pengenalan pelacak tidak boleh mengubah kondisi hidrodinamik. Secara umum, perubahan dalam konsentrasi pelacak, entah akan menjadi sebuah pulsa atau langkah. Fungsi lain yang memungkinkan, tetapi mereka memerlukan lebih banyak perhitungan untuk deconvolute yang RTD kurva, E (t) yang akan dilakukan pada bab selanjutnya.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Problem P.13-2i) Example 13-9. Load the Living Example Problem. If the activation energies in cal/mol and E1 = 5.000, E2 = 1,000, and E3 = 9,000, how would the selectives and conversion of A change as the temperature was raised or lowered around 350 K?j) Heat Effects. Redo Living Example Problems 13-7 and 13-8 for the case when the reaction is carried out adiabatically with (1) Exothermic reaction with

With k given at 320 K and E = 10,000 cal/mol(2) Endothermic reaction with

And E = 45 kJ/mol. How will you answers change?Solusi :i) Untuk mengetahui selektivitas dan konversi akan dilakukan variasi suhu: Hasil analisa data yang didapatkan dari polymath untuk suhu 350 K dengan menggunakan assymetric RTD:OLYMATH ResultsNo Title 05-26-2014, Rev5.1.233

Calculated values of the DEQ variables

Variable initial value minimal value maximal value final value t 0 0 2.52 2.52 ca 1 0.0228578 1 0.0228578 cb 1 0.2840909 1 0.2840909 cc 0 0 0.3992785 0.3992785 cd 0 0 0.3178411 0.2612331 ce 0 0 0.3166306 0.3166306 cabar 0 0 0.1513598 0.1513306 cbbar 0 0 0.4543234 0.4539723 ccbar 0 0 0.3570959 0.3566073 cdbar 0 0 0.3029636 0.3026417 cebar 0 0 0.1782569 0.1778722 T 350 350 350 350 k1 1 1 1 1 k2 1 1 1 1 k3 1 1 1 1 E1 -0.004 -27.414373 0.958793 -27.414373 E2 -27.402 -27.402 0.9557439 -0.0272502 ra -2 -2 -0.0293515 -0.0293515 rb -1 -1 -0.0807076 -0.0807076 rc 1 0.0064937 1 0.0064937 rd 1 -0.0522659 1 -0.0513561 re 0 0 0.1762951 0.0742139 E -0.004 -0.0272502 0.958793 -0.0272502 Scd 0 0 1.5284379 1.5284379 Sde 0 0 42.398027 0.8250406

ODE Report (RKF45)

Differential equations as entered by the user [1] d(ca)/d(t) = ra [2] d(cb)/d(t) = rb [3] d(cc)/d(t) = rc [4] d(cd)/d(t) = rd [5] d(ce)/d(t) = re [6] d(cabar)/d(t) = ca*E [7] d(cbbar)/d(t) = cb*E [8] d(ccbar)/d(t) = cc*E [9] d(cdbar)/d(t) = cd*E [10] d(cebar)/d(t) = ce*E

Explicit equations as entered by the user [1] T = 350 [2] k1 = exp((5000/1.987)*(1/350-1/T)) [3] k2 = exp((1000/1.987)*(1/350-1/T)) [4] k3 = exp((9000/1.987)*(1/350-1/T)) [5] E1 = -2.104*t^4+4.167*t^3-1.596*t^2+0.353*t-0.004 [6] E2 = -2.104*t^4+17.037*t^3-50.247*t^2+62.964*t-27.402 [7] ra = -k1*ca*cb-k2*ca [8] rb = -k1*ca*cb-k3*cb*cd [9] rc = k1*ca*cb [10] rd = k2*ca-k3*cb*cd [11] re = k3*cb*cd [12] E = if(t