1

REAKTOR BATCH

XA1 d XA t = NAo ∫ ────── XA1 V ( -rA )

PADA SUHU TIDAK TETAP DAN PADA TEKANAN TETAP : T V = Vo ( 1 + εA XA ) ── ToTo = SUHU MULA-2 ( PADA XA = 0 )T = SUHU PADA XA TERTENTU

d XA t = CAo ────────────────── ( -rA ) ( 1 + εA XA ) ( T/To )

NERACA PANAS :SUHU DASAR = ToPANAS MASUK = PERUBAHAN PANAS SENSIBEL + PANAS UNTUK REAKSI

Q = m Cp dT + ( ∆ Hr )To nAo XA

PENGARUH SUHU DAN ENERGI

∫XA1

XA2

∫To

T

2

m = MASA TOTAL CAMPURAN

Cp = KAPASITAS PANAS RATA2 PER SATUAN MASA

m Cp dT = ∑ ( ni Cpi dT )

ni = JUMLAH MOLE KOMPONEN i PADA AKHIR REAKSI

Cpi = KAPASITAS PANAS KOMPONEN i

Q = UA ( Tm – T ) dt

U = KOEFFISIEN PERPINDAHAN PANAS KESELURUHAN

A = LUAS PERMKAAN PERPINDAHAN PANAS

Tm = SUHU PENDINGIN/PEMANAS; T = SUHU CAMP. DALAM REAKTOR

UA ( Tm – T ) dt = ( ∆Hr )To nAo XA + ∑ ( ni Cpi dT )

JIKA Cp DIANGGAP KONSTAN DAN PROSES ADIABATIS ( Q = 0 )

( - ∆Hr )To nAo XA T = To + ───────────── ∑ ( ni Cpi )

∫ ∫

∫

∫ ∫

To To

TT

0

0

t

t

To

T

3

REAKSI FASE GAS : 2 A R DIJALANKAN DALAM REAKTOR BATCH.

MULA2 KEDALAM REAKTOR DIMASUKKAN CAMPURAN YANG TERDIRI

DARI 60% A DAN 40% INERT ( % MOLE ) PADA SUHU 1270 C DAN TEKAN –

AN 2 ATM.

HITUNGLAH WAKTU YANG DIPERLUKAN UNTUK MENDAPATKAN KON –

VERSI A = 30% JIKA PROSESNYA ADIABATIS DAN DIGUNAKAN :

A. REAKTOR DENGAN VOLUME KONSTAN.

B. REAKTOR DENGAN TEKANAN KONSTAN

CpA = 12; CpR = 20; CpINERT = 10 ( CAL / ( MOLE ) ( 0K )

∆Hr = - 4.000 CAL / MOLE A PADA 1270K

k = 3000 e - 4000/T L / ( MOLE ) ( MEN.) ( T = 0K )

4

PENYELESAIAN :

A. PADA VOLUME KONSTAN :

DASAR : 10 MOLE CAM.GAS A = 6 MOLE

INERT = 4 MOLE.

nA = nAo ( 1 - XA ) = 6 ( 1 – XA )

nB = ½ nAo XA = 3 XA

∑ ni Cpi = nA CpA + nB CpB + ni Cpi = 112 -12 XA

( -∆Hr ) nAo XA 6000 XA T = To + ─────────── T = 400 + ─────── ∑ ni Cpi 28 - 3 XA

- r A = k CA2 = k CAo ( 1 – XA )2

d XA 1 1 t = CAo ─────────── = ── ──────── d XA k CAo2 ( 1 - XA )2 CAo k ( 1 - XA )2

1 1 t = ─── P d XA P = ──────── CAo k ( 1 - XA )2

CAo = pAo/RT CAo = (0,6)(2)/(0,082)(400) = 0,037 MOLE/L

∫ ∫

∫

00

0

XA

XA

XA

5

________________________________________________

XA T k P P1

________________________________________________

0 400 0,136 7,35 2941

0,1 421,7 0,228 5,41 2215

0,2 443,8 0,365 4,28 1768

0,3 466,4 0,566 3,61 1530

________________________________________________

1 0,1 t = ( ─── ) (─── ) [ 7,35 + 2 ( 5,41 + 4,28 ) + 3,61 ] 0,037 2

t = 44 MENIT

6

B. PADA TEKANAN KONSTAN :

To ( 1 - XA ) CA = ── CAo ───────── T ( 1 + εA XA )

To 1 - XA - rA = k ── CAo2 ──────── T 1 + εA XA

εA = ( 0,7 - 1 ) / 1 = - 0,3

d XA t = CAo ────────────────── ( -rA ) ( 1 + εA XA ) ( T/To )

1 T ( 1 + εA XA ) = ───── ──────────── d XA To CAo k ( 1 - XA )2

R T ( 1 - 0,3 XA ) = ─── ─────────── d XA pAo k ( 1 - XA )2

T ( 1 - 0,3 XA ) = 0,068 P1 d XA P1 = ─────────── k ( 1 – XA )2

t = (0,068) (0,1/2) [ 2941 + 2 ( 2215 + 1786 ) + 1530 ]

t = 42,65 MENIT

[ [ ]]2 2

∫

∫

∫

∫

7

REAKSI FASE CAIR TINGKAT 1 : A B DILAKUKAN DALAM REAKTOR

BATCH SECARA ADIABATIS.

SUHU MULA-MULA = 1630 C.

HITUNG VOLUME REAKTOR UNTUK MENGHASILKAN 2 JUTA LB B DALAM

7000 JAM OPERASI JIKA KONVERSI A = 97 %.

ADTA-DATA :

k PADA 1630 C = 0,8 JAM-1

E = 28.960 KAL/MOLE

∆ Hr = - 83 KAL / G

CpA = CpB = 0,5 KAL / (G) (0C)

ρA = ρB = 0,9 G / CC

WAKTU UNTUK PEGISIAN DAN PENGOSONGAN = 10 DAN 12 MEN.

WAKTU UNTUK PEMANASAN SAMPAI 1630 C = 14 MEN.

( DIANGGAP SELAMA PEMANASAN BELUM TERJADI REAKSI ).

8

PENYELESAIAN : ( - ∆Hr ) nAo XANERACA PANAS : T = To + ───────────── nA CpA + nB CpB

( 83 ) nAo XAT = 436 + ─────────────────────── { nAo ( 1 – XA ) + nAo XA } ( 0,5 )

T = 436 - 166 XA ........................................................................... (1)

d XA d XAt = CAo ──── = CAo ─────────── - rA k CAo ( 1 - XA )

d XAt = ──────── k ( 1 - XA )

1t = P d XA P = ──────── ..................................(2) k ( 1 - XA )

∫

∫

∫

∫

9

k E 1 1ln ── = ── ( ── - ── ) k1 R T1 T

k 28.980 1 1ln ── = ───── ( ─── - ── ) 0,8 1,987 436 T

k = 2,64 x 1014 e ( - 14.575/T ) ........................................................(3)

__________________________________________

XA T (1) k (3) P (2) __________________________________________

0,0 436 0,8 1,250

0,2 469,2 8,51 0,147

0,4 502,4 66,3 0,025

0,6 535,6 400 0,006

0,8 568,8 1957 0,003

0,97 597 5657 0,005 __________________________________________

10

t = ( 0,2 / 3) [ 1,250 + (4) (0,147) + (2) (0,025) + (4) (0,006) + 0,003 ]

+ ( 0,17 / 2 ) ( 0,003 + 0,005 )

t = 0,13 JAM

10 + 12 + 14t BATCH = 0,13 + ────────── = 0,73 JAM 60

JUMLAH BATCH = ( 7000 ) / ( 0,73 ) = 9589

DALAM 1 BATCH JUMLAH A YANG MASUK REAKTOR

2.000.000 = ────────── = 215 LB ( 9589 ) ( 0,97 )

215VOLUME REAKTOR = ──────── ( 0,9 ) ( 62,5 )

VOLUME REAKTOR = 3,8 CUFT = 28,4 GALL

11

REAKTOR ALIR BENTUK PIPA

NERACA PANAS PADA PROSES ADIABATIS :

∑ ( Fi Cpi ) dT + FAo XA ( ∆Hr )To = 0

JIKA Cp KONSTAN :

∑ ( Fi Cpi ) ( T – To ) = - ( ∆Hr )To FAo XA

( - ∆Hr )To FAo XA T = To + ─────────── ∑ Fi Cpi

PADA To DAN P KONSTAN :

V = Vo ( 1 + εA XA )

JIKA ADA PERUBAHAN SUHU, PADA SUHU T :

V = Vo ( 1 + εA XA ) ( T/To )

HUBUNGAN ANTARA CA DENGAN XA ( PADA SUHU To )

1 - XA CA = CAo ─────── 1 + εA XA

( )

12

JIKA ADA PERUBAHAN SUHU, MAKA PADA SUHU T : nAo nAo ( 1 – XA ) CA = ─── = ───────────────── V Vo ( 1 + εA XA ) ( T/To )

To ( 1 - XA ) CA = ( ── ) CAo ──────── T ( 1 + εA XA )

REAKSI TINGKAT 1 :

To ( 1 - XA ) - r A = k ( ── ) CAo ──────── T ( 1 + εA XA )

SPACE TIME :

d XA d XA = CAo ──── = CAo ──────────────── - r A k ( ) CAo ( )

T ( 1 + εA XA ) = ( ── ) ───────── d XA To k ( 1 – XA )

1 T ( 1 + εA XA ) = ── ────────── d XA To k ( 1 - XA )

∫∫

∫

∫

To--- T

1 - XA--------------- 1 + εA XA

ح

ح

ح

13

REAKSI FASE GAS : A B DIJALANKAN DALAM SEBUAH REAKTOR

ALIR BENTUK PIPA SECARA ADIABATIS.

GAS A MASUK REAKTOR PADA SUHU 1270C DAN TEKANAN 2 ATM DAN

TERDIRI DARI 50% A DAN 50% INERT.

JIKA FEED MASUK REAKTOR DENGAN KECEPATAN 1000 MOLE/JAM,

HITUNGLAH VOLUME REAKTOR DAN SPACE TIME UNTUK MENDAPAT -

KAN KONVERSI A = 80%.

CpA = 20 ; CpB = 10; CpINERT = 10 ( KAL / (MOLE) (0K) )

∆Hr = - 5000 KAL / ( MOLE A YANG BEREAKSI ) PADA 1270C

k = 3000 e ( - 4000/T ) ( MENIT ) -1 ( T = 0K )

14

PENYELESAIAN : ( -∆Hr ) FAo XANERACA PANAS : T = To + ─────────── ∑ Fi Cpi

FA = FAo ( 1 – XA ) = 500 ( 1 – XA )

FB = 2 FAo XA = 1000 XA

FI = 500

∑ Fi Cpi = FA CpA + FB CpB + FI CpI = 15.000

( 5.000 ) 500 XAT = 400 + ─────────── T = 400 + 167 XA ...................(1) 15.000

εA = ( 3 – 2 ) / 2 = 0,5

CAo = pAo / RT = (0,5) (2) / (0,082) (400) = 0,03 M0LE/L

400 ( 1 - XA )- rA = k ( ─── ) CAo ───────── T ( 1 + 0,5 XA )

15

d XA d XAV = FAo ───── = FAo ───────────────── - rA k ( ) ( 0,03 )

500 T ( 1 + 0,5 XA )V = (─── ) ( 0,083 ) ── ────────── d XA 60 k ( 1 - XA )

T ( 1 + 0,5 XA )V = (500/60) (0,083) P d XA P = ── ───────── ............(2) k ( 1 - XA )

d XA = CAo ──── = (0,03) (0,083) P dXA - r A

____________________________________________________

XA 0 0,2 0,4 0,6 0,8

T (1) 400 433,4 466,8 500,2 533,6

k 0,136 0,296 0,570 1,010 1,665

P (2) 2.941 2.013 1.638 1.609 2.243____________________________________________________

DENGAN M.TRAPEZOIDAL P dXA = 1528,78

V = 1062,5 LITER = 3,81 MENIT

400----- T

(1 – XA)----------------(1 + 0,5 XA)

ح ح

ح

∫

∫

∫

∫

∫

∫

0 0

0

0

0

0XA

XAXA

XA

XA

XA

∫0

XA

16

REAKSI FASE GAS : 2 A B DIJALANKAN DALAM REAKTOR ALIR

BENTUK PIPA YANG BEKERJA ADIABATIS.

FEED MASUK REAKTOR TERDIRI DARI A MURNI PADA SUHU 5600R

DAN TEKANAN 2 ATM DENGAN KECEPATAN 12 LB A / JAM.

JIKA DIAMETER REAKTOR = 6 IN, TENTUKAN PANJANG REAKTOR YG.

DIPERLUKAN SUPAYA SUHU YG. KELUAR DARI REAKTOR = 6000R.

DATA-DATA :

k = 4,4 + 0,08 ( T – 600 ) CUFT/(LBMOLE)(JAM) ( T = 0R )

CpA = 20; CpB = 30 ( BTU / LBMOLE 0R )

∆Hr = - 5.000 BTU/LBMOLE A YANG BEREAKSI PADA 6000R

BM GAS A = 60

17

PENYELESAIAN :

( -∆Hr )To FAo XANERACA PANAS : T = To + ─────────── ∑ Fi Cpi

∆HrT1 = ∆HrTo + ∆Cp ( T1 - To )

∆Hr600 = ∆Hr560 + ( -10 ) (600 - 560 )

∆Hr600 = (2) (-5000) = - 10.000 BTU / 2 LBMOLE A YANG BEREAKSI

∆Hr560 = -10.000 + 400 = - 9.600 BTU / 2 LBMOLE A

∆Hr560 = - 4.800 BTU / LBMOLE A

DASAR : 10 LBMOLE A FA = 10 ( 1 – XA )

FB = 5 XA

∑ Fi Cpi = FA CpA + FB CpB = 200 - 50 XA

( 4.800 ) ( 10 ) XA 480 XAT = 560 + ─────────── T = 560 + ─────── ........... (1) 200 - 50 XA 2 - 0,5 XA

18

T = 600 XA = 0,16

V dXA─── = ──── FAo - rA

To 2 1 - XA 2 -rA = k ── CAo2 ──────── T 1 + εA XA

T2 ( 1 - 0,5 XA )2V = FAo ─────────────── d XA k To2 CAo2 ( 1 – XA )2

R 2 T2 1 - 0,5 XA 2V = FAo ─── ── ─────── dXA pAo k 1 - XA

0,2 0,73 2V = ── ─── P d XA 60 2

[ [] ]

[ [ [ ] ] ]

∫

∫

∫]][ [

∫

0

0

0

0

XA

XA

XA

XA

19

T2 1 - 0,5 XA 2 P = ── ─────── ................................................. (2) k 1 - XA

V = ( 44,4 ) ( 10-5 ) P dXA

___________________________________________

XA T (1) k P x 10-5 (2)

____________________________________________

0 560 1,2 2,61

0,08 580 2,8 1,31

0,16 600 4,4 0,98

____________________________________________

DENGAN M. TRAPEZOIDAL P dXA = 0,25 x 105

V = 11 CUFT

V = ( π D2 / 4 ) L L = 4 V / π D2 L = 56,1 FT

[ [] ]

∫

∫

20

WAKTU TINGGAL RATA-RATA

DALAM REAKTOR ALIR BENTUK PIPA :

_ d Vt = ─── v

Tv = vo ( 1 + εA XA ) ( ── ) To

FAo dXAdV = ────── - r A

_ FAo d XAt = ──────────────────── ( - rA ) vo ( 1 + εA XA ) ( T/To )

_ dXAt = CAo ─────────────────── ( - rA ) ( 1 + εA XA ) ( T/To )

∫

∫

∫

0

0

0

V

XA

XA

21

REAKSI FASE GAS : A + B R DIJALANKAN DALAM REAKTOR ALIR

BENTUK PIPA.

FEED MASUK REAKTOR PADA SUHU 2000F DAN TEKANAN 15 ATM DAN

TERDIRI DARI 40 % A, 50 % B DAN 10 % INERT.

TENTUKAN WAKTU TINGGAL RATA2 UNTUK MENDAPATKAN KONVERSI

A = 60 % JIKA PROSESNYA :

A. ISOTHERMAL

B. ADIABATIS

DATA-DATA :

CpA = 10; CpB = 15; CpR = 25; CpI = 10 ( CAL / MOLE 0K )

∆Hr = 3000 BTU/LBMOLE PADA 2000F

k = 10.000 e - 5.000/T ( CUFT / LBMOLE MENIT ) ( T = 0R )

22

PENYELESAIAN :

A. PROSES ISOTHERMAL

- rA = k CA CB

CAo ( 1 - XA ) ( CBo - CAo XA ) = k ───────────────────── ( 1 + εA XA )2

CAo2 ( 1 - XA ) ( 1,25 - XA ) = k ──────────────────── ( 1 - 0,4 XA )2

_ dXA 1 ( 1 - 0,4 XA ) t = CAo ───────────── = ─── ───────────── dXA ( - rA ) ( 1 + εA XA ) kCAo (1 – XA ) ( 1,25 – XA )

RT 1 (1,25 - XA ) = ──── 2,4 ln ────── + 2 ln ──────── k pAo ( 1 - XA ) 1,25

( 0,73 ) ( 660 ) = ─────────── 2,4 ln 2,5 + ln 0,52 ( 5,13 ) ( 0,4 ) (15 ) _ t = 13,93 MENIT

∫ ∫

[ ]

[ ]

23

B. PROSES ADIABATIS

( -∆Hr ) FAo XA NERACA PANAS : T = To + ────────── ∑ Fi Cpi

DASAR : 100 LBMOLE FEED FAo = 4 LBMOLE

FBo = 5 LBMOLE

FI = 1 LBMOLE

FA = FAo ( 1 - XA ) = 4 ( 1 – XA )

FB = FBo - FAo XA = 5 – 4 XA

FR = FAo XA = 4 XA

∑ Fi Cpi = FA CpA + FB CpB + FR CpR + FI CpI = 125

( - 3000 ) ( 4 ) XA T = 660 + ─────────── T = 660 - 96 XA ..........................(1) 125

24

To 2 ( 1 – XA ) ( 1,25 – XA )- rA = k CA CB = = k ── CAo2 ─────────────── T ( 1 – 0,4 XA )2

- d XA t = CAo ───────────────── ( - rA ) ( 1 + εA XA ) ( T/To)

1 T ( 1 – 0,4 XA ) = ───── ──────────────── To CAo k ( 1 – XA ) ( 1,25 – XA )

R = ─── P dXA t = 0,122 P dXA pAo ______________________________________________

XA 0 0,2 0,4 0,6

T, 0R 660 640,8 621,6 622,4

k 5,13 4,09 3,21 2,48

P x 10-3 67,93 101,16 166,53 325,06 ______________________________________________ _ DENGAN METODE TRAPEZOIDAL t = 21,89 MENIT

( )

∫

∫

∫∫

25

CSTR

DIGUNAKAN SEBUAH REAKTOR :

NERACA PANAS :

Q

XA=0To

XA

T

PROSES NON ADIABATIS :

Q = FAo XA (∆Hr)To + ∑ Fi Cpi ( T – To )

PROSES ADIABATIS :

Q = 0 FAo XA (∆Hr)To+ ∑ Fi Cpi (T – To) = 0T

DIGUNAKAN REAKTOR BERGANDA ( MISAL 2 REAKTOR ) :

NER.PANAS (NON ADIABATIS):

REAKTOR I :

Q1 = FAo XA1 (∆Hr)To + ∑ FiCpi ( T – To )

REAKTOR II :

Q2 = FAo ( XA2 – XA1 ) (∆Hr)T

Q1 Q2

To T T

XA1 XA2XAo=0

26

REAKSI FASE CAIR : A + B R DIJALANKAN DALAM CSTR.

FEED MASUK DENGAN KECEPATAN 100 L/JAM PADA SUHU 3000K DAN

REAKTOR BEROPERASI PADA 4000K.

CAo = CBo = 10 MOLE/L.

HITUNGLAH VOLUME REAKTOR DAN KEBUTUHAN PERPINDAHAN PANAS-

NYA JIKA DIINGINKAN KONVERSI A = 60 % DAN DIGUNAKAN :

A. SEBUAH REAKTOR

B. 2 BUAH REAKTOR DENGAN VOLUME SAMA DAN DISUSUN SERI.

DATA-DATA :

k PADA 4000K = 0,205 L / (MOLE) (JAM)

CpA = CpB = 10 ; CpR = 20 ( CAL/ MOLE 0K )

∆Hr = - 6.000 KAL / MOLE A YANG BEREAKSI PADA 3000K

27

PENYELESAIAN :

V XAA. ─── = ─── = ─── FAo CAo - rA

- rA = k CA2 = k CAo2 ( 1 – XA )2 -rA = 3,28 MOLE / (L) (JAM)

FAo XA v CAo XA (100) (10) (0,6) V = ───── = ─────── = ───────── V = 183 LITER - rA - rA 3,28

PERPINDAHAN PANAS DALAM REAKTOR :

Q = FAo XA ∆Hr + ∑ Fi Cpi ( T – To )

FAo = v CAo = 1000 MOLE / JAM

FA = FB = FAo ( 1 – XA ) = 400

FR = FAo XA = 600

∑ Fi Cpi = FA CpA + FB CpB + FR CpR = 20.000

Q = (1000) (0,6) (- 6000) + (20.000) (400 – 300)

Q = - 1.600.000 KAL / JAM = - 1.600 KKAL / JAM

DARI REAKTOR HARUS DIKELUARKAN PANAS = 1.600. KKAL/JAM

ح

28

B. V1 CAo XA1 XA1 ── = ──────────── = ─────────── v k CAo2 ( 1 – XA1 )2 k CAo ( 1 – XA1 )2

V2 CAo ( XA2 – XA1 ) XA2 – XA1 ── = ──────────── = ─────────── v k CAo2 ( 1 – XA2 )2 kCAo ( 1 – XA2 )2

( 0,6 – XA1 ) ( 1 – XA1 )2

XA2 = 0,6 ──────────────── = 0,16 XA1 = 0,41 XA1

V1 0,41 = ── = ──────────── = 0,575 JAM V1 = V2 = 57,5 v (0,205) (10) (0,59)2

REAKTOR I :

Q1 = FAo XA1 (∆Hr) + ∑ Fi Cpi ( T – To )

∑ Fi Cpi = FA CpA + FB CpB + FR CpR = 20.000

Q1 = (1000) (0,41) (-6000) + (20.000) (100) = - 460 KKAL/JAM

DARI REAKTOR I DIKELUARKAN PANAS = 460 KKAL/JAM

REAKTOR II

Q2 = FAo (XA2 – XA1) (∆Hr) = (1000) (0,6 – 0,41) (-6000) = - 1.140KKAL/JAM

DARI REAKTOR II DIKELUARKAN PANAS = 1140 KKAL/JAM

XA1 XA2 – XA1 ────── = ─────── ( 1 – XA1 )2 ( 1 – XA2 )2 }

ح

29

REAKSI FASE CAIR : A 2R DIJALANKAN DALAM CSTR SECARA

ADIABATIS. FEED MASUK REAKTOR PADA SUHU 6000R DENGAN KE-

CEPATAN 100 LBMOLE A / MENIT DAN CAo = 2 LBMOLE / CUFT.

TENTUKAN KOMPOSISI CAMPURAN YANG KELUAR DARI REAKTOR JIKA

DIGUNAKAN :

A. SEBUAH REAKTOR YANG VOLUMENYA 500 CUFT.

B. DUA BUAH REAKTOR YANG DISUSUN SERI MASING2 VOLUMENYA =

100 CUFT.

DATA-DATA :

CpA = 20 ; CpR = 10 ( BTU / LBMOLE 0R )

∆Hr = - 2.000 BTU / LBMOLE A YANG BEREAKSI PADA 6000R

k = 150 e–3000/T ( MENIT )-1 ( T = 0R )

30

PENYELESAIAN :

A. NERACA PANAS :

FAo XA ( ∆Hr ) + ∑ Fi Cpi ( T – To ) = 0

[ FAo ( 1 – XA ) ( 20 ) + 2FAo XA ( 10 ) ] ( T – 600 ) = 2000 FAo XA

T - 600 = 100 XA XA = 0,01 T - 6 ..........................(A)

V = 500 CUFT

v = FAo/CAo = 100/2 = 50 CUFT/MENIT

= 10 MENIT

CAo XA CAo XA XA = ───── = ─────────── = ──────── - rA k CAo ( 1 – XA ) k ( 1 – XA ) XA 10 k ─────── = 10 XA = ───── ............................(B) k ( 1 – XA ) 10 k + 1

k = 150 e- 3000/T ....................................................................(C)

DARI PERS. A, B DAN C T = 6950K ; XA = 0,95

CA = 0,1 LBMOLE / CUFT

CR = 3,8 LBMOLE / CUFT

ح

ح

31

B. REAKTOR I :

NERACA PANAS :

FAo XA1 (∆Hr)To + ∑ Fi Cpi ( T1 – To ) = 0 XA1 = 0,01 T1 - 6 .........(D)

V = 100 CUFT

v = 50 CUFT/MEN = 2 MENIT

XA1 2 k 2 = ──────── XA1 = ───── ........................................,,,,(E) k ( 1 – XA1 ) 2k + 1

DARI PERSAMAAN C, D DAN E T1 = 6780R ; XA1 = 0,78

REAKTOR II :

FAo (XA2 – XA1) (∆Hr)T1 + ∑ Fi Cpi (T2 – T1) = 0 XA2 = 0,01 T2 + 6 ....(F)

XA2 – XA1 0,78 + 2 k 2 = ──────── XA2 = ─────── ...............................................(G) k ( 1 – XA2 ) 1 + 2k

DARI PERS. C, F DAN G T2 = 6960R ; XA2 = 0,96

CA = 0,08 LBMOLE/CUFT

CR = 3,84 LBMOLE/CUFT

ح

32

REAKSI FASE CAIR : A + B R DIJALANKAN DALAM CSTR SECARA

ADIABATIS.

VOLUME REAKTOR = 500 CUFT.

FEED MASUK REAKTOR PADA SUHU 1400F DAN KECEPATAN = 250

CUFT/MEN.

CAo = 4 ; CBo = 8 ( LBMOLE/CUFT ).

TENTUKAN KADAR MASING2 KOMPONEN DARI CAMPURAN YANG KE-

LUAR DARI REAKTOR.

DATA-DATA :

CpA = 10 ; CpB = 15 ; CpR = 25 ( BTU/LBMOLE 0R )

∆Hr = 4.000 BTU/LBMOLE A PADA 1400F.

k = 425 e- 4.000/T CUFT/LBMOLE MEN ( T = 0R )

33

PENYELESAIAN :

FAo XA ∆Hr + ∑ Fi Cpi ( T – To ) = 0

∑ Fi Cpi = FAo ( 1 – XA ) ( 10 ) + FAo ( 2 – XA ) ( 15 ) + FAo XA ( 25 )

= 40 FAo

FAo XA ( 4.000 ) + 40 FAo ( T – 600 ) = 0 T = 600 - 100 XA ..........(1)

CAo XA XA XA = ────── = ───────────────── = ─────────────── - rA k CAo ( 1 – XA ) ( 2 – XA ) 4 k ( 1 – XA ) ( 2 – XA )

XA = V/v = 500/250 = 2 k = ────────────── ..................(2) 8 ( 1 – XA ) ( 2 – XA )

k = 425 e- 4.000/T .....................................................................................(3)

DARI PERSAMAAN 1, 2 DAN 3 XA = 0,7 ; T = 5300R

CA = 1,2 LBMOLE / CUFT

CB = 5,2 LBMOLE / CUFT

CR = 2,8 LBMOLE / CUFT

ح

ح

34

REAKSI FASE CAIR : A + B R DIJALANKAN DALAM CSTR SECARA

ADIABATIS.

FEED MASUK REAKTOR PADA SUHU 1400F DENGAN KECEPATAN

200 CUFT / MENIT.

CA0 = CB0 = 5 LBMOLE / CUFT

TENTUKAN VOLUME REAKTOR UNTUK MENDAPATKAN KONVERSI A = 50%.

DATA-DATA :

CpA = CpB = 10 ; CpR = 25 ( BTU / LBMOLE 0F )

∆Hr = 3.000 BTU / LBMOLE

k = 300 e – 4.000/T CUFT / (LBMOLE) (MENIT)

35

PENYELESAIAN :

FAo XA ∆Hr + ∑ Fi Cpi ( T – T0 ) = 0

∑ Fi Cpi = FA CpA + FB CpB + FR CpR

= 2 FA0 ( 1 – XA ) ( 10 ) + FA0 XA ( 25 )

XA = 0,5 ∑ Fi CPi = 22,5 FA0

0,5 FA0 ( - 3000 ) + 22,5 FA0 ( T – 600 ) = 0

T = 666,670R k = 0,74 CUFT / LBMOLE MENIT

rA = k CA2 = k CA0 ( 1 – XA )2 = 0,925 LBMOLE / CUFT MENIT

FAo = v CAo = 1000 LBMOLE/MENIT

FA0 XAV = ───── V = 108,11 CUFT - rA