Laporan Khusus Furnace 11-F-101

Gambar 2. 2 Gambar furnace tipe silindris

Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia

9

Furnace Tipe Cabin

3.

Furnace tipe cabin mempunyai bagian radiasi (radiant section) pada section pada sisi-sisi samping dan sisi kerucut furnace, sedangkan bagian konveksi (convection section) ada dibagian atas furnace, pipa konveksi pada baris pertama dan kedua disebut shield section (pelindung). Burner dipasang pada lantai furnace dan menghadap ke atas, sehingga arah pancaran api maupun flue gas tegak lurus dengan susunan pipa, namun burner dapat juga dipasang horizontal. Keuntungan menggunakan furnace tipe cabin: 

Bentuk kontruksi kompak dan mempunyai efisiensi thermal tinggi.



Beban panas antara 5-75MMKcal/jam.



Pada furnace tipe cabin multicel, memungkinkan pengendalian operasi trpisah (fleksibel).


10

Gambar 2. 3 Gambar furnace tipe cabin


11

2.3.2. Berdasarkan

Pasokan Udara Pembakaran (Draft)

Klasifikasi furnace dapat dibagi menurut cara pemasokan udara dan pembuangan gas hasil pembakaran (flue gas), sebagai berikut: Furnace Dengan Draft Alami (Natural Draft)

1.

Perbedaan tekanan inlet dan outlet air register yang disebabkan oleh perbedaan berat antar bagian flue gas yang panas di dalam stack dan udara di luar stack. Natural draft ini akan menghisap udara pembakaran masuk ke ruang dan membawa gas hasil pembakaran keluar. Kebocoran pada stack akan mengurangi draft tersebut. Natural draft biasanya di pakai pada furnace yang mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: 

Mempunyai resisntance yang kecil terhadap aliran flue gas.



Tanpa air preheater.



Mempunyai stack yang cukup tinggi. Furnace Dengan Draft Induksi (Induction Draft)

2.

Gas hasil pembakaran keluar melalui stack dengan tarikan blower. Tarikan blower ini menyebabkan tekanan di dalam dapur lebih rendah dari tekanan atmosfer sehingga udara luar masuk ke dalam dapur. Furnace Dengan Draft Paksa

3.

Tekana inlet pada suplai udara melalui air register diperbesar dengan bantuan blower sehingga draft menjadi lebih besar. Forced draft biasanya di pakai untuk furnace yang mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

4.



Resistance nya kecil terhadap aliran flue gas



Mempunyai stack rendah Furnace Dengan Draft Berimbang (Balance Draft System)

Merupakan kombinasi dari forced draft dan induce draft. Balance draft ini memperbesar tekanan dengan air register dan mengurangi tekanan outlet. Penambahan dan pengurangan tekanan tersebut masing-masing dilakukan dengan bantuan sebuah blower. Balance draft ini di pakai heater yang mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:


12



Resistance terhadap aliran flue gas besar



Memakai air preheater



Mempunyai stack yang rendah Komponen pada Furnace

2.4.

Furnace dilengkapi dengan berbagai peralatan diantaranya: 1.

Tube bundle (header )

Merupakan rangkaian tube dapur yang berfungsi sebagai alat untuk mengalirkan fluida yang dipanaskan. Rangkaian tube biasanya terbuat dari pipa lurus, tanpa sambungan yang disusun parallel dan antara satu dengan yang lain dihubungkan dengan 180 o return bend yang dilas pada pipa atau sambungan khusus yang disebut plug header . Tube yang dipergunakan harus tahan terhadap suhu dan tekanan operasi tertentu sehingga tidak terjadi perubahan bentuk dan mempunyai daya hantar panas yang tinggi. Pemilihan

material untuk rangkaian tube didasarkan pada beberapa kriteria sebagai berikut: 

Resistansi terhadap korosi karena fluida panas



Resistansi terhadap oksidasi karena udara pembakaran



Ketahanan mekanis terhadap suhu yang tinggi berkaitan dengan :

(1) Tekanan dalam tube yang disebabkan fluida panas, dan (2) Tegangan mekanis yang disebabkan berat dari rangkaian tube dan fluida yang ada di dalamnya. 2.

Tube Support Tube support berfungsi untuk menyangga tube agar tidak

melengkung akibat panas pembakaran pada saat Furnace beroperasi. Material yang digunakan harus tahan terhadap: flue gas, oksidasi, korosi karena liquid sisa bahan bakar (sulfat) dan memiliki ketahanan panas mekanis yang baik. 3.

Burner

Burner adalah peralatan untuk memasukkan bahan bakar ( fuel ) dan udara pembakaran (air combustion) ke dalam ruang pembakaran dengan


13

kecepatan (velocity), pengadukan (turbulance) serta pengaturan ratio bahan bakar/udara yang sesuai untuk menjaga stabilitas pembakaran. 4.

Dinding Dapur

Pada umumnya dinding dapur terdiri dari beberapa lapisan tergantung keperluannya. Lapisan sebelah luar, berupa dinding baja yang berfungsi sebagai penahan struktur dapur. Lapisan sebelah dalam, terdiri dari satu atau dua lapisan. Lapisan yang langsung terkena api adalah fire brick atau batu tahan api, sedangkan lapisan yang tidak langsung terkena api di pasang insulation brick atau batu insolasi untuk menahaan adanya kehilangan panas melalui dinding tersebut. Lapisan sebelah dalam dapur modern, umumnya terdiri dari satu lapis yang berfungsi sekaligus sebagai fire brick dan insulation brick . 5.

Pipa-pipa Pembuluh (Tube Coil)

Coil merupakan bagian terpenting dari furnace. Tube-tube tersebut terpasang secara pararel( pass) di convection maupun di radiation section. Fluida yang dipanaskan dialirkan di dalam tube-tube di mana mula-mula masuk di convection section, kemudian ke radiarion section dengan tujuan agar di peroleh proses perpindahan panas secara bertahap. 6.

Combustion Air Preheater (APH)

Peralatan ini berfungsi untuk memanfaatkan sisa panas dari flue gas setelah melewati pipa-pipa di dalam convection section, kemudian di manfaatkan untuk memanasi udara pembakaran yang akan masuk ke masing-maasing burner dan selanjutnya ke ruang pembakaran. Dengan demikian panas yang seharusnya dibuang lewat stack atau cerobong dapur dapat dipindahkan ke udara pembakar sehingga efisiensi dapur menjadi lebih baik. 7.

Soot Blower

Hasil pembakaran di flue gas akan menempel pada dinding luar tube di daerah convection section, sehingga proses perpindahan panas daerah tersebut akan terganggu dan menyebabkan penurunan efisiensi.


14

Untuk membersihkan pengotor tersebeut digunakan soot blower , yaitu peralatan yang digunakan untuk membersihkan endapan kotoran di daerah konveksi agar tidak menghalangi transfer panas. Alat ini dilengkapi dengan nozzle untuk spary dari steam/air yang ditembakkan ke pipa konveksi. 8.

Cerobong ( Stack )

Stack adalah cerobong vertical yang berfungsi untuk melepas gas hasil pembakaran ( flue gas) ke udara. 9.

Stack Damper

stack damper adalah plat logam untuk mengatur tekanan di excess udara. 10. Lubang Pengintip ( Peep H ole)

Merupakan lubang kecil yang terbuat dari kaca untuk mengamati keaadan di dalam ruang pembakaran seperti nyala api, warna api dan batu tahan api. 11.

Batu Tahan Api ( Refractory )

Refractory di pasang pada bagian dalam dinding furnace dan bolier . Fungsi dari alat aini adalah untuk menahan panas agar tidak keluar dari furnace sehingga heat loss dapat diminimaze, selain itu juga berfungsi sebagai pelindung material penahan bagaian luar (plat logam dinding furnace atau boiler ). 12.

Kelengkapan Furnace 

Platform adalah tempat laluan operator sekeliling dapur dalam pemeriksaan kondisi dapur.



Acces door (man way), berukuran cukup besar, digunakan pada saat pemeriksaan atau perbaikan dapur.



Exploition door , di pada bagian atas radiant section sebagai pengaman terhadap kemungkinan ekses tekanan di dalam ruang pembakaran.



Wind box, terpasang pada dudukan burner assay, selain untuk mengatur udara pembakaran, juga untuk mengurangi kebisingan operasi furnace.



Snuffing steam conection, terpasang pada daerah convection dan radiant , untuk injeksi steam guna mengatur gas liar pada start up maupun shut down.


15

Efisiensi Furnace

2.5.

Parameter yang di jadikan patokan dalam kinerja suatu furnace adalah thermal eficiency nya. Thermal efisensi merupakan suatu gambaran pemanfaatan panas yang di hasilkan dari pembakaran bahan bakar ( fuel ) untuk memanaskan fluida proses. Berikut ini merupakan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi efisensi furnace: Udara Excess

1.

Untuk mencegah terjadinya pmbakaran yang tidak sempurna dalam proses pembakaran pada furnace, diinjeksikan udara berlebih dari kebutuhan udara teoritis. Udara excess yang rendah akan mengakibatkan pembakaran yang tidak sempurna (menghasilkan CO) sehingga menurunkan efisiensi. Namun excess udara yang berlebihan juga tidak efisien karena akan menghasilkan volume flue gas yang besar, serta pembakaran akan diserap untuk menaikkan temperatue udara. Panas hilang Panas yang hilang akan menyebabkan nilai efisiensi turun. Berikut

2.

ini merupakan hal-hal yang dapat menyebabkan panas yang hilang: 

Panas hilang melalui casing furnace.



Pembakaran tidak sempurna dari fuel gas yang mengakibatkan komponen yang tidak terbakar atau terbakar tidak sempurna terbawa flue gas. Temperature flue gas yang tinggi sehingga menyebabkan panas yang



terbuang melalui flue gas. 3.

Peralatan Furnace

Efisiensi pada furnace juga dipengaruhi oleh pengoperasian alat-alat bantu pada furnace. Selain ketiga faktor diatas, performa furnace juga dipengaruhi oleh kondisi operasional di lapangan. Beberapa permasalahan yang sering timbul dalam opersional di lapangan anatar lain: 

Burner mati



Gas buang ( flue gas) berasap


16



Temperature stack tinggi



Nyala api flash back (membalik)



Nyala api pendek



Panas tidak tercapai



Suhu permukaan tube naik



Nyala api miring



Nyala api bergelombang



Lidah api menyentuh tube

Beberapa permasalahan di atas dapat di ketahui secara visual maupun dengan alat ukur (indicator ) yang tersedia dan harus selalu di lakukan pengecekan dan memperhatikan kondisi operasional di lapangan sehingga apabila ditemukan adanya ketidaksesuaian akan cepat diketahui dan segera di tangani.


17

BAB III METODOLOGI

Pengumpulan Data

3.1.

Data yang digunakan untuk mengevaluasi kinerja Furnace 11-F101 adalah data pada tanggal 13 April 2017 adapun data tersebut diolah dan dibandingkan dengan kondisi desain. Pada pengumpulan data tersebut terdapat dua jenis pengumpulan data yaitu pengumpulan data primer dan pengumpulan data sekunder. 3.1.1.

Pengumpulan Data Primer

Pengumpulan data primer digunakan sebagai dasar analisa evaluasi kinerja Furnace 11-F-101 di Crude Distillation Unit (CDU). Data ini diperoleh dari Combution Sheet yang dapat dilihat pada lampiran. 3.1.2. Pengumpulan Data Sekunder

Pengumpulan data sekunder yang digunakan sebagai bahan perhitungan pada analisa evaluasi Furnace 11-F-101 di Crude Distillation Unit (CDU). Diperoleh dari data lapangan dan data literatur. Data studi lapangan diperoleh dengan cara melihat kondisi operasi dan aliran proses aktual Furnace 11-F-101 pada DCS (distributed control system) daily report pada tanggal 13 April 2017 dengan data yang dibutuhkan berupa data-data temperatur in dan out , serta data - data laju alir masing - masing crude oil dan fuel gas yang mengalir. Pada studi Literatur, data -data yang diperoleh adalah langkah-langkah perhitungan Furnace dan grafik serta tabel yang digunakan. Literatur yang digunakan adalah Chemical Properties Handbook , C. L. Yaws, (1999). 3.2.

Pengolahan Data

Untuk menghitung nilai efisiensi Furnace dilakukan dengan beberapa tahap penyelesaian. Adapun tahap - tahap yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:


18

Untuk Neraca Massa dapat dihitung sebagai berikut : Input = Output Massa crude masuk + massa fuel gas + massa udara total + massa udara masuk + massa steam masuk = Massa crude keluar + massa flue gas + massa udara keluar + massa udara excess + massa steam keluar

Udara

Udara

masuk

Keluar T = 137,22 oC

T = 35 oC Steam

Steam

masuk

keluar

T = 150 oC

T = 335 oC

F = 11 Ton/jam

F = 11 Ton/jam

Crude

Crude

masuk

Keluar

T = 270,52 oC

T = 355,78oC

F

F

=

729,81

729,81

Udara

Fuel

T = 137,22 oC

T = 35 oC F

=

=305677,1942


F

=

18,08

19

1. Menghitung Total Mol komponen Fuel Gas Mol Flow = Flow Rate (mol) x %mol komponen 2. Menghitung O 2 Stoikiometri , CO2 , H20 , SO2 terbentuk dari hasil reaksi pembakaran (asumsi pembakaran sempurna)

A +1B

4C

+

2D

Mula

a

a*1

-

-

Bereaksi

a

a*1

4a

2a

Sisa

0

0

4a

2a

3. Menghitung Neraca massa fuel gas dan flue gas Inlet = Outlet 

Massa total per komponen + O2 stoikiometri CO2 terbentuk + H20



=

Terbentuk + SO2 terbentuk

Flow massa = Total mol x BM

4. Mencari O2 total dari %Excess Dengan asumsi komposisi udara adalah 79% N 2 dan 21% O 2 



Menentukan %excess O2 =

2 −2 

Menentukan total massa N2 =

79

 100%

2

       2

21

2

5. Menentukan panas masuk furnace ΔH

T in

Tout

Q4

Q1

ΔH out

Q2 Tref

Q3

Tref

ΔHr

Menentukan ΔHp (Total Q masuk) ΔHp = Q 1 + Q2 + Q3 + Q4


20

Q = ni . Cpi . dT

6. Menghitung panas diserap crude Qc = (n . Cp i . dT)

7. Menghitung panas diserap steam Qs = (n . Cp i . dT)

8. Menghitung panas diserap udara Qu = (n . Cp i . dT) 9. Menghitung panas diserap total Qserap = Qc + Qs + Qu

10. Menghitung panas keluar Total Q Flue = Q masuk – Q diserap

11. Menghitung Efisiensi Furnace η=

  

  

x 100%

Perhitungan lengkap dapat di lihat di lampiran


21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Hasil

Dari hasil perhitungan pada furnace 11-F-101 di unit Crude Distillation Unit diperoleh hasil efisiensi sebagai berikut: η=

  

  

239,079,148 Kjoule η = 259,172,165 Kjoule x

x 100% 100%

η = 92.25 % Dari hasil perhitungan pada furnace 11-F-101 di Crude Distillation Unit diperoleh efisiensi sebesar 92,25 % sedangkan efisiensi minimal pada desain efisiensinya sebesar 87,2 %. 4.2.Pembahasan

Furnace 11-F-101 merupakan furnace yang berada pada unit CDU, yang berfungsi untuk memberikan panas pada fluida yang mengalir didalam pipa - pipa furnace sehingga mencapai temperatur yang diinginkan. Fluida yang dipanaskan adalah crude yang berasal dari keluaran desalter .Pemanasan ini bertujuan untuk penyesuaian temperature pada main fractionator untuk proses pemisahan berdasarkan trayek didih crude oil. Efisiensi panas pada suatu sistem furnace dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang berguna terhadap energi yang masuk. Ada dua metode yang dapat digunakan untuk menghitung efisiensi panas di furnace. Namun dalam perhitungan ini, kami menggunakan metode panas yang diserap dengan menggunakan perbandingan yang diserap fluida di dalam tube furnace dengan panas total yang masuk furnace. Efisiensi Desain dan Efisiensi Aktual

Dari data efisiensi desain pada furnace 11-F-101 adalah 87,2% sedangkan efisiensi aktual pada furnace 11-F-101 adalah 92,25%. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa efisiensi furnace aktual berada diatas efisiensi desain, jadi furnace 11-F-101 masih bekerja dengan baik dan tidak perlu diadakan cleaning .


22

Persen Penyimpangan Efisiensi Aktual Terhadap Efisiensi Desain

Dari data yang diperoleh terlihat bahwa tidak ada penyimpangan efisiensi aktual terhadap efisiensi desain. Secara umum kondisi dari furnace 11F-101 masih baik, sehingga tidak perlu dilakukan cleaning. Hanya saja untuk menjaga efisiensi agar tetap tinggi perlu adanya perawatan seperti menghilangkan jelaga yang menempel di permukaan pipa pemanas di ruang konveksi. Beberapa hal yang menyebabkan efisiensi furnace turun, yaitu : 

Kehilangan Panas dalam Furnace

Kehilangan panas pada Furnace disebabkan karena tidak seluruh panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar diserap oleh fluida da lam tube. Selain itu, panas pada Furnace juga hilang lewat dinding Furnace dan cerobong asap. 

Panas yang Hilang Lewat Dinding

Kontruksi Furnace dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menahan panas yang ada. Namun demikian masih ada juga panas yang hilang lewat dinding Furnace, hal ini dipengaruhi oleh:





Suhu keliling Furnace dan kecepatan angin pada permukaan terbuka.



Daya hantar panas dari batu tahan api atau dinding yang digunakan.

Panas yang Hilang Lewat Stack

disebabkan oleh pengguanaan udara pembakaran terlalu banyak ( excess air). 

Karakteristik Fuel Gas

Karena komposisi pada fuel gas tidak selalu sama ma ka panas yang dibawa akan berbeda-beda sehingga mempengaruhi nilai efisiensi.


23


24

BAB V PENUTUP

5.1.Kesimpulan

Perhitungsn efisiensi furnace 11-F-101 di unit CDU dilakukan menggunakan

metode

panas

yang

diserap

dengan

menggunakan

perbandingan yang diserap fluida di dalam tube furnace dengan panas total yang masuk furnace. 1. Bahwa nilai efisiensi aktual furnace 11-F-101 pada tanggal 13 April 2017 adalah sebesar 92,25%. 2. Kinerja furnace 11-F-101 di unit CDU diatas desain (87,2 %). 3. Untuk meningkatkan efisiensi sesuai dengan desain dilakukan upaya – upaya pada kesempatan stop unit : 

Cleaning insert tube .dengan metode Steam Air Decooking (SAD) atau intelligent piging



Cleaning convection section



Cleaning Air Pre Heater (APH)



Cleaning Burner

5.2.Saran

Menjaga efisiensi furnace 11-F-101 di unit CDU tetap maksimal maka sebaiknya perlu dilakukan tindakan-tindakan secara ketat sebagai berikut: 

Mengatur nyala api



Menjaga O2 excess sesuai dengan operating windows / design.



Melakukan perawatan furnace secara berkala, agar performa furnace tetap optimal.


25

DAFTAR PUSTAKA

[1] API Standart 560, 1995, “Fired Heaters for General Refinery Services” , AmericanPetroleum Institute, Washington DC. [2] http://www.academia.edu/10109818/DIKTAT_FURNACE [3] Kern, D.Q., 1965,’’Process Heat Transfer’’,International Edition , Mc. Graw Hill Book Company, Singapore [4] Perry’s Chemical Engineers Handbook . Robert H. Perry and Don W. Green. 7th Edition [5] Aulia A, D.H., 2012,’’Laporan Kerja Praktek PT. PERTAMINA (Periode 1 30 September 2012) Jurusan Teknik Kimia Industri STMI Kementrian Perindustrian’’, Jakarta. [6] Azrul Syamsu,’’Laporan Kerja Praktek PT.PERTAMINA (periode 1-30 juni 2014) jurusan Teknik Kimia AKADEMI MIGAS BALONGAN”Indramayu. [7] PERTAMINA , Modul combustion (boiler dan furnace ) ,2008,Balongan. [8] Anwar, Aan Sholehan dkk.2009.Laporan Kerja Praktek di PT.PERTAMINA (persero) Unit Pengolahan VI Balongan .semarang: Universitas Dipenogoro.


26

LAMPIRAN


27

Data Diketahui Suhu outlet flue gas suhu masuk fuel gas

= =

487.896 308.000

K K

Suhu Trefren

=

298.000

K

suhu T udara msuk

=

410.219

K

suhu crude masuk

=

543.520

K

suhu crude keluar

=

628.780

K

Total excess

=

2.05

%

Massa Crude Aktual

=

729.81

ton/jam

Massa Crude Desain

=

759.22

ton/jam

Massa Steam

=

11

ton/jam

Total Head Diserap Desain

=

56500000

kcal/jam

Suhu in Desain

=

280

Suhu out Desain

=

364

1. Menghitung Total Mol Komponen Fuel Gas

   ()×%     =

100

Contoh : Methane Source 1:   = Source 2:   =

1028.865661×9.93

= 102,16636

100 1028.865661×32,48

= 98949,77710

100

   = 102,16636 + 98949,77710 = 99051,94346 2. Menghitung O 2 stoikiometri, CO2, H20, SO2 terbentuk dari hasil reaksi pembakaran (asumsi pembakaran sempurna). Contoh : Methane CH4

+

2O2

CO2 -

+

2H2O

Mula

99051,943

198103,887

Bereaksi

99051,943

198103,887

99051,943

198103,887

0

99051,943

198103,887

Sisa

0

-

3. Menghitung Neraca massa fuel gas dan flue gas Inlet = Outlet


28

Massa total per komponen + O 2 stoikiometri = CO2 terbentuk + H2O Terbentuk + SO2 terbentuk 5023558,61054 gr+ 17709398 gr = 12377877 gr+ 9875123 gr + 1975422 gr 22732957,01979 gr = 22732957,01979 gr = 0

3.1. Tabel

Neraca Massa Fuel Gas inlet

Komponen

Massa (Kg) TOTAL

hidrogen

256.6971

nitrogen

372.3292

carbon monoxide

123.6901

carbon dioxide

107.4300

methane

1584.8311

ethane

549.1257

ethylene

150.1307

propane

316.3155

propylene

166.3380

iso butane

344.1318

n-butane

498.4642

1-butEne

77.7463

isobutene

119.4221

trans2 butene

80.1834

cis 2 butene

51.1809

iso pentane

97.0000

n-pentane

50.7090

hexane and heavier

77.7286

H2s

0.1049

O2

18080.0392

N2

59513.4624

Steam

11000.0000

crude oil

729810.0000

Udara

77593.5016

FUEL GAS

Udara pembakaran

Feed IN TOTAL INLET


901020.5619

29

3.2. Tabel

Neraca Massa Fuel Gas Outlet Massa (Kg)

Komponen

TOTAL Hasil Reaksi

CO2

12485.3072 9875.1230 0.1975

H2O SO2 N2 Udara sisa

Feed OUT

O2

372.3292 370.6408

N2 Steam

59513.4624 11000.0000

Crude Oil Udara

729810.0000 77593.5016 901020.5619

Total Outlet

4. Mencari O2 total dari %Excess Dengan asumsi komposisi udara adalah 79% N 2 dan 21% O 2 

Menentukan %excess O2 =

2 − 2 

 100%

 2

0.0205 =



2  − 553418,7003  2

 100%

2  = 565001.23  79 Menentukan total massa N2 =        2

21

79   2 =

21

2

 565001.23  28

  2 = 2125480.80  5. Menentukan panas masuk furnace (Total Q masuk ) ΔHp

T in ΔHin

Tout

Q4

Q1

ΔH out

Q2 Tref


Q3

Tref

ΔHr

30

Menentukan ΔHp (Total Q masuk) ΔHp = Q in + Qudara + Qreaksi + Qoutlet Q

= ni . Cpi

5.1. Tabel

ΔH outlet Δoutlet

Komponen

Cp

mol Total

CO2

(4.4026)

12,377,877.2444

Total Panas (Kjoule) (1,238,514.2215)

H2O

(0.9783)

9,875,123.0495

(536,715.1549)

SO2

(5.0229)

197.5422

(15.5036)

N2

(5.6587)

2,125,480.8004

(12,027,526.6684)

O2

(5.8542)

370,640.8039

(67,806.9938) (13,870,578.5421)

TOTAL

5.2. Tabel

ΔHr ΔHr

Komponen hidrogen nitrogen

carbon monoxide carbon dioxide methane ethane ethylene propane propylene iso butane n-butane 1-butEne isobutene trans2 butene cis 2 butene iso pentane n-pentane hexane and heavier H2s

ΔHr (Kjoule/mol) Total Panas (Kjoule) Mol Total 128,348.5466 36,707,684.3201 286.0000 13,297.4724 4,417.5036 2,441.5899

283.0000

1,250,153.5329

-

99,051.9435 18,304.1890

1,428.6000

5,361.8106

1,322.6000

7,188.9895

2,043.1000

3,960.4283

1,925.7000

5,933.3062

2,649.0000

8,594.2099

2,657.5000

1,340.4526

2,541.2000

2,132.5383

2,524.0000

1,431.8471

2,528.7000

913.9450

2,534.4000

1,347.2223

3,240.3000

704.2922

3,245.0000

903.8205

3,855.2000

79,469,374.2377 26,149,364.3871 7,091,530.6754 14,687,824.5492 7,626,596.7207 15,717,328.2082 22,839,112.7874 3,406,358.2626 5,382,526.6681 3,620,711.8730 2,316,302.1713 4,365,404.5490 2,285,428.1416 3,484,408.6563

3.0866

519.0000

1,601.9438

TOTAL panas reaksi


802.3000

-

236,401,711.6846

31

5.3. Tabel

Δhin (Q gas + udara) Δhin (Q fuel gas + udara)

Komponen

Mol Total

Cp

Total Panas (Kjoule)

hidrogen

128,348.5466

0.2550

32,727.0890

nitrogen

13,297.4724

0.2932

3,899.4357

carbon monoxide

4,417.5036

0.2952

1,304.2135

carbon dioxide

2,441.5899

0.2765

675.0489

methane

99,051.9435

0.3475

34,419.1732

ethane

18,304.1890

0.2837

5,192.8161

ethylene

5,361.8106

0.3202

1,716.6964

propane

7,188.9895

0.2886

2,074.9963

propylene

3,960.4283

0.3167

1,254.1385

iso butane

5,933.3062

0.0848

502.9025

n-butane

8,594.2099

0.2146

1,844.5935

1-butEne

1,340.4526

0.2595

347.8393

isobutene

2,132.5383

0.3385

721.9260

trans2 butene

1,431.8471

0.4099

586.9317

cis 2 butene

913.9450

0.2984

272.7556

iso pentane

1,347.2223

0.0149

20.0148

n-pentane

704.2922

0.2829

199.2346

hexane and heavier

903.8205

0.2802

253.2499

3.0866

0.3382

1.0440

H2s Total

88,014.0995 Δhin (Q udara)

Komponen

Total Mol

Cp

Total Panas (Kjoule)

O2

565,001.2254

3.2753

1,850,530.5277

N2

2,125,480.8004

3.2752

6,961,329.7734

Total Panas

8,811,860.3011

Misal menghitung Q pada CO 2 keluar Q= ntotal x Cp = 12,377,877.2444 mol x 4,406 Kjoule/mol = 1,238,514.2215 Kjoule Mencari Cp 1 1 1.Cp fuel gas masuk = . ( − ) + . ( − )2 + ( − )3 2.Cp flue gas

2 1

3 1

2

3

= . ( − ) + . ( − )2 + ( − )3

Note = ΔHr didapat dari table 5.9 dan data Cp didapat dari table 5.8


32

6. Menghitung Panas Diserap Crude Qc = (m . Cp i ) 6.1.

Tabel Panas diserap Crude Q serap Crude

Massa Total (Ton/jam)

Cp (Kcal/Ton)

Tin (k)

Tout(k)

Qserap crude (Kjoule)

885.934311

543.52

628.78

230,647,279

729.81



Mencari Cp Desain crude 

Cp =

   (   (−)

56.500.000 ( )

=

729,81 /   (628,78 −543,52 )

= 885,934

Kcal/tonoC *Note = Data berasal dari desain 

Menghitung panas di serap crude Qc = m . Cp = 729,81 x 885,93411= 55,126,023 Kcal = 230,746,506 Kjoule

7. Menghitung Panas Diserap Steam (Qs) 7.1.

Tabel Panas diserap Steam Q serap Steam

Mol Total (mol)

Cp (Kjoule/mol)

611111.1111



0.657770862

Tin (k)

Tout(k)

423

608.00

Qserap steam (Kjoule) 401971.0822

Mencari Cp steam 1

1

2

3

Cp = . ( − ) + . ( − )2 + ( − )3 

Mencari Mol Total Massa = 11 ton/jam = 11.000.000 g/jam Mol = Massa x BM air = 11.000.000 g/jam x 18 = 611111,1111 mol



Mencari panas diserap steam (Qs) Qs = n . cp = 611111,1111 mol x 0,657770862 Kjoule/mol = 401871,0822 Kjoule


33

8. Menghitung Q Diserap Udara (Qu) 8.1.

Tabel Panas diserap Udara Q serap Udara

Komponen

Mol Total (mol)

Cp (Kjoule/mol)

Tin (k)

Tout(k) Qserap crude (Kjoule)

O2

565001.23

2.985169385

308 410.2186

1686624.361

N2

2125480.80

2.984394698

308

6343273.632 8029897.992



273 Total

Qs O2 = mol total x Cp = 565001,23 x 2,985169385 = 1686624,361 Kjoule

9. Menghitung Panas Total Yang Diserap Q Diserap = Qc + Qs + Qu = (230,746,506 + 401871,0822 + 8029897,992) Kjoule Q Diserap =

239,079,148 Kjoule

10. Menghitung Panas Keluar

Panas Keluar Flue = Panas masuk – Panas Diserap Panas Keluar Flue = 259,172,164.6274 Kjoule - 239,079,148 Kjoule = 20,093,016.4620 Kjoule 12. Menghitung Efisiensi Furnace    η =   

η =

x 100%

239,079,148 Kjoule 259,172,164.6274 Kjoule

 100% = 92.25 %


34


35

6 3

No 1 s a

G le

u

F

2 3 4 5

w o l

6 7

M

o

F

8

l

n a D n e n o p

m o K le

b a

1

2

1.

.

T

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Komponen

hidrogen nitrogen carbon monoxide carbon dioxide methane ethane ethylene propane propylene iso butane n-butane 1-butEne isobutene trans2 butene cis 2 butene iso pentane n-pentane hexane and heavier H2s Jumlah

Source 1

0.02 4.40 0.01 6.35 9.93 8.38 0.00 26.58 0.00 8.17 18.07 0.00 0.00 0.00 0.00 6.58 0.35 10.86 0.30 100.00

Source 2

42.13 4.35 1.45 0.78 32.48 5.98

1.76 2.27

1.30 1.92 2.76

0.44 0.70 0.47 0.30 0.42

0.23 0.26

0.00 100.00

MR

2.00 28.00 28.00 44.00 16.00 30.00 28.00 44.00 42.00 58.00 58.00 58.00 56.00 56.00 56.00 72.00 72.00 86.00 34.00

mol

mol

FlowRate 1 0.20577 45.27009 0.10289

mol FlowRate 2 TOTAL 128348.34080 128348.54657 13252.20229 13297.47238 4417.40076 4417.50365

65.33297 102.16636 86.21894 0.00000 273.47249 0.00000 84.05832 185.91602 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 67.69936 3.60103 111.73481 3.08660

2376.25696 98949.77710 18217.97004 5361.81058 6915.51706 3960.42827 5849.24791 8408.29387 1340.45265 2132.53830 1431.84714 913.94499 1279.52298 700.69116 792.08565 0.00000

2441.58993 99051.94346 18304.18899 5361.81058 7188.98955 3960.42827 5933.30623 8594.20989 1340.45265 2132.53830 1431.84714 913.94499 1347.22234 704.29219 903.82046 3.08660 305677.19417 u

s F

vi

r k e a n ia U i im tr K s i

ki u d n e

nI n

ol

k i T g

I

a o s n uJ

r

u T

e

k I

l

12.2.

Tabel Heat Capacity Gas Organik

5.8. Tabel Heat Capacity Gas Organik 5.8. Tabel Heat Capacity Gas Organik 5.8. Tabel Heat Capacity Gas Organik 5.8. Tabel Heat Capacity Gas Organik 5.8. Tabel Heat Capacity Gas Organik


37

Laporan Khusus Furnace 11-F-101

Recommend Documents