Computational Method in Chemical Engineering (TKK-2109) 14/15 Semester 5 Computational Method in Chemical Engineering (TKK-2109) Instructor: Rama Oktavian Email: rama.oktavian@ub.ac.id Office Hr.: M.13-15, T. 13-15, W. 13-15, F. 13-15

HYSYS for unit operation Pump Problem statement Water at 120 C and 3 bar is fed into the pump. The flow rate 100 kgmole/h and the outlet pressure is 84 bar. Using Peng-Robinson EoS, determine the outlet temperature of the water.

Simulasi pada Unit Operasi 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 Stream, kemudian klik Stream Isikan kolom-kolom pada stream tersebut dengan memperhatikan degree of freedom dari sistim. Klik Stream

Procedure Install pump pada PFD Double klik pada pompa (P-100)

Procedure Hubungkan pompa dengan stream Pada inlet pilih Feed dan pada outlet pilih Outlet Pada kolom enenrgy ketik work

HYSYS for unit operation Compressor Problem statement

Simulasi pada Unit Operasi Start HYSYS dengan NEW CASE Pilih Komponent Components Tab, add component pada CASE Fluid Package = Property Package+Component List Pemilihan property package sesuai dengan komponen Thermodynamic models

Simulasi pada Unit Operasi C7+ tidak ada dalam list HYSYS maka didefinisikan sendiri dengan hypothetical component Procedure: - Click hypothetical and Quick Create Hypo Component

Simulasi pada Unit Operasi Click ID..isikan nama component dengan C7+

Simulasi pada Unit Operasi Add hypo

Procedure Buat Stream, kemudian klik Stream Isikan kolom-kolom pada stream tersebut dengan memperhatikan degree of freedom dari sistim. Klik Stream

Procedure Install compressor pada PFD Double klik pada kompressor

Procedure Click parameter tab Change adiabatic efficiency to 30%

Procedure Click worksheet tab Input all the conditions

HYSYS for unit operation Heat exchanger available in HYSYS Cooler/Heater Air Cooler Heat Exchanger Fired Heater LNG

Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS Cooler/Heater Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS

Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS Heat Exchanger Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS

Heat Exchanger

Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS Heat Exchanger Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS

HYSYS for unit operation Heat exchanger (Shell and Tube) Problem statement

Simulasi pada Unit Operasi Start HYSYS dengan NEW CASE Pilih Komponent Components Tab, add component pada CASE Fluid Package = Property Package+Component List Pemilihan property package sesuai dengan komponen Thermodynamic models

Procedure Buat Stream, kemudian klik Stream Isikan kolom-kolom pada stream tersebut dengan memperhatikan degree of freedom dari sistim. Klik Stream

Procedure Install heat exchanger pada PFD Double klik pada heat exchanger

Procedure Click parameter tab Set no pressure drop in Shell and Tube

Procedure Click worksheet tab Input all the conditions

FLASH SEPARATOR Description: Find the flowrate of the liquid and vapor outlet streams of the flash separator Operate a flash separator in HYSYS to model the flash separation process A flash separator is performed to determine the product conditions and phases

FLASH SEPARATOR Liquid at a pressure equal to or greater than its bubblepoint pressure “flashes” or partially evaporates when the pressure is reduced, producing a two-phase system of vapor and liquid in equilibrium. Consider a simple process in which a multicomponent feed is allowed to separate into a vapor and a liquid phase with the phases coming to equilibrium, as shown in Figure below

FLASH SEPARATOR An overall material balance and component material balances can be written as: F = V + L Fzi = Vyi + Lxi where F = feed flowrate (kmol·s−1) V = vapor flowrate from the separator (kmol·s−1) L = liquid flowrate from the separator (kmol·s−1) zi = mole fraction of Component i in the feed (–) yi = mole fraction of Component i in vapor (–) xi = mole fraction of Component i in liquid (–)

FLASH SEPARATOR Consider a system containing one mole The material-balance equations are: L + V = 1 Dengan , , subtituting since

Flash Calculation of a ethanol-water mixture Mulai dengan new case Pilih components ethanol and water Pilih FLUID PACKAGE yang sesuai (UNIQUAC) dan check parameter dari UNIQUAC apakah tersedia, kalau tidak tersedia apa implikasinya apa dan hal apa yang harus dilakukan? Enter Simulation environment manager dan buat stream dan namai stream tersebut Buat perhitungan flash untuk mendapatkan distribusi uap dan cairan jika kondisi feed adalah F= 100 kgmole/h, P= 150 kPa danT=92 deg C. Dengan menekan F12 dan memilih vessel terus separator dan beri nama stream keluar Vapor dan Liquid, untuk inlet pasang Feed.

Flash Calculation of a ethanol-water mixture

Flash Calculation of a ethanol-water mixture

Flash Calculation of a ethanol-water mixture V L

Flash Calculation of a ethanol-water mixture

HYSYS for unit operation Conversion reaction Problem statement

Simulasi pada Unit Operasi Start HYSYS dengan NEW CASE Pilih Komponent Components Tab, add component pada CASE Fluid Package = Property Package+Component List Pemilihan property package sesuai dengan komponen Thermodynamic models

Procedure Adding the reactions

Procedure Click add rxn and choose conversion, Input all stoichiometry coefficient Click basis and input the conversion value

HYSYS for unit operation Distillation column Problem statement A binary liquid stream containing 70 mass percent Benzene and the rest Toluene entering at 30ºC and 1 atm flowing at a rate of 1 kg-mol/sec will be distilled to ultra pure distillate and bottoms streams.

Simulasi pada Unit Operasi Start HYSYS dengan NEW CASE Pilih Komponent Components Tab, add component pada CASE Fluid Package = Property Package+Component List Pemilihan property package sesuai dengan komponen Thermodynamic models Component: Benzene and Toluene Property package: Peng-Robinson

Setting distillation column Buat Stream, install distillation column kemudian double click

Setting distillation column Buat Stream, install distillation column kemudian double click

Setting distillation column There are no pressure drop in condenser and reboiler, the whole process run at 101.3 kPa

Setting distillation column specify the reflux ratio and distillate flow rateA refux ratio of 3 and a distillate flow rate of 2700 kgmol/hr and then click Done

Setting distillation column Specify number of trays and feed tray

Setting distillation column Specify feed condition, an inlet temperature of 30 C, a pressure of 101.3 kPa, a flow rate of 1 kg-mol/sec, and a feed with 70 mass % benzene

Setting distillation column Double click again distillation column and click Run until it is converged

Thank You !