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

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% i- butane 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 Cr 2 O 3 : CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 → C 6 H 5 CH 3 + 4H 2 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

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 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 H- DUTY 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. Temperatur aliran PRE-HEAT dapat diubah untuk melihat pengaruhnya terhadap H- DUTY 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:

HYSYS for process simulation Perhatian : Jika batas atas suhu pre-heat 700 o F maka pada state tertentu akan didapat UA negatif (pada 640 o F). dan HE berwarna kuning (tidak realistis).