Topic outline
Pretest
1. Jelaskan sejauh yang anda pahami tentang Chemical engineering tools!
2. Jelaskan perbedaan antara besaran, satuan, konversi satuan dan dimensi !
3. Apakah yang dimaksud dengan neraca massa dan neraca energi?
4. Berikan contoh reaksi yang stoikiometris!
1. Besaran, satuan dan dimensi
Penurunan tekanan (pressure drop, ∆P) sepanjang pipa lurus dengan diameter D telah dipelajari dan teramati bahwa besarnya pressure drop dipengaruhi oleh diameter (D) dan panjang pipa (l), kecepatan alir fluida (v) serta sifat fisis fluida yaitu densitas (ρ) dan viskositas (µ). Gunakan analisis dimensi dengan metode Rayleigh untuk mengetahui hubungan antar variabel dalam bentuk bilangan tidak berdimensi dengan menggunakan dimensi dasar FMLt.
3. Konsep gas ideal
1) Benzen dan n-heksan cair dicampur untuk menghasikan arus dengan laju alir 700 lb/jam dan densitas 0,8 g/mL. Hitunglah laju alir massa dan volumetrik kedua bahan tersebut memasuki tangki pencampur (dalam satuan SI). Sg benzen = 0,879, Sg n-heksan = 0,659.
2) Butiran batu kapur ditempatkan dalam kantong berukuran 50 L. Fraksi volume pori sebesar 0,3 dan s.g. batu kapur sebesar 2,93.
a. hitung bulk density isi kantong (kg CaCO3/liter volume kantong)
b. Hitung berat kantong yang terisi penuh.3) Hitung berat molekul rata-rata gas buang yang memiliki komposisi sbb :
a. CO2 = 13,1%
b. O2 = 7,7%
c. N2 = 79,2%
4) Hitung densitas (dalam lb/ft3) campuran gas H2 dan O2 dengan kandungan H2 sebesar 11,1% berat. Basis : 1 lb campuran gas pada tekanan 29 in Hg dan suhu 30 C.
5) Udara diasumsikan mengandung 79% N2 dan 21% O2 dalam % volume. Hitung densitas dalam g/L pada suhu 70F dan tekanan 741 mm Hg. Basis : 1 gmole udara
4. Neraca massa tanpa reaksi kimia
Kerjakan tugas di slide terakhir materi Konsep neraca massa
5. Neraca massa dengan reaksi kimia
1. Suatu konverter digunakan untuk mengoksidasi SO2 menjadi SO3.
Umpan reaktor terdiri atas 12% SO2, 8% O2 dan 80% N2. Jika konversi SO2
hanya 95% dan diinginkan SO3 yang dihasilkan 100 mol/jam, tentukan :
a. kecepatan gas umpan.
b. komposisi gas hasil konverter.
2. Analisa gas basis kering keluar reaktor etilen oksida sbb : C2H4 3,2%,
C2H4O 0,824%, N2 79,6%, CO2 5,5%, O2 10,8%.
Reaksi yang terjadi :
C2H4 + ½ O2 --> C2H4O
C2H4 + 3 O2 --> 2 CO2 + 2 H2O
Hitung : a. Selektivitas
b. Konversi perpass
c. RC / W
d. Perbandingan C2H4 dg udara
3. Metan dibakar dengan oksigen sehingga menghasilkan CO2 dan H2O. Seratus lima puluh Kgmol/jam umpan yang terdiri atas 20% CH4, 60% O2 dan 20% CO2 diumpankan ke reaktor. Konversi limiting reactant hanya 90%.
Tentukan:
a. Komposisi (dalam mol dan Kg) gas keluar reaktor.
b. Excess reactant.
4. Sebuah reaktor kontinyu menjalankan reaksi sbb :
C2H6 --> C2H4 + H2 (reaksi utama)
C2H6 + H2 --> 2 CH4 (reaksi samping)
Umpan reaktor terdiri atas 85% C2H6 dan sisanya inert.
Konversi C2H6 dalam reaktor 50%. Yield (perolehan) C2H4 sebesar 0,47.
Hitunglah : komposisi keluaran reaktor dan selektivitas C2H4 terhadap CH4.