sesi 3 - perancangan proses
DESCRIPTION
garmenTRANSCRIPT
-
M. Saladin Prawirasasra
Perancangan Proses GAMBAR INSTRUMEN
-
The most effective way to communicating information about process is through
FLOW DIAGRAM
-
Chemical Process DiagramTahapan desain prosesInput/output
diagramGeneric Diagram BFD PFD P&ID
Input/output: block flow diagram yang menyediakan informasi mengenai inputan (feed) dan keluaran (product) saja
Generic Diagram: Menyertakan diagram proses dengan elemen standar seperti reaction dan separationBlock Flow Diagram (BFD): termasuk perhitungan material balance
Process Flow Diagram (PFD): disertakan dengan perhitungan komprehensif (kesetimbangan massa dan energi) serta spesifikasi awal dari equipments
Piping & Instrument Diagram (P&ID): termasuk informasi mengenai instrumentasi dan mekanikal
-
Tingkatan diagram
BFD
PFD
P&ID
Kon
sept
ualKom
pleksitas
-
BFD
Merupakan simplest flowsheet
Hanya menyertakan feed dan product dari proses
Proses yang digambarkan merupakan proses basic seperti separation maupun reaction.
Data stream dapat dicantumkan pada BFD
-
Konvensi & Format BFD Operasi ditunjukkan dalam bentuk blok
Arah proses ditunjukkan oleh tanda panah
Penggambaran arah proses diupayakan dimulai dari kiri ke kanan
Light stream berada di bagian atas dan heavy stream berada di bagian bawah
Informasi kritikal dari suatu proses harus disertakan
Jika terdapat perpotongan garis, garis horizontal selalu kontinu
Menyertakan material balance
-
Contoh (1)
Reactor( Gas(Separator(
Toluene,(C7H8(10,000(kg/hr(
Hydrogen(H2(820(kg/hr(
Mixed(Liquid(
75%(Conversion(of((Toluene(
Mixed(Gas(2610(kg/hr(
Benzene,(C6H6(8,210(kg/hr(
ReacHon(:(C7H8(+(H2((((((((((((((((((C6H6(+(CH4(
C6H6(CH4(
C7H8(
1. BFD untuk menghasilkan benzena
-
Contoh (2)Produksi ethane dari ethanol Ethanol dan asam sulfat digunakan sebagai masukan ke con)nuous reactor untuk
memproduksi ethylene. Campuran antara ethylene dan H2O akan dipisahkan melalui proses des9lasi. Ethylene sebagai produk utama akan dikondensasikan untuk menghasilkan liquid ethylene. Hydrogena)on of ethylene diterapkan pada reaktor yang lain dengan cara menambahkan nickel catalyzer untuk menghasilkan produk akhir etane.
Reactor(1(
Ethanol,))
C2H5OH(
H2SO4(Reactor(2(
Dis4lla4on(column(
Ethylene,(CH2CH2((g)(
Ethane,(CH3CH3(
CH3CH2OH) H2SO4) CH2=CH2))+)H2O)CH2=CH2))+))H2)) Ni)
CH3CH3)
Ni(Hydrogen,(H2(
Cold(water(in(
Hot(water(out(
H2O(
CH2CH2(H2O(
Ethylene(liq.(CH2CH2((l)(
-
Process Flow Diagram Informasi dasar yang terdapat pada PFD
Process Topology - menunjukkan konektivitas dari seluruh stream dan equipments
Stream information
Equipment information
Basic control loops
-
Simbol PFDSymbol' Descrip/on'
Heat%exchanger%
H2O% Water%cooler%
S% Steam%heater%
Cooling%coil%
Symbol' Descrip/on'
Heater&coil&
Centrifugal&pump&
Turbine&type&compressor&
Pressure&gauge&
-
Simbol PFD
Symbol' Name'
Stripper'
Absorber'
A' s e p a r a t o r' u n i t' u s e d'commonly' to' liquid' mixture'into'gas'phase.'
Descrip1on'
A' s epa r a to r' un i t' u s ed'commonly' to' extract' mixture'gas'into'liquid'phase.'
-
Simbol PFDSymbol' Name'
Dis$lla$on)
column)
Liquid)mixer)
A) s e p a r a t o r) u n i t) u s e d)commonly) to) crack) liquid)c o n t a i n s) m i s c e l l a n eou s)component)frac$ons.)
Descrip1on'
A) process) unit) that) used) to)mix) several) components) of)liquid.)
or)
-
Simbol PFD
Symbol' Name'
Boiler'
Centrifuge'
A'unit'for'hea1ng.'
Descrip1on'
A' separator' unit' that' to'physically' separated' liquid'mixture.'(exp:'oil=liquid)'
-
Simbol PFD
Symbol' Name'
Gate%Valve%
Check%Valve%
Globe%Valve%
Ball%Valve%
Bu1erfly%Valve%
Relief&Valve&
Angle&Valve&
Needle&Valve&
30Way&Valve&
Bu5erfly&Valve&
-
Process Unit Tagging & Numbering
XX : Huruf yang mengidentifikasikan klasifikasi dari equipment
C - Compressor/Turbine R - ReactorE - Heat exchanger T - TowerH - Fired Heater TK - Storage TankP - Pump V - Vessel
Y : Lokasi area equipment di dalam plantZZ : Nomor pada satu jenis equipment tertentuA/B : Identifikasi unit paralel atau back up dari suatu equipment tertentu
Format umum : XX - YZZ A/BProcess equipment
-
Layout plant
AREA 1
AREA 3
AREA 2
AREA 4
-
Parallel Unit
Ethylene(
Ethylene(liq.(
Ethane(Ni(
Hydrogen(
Cold(water(in(
Hot(water(out(
H2O(
P"100%A/B%
Ethylene(
Ethylene(liq.(
Ethane(
Ni(
Hydrogen(
Cold(water(in(
Hot(water(out(
H2O(
P"100%A%
P"100%B%
Ethanol(
H2SO4(
PFD Real Plant
-
Contoh (2)CH3CH2OH& H2SO4& CH2=CH2&&+&H2O&CH2=CH2&&+&&H2&& Ni&
CH3CH3&
T"100%
Dis)lla)on%Column%
Ethanol&H2SO4&
Ethylene& Ethylene&liq.&
Ethane&Ni&Hydrogen&
Cold&water&in&
Hot&water&out&
H2O&
R"100%
Reactor%
E"100%
Condenser%
R"101%
Reactor%
R"100%
T"100%
E"100%
R"101%
P"100%
Pump%
P"101%
Pump%
P"100%
P"101%
V"100% V"101% V"102%
V"103%
V"104%
V"105%
V"106%
V"107%
CV"101%CV"100%
-
Stream information
Tidak seluruh informasi dari stream ditampilkan pada PFD dikarenakan keterbatasan dimensi diagram
Stream information yang ditampilkan merupakan data yang penting: disekitar reactor atau tower, etc.
Menggunakan flag
Full stream data
-
Stream Information
Temperature)
Pressure)
Mass)Flowrate)
Molar)Flowrate)
Gas)Flowrate)
Liquid)Flowrate)
25#28#
35#32.2#
35#31.0#
38# 20#
T"100%
Dis)lla)on%Column%
Ethanol#
H2SO4#
Ethylene# Ethylene#liq.#
Ethane#
Ni#Hydrogen#
Cold#water#in#
Hot#water#out#
H2O#
R"100%
Reactor%
E"100%
Condenser%
R"101%
Reactor%
R"100%
T"100%
E"100%
R"101%
P"100%
Pump%
P"101%
Pump%
1#
2#3#
4#5#
6#
7#8#
9#
10#
V"100%
V"101% V"102%
V"103%
V"104%
V"105%
V"106%
V"107%
CV"100%CV"101%
P"100%
P"101%
FLAG
-
Stream information
Stream Number
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Temperature (oC)
25.0 35.0 35.0 35.0 35.0 60.3 41 38 54.0 45.1
Pressure (psi) 28 32.2 31.0 31.0 30.2 45.1 31.3 24.0 39.0 2.6
Vapor fraction
Mass flow (tonne/hr)
10.3 13.3 0.82 20.5 6.41 20.5 0.36 9.2 20.9 11.6
Mole flow (kmol/hr)
108 114.2 301.0 1204.0 758.8 1204.4 42.6 1100.8 142.2 244.0
Full Stream Data
-
Basic Control LoopT"100%
Dis)lla)on%Column%
R"100%
Reactor%
E"100%
Condenser%
R"101%
Reactor%
P"100%
Pump%
P"101%
Pump%
25#28#
35#32.2#
35#31.0#
38#20#Ethanol#
H2SO4#
Ethylene# Ethylene#liq.#
Ethane#
Ni#Hydrogen#
Cold#water#in#
Hot#water#out#
H2O#
R"100%
T"100%
E"100%
R"101%
1#
2# 3#
4#5#
6#
7#8#
9#
10#
LIC%
LIC%
V"100%
V"101%
V"103%
V"102%
CV"100%
V"104%
V"105%
V"106%CV"101%
V"107%
P"100%
P"101%