Soal Ujian Pdb Pdb-1

SOAL UJIAN PDB-1

Proses Dehydrogenasi Gas Propana menjadi Propena dan Hydrogen dilakukan dalam reactor membrane yang berbentuk Plug Flow Reactor (PFR) dengan menggunakan katalis padat, sesuai mekanisme reaksi reversible di bawah ini :

C3H8 (g) C3H6 (g) + H2 (g)

Konstanta Kecepatan Reaksi arah Produk = k, sedangkan konstanta kecepatan reaksi arah reaktan = kc . Reaksi di atas dapat disingkat menjadi berikut

A(g) B(g) + C(g)

Reaksi tersebut berjalan pada Temperature 277oC dan Tekanan 8,2 atm dan Gas Propana Murni masuk reactor dengan flowrate 10 mol / menit, sedangkan mula-mula molar flowrate B & C adalah 0 (FB0 & FC0 = 0). Diasumsi selama reaksi tidak terjadi perubahan tekanan & suhu (proses isothermal & isobar). Diketahui data-data sebagai berikut :

k = 0,7 menit-1 (konstanta kecepatan reaksi ke arah produk)

kc = 0,2 menit-1 (konstanta kesetimbangan)

Kc =0,05 mol / dm3

Dari berbagai data teknis di atas, maka anda sebagai seorang Process Engineer diharapkan dapat menyelsaikan berbagai persoalan di bawah ini :

  1. Metode perhitungan numerik pengerjaan apa yang tepat untuk menyelsaikan persoalan di atas ?

  2. Buatlah profil molar flowrate (F) terhadap perubahan volume reactor PFR (V) yang disajikan dalam bentuk grafik hingga volume PFR 500 dm3 dengan increment 50 dm3!

  3. Berapa molar flow Gas Propene maximum (mol//menit) yang dapat diperoleh ?

  4. Berapa molar flow Gas Propana akhir (mol/menit) yang dapat diperoleh?

  5. Berapa Konversi (%) Akhir Gas Propana yang terbentuk menjadi produk ?

  1. Algoritma menyusun persamaan differensial

CA , CB, CC disubtitusi dengan , dimana dan FT = FA+FB+FC

  1. SciPad

function dF=membranereactor(V,F)

//Example 4.8-membrane reactor "Foggller 4ed"

//F1=Propane ; F2=Propene ; F3=Hydrogen

p0=830.6; // tekanan (kPa)

R=8.314; //satuan gas-ideal

T0=500; //temperature (Kelvin);

ct0=p0/(R*T0);

k=0.7;

KC=0.05;

kc=0.2;

ct0=0.2;

FT=F(1)+F(2)+F(3)

ra=-k*ct0*((F(1)/FT)-ct0/KC*(F(2)/FT)*(F(3)/FT));

dF(1)=ra;

dF(2)=-ra-(kc*ct0*(F(2)/FT));

dF(3)=-ra

endfunction

clear

clc

//Example 4.8-membrane reactor "Foggller 4ed"

getf(‘E:\Latihan ODE\membranereactor.sci’)

F0=[10;0;0]; //molar flow mula2

V0=0; //vol awal

V=0:10:500; //volume membrane reactor

F=ode(F0,V0,V,membranereactor);

V=V';

F=F';

disp("Volume Propane Propene Hydrogen")

disp("——————————————–")

disp([V F])

disp("——————————————–")

clf

plot2d(V,F,[2 3 6]);

xtitle(‘Propane Dehydrogenation – Profil Molar Flow VS Volume Membrane Reactor’,’Volume Membrane Reactor (dm3)’,’Molar Flow (mol/min)’)

legend(["Propane";"Propene";"Hydrogen"]);

xgrid(1);

Bmax=F(10,2); //Molar flow B max

vbmax=V(10,1); //vol. saat B max

fafinal=F(51,1); //molar flow A akhir

X=((F0(1,1)-fafinal)/F0(1,1))*100; //konversi terhadap A

disp(‘Molar Flow Propene Maximum (mol/min) :")

disp(Bmax)

disp(‘Untuk menghasilkan Propene Max. dibutuhkan Volume Membrane Reactor (dm3) :")

disp(vbmax)

disp(‘Molar Flow Propane Akhir (mol/min) :")

disp(fafinal)

disp(‘Konversi akhir terhadap Propane yang dapat dicapai :")

disp(X)

JAWABAN CONSOLE

Molar Flow Propene Maximum (mol/min) : 3.5876529

Untuk menghasilkan Propene Max. dibutuhkan Volume Membrane Reactor (dm3) : 90.

Molar Flow Propane Akhir (mol/min) : 3.995179

Konversi akhir terhadap Propane yang dapat dicapai : 60.04821

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>