Di sini, melalui video, langkah demi langkah membangun simulasi proses hidrodealkilasi toluena dalam Aspen Hysys akan diberikan, yang meliputi:
Cara memilih model termodinamika
Bagian Reaktor (Uraian rinci baca disini)
Mendefinisikan paket fluida (komponen, model termodinamika, reaksi)
Memasang aliran bahan, heat exchanger dan reactor
Memasang heat exchanger (lengkap), flash separator, tee, pompa, case study, adjust
Bagian Separator (Uraian rinci baca disini)
Memasang kolom I (Boiled Absorber), menentukan tekanan operasi kolom dengan menghitung tekanan dew point dan tekanan bubble point
Memasang kolom distilasi kedua yang didahului dengan menghitung jumlah tray menggunakan shortcut column
Menyelesaikan simulasi lengkap (tiga recycle dan perkiraan laju alir tambahan hidrogen)
Menyambung bagian reaktor dan separator, dan memecah aliran luaran reaktor menjadi purge dan recycle
Menambahkan bagian separator dan memasang alat pemisah tambahan untuk mengurangi laju alir biphenyl dalam aliran recycle toluena overhead menjadi 1 lbmol/jam dan menarik aliran produk biphenyl sebagai bottom
Menghitung neraca CH4 agar nol agar tidak ada akumulasi dalam sistem, menetapkan laju umpan H2 masuk reaktor untuk menjaga rasio molar H2:toluena = 4, dan menutup recycle.
Flowsheet proses
Uraian Proses
Proses ini adalah mengubah toluena menjadi benzena untuk pemakaian dalam pembuatan sikloheksana, prekursor nilon. Dalam hal ini, toluena diubah menjadi benzena melalui lintasan reaksi dasar yang melibatkan
C7H8 + H2 –> C6H6 + CH4
yang diikuti oleh reaksi samping
2C6H6 –> C12H10 + H2
Reaksi berlangsung tanpa katalis pada suhu 1268oF dan tekanan 494 psia dengan konversi toluena menjadi benzena 75% dan 2% dari benzena yang dihasilkan diubah menjadi biphenyl. Kapasitas pabrik didasarkan pada konversi 274,2 lbmol/jam toluena, atau kira-kira 200 MMlb/tahun, dengan asumsi operasi 330 hari per tahun.
Umpan hidrogen dibuat sangat berlebih untuk mencegah deposisi karbon dan menyerap banyak panas dari reaksi hidrodealkilasi. Untuk mencegah pemisahan yang mahal produk metana dari gas hidrogen, aliran sisih (purge) digunakan dimana metana keluar proses, tak dapat dihindari dengan jumlah yang hampir sama dengan hidrogen.
Aliran umpan toulena dan hidrogen dianggap tersedia pada tekanan tinggi, diatas yang diperlukan dalam reaksi hidrodealkilasi, yaitu: 569 psia dengan suhu 75oF. Sebelum masuk reaktor, umpan dipanaskan menjadi 1200oF dimanas pans diambil dari luaran reaktor yang dikondensasi sebagian. Luaran reaktor didinginkan dengan cepat menjadi 1150oF, terutama untuk mencegah kebutuhan HE suhu tinggi yang mahal, dan dikirim ke HE umpan/produk. Disana, aliran didinginkan ketika memanaskan capuran umpan dan bahan kimia recycle ke 1000oF. Aliran didinginnkan lebih lanjut ke 100oF, suhu dari pemisah flash. Lebih jelasnya lihata disini.
Cairan dari pendinginan adalah produk bagian reaktor, yang sebagian darinya direcycle untuk mendinginkan luaran reaktor. Produk uap direcycle setelah sebagian disisihkan untuk menjaga metana agar tidak menumpuk dalam proses. Recycle ini ditekan sampai tekanan umpan, 569 psia. Kembali ke HE umpan/produk, campuran umpan panas keluar pada 1000oF dan dikirim ke tanur gas-api untuk pemanasan lanjut menjadi 1200oF, suhu umpan ke reaktor.
Pustaka
W. D. Seider, J. D. Seader, D. R. Lewin, Product & Process Design Principles, John Wiley & Sons, 2004.
Elkimkor 