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%