Process Flow Sheeting

1. Process Flow Sheeting Department of Chemical Engineering University of Indonesia

2. Flow Sheet • Model diagram dari suatu proses • Memperlihatkan pengaturan dari peralatan yang dipergunakan dalam suatu proses Diantaranya : • stream connections • names of streams • stream flow rates • compositions • and operating conditions (temp., Pressure) • instruments • optional details of streams: • molar • physical data (, ) • code no. of streams • Enthalpies compositions of streams • Brief description of stream

3. Jenis Diagram Proses • Block Diagram • Process Flow Diagram • Material Flow Sheet • Energy Flow Sheet • Information Flow Diagram • Piping & Instrumentation Diagram

5. 1. Block Diagram Bentuk tersederhana yang bisa dipresentasikan • Setiap Block dapat mewakili • Peralatan proses tunggal atau • Tahapan lengkap didalam suatu proses • Untuk proses-proses yang kompleks, Penggunaan block diagram terbatas untuk memperlihatkan keseluruhan proses yang mewakili tahapan yang utama Keterbatasan :  Berguna untuk menggambarkan aliran proses dalam bentuk sederhana akan tetapi memiliki keterbatasan hanya sebagai sebagai dokumen engineering. • Laju aliran proses dan komposisi bahan (reaktan dan produk) ditampilkan dalam informasi yang terbatas atau dalam bentuk tabel yang terpisah

6. Liquid storage LS- 01 Reactor R-04 Mixing M-03 Liquid storage LS- 02 Block Diagram For recycling

7. Contoh • Oksigen murni diproduksi dengan pencairan udara dan didistilasi untuk mendapatkan oksigen dan nitrogen murni. Udara masuk dikontakan dengan larutan potassium hydroxide didalam kolom absorpsi CO2 untuk menghilangkan carbon dioxide. Udara (yang telah bebas carbon dioxide) lalu dikirim melalui kompresor untuk meningkatkan tekanan menjadi 200 atm. Dalam proses ini temperatur naik menjadi 50 C dan didinginkan menjadi 30 C dalam HE menggunakan air. Udara yang dihasilkan pada 200 atm dan 30 C didinginkan menjadi -30 C dalam pendingin satu tingkat dan dilajutkan dengan pendinginan sampai -180 C pada pendingin dua tingkat. Udara yang telah dicairkan (campuran dari N2 dan O2) kemudian didistilasi didalam kolom distilasi untuk mendapatkan 98% N2 dan 2% O2 dan bagian bawahnya 99% O2 dan 1% N2. • Gambarkan block diagram untuk proses diatas dan indikasikan keseluruhan aliran proses dengan panah dan penamaan untuk keseluruhan aliran dan unit prosesnya dengan tekanan, temperatur dan komposisi sebagaimana dideskripsikan diatas

8. KOH Water CO2 free air Air Compressed air 50 0C 200 atm CO2 Water Cooled air - 30 0C 200 atm Cooled air 30 0C 200 atm Liquefied Air Mixture -180 0C Distilled product N2 98% O2 2% Bottom product O2 99% N2 1% Absorption Tower Absorption Tower Absorption Tower Heat Exchanger Heat Exchanger Heat Exchanger Compressor Compressor Compressor Cooler Cooler Cooler Cooler Distillation unit

9. 2. Process Flow Diagram (PFD) • Dokumen bergambar (pictorial document) yang memperlihatkan suatu process layout dengan simbol-simbol standard • Peralatan sebaiknya digambarkan dalam pendekatan skala sebaenarnya (terutama untuk peralatan utama) • Setiap peraltan harus diberi label • PFD memperlihatkan urutan atau barisan dari unit-unit operasi dan hubungan antar aliran Is shown the sequence of unit operations and stream connections Slide 7 • Biasanya memasukkan juga bagian-bagian lainya yang berkaitan dengan kelancaran proses • circulating oil • air • water • Steam • flue gas • refrigeration, etc. Slide 8

10. Karakteristik PFD • Ketebalan garis – 1.2 mm (tebal) untuk aliran utama – 1.0 mm (medium) untuk aliran recycle – 0.7 mm (medium) utuk secondary lines – 0.4 mm (tipis) untuk tertiary lines – 0.5 mm (tipis) untuk services

11. Slide 6

12. Fragment of PFD Slide 6

13. Typical Flow diagrams

14. Typical Flow diagrams

15. Typical Flow diagrams

16. Typical Flow diagrams

17. Heat exchanger Sealed tank Reactor Fluid contacting column Tray column Standard symbols

21. 3. Material Flow Sheet • Digambar dengan simbol standard dan diberi label dan termsuk semua data-data yang diperlukan • Jika tidak ada ruang untuk pemberian label dari peralatan maka dapat ditempatkan dibagian bawah gambar • Berikut data-data yang biasa ditampilkan dalam beberapa cara: • Laju alir dari setiap komponen • Total aliran dari suat laju alir • Persentasi dari komponen (bahan) • Metode paling sederhana yang cocok untuk proses-proses sederhana dengan sedikit peralatan • Tabulasi data dalam block sepanjang aliran proses Slide 14 • Metode yang lebih baik yang dapat diterapkan untuk seluruh proses yang kompleks • Garis aliran diberi nomor dan data yang ditabulasi ditempatkan pada bagain atas atau bawah gambar. (ditas dan bawah equipment layout) Slide 15

22. N Component Flow rate T P N Component Flow rate T P C1 R2 Equipment key C1 Column R2 Reactor Slide 13

25. 4. Energy Flow Sheet • Energy balance dipergunakan untuk menentukan seberapa besar energi yang dipakai dalam suatu proses • Pemanasan, pendinginan, dan daya diperlukan Yang ada dalam energy flow sheet: • Inlet dan outlet laju alir energi diperlihatkan terpisah untuk setiap peralatan • Termasuk: • - energi (dihitung dengan bentuk entalpi total atau menggunakan data specific capacity) untuk setiap komponen disemua aliran(inlet dan outlet) • Kondisi proses dari semua aliran inlet dan outlet • Kondisi proses dari peralatan tertentu

26. Energy Balance Sheet

27. 5. Information Flow Diagram (IFD) • Digunakan dalam program simulasi • Digambarkan dalam bentuk block • Setiap blok menggambarkan modul yang diperhitungkan dalam program simulasi, biasanya unit proses atau bagian dari unit proses • Unit-unit yang tidak berubah komposisinya atau temperatur atau tekanan diabaikan dalam dari IFD • Tapi operasi lainnya yang tidak diperlihatkan dalam process flow diagram (PFD) sebagai bentuk aktual dari peralatan, tapi dapat menyebabkan perubahan dalam komposisi aliran maka harus diperlihatkan. • Aliran informasi diperlihatkan dalam bentuk garis dan panah

28. 5. Piping & Instrumentation Diagram (P & I D) • Memperlihatkan detail engineering dari peralatan, instrumen, perpipaan, valve dan fitting dan pengaturannya satu sama lain • Terkadang disebut dengan Engineering Flow Sheet atau Engineering Line Diagram atau P&WD (piping and writing diagram) • P & I mencakup: • Keseluruhan peralatan proses yang diidentifiaksi dengan penomoran • Keseluruhan pipa yang diidentifikasi dengan penomoran aliran. Ukuran pipa dan materialnya diperlihatkan (material biasanya termasuk sebagai bagian dari penomoran identifikasi) • Semua valve dengan nomor identifikasi dan juga jenisnya dan ukurannya • Pompa diidentifikasi dengan kode nomor • Seluruh kontrol loop dan instrumen diidentifikasi

30. Contoh P&ID

31. Connection to process, or instrument supply Pneumatic signal Electric signal Capillary tubing (filled system) Hydraulic signal Electromagnetic or sonic signal (guided) Internal system link (software or data link) Source: Control Engineering with data from ISA S5.1 standard Common connecting lines

32. P&ID

33. Instrument Identification