Tugas Mata Kuliah Unit Operasi II Mekanika Fluida Dosen Pengampu : IR. DIYONO IKHSAN, SU Kompresi Gas Amonia dari Tangki Tekanan 2 atm Suhu Kamar ke Reaktor Urea Tekanan 400 psia
Disusun oleh Kelompok 5 Bagas Prasetya Kurniawan
(21030113120027)
Erdita Aprilia Yuga Pamujo
(21030113120018)
Farhan Hekmatyar Dwinanda
(21030112170001)
Ihdina Sulistianingtias
(21030113140124)
Noer Indah Ardiani
(21030113140121)
Rakhmat Adiwijaya
(21030113130181)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015
BAB I PENDAHULUAN I.1 Sistem Transportasi Aliran Fluida Zat dalam fasa cair maupun gas dapat di kategorikan sebagai fluida atau zat alir. Zat cair akan mengalir dengan sendirinya dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah atau dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Sedangkan gas akan mengalir dengan sendirinya dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Ditinjau pengaruh yang terjadi bila terjadi perubahan tekanan, fluida dibagi menjadi 2 jenis : -
Fluida tak mampat (incompressible), apabila mengalami perubahan tekanan tidak terjadi perubahan sifat fisis terutama kerapatan massa (densitas), atau sifat fisisnya
-
relatif tetap. Contoh: fluida yang non volatil (air, minyak berat, air raksa). Fluida mampat (compressible), apabila mengalami perubahan tekanan, juga akan terjadi perubahan sifat fisis terutama kecepatan massanya. Contoh: fluida yang volatil, gas, steam. Penanganan fluida adalah aktivitas yang sangat penting pada sebagian besar proses plant. Transportasi fluida dari satu tempat ke tempat lain juga perlu diperhatikan. Transportasi fluida dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan pengangkutan yang menggunakan tempat (wadah), dan dengan pengaliran fluida pada jaringan pengaliran yang sudah ditentukan. Cara pengaliran fluida ada 2 macam, yaitu sistem terbuka yang berhubungan dengan udara luar dan sistem tertutup yang biasanya menggunakan pipa. Sistem perpipaan berfungsi untuk mengantarkan atau mengalirkan suatu fluida dari tempat yang lebih rendah ke tujuan yang diinginkan dengan bantuan mesin atau pompa. Misalnya pipa yang dipakai untuk memindahkan minyak dari tangki ke mesin, memindahkan minyak pada bantalan-bantalan dan juga mentransfer air untuk keperluan pendinginan mesin ataupun untuk kebutuhan sehari-hari di atas kapal serta masih banyak lagi fungsi lainnya.
Dalam suatu industri besar, tempat bahan baku, peralatan (equipment) proses fisika, kimia maupun tempat produk pada umumnya berjauhan. Hal ini dapat disebabkan karena peralatan tersebut mempunyai ukuran yang cukup besar, disamping itu juga ada pertimbangan keselamatan dan kesehatan. Oleh karenanya untuk pendistribusian bahan baku, peralatan proses sampai dengan tempat penyimpanan produk diperlukan alat pengangkutan bahan (transportasi bahan). Alat pengangkutan bahan ini dibagi berdasarkan fase dari bahannya, yaitu fase padat, cair dan gas. Pada pengangkutan gas amonia dalam makalah ini menggunakan sistem transportasi fluida gas dengan menggunakan alat kompresor. Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk mengalirkan atau memindahkan fluida seperti udara dan gas kompresibel dengan cara meningkatkan tekanannya. Jenis kompresor ini dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu kompresor positif dan kompresor nonpositif. Kompresor positif itu dimana gas diisap masuk kedalam silinder dan dikompresikan, dan untuk kompresor non positif itu dimana gas yang diisap masuk dipercepat alirannya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetik untuk menaikkan tekanan. Prinsip kerja kompresor dan pompa adalah sama, kedua mesin tersebut menggunakan energi luar kemudian diubah menjadi energi fluida. Pada pompa, di nossel ke luarnya energi kecepatan diubah menjadi energi tekanan, begitu juga kompresor pada katup ke luar udara mampat mempunyai energi tekanan yang besar. Secara umum, faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan pompa diantaranya adalah kapasitas, head, sifat cairan, tipe pompa, dan ukuran pompa. Hukum-hukum yang berlaku pada pompa dapat diaplikasikan pada kompresor. Berbeda dengan pompa yang klasifikasinya berdasarkan pola aliran, klasifikasi kompresor biasanya berdasarkan tekanannya atau cara pemampatannya. Pada makalah ini akan dibahas tentang kompresor dan spesifikasinya, tenaga kompresor dan pemilihan kompresor yang cocok untuk proses kompresi gas amonia dari tangki tekanan 2 atm suhu kamar ke reaktor urea tekanan 400 psia.
I.2 Amonia a. Karakteristik Umum Amonia Amonia (NH3) adalah gas tidak berwarna berbau tajam dan sangat larut dalam air terdiri dari nitrogen dan hidrogen. Amonia adalah senyawa yang stabil dan berfungsi sebagai bahan awal untuk produksi banyak senyawa nitrogen yang penting secara komersial. Amonia yang digunakan secara komersial dinamakan ammonia anhidrat. Amonia anhidrat menunjukkan tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33 °C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi
atau temperatur amat
rendah.
Walaupun
begitu, kalor
penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. amonium hidroksida adalah larutan NH3 dalam air. Amonia umumnya bersifat basa (pKb=4.75), namun dapat juga bertindak sebagai asam yang amat lemah (pKa=9.25). Sebagian besar amonia diperoleh dengan cara pembuatan sintetis di pabrik dan sebagian kecilnya diperoleh dari hasil samping suatu reaksi. Penggunaan gas amonia bermacam-macam ada yang langsung digunakan sebagai pupuk, pembuatan garam nitrat dan asam nitrat, berbagai jenis bahan peledak, pembuatan senyawa nitro dan berbagai jenis refrigeran. Dari gas ini juga dapat dibuat urea dan hidroksilamina.
b. Sifat Kimia Amoniak
Amonia merupakan gas alkali. PH larutan 1% adalah sekitar 11,7. Amonia dalam kontak dengan bahan kimia tertentu lainnya termasuk merkuri, klorin, yodium, bromin, kalsium, oksida perak atau hipoklorit dapat membentuk senyawa eksplosif. Amonia gas dapat bereaksi dengan nitrogen oksida dan asam kuat. Amonia sangat korosif terhadap tembaga dan mengandung tembaga
paduan. Peralatan kontak dengan amonia seharusnya tidak mengandung unsur tersebut. Reaksi eksotermis antara ammonia dan CO2 menghasilkan urea, diperoleh dari yang menghasilkan karbamat, selanjutnya ammonia karbamat diuraikan dengan reaksi endotermis menjadi urea dan air. Reaksi yang terjadi adalah : 2NH3 + CO2 → NH2COONH4 NH2COONH4 → NH2CONH2 + NH3 Reaksi antar CO2 dan NH3 menjadi urea berlangsung secara bolak balik dan sangat dipengaruhi oleh tekanan, temperatur, komposisi, dan waktu reaksi.
c. Sifat Fisik Amoniak
Tabel di bawah ini merangkum sejumlah data fisik umum dari amoniak :
BAB II PEMBAHASAN II.1 Spesifikasi Alat
Tangki penyimpanan amonia AST-1 dan AST-2
Nama Alat
Ammonia storage tank
Fungsi Alat
Tempat penyimpanan amonia sementara sebelum menuju unit reaktor
Kode Desain
ASME, AD MERKBALTTER, PD 5500, CODAP 2000
Bahan Konstruksi
Stainless steel
Bentuk
Silinder horizontal
Volume
500 m3
Dimensi
r = 4 m , h = 10 m
Jumlah
2 buah tangki
Suhu Operasi
30oC
Tekanan Operasi
2 atm
Fase Penyimpanan
gas
Densitas Zat
1,3675 gr/L
Waktu Tinggal Zat
17 menit
Alat Pendukung
Sensor dan pressure control
Kompressor CMP-1
Nama Alat Fungsi Alat
Kompresor Mengalirkan atau memindahkan fluida seperti udara dan gas kompresibel
Jenis Kondisi Operasi Rasio Kompresi Daya Kompressor
dengan cara meningkatkan tekanannya Reciprocating compressor Input : P1 = 2 atm, T = 30oC Output : P2 = 7,377 atm, T = 136,53oC 1 : 3,689 994,138 HP
CMP-2
Nama Alat Fungsi Alat
Kompresor Mengalirkan atau memindahkan fluida seperti udara dan gas kompresibel
Jenis Kondisi Operasi Rasio Kompresi Daya Kompressor
dengan cara meningkatkan tekanannya Reciprocating compressor Input : P1 = 7,377 atm, T1 = 56,63oC Output : P2 = 27,21 atm, T2 = 172,49oC 1 : 3,689 459,082 HP
Intercooler INT-1
Nama Alat Fungsi Alat
Intercooler Menurunkan suhu fluida yang naik akibat adanya kompresi dari compressor pertama sehingga dapat menurunkan kerja total Shell and tube Input : P1 = 7,377 atm, T1 = 136, 53oC Output : P2 = 7,377 atm, T2 = 56,63oC
Jenis Kondisi Operasi
Reaktor amonia USR-1
Nama Alat
Urea synthesis reactor
Fungsi Alat
Tempat terjadinya reaksi antara gas ammonia dengan gas CO2 membentuk urea dan ammonium karbamat
Kode Desain
Bahan Konstruksi
ASME SEC VIII Div-1 or Div-2 (Latest version) Shell : ASME SA 516 Gr. 70/ASME SA 724 B Lining : Titanium ( ASTM B 265 Gr.2/KS50) (6,5,4,3 mm thick) (Thickness starting from bottom. Length of liner: 6 mm-min up to 6 meters, 5 mmmin 3 meters, 4 mm-min 3 meters and 3 mm- remaining length.). Bottom dished end Ti thickness-min 6 mm and top dished end Ti thickness-min 5 mm. Silinder vertikal
Bentuk 600 m3 Volume r = 2,6 m , h = 29 m Dimensi 1 reaktor Jumlah 85,595oC (358,595 K) Suhu Operasi 400 psia Tekanan Operasi Insulasi panas Alat Pendukung II.2 Kondisi Operasi
Tangki penyimpanan ammonia (AST-1 dan AST-2) P : 2 atm = 29,4 psia T : 30oC (suhu masuk kompresor) Kompressor-1 & 2 dan Intercooler-1 a. Kompressor-1 (USR-1) Kondisi input : P1 : 2 atm T1 : 30oC Kondisi output : P2 : 7,377 atm T2 : 136, 53oC (409,53 K) Intercooler-1 T3 : 136, 53oC (409,53 K) → 56,63oC (329,63 K)
b. Kompressor-2 Kondisi input : P4
: 7,377 atm
T4
: 56,63oC (329,63 K)
Kondisi output :
P5
: 27,2 atm
T5
: 172,49oC (445,49 K)
Reaktor (USR-1) P : 27,2 atm = 400 Psia T : 172,49oC (445,49 K)
II.3 Debit Aliran Kapasitas aliran gas amonia yang di transportasikan dari tangki penyimpanan ammonia menuju reaktor ammonia adalah 5 ton/jam. Dengan mengetahui kapasitas aliran gas ammonia, maka kita dapat menghitung banyaknya volume gas yang mengalir per satuan waktu atau biasa disebut debit aliran. Pada transportasi gas ammonia ini, terdapat perbedaan debit aliran pada aliran setiap tangki penyimpanan dengan debit aliran pada aliran utama yang menuju ke kompresor. Debit aliran pada aliran keluar setiap tangki adalah 0,50782 m 3/s. Setelah gas melewati kompresor pertama, maka gas akan mengalami perubahan densitas yang disebabkan karena kenaikan suhu dan tekanan yang menyebabkan perubahan debit aliran begitu seterusnya hingga gas melewati kompresor kedua dan akhirnya masuk ke dalam reaktor. Namun pada aliran setelah kompresor kedua yang menuju ke reaktor, debit harus dijaga konstan sebesar 0,08837 m3 /s . Debit dijaga konstan dengan menggunakan pressure control dan flow control sehingga densitas aliran sebelum masuk reaktor konstan.
II.4 Pemilihan Jenis Pipa dan Kompressor Material pipa ada berbagai jenis. Untuk menentukan material, terutama untuk industri, faktor yang paling penting adalah fluida apa yang mengalir di dalamnya. Selain itu, kondisi luar dari pipa juga mempengaruhi. Pada kompresi gas amoniak ini menggunakan pipa jenis logam yaitu stainless steel dengan schedule 40 untuk tekanan 2 atm dengan diameter 0,9 ft dan 80 untuk tekanan 27,2 atm dengan diameter 0,6 ft, dan panjang pipa lurus 53 ft,. Gas amoniak merupakan gas yang dapat menyebabkan korosi. Sehingga diperlukan bahan pipa yang tahan terhadap korosi . Stainless steel merupakan corrosion resistance alloy, yaitu campuran logam yang tahan terhadap korosi. Sehingga pemilihan material pipa dari bahan stainless steel ini cocok digunakan untuk pengaliran gas amoniak. Liquid vortex flow meter
Liquid vortex flow meter Dasar kerja alat ini adalah tergantung adanya arus olakan yang terjadi pada objek sampai terjadi vortex, besarnya vortex yang terjadi pada objek sesuai dengan laju alir fluida yang bisa disensor secara elektronis dan bisa dikonverssi kan sebagai sinyal yang terkontrol secara otomatis. Jumlah gas yang masuk kedalam kompresor tetap 5 ton/jam, karena perancangan pada dasarnya adalah dalam kapasitas 5 ton/jam.
Elbow 900
Digunakan elbow 900 untuk merubah arah perjalanan, perlu ditekankan bahwa dalam transportasi fluida dalam bentuk gas, maka sebaiknya sambungan diusahakan tidak terlalu banyak. Gate Valve
Digunakan untuk menutup aliran fluida dari kolom destilasi. Hal ini digunakan untuk mengantisipasi adanya kerusakan lebih lanjut bila terjadi ledakan disuatu tempat sehingga fluida (gas bahan bakar) tidak tersuplai terus kedalam tangki spheris. Selain itu, penggunaan gate valve pada umumnya digunakan untuk mengatur aliran masuk dan keluar fluida.
Proses Kompresi menggunakan kompresor kerja positif (Positive Displacement Compressor) jenis Reciprocating compressor. Kompresor jenis positif displacement bekerja dengan cara memasukkan udara ke ruang tertutup, lalu pada saat yang sama volume ruangnya diperkecil, dengan demikian tekanan di dalam ruang dengan sendirinya akan naik. Karena kompresor multistage, maka antar stage diberi pendingin (intercooler) untuk memperkecil kerja total.
II.5 Sistem Desain Perancangan
Pada kasus ini diinginkan untuk mentransportasikan fluida berupa gas amonia dari tangki penyimpanan amonia menuju ke reaktor sintesis urea. Tangki penyimpanan dirancang sebanyak 2 buah agar menghindari hal-hal yang tidak diinginkan seperti rusak atau kebocoran. Amonia pada setiap tangki penyimpanan dijaga pada tekanan 2 atm dan suhu 30 oC, sedangkan reaktor sintesis urea beroperasi pada tekanan 400 psia (27,21 atm). Setiap tangki penyimpanan dipasang alat tambahan berupa pressure control dan sensor terhadap bau yang terhubung langsung dengan valve. Pressure control berfungsi untuk mengatur tekanan yang ada pada tangki penyimpanan, apabila sewaktu-waktu terjadi penurunan tekanan secara tibatiba, maka secara otomatis valve yang terhubung dengan alat pressure control akan terbuka lebih besar sehingga banyak gas yang masuk ke tangki dan tekanan normal kembali. Sensor bau berfungsi apabila sewaktu-waktu terjadi kebocoran, maka sensor ini akan bekerja dengan menutup valve aliran yang masuk ke tangki serta membuka valve aliran pintasan keluar tangki sebesar-besarnya sehingga banyaknya gas yang bocor keluar tangki menjadi sedikit. Pada keadan steady, waktu tinggal gas amonia di dalam tangki penyimpanan sebesar 17 menit. Setelah melalui aliran setiap tangki, maka tiap aliran akan bergabung di satu node menjadi aliran utama. Di dekat aliran utama, dipasang pressure control yang
terhubung pada valve. Pressure control ini berfungsi untuk mengontrol tekanan yang berubah disebabkan karena adanya akumulasi gas pada titik pertemuan (node). Apabila tekanan berubah, maka secara otomatis, valve pada aliran keluar tiap tangki akan berubah juga. Kemudian setelah melalui titik pertemuan terdapat flow control yang berfungsi untuk mengatur debit aliran agar cenderung konstan sebelum masuk ke compressor pertama. Gas mengalami kompresi pertama pada compressor pertama (CMP-1), akibat kompresi, suhu gas menjadi naik, maka aliran akan dilewatkan ke intercooler (INT1). Setelah itu, gas kembali di kompresi lagi pada compressor kedua (CMP-2). Setiap segmen alat, diberi valve yang terbuka penuh (fully open) dengan tujuan apabila sewaktu-waktu alat mengalami kerusakan, valve hanya tinggal ditutup saja. Reactor beroperasi pada tekanan 400 psia. Aliran gas sebelum menuju reactor (USR-1), dipasang pressure control dan flow control yang berfungsi untuk mengatur tekanan dan debit sebelum menuju reaktor karena apabila tekanan dan debit inlet ke reaktor berubah, dikhawatirkan kesetimbangan reaksi di dalam reaktor akan terganggu. II.6 Perhitungan Perancangan a. Perancangan Tangki Penyimpanan Amonia Bentuk tangki : silinder horizontal, mengikuti standar internasional yang ada serta paten-paten desain tertentu seperti ASME, AD MERK BALTTER, PD
5500, CODAP 2000. Massa jenis gas ammonia (BM=17) di dalam tangki penyimpanan (2 atm, 30oC): PV =nRT
P=
m RT BM x V
ρ=
P x BM R xT
2 atm .17 ¿ 0,08205 L
gr mol
atm K . 303 K mol
¿ 1,3675 gr / L
Mass flow rate ammonia dari tangki menuju unit reactor : 5 ton/jam, maka volumetric flow rate-nya jika sebelum masuk compressor pertama, tekanan dan suhu (2 atm, 30oC) tidak berubah :
m 5ton/ jam 5 x 10 6 gr / jam V= = = =3.656 .307,13 L/ jam ρ 1,3675 gr / L 1,3675 gr /L
Volumetric flow rate yang di dapat sebesar 3.656 .307,13 L/ jam
m3/s. Kemungkinan yang mungkin bisa terjadi pada tangki penyimpanan ammonia
atau 1,01564
adalah tekanan tiba-tiba turun dan terjadi kebocoran gas. Untuk mengatasi hal tersebut, maka digunakan 2 tangki penyimpanan gas ammonia yang dilengkapi dengan pressure control dan sensor terhadap bau yang dapat dihubungkan
dengan valve. Volumetric flow rate setiap tangki : 1,01564 m3 /s V= =0,50782 m3 / s 2
Setiap tangki artinya memiliki volume tangki minimum 0,50782 m3. Kapasitas tangki penyimpanan ammonia yang tersedia di pasaran sekitar 0,5 m3-
500 m3. Setiap tangki yang akan dirancang memiliki volume yang lebih besar dari volume tangki minimum yang didapat, tujuannya adalah untuk menghindari halhal yang tidak diinginkan. Maka, setiap tangki akan dirancang dengan volume
500 m3. Panjang tangki diinginkan 10 m, maka jari-jari tangki yang harus di buat adalah : 2
V =π r h
3
2
500 m =π r 10 m
r=
√
500 m3 π .10 m
r=3,99 m ≈ 4 m
Waktu tinggal gas amonia di dalam tangki pada keadaan steady dapat dihitung dengan: τ=
V 500 m3 = =984,60 s ≈ 17 menit v 0 0,50782 m3 /s
Apabila terjadi kebocoran pada salah satu tangki, maka sensor yang telah dipasang akan member perintah kepada valve untuk menutup aliran masuk kedalam tangki serta membuka sebesar-besarnya valve pada aliran keluar tangki.
b.
Perhitungan Debit
Debit aliran setelah mengalami intercooler kedua sebelum masuk ke reaktor (P= 27,2 atm, 358,595 K) : PV =nRT
m P= RT BM x V
P x BM ρ= R xT
27,2 atm. 17 ¿ 0,08205 L
gr mol
atm K . 358,595 K mol
¿ 15,715 gr / L 6
ton 5 x 10 gr 3 m jam jam L m V= = = =318.167,356 =0,08837 ρ gr gr jam s 15,715 15,715 L L 5
c. Perhitungan Diameter Pipa Pipa dari tangki ammonia ke kompresor 0.45 0.13 Menggunakan persamaan D i optimal=3,9 ×Q f × ρ Qf
di mana,
3
ft = laju alir volumetrik ( detik ) 3
Qf =0,50782 m / s =17,93 ft3/s lb ρ = density ammonia ( ft 3 ) ρNH3 = 1,3675 gr / L = 0,08537 lb/ft3 Q f 0,45 0,13 Di optimal = 3,9 x xρ = 3,9 x (17,93 ft3/s)0,45 x (0,08537 lb/ft3)0,13 = 10,38 in Tekanan 2 atm maka, schedule 40, Di nominal = 11,938 in = 0,9 ft
Pipa dari kompresor ke reactor urea 0.45 0.13 Menggunakan persamaan D i optimal=3,9 ×Q f × ρ
di mana,
ft 3 = laju alir volumetrik ( detik )
Qf
Qf =0,08837 m3/s = 3,1207 ft3/s lb ρ = density ammonia ( ft 3 ) ρNH3 = 15,715 gr / L = 0,9808 lb/ft3 Di optimal
Qf
= 3,9 x
0,45
x ρ0,13
= 3,9 x (3,1207 ft3/s)0,45 x (0,9808 lb/ft3)0,13 = 6,492 in Tekanan 27,2 atm maka, schedule 80, Di nominal = 7,625 in = 0,6 ft d. Perhitungan Kompresor Rasio tekanan kompresor 2 atm – 8 atm 4 kali
: 8 atm – 27,21 atm :
3,4 kali
Agar stage memiliki perbandingan yang sama maka
√ 2
27,21 2
= 3,689 kali
Maka tekanan pada tiap stage : 2 atm – 7,378 atm
: 7,378 atm – 27,21 atm
Dengan rasio kompresi = 1 : 3,689
Konversi 2 atm = 4232,434 lb/ft2 7,378 atm = 15613,5 lb/ft2 Kompresor 1 Cp NH3 = 6,7 + 0,0063 T Cv = Cp – R
5 ton/jam 27,21 atm
= 3,0625 lb/s = 57582,26 lb/ft2
sehingga Cp NH3 = 8,609 cal/mol.K
8,609 – 1,9872 = 6,59 cal/mol.K K = Cp / Cv 8,609 cal/mol.K : 6,59 cal/mol.K = 1,306 p x Bm ρ = R x T = 1,3675 gr/L = 0,085 lb/ft3 maka V = m/ ρ 3,0625 lb/s V = 0,085lb/ft 3
= 36,029 ft3/s
Suhu keluar kompresor P2 T2 = T1 ( P 1 ) R/Cp 7,378 atm T2 = 303 K ( ) 1,9872/8,609 2atm T2 = 409,53 K Suhu keluar Intercoler 1 ( µ = 0,75 ) T3’ = T2 – ( µ ( T2 – T1)) T3’ = 409,53 K – ( 0,75 (409,53 K - 303 K)) T3’ = 329,63 K Daya Kompresor k P2 ¿ W = k−1 P1 V [( P 1 k-1/k-1] W=
1,301 1,301−1
15613,5lb/ ft 2 ¿ 4232,434 lb/ft 2
x 4232,434 lb/ft2 x 36,029 ft3/s [(
1,301-1/1,301
-1]
W = 546776,2086ft.lbf/s = 994,138 HP Kompresor 2 Cp NH3 = 6,7 + 0,0063 T
sehingga Cp NH3 = 8,77 cal/mol.K
Cv = Cp – R 8,77 – 1,9872 = 6,7828 cal/mol.K K = Cp / Cv 8,77 cal/mol.K : 6,7828 cal/mol.K = 1,2929
ρ=
p x Bm RxT
= 4,6121 gr/L = 0,2875 lb/ft3
maka V = m/ ρ V=
3,0625 lb/s 0,2875lb /ft 3
= 10,65 ft3/s
Suhu keluar kompresor 2 P3 T5 = T2 ( P 2 ) R/Cp 27,21atm T5 = 329,63 K ( 7,378 atm ) 1,9872/8,77 T5 = 445,49 K Daya Kompresor
1,2929-1/1,2929
W=
k k−1
P3 ¿ P2 V [( P 2
W=
1,2929 1,2929−1
k-1/k
-1]
x 15613,5 lb/ft2 x 10,65 ft3/s [(
-1] W = 252495,6388 ft.lbf/s = 459,082 HP
57582,26 lb /ft 2 ¿ 15613,5 lb /ft 2
BAB III PENUTUP III.1 Kesimpulan 1. pipa jenis logam yang digunakan yaitu stainless steel dengan schedule 40 untuk tekanan 2 dengan diameter 0,9 ft dan 80 untuk tekanan 27,2 atm dengan diameter 0,6 ft, dan panjang pipa lurus 53 ft. Sistem kompresi terdiri dari 2 stage, diantara stage dipasang intercooler untuk memperkecil kerja total. 2. Jenis kompresor yang digunakan adalah kompresor resiprocating (sesuai kondisi operasi) yang mempunyai rasio kompresi 1 : 3,689, dengan daya total kompresor 1 adalah 994,138 HP dan daya kompresor 2 adalah 459,082 HP.
DAFTAR PUSTAKA G.S. Lele. 2008. Ammonia Storage : Selection & Safety Issues. Chemical Industry Digest. http:// id.wikipedia.org/wiki/Amonia. Diakses pada tanggal 7 April 2015. http://mobile.engineeringtoolbox.com/ammonia-d_971.html. Diakses pada tanggal 7 April 2015. Ikhsan, Diyono dkk. 2002. Diktat Operasi Teknik Kimia I. Semarang: Universitas Diponegoro. Perry, H Robert. 2008. Perry’s Chemical Engineers Handbook 8th Edition. New York: McGraw Hill. Smith, J.M., Hendrick C. Van Ness, dan Michael M. Abbot. 2001. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 6th Edition. New York : McGrawHill. WPCA. 2011. Ammonia System Configuration, Site Planning, and Safety. IL Regional Technical Seminar, September 13-15. www.scribd.com/doc/101405805/40/Spesifikasi-Tangki-Penyimpanan-Amonia. Diakses pada tanggal 7 April 2015.
