Pra Perancangan Pabrik MBK (Metal Isobutil Keton) Dari Bahan Aseton Dengan Proses Hidrogenasi Kapasitas 24.000tontahun

Pra perancangan pabrik MBK (metal Isobutil Keton) dari bahan aseton dengan proses hidrogenasi kapasitas 24.000/ton/tahun

Dedik irawan (0205010002) Syaiful anwar (0205010013

Dosen pembimbing Ir. Bambang Ismuyanto, MS Susy Yuniningsih, ST.MT Teknik kimia 2008

BAB I PENDAHULUAN

1. PERKEMBANGAN INDUSTRI Metil Isobutil Keton (MIBK) mulai ditemukan proses pembuatannya pada awal perang dunia II oleh Hibernia-Scholven. Walaupun telah ditemukan proses pembuatannya, namun belun diproduksi secara massal karena kurangnya permintaan atau konsumsi MIBK oleh pabrik industri lainnya. Pada awal tahun 1965 industri cat dan thiner di Eropa mulai banyak didirikan sehingga permintaan MIBK sebagai salah satu pelarut atau Solven dalam industri cukup meningkat tajam.(wikipedia .com) Pada tahun 1975, perusahaan di Amerika mengembangkan proses pembuatan MIBK melalui hidrogenasi dalam sebuah kolom, sehingga kualitas MIBK yang didapatkan mempunyai kemurnian yang lebih baik dari pada proses produksi sebelumnya. Berawal dari proses yang dikembangkan oleh Amerika, permintaan MIBK semakin bertambah besar didalam negeri ataupun didalam negeri diantaranya adalah negara jepang, Korea, Belanda, Australia, Brazil. Jepang adalah salah satu negara pengimport MIBK paling besar sehingga pada tahun 1986 jepang mulai memproduksi MIBK dan mengeksportnya ke kawasan Asia. (wikipedia .com) Indonesia mulai menggunakan MIBK pada awal tahun 1991 dengan mengimportnya dari jepang, terutama setelah dikeluarkannya Undang-undang PMA pada tahun 1967 yang kemudian diikuti dengan adanya Undang-undang PMDA pada tahun 1968, industri cat dan thiner di dalam negeri mengalami

I-1

perkembangan yang cukup pesat. Semenjak pendirian pabrik cat baru maupun perluasan pabrik semakin gencar sehingga kapasitas produksi semakin meningkat. Hal inilah yang menyebabkan adanya peningkatan konsumsi MIBK sebagai salah satu bahan pelarut untuk industri cat, thiner dan tinta cetak sampai saat ini, dan juga permintaan dari industri lain ataupun untuk laboratorium. 1.2 PEMBUATAN Metil Isobutil Keton (C6H12O) dapat diproduksi dengan cara menghidrogenasi mesytil Oxide yang diperoleh dari aseton melalui serangkaian reaksi seperti yang diuraikan sebagai berikut : dua molekul aseton direaksikan dengan NaOH dengan temperatur reaksi 30 °C (M.B Smith & J.March 2001). Kemudian

diaseton

alkohol

(CH3C(O)CH2C(OH)(CH3)2)

yang

terbentuk

didehidrasi dengan menggunakan asam fosfat dengan temperatur 110°C - 130°C (Conant, J. B.; Tuttle, N ,1941). Untuk

menghasilkan

mesytil

oxide.

Selanjutnya

mesityl

oxide

dihidrogenasi dengan bantuan katalis logam sehingga dihasilkan Metil Isobutil Keton (MIBK) (Uhde,2005)

1.3 PENGGUNAAN Penggunaan MIBK atau metil isobutil keton dalam industri sangat bervariasi diantaranya adalah sebagai pelarut dalam industri cat dan thiner, dan

I-2

bahan pembuat tinta cetak, rubber antiozonants, sintetik organik, bahan pembuat atil amil keton, metil amil keton peroksida, poliester, fiberglass, pelarut dalam ekstraksi metal, bahan pembuat pestisida, minyak sayur, bahan larutan pembersih pengeras, parfum, antioksidan, bahan campuran penyimpanan zat kimia, pelarut untuk vernis( Smith, M. B.; March, J, 2001)

1.4 SIFAT-SIFAT BAHAN DAN PRODUK 1.4.1 Bahan Baku A. Aseton (96%) Sifat-sifat fisika : 1. Berwujud cairan bening tidak berwarna 2. Mudah menguap atau folatil 3. Mudah terbakar 4. Baunya harum 5. Spesifik grafity pada 2 °C = 0,79 6. Melting point = -94 °C 7. Boiling Point = 87 °C Sifat-sifat kimia : 1. Massa molekul relatif = 58 2. Dapat larut dalam air, alkohol dan eter pada suhu kamar 3. Sedikit larut dalam kloroform 1.4.2 Bahan Pembantu A. Natrium Hidroksida (NaOH 5%)

I-3

Sifat-sifat fisika : 1. Berbentuk liquid tak berwarna 2. Melting Point = 318,4°C 3. Boiling point = 1390°C Sifat-sifat kimia : 1. Massa Molekul relatif = 40 2. Dapat larut dalam air 3. dapat larut dalam alkohol, eter dan gliserin B. Asam Fosfat (H3 PO4 98% ) Sifat-sifat fisika : 1. Berbentuk liquid tak berwarna 2. Spesifik grafity pada 18,2°C = 0,79 3. Melting point = 42,35 °C 4. Boiling Point = 213°C Sifat-sifat kimia : 1. Massa molekul relatif = 58 2. Dapat larut dalam air, 3. Larut dalam alkohol C. Nikel (Ni) Sifat-sifat fisika : 1. Berbentuk padatan

I-4

2. Spesifik grafity pada = 8,90 3. Melting point = 1452°C 4. Boiling Point = 2900°C Sifat-sifat kimia : 1. Massa molekul relatif = 56,69 2. Tidak dapat larut dalam air dan NH3 3. Sedikit larut dalam HCL dan H2SO4 D. Hidrogen (H2) Sifat-sifat fisika : 1. Berwujud gas dan tidak berwarna 2. Spesifik grafity pada - 252,7 °C = 0,0709 3. Boiling Point = - 25,27°C Sifat-sifat kimia : 1. Massa molekul relatif = 1 2. Kelarutan = 2,1 cc pada 0°C dan 0,8 pada 80 °C 1.4.3 Produk A. Metil Isobutil Keton (MIBK) Sifat-sifat fisika : 1. Berwujud cairan tidak berwarna 2. Baunya harum 3. Spesifik grafity pada 20°C = 0,8042 4. Melting point = -84 °C 5. Boiling Point = 114 °C

I-5

Sifat-sifat kimia : 1. Rumus molekul C6H12O 2. Massa molekul relatif = 100 3. Kelarutan dalam air 29 gr per 100gr pada 20 °C

1.5 Penentuan Kapasitas Berdasarkan nilai import dan konsumsi MIBK di Indonesia maka kapasitas produksi dengan perhitungan ditentukan sebagai berikut : Import + kapasitas lama + kapasitas baru = (0.5 x Kapasitas Baru) + konsumsi Tabel 1.1 Import MIBK di Indonesia Tahun

Volume (ton)

Kenaikan (%)

2001

7.398,974

-

2002

7894,4504

6,6965

2003

8.550,7818

8,1720

2004

9.251,0710

8,1898

2005

10256,0649

10,8635

Tabel 1.2 produksi MIBK di Indonesia Tahun

Volume (ton)

Kenaikan (%)

2001

16.773,4500

-

2002

17.499,0034

4,325

2003

18.095,4471

3,4084

2004

19.450,2266

7,48869

2005

20.812,62075

6,5461

I-6

Tabel 1.3 Konsumsi MIBK di Indonesia Tahun

Volume (ton)

Kenaikan (%)

2001

24.172,42

2002 25.393,45

4,808443

26.646,23

4,70151

28.701,30

7,160194

30.979,52

7,353977

2003 2004 2005 Sumber : data statistik surabaya

Dari tabel 1.1 : kenaikan rata-rata import per tahun = 8,4805 % Dari tabel 1.2 : kenaikan rata rata Produksi per tahun = 5,442048% Dari tabel 1.2 : kenaikan rata rata konsumsi per tahun = 6,006031 % RUMUS : M1 + M2 + M 3 = M4 + M5 Dimana : Input = Output Input terdiri dari: 

jumlah impor ( M1 )



jumlah produksi (M2)



Kapasitas produksi ( M3 )

Output terdiri dari: 

Jumlah ekspor ( M4 )



Perkiraan jumlah konsumsi ( M5 )

Dengan memakai rumus : P = Po ( 1 + i )n Dimana : P

= Jumlah kapasitas yang diperkirakan

Po =

Data impor tahun terakhir

I-7

i

=

% kenaikan rata-rata

n

=

Rencana pendirian pabrik (dihitung dari data terakhir)

Dari rumusan tersebut dapat kita hitung perkiraan jumlah konsumsi, jumlah produksi dan jumlah impor MIBK tahun 2012, yaitu : a. Perkiraan jumlah impor MIBK pada tahun 2007 ( M1 ) P = =

10.256,0649 ( 1 + 0,081805)5 15.407,39237 ton

Penurunan impor karena adanya pendirian pabrik baru diasumsikan sebesar 3,5 %.

Jadi jumlah impor MIBK tahun 2012 (M1) diperkirakan sebesar

14.868,13364 ton b. Perkiraan jumlah produksi MIBK pada tahun 2007 (M 2) P = =

20.812,62075 ( 1 + 0,05442048)5 27.124,00128 ton

c. Perkiraan jumlah konsumsi MIBK pada tahun 2007 ( M5 ) P = =

30.979,52 ( 1 + 0,06006031 )5 43.959,967 ton

d. Jumlah ekspor MIBK yang diperkirakan tahun 2007 ( M4 ) M4 = 30 % dari kapasitas Produksi (M3) e. Kapasitas produksi MIBK yang diperkirakan tahun 2007 ( M3 ) M3 + M2 + M 4= M1+ M 5 (Jumlah Ekspor +Jumlah Produksi + Kapasitas Produksi = Jumlah Impor + Perkiraan Jumlah Konsumsi)

I-8

Dari persamaan di atas dapat dihitung kapasitas produksi MIBK tahun 2007, yaitu : M3 = ( M 1 + M5 ) – ( M 4 + M2 ) = (M1 + M5 ) – (0,3 M 3 + M2) M3 = (14.868,13364 + 43.959,967 ) – (0,3 M3 + 27.124,00128 ) = 24.475,18203 ton Kapasitas produksi MIBK tahun 2012 ditentukan sebesar 24.000 ton /th karena pertimbangan bahan baku, dan pangsa pasar dan pemenuhan terhadap import, export.

I-9

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES

2.1 MACAM MACAM PROSES Metil isobutil keton dapat di produksi dengan dua proses, yaitu : a. Kondensasi pada temperatur tinggi b. Kondensasi pada temperatur rendah 2.1.1 Kondensasi Aseton Pada Suhu Tinggi Proses ini dimulai dengan kondensasi aseton pada temperatur tinggi pada fase liquid dengan menggunakan katalis basa sehingga membentuk phoron dan bereaksi samping membentuk diaseton alkohol. Karena diaseton alkohol hanya sebagai produk samping, maka jika dilanjutkan dengan reaksi dehidrasi, mesityl oxide yang terbentuk hanya dalam jumlah yang kecil, sehingga pada hidrogenasi mesityl oxide hanya sedikit pula metil isobutil keton yang dihasilkan. 2.1.2 Kondensasi Aseton Pada Temperatur Rendah Proses hidrogenasi dengan kondensasi aseton pada temperatur rendah dikembangkan oleh Hibernia-Scholven yaitu dengan cara mengkondensasi aseton dengan menggunakan katalis NaOH di dalam suatu reaktor dengan temperatur reaksi 30 oC, kemudian diaseton alkohol yang terbentuk didehidrasi dengan asam fosfat pada temperatur 120 oC, sehigga dihasilkan mesityl oxide yang selanjutnya didehidrasi dengan katalis nikel pada temperatur 120 oC dan tekanan 1 atm sehingga terbentuk metil isobutil keton.

10

2.2 SELEKSI PEMILIHAN PROSES Dari dua metode pembuatan metil isobutil keton diatas, maka dipilih pembuatan metil isobutil keton dengan proses hidrogenasi dengan kondensasi aseton pada temperatur rendah. Pemilihan ini didasarkan pada hal sebagai berikut: Tabel 2-2 . Seleksi pemilihan pproses Parameter

Kondensasi tinggi

Kondensasi rendah

50 – 100 oC

30 oC

4 atm

1 atm

* Konversi

10%

80%

* Yield

45%

72%

* Kemurnian

80%

98%

Besar

Sedang

* POT

5 tahun

2 tahun

* ROI

26%

35,27%

1.aspek operasi : * Suhu * Tekanan 2. aspek proses :

3.aspek ekonomi : * Investasi

Pemilihan proses

dengan kondensasi rendah juga dapat mencegah

terjadinya proses hidrogenasi secara berlebihan oleh katalis logam sehingga terbentuk produk kondensasi yang lebih tinggi (C6 atau C12 ) yang dapat menyebabkan deaktivasi katalis itu sendiri. (Uhde,2005).

11

2.3 URAIAN PROSES Proses pembuatan metil isobutil keton dapat dibagi menjadi 4 tahap, yaitu : 1. Tahap Persiapan 2. Tahap Kondensasi 3. Tahap Dehidrasi 4. Tahap Hidrogenasi 2.3.1 Tahap Persiapan Pada tahap ini dilakukan persiapan bahan pembantu yang diangkut dari storage (F-151) dibawa ke Mixer (M-150) yang dilengkapi dengan pengaduk yang kemudian dialirkan ke reaktor (R-110) 2.3.2 Tahap Kondensasi Pada tahap ini aseton dari storage (F-112) diangkut dengan pompa (L-111) menuju reaktor (R-110) yang dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pendingin untuk kondensasi dengan larutan NaOH 5% pada temperatur 30 oC, tekanan 1 atm dengan waktu tinggal satu jam; reaksi yang terjadi adalah eksoterm sehingga digunakan jaket pendingin. Setelah reaksi selesai, diaseton alkohol (DAA) yang terbentuk ditampung dalam tangki DAA (F-113) selama satu jam Reaksi yang terjadi : 2C3H6O

NaOH

C6H12O2

2.3.3 Tahap Dehidrasi Diaseton alkohol dari tangki DAA (F-113) dialirkan oleh pompa (L-122) menuju reaktor ( R-120) yang dilengkapi dengan pengaduk dan coil pemanas untuk direksikan dengan asam fosfat yang dialirkan dari storage (F-123) dengan 12

teperatur reaksi 120 oC dan tekanan 1 atm sehingga terbentuk mesityl oxide (MO). Sisa aseton dan sebagian air yang menguap akibat suhu reaksi yang tinggi masuk kedalam kondensor (E-121), lalu dipisahkan aseton dari air pada kolom destilasi (D-130), aseton sebagai produk atas direcycle ke reaktor (R-110), sedangkan air produk bawah dibuang. Reaksi berlangsung secara endotermis. Mesityl oxide yang terbentuk ditampung dalam tangki MO (F113) selama satu jam. Reaksi yang terjadi : C6H12O2

98%H3PO4

C6H10O + H 2Osteam + P

2.3.4 Tahap Hidrogenasi Mesityl Oxide dari tangki MO(F113) dialirkan oleh pompa (L-122) menuju heater (E-143) untuk dipanaskan sampai suhu bahan mencapai 120 oC kemudian masuk ke kolom Hidrogenasi (D-140) untuk dihidrogenasi dengan mengggunakan katalis nikel dengan temperatur reaksi sebesar 120 oC dan tekanan sebesar 1 atm. Hidrogen yang digunakan dialirkan oleh blower (G-146A) dari storage (F-148A) menuju heater (E-144A) dan heater (E-144B) untuk dipanaskan sampai suhunya mencapai 120 oC, kemudian tekanannya diturunkan dari 3 atm menjadi 1,5 atm dengan menggunakan Ekspander(G-149). Reaksi hidrogenasi diatas menghasilkan metil isobutil keton (MIBK) dengan kemurnian sebesar 98%. Kelebihan gas hidrogen dialirkan kembali kedalam kolom oleh blower (G-146B),sedangkan MIBK yang telah terbentuk dialirkan oleh pompa (L-147) menuju tangki MIBK (F-148C) untuk kemudian dikemas dan dipasarkan. Reaksi yang terjadi : C6H10O + H 2

C6H12O 13

14

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas Produksi

= 24.000 ton/tahun = 3333,33333 kg/jam

Waktu operasi

= 300 hari/tahun ; 24 jam/hari

Satuan

= kg/jam

Kapasitas Bahan Baku

= 5770,79338 kg aseton /jam

1.TANGKI PENGENCER (M-150) Masuk

Keluar

Dari F-151 :

ke R-110

NaOH = 8,3333

NaOH = 8,3333

air

air

= 158,3334

Total

= 166,6667

= 12,5000

Air proses : air

= 145,8333 Total

= 166,6667

2. REAKTOR (R-110) Masuk

Keluar

Dari F-112 :

Ke F-113 :

aseton

= 4431,96908

DAA

= 4431,96908

air

= 184,66538

NaOH

= 0,83333

Dari F-134 :

aseton

= 1107,99256

asetonR = 1107,99256

air

= 386,165

Air

= 46,16636

Dari M-150 : air

= 158,3334

NaOH

= 8,3333

Total

= 5937,96908

Total

= 5937,96908

3. Reaktor (R-120) Masuk

Keluar

Dari F-113 :

Ke F-124 :

DAA

= 4431,96908

MO

= 3369,82506

aseton

= 1107,99256

DAA

= 4431,19656

air

= 389,165

air

= 66,66633

Ke E-121 : aseton

= 1107,99256

Dari F-123 :

air

= 954,3498

H3 PO4

Hilang dalam proses :

= 163,334

H3 PO4

Total

= 6092,46064

Total

= 163,334

= 6092,46064

4. KOLOM DESTILASI (D-130) Masuk

Keluar

Dari E-121 :

ke F-134 :

aseton

= 1107,99256

Hasil Atas :

air

= 954,3498

aseton

= 1107,99256

air

= 46,16636

Ke buangan : Bottom : Air = 907,88804 Total

= 2062,34236

Total

= 2062,34236

5. KOLOM HIDROGENASI (D-140) Masuk

Keluar

Dari F-124 :

ke E-141 :

MO

= 3369,82506

Hasil Atas :

DAA

= 4431,19656

MIBK = 3266,66700

air

= 66,66633

air

= 66,66633

Dari 148A :

H2

H2

Ke buangan :

= 65,33334

= 6,533334

Hasil bawah :

Total

= 3951,55463

MO

= 168,49140

DAA

= 4431,19656

Total

= 3951,55463

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas Produksi

= 24.000 ton/tahun = 3333,33333 kg/jam

Waktu operasi

= 300 hari/tahun ; 24 jam/hari

Satuan

= kg/jam

Kapasitas Bahan Baku

= 4431,96908 kg aseton /jam


Keluar

Dari F-151 :

ke R-110

NaOH = 0,83333

NaOH = 0,83333

air

air

= 15,83334

Total

= 16,66667

= 1,25000

Air proses : air

= 14,58333 Total

= 16,66667

2. REAKTOR (R-110) Masuk

Keluar

Dari F-112 :

Ke F-113 :

aseton

= 4431,96908

DAA

= 4431,96908

air

= 184,66538

NaOH

= 0,83333

Dari F-134 :

aseton

= 1107,99256

asetonR = 1107,99256

air

= 246,66508

Air

= 46,16636

Dari M-150 : air

= 15,83334

NaOH

= 0,83333

Total

= 5787,46005

Total

14

= 5787,46005

3. Reaktor (R-120) Masuk

Keluar

Dari F-113 :

Ke F-124 :

DAA

= 4431,96908

MO

= 3369,82506

NaOH

= 0,83333

DAA

= 4431,19656

aseton

= 1107,99256

air

= 66,66633

air

= 246,66508

Ke E-121 : aseton

= 1107,99256

Dari F-123 :

air

= 819,47962

H3PO4

= 1,63334

Hilang dalam proses :

air

= 0,03333

H3PO4

Total

= 5789,12683

= 1,63334

NaOH

= 0,83333

Total

= 5789,12683

4. KOLOM DESTILASI (D-130) Masuk

Keluar

Dari E-121 :

ke F-134 :

aseton

= 1107,99256

Hasil Atas :

air

= 819,47962

aseton

= 1107,99256

air

= 46,16636

Ke buangan : Bottom : Air = 773,31326 Total

= 1927,47218

Total

15

= 1927,47218

5. KOLOM HIDROGENASI (D-140) Masuk

Keluar

Dari F-124 :

ke E-141 :

MO

= 3369,82506

Hasil Atas :

DAA

= 4431,19656

MIBK = 3266,66700

air

= 66,66633

air

= 66,66633

Dari 148A :

H2

= 6,533334

H2

Ke buangan :

= 65,33334

Hasil bawah :

Total

= 3951,55463

MO

= 168,49140

DAA

= 4431,19656

Total

16

= 3951,55463

BAB IV NERACA PANAS

Satuan

= kkal/jam


Keluar

∆H1

= 50,00071112

∆H2

= 50,00071112

Total

= 50,00071112

Total

= 50,00071112

2. REAKTOR (R-110) Masuk ∆H1

∆HR Total

Keluar

= 428,578570

= 6440,504577 = 6869,08315

∆H2

= 1242,04893

Q1

= 5283,58006

Qloss

= 343,45416

Total = 6869,08315

3. REAKTOR (R-120) Masuk ∆H1

∆HR Total

= 1242,04893

= 309536,05840 = 310778,10730

∆H2

Keluar = 1242,04893

∆H3

= 211742,09180

Q1

= 59271,92778

Qloss

= 30829,41796

Total

17

= 310778,10730

4. KONDESOR (E-121) Masuk ∆H1

Total

Keluar

= 211742,09180

= 211742,09180

∆H2

= 26463,68072

Q1

= 174691,30650

Qloss

= 10587,10459

Total

= 211742,09180

5. KOLOM DESTILASI (D-130)

Masuk ∆H1

Q2

Total

= 50675,96672

∆H4

Keluar = 2289,45889

∆H7

= 58000,04113

Q1

= 617194,58640

Qloss

= 35657,05718

= 662465,17690

= 713141,14362

Total

= 713141,14362

6. KOLOM HIDROGENASI (D-140) Masuk ∆H1

= 6488,57271

Q2

= 1268191,04100

Total

= 1274679,61400

∆H4

Keluar = 2289,45889

∆H7

= 32,28843

Q1

= 1141095,18900

Qloss

= 127467,96130

Total

18

= 1274679,61400

19

BAB V SPESIFIKASI ALAT

1. Tangki Penampung NaOH (F-151) Fungsi

: Menyimpan bahan pembantu NaOH

Kapasitas

: 114,87509 ft3

Bentuk

: Silinder tegak, tutup atas datar dan tutup bawah conical

Diameter

: 4,469 ft

Tinggi

: 9,34 ft

Tebal

: 3/16 in

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Jumlah

: 1 buah

2. Tangki Penampung Aseton (F-112) Fungsi

: Menyimpan bahan baku aseton

Kapasitas

: 9636,19033 ft3

Bentuk

: Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas conical

Diameter

: 19,938 ft

Tinggi

: 35,805 ft

Tebal

: 5/16 in


: 8 buah

19

3. Tangki Penampung Asam Fosfat (F-123) Fungsi

: Menyimpan bahan pembantu asam fosfat

Kapasitas

: 50,992 ft3

Bentuk


Diameter

: 3,469ft

Tinggi

: 5,137 ft

Tebal

:3/16 in


: 1 buah

4. Tangki Penampung hydrogen (F-148) Fungsi

: Menyimpan bahan pembantu hydrogen

Kapasitas

: 1502,0085 ft3

Bentuk

: Spherical

Diameter

: 14,211 ft

Tebal

: 1/16 in

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA-167 Grade 3 Jumlah

: 4 buah

5. Tangki Penampung DAA (F-113) Fungsi

: Menyimpan sementara DAA

Kapasitas

: 335,9175 ft3

Bentuk


Diameter

: 6,479 ft

Tinggi

: 11,741 ft

20

Tebal

: 2/16 in


: 1 buah

6. Akumulator (F-134) Fungsi

: menampung sementara aseton yang akan di-recycle

Kapasitas

: 10,6231 ft3

Bentuk

: Silinder horizontal, tutup bawah-atas dished

Diameter

: 1,6145 ft

Lebar

: 4,8435 ft

Tebal

: 5/16 in


: 1 buah

7. Akumulator (F-148B) Fungsi

: menampung produk (MIBK) sementara

Kapasitas

: 35,687 ft3

Bentuk

: Silinder horizontal, tutup bawah-atas standar dished

Diameter

: 14,.1368 ft

Lebar

: 42,4104 ft

Tebal

: 5/16 in


: 1 buah

21

8. Tangki Penampung MIBK (F-148C) Fungsi

: menyimpan produk sebelum dipasarkan

Kapasitas

: 5901,7554 ft3

Bentuk

: Silinder tegak, tutup atas conical tutup bawah plat datar

Diameter

: 17,9396 ft

Tinggi

: 32,228 ft

Tebal

: 5/16 in


: 2 buah

9. Tangki Pengencer (M-150) Fungsi

: mengencerkan NaOH 40% menjadi NaOH 5%

Kapasitas

: 0,35899 ft3

Bentuk

: Silinder tegak, tutup atas dan bawah standar dished

Diameter

: 0,64355 ft

Tinggi

: 1,39253 ft

Tebal

: 3/16 in

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Pengaduk

: impeller jenis aksial dengan 4 buah plat blade tanpa baffle

Daya Pengaduk

: 1 Hp

Jumlah

: 1 buah

22

10. Pompa (L-111) Fungsi

: memompa aseton dari tangki penampung ke reaktor

Kapasitas

: 180,72 ft3/j

Daya

: 0,5 Hp

Jenis

: centrifugal

Bahan

: Cast iron

Jumlah

: 1 buah


: memompa DDA dari tangkivF-113 ke reactor R-120

Kapasitas

: 255,96 ft3/j

Daya

: 0,5 Hp

Jenis

: centrifugal

Bahan

: Cast iron

Jumlah

: 1 buah


: memompa bahan dari F-124 ke kolom Hidrogenasi D-140

Kapasitas

: 191,16 ft3/j

Daya

: 0,5 Hp

Jenis

: centrifugal

Bahan

: Cast iron

Jumlah

: 1 buah

23


: memompa produk dari F-148B ke tangki MIBK F-117

Kapasitas

: 292,32 ft3/j

Daya

: 0,5 Hp

Jenis

: Centrifugal

Bahan

: Cast iron

Jumlah

: 1 buah


: memompa aseton dari akumulator F-134 ke reactor R-110

Kapasitas

: 47,16 ft3/j

Daya

: 0,5 Hp

Jenis

: Centrifugal

Bahan

: Cast iron

Jumlah

: 1 buah

15. Blower (G-146B) Fungsi

: Alat transportasi H2 dari kolom Hidrogenasi D-140 untuk direcycle

Type

: Blower sentrifugal

Kapasitas

: 2,84458 ft3/j

Daya Motor

: 4 Hp

Bahan

: carbon steel

Jumlah

: 1 buah

24

16. Blower (G-146B) Fungsi

: Alat transportasi H2 dari tangki H2 F-148A ke Hidrogenator D-140

Type

: Blower sentrifugal

Kapasitas

: 2,84458 ft3/j

Daya Motor

: 30 Hp

Bahan

: carbon steel

Jumlah

: 1 buah

17. Kondesor (E-121) Fungsi

: mengembunkan hasil atas dari reactor R-120

Type

: Condesor horizontal dengan 1-2 sheel and tube

Beban panas

: 840259,7335 BTU/j

Rate aliran

: Uap

= 4249,30517 lb/j

Air dingin

= 27508,88958 lb/j

Ukuran

:

Bagian sheel

: Diameter dalam

= 10 in

Baflle spacing

= 10 in

Bagian Tube

: 1 in OD, 15 BWG, 1,25 in square pitch Jumlah = 32 buah Passes = 2 Panjang = 12 ft

Luas heat transfer : 96,52 ft Bahan konstruksi : Carbon steel

25

Jumlah

: 1 buah


: mengembunkan hasil atas dari kolom destilasi D-130

Type


Beban panas

: 2449223,743 BTU/j

Rate aliran

: Uap

= 8671,90601 lb/j

Air dingin

= 97190,51323 lb/j

Ukuran

:

Bagian sheel

: Diameter dalam

= 15,25 in

Baflle spacing

= 15,25 in

Bagian Tube


Luas heat transfer : 296,201 ft Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah

: 1 buah


: mengembunkan hasil atas dari kolom hidrogenasi (D-140)

Type


Beban panas

: 4528227,389 BTU/j

Rate aliran

: Uap

= 13309,78934 lb/j

Air dingin

= 104819,1022 lb/j

26

Ukuran

:

Bagian sheel

: Diameter dalam

= 21.25 in

Baflle spacing

= 21,25 in

Bagian Tube


Luas heat transfer : 687,03 ft Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah

: 1 buah

20. Reboiler (E-132) Fungsi

: menguapkan sebagian aseton yang keluar dari bawah D-130

Type

: kettle Reboiler 1-2 sheel and tube

Beban panas : 538385,2652 BTU/j Rate aliran

Ukuran

: Uap air

= 2881,30746 lb/j

Cairan

= 4249,30517 lb/j

:

Bagian sheel : Diameter dalam = 10 in Bagian Tube : 1 in OD, 15 BWG, 1,25 in square pitch Jumlah = 32 buah Passes = 2 Panjang = 12 ft Luas heat transfer : 44,86544 ft

27

Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah

: 1 buah

21. Reboiler (E-142) Fungsi

: menguapkan sebagian MIBK yang keluar dari D-140

Type

: kettle Reboiler 1-2 sheel and tube

Beban panas : 1565446,164 BTU/j Rate aliran

Ukuran

: Uap air

= 5585,08214 lb/j

Cairan

= 8711,59734 lb/j

:

Bagian sheel : Diameter dalam = 10 in Bagian Tube : 1 in OD, 15 BWG, 1,25 in square pitch Jumlah = 32 buah Passes = 2 Panjang = 16 ft Luas heat transfer : 130,45385 ft Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah

: 1 buah

22. Kolom Hidrogenasi (D-140) Fungsi

: Sebagai tempat reaksi hidrogenasi MO menjadi MIBK

Type

: sieve tray

Kapasitas

:123 ,311 ft3

Bentuk

: silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standar dished head

28

Diameter

: 5 ft

Tinggi

: 36 ft

Tebal

: 3/16 in

Bahan konstruksi : high alloy steel SA-240 Grade type 316 Jumlah

: 1 buah

23. Kolom Destilasi (D-130) (lihat di perancangan alat utama) 24. Reactor (R-110) (lihat diperancangan alat utama) 25. Reactor (D-120) Fungsi

: Mereaksikan DAA dengan bantuan katalis asam fosfat

Tipe

: Mixed flow

Kapasitas

: 378,014433 ft3

Bentuk

: Silinder tegak, tutup atas standar dan tutup bawah conical

Diameter

: 6,94792 ft

Tinggi

: 5,137 ft

Tebal

:2/16 in

Bahan konstruksi : High alloy steel SA-240 Grade S type 316 Jumlah

: 1 buah

Jenis pengaduk

: axial

Bahan

: High Alloy steel SA-140 Grade type 316

Jumlah

: 1 buah

Daya

: 23 Hp

29

26. Tangki Penampung MO (F-124) Fungsi

: menyimpan sementara MO

Kapasitas

: 123,311 ft3

Bentuk

: Silinder tegak, tutup atas datar tutup bawah Conikal

Diameter

: 6,479 ft

Tinggi

: 8,994 ft

Tebal

: 2/16 in


: 1 buah

27. Ekspander (G-149) Fungsi

: menurunkan tekanan dari 5 atm menjadi 1,5 atm

Kapasitas

: 153,1157 m3

Tipe

: multistage Reciprocating

Daya

: 1 Hp

Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah

: 1 buah

28. Heater (E-144A) Fungsi

: memanaskan gas hydrogen dari 30 oC menjadi 75 oC

Tipe

: DPHE

Beban panas

: 40237,43435 BTU/j

Rate aliran

: Hydrogen

= 144,03388 lb/j

Steam

= 84,11002 lb/j

: Anulus

: aan = 1,19 in2

Ukuran

30

de = 0,915 in de’ = 0,40 in Tube

: ap = 1,5 in2 di = 1,38 in do = 1,66 in


: 1 buah


: memanaskan gas hydrogen dari 75 oC menjadi 120 oC

Tipe

: DPHE

Beban panas

: 40237,43435 BTU/j

Rate aliran

: Hydrogen

= 144,03388 lb/j

Steam

= 84,11002 lb/j

: Anulus

: aan = 1,19 in2

Ukuran

de = 0,915 in de’ = 0,40 in Tube

: ap = 1,5 in2 di = 1,38 in do = 1,66 in


: 1 buah


: memanaskan bahan dari 100 oC menjadi 120 oC

31

Tipe

: DPHE

Beban panas

: 124682,054 BTU/j

Rate aliran

: Liquid

= 12762,70901lb/j

Steam

= 3857,26043 lb/j

Ukuran

: Anulus

: aan = 1,19 in2 de = 0,915 in de’ = 0,40 in

Tube

: ap = 1,5 in2 di = 1,38 in do = 1,66 in


: 1 buah

32

33

BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat

: Kolom destilasi

Kode

: D-130

Fungsi

: memisahkan aseton sebagai produk atas dari air berdasarkan perbedaan titik didih.

Tipe

: Sieve Tray

Data perancangan : 1. Feed masuk pada suhu 86,81 oC =359,95 K Rate feed

: 64,62997 kgmol/j

Xf

: 0,29558

2. Destilat Produk masuk pada suhu 74,19 oC = 347,34 K Rate

: 21,66812 kgmol/j

Xd

: 0,886

3. Bottom produk pada suhu 100,002 oC = 373,152 K Rate

: 42,96185 kgmol/j

Xb

:0

4. Tekanan operasi = 1 atm 5. Aseton keluar sebagai produk atas dengan kadar 96% (berat). 6. Feed dan refluks dalam keadaan satureted liquid. 7. dari Appendix B didapat data : Enriching

: VI-1

V = 73,84842 kgmol/j L = 52,18030 kgmol/j Exchauching : V’ = 73,84842 kgmol/ j L’ = 116,81027 kg mol/j Dari grafik kesetimbangan aseton dan air diperoleh : R

= 2,40816

Rm

= 1,20408

Jumlah tray teoritis = 12 buah Dimana :

Xf = 0.29558

Yf = 0,57

Xd = 0,68

Yd = 0,8816

Xb = 0,03

Yb = 0,04

Perhitungan : 1. Menentukan BM campuran Enriching a. Bagian atas BM liquid

= Xd.BM1 + (1-Xd).BM2 = (0,68 x 58) + (1-0,68) x 18 = 45,2

BM uap

= Yd.BM1 + (1-Yd). BM2 = (0,8816 x 58) + (1- 0,8816) x 18 = 53,264

VI-2

b. Bagian bawah BM liquid

= Xf.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,29558 x 58) + (1- 0,29558) x 18 = 29,8232

BM uap

= Yf.BM1 + (1-Yf). BM2 = (0,57 x 58) + (1- 0,57) x 18 = 40,8

Exchausting a. Bagian atas BM liquid

= 29,8232

BM uap

= 40,8

b. Bagian bawah BM liquid

= Xb.BM1 + (1-Xb).BM2 = (0,03 x 58) + (1-0,03) x 18 = 19,2

BM uap

= Yb.BM1 + (1-Yb). BM2 = (0,04 x 58) + (1-0,04) x 18 = 19,6

VI-3

2. Perhitungan beban Destilasi Perhitungan beban destilasi dapat dilihat pada tabel 6-1 : Tabel 6-1. Perhitungan rate uap dan rate liquid Rate uap Komponen

Rate liquid

lbmol/j

BM

lb/j

lbmol/j

BM

lb/j

B. Atas

162,80623

53,264

8671,710861

115,0366894

45,2

5199,65836

B.bawah

162,80623

40,8

6642,494051

115,0366894

29,8232

6642,49405

B. Atas

162,80623

40,8

6642,494051

257,5199212

29,8232

6642,494005

B.bawah

162,80623

19,6

3191,002044

257,5199212

19,2

3191,002044

Enriching

Exchausthing

Beban terbesar : V = 8671,710861 lb/j

; BM uap

= 53,264

L = 6642,49405 lb/j

; BM liquid

= 29,8232

3. Perhitungan densitas campuran a. Densitas uap (v) Persamaan yang digunakan : v =

BMv.To.P1 53,264 x 273,15x1  = 0,112586493 lb/cuft Vo.T1.Po 359 x 359,96x1

b. Densitas liquid (l) Persamaan yang digunakan : VI-4

ml l = x i Vo.T1.Po

l =

1107,99256 x 49,375 x  819,47962 1927,47218

1927,47218

= 54,95519468 lb/cuft 4. Menentukan diameter dan Tray spacing Data perancangan : V

= 8671,7109 lb/j

L

= 6642,4941 lb/j

v

= 0,112586493 lb/cuft

l

= 54,95519468 lb/cuft



= 0,8 dyne/cm

harga : Shell = $ 2,8/ ft 2 Tray = $ 0,79/ft2 Down Comer = $ 0,5 /ft2 Persamaan yang digunakan : G=Cx

D = 1,13

( l v) Vm G

Dimana : Vm = 1,3 V C = Konstanta Harga shell

= 1,3 x8671,7109 lb/j = 9799,033273 ( Gb. 8-38, Ludwig Hal. 56) = (.d.T/12)x harga Shell VI-5

x 62,5



Harga tray

= (/4.d2 – 5%./4.d2)x harga tray

Harga down comer = ( 60%.d..T/12)x harga down comer Dengan persamaan diatas dapat dihitung diameter dan tray spacing yang kolom nominal perhitungan dapat dilihat pada tabel 6-2: Tabel 6-2 perhitungan diameter dan Tray spacing kolom yang optimal

T

d

Harga ($)

in C

G

ft

Shell

Tray

Down Comer

Total

10 5

12,4243

31,7347

697,528

593,319

95,2040

1386,05103

12 30

74,5458

12,9556

341,7175

98,8865

46,6402

487,24429

15 100 248,4862

70.961

233,958

29,6660

31,9324

295,55635

18 135 335,4563

6,1073

241,.6308

21,9748

31,9796

296.58520

20 165 410,0022

55.243

242,8481

17,9794

33,1458

293.97322

24 230 571,5182

4,619

246,8277

12,8982

33,689

293.41494

30 320 795,1557

3,9668

261,573

9,2706

35,7015

306.54511

36 340 8844,853

3,8484

3045157

8,7253

41,5627

354.80363

Dari tabel 6-2 perhitungan diameter dan tray spacing kolom yang optimal D = 5 ft = 60 in T = 24 in 5. Menentukan tipe Tray L = 6642,4941lb/j x 7,48 gal/cuft = 15,14581786 gal/menit 60 menit x 54,9952 lb/cu Berdasarkan Gb.8.63 ludwig hal.96, maka tipe aliran adalah reverse flow.

VI-6

6. Pengecekan Terhadap Liquid Head Persamaan yang digunakan : Qmax = 1,3.L = 1,3 x 15,144581786 = 19,68956322 gpm Qmin = 0,7.L = 0,7 x 15,144581786 = 10,60207250 gpm Lw/d = % x d howmax =

 Q max

x

2/ 3 

howmin =

 Q min

x

2 /3 

2,98.Lw

2,98.Lw

hw

= 1,5 in
hl

= how + hw

dari persamaan diatas dapat ditentukan optimasi Lw/d, perhitungannya dapat dilihat pada tabel 6-3.optimasi nilai lw/d Lw/d

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

Lw

19,8

21,6

23,4

25,2

27

28,8

30,6

howmax

0,4811018

0,453988

0,4303976

0,4096504

0,3912352

0,3747590

0,3599146

howmin

0,3184249

0,300479

0,2848655

0,2711336

0,2589452

0,2480402

0,2382152

Hlmax

3,7311018

3,703988

3,6803977

3,6596504

3,6412352

3,6247590

3,6099146

Hlmin

3,5684249

3,550479

3,5348655

3,5211336

3,5089452

3,4980402

3,4882152

hw

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

Optimasi diameter kolom dstilasi dengan : Lw/d = 55% VI-7

Ad

= 4% x At (Gb,”Applied Process Design ludwig hal.56)

Perhitungan :  Diambil : hw –hc = ¼ in, sehingga hc =3,25 – ¼ = 3 in  Ac = Lw x hc = (19,8 x 3)/ 144 = 0,4125 ft2  Ad = 4% x At = )0,04 x (π/4,52 ) = 0,785 ft2  Ap = harga terkecil antara Ac dan Ad 0,4125 ft2  hd = 0,03 x Q max = 0,03 x   100.Ap   2

2

 19,6896   100.x0,4125  

= 0,00683511 in ketentuan : hd < 1 in (memenuhi) 7. Pengecekan harga tray spacing (T = 24 in ) Data perncangan : Lw/d = 55%

how = 0,4811in

d = 5 ft = 60 in

hd = 0,006835 in

T = 24 in

hl = 3,3711018 in

Susunan segitiga Ketentuan :

hb

≤0,05

T + hw Perhitungan : Ao

0,9065 = n2

Aa Aa

= 2{ ( x  

r

2

2 2 x )  r . sin   

VI-8

1

x } r 

Dimana : Wd

: 8% d = 0,08 x 60 = 4,8 in

Ww

: 3 in

Ws

: 3 in

Maka : X

=

d Wd Ws 5 4,8 3    1,85 ft 2 12 2 12

r

=

d Ww 5 3    2,25 ft 2 12 2 12

Sehingga :

Aa =2

[

2 2 1,85 2,25 1,85

2 1 1 , 85  2 , 25 sin 

]

  2 , 25 

14,512 ft

Ditrial : n = 3,5, maka : Ao = 1,073888 ft 2 Maka : Uo

: Vmax /Ao

Vmax = 1,3 V =

1,3x

8671,7109lb / j 27,8104cuft / dtk 0,1126lb / cuftx 3600dtk / j

Uo = (27,8104 cuft/dtk)/ 1,073888ft 2 = 25,8104 cuft/dtk Ac = At – Ad = π/4.d2 – 4%( π/4.d2) = π/4.52 – 4%( π/4.5 2) = 18,84 ft2

VI-9

2

v   12   1 ,14  

hp

Maka : hp

 Uo  2 . gc 

2

 0 , 11259  12  54 , 95519 

  Ao    0 ,4  1 , 25    1  Ac     

Ao     Ac  

2     25 , 9   1 , 073888  1 , 14  0 , 4   1 , 25  18 , 84   2 x 32 , 2   

2

  1 , 073888  1     18 , 84

= 0,39891 in VI-10

hr = 31,2/pl = 31,2/ 54,95519468 = 0,567735228 in ht = hp + hr + hl = 0,39891 + 0,567735228 + 3,3711018 = 4,697743959 in hb = hl + ht + hd = 3,3711018 + 4,697743959 + 0,006835 = 8,435680844 in Cek ketentuan : hb ≤0,05 T + hw

8,435680844 0,30956627 ≤0,5 (memenuhi) 24 3,25 8. Stabilitas tray dan weeping Ketentuan : hpm > hpw Dengan :

hpm

v    12   1 ,14 

2  Uo  2 . gc 

  Ao   Ao   1  0 , 4 1, 25    Ac     Ac 

VI-10

2

   

2

   

dimana : 8671,7109 =14,97483 0,1126lb / cuftx 3600dt / j

V = 0,7 V

= 0,7

Uo = Vmin / Ao

= (14,97483 cuft/dtk) 1,073888 ft2 = 13,9445

Maka :  0 ,11259 hpm 12   54 , 95519

2   13 ,9445  1 ,14     2 x 32 , 2 

   1, 073888 1, 25  0 , 4  18 , 84   

  1 , 073888  1   18 ,84



= 0,398906955 in Hpw = 0,05 hl + 0,2 =0,20049573 in Kerena Hpm > hpw maka memenuhi syarat 9.Entraiment syarat tidak terjadi Entraiment : ( Eo/E) ≤1 Dimana : Eo = 0,1 E = 0,22 (73/σ) (Uc/Tc)3,2 Uc = Vmax / Ac = (27,8104 cuft/dt) 18,84 ft 2 = 1,47614 ft/dt Tc = T – 2,5 hl = 24 – 2,5(3,37311018) = 14,67224556 in Sehingga : E = 0,22 ( 73//0,8) ( 1,47614/14,67224556)

3,2

= 0,012919256

Maka : Eo / E = 0,1 / 0,0112919256 = 7,7403835 ≥1 (memenuhi ) 10. Pelepasan uap dalam down comer syarat pelepasan uap yang baik : WI/Wd ≤0,6 VI-11

2

   

Dimana : WI

= 0,8 (how x (T + hw – hb)) ½ = 0,8 (0,4811 x (24 + 3,25 – 8,43568)) ½ = 2,40687 in

Wd

= 4,8 in

Maka : WI/Wd = 2,40687 / 4,8 = 0,501413 < 0,6 (memenuhi) 11. Efisiensi Tray Dari pers. 11.5-1

Geankoplis hal. 654 didapatkan hubungan sebagai

berikut : ε o = jumlah plate teoritis/ jumlah plate aktual Sehingga : jumlah plate aktual = jumlah plate teoritis / ε o Dimana : Jumlah plate teoritis = 12 buah Efisiensi tray untuk hidrokarbon = 50 -85 % Efisiensi tray overall = 85 % Maka : Jumlah palte aktual = 12/ 0,85 = 15 buah

VI-12

12. Penentuan lokasi Feed Penentuan lokasi Feed untuk destilasi multikomponen dengan menggunakan metode kirkbride ( pers. 11.7-21 Geankoplis hal 677) : Log

Ne Ns

 0 , 206

  XHFf log   XLF 

B  D

 XLw  XHD

2     

  

Dimana : X HF

= 0,29558

XLF

= 0,70442

B

= 42,96185 kgmol/j

D

= 21,66812 kgmol/j

XLw

=1

XHD

= 0,8816

Maka : Log

Log

 Ne 0 , 29558  0 , 206 log  Ns 0 , 70442 

42 , 96185  21 , 66812

Ne 0,006089761 Ns

Ne = 1,006108341. Ns Dimana : N = Ne + Ns 12 = 1,006108341. Ns + Ns Ns = 5,981730774 Jadi feed masuk pada tray ke-6 secara teoritis. VI-13

2

 1    0 , 8816   

13. Menghitung dimensi kolom destilasi a. Menetukan tinggi kolom Tinggi kolom = (n-1) Tray Spacing + tinggi puncak + tinggi ruang bawah Menghitung tinggi ruang bawah yang akan tempati liquida dalam kolom destilasi Rate liquid = 6642,494051 lb/j Residence = 10 menit Volume liquid = (m/) x resindence time = (6642,494051 / 54,9552) x 1/6 jam = 20,14518096 cuft jika ditentukan tinggi ruang bawah 2 ft, maka : volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 52 .2 = 39,25 cuft karena volume ruang bawah > volume ruang liquid, maka tinggi ruang bawah memenuhi syarat. Menghitung tinggi ruang atas yang akan ditempati oleh uap dalam kolom destilasi Rate gas

= 8671,710861 lb/j

Residance time

= 10 menit

Volume uap

= (m/) x resindence time = (8671,710861 / 54,9552) x 1/6 jam = 26,2993625 cuft

jika ditentukan tinggi ruang atas 2 ft, maka : VI-14

volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 52 .2 = 39,25 cuft karena volume ruang atas > volume uap, maka tinggi ruang atas memenuhi syarat. Sehingga : Tinggi kolom destilasi = (15 -1)(24/12) + 2 + 2 = 32 ft = 9,7536 dm b. Menetukan tebal menara Dengan menggunakan persm. 3-6 B&Y hal. 4 didapat hubungan sebagai berikut : ts =

pi.di` C 2( fE 0,6. pi )

direncanakan : bahan konstruksi : SA-240 Grade M tipe 316 dari APP. D B&Y Hal. 342 didapatkan : f

= 18750 psi

C

= 2/16 in

E

= 0,85

Pi

= 1 atm = 14,7 psia

Sehingga : ts

=

14,7 x (5x12) 2 2, 443 3    2(18750 x 0,85 0,6.14,7) 16 16 16

distandarisasi untuk diameter luar (OD) dari tabel 5-7 B&Y didapat OD standart = 60 in, sehingga : ID

= OD- 2.ts

= 60 – 2(3/16) = 59,625 in VI-15

c. Menetukan tebal tutup menara Direncanakan : tutup atas dan bawah berbentuk standart dished head Dari persamaan B& Y hal. 259 : th =

0,885. pi.Rc` C 2( fE 0,1. pi)

Maka : th =

0,885x14,7 x59,625 2 2,7788 3    in 2(18750 x0,85 0,1.14,7) 16 16 16

penentuan tekanan yang mampu diterima tutup menara : pi =

f .E .t (0,885.Ro 0,1.t ) 18750 x0,85x

pi =

3 16

3 (0,885 x59,625 0,1. ) 16

56,6505527322 psi 14,7 psi

d. Penentuan tinggi tutup. a

= ID / 2 = 59,625 / 2 = 29,8125 in

b

=r-

BC AB 2

2

dimana : AB = ID/2 – Icr BC = r – icr

VI-16

Dari tabel 5-6 B&Y, untuk OD = 60 in dengan tebal 3/16 in, didapatkan icr = 9/16 in, dan dari tabel 5-6 B&Y didapat sf = 2 in, maka : AB

= 29,8125 -9/16 = 29,25 in

BC

= 59,625 – 9/16 = 59,0625 in

Sehingga : b

= 59,625 -

OA

= t + b + sf

2 2 59,0625 29,25 = 7,9882353 in

= 3/16 + 7,9882353 + 2 = 10,1757353 in = 0,847978 ft. 14. Menentukan Ukuran Nozzle a. Noszzle feed masuk Rate masuk

= 1927,47218 kg/j = 4249,30517 lb/j = 1,18036 lb/dtk

Densitas liquid campuran (ρl) : Tabel 6-4. perhitungan densitas liquid campuran Komponen

Massa ( kg/j)

Xi

ρi(lb/cuft)

Xi. ρi

Aseton

1107,99256

0,5748

49,375

28,38075

Air

819,47962

0,4252

62,5

26,575

Total

1927,47218

1

-

54,95575

VI-17

Didapat : ρl = 54,95575 lb/cuft Viskositas liquid campuran (μl) : Tabel 6-5 perhitungan viskositas campuran Komponen

Massa ( kg/j)

Xi

μi (cps)

Xi. ρi

Aseton

1107,99256

0,5748

0,19

0,10921

Air

819,47962

0,4252

0,33

0,14032

Total

1927,47218

1

-

0,24953

Didapat : μl = 0,2495375 cps = 0,30364 lb/j.ft Rate volumetrik (ql) = m/ ρl = 1,18036 lb/dtk / 54,95575 lb/cuft = 0,02148 cuft/dtk Asumsi : aliran turbulen Dari peter and Timmerhaus ed.4 Hal. 496 didapatkan hub : Di opt

= 3,9 x q0,45 x ρl0,13 = 3,9 x 0,021480,45 x 54,95575 0,13 = 1,16595 in

Jika digunakan standar (APP.K B & Y Hal. 387), dipilih pipa standart yaitu: D nom

= 1,5 in

OD

= 1,9 in

Sch

= 40 ST 405

ID

= 1,610 in

Cheking asumsi : VI-18

NRe

=

ID.v. 

Dimana : V

= laju aliran fluida = q/A = 0,02148/ (π/4. (1,61/12)2) = 1,52 ft/dtk

Maka :

NRe

I1,61 .x1,52 x54,95575 x3600 = 12 66838.3696 2100 0,60364

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi. b. Noszzle uap keluar top kolom Rate keluar

= 3933,55076 kg/j = 8671,906 lb/j = 2,40886 lb/dtk


Massa ( kg/j)

Xi

ρi(lb/cuft)

Xi. ρi

Aseton

3776,20484

0,96

49,375

47,4

Air

157,34592

0,4

62,5

2,5

Total

3933,55076

1

-

49,9

Didapat : ρl = 49,9lb/cuft VI-19

Viskositas liquid campuran (μl) : Tabel 6-5 perhitungan viskositas campuran Komponen

Massa ( kg/j)

Xi

μi (cps)

Xi. ρi

Aseton

3776,20484

0,96

0,21

0,2016

Air

157,34592

0,4

0,40

0,0160

Total

3933,55076

1

-

0,2176

Didapat : μl = 0,2176cps = 0,5264 lb/j.ft Rate volumetrik (ql) = m/ ρl = 2,40886 lb/dtk / 49,9 lb/cuft = 0,04827 cuft/dtk Asumsi : aliran turbulen Dari peter and Timmerhaus ed.4 Hal. 496 didapatkan hub : Di opt

= 3,9 x q0,45 x ρl 0,13 = 3,9 x 0,048270,45 x 49,9l 0,13 = 1,6576 in


= 2 in

OD

= 2,375 in

Sch

= 40 ST 405

ID

= 2,067 in

Cheking asumsi :

VI-20

NRe

=

ID.v. 

Dimana : V

= laju aliran fluida = q/A = 0,04937/ (π/4. (2,067/12) 2) = 4,2838 ft/dtk

Maka :

NRe

2,067 .x 4,2838 x 49,9 x3600 = 12 251811,5132 2100 0,5264

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi

c. Noszzle uap keluar top kolom Rate keluar

= 2779,3942 kg/j = 6127,45245 lb/j = 1,702 lb/dtk


Massa ( kg/j)

Xi

ρi(lb/cuft)

Xi. ρi

Aseton

2668,21576

0,96

49,375

47,4

Air

111,17844

0,4

62,5

2,5

Total

2779,39420

1

-

49,9

VI-21

Didapat : ρl = 49,9lb/cuft Viskositas liquid campuran (μl) : Tabel 6-9 perhitungan viskositas campuran Komponen

Massa ( kg/j)

Xi

μi (cps)

Xi. ρi

Aseton

2668,21576

0,96

0,21

0,2016

Air

111,17844

0,4

0,40

0,0160

Total

2779,39420

1

-

0,2176

Didapat : μl = 0,2176cps = 0,5264 lb/j.ft Rate volumetrik (ql) = m/ ρl = 1,702 lb/dtk / 49,9 lb/cuft = 0,0341 cuft/dtk Asumsi : aliran turbulen Dari peter and Timmerhaus ed.4 Hal. 496 didapatkan hub : Di opt

= 3,9 x q0,45 x ρl 0,13 = 3,9 x 0,03410,45 x 49,9l 0,13 = 1,4176 in


= 1,5 in

OD

= 1,9 in

Sch

= 40 ST 405

ID

= 1,610 in


NRe

=

ID.v. 

Dimana : V


Maka :

NRe

1,61 .x 2,.413x 49,9 x 3600 = 12 11048,387 2100 0,5264

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi d. Noszzle uap keluar bottom Rate keluar

= 2102,58486 kg/j = 4635,35858 lb/j = 1,2876 lb/dtk


Massa ( kg/j)

Xi

ρi

Xi. ρi

(lb/cuft) Aseton

0

0

49,375

0

Air

2102,58486

1

62,5

62,5

Total

2102,58486

1

-

62,5

VI-23

Didapat : ρl = 62,5 lb/cuft Viskositas liquid campuran (μl) : Tabel 6-11 perhitungan viskositas campuran Massa ( kg/j)

Xi

μi (cps)

Xi. ρi

0

0

0,18

0

Air

2102,58486

1

0,26

0,26

Total

2102,58486

1

-

0,26

Komponen Aseton


= 3,9 x q0,45 x ρl 0,13 = 3,9 x 0,02060,45 x 62,5 0,13 = 1,1635 in


= 1,5 in

OD

= 1,9 in

Sch

= 40 ST 405

ID

= 1,610 in


NRe

=

ID.v. 

Dimana : V

= laju aliran fluida = q/A = 0,0206/ (π/4. (1,61/12)2) = 1,4758 ft/dtk

Maka :

NRe

1,61 .x1, 4578x 62,5 x3600 = 12 69963,97058 2100 0,629

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi e. Noszzle uap keluar reboiler Rate keluar

= 1329,27156 kg/j = 2930,51208 lb/j = 0,814 lb/dtk

Densitas liquid campuran (ρl) : Tabel 6-12. perhitungan densitas liquid campuran Massa ( kg/j)

Xi

ρilb/cuft)

Xi. ρi

0

0

49,375

0

Air

1329,27156

1

62,5

62,5

Total

1329,27156

1

-

62,5

Komponen Aseton

VI-25

Didapat : ρl = 62,5 lb/cuft Viskositas liquid campuran (μl) : Tabel 6-13 perhitungan viskositas campuran Massa ( kg/j)

Xi

μi (cps)

Xi. ρi

0

0

0,18

0

Air

1329,27156

1

0,26

0,26

Total

1329,27156

1

-

0,26

Komponen Aseton


= 3,9 x q0,45 x ρl 0,13 = 3,9 x 0,0130,45 x 62,5 0,13 = 10,9458 in


= 1in

OD

= 1,315 in

Sch

= 40 ST 405

ID

= 1,049 in VI-26

Cheking asumsi : NRe

=

ID.v. 

Dimana : V


Maka :

NRe

1,049 .x 2,167 x 62,5x 3600 = 12 67761,81438 2100 0,629

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi 15. Sambung tutup dengan shell dan antar shell Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikan kolom destilasi, maka tutup menara dihubungkan dengan shell, dan hubungan shell adalah dengan menggunakan sistem flange dan bolting. Data-data : 1. flange Bahan : HAS SA-240 grade S Type 304 ( App. D, B & Y hal. 324) Tensile strength minimum : 75000 psia Allowable Stress : 17.000 psi Type Flange

: Range Flange Root

2. Bolting VI-27

Bahan : HAS SA -240 Grade B.6 Type 416

(App.D B & Y hal. 344)

Tensile Streght minimum : 75.000 psi Allowable Stress : 19.300 psia 3. Gasket Bahan : asbestos

( Gb. 12.11 hal. 228 B&Y)

Tebal :1/8 in Gasket faktor (m) : 2 Minimum design seating Stress (Y) : 1.600 psia Pi : 14,7 psia

Perhitungan A. menentukan lebar gasket Dengan menggunakan Pers. 12-2 B & Y yaitu : 0 ,5

Do DI

 Y  pm   Y  p ( m 1 )   

0 ,5

1600 Do   DI

(14 , 7 x 2 )   1600 14 , 7 ( 2 1 ) 

DO = 1,0047 x DI = 1,0047 x 59,625 59,905 in lebar gasket minimum = (DO - DI) / 2 = (59,905 – 59,625) / 2 = 0,14 in VI-28

Diambil lebar gasket (n) = 0,25 in Diameter rata – rata gasket = 60 in + 0,25 in = 60,25 in B. Menentukan jumlah dan beban baut a. Perhitungan beban uap Beban supaya gasket tidak bocor (Hy), dengan pers. 12-88 B&Y yaitu : Wm2 = Hy = b x x Gy Dari Gb. 12 – 12 B&Y hal .299 : Bo = n / 2 = 0,25 / 2 = 0,125 in Untuk bo 0,25, maka b = bo, sehingga : Hy = 0,125 x x 60,25 x 1600 = 37837 lb beban tanpa tekanan (Hp) : dari pers. 12-40 B&Y hal 240 yaitu : Hp = 2.b..G.m.P = 2x0,125xx 60,25 x 2 x 14,7 = 1390,50975 lb beban baut karena internal pressure (H) : H = .G2.P/4 = x 60,252 x (14,7/4) = 41889,10622 lb total beban operasi (Wim 1) : VI-29

Wm1 = Hp + H = 1390,590975 + 41889,10622 = 43279,61597 lb karena Wm 1>Wm2, maka yang mengontrol adalah Wm1 b. perhitungan luas minimum Bolting Area dari pers.12-92 B&Y hal.240 yaitu : Am1 = WM1 / fb = 43279,61597 / 19300 = 2,2425 in2 c. perhitungan Bolt Optimum dari tabel 10.4 B&Y hal.188 dicoba: ukuran baut = ¾ in root area

= 0,302 in2

maka jumlah botling minimum : jumlah baut minimum = Am1 / root area = (2,2425 in2) / (0,302 in2) = 7,425 = 8 buah dari tabel 10.4 B&Y didapat : bolting spacing distance (Bs) = 3 in minimal radial distance (R) = 1 1/8 in edge distance (E) bolting circle dioameter (C) : VI-30

= 13/16 in

C = ID shell + 2 (1,4159.go + R) Dengan : go = tebal shell = 3/16 in Maka : C = 59,625 + 2((1,4159 x (3/16)) + 1 1/18 = 62,406 in diameter luar flange : OD = C + 2E = 62,406 + 2(13/16) = 64,031 checking lebar gasket : Ab aktual = jumlah bolt x root area = 8 x 0,302 = 2,416 in2 lebar gtasket minimum = Ab aktual x

= 2,416 x

f 2.. y.G

17000 2 xx1600 x 60, 25

= 0,0678 in < 0,25 in (memenuhi) d. perhitungan moment untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam), maka : dari pers. 12-94 B&Y hal.242 yaitu : w=

( Ab Am) / fa (2,416 2,2425) 17000 = =39597,25 lb 2 2.

dari pers. 12-98 B&Y hal. 242, yaitu : VI-31

hg =

C G 62,406 60,25 = =1,078 in 2 2

moment flange (Ma): Ma = W x hg = 39597,25 x 1,078 = 42685,8355 in-lb beban dalam keadaan operasi : W = Wm1 = 43279,61597 lb Hirostatic and force pada daerah dalam flange (HD) : HD = 0,78 x B2 x P = 0,78 x 602 x 14,7 = 41542,2 lb jika radial dari bolt circle pada aksi HD : hg =

C B 62,406 60 = =1,203 in 2 2

moment MD : MD = hD x HD = 1,203 x 41542,2 = 49975,2666 in-lb Hg = W-H = 43279,61597–41889,10622 = 1390,50975 lb Mg = Hgxhg = 1390,50975-1,078 = 1498,9695 in-lb HT = H – HD = 41889,10622 – 41542,2 = 346,90622 lb hT =

hD hG 1,203 1,078 = =1,1405 in 2 2

MT = HT x hT = 346,90622 x 1,1405 = 395,6465 in-lb Moment total pada keadaan operasi (Mo) : VI-32

Mo = MD + Mg + MT = 49975,2666 + 1498,9695 + 395,6465 = 51869,8826 in-lb Jadi Mmax = Mo, karena Mo > Ma e. perhitungan tebal flange. Dari pers. 12-85 B&Y hal.239 yaitu : 0 ,5

Y M max  t   fb  

k = A/B = OD/B = 64,031/60 = 1,067 dari gb.12-22 B&Y hal.239, untuk k = 1,067 didapat : y = 30 Maka : 0 ,5

30 x 51869,8826   t   = 1,2351 in  17000 x60 

digunakan tebal flange = 1,5 in 16. Perhitungan diameter penyangga Penyangga dirancang untuk menahan beban kolom destilasi dan perlengkapannya. Beban – beban yang ditahan oleh penyangga terdiri dari : a. berat bagian shell 1. berat shell 2. berat tutup b. berat perlengkapan bagian dalam VI-33

1. berat down comer 2. berat tray c. berta perlewngkapan bagian luar 1. berat pipa 2. berat isolasi 3. berat tangga 4. berat kelengkapan nozzle, valve dan alat kontrol direncanakan : 1. bahan konstruksi kolom secara keseluruhan adalah HAS SA-240 Grade M Type 316. 2. sistem penyangga yang digunaka adalah leg.lug dan base plate Dimensi menara : A. Berat bagian shell 1. berat shell keliling = x do = x 5 = 15,57 ft tinggi = tinggi total – tinggi tutup = 32 – (2x0,848) = 30,304 ft luas = keliling x tebal shell = 15,57 x (1/64) = 0,2453 ft2 volume = luas x tinggi = 0,2453 x 30,304 VI-34

= 7,4336 ft3 berat = volume x HAS = 7,4336 ft2 x 490 lb/ft3 = 3642,464 lb 2. berat tutup mencari DO blanko : dari pers.5-12 B&Y hal.88 yaitu : DO blanko = DO + (DO/42) + 2.sf + 2/3 icr Dari tabel 5.6 B&Y, untuk tebal = 3/16 in, maka : Sf = 2 in Icr= 9/16 in Maka : DO blanko = 60 + (60/42)+(2x2)+(2/3x9/16) = 65,8036 in = 5,4836 ft volume = /4.Do blanko 2 x tebal tutup = /4 x 5,4836 2 x 1/16 = 0,4188 ft2 berat tutup = 2 x (volume tutup x HAS) = 2 x (0,4188 x 490) = 410,424 lb B. berat perlengkapan bagian dalam 1. berat Down comer VI-35

dipakai dasar perhitungan dengan down comer tanpa lubang aliran uap : Luas = /4.di2 = /4 x (59,625/12)2 = 19,3805 ft2 volume = luas x tebal down comer = 19,3805 x 1/64 = 0,2982 ft2 berat = volume x HAS = 0,2982 x 490 = 146,118 lb/plate berat plate total = 15 plate x 146,118 lb/plate = 2191,77 lb berat liquida = 4249,305168 lb/j maka: berat total = 2191,77 + 4249,305168 = 6441,0752 lb 2. berat tray ditetapkan berat tiap tray = 25 lb/ft 2 luas tray = Ac – Ao = 18,84 – 1,0739 = 17,7661 ft2 jumlah tray = 15 buah maka : berat tray = n x luas tray x berat tray/ft2 = 15 x 17,7661 x 25 VI-36

= 6662,2875 lb 3. berat penyangga ukuran : 2 ½ x 2 ½ x 3/8 (equal angles,item 5.a9,App.G B&Y p.357) berat : 5,9 lb/ft berat penyangga = 5,9 lb/ft x 15 x 24/12 = 177 lb C. berat perlengkapan bagian luar 1. berat puipa (feed, uap, refluks, kondensor,bottom,destilat) ditetapkan : 4 x tinggi kolom destilasi dari App. K B&Y hal. 387 diambil : pipa = 3 in sch 40 berat = 7,58 lb/ft maka : berat pipa = 4 x 32 x 7,58 = 970,24 lb 2. berat isolasi ditetapkan : bahan = 50 llb/ft2 tebal isolasi = 3-6 in diambil 4 in maka: berat isolasi = .d.t isolasi .Lshell.bahan = x 5 x (4/12) x 32 x 50 = 8373,333 lb 3. berat tangga ditetapkan : berat tangga = 15 lb/ft tinggi kolom VI-37

maka: brerat tangga = 15 lb/ft x 32 ft = 480 lb 4. berat kelengkapan nozzle, valve dan alat kontrol ditetapkan : berat kelengkapan total = 1 ton = 2204,6 lb jadi berat total yang harus ditopang kaki support adalah : Wtotal = Wshell + Wkelengkapan bagian dalam + Wkelengkapan bagian luar = (3642,464 + 410,424) + (2191,77 + 6662,2875 + 177) + (970,24 + 8373,333 + 480 + 2204,6) = 25112,1185 lb untuk keamanan digunanan kelebihan 20%,maka : W aktual = 1,2 x 25112,1185 = 30134,5422 lb 17. Penyangga (Lug) Bentuk I-Beam sebagai penyanga digunkanan sistem lug, sehingga berlaku rumus : 4.Pw.( H 1) W p  n.Dbc n

(pers.10-76 B&Y hal.197)

dimana : Pw = total beban permukaan karena angin (lb) H

= tinggi vesel dari pondasi (ft)

L

= jarak antara level denganm dasar pondasi (ft)

Dbc = diameter (ft) n

= jumlah support (4 buah)

W = berat total (lb) VI-38

P

= beban kompresi total maklsimum untuk tiap lug

Kolom dianggap terletak dalam ruangan, sehingga tekanan angin tidak dikontrol, sehingga berlaku rumus : P=

W 30134,5422 = = 7533,6356 lb n 4

Menentukan kolom support : Data : Bahan tiap kolom 7533,6356 lb Tinggi bejana total (H) : 30,304 ft Tinggi kolom (l) : ;l = 0,5 H + 5 ft = (0,5 x 30,304) + 5 = 20,152 ft = 241,824 in jadi tinggi leg = 20,152 ft = 241,824 in Trial ukuran I – beam : Untuk pemilihan I-beam, dicoba 10” dengan : Ukuran = 10 x 4 5/8 Berat = 35 lb Pemasangan I-Beam dengan beban eksentrik (terhadap sumbu) Dari App. G B&Y hal.355 didapat : B = 4,944 in H = 10 in Ay = 10,22 in2

r1-1= 3,78 in Maka : VI-39

l 241,824  63,9746 r 3,78 untuk l/r < 120 maka : fc aman = 17000 – 0,485 (l/k)2 = 17000 – 0,485 (63,9746)2 = 15015,01652 psi luas (A) yang dibutuhkan : A=

p 7533,6356  = 0,5017 in 2 fc aman 15015,01652

Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia, maka I-beam dengan ukuran diatas telah memenuhi.

Kesimpulan pemakaian I-beam : Ukuran

= 10”, 10 x 4 5/8 in

Berat

= 35 lb

Peletakan beban dengan beban eksentrik. 18. perencanaan Base plate Berdasarkan Hess hal. 163 : Dibuat : base plate dengan toleransi panjang 5 % dan toleransi lebar 20% Bahan : concrete ( beton) Maka : fbp = 600lb/in2 (tabel Hess hal 162) Menentukan luas base plate VI-40

Ab =

P fbp

Dimana : Abp

= luas base plate (in2)

P

= beban tiap kolom = 7533,6356 lb

fbp

= 600 lb/in2

Maka : A base plate =

7533,6356 = 12,5561 in2 600

Menentukan panjang dan lebar base plate : Abp = l x p Dimana : l = lebar base plate = 2m + 0,8b p = panjang base plate = 2n + 0,95d Dengan I-beam 6x 3 3/8 in, diperoleh : h = d = 10 in b = 4,944 in Dengan mengasumsikan m = n, maka : Abp

= ( 2n + 0,95d) x (2m + 0,8b)

12,561

= ( 2m + 0,95x 10 ) x (2m + 0,8x 4,944)

12,561

= ( 2m + 9,5 ) x (2m + 3,9552)

4m2 + 26,9104m + 25,0183 = 0 Dengan menggunakan rumus ABC :

VI-41

m1,2 =

 26 , 9104

 ( 26

, 9104

2

4 . 4 x 25 , 0183 )

0 ,5

2 ,4

Didapat: m1

= 1,114 in

m2

= -5,613 in

Diambil : m = n = 1,114 in Maka : l

= 2m + 0,8b = (2x 1,114) + ( 0,8 x 4,944) = 6,1832 in = 7 in

p

= 2m + 0,95d = (2x 1,114) + ( 0,95 x 10) = 11,728 in = 12 in

Ditetapkan ukuran base plate : 7” + 12” dengan : A = 7” x 12” = 84 in2 Beban yang harus ditahan adalah : f=

P 7533,6356  = 89,6861 Psia < 600 psia A 84

karena f < fbp, maka dimensi base plate adalah memenuhi. Cek harga m dan n : Panjang base plate : 12 = 2n + ( 0,95 x 10 ) n = 1,25 in lebar base plate : 7

= 2m + (0,8 x 4,944) m

= 3,0448 in

VI-42

karena m > n, maka m dijadikan sebagai acuan : Menentukan tebal base plate : dengan menggunakan Pers. 7-12 Hess Hal. 163 yaitu : tbp

= (1,5.10-4 x P x n2) 0,5 = (1,5.10-4 x 89,6861 x 3,04482) 0,5 = 0,2024 in = 4/16 in = 0,25 in

Menghitung dimensi baut : Data : Beban baut 7533,6356 lb Jumlah baut = 4 buah

Maka : Beban untukl 1 baut = 7533, 6356 / 4 = 1883,4089 lb Luas baut : Pb Ab  fs dimana : Ab

= luas baut

Pb

= baban tiap baut

Fs

= stress tiap baut maksimum = 12000 psi

Maka : VI-43

1883,4089 Ab  0,157 in 12000

2

dari tabel 10-4 B & Y hal. 188, didapatkan : ukuran baut : 5/8 in Dengan dimensi : Ukuran baut

= 5/8 in

Bolt cycle

= 1 ½ in

Jarak radial min

= 15/16 in

Edge distance

= ¾ in

Nut dimention

= 1 1/6 in

Radius fillet max

= 5/16 in

Menentukan dimensi lug dan gusset Digunakan : 2 plate horizontal (lug) dan 2 plate Vertikal (gusset) Dari Gb. 10.6 B& Y hal.192, didapatkan : A = Lebar lug = ukuran baut + 9 in = 5/8 + 9 = 9,625 in B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in = 5/8 = 8 = 8,625 in

L

= lebar Gusset = 2 x ( lebar kolom – 0,5 ukuran baut) = 2 x ( 4,944 – 0,5 x 5/8 ) = 9,263 in

lebar lug atas (a) : a

= 0,5 x ( L + ukuran baut ) VI-44

= 0,5 x ( 9,263 + 5/8 ) = 4,944 in Perbandingan tebal plate = B/L = 8,625 / 9,263 = 0,931 Dari tabel 10.6 B & Y hal.192 : untuk B/L = 0,931; maka = 0,565 Sedangkan : e = 0,5 x nut dimension = 0,5 x 1 1/16 = 0,5313 in Bending momen max sepanjang sumbu radial : My =

p  2.l  (1 ). ln (1 ) (pers. 10-40 B&Y Hal. 192)  4. .e 

Dimana : P

= beban tiap baut



= poison ratio ( 0,3 untuk steel )

L

= Panjang horizontal plate bawah

E

= nut dimension



=0,565

Maka : My =

1883,4089  2x 9,263  (1 0,3).ln (1 0,3) = 687,7476  4.  .0,3 

Tebal plate horizontal : Thp =  6 . My   f . allowed 

0 ,5

   



6 x 687 , 7476 12000

VI-45

0,5

= 0,5864 in

Maka digunakan plate dengan tebal 0,5864 in Dari Gb. 10.6 B & Y hal. 191, didapat : Tebal gusset min (tg) : tg

= 3/8 x thp = 3/8 x 0,5864 = 0,2199 in = 3,5184/16 in =4/16 in

Tinggi gusset (Hg) : Hg = A + ukuran baut = 9,625 + 5/8 = 10,25 in Tinggi lug = Hg + 2.thp = 10,25 + 2(0,5864) = 11,4228 in Kesimpulan dimensi lug dan gusset Lug

: lebar = 9,625 in Tebal = 0,5864 in Tinggi = 11,4228 in

Gusset : lebar = 9,263 in Tebal = 4/16 in Tinggi = 10,25 in 19. Menentukan Dimensi pondasi beban total yang harus ditahan oleh pondasi : 1. berat beban bejana total 2. berat kolom penyangga 3. berat base plate ditentukan : 1. Masing-masing kolom penyangga diberi pondasi 2. spesifikasi pondasi didasarkan penyangga pada sistem pondasi. VI-46

atas berat badan setiap kolom

3. spesifikasi smua penyangga sama. Data : 1. beban yang ditanggung tiap penyangga = 7533,6356 lb 2. beban tiap penyangga = berat x tinggi = 35 lb/in x 11,4228 in = 399,798 lb 3. beban tiap base plate : Wbp = p x l x t x  Dimana : Wbp

= beban base plate (lb)

P

= panjang base plate = 12 in = 1 ft

l

= lebar base plate = 7 in = 0,583 ft

t

= tebal base plate = 0,25 in = 0,0208 ft



= densitas bahan konstruksi = 493,75 lb/cuft

maka : Wbp = 1 x 0,583 x 0,0208 x 493,75 = 5,987 lb Berat total : W = 7533,6356 + 399,798 + 5,987 = 7939,4206 lb Gaya yang bekerja pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat total kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujursangkar dengan perencanaan ukuran : Luas tanah untuk atas pondasi

= luas pondasi atas = 15 x 15

VI-47

= 225 in2 Luas tanah untuk dasar pondasi

= luas pondasi bawah = 40 x 40 = 1600 in2

Tinggi pondasi = 16 in Luas rata-rata permukaan (A) : A = 0,5 x (15 + 40)2 = 756,25 in

2

Volume pondasi (V) : V = A x t = 756,25 in 2 x 16 in = 12100 in3 Berat pondasi (W) : W=Vx Dimana : Densitas Wet Gravel = 126 lb/ cuft ( tabel 3-118 Perry’s Ed 6)

Maka : W = 12100 in 3 x 126 lb/ft 3 x ( 1 ft3/1728 in3) = 882,2917 lb Asumsi : Tanah atas pondasi berupa cement sand dan gravel dengan minimum safe bearing power = 5 ton/ft 3 , dan maksimum safe bearing = 10 ton/ ft3 (tabel 12-2 Hess Hal. 224) berat total pondasi ( W total ) : W

total

: 7939,4206 + 882,2917 = 8821,7123 lb

Tekanan dari sistem pondasi terhadap luas tanah (P) : VI-48

P = W total / A = 8821,7123 lb/1600 in2 = 5,5136 lb/in3 Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing poer yaitu 6000 kg/ft2 atau sebesar 91,8617 lb/in2, karena tekanan tanah = 5,5136 lb/ in 2 kurang dari 91,8617 lb/in 2, berarti pondasi dapat digunakan. Kesimpulan Pondasi Luas atas

= 15 x 15 = 225 in2 = 0,145 m2

Luas bawah = 40 X40 = 1600 in 2 = 1,0323 m2 Tinggi

= 16 in = 0,4064 m

Bahan Konstruksi cemen and Gravel.

VI-49

BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA Nama Alat : Reaktor Kode alat : R- 120 Fungsi

: Sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi mesityl oxide dengan bantuan katalis asam fosfat.

Type

: Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah konikal.

Perlengkapan : Pengaduk Kondisi operasi : -

fase

: Liqiud – liquid

-

tekanan

: 1 atm = 14,7 psia

-

waktu tinggal : 1 jam

Dasar perancangan : 1. massa masuk

: 57789, 12683 kg/ j

2. bahan konstruksi : carbon Steel SA-240 grade m Type 316 f = 18750 psi 3. jenis pengelasan

: Double Welded Butt joint, = 0,85

4. faktor korosi

: 1/16

5. densitas campuran : 54,02 lb/cuft 6.1. Rancangan Dimensi Tangki A. Menentukan volume liquid Rate volumetrik : V = m / campuran =

5789,12683lb/j x 1 jam= 236,258969 cuft 54,02lb/cuft

1

 Meghitung diameter tangki (di): -

Volume liquid : 236,258969 cuft/j

-

Volume koil pemanas,pengaduk dan ruang kosong = 25 % Vtotal

-

Asumsi volume larutan = 75% volume total tangki, maka : Volume tangki =

volumelaru tan 236,258969cuft = =78,75299 ft 3 75% 0,75

V tangki = V1 + V2 + V3 Dimana : V1 = Volume tutup atas = 0,0847 di3 V2 = Volume silinder = ¼..di 2. Ls V3 = Volume tutup bawah =

.di 3 1 24 tan  2

Asumsi : Ls = 1,5. di Maka : 78,75299 = 0,0847 di3 + ¼ .. di2 .1,5di +

.di 3 24 tan 60

78,75299 = 1,33774.di3 di

= 3,890 ft = 46,68 in

 Menentukan tinggi liquid (Lls) Volume liquid dalam shell : V1iquid = V 1 + V2 236,258969 cuft = (0,0847 x 3,890 3)+(/4 x di3 x Lls) 236,258969 cuft = 4.985769704 +46.20813717 Lls 46.20813717

Lls

Lls = 473.8666 = 10.25505 ft = 123.06056 in

2



Menghitung Tekanan design : P design = P operasi + P hidrostatik P hidrostatik = . ( H-1)/ 144 = 54,02.(55,69674- 1) / 144 = 20,396179 psi Sehingga : P design = (14,7 + 20,396179)psi – 14,7 psi = 20,396179 psi

 Perencanaan tebal silinder (ts) ts =

pi.di C 2.( fE 0,6.Pi)

dimana : ts

= tebal silinder (in)

Pi

= tekanan design (psi)

di

= diameter dalam (in)

maka : ts =

20,396179 x 46,68 0, 478 3   in 2.(18750 0,6 x20,396179) 16 16

standarisasi do : do = di + 2 ts = 46,68 + 2 (3/16) = 47,055 in dari tabel 5-7 B& Y hal 89, diadapatkan : Do = 47 in

Ts = 3/16 in

Di = do – 2ts = 47 – 2 (3/16) = 46.625 in Icr = 6% x 46.625 = 2.79 in ts = 5/16 in  Menentukan tinggi silinder (Ls) Volume tangki = V1 + V2 + V3

3

r = di = 46.625 in = 3,9 ft

78,75299 ft 3 = (0,0847 x 3,8903) + /4(3,8903)Ls + 4,4486 78,75299 ft 3 = 58,86387 + 46.20814 Ls + 4,4486 46.20814 Ls

= 762.0037645

Ls = 16.49068 ft = 197.8882 in Cek hubungan Ls dengan di : Ls/di = 16.49068 / 3.930488 = 4.195581 ft (memenuhi)

 Perancangan tutup silinder 1. tutup atas (tha) tha =

0,885. pi.rc C ( fE 0,1.Pi)

Dimana : tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan design (Psi) rc = diamater dalam (in) f

= tekanan yang diperbolehkan (Psi)

c

= faktor korosi = 1/16 in

Maka : tha =

0,885 x20,396179 x46,625 1  (18750x0,85) - (0,1x20,396179) 16

= 0,052 x 16 = 16 2. tutup bawah (thb) thb =

0,845 ≈ 3 16 16

pi.di C 2( fE 0,6.Pi) cos1 / 2

Dimana : thb

= tebal tutup bawah (in)

4

di


f

= Tekanan yang diijinkan (psi)



= sudut konikal = 120 o

E

= tipe pengelasan = 0,85

Pi

= tekanan design (Psi)

Maka : thb =

20,396179 x46,625 1 2, 44 3    in 2(18750 x 0,85 0,6 x20,396179) cos 60 16 16 16

 menentukan tinggi tutup 1. tinggi tutup atas (ha) a = di / 2 = 46,625 / 2 = 23.3125 in AB = a – icr = 23,3125 – 2.79 = 20.515 in BC = r – Irc =46,625 – 2,79 = 43.8275 in AC =

BC 2 AB2 = 43.82752 20=.5152

= 38.72963 in

b = r – AC = 46,625 – 38,72963 = 7.89537 in maka ha = tha + b + Sr = 3/16 in + 7.89537 in + 1,5 in = 9.58287 in 2. tinggi tutup bawah (hb) hb = ha = 9.58287 in  menentukan tinggi total tangki H = ha + Ls + hb = 9.58287 + 197.8882 + 9.58287 = 217.0539 in = 18.29765 ft 6.2 Perhitungan Dimensi Pengaduk Perencanaan : 1. digunakan pengaduk jenis aksial . 2. bahan konstruksi impeller High alloy Steel SA-240 Grade M Type 316 Data : 5

1. Dt/Di = 3 2. Z1/Di = 0.4 - 3 3. Zi /Di = 0,4 – 0.25 4. W/Di = 0,25 Sehinga : a. Menentukan diameter impeller : Dt/Di = 3 Di = Dt/3 = 3,9 /3 = 1.3 ft = 15.6 in b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki : Zi/Di = 0,4 Zi = 0,4 x Di = 0,4 x 1.3 = 0.524065 ft = 6.216667 in c. Menentukan tinggi liquid dalam tangki : ZL/Di = 2,4 ZL = Di/2,4 = 15.6/2,4 = 37.3 in = 3.14439 ft d. Menentukan lebar impeller : W/Di = 0,25 W

= 0,25 x Di = 0,25 x 15,56 = 3.885417 in = 0.327540625 ft

e. Menentukan tebal Blades : J/Dt

= 1/12 ( Mc Cabe Hal 253)

J

= Dt/12 = 3,9 / 12 = 0.325 ft = 3.9 in

f. menentukan panjang impeler L/Di = ¼ x Di = ¼ x 1.3 = 0.325 ft = 3.9 in g. Menentukan jumlah impeller : n=

Hliq 123.0606  0.252836 buah = 1 buah 2.di 2 2 x (15.6) 2

h.Daya pengaduk : 6

.. n . Di P gc 3

5

Dimana : P

= daya pengaduk (lb/ft.dt)

 = Po = Power number ( fig. 477 Brown hal. 507) harga Po didapatkan berdasarkan harga Nre : 2

n.. Di Nre =  Dimana : n

= putaran pengaduk = 150 rpm = 2,5 rps = 9000 rph

Di

= diameter ipeller = 1.3 ft



= densitas larutan = 54,02 lb/cu ft



= Viskositas larutan = 1,20955 . 10-4 lb/ft.dt = 0,43544 lb/ft j

Maka : 2

NRe =

2,5x.54,02 x1.3 4

=1902937,5

1,20955.10

Untuk NRe turbulen dengan harga diatas , didapatkan : Po = 7, maka : 3

P=

2

7 x.54,02 x 2,5 x1.3 32,2

312,98343lbf . ft / dt 6,2596Hp ≈6 HP

jika efisiensi motor 87% = P =

6,2596 = 7,1950 ≈7 HP 0,87

 Menghitung Poros Pengaduk 1. diameter poros pengaduk (Hesse,pers.16-2, hal;465) T = s d 16

3

= 63025 P 60

= 630257 = 7325,9167 lb in 60

7

dari Hesse, tabel 16-1 hal.467,untuk bahan rolled stell SAE 1020, mengandung bahan karbon 20% dengan elastisitas 36000 lb/m2 diketahui; S = 20% x 36000 = 7200 lb/m2 1

1

16 T 3 =  16 7352,9167 3 = 1,7321 in = 0,1447 ft D=    s    7200    Menentukan panjang poros L = H + Z - Zi H = Tinggi silinder ditambah tutup atas = 197.8882 + 9.58287 = 207.47107 in Z = panjang poros diatas tangki = 0,4 m = 1.3123 ft = 15.748 in Zi = jarak impeler dari dasar tangki = 6.216667 in jadi panjang poros pengaduk : L = (207,47107 + 15,748) – 6.21667 = 217.002403 in = 18.29330257 ft 6.3 Perhitungan Koil Pemanas Dasar Perencanaan : Q = 128337,189 BTU/j M = 1352,01899 lb/j Bahan : Karbon Steel SA-240 T 1=302oF t 1=68oF

t 2=248oF T 2 = 302oF 1. Menentukan T LMTD ∆t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 oC ∆t2 = T2 – t 1 = 302 – 68 = 234 oC

8

t LMTD =

54 234 = 122,75 oF 54 ln 234

2. Temperatur kalorik : tc = ½ (T1 + T2) = 302 oF tc = ½ (t1 + t2) = 158 oF Dari Kern, tabel 11,hal. 844,untul IPS 1 ½ Sch.40 in diperoleh : do = 1,9 in

a’ = 1,76 in

di = 1,5 in

a” = 0,498 ft

3. Luas Perpindahan Panas Evaluasi Perindahan Panas Shell

Tube

2

1.a S =2.04in = 0.014167 ft2 144 2.Gs = M/a S = 57789, 12683 0.014167

Hio = hox

= 12.89847 x (1.61 / 12) 1.9 / 12 = 10.92976 Btu/j.ft2.oF

= 4079136.502 lb/j.ft3 3.N Res =

(1.61 / 12)(158003.7313) 0.19 x 2.42

= 16862.49351 > 2100 4.JH = 1200 (kern fig 20.2 hal.718) k  Cp. de  k  

1/ 3

5.Ho = JH.

di do

1/ 3

0.385  0.9363 x0.0019  = 1200   1.61 / 12  0.385 

= 12.89847 Btu/j.ft2.oF

9

2.UC =

hioxho 10.92976 x12.89847 = = 5.916393 Btu/j.ft 2.oF hio ho 10.92976 12.89847

3.jika ditetapkan harga rd = 0,004 ft2oF/BTU Rd =

UC UD UCxUD

0,004 =

5.916393UD 5.916393 .UD

UD = 5.892727 Btu/j.Ft2 .OF Luas Perpindahan Panas 4. A =

Q 1228337,189 BTU / j = = 177.4249 ft 2 UDx0 LMTD 5.892727 x122,75

5. Panjang koil : L=

A 177.4249 = = 356.275 ft a" 0,498

6. Jumlah Lilitan: N=

L 356.275 = = 22.69267 ≈23 buah .dc x5

7. Tinggi Lilitan Koil : jika antara 2 koil = 2 in maka : Lc = (N-1)(jarak+do)+do= 87.7 in = 7.39311ft 6.4 Perhitungan Nozzle A. Nozzle Pada Tutup Atas 1. Menentukan nozzle untuk memasukkan DAA : Bahan rate bahan masuk : 4431.96908 Kg/j = 9770.719034 lb/j Densitas campuran : 54,02 lb/cuft Rate Volumetrik (Qf) : m/ρ= 9770.719034/54,02 = 180.8722516 ft 3/j Dari peter & timmerhaus, persamaan 15, hal. 525 didapat :

10

Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (180.8722516) 0.45x (54,02) 0.13 = 67.93820649 in Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 3 in sch 40 dengan ukuran : -

ID = 3.068 in

-

OD =3.500 in

-

A = 0.05130 ft2

Pengecekan asumsi : V = Qf/A = 180.8722516/0.05130 = 3,52578 ft/j NRe = D x V x ρ/ μ= 3.068x 3,52578 x 54,02 / 0,43544 = 1341.951511 > 2100 (tidak memenuhi ) 2. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan NaOH Bahan rate bahan masuk : 8.3333 Kg/j = 18.37159318 lb/j Densitas campuran : 54,02 lb/cuft Rate Volumetrik (Qf) : m/ρ= 18.37159318/54,02 = 0.34008873 ft 3/j Dari peter & timmerhaus, persamaan 15, hal. 525 didapat : Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (0.34008873) 0.45x (54,02) 0.13 = 4.031932106 in Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 2 in sch 40 dengan ukuran : -

ID = 2.067 in

-

OD =32.375 in

-

A = 0.02330 ft2

Pengecekan asumsi : V = Qf/A = 0.34008873/0.02330 = 14.59608282 ft/j

11

NRe = D x V x ρ/ μ= 2.067x 14.59608282 x 54,02 / 0,43544 = 3742.855444 > 2100 (memenuhi) 3. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan H 3PO4 Bahan rate bahan masuk : 163.334 Kg/j = 360.0861364 lb/j Densitas campuran : 54,02 lb/cuft Rate Volumetrik (Qf) : m/ρ= 360.0861364/54,02 = 6.665792973 ft 3/j Dari peter & timmerhaus, persamaan 15, hal. 525 didapat : Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (6.665792973) 0.45x (54,02) 0.13 = 15.38260974 in Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 2 in sch 40 dengan ukuran : -

ID = 2.067 in

-

OD =32.375 in

-

A = 0.02330 ft2

Pengecekan asumsi : V = Qf/A = 0.34008873/0.02330 = 14.59608282 ft/j NRe = D x V x ρ/ μ= 2.067x 14.59608282 x 54,02 / 0,43544 = 3742.855444 > 2100 (memenuhi) 4. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan aseton® Bahan rate bahan masuk : 1107.99256 Kg/j = 2442.680398 lb/j Densitas campuran : 54,02 lb/cuft Rate Volumetrik (Qf) : m/ρ= 2442.680398/54,02 = 45.21807475 ft 3/j Dari peter & timmerhaus, persamaan 15, hal. 525 didapat : Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (45.21807475) 0.45x (54,02) 0.13

12

= 36.40718769 in Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 2 in sch 40 dengan ukuran : -

ID = 2.067 in

-

OD =32.375 in

-

A = 0.02330 ft2

Pengecekan asumsi : V = Qf/A = 0.34008873/0.02330 = 14.59608282 ft/j NRe = D x V x ρ/ μ= 2.067x 14.59608282 x 54,02 / 0,43544 = 3742.855444 > 2100 (memenuhi) 5. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan koil pemanas dari perhitungan koil diperoleh Diopt= 1.610 in Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 2 in sch 40 dengan ukuran : -

ID = 2.067 in

-

OD =32.375 in

-

A = 0.02330 ft2 B. Nozzle pada tutup bawah 1. Menentukan Nozzle Pengeluaran produk -

rate bahan masuk = 57789, 12683 kg/ j = 127401.909 lb/j

V = m / campuran =

5789,12683lb/j x 1 jam= 236,258969 cuft 54,02lb/cuft

Dari peter & timmerhaus, persamaan 15, hal. 525 didapat : Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (2.358421122) 0.45x (54,02) 0.13 = 9.637764554 in

13

Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 3 in sch 40 dengan ukuran : -

ID = 3.068 in

-

OD =3.500 in

-

A = 0.05130 ft2

Pengecekan asumsi : V = Qf/A = 2.358421122/0.05130 = 0.03831093 ft/j NRe = D x V x ρ/ μ= 3.068x 0.03831093 x 54,02 / 0,43544 = 1341.951511 dari Brownell & Young table 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange untuk semua nozzle , dipilh flange standart type welding neck dengan dimensi nozzle sebagai berikut : Nozzle

NPS

A

T

R

E

K

L

B

A

3

7 1/2

1 5/16

5

4¼

3.05

2¾

3.07

B

2

6

¾

3 5/8

3 1/16

2.38

2½

2.07

C

½

3½

7/16

1 1/8

1 3/16

0.84

1 7/8

0.62

D

1¼

4 5/8

5/8

2½

2 5/16

1.66

2¼

1.38

E

2

6

¾

3 5/8

3 1/16

2.36

2½

2.07

F

3

7½

1 5/16

5/16

4¼

3.50

2¾

3.07

Keterangan : -

Nozzle A : Nozzle untuk pemasukan DAA

-

Nozzle B : Nozzle untuk pemasukan H 2SO4

-

Nozzle C : Nozzle untuk pemasukan H 3PO4

-

Nozzle D : Nozzle untuk pemasukan aseton®

-

Nozzle E : Nozzle untuk pemasukan koil pemanas

14

-

Nozzle F : Nozzle untuk Pengeluaran produk

6.5. Perhitungan Tutup Dengan Dinding Tangki Reaktor A Gasket bahan : asbestos gasket faktor (m) = 2 minimum designt seating stress (y) = 1600 psi perhitungan :  tebal gasket dari Brownell & young,pers. 12-2,hal 226 do di

y Pxm y  P (m 1) 

dimana : do = diameter luar gasket di = diameter dalam gasket P = internal pressure = 14.7 psia Diketahui do = do Sheel = 47 in Sehingga : 47 1600 14.7 x2 di 1600  14.7 (2 1)

di = 47.26409312 in jadi lebar gaket minimum n=

di do 47,26409312 47  = 0.132046562 in x 16/16 = 2.112744999/16 2 2

≈2/16 in  diameter rata – rata gasket (G)

15

G = do + n = 47 + 0.1= 47.1 in  beban gasket suoaya tidak bocor (Hy) Wm2 = Hy = μ.B.G.y Dimana : B = lebat efektif gasket G = diameter rata – rata gasket Y = yield stress = 1600 psia Lebar seating gasket bawah = bo =

n 0 .1 = = 0.05 in 2 2

Jika bo > 0.25, maka b = bo, sehingga didapatkan Wm2 = Hy= πx0.25x47.1x1600 = 59157.6 lb  beban baut supaya tidak bocor (Hp) Hp = 2.c.B.G.m.P = 2x πx0.25x47.1x2x14.7= 1087.0209 lb  Beban Karena Tekanan dalam (H) H = π/4.G2.P = π/4.(47.1) 2.14.7= 25599.3422 lb  Total Beban baut pada kondisi Operasi Wm1 = H + Hp = 25599.3422 + 1087.0209 = 26686.3631 lb jika Wm1 < Wm2,maka beban yang mengontrol dalam operasi adalah Wm1 B. Bolting bahan : ASTM A-139 Grade B-7 Allowable Strees (f) = 20000 lb  Luas Minimum Bolting area Am1=Wm1/f = 26686.3631/ 20000 = 1.33431815 in2

16

 Perhitungan Bolting Optimum Ukuran baut = ¾ in Root area = 0.302 in 2 Actual = 76  Jumlah Bolting Optimum = Am1/root area = 1.33431815/ 0.302 = 4.418272036 = 4 buah  Bolting Circle diameter (C) C = di shell + 2 (1.4159 x gO x R) Dimana : Di shell = 46.625 in Go = n = 0.1 R = 1 1/8 C = 46.625 + 2 (1.4159 x 0.1 x 1 1/8) = 46.9435775 in  Diameter luar flange OD = C + 2 E = 46.9435775 + (2 x ¾) = 48.4435775 in2  Cek lebar gasket Ab actual = jumlah bolt x Root Area = 4 x 0.302 = 1.208 in 2  Lebar gasket minimum (L) : L = Ab actual x

= 1.208 x

F 2.. y.G

20000 2 xx1600 x47.1

= 0.05 in < 0.5 (L
Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam )

17

W=

= -

( Am Ab ) 2

xf a

(1.33431815 1.208) x20000 = 25423.1815 lb 2

Jarak Radial dari beban gasket yang beraksi terhadap Bolt Circle (hG) hG = ½ . (C - G) = ½ . (48.9435775 -47.1 ) = 1.8435775 in

 Momen Flange (M a ) Ma = hG x W = 1.8435775 x 25423.1815 = 46869.6054 lb.in  Dalam KOndisi operasi W = Wm1 = 26686.3631 lb  Gaya hidrostatik pada daerah flange (HD) HD = 0.785 x b2 x P Dimana : B = do shell tangki reactor = 47 in P = tekanan Operasi = 14.7 lb/in2 Maka : HD = 0.785 x (472) x 14.7 = 25490.7555lb Jarak Radial bolt circle pada aksi (hD) hD = ½ x (C - G) = ½ . (48.9435775 -47.1 ) = 1.8435775 in Momen Komponen (M D) MD = HD x hD = 25599.3422 x 1.8435775 = 47194.37129 lb.in Perbedaan antara baut flang dan gaya hidrostatik total (HG) HG = W – H = Wm1 – H = 26686.3631 - 25599.3422 = 1087.0209 lb Momen Flange (M G) MG = HG – hG = 1087.0209 - 1.8435775 = 1085.177323lb.in Perbedaan anatra gaya hidrostatik total dengan gaya hidrostatik dalam area Flange (HT)

18

HT = H – HD = 25599.3422 - 25490.7555 = 108.5867 lb hT = ½ (hD x hG) = ½ x (1.8435775 x 1.8435775) = 3.398777999 in Momen Komponen (MT) MT = HT x hT = 108.5867 x 3.398777999 = 369.0620869 lb.in Momen total pada kondisi operasi (Mo) Mo = MD + MG + MT = 47194.37 + 1085.17 + 369.1 = 48648.64 lb.in Karena Ma < Mo, maka Mmaks = Mo = 48648.64 lb.in C.

Flange Perhitungan : 

Tebal Flange Dari Brownell & young,pers.12.85,hal. 239 FT =

YxMo sehingga didapat 2 t xB YxM maks fxB

t=

k=

A B

dimana : A = diameter luar Flange (48.44in2 ) B = diameter dalam Flange (47 in) F = strees yang dizinkan untuk flange = 18750 psi Maka k = 48.44/47 = 1.030638 in Dari Brownell&Young, pers. 12.22,hal 238, didapat : Y = 9.75 Sehingga tebal flange : t=

9.75 x48648.64 18750 x 47

= 0.733648603 ≈2 in

19

6.6 Perhitungan System Penyangga Reaktor penyangga dirancang untuk mampu menyangga berat bejana total dengan perlengkapannya. Berta total terdiri dari : -

berat silinder

-

berta tutup atas dan tutup bawah

-

berat larutan dala reactor

-

berat koil pemanas

-

berat poros pengaduk dan poerlengakapannya

-

berat attachment

-

berat impeller

1. Perhitungan menentukan berat reactor Berat Silinder (Ws)

 x(OD 2 ID 2 ) xHx 4 Dimana : Ws : berat bagian sinder Ws =

OD : Diameter luar = 47 in = 3.948 ft ID : Diameter dalam : 46.625 in = 3.9165 ft H = tinggi silinder = 217.0539 in = 18.29765 ft ρ= densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2 sehingga : Ws =

 x(3.948 2 3.9165 2 ) x18.29765 x 489 4

= 1731.772254 lb = 785.526741 kg 

Berat tutup atas dan tutup bawah W da = A x tha x ρ

20

A = 6.28 x Rc x tha Dimana : Wda : Berat tutup atas,lb Tha : tebal tutup atas = 3/16 in ρ: densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2 A : luas tutup atas, in2 Rc : Crown Radius = ID = 46.625 in = 3.9165 ft Ha : tinggi tutup = 9.58287 in Jadi A = 6.28 x 46.625 x (3/16) = 54.9009 in 2 Sehingga : Wda = A x tha x ρ= 54.9009 x (3/16) x 0.2741 = 2.82157 lb Untuk tutup atas dan bawah = 2 x Wda = 2 x 2.82157 = 5.64313 lb = 2.559707028 kg  Berat larutan dalam reactor Wl = m x T Dimana : m = berat liquid = 57789, 12683 kg/ j T = lama pengisian = 0.5 jam W1 = 57789, 12683 kg/ j x 0.5 jam = 28894.56342 kg Berat Attacment Merupakan berat seluruh perlengkapan berupa nozzle dan lain – lain : Wa = 18% x Ws Dimana : Ws = berat silinder = 785.526741 kg Wa = 18% x 785.526741 = 141.394813 kg Berat Koil Pemanas

 x (OD 2 ID 2 ) xHx 4 Dimana : Ws : berat bagian sinder Wc=

OD : Diameter luar = 1,9 in = 0.0583 ft 21

ID : Diameter dalam : 1,5 in = 0.1342 ft H = panjang koil = 4275.3 in = 356.275 ft ρ= densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2 sehingga Wc =

 x (0.05832 0.13422 ) x365.275 x489 4

= 8.58303 lb = 3.89323665 kg 

Berat poros pengaduk

 xDpxLp 2 x 4 Dimana : Wp=

Wp = berat poros pengaduk.kg Dp = diameter poros pengaduk = 1,7321 in = 0,1447 ft Lp = panjang poros pengaduk = 18.29330257 ft ρ= densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2 sehingga : Wp =

 2 x 0.1447 x18.29330257 x 4889 = 18587.9409 lb 4

= 8431.434668 kg 

Berat Impeler W1 = V x ρ V = 4 x (ρx l x t ) Dimana : Wi = berat Impeler , Kg V = Volume total blade L = lebar Blade = 0.327540625 ft T = tebal blade = 3.9 in P = panjang 1 kepingan blade

22

P = Di/2 = 0,1447 ft/2 = 0.07235 ft Di = diameter pengaduk = 0,1447 ft ρ= densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2 dari Pherry ,edisi 6,table 3-118,hak3-95

Volume impeller pengaduk V = 4 x (0.07235 x 0.327540625 x 3.9 ) = 0.369682 ft3 Sehingga Wi = 0.369682 ft 3 x 489 lb/ft3 = 180.7745 lb = 81.99877478 kg Jadi berat reactor : W T = WS + Wd + Wl + Wa + WC + WP + Wi = 785.526741 + 2.559707028 + 28894.56342 + 141.394813 + 3.89323665 + 8431.434668 + 81.99877478 = 38341.371 Kg = 84527.3873 lb untuk faktor keamanan diambil 10% berlebih berat reactor W T = 10% x 84527.3873 lb = 8452.73873 lb Sehingga WTactual = 84527.3873 + 8452.73873 = 92980.12603 lb 2.Penyangga (Lug) Bentuk I-Beam sebagai penyanga digunkanan sistem lug, sehingga berlaku rumus : 4.Pw.( H 1) W p  n.Dbc n

(pers.10-76 B&Y hal.197)



L


Dbc = diameter baut (ft)

23

n


W = berat total (lb) P


Vessel dianggap terletak dalam ruangan, sehingga tekanan angin tidak dikontrol, sehingga berlaku rumus : P=

W 92980.12603 = = 23245.03151 lb n 4

Menentukan jarak pondasi ke dasar kolom (L) L = 5 ft = 60 in Menentukan tinggi vessel di atas dasar tangki (H) H = Ls + ha + hb + L = 197.8882 + 9.58287 + 9.58287 + 60 = 277.05394 = 23.35564714 ft Menentukan panjang penyangga (l) I=½H+½L = (1/2x23.35564714) + (1/2 x 5) = 14.17782357 ft Jadi tinggi penyangga (leg) = 14.17782357 ft = Trial ukuran I Beam Untuk ukuran I Beam diambil ukuran (5x3) in dengan pemasangan tanpa beban eksentrik. Dari App. G B&Y hal.355 didapat : Nominal Size

: 5 in

Area of Section (A)

: 2.87 in2

Depth of Beam (h)

: 5 in

Width of Flange (b)

: 3.00 in

Axis I1-1

: 12.1 in

Axis r1-1

: 2.05 in2 24

a

: 1.5 in

Maka : l 170.13388  = 82.99213798 in r 2.05

karena l/r berada diantara 60 - 120 maka fc = 18000 18000

fc =

1 (l / r) 18000

18000 2

=

1 (82.99213798) 2 = 15364.0428 18000

luas (A) yang dibutuhkan : A=

p 23245.03151  = 1.512950192 in fc 15364.0428

2

Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia, maka I-beam dengan ukuran diatas telah memenuhi. Kesimpulan pemakaian I-beam : Ukuran

: 5 x 3 in

Area of Section (A)

: 2.87 in2

Depth of Beam (h)

: 5 in

Width of Flange (b)

: 3.00 in

Jumlah penyangga

: 4 buah

Peletakan beban dengan beban eksentrik. 1. perencanaan Base plate Berdasarkan Hess hal. 163 : Dibuat : base plate dengan toleransi panjang 5 % dan toleransi lebar 20% Bahan : concrete ( beton) Maka : f bp = 600lb/in2 (tabel Hess hal 162)

25

 Menentukan luas base plate Ab =

P fbp

Dimana : Abp


P

= beban kolom = 23245.03151 lb

fbp

= 600 lb/in2


23245.03151 = 38.74171918 in2 600

Menentukan panjang dan lebar base plate : Abp = l x p Dimana : l = lebar base plate = 2m + 0,8b p = panjang base plate = 2n + 0,95d Dari B&Y, appendik G,hal. 355, diperoleh : h = d = 5 in b = 3.00 in Dengan mengasumsikan m = n, maka : Abp

= ( 2n + 0,95d) x (2m + 0,8b)

38.74171918

= ( 2m + 0,95x 5 ) x (2m + 0,8x 3.00)

38.74171918

= ( 2m + 4.75) x (2m + 2.4)

38.74171918

= 11.4 + 9.5m + 4.8m + 4m2

27.34171918

= 14.3m + 4 m 2

4m 2 + 14,3 m – 27.34171918 = 0 Dengan menggunakan rumus ABC :

26

m1,2 =

14.3 (14.32  4 x4 x(27.34171918))

0 ,5

2 x4

Didapat: m1

= 1.379610046 in

m2

= - 4.954610046 in

Diambil : m = n = 1.38 in Maka : l

= 2m + 0,8b = (2x 1.38) + ( 0,8 x 3.00) = 5.16 in = 5 in

p

= 2m + 0,95d = (2x1.38) + ( 0,95 x 10) = 12.26 in = 12 in


P 23245.03151  = 387.4171918 lb/in2 < 600 lb/in2 A 60

karena f < fbp, maka dimensi base plate adalah memenuhi. Menentukan tebal base plate : dengan menggunakan Pers. 7-12 Hess Hal. 163 yaitu : tbp

= (1,5.10-4 x P x m2) 0,5 = (1,5.10-4 x 23245.03151 x 1.382) 0,5 = 2.576853838 in = 3/16 in

 Menghitung dimensi baut : Jumlah baut = 4 buah Maka : Beban untukl 1 baut = 23245.03151 / 4 = 5811.257878 lb 27

Luas baut : Pb Ab  fs dimana : Ab

= luas baut

Pb

= baban tiap baut

Fs


Maka : 5811.257878 2 Ab  0.48427149 in 12000

Dari tabel 10-4 B & Y hal. 188, didapatkan : Ukuran baut : 5/8 in Dengan dimensi : Ukuran baut

= 5/8 in

Bolt cycle

= 1 ½ in

Jarak radial min

= 15/16 in

Edge distance

= ¾ in

Nut dimention

= 1 1/6 in

Radius fillet max

= 5/16 in

 Menentukan dimensi lug dan gusset Digunakan : 2 plate horizontal (lug) dan 2 plate Vertikal (gusset) Perhitungan :  thp 

 My =

6 xM y f all

(B&Y, hal.193)

P  2 xl  x (1 )) x ln (1 y 1 )  4 x  ex 

28

Dimana : thp : tebal plate horizontal .in My : Bending Moment pada baut fall

: Allowable working stress = 12000 lb/in2

t

: teabal shell : 3/16 in = 0.1875 ft

P

: beban baut : 23245.03151 lb

μ

: Poisson ration = 0.33 (untuk baja)

l

: panjang horizontal plate bagian bawah = 0.5 + b = 0.5 + 3 = 3.5 in 3 : nut dimention = 8 = 1.1875 in 2 2

e

jarak antara gusket (b): b : ukuran baut + 8 = 1 ½ + 8 = 9.5 in jari – jari luar bearing plate (l) = 2 x (b – ½ x ukuran baut) = 2 x [3 – (1/2 x 1 ½ )] = 4.5 in konstruksi dan perhitungan momen (y1) = b 9 .5 = = 2.1 in l l 4 .5

sehingga : My =

23245.03151  2 x 3 .5  (1 0.3). ln (1 0.565)= 1462.997675 lb.in  4. x1.1875  

Tebal plate horizontal :

thp 

6x1462.997675 = 0.855277053 in 12000

Dari Gb. 10.6 B & Y hal. 191, didapat : L

= lebar gusset = 2 x (lebar kolom – 0.5 ukuran baut) = 2 x (9.5 – 0.5x5/8) = 18.375 in

29

Tebal gusset min (tg) : tg

= 3/8 x thp = 3/8 x 0.855 = 0.3207in = 5.132/16 in =5/16 in

Tinggi gusset (Hg) : A

= ukuran baut + 9 in = 5/8 + 9 = 9.625 in

Hg = A + ukuran baut = 9,625 + 5/8 = 10,25 in Tinggi lug = Hg + 2.thp = 10,25 + 2(0.855277053) = 11.96055411 in Kesimpulan dimensi lug dan gusset Lug

: lebar = 9,625 in Tebal = 0.855277053 in Tinggi = 12 in

Gusset : lebar = 18 in Tebal = 5/16 in Tinggi = 10,25 in  Menentukan Dimensi pondasi beban total yang harus ditahan oleh pondasi : 1. berat beban bejana total 2. berat kolom penyangga 3. berat base plate ditentukan : 1. Masing-masing kolom penyangga diberi pondasi 2. spesifikasi semua penyangga sama. Perhitungan :  beban yang ditanggung tiap kolom W = 92980.12603 lb

30

Wbp = px l x t x ρ Dimana : Wbp


P


l

= lebar base plate = 5 in = 0.4215ft

t

= tebal base plate = 0.2 in = 0.016 ft



= densitas bahan konstruksi = 489 lb/cuft

maka : Wbp = 1 x 0,4215 x 0,016 x 489 = 3.297816 lb  beban tiap kolom Wp = L x A x f x ρ Dimana : L

= tinggi kolom reactor = 14.17782357 ft

A

= luas kolom I beam = 2.87 in2 = 0.0119 ft2

F

= faktor koreksi = 3.4

ρ

= 489 lb/cuft

Wp = 14.17782357 x 0.0119 x 3.4 x 489 = 280.50739 lb  Beban total WT = W + Wbp + Wp = 92980.12603 + 3.297816 + 280.50739 = 93263.931 lb Gaya yang bekerja pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat total kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujursangkar dengan perencanaan ukuran :

31

 Luas tanah untuk atas pondasi = luas pondasi atas = 15 x 15 = 225 in2  Luas tanah untuk dasar pondasi

= luas pondasi bawah

= 40 x 40 = 1600 in2  Tinggi pondasi = 16 in  Luas rata-rata permukaan (A) : A = 0,5 x (15 + 40)2 = 756,25 in 2  Volume pondasi (V) : V = A x t = 756,25 in2 x 16 in = 12100 in3  Berat pondasi (W) : W=Vx Dimana : Densitas Wet Gravel = 126 lb/ cuft ( tabel 3-118 Perry’s Ed 6) Maka :  W = 12100 in 3 x 126 lb/ft 3 x ( 1 ft 3/1728 in3 ) = 882,2917 lb Asumsi : Tanah atas pondasi berupa cement sand dan gravel dengan minimum safe bearing power = 5 ton/ft 3 , dan maksimum safe bearing = 10 ton/ ft3 (tabel 12-2 Hess Hal. 224) berat total pondasi ( W total) :  W total

: 7939,4206 + 882,2917 = 8821,7123 lb

Tekanan dari sistem pondasi terhadap luas tanah (P) :  P = W total / A = 8821,7123 lb/1600 in2 = 5,5136 lb/in3

32

Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing poer yaitu 6000 kg/ft2 atau sebesar 91,8617 lb/in 2, karena tekanan tanah = 5,5136 lb/ in2 kurang dari 91,8617 lb/in2, berarti pondasi dapat digunakan. Kesimpulan Pondasi : Luas atas

= 15 x 15 = 225 in2 = 0,145 m2

Luas bawah = 40 X40 = 1600 in2 = 1,0323 m2 Tinggi

= 16 in = 0,4064 m


33

BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA Nama alat : Reaktor Fungsi

: Sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi mesityl oxide dengan bantuan katalis asam fosfat.

Type

: Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah konikal.

Dasar perancangan : 1. massa masuk

: 57789, 12683 kg/ j

2. suhu reaksi

: 120 oC

3. tekanan

: 1 atm

Perhitungan Vessel a. Menentukan diameter Campuran Menghitung densitas campuran campuran = (mi / m Total )x i Susunan bahan masuk : DAA

: 4431,96908 kg/j

Aseton

: 1107,99256 kg/j

NaOH

: 8,3333

H3PO4

: 163,3334 kg/j

Total

: 5789,12683 kg/j

Diket

:

DAA

: 0,938 g/mL =

kg/j

Aseton : 789,900 lb/cuft

lb/cuft

NaOH

: 8,3333 lb/cuft

H3 PO4 : 163,3334 lb/cuft Maka dengan memasukkan data ke persamaan diatas didapat : campuran = 54,02 lb/cuft Menghitung volume tangki Rate volumetrik : V = m / = 12762,70901 / 54,02 = 236,258969 cuft/j Direncanakan : - volume pengaduk dan coil = 20% volume total - ruang kosong 5 % Maka : V = 0,25 x 236,258969 cuft/j = 59,064742 cuft Bila tangki berisi 75% bahan, maka : V tangki = 59,064742 / 0,75 = 78,75299 cuft Meghitung diameter tangki : V tangki = V1 + V2 + V3 Dimana : V1 = Volume tutup atas = 0,0847 di3 V2 = Volume silinder = ¼..di2. Ls 3

. di V3 = Volume tutup bawah = 24. tan1 / 2 Asumsi : Ls = 1,5. di Maka :

.d 78,75299 = 0,0847 di + ¼ .. di .1,5di + 24. tan 60 3

3

2

78,75299 = 1,33774.di3 di

= 3,890 ft = 46,68 in

Volume liquid dalam shell : V1 = V larutan – V3 3

= 283,51075 -

.6,562 24. tan 60

= 262,16721 cuft Tinggi liquid dalam tangki : H = V1 / (1/4. . di 2) H = 262,16721 / (1/4. . 6,562 2) H = 7,75597 ft Menghitung Tekanan design : P design = P operasi + P hidrostatik Dimana : P hidrostatik = . ( H-1)/ 144 = 54,02.(7,75597- 1) / 144 = 2,53443 psi Sehingga : P design = 14,7 + 2,53443 = 17,23443 psi b.

Perencanaan tebal silinder

Direncanakan : 1. bahan

: hogh Alloy Stell SA-240 Grade M Type 316

2. f allowable

: 18750 psi

3. faktor korosi : 1/6 4. Type pengelasan : Double Welded butt joint ( E =0,85) Menghitung tebal shell ts =

pi.di C 2.( fE 0,6.Pi)

dimana : ts


Pi


di


maka : ts =

17,23443 x78,744 1 1,68 2    in 2.(18750 x 0,85 0,6 x17,23443) 16 16 16

dari tabel 5-7 B& Y hal 89, diadapatkan : Do = 84 in Icr = 5 1/8 r = 84 in ts = 5/16 in maka : Di = Do- 2ts = 84 – 2(5/16) = 83,375 in

= 6,94792 ft Cek hubungan Ls dengan Di : 3

3

3

378,01433 = 0,0847 6,94792 + ¼ .. 6,94792 . Ls + Ls

= 8,55747 ft

Ls/Di = 8,55747 / 6,94792 = 1,2 <1,5 (memenuhi ) c. perancangan tutup silinder (th) 1. tutup atas (tha) tha =

0,885. pi.rc C ( fE 0,1.Pi)



c


Maka : tha =

0,885.17,23443 x83,375 1  (18750 x0,85 0,1x17,23443) 16

dari fig. 5-6 B &Y hal 87, didapatkan : a

= Di/2

AB

= a – icr

BC

= r – icr

AC =

BC AC 2

2

.6,94792 24. tan 60

b

= r-AC

OA = ts + b + sf Dimana : Di

= diameter dalam = 83,375 in

ts

= tebal silinder = 2/16 in

Icr

= Knukle radius = 5 1/8 in

Sehingga : a

= 83,375 / 2 = 41,6875 in

AB

= 41,6875 – 5 1/8 = 36,5625 in

BC

= 84- 36,.5625 = 47,4375 in

AC

=

b

= 84 – 30,224 = 53,776 in

2

47,4375 36,5625

2

= 30,224 in

Dari tabel 5-6 B&Y hal. Untuk ts = 2/16 in didapat : Sf

= 1,5 -2 (diambil sf = 1,5 )

Maka : OA = 3/16 + 53,776 + 1,5 = 55,4635 in = 4,62195 ft 2. tutup bawah (thb) thb =

pi.di C 2( fE 0,6.Pi) cos1 / 2

Dimana : thb


di


f





E


Pi


Maka : thb =

17,23443 x83,375 1 2,44 3    in 2(18750 x0,85 0,6 x17,23443) cos 60 16 16 16

Dari tabel 5-6 B&Y hal. 88, Untuk ts = 2/16 in didapatkan : sf b=

= 1,5 – 2 ( diambil sf = 1,5 ) 1/ 2.di 1 / 2.83,375  24,06829in tan 1 / 2 tan 60

OA= b + f = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft Jadi tinggi vessel = tutup atas + tinggi silinder + tinggi tutup bawah = 4,62195 ft + 8,55747 ft + 2,13069 ft = 15,31011 ft perhutingan pengaduk perencanaan : 1. digunakan pengaduk jenis aksial . 2. bahan konstruksi impeller High alloy Steel SA-240 Grade M Type 316 Data : 1. Dt/Di = 3 2. Z1/Di = 2,7 -3,9 3. Zi /Di = 0,75 – 1,3 4. W/Di = 0,17 Sehinga :

a. Menentukan diameter impeller : Dt/Di = 3 Di = Dt/3 = 83,375/3 = 27,79167 in = 2,31597 ft b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki : Zi/Di = 0,75 – 1,3 ( diambil Zi/Di = 0,9) Zi = 0,9 x Di = 0,9 x 27,79167 = 25,0125 in = 2,08438 ft c. Menentukan panjang impeller : L/Di = 1/3 L = Di/3 = 27,79167/3 = 9,26389 in = 0,77199 ft d. Menentukan lebar impeller : W/Di = 0,17 W

= 0,17 x Di = 0,17 x 27,79167 = 4,72458 in = 0,39372 ft

e. Menentukan jumlah impeller : n=

Hliq.Sg 7,75597 x 0,88  0,09823 = 1buah diameter tan gki 6,94792

f. Menentukan tebal Blades : J/Dt

= 1/12 ( Mc Cabe Hal 253)

J

= Dt/12 = 83,375 / 12 = 6,94792 ft

g. Menentukan jumlah impeller : n=

H 2. Di

2

7,75597  0,72buah = 1buah 2 2x 2,31597

h. Daya pengaduk :

.. n . Di P gc 3

5

Dimana : P


 = Po = Power number ( fig. 477 Brown hal. 507) harga Po didapatkan berdasarkan harga Nre :

n.. Di Nre = 

2

Dimana : n


Di

= diameter ipeller = 2,31597 ft






= Viskositas larutan = 1,20955 . 10-4 lb/ft.dt = 0,43544 lb/ft j

Maka : 2

2,5 x.54,02 x 2,31597

NRe =

4

1, 20955.10

Untuk NRe turbulen dengan harga diatas , didapatkan : Po = 7, maka : 3

P=

7 x.54,02 x 2,5 x 2,31597

2

32,2

12225,91639lbf . ft / dt 22,22893 Hp

Diambil : daya pengaduk = 23 Hp

Perhitungan Koil Pemanas

a.Dari App. B diketahui : Q = 128337,189 BTU/j M = 1352,01899 lb/j b. TLMTD t1=68oF T1=302oF

T2=302oF T2 = 248oF t LMTD =

54 234 = 122,75 o F 54 ln 234

c. tc = ½ (T1 + T2) = 302oF tc = ½ (t1 + t2) = 158 oF d. ukuran pipa yang digunakan : data – data : do = 1,9 in di = 1,5 in a’ = 1,76 in a” = 0,498 ft2/ft

Shell

Tube Hio = 15000BTU/j.ft2oF

dp 2 .N . 

1.N Re =

Dp = (1/2 – 1/3 ) di( bejana ) Dp = 6.94792 x 1/3 = 2,31597 ft NRe =

2,31597 2 x150 x160x 0,88 0,19 x2,42

= 92389,348 > 2100 (aliran turbulen) 2.JH = 1200 (kern fig 20.2 hal.718) 0, 14

k  Cp.   3.Ho = JH.    di  k   w  1/ 3

= 1/ 3

0,085  0,61x0,19. 1200  2,31597  0,085   = 48,8377

2.UC =

hioxho 1500 x 48,8377 = = 47,29776 hio ho 1500 48,8377


UC UD UCxUD

0,004 =

47, 299776 UD 47,29776.UD

UD = 39,77305

4. a =

L=

Q 1228337,189 BTU / j = =251,59801 ft2 UDx0 LMTD 39,77305 x122,75 A 251,59801 = = 505,21689 ft a" 0,498i

Hc =

L 505, 21689 = = 32,179,42 ≈32 buah .dc x5

Jika hv = 2, Lc = (hc-1)(hc+do)+do=122,8 in = 10,23 ft

1.Perhitungan diameter penyangga Penyangga dirancang untuk menahan beban kolom destilasi dan perlengkapannya. Beban – beban yang ditahan oleh penyangga terdiri dari : a. berat bagian shell 1. berat shell 2. berat tutup b. berat perlengkapan bagian dalam 1. berat down comer 2. berat tray c. berta perlewngkapan bagian luar 1. berat pipa 2. berat isolasi 3. berat tangga 4. berat kelengkapan nozzle, valve dan alat kontrol direncanakan :

1. bahan konstruksi kolom secara keseluruhan adalah HAS SA-240 Grade M Type 316. 2. sistem penyangga yang digunaka adalah leg.lug dan base plate Dimensi menara : A. Berat bagian shell 1. berat shell keliling = x do = x 5 = 15,57 ft tinggi = tinggi total – tinggi tutup = 32 – (2x0,848) = 30,304 ft luas = keliling x tebal shell = 15,57 x (1/64) = 0,2453 ft2 volume = luas x tinggi = 0,2453 x 30,304 = 7,4336 ft3 berat = volume x HAS = 7,4336 ft2 x 490 lb/ft3 = 3642,464 lb 2. berat tutup mencari DO blanko : dari pers.5-12 B&Y hal.88 yaitu : DO blanko = DO + (DO/42) + 2.sf + 2/3 icr

Dari tabel 5.6 B&Y, untuk tebal = 3/16 in, maka : Sf = 2 in Icr= 9/16 in Maka : DO blanko = 60 + (60/42)+(2x2)+(2/3x9/16) = 65,8036 in = 5,4836 ft volume = /4.Do blanko 2 x tebal tutup = /4 x 5,4836 2 x 1/16 = 0,4188 ft2 berat tutup = 2 x (volume tutup x HAS) = 2 x (0,4188 x 490) = 410,424 lb B. berat perlengkapan bagian dalam 1. berat Down comer dipakai dasar perhitungan dengan down comer tanpa lubang aliran uap : Luas = /4.di2 = /4 x (59,625/12)2 = 19,3805 ft2 volume = luas x tebal down comer = 19,3805 x 1/64 = 0,2982 ft2

berat = volume x HAS = 0,2982 x 490 = 146,118 lb/plate berat plate total = 15 plate x 146,118 lb/plate = 2191,77 lb berat liquida = 4249,305168 lb/j maka: berat total = 2191,77 + 4249,305168 = 6441,0752 lb 2. berat tray ditetapkan berat tiap tray = 25 lb/ft 2 luas tray = Ac – Ao = 18,84 – 1,0739 = 17,7661 ft2 jumlah tray = 15 buah maka : berat tray = n x luas tray x berat tray/ft2 = 15 x 17,7661 x 25 = 6662,2875 lb 3. berat penyangga ukuran : 2 ½ x 2 ½ x 3/8 (equal angles,item 5.a9,App.G B&Y p.357) berat : 5,9 lb/ft berat penyangga = 5,9 lb/ft x 15 x 24/12 = 177 lb C. berat perlengkapan bagian luar 1. berat puipa (feed, uap, refluks, kondensor,bottom,destilat)

ditetapkan : 4 x tinggi kolom destilasi dari App. K B&Y hal. 387 diambil : pipa = 3 in sch 40 berat = 7,58 lb/ft maka : berat pipa = 4 x 32 x 7,58 = 970,24 lb 2. berat isolasi ditetapkan : bahan = 50 llb/ft2 tebal isolasi = 3-6 in diambil 4 in maka: berat isolasi = .d.t isolasi .Lshell.bahan = x 5 x (4/12) x 32 x 50 = 8373,333 lb 3. berat tangga ditetapkan : berat tangga = 15 lb/ft tinggi kolom maka: brerat tangga = 15 lb/ft x 32 ft = 480 lb 4. berat kelengkapan nozzle, valve dan alat kontrol ditetapkan : berat kelengkapan total = 1 ton = 2204,6 lb jadi berat total yang harus ditopang kaki support adalah : Wtotal = Wshell + Wkelengkapan bagian dalam + Wkelengkapan bagian luar

= (3642,464 + 410,424) + (2191,77 + 6662,2875 + 177) + (970,24 + 8373,333 + 480 + 2204,6) = 25112,1185 lb untuk keamanan digunanan kelebihan 20%,maka : W aktual = 1,2 x 25112,1185 = 30134,5422 lb 2.Penyangga (Lug) Bentuk I-Beam sebagai penyanga digunkanan sistem lug, sehingga berlaku rumus : 4.Pw.( H 1) W p  n.Dbc n

(pers.10-76 B&Y hal.197)



L


Dbc = diameter (ft) n


W = berat total (lb) P


Kolom dianggap terletak dalam ruangan, sehingga tekanan angin tidak dikontrol, sehingga berlaku rumus : P=

W 30134,5422 = = 7533,6356 lb n 4

Menentukan kolom support : Data : Bahan tiap kolom 7533,6356 lb

Tinggi bejana total (H) : 30,304 ft Tinggi kolom (l) : ;l = 0,5 H + 5 ft = (0,5 x 30,304) + 5 = 20,152 ft = 241,824 in jadi tinggi leg = 20,152 ft = 241,824 in Trial ukuran I – beam : Untuk pemilihan I-beam, dicoba 10” dengan : Ukuran = 10 x 4 5/8 Berat = 35 lb Pemasangan I-Beam dengan beban eksentrik (terhadap sumbu) Dari App. G B&Y hal.355 didapat : B = 4,944 in H = 10 in Ay = 10,22 in2

r1-1= 3,78 in Maka : l 241,824  63,9746 r 3,78 untuk l/r < 120 maka : fc aman = 17000 – 0,485 (l/k)2 = 17000 – 0,485 (63,9746)2 = 15015,01652 psi luas (A) yang dibutuhkan : A=

p 7533,6356  = 0,5017 in 2 fc aman 15015,01652

Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia, maka I-beam dengan ukuran diatas telah memenuhi.

Kesimpulan pemakaian I-beam : Ukuran

= 10”, 10 x 4 5/8 in

Berat

= 35 lb

Peletakan beban dengan beban eksentrik. 3.perencanaan Base plate Berdasarkan Hess hal. 163 : Dibuat : base plate dengan toleransi panjang 5 % dan toleransi lebar 20% Bahan : concrete ( beton) Maka : fbp = 600lb/in2 (tabel Hess hal 162) Menentukan luas base plate Ab =

P fbp

Dimana : Abp


P

= beban tiap kolom = 7533,6356 lb

fbp

= 600 lb/in2


7533,6356 = 12,5561 in2 600

Menentukan panjang dan lebar base plate :

Abp = l x p Dimana : l = lebar base plate = 2m + 0,8b p = panjang base plate = 2n + 0,95d Dengan I-beam 6x 3 3/8 in, diperoleh : h = d = 10 in b = 4,944 in Dengan mengasumsikan m = n, maka : Abp

= ( 2n + 0,95d) x (2m + 0,8b)

12,561

= ( 2m + 0,95x 10 ) x (2m + 0,8x 4,944)

12,561

= ( 2m + 9,5 ) x (2m + 3,9552)

4m2 + 26,9104m + 25,0183 = 0 Dengan menggunakan rumus ABC :

m1,2 =

26,9104 (26,9104 2  4.4x 25,0183)

0 ,5

2,4

Didapat: m1

= 1,114 in

m2

= -5,613 in

Diambil : m = n = 1,114 in Maka : l

= 2m + 0,8b = (2x 1,114) + ( 0,8 x 4,944) = 6,1832 in = 7 in

p

= 2m + 0,95d = (2x 1,114) + ( 0,95 x 10) = 11,728 in = 12 in


P 7533,6356  = 89,6861 Psia < 600 psia A 84

karena f < fbp, maka dimensi base plate adalah memenuhi. Cek harga m dan n : Panjang base plate : 12 = 2n + ( 0,95 x 10 ) n = 1,25 in lebar base plate : 7

= 2m + (0,8 x 4,944) m

= 3,0448 in

karena m > n, maka m dijadikan sebagai acuan : Menentukan tebal base plate : dengan menggunakan Pers. 7-12 Hess Hal. 163 yaitu : tbp

= (1,5.10-4 x P x n2) 0,5 = (1,5.10-4 x 89,6861 x 3,04482) 0,5 = 0,2024 in = 4/16 in = 0,25 in

Menghitung dimensi baut : Data : Beban baut 7533,6356 lb

Jumlah baut = 4 buah Maka : Beban untukl 1 baut = 7533, 6356 / 4 = 1883,4089 lb Luas baut : Pb Ab  fs dimana : Ab

= luas baut

Pb

= baban tiap baut

Fs


Maka : 1883,4089 Ab  0,157 in 12000

2

dari tabel 10-4 B & Y hal. 188, didapatkan : ukuran baut : 5/8 in Dengan dimensi : Ukuran baut

= 5/8 in

Bolt cycle

= 1 ½ in

Jarak radial min

= 15/16 in

Edge distance

= ¾ in

Nut dimention

= 1 1/6 in

Radius fillet max

= 5/16 in

Menentukan dimensi lug dan gusset Digunakan : 2 plate horizontal (lug) dan 2 plate Vertikal (gusset)

Dari Gb. 10.6 B& Y hal.192, didapatkan : A = Lebar lug = ukuran baut + 9 in = 5/8 + 9 = 9,625 in B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in = 5/8 = 8 = 8,625 in

L

= lebar Gusset = 2 x ( lebar kolom – 0,5 ukuran baut) = 2 x ( 4,944 – 0,5 x 5/8 ) = 9,263 in

lebar lug atas (a) : a

= 0,5 x ( L + ukuran baut ) = 0,5 x ( 9,263 + 5/8 ) = 4,944 in

Perbandingan tebal plate = B/L = 8,625 / 9,263 = 0,931 Dari tabel 10.6 B & Y hal.192 : untuk B/L = 0,931; maka = 0,565 Sedangkan : e = 0,5 x nut dimension = 0,5 x 1 1/16 = 0,5313 in Bending momen max sepanjang sumbu radial : My =

p  2.l  (1 ). ln (1 ) (pers. 10-40 B&Y Hal. 192)  4. .e 

Dimana : P

= beban tiap baut



= poison ratio ( 0,3 untuk steel )

L

= Panjang horizontal plate bawah

E

= nut dimension



=0,565

Maka : My =

1883,4089  2x 9,263  (1 0,3).ln (1 0,3) = 687,7476  4.  .0,3 

Tebal plate horizontal : 0 ,5

Thp

 6.My  6 x687,7476 = f .allowed    12000  

0, 5

= 0,5864 in

Maka digunakan plate dengan tebal 0,5864 in Dari Gb. 10.6 B & Y hal. 191, didapat : Tebal gusset min (tg) : tg

= 3/8 x thp = 3/8 x 0,5864 = 0,2199 in = 3,5184/16 in =4/16 in

Tinggi gusset (Hg) : Hg = A + ukuran baut = 9,625 + 5/8 = 10,25 in Tinggi lug = Hg + 2.thp = 10,25 + 2(0,5864) = 11,4228 in Kesimpulan dimensi lug dan gusset Lug

: lebar = 9,625 in Tebal = 0,5864 in Tinggi = 11,4228 in

Gusset : lebar = 9,263 in Tebal = 4/16 in

Tinggi = 10,25 in 19. Menentukan Dimensi pondasi beban total yang harus ditahan oleh pondasi : 1. berat beban bejana total 2. berat kolom penyangga 3. berat base plate ditentukan : 1. Masing-masing kolom penyangga diberi pondasi 2. spesifikasi pondasi didasarkan

atas berat badan setiap kolom

penyangga pada sistem pondasi. 3. spesifikasi smua penyangga sama. Data : 1. beban yang ditanggung tiap penyangga = 7533,6356 lb 2. beban tiap penyangga = berat x tinggi = 35 lb/in x 11,4228 in = 399,798 lb 3. beban tiap base plate : Wbp = p x l x t x  Dimana : Wbp


P


l

= lebar base plate = 7 in = 0,583 ft

t

= tebal base plate = 0,25 in = 0,0208 ft



= densitas bahan konstruksi = 493,75 lb/cuft

maka : Wbp = 1 x 0,583 x 0,0208 x 493,75 = 5,987 lb Berat total : W = 7533,6356 + 399,798 + 5,987 = 7939,4206 lb Gaya yang bekerja pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat total kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujursangkar dengan perencanaan ukuran : Luas tanah untuk atas pondasi

= luas pondasi atas = 15 x 15 = 225 in2

Luas tanah untuk dasar pondasi

= luas pondasi bawah = 40 x 40 = 1600 in2

Tinggi pondasi = 16 in Luas rata-rata permukaan (A) : A = 0,5 x (15 + 40)2 = 756,25 in

2

Volume pondasi (V) : V = A x t = 756,25 in 2 x 16 in = 12100 in3 Berat pondasi (W) : W=Vx Dimana : Densitas Wet Gravel = 126 lb/ cuft ( tabel 3-118 Perry’s Ed 6)

Maka : W = 12100 in 3 x 126 lb/ft 3 x ( 1 ft3/1728 in3) = 882,2917 lb Asumsi : Tanah atas pondasi berupa cement sand dan gravel dengan minimum safe bearing power = 5 ton/ft 3 , dan maksimum safe bearing = 10 ton/ ft3 (tabel 12-2 Hess Hal. 224) berat total pondasi ( W total ) : W

total

: 7939,4206 + 882,2917 = 8821,7123 lb

Tekanan dari sistem pondasi terhadap luas tanah (P) : P = W total / A = 8821,7123 lb/1600 in2 = 5,5136 lb/in3 Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing poer yaitu 6000 kg/ft2 atau sebesar 91,8617 lb/in2, karena tekanan tanah = 5,5136 lb/ in 2 kurang dari 91,8617 lb/in 2, berarti pondasi dapat digunakan. Kesimpulan Pondasi Luas atas

= 15 x 15 = 225 in2 = 0,145 m2

Luas bawah = 40 X40 = 1600 in 2 = 1,0323 m2 Tinggi

= 16 in = 0,4064 m


DAFTAR PUSTAKA

Brownel, l.E and Young, E.M, 1959, “ Process Equipment design “, Willey Estern Limited, New York. Coulson, J.M and Richardson, J.F, 1985, “ An Introduction to Chemical Engineering Design”, Chemical Engineering Vol. 6, Pergarnon Press Oxford. Foust, A.S, “ Principle Unit operation” 2 nd Edition, D. van Nostrand Company Inc., Tokyo. Genakoplis, C.J, 1983,” Transport Process and Unit Operation ”, 2nd Edition, Allya and Bacon., New York. Hesse, H.C and Rushton, J.H 1959, “ Process Equipment design “,2nd Edition, D. van Nostrand Company Inc., New York Hougen, O.A, Watson, K.M and Ragazt, R.A 1976, “Chemical process Principles”, 2nd Edition,A. Wileyinternational Edition, john Willey and Sons Inc., New York. Kern, D.Q, “ Proccess Heat Transfer “, Iternational student edition. Mc Graw Hill Itnternational Book company,Tokyo. Kir And Othmer, D.F, “ Encyclopedia of Chemical Technology “3rd Edition, john Willey And Sons, New York 1969. Ludwig, E.E 1964, “ Applied Process Design for Chemical and Petro Chemical Plant”, Vol. 2, Gult Publising Co., Houtson, Texas. Mc. Cabe, W.L, Smith, J.T and Harriot, P, 1985, “ Unit Operation of Chemical Engineering. “, 4th Edition, Mc. Graw Hill Book Co.,Singapore .

Perry, R.H, 1950, “ Chemical Engineering Hand Book “, 3 rd Edition, Mc Graw Hill, Koggakusha Company, Ltd, Tokyo. Petter, M.S and Thimmerhause, K.D 1981, “ Plant design and Economics for Chemical Engineering “, 3 rd Edition Mc Graw Hill Book Co, Singapore. Smith, J.M and Van Ness, H.C, 1984, “ Introdution to Chemical Engineering Thermodynamics “, 3 rd Edition, Mc Graw Hill Co., Singapore. Ulrich, G.D, 1984, “ A guide to Chemical Engineering process design Economic”, John Willey and Sons Inc., New York. Van Winkle, M,V, 1967, “Destilation”, Mc Graw Hill Book Co., New York.

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

7.1 Instrumentasi Alat control (instrumentasi ) sangat penting dalam operasi suatu pabrik, terutama dalam industri kimia. Adapun tujuan utama dari penggunaan alat control dari penggunaan alat control adalah untuk mengukur dan mencatat segala perubahan yang terjadi selama berlangsungnya proses operasi. Bila diinginkan suatu hasil dengan kondisi tertentu pula, maka hal ini akan data tercapai dengan bantuan instrument. Instrument disini berfungsi sebagai alat ukur yang terdiri dari indicator (petunjuk), pencatat dan alat kontrol (pengendali). Adapun yang dikendalikan meliputi : Suhu, tekanan, rate aliran, tinggi bahan dalam suatu tangki dan sebagainya. Pengendalian proses bisa dilakukan secara otomatis atau manual. Pengendalian secara manual diguankan apabila pengendali sepenuhnya ditangani oleh mausia pengendalian secara otomatis, bila pengendalian proses dilakukan oleh alat control yang bisa bekerja sendiri. Dengan adanya alat control ini diharapkan jalanya proses dapat dijaga pada kondisi yang diinginkan. Tujuan utama pemasangan alat instrumentasi secara spesifik adalah : a. menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan :  menjaga variable-variabel proses agar berada dalam batas operasi yang aman.  Mendeteksi situasi bahaya dengan membuat tanda-tanda bahaya dan memutuskan hubungan secara proses otomatis.

VII-1

b. Mendapatkan rate produksi yang diinginkan. c. Menjaga kualitas produk. d. Meningkatkan efisiensi kerja e. Menjamin keselamatan kerja karyawan. Pengendalian

proses

dilakukan

secara

otomatis

apabila

tidak

memungkinkan dilakukan secara manual atau biaya operasi alat control otomatis lebih murah dibandingkan jika dengan menggunakan tenaga manusia. Disamping itu pengendalian proses secara otomatis mempunyai keuntungan yaitu : Keselamatan kerja lebih terjamin jumlah pegawai lebih sedikit ketelitian yang cukup tinggi (akurat) ketelitian dapat dipertanggung jawabkan oleh karena itu perencanaan pendirian pabrik ini cenderung pada pemakaian alat secara otomatis. Namun tenaga manusia juga masih dibutuhkan dalam pengoperasian dan dan pengawasan proses 7.1.1 pemilihan instrumentasi untuk menentukan alat instrumentasi apa saja yang digunakan maka perlu ditinjau kondisi input dan kondisi operasi yang menjadi persyaratan. Jadi harus diketahui parameter apa yang tidak dapat dikontrol (disturbance) dan yang dapat dikontrol (manipulative parameter) serta outputnya. Disamping itu harus dipertimbangkan pula segi keuntungan ekonomisnya maupun keuntungan prosesnya. Kriteria alat pengendali tersebut adalah :  mudah dalam pengopersiaanya.

VII-2

 Mudah mendapatkan suku cadangnya  Mudah dalam perawatannya  Terjamin kualitasnya dan harganya murah 7.1.2 Macam-macam instrumentasi 1. pengatur suhu a. Temperature indicator (TI) Fungsi : mengetahui secara langsung suhu fluida pada aliran tertentu. b. Temperature Controller (TC) Fungsi : mengendalikan suhu fluida dalam aliran proses agar sesuai dengan harga yang ditentukan. c. Temperatur Recorder (TR) Fungsinya : mencatat suhu dari suatu aliran kontinyu. d. Temperatur Recorder Controller (TRC) Fungsi : mencatat secara kontinyu da mengendalikan suhu pada harga yang ditetapkan. 2. Pengatur |Tekanan a. Temperature indicator (TI) Fungsi : mengetahui tekanan pada peralatan setiap saat b. Pressure recorder (PR) Fungsi : untuk mencatat dalam peralatan secara kontinyu. c. Pressure recorder Controller (PRC) Fungsi : mengendalikan dan mencatat tekanan dalam peralatan secara kontinyu.

VII-3

d. Pressure Controller Fungsi : mengatur tekanan dalam alat proses secara kontinyu agar sesuai dengan harga yang dikehendaki. 3. pengatur aliran a. flow recorder (FR) Fungsi : mencatat laju alir fluida secara kontinyu.. b. Flow Cotroller (FC) Fungsi : mengendalikan laju fluida melalui perpipaan. c. FloW Recorder Controller (FRC) Fungsi : mencatat dan mengukur laju alir fluida melalui perpipaan. 4. Pengatur Tinggi cairan a. Level Indicator (LI) Fungsi : mengetahui secara langsung tinggi fluida. b. Level Controller (LC) Fungsi : mengatur tinggi fluida dalam tangki agar tidak melebihi dari batas tertinggi dasn terendah yang ditentukan. Pemasangan instrumentasi pada pra rencana pabrik MIBK ditabelkan sebagi berikut Alat-alat kontrol yang digunakan :  Temperature Controller (TC)  Pressure Controller (PC)  Ratio Controller (RC)  Level Controller (LC)

VII-4

 Flow Controller (FC)  Level Indicator (LI)  Pressure Indicator (PI)  Temperature Indicator (TI) Tabel 7.1. Alat-alat control pabrik MIBK No

Nama alat

1

Mixer (M-151)

2

3

4

5

6

Reactor (R-110)

Storage NaOH (F-151)

Reactor (R-120)

Destilator (D-130)

Reboiler (E-132)

Parameter -

Laju alir NaOH sebagai input

-

Ketinggian NaOH dalam tangki

-

Tekanan reaksi dalam tangki

-

Laju alir bahan dalam tangki

-

Ketinggian bahan dalam tangki

-

Temperature bahan keluar

-

Keluaran bahan dari tangki

-


-

Tekanan udara dalam tangki

-


-

Temperature bahan dalam tangki

-

Laju alir bahan masuk

-


-


-


-

Temperature bahan dalam tangki

-

Temperature steam

VII-5

instrmn

7

Kondesor (E131))

-

Temperatur Pendingin

8

Akumulator (F-134)

-


9

Hidrogenator (134)

-

Temperatur bahan dalam tangki

-


-


-


10

Reboiler (E-142)

-

Temperature steam

11

Kondesor (E-141)

-

Temperature pendingin

12

Akumlulator (F-148)

-


13

Storage (148B)

-

Ketinggian tangki

14

Gas Holder (F-149A)

-

Tekanan gas dlam tnagki

15

Tangki DAA (F-113)

-


16

Tangki MO (F-124)

-


17

Tangki MIBK (F-148C)

-


18

Heater (E-144A)

-

Temperatur steam

19

Heater (E-144B)

-

Temperatur steam

7.2. Keselamatan Kerja 7.2.1 Usaha Keselamatan Kerja kecelakaan kerja adalah kecelakaan yang mnimpa seseorang dalam hubungannya dengan pekerjaannya. Kecelakaan kerja ini jelas menimbulkan kerugian

bagi

karyawan,

perusahaan,

maupun

masyarakat.

Kerananya

penanggulangannya sangat perlu diwujudkan dalam rumus nyata yang kosisten.

VII-6

Keselamatan kerja merupakan factor yang harus diperhatikan dalam suatu pabrik untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan, sehingga para pekerja dapat menjalankan tugasnya dengan aman. Di dalam pembuatan MIBK ada kemungkinan terjadi kebakaran dan kecelakaan lain yang memerlukan perhatian, ketelitian dan penanganan khusus dalam proses operasinya. Usaha untk mencegah terjadinya kecelakaan dilakukan dengan tindakan “usaha keselamatan kerja”. Pelaksanaan usaha keselamatan kerja bertujuan untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja, kebakaran, maupun penyakit akibat kerja dalam lingkungan kerja. Disamping itu juga untuk meningkatkan produktifitas serta profit keuntungan perusahaan. Usaha-usaha ini difokuskan untuk mengetahui sebab-sebab terjadinya kecelakaan kerja, sehingga dapat diambil langkah-langkah preventif untuk menghindarinya. 7.2.2 sebasb-sebab terjadinya kecelakaan kerja a. Bahan-bahan kimia pembantu berbahaya Dalam memproduksi MIBK diperlukan bahan-bahan kimia yang sebagian dapat menimbulkan dampak keracunan maupun kerusakan lainnya, antara lain : NaOH dan H2PO4 yang dapat menyebabkan sesak nafas, iritasi ringan pada kulit dan mata. b. Lingkungan Fisik Meliputi mesin-mesin, peralatan lingkungan kerja (suhu,penerangan dan bangunan itu

sendiri).

Kecelakaan

yang terjadi akibat

kesalahan

perencanaan, kerusakan alat karena kesalahan waktu pembelian, peletakan/

VII-7

penyusunan peralatan yang tidak tepat, serta lingkungan kerja yang tidak memenuhi syarat (panas, bising, penerangan yang kurang dan lain lain) c. Manusia Sebab-sebab kecelakaan kerja karena faktor manusia adalah :  Ketidak mampuan fisik, mental, serta factor bakat lainnya.  Ketidak cocokan terhadap lingkungan kerja.  Kurangnya pengetahuan dan ketrampilan kerja  Kurang adanya motivasi dan kesadaran akan keselamatan kerja. d. system manajemen kesalahan system manajemen yang dapat mengakibatkan kecelakaan adalah:  manajemen yang tidak memperhatikan keselamatan kerja  tidak diterapkannya prosedur kerja dengan baik.  Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharan dan modifikasi pabrik.  Tidak jalannya inspeksi peralatan.  Tidak adanya system penanggulangan bahaya atau isyarat dini akan adanya bahaya. 7.3. Peningkatan Usaha Keselamatan Kerja 7.3.1 Bahan – bahan kimia pembantu yang berbahaya Penempatan pada tempatr khusus dan harus diberi tanda peringatan akan bahaya yang ditimbulkan ataupun usaha penanggulangan pertama jika terjadi kecelakaan.

VII-8

7.3.2 lingkungan fisik Penanganan lingkungan fisik dapat meliputi:  Perencanaan

dan

penempatan

mesin

–

mesin

serta

dengan

memperhatikan segi keselamatan kerja.  Bangunan tiap unit harus terpisah (diberi sarana jalan antar bangunan ), sehingga dapat menghambat apabila ada suatu unit yang terbakar.  Menciptakan suasana kerja yang nyaman. 7.3.3 Manusia Pemilihan, penempatan dan pembinaan (training) karyawan agar terwujud “the right man on the right job” dengan kesdaran tinggi terhadap keselamatan kerja karyawan perusahaan tersebut. 7.3.4 Sistem Manajemen System manajemen yang baik dan benar meliputi :  Pokok – pokok kebijaksanaan direksi dalam bidang keselamatan kerja dan kesehatan kerja dengan disertai pelaksanaan dan pengawasan.  Melaksanaan prosedur kerja dengan berpedoman pada buku pedoman keselamatan kerja yang telah ada.  Membuat usaha – usaha untuk mengatasi bahaya yang mungkin timbul di tempat kerja karena ketidak siplinannya karyawan. 7.4

Alat Perlindungan Diri Berdasarkan Undang Undang Keselamatan kerja No.1 tahun 1970, untuk

mengurangi tejadinya kecelakaan kerja maka setiap perusahaan diwajibkan untuk

VII-9

menyediakan alat pelindung diri bagi setiap karyawan sesuai dengan pekerjaannya. Macam – macam alat perlindungan diantaranya:  Masker (alat pelindung pernafasan)  Alat pelindung mata  Topi atau helm pengaman  Alat pelindung muka  Sepatu pengaman  Baju pelindung  Sarung tangan 7.5 Keselamatan Kerja Kesehatan kerja juga merupakan hal yang sangat penting, meliputi: a. Industrial hygiene/kesehatan perusahaan Menyangkut bidang teknis da dititik beratkan pada persoalan kebersihan dan lain – lain yang berhubunngan dengan kesehatan bagi tenaga kerja. b. Hyperkas/kesehatan perusahaan dan keselamatan kerja Menyangkut bidang teknis dan bidang medis, dimana seluruh karyawan dituntut untuk ikut terjun secara aktif dalam persoalan – persoalan hyperkas atau keselamatan kerja. c. toksilogi yaitu ilmu yang mempelajari masalah – masalah racun daalm industri dan penyakit akibat terjadinya keracunan. d. gizi kerja

VII-10

yaitu memenuhi gizi yang dibutuhkan tenaga kerja di perusahaan yang bertujuan untuk meningkatkan produktifitas. e. sanitasi industri menangani masalah – masalah hubungan pabrik yang dikaitkan dengan rantai lingkungan kerja serta penyakit yang ditimbulkan. f. ventilasi industri  pemasangan kipas yang bertujuan untuk meningkatkan sirkulasi udara di lingkungan pabrik sehingga memberi rasa nyaman bagi pekerja.  Keselamatan dan kesehatan kerja yang terpacu pada proses industri merupakan syarat yang harus dipenuhi demi kelancaran kegiatan produksi. Syarat – syarat tersebut diatas apabila dapat diterapkan secara harmonis antara perusahaan dan karyawan akan dapat memberi rasa aman bagi semua pihak yang terkait dan akhirnya akan meningkatkan motivasi dan produktivitas kerja para karyawan untuk meningkatkan kualitas produksi. 7.6. Pengaman Alat Untuk menghindari kerusakan alat seperti peledakan, kebakaran, dan lain – lainnya, maka pada alat – alat tertentu pula dipasang suatu alat pengaman seperti safety valve, isolasi dan alat pemadam kebakaran. 7.7. keselamatan kerja karyawan Para karyawan terutama operator perlu diberikan bimbingan atau pengarahan agar karyawan dapat melaksanakan tuugasnya dengan baik dan tidak

VII-11

membahayakan keselamatan jiwa orang lain. Alat – alat pelindung yang diperlukan pada pra rencana pabrik MIBK ini dapat dilihat pada table 7.2. Table 7.2. alat – alat keselamatan kerja pada pabrik MIBK

No

Alat Pelindung

Unit

1

Masker

Unit bahan baku, unit proses

2

Topi

Semua Unit Proses

3

Sarung Tangan

Semua Unit Proses

4

Sepatu Karet

Semua Unit Proses

5

PMK

Semua Unit Proses

Disamping itu, perusahaan juga melakukan upaya untuk menunjang dan menjamin keselamatan kerja para karyawan dengan tindakan:  Memasang penerangan dan ventilasi yang baik, system pemipaan yang teratur dan menutup motor – motor yang bergerak.  Memasang tanda – tanda bahaya dan instruksi keselamatan kerja ditempat yang rawan .  Menyediakan sarana pemadam kebakaran yang mudah dijangkau.  Pengaturan

peralatan

yang

baik

mengoperasikan peralatan dengan baik.

VII-12

sehingga

para

pekerja

dapat

VII-13

BAB VIII UTILITAS PABRIK

Utilitas adalah salah satu bagian yang sangat penting dan diperlukan untuk menunjang jalannya proses dalam suatu industri kimia. Pada pra rencana pabrik MIBK ini terdapat empat unit utilitas yaitu :  Unit penyediaan air  Unit penyediaan steam  Unit penyediaan listrik  Unit penyediaan bahan bakar 8.1 unit penyediaan air a. Air pendingin Berfungsi sebagai pendingin pada alat reactor dan kondesor. Untuk penghematan, air yang telah didinginkan pada cooling water dapat digunakan lagi. Kebutuhan air pendigin pada pabrik MIBK dapat dilihat pada apenddik D sebesar 104761,4545 kg/jam Air digunaka untuk media pendingin dengan alasan :  Air merupakan materi yang banyak didapat  Mudah menyerap panas  Tidak mudah menyusut karena pendinginan  Tidak mudah terkondensasi Syarat-syarat air yang bisa digunakan untuk pendingin, air harus memenuhi persyaratan tertentu yaitu tidak mengandung :  Besi sebagai penyebab korosi VIII-1

 Silica yang dapat menyebab kan karat  Kesadahan air harus rendah (hardness) karena kesadahan tinggi berarti mengandung Mg dan Caq yang banyak sehingga berefek pada pembentukan kerak b. Air umpan Iar umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi sebagai media pemanas. Steam yang digunakan mempunyai tekanan 6 atm (88,2 Psia). Untuk keperluan ini, perlu dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air untuk memenuhi persyaratan sebagai berikut : (Perry’s. ed.hal 9-76)  Total padatan (total Disolved solid) = 3.500 ppm  Alkalinitas

= 700 ppm

 Padatan terlarut

= 300 ppm

 Silica

= 60- 10 ppm

 Besi

= 0,1 mg/L

 Tembaga

= 0,5 mg/L

 Oksigen

= 0,007 mg/L

 Kesadahan (hardness)

=0

 Kekeruhan (turbinity)

= 175 ppm

 Minyak

= 7 ppm

 Residual fosfat

= 140 ppm

VIII-2

Selain harus memenuhi persyaratan diatas, air umpan boiler juga harus bebas dari :  Zat-zat yang menyebabkan korosi, seperti gas-gas terlarut O2,CO2, H2S dan NH3 dengan jumlah besar  Zat-zat yang menyebabkan busa, yaitu zat organic, anorganik, dan zat yang tak terlarut dengan jumlah besar  Zat-zat yang dapat menimbulkan kerak seperti garam Ca, Mg sulfat dan garam garam karbonat (CaCO3, MgCo3). Untuk ion Ca dan Mg dapat dihilangkan dengan cara menurunkan kesadahannya. Pengurangan kesadahan ini dengan cara pertkaran ion dalam on exchanger. c. Air sanitasi Air sanitasi adalah air yang disanitasi untuk pabrik MIBK dapat dilihat pada appendik D sebesar 1386 kg/jam Standar air sanitasi yang harus dipenuhi : Syarat fisika :  Tidak berwarna  Tidak berbau  Tidak berasa  Mempunyai suhu dibawah suhu udara  Kekeruhan kurang dari 1 ppm SiO2  pH netral syarat kimia :  Tidak beracun

VIII-3

 Tidak mengandung bakteri non pathogen yang dapat merubah sifat fisik air. d.

Air Proses Pada Pra rencana pabrik MIBK, air proses digunakan pada mixer (M-150) yaitu sebesar 14,58333 kg/jam. Air proses harus memenuhi standar kualitas sebagai berikut : Syarat Fisik :  Tidak berwarna  Tidak berbau  Tidak berasa  Mempunyai suhu dibawah suhu udara  Kekeruhan kurang dari 1 ppm SiO2  pH netral Syarat kimia :  Tidak beracun  Tidak mengandung zat terlarut baik organic maupun anorganik dalam jumlah melewati yang ditantukan Syarat biologi :  Tidak mengandung bakteri pathogen  Tidak mengandung bakteri pathogen yang dapat mengubah sifat fisik air

8.2 Unit Penyediaan Steam

VIII-4

Bahan baku pembuatan steam adalah air umpan boiler. Steam yang dihasilkan dalam utilitas ini mempunyai kondisi : Tekanan

: 6 atm = 88,2 Psia

Temperature : 170 C = 339,8 F Zat yang terkandung dalam umpan boiler yang dapat menyebabkan kerusakan pada boiler :  Kadar zat terlarut yang cukup tinggi  Zat padat terlarut (suspensed solid )  Garam-garam kalsium dan magnesium  Zat organic  Silica, sulfat, asam bebas dan oksida Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh umpan boiler untuk steam : 1. Tidak boleh membuih Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended solid matter dan suspended matte. Dengan adanya busa dapat menyebabkan :  Kesulitan pembacaantinggi permukaan dalam reboiler  Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat sehingga dapat menyebabkan adanya solid yang menempeldan mengakibatkan terjadinya korosi. Untuk mengatasi hal ini perl adanya pengontrolan yang baik terhadap kandungan Lumpur, kerak dan alkalinitas air umpan boiler. 2. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler Kerak dalam boiler dapat menyebabkan :

VIII-5

 Perpindahan panas terhambat  Menimbulkan kebocoran karena tekanan yang kuat dalam boiler yang disebabkan pecahnya kerak sewaktu-waktu. 3. Tidak menyebabkan korosi pada pipa Korosi pada pipa disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak dan lemak, bikarbonat, bahan organic dan gas-gas seperti H2S, SO2, CO2 dan O2 yang terlarut dalam air. Reaksi elektro kimia antara besi dan air akan membentuk lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja, yaitu : Fe 2+ + H2O

Fe(OH)2 + 2H+

Tetapi jika terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hydrogen yang terbentuk akan bereaksi dengan oksigen membentuk air. Akibat hilangnya lapisan pelindung tersebut terjadilah korosi menurut reaksi sebagai berikut :

4H + + O2

2H2O

4Fe(OH) + H2O

4Fe (OH)2

adanya bikarbonat dalam air akan menyebabkan terbentuknya CO2 karena adanya pemanasan dan tekanan. CO2 yang terjadi bereaksi dengan air menjadi asam bikarbonat. Dengan adanya pemanasan, garam bikarbonat ini membentuk CO2 lagi reaksi yang terjadi : Fe + 2H2CO3

4Fe(HCO3)2 + H2O

4Fe(HCO3)2 + H2O + panas

FeO2 + 2H2O + 2CO2

Dalam pra rencana pabrik MIBK perincian kebutuhan steam dapat dilihat pada Appendix D sebesar 4497,39952 kg/ j.

VIII-6

Proses Pengolahan Air pada Unit Pengolahan Air Secara garis besar proses pengolahan air untuk mendpatkan air bersih dibagi menjadi beberapa tahapan : 1. Pre-Treatment setelah dilakukan penyaringn awal untuk menghilangkan kotoran-kotoran ukuran besar, kemudian air ditampung dalam bak Pre sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel padat dengan gaya gravitasi. Pada proses ini tidak ada penambahan bahan kimia dan aliran air harus laminaragar proses pengendapan dapat berlangsung dengan baik, sehingga kotoran-kotoran dan Lumpur yang telah mngendap tidak tercampur lagi. 2. Koagulan dan flokulasi langkah berikutnya dalam proses penjernihan air, bahan-bahan ringan yang tercampur terlepas dari semua kotoran dan mengendap bersama-sama. Bahan kimia yang menjadi flok disebut koagulan (bahan penggumpal) dan yang paling sering diguanakan adalah aluminiumsulfat.

Koagulan ini banyak

digunakan karena sangat baik dalam membentuk flok-flok, ekonomis, stabil dan mudah dalam pengerjaannya. Karena koagulan ini bersifat asam, maka dalam limbah ditambahkan Ca(OH)2, dimana pembentukan flok yang optimum pada pH = 7. 3. Sedimentasi Setelah proses koagulasi dan flokulasi, air dialirkan menuju bak sedimentasi. Tujuan dari pengendapan adalah memisahkan padatan yang tidak larut dalam

VIII-7

air. Gumpalan-gumpalan flok mengendap berdasarkan berat jenisnya (gaya gravitasi). 4. Filtrasi Tujuan dari filtrasi adalah untuk memisahkan padatan-padatan tersuspensi yang masih terikat dalam air yang tidak terendapkan, dengan cara mengalirkan ke medium porous padatan-=padatan yang halus akan membentuk lapisan seperti gelatin disekitar media filter. Bahan filter yang dipakai adalah pasir kuarsa, yang perlu dijaga dalam saringan pasir agar lapisan terbentuk tidak retak dan air tidak mengalir begitu saja sehingga fungsi penyaringan tidak ada. 5. Klorinasi dan demineralisasi Setelah melewati proses filtrasi, untuk kebutuhan air sanitasi perlu ditambahkan klorin (Cl2) yang bertujuan untuk :  Membunuh bakteri yang berbahaya (sebagai desinfektan)  Menghancurkan materi organic yang tidak dikehendaki Untuk kebutuhan air boiler, air jernih perlu dilunakkan untuk menurunkan kesadahannya dengan jalan demineralisasi dengan tujuan mencegah timbulnya kerak dalam boiler Proses pelunakan air Untuk pelunakan air (water softening) dilakukan dengan proses pertukaran ion dalam suatu tangki pelunakan (ion Exchanger) dengan menggunakan resin H2Z ( zeolit ). Air yang dialirkan kedalam tangki pelunakan ini akan melewati resin-resin H2Z.

VIII-8

Setelah keluar dari tangki pelunakan ini diharapkan air sudah tidak mengandung ion Ca2+ dan Mg2+, segingga air siap digunakan sebagai air pengisi boiler. Untuk menghilangkan kandungan oksigen dalam air umpan boiler ditambahkan hidrazin, N2H4 yang bereaksi dengan oksigen membentuk gas nitrogen. N2H4 + O2

2H2O + N2

Gas nitrogen yang dihasilkan ini tidak berbahaya lagi bagi steam dan tidak menyebabkan bertambahnya total solid. Efisiensi dan kemurnian hidrazin dapat mencapai 100% yaitu 1 ppm hidrazin akan menghilangkan 1 ppm oksigen dengan bertambahnya temperature. Selain itu hidrazin juga melindungi permukaan besi sehingga dapat terhindar dari korosi. Pemakaian resin yang terus menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi dan ini dapat diketahui dari pemerikasaan kesadahan air yang terus menerus dilakukan regenerasi terhadap resin dilakukan dengan mengganti ion-ion Ca dan Mg dengan ion Na untuk digunakan NaOH sebagai reagen. Resin ziolit tidak dapat diregenerasi 100% karena ion Ca dan Mg akan tetap dikombinasi dengan butir-butir ziolit. Yang terpenting dalam proses regenerasi ini adalah jumlah minimum NaOH yang digunakan untuk menghasilkan air yang mempunyai derajat kesadahan maksimum yang diperbolehkan. 8.3 Unit Penyediaan Listrik Tenaga listrik yang dibutuhkan peabrik, direncanakan didapat dengan berlangganan dari PLN dan dengan pengadaan sendiri, agar lebih efisien.

VIII-9

Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan untuk masing-masing ruangan dan daerah sekitar pabrik. Adapun jumlah listrik untuk penerangan pabrik maupun untuk keperluan utilitas dan proses produksi adalah sebagai berikut : 1.Perincian kebutuhan listrik untuk peralatan proses dapat dilihat pada appendik D sebesar 70,5 Hp 2.perincian kebutuhan listrik utilitas dilihat di appendix D sebesar 173 Hp. 3.Sehingga total kebutuhan listrik = 181,58 Hp Kebutuhan listrik untuk penerangan Untuk keperluan penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas bangunann dan areal tanah kemudian dihitung dengan rumus : α = (a x F) / (UxD) dimana : α = lumen per outlet a = luas daerah (ft2) f = food candle U = Koefisien utilitas (0,8) D = Efisiensi rata-rata perorangan (0,75) Kebutuhan listrik untuk penerangan lokasi dapat dilihat pada appendix. D dengan luas total area = 85032,44 ft2 dan lumen sebesar 856607,01 ft3 Untuk jalan, taman ruang proses produksi, utilitas dan gudang produk akan digunakan lampu merkuri 250 watt dengan outlet lumen 10.000.dari appendix D didapatkan jumlah lampu mercusuar yang diperlukan = 86 buah

VIII-10

Untuk penerangan daerahlainnya digunakan lampu TL 40 watt dimana lampu Tl 40 watt output lumen yang dihasilkan = 1960, sehingga jumlah lampu yang dibutuhkan 428 buah. Maka : kebutuhan listrik untuk penerangan = 38,62 kwatt Kebutuhan listrik seluruhnya

= 220,2 kwatt

Kebutuhan listrik didapat dengan menggunakan 1 buah generator 1 buah generator dengan kapasitas sebesar 300 kwatt atau 300 kVA. 8.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar bahan baker yang dibutuhkan oleh pabrik adalah berasal dari 2 sumber, yaitu boiler dan generator. Pemilihan jenis bahan baker yang digunakan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :  Harganya relative lebih murah  Mudah didapat  Viscositasnya relative rendah sehingga mudah mengalami pengabutan  Heating valuenya relative lebih tinggi  Tidak menyebabkan kerusakan pada alat 1. Boiler Kebutuhan bahan baker

: 730L/ hari

2. Generator Kebutuhan bahan baker

: 5173,716 l/hari

Maka : Kebutuhan bahan bakar total : 5903,716 L/ hari

VIII-11

VIII-12

VIII-13

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

Pemilihan lokasi pabrik merupakan faktor yang sangat berkaitan erat dengan efisiensi perusahaan dan harus dapat dipertanggungjawabkan baik dari segi teknis maupun ekonomis sedangkan tata letaknya merupakan faktor dipertimbangkan agar kelancaran operasional pabrik menjadi sangat efektif. Oleh karena itu lokasi dan tata letak pabrik merupakan dua faktor yang tidak terpisahkan untuk menciptakan lingkungan kerja yang efektif dan efisien. Tapi hal yang paling mendasar adalah tersedianya infrastruktur yang harus diciptakan oleh pemerintah setempat agar investor menjadi tertarik untuk mendirikan pabrik di daerahnya sehingga tercipta kawasan industri yang dapat meningkatkan Pendapatan Asli Daerah (PAD) sebagai kompensasi dari daerah yang kini memiliki otonomi yang luas untuk merealisasikan kebijakan arah pembangunan. Rencana pendirian pabrik Metal Isobutil Keton ini di desa loh bener, kabupaten Indramayu, Jawa Barat. 9.1.

Penentuan Lokasi Pabrik Dalam pendirian suatu pabrik, pemilihan lokasi menjadi faktor yang

sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup pabrik baik sekarang maupun masa mendatang. Oleh karena itu perencanaannya harus mempertimbangkan beberapa faktor yaitu :

IX-1

1. Faktor utama a. Bahan baku b. Marketing c. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik) d. Keadaan geografis dan masyarakat 2. Faktor Khusus a. Tenaga Kerja b. Transportasi c. Karakteristik lingkungan lokasi. d. Perluasan pabrik 9.1.1. Faktor Utama A. Bahan baku. Lokasi pabrik jika ditinjau dari keberadaan bahan baku maka pabrik hendaknya didirikan dekat dengan sumber bahan baku agar sistem transport bahan baku menjadi efisien yang akhirnya dapat mengurangi biaya produksi. Bahan baku dari pabrik Metil Isobutyl Keton dasar ini adalah aseton dan hidrogen. Gas hidrogen akan diperoleh dari PT. Pupuk Kujang di kawasan industri Cikampek. Karena sumber bahan baku ini diproduksi oleh salah satu pabrik petrokimia milik pemerintah yang terbesar di Indonesia, maka kapasitas dan keberadaannya dapat diandalkan untuk pengadaan bahan baku pabrik ini untuk jangka waktu yang lama. Sedangkan aseton diperoleh dari Selain itu Indramayu merupakan kota sentral dari pertemuan beberapa jalur ekonomi dan bisnis di Pulau Jawa. Pemilihan lokasi ini juga ditunjang

IX-2

dengan jaraknya yang strategis dari beberapa kota-kota besar seperti Bandung (130 Km ke arah selatan), Jakarta (205 Km ke arah barat), Semarang (210 Km ke arah timur jalur utara), dan Jokjakarta (340 Km ke arah timur jalur selatan). Kota-kota besar ini sangat strategis dan prospektif sebagai sumber bahan baku MIBK (metal isobutyl keton). B. Marketing. Marketing merupakan salah satu faktor yang penting didalam industri kimia karena strategi marketing sangat menentukan keuntungan perusahaan. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah : 1. Daerah marketing. 2. Proyeksi kebutuhan produk masa sekarang dan akan datang. 3. Pengaruh persaingan dagang. 4. Jarak dan sarana pengangkutan untuk lokasi pemasaran. Indramayu merupakan jalur utama distribusi bisnis dan ekonomi yang strategis di Pulau Jawa sebagai pulau terpadat di Indonesia. Sebagai jalur pertemuan dari beberapa kota besar diharapkan perusahaan akan memperoleh keuntungan bisnis yang besar. C. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik). Faktor utilitas menjadi sangat penting karena menyangkut kelancaran proses produksi. Utilitas meliputi kebutuhan bahan bakar, air, dan listrik. Bahan bakar digunakan untuk menggerakkan generator atau alat yang menghasilkan panas seperti boiler.

IX-3

Untuk memenuhi kebutuhan air sehari-hari diambil dua sumber : air sungai dan air PDAM. Air sungai diolah terlebih dahulu pada unit utilitas untuk menghasilkan air yang berkualitas sesuai dengan ketentuan. Apabila dalam masa kemarau air sungai surut maka digunakan air PDAM untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Jadi air PDAM hanya bersifat cadangan. Air digunakan untuk sanitasi dan untuk kebutuhan proses (air pendingin). Sumber listrik diperoleh dari PLN, walaupun demikian tenaga generator sangat diperlukan sebagai cadangan yang harus siap bila setiap saat diperlukan karena listrik PLN tidak akan selamanya berfungsi dengan baik yang disebabkan pemeliharaan atau perbaikan jaringan listrik. D. Keadaan geografis dan masyarakat. Keadaan geografis dan masyarakat harus mendukung iklim industri untuk menciptakan kenyamanan dan ketentraman dalam bekerja. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah : 1. Kesiapan masyarakat setempat untuk berubah menjadi masyarakat industri. 2. Keadaan alam seperti gempa bumi, banjir, angin topan, dll. 3. Kondisi tanah tempat pabrik berdiri yang dapat menyulitkan pemasangan konstruksi bangunan atau peralatan proses. 9.1.2. Faktor Khusus A. Tenaga Kerja. Kebutuhan tenaga kerja baik tenaga kasar atau tenaga ahli sangat mudah didapat karena letaknya yang tidak jauh dari kota-kota besar. Tingkat

IX-4

pendidikan masyarakat dan tenaga kerja juga menjadi pendukung pendirian pabrik ini. B. Transportasi. Transportasi di daerah Indramayu dapat dilakukan dari darat dan laut. Distribusi bahan baku dan pemasaran produk dapat terjangkau dengan waktu yang tidak terlalu lama karena letaknya yang strategis. C. Perluasan pabrik. Karena kawasan industri di daerah Indramayu tidak terlalu banyak, maka harga tanah industri tidak terlalu tinggi sehingga perluasan pabrik perlu direncanakan untuk meningkatan kapasitas produksi sebagai konsekuensi dari meningkatnya permintaan produk. Berdasarkan beberapa pertimbangan faktor-faktor diatas, maka dipilih lokasi pabrik di daerah Lohbener – Balongan – Indramayu, Jawa Barat (gambar 9.1.1).

IX-5

IX-6

IX-7

Gambar 9.1.1. Lokasi Pabrik

Skala 1:1.750.000

INDRAMAYU Kandanghaur

Losarang

Lokasi Pabrik Lohbener Karangampel Balongan Gegesik Jatibarang

Arjawinangun

IX-8

Tata Letak Pabrik (Plant Lay out) Plant Lay Out Pra Rencana Pabrik MIBK metal Isobutil keton perlu disusun sebelum pembangunan infrastruktur pabrik seperti perpipaan, listrik dan peralatan proses untuk menciptakan kegiatan operasional yang baik, konstruksi yang ekonomis, distribusi dan transportasi (bahan baku, proses, dan produk) yang efektif, ruang gerak karyawan yang memadai sehingga kenyamanan dan keselamatan kerja alat maupun seluruh karyawan terpenuhi. Lay out pabrik ini dibagi menjadi 2 bagian besar, yaitu : 1. Tata ruang pabrik (plant layout). 2. Tata ruang peralatan proses (process layout). 9.1.3. Tata Ruang Pabrik Pengaturan posisi bangunan diatur sedemikian rupa agar transportasi proses dan lalu lintas manusia menjadi efektif dan efisien. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam tata ruang pabrik adalah : 1. Letak bangunan hendaknya memperlancar keperluan administrasi. 2. Bahan baku dan produk dapat didistribusikan dengan mudah ke dalam maupun keluar pabrik. 3. Letak bangunan proses berpisah dari perkantoran. 4. Menempatkan bahan-bahan yang berbahaya di daerah terisolasi. 5. Menyediakan lahan kosong untuk perluasan pabrik.

IX-9

Tata letak Pabrik MIBK (metal isobutyl keton) dapat dilihat pada gambar 9.2.1.

U B

T

30

28 29

S

5

5

27

6 26

8

14

25 19

24

23 15

18 22 21

14

17

5 16

20

5 13

5 12

10

5

6

9 4

10

7

8

11 3

1

2

1

2

2

2

3

1

Jalan Raya

Gambar 9.2.1. Tata Letak Pabrik Metil Isobutil Keton

IX-10

2

Keterangan gambar : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

Pos Keamanan Taman Tempat Parkir Tamu Front Office Toilet Ruang Dapur Ruang Serbaguna (Aula) Ruang Rapat Penelitian & Pengembangan (R & D) Tempat Parkir Kendaraan Operasional dan Karyawan Gudang Distribusi Produk Timbangan Truk Operasional Gudang Distribusi Bahan Baku Gudang Produk Area Proses Factory Manager Dept. Produksi Laboratorium Pengendalian Mutu (Quality Control) Dept. Teknik Musollah ATM Bank Ruang Makan Karyawan (Kantin) Koperasi Karyawan Poliklinik Ruang Kontrol Ruang Generator Boiler/ Utilitas (Unit Pengolahan Air) Bengkel (Workshop) Area Perluasan Pabrik

9.1.4. Tata Ruang Peralatan Proses Dalam perencanaan process layout ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu : 1. Aliran bahan baku dan produk. Pengaturan aliran bahan baku dan produk yang tepat dapat menunjang kelancaran dan keamanan produksi. Pemasangan elevasi perlu

IX-11

memperhatikan ketinggian. Biasanya pipa atau elevator dipasang pada ketinggian minimal 3 meter agar tidak mengganggu lalu lintas karyawan. 2. Aliran udara. Aliran udara di sekitar area proses harus lancar agar tidak terjadi stagnasi udara pada tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan kimia berbahaya sehingga mengancam keselamatan pekerja. 3. Pencahayaan. Penerangan seluruh area pabrik terutama daerah proses harus memadai apalagi pada tempat-tempat yang prosesnya berbahaya sangat membutuhkan penerangan khusus. 4. Lalu lintas manusia. Dalam perencanaan process layout perlu memperhatikan ruang gerak pekerja agar dapat mencapai seluruh alat proses dengan mudah dan cepat sehingga penanganan khusus seperti kerusakan alat (trouble shooting) dapat segera teratasi. 5. Efektif dan efisien. Penempatan alat-alat proses diusahakan agar dapat menekan biaya operasi tapi sekaligus menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomis.

IX-12

6. jarak antar alat proses. Untuk alat proses bertekanan tinggi atau bersuhu tinggi sebaiknya berjauhan dari alat lainnya agar bila terjadi ledakan atau kebakaran tidak cepat merambat ke alat proses lainnya. Tata letak peralatan proses ini secara garis besar berorientasi pada keselamatan dan kenyamanan pekerja sehingga dapat meningkatkan produktifitas kerja. Tata letak peralatan proses dapat dilihat pada gambar 9.2.2.

1

6 5 2

10 7 8

11

3 12 4

9

Gambar 9.2.2. Tata Letak Peralatan Pabrik Metil Isobutil Keton

IX-13

Keterangan Gambar 9.3 1. Tangki NaOH 2. Tangki Aseton 3. Tangki H3PO 4 4. Tangki H2 5. Mixer 6. Reaktor 7. Tangki Diaseton Alkohol (DAA) 8. Rekator 9. Tangki Mesityl Oxide 10. Kolom Destilasi 11. Kolom Hidrogenasi 12. Tangki Metil Isobutil Keton (MIBK)

IX-14

IX-15

BAB X STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN

Suatu perusahaan biasanya memiliki bentuk organisasi yang berfungsi sebagai penghubung yang sifatnya dinamis, dalam arti dapat menyesuaikan diri terhadap segala perubahan, dan pada hakekatnya struktur organisasi merupakan suatu ebntuk yang dengan sadar diciptakan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Pada umumnya organisasi dibuat dalam suatu struktur yang merupakan gambaran skematis tentang hubungan atau kerjasama antar departemen yang terdapt dalam kerangka usaha untuk mencapai suatu tujuan tersebut. 10.1. Dasar Perusahaan Bentuk perusahaan

: Perseroan Terbatas (PT)

Lokasi pabrik

: Lohbener,Balongan, Indramayu, Jawa Barat

Kapasitas produksi

: 24.000 ton/thn

Status investasi

: Penanaman Modal Dalam Negeri (PMDN).

10.2. Bentuk Perusahaan Pabrik MIBK dasar direncanakan berstatus perusahaan swasta nasional yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT), bentuk ini digunakan dengan alasan : 1.

Terbatasnya tanggung jawab para pemegang saham karena segala sesuatu yang menyangkut kelancaran perusahaan dipegang oleh pimpinan perusahaan dan setiap pemegang saham hanya mungkin menderita kerugian sebesar jumlah yang ditanamkan pada PT yang bersangkutan.

X-1

2.

Kedudukan atau wewenang antara pimpinan perusahaan dan para pemegang saham (pemilik) terpisah satu sama lain.

3.

Kemungkinan terhimpunnya modal yang besar dan mudah, yaitu dengan membagi modal atas sejumlah saham-sahamnya. PT dapat menarik modal dari banyak orang.

4.

Kehidupan PT lebih terjamin karena tidak berpengaruh oleh berhentinya salah seorang pemegang saham, direktur atau karyawan.

Ini berarti suatu PT

mempunyai potensi hidup lebih permanen dari bentuk perusahaan lainnya. 5.

Adanya efisiensi dalam perusahaan. Tiap bagian dalam PT dipegang oleh orang yang ahli dalam bidangnya. Tiap orang atau tiap bagian mempunyai bagian dengan tugas yang jelas, sehingga ada dorongan untuk mengerjakan sebaik-baiknya.

10.3. Struktur Organisasi Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem garis dan staff. Alasan pemilihan sistem garis dan staff adalah : 1. Terdapat kesatuan pimpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik. 2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi kontinu. 3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara massal. 4. Masing-masing kepala bagian/manager secara langsung bertanggung jawab atas aktivitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan. 5. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung jawab kepada Dewan Komisaris.

Anggota Dewan Komisaris merupakan

X-2

wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan staff ahli yang bertugas memberikan saran kepada direktur. Di samping alasan tersebut ada beberapa kebaikan yang dapat mendukung pemakaian sistem organisasi staf dan garis yaitu : 1. dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun luas tugasnya dan betapapun kompleks susunan organisasinya. 2. pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya staf ahli. 3. perwujudan “the right man in the right place” lebih mudah dilaksanakan. Dari kelebihan-kelebihan sistem organisasi garis dan staf di atas maka dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan sistem organisasi perusahaan pada MIBK (metal Isobutil keton) yaitu menggunakan sistem organisasi garis dan staf. Pembagian tanggung jawab dan wewenang berdasarkan departementasi. Pada setiap departemen dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi yaitu divisi. Selanjutnya tiap divisi dibagi lagi menjadi unit-unit. Setiap departemen dipimpin oleh seorang manajer yang dibantu oleh asisten manajer, sedangkan untuk divisi dikepalai oleh seorang divisi manajer yang dibantu oleh asisten divisi manajer.

X-3

10.4. Tugas dan Tanggung Jawab Organisasi 1. Pemegang Saham Pemegang saham adalah sekelompok orang yang ikut dalam pengumppulan modal untuk mendirikan pabrik dengan cara membeli saham perusahaan. Pemegang saham adalah pemilik perusahaan yang besarnya tergantung dari prosentase kepemilikan saham. Kekayaan pribadi pemegang saham tidak dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan. Penanam saham wajib menanamkan modalnya paling sedikit 1 tahun. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang saham yang memiliki kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusan untuk kepentingan perusahaan. RUPS biasanya dilakukan paling sedikit sekali dalam setahun, atau selambat-lambatnya enam bulan sejak tahun buku yang bersangkutan berjalan (neraca telah aktif). 2. Dewan Komisaris Dewan komisaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan. Pemegang saham adalah pihakpihak yang menanamkan modalnya untuk perusahaan dengan cara membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikan pemegang saham terhadap perusahaan tergantung/sesuai dengan besarnya modal yang ditanamkan, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan. Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun. Tugas dan wewenang dewan komisaris adalah :

X-4

a. Bertanggung jawab terhadap pabrik secara umum dan memberikan laporan pertanggungjawaban kepada para pemegang saham dalam RUPS. b. Menerima pertanggungjawaban dari para manager pabrik. 3. Direktur Utama Posisi direktur utama merupakan pemimpin tertinggi perusahaan secara langsung dan penanggung jawab utama dalam perusahaan scara keseluruhan selama perusahaan berdiri. Tugas dan wewenang direktur utama adalah : a. menetapkan strategi perusahaan, membuat perencanaan kerja dan menginstruksikan cara-cara pelaksanaannya kepada manager. b. Mengurus harta kekayaan perusahaan. c. Menetapkan sistem organisasi yang dianut dan menetapkan pembagian ekrja, tugas, dan tanggung jawab dalam eprusahaan untuk mencapai tujuan atau target perusahaan yang telah direncanakan. d. Mengadakan koordinasi yang tepat pada seluruh bagian organisasi. e. Memberikan instruksi resmi kepada bawahannya untuk melaksanakan tugas masin-masing. f.

Mempertanggungjawabkan kepada dewan komisaris semua anggaran pembelanjaan dan pendapatan perusahaan.

g. Selain tugas diatas, direktur utama berhak mewakili perseroan secara sah dan langsung dalam segala hal dan kejadian yang berhubungan dengan keperntingan perusahaan. Dan harus berkonsultasi kepada dewan komisaris setiap akan melakukan tindakan perusahaan yang krusial seperti

X-5

peminjaman uang ke Bank, memindahtangankan perseroan untuk menanggung hutang perusahaan, dll). 4. Penelitian dan Pengembangan (R&D). Divisi LITBANG bersifat independent. Divisi ini bertanggung jawab langsung kepada direktur utama. Divisi LITBANG bertugas mengembangkan secara kreatif dan inovatif segala aspek perusahaan terutama yang berkaitan dalam peningkatan kualitas produksi sehingga mempu bersaing dengan produk kompetitor. 5. Manajer Pabrik Manager pabrik diangkat dan diberhentikan oleh direktur utama. Manager pabrik bertanggung jawab penuh terhadap kelancaran produksi, dimulai dari perencanaan produksi, perencanaan bahan baku, perangkat produksi. Tugas utamanya adalah merencanakan, mengontrol, dan mengontrol semua kegiatan yang berkaitan dari mulai bahan baku sampai menghasilkan produk. 6. Manager Admnistrasi Manager administrasi memiliki ruang lingkup kerja yang lebih luas dari amnager produksi. Manager administrasi bertanggung jawab atas segala kegiatan kerja diluar produksi. Semua manajemen perusahaan diatur dan dijalankan oleh bagian administrasi, termasuk strategi pemasaran, pengaturan keuangan perusahaan, hubungan masyarakat, dan mengatur masalah ketenagakerjaan.

X-6

7. Departemen Quality Control (Pengendalian Mutu) Departemen QC bertugas mengawasi mutu bahan baku yang diterima dan produk yang dihasilkan. Selama mengawasi mutu produk, tidak hanya produk jadi saja yang di analisis tapi juga pada setiap tahapan proses. Misalnya pada tahap dewatering dan defueling, departemen QC harus mengontrol apakah base oil yang keluar dari alat flash drum II sudah memenuhi ketentuan yang ditetapkan untuk dialirkan ke proses selanjutnya. 8. Departemen Produksi Kepala Dept. Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses produksi sesuai yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan baku agar target produksi terpenuhi. a. Divisi Produksi Divisi produksi bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi atas kelancaran proses. Divisi ini juga mengatur pembagian shift dan kelompok kerja sesuai spesialisasinya pada masing-masing tahapan proses dan mengendalikan kondisi operasi sesuai prosedurnya. b. Divisi Gudang Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi atas ketersedian bahan baku yang dibutuhkan sesuai banyaknya produksi yang diinginkan sehingga tidak terjadi kekurangan atau kelebihan, mengatur aliran distribusi bahan baku dari tangki supply ke dalam gudang dan selain itu juga mengatur aliran distribusi produk untuk dialirkan ke tangki suply.

X-7

9. Departemen Teknik Kepala Dept. Teknik bertanggung jawab atas kelancaran alat-alat proses selama produksi berlangsung, termasuk pemeliharaan alat proses dan instrumentasinya. Apabila ada keluhan pada alat penunjang produksi maka dept. teknik langsung mengatasi masalahnya. a. Divisi Utilitas Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Teknik mengenai kelancaran alatalat utilitas. b. Divisi Bengkel & Perawatan Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumen yang rusak c. Divisi lingkungan Bertugas untuk penanganan pengolahan limbah dan pemanfaatannya Departemen Pemasaran Kepal Dept. Pemasaran bertanggung jawab dalam mengatur masalah pemasaran produk, termasuk juga melakukan research marketing agar penentuan harga dapat bersaing di pasaran, menganalisis strategi pemasaran perusahaan maupun kompetitor, mengatur masalah dsitribusi penjualan produk ke daerah-daerah, melakukan promosi pada berbagai media massa baik cetak maupun elektronik agar produk dapat terserap konsumen. a. Divisi Penjualan Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Pemasaran mengenai penjualan produk pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei kebutuhannya agar dapat dipasok setiap saat.

X-8

b. Divisi promosi Melakukan promosi ke berbagai sumber tentang kelebihan produk perusahaan minimal masyarakat konsumen mengetahui produk yang diproduksi perusahaan. c. Divisi Research Marketing Melakukan analisis pasar untuk memenangkan persaingan dengan kompetitor dan selalu membuat strategi pemasaran setiap saat sesuai perkembangan di lapangan. d. Divisi Transportasi Mengatur distribusi produk agar tepat sasaran dan tepat waktu. 10. Departemen Keuangan Kepala Dept. Keuangan bertanggung jawab mengatur neraca perusahaan dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya baik pemasukan ataupun pembelanjaan untuk kebutuhan perusahaan, selain itu juga membayarkan gaji ke rekening bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan. Dan juga membayarkan jaminan sosial atas pemutusan hak kerja (PHK) karyawan. Dept. Keuangan membawahi 2 divisi yaitu : a. Divisi Pembukuan Keuangan b. Divisi Penyediaan & Pembelanjaan 11. Departemen Sumber Daya Manusia (SDM) Kepala Dept. SDM bertugas merencanakan, mengelola, dan mendayagunakan SDM, baik yang telah bekerja ataupun yang akan dipekerjakan. Selain itu Dept. SDM mengatur masalah jenjang karier dan masalah penempatan

X-9

karyawan, atau pemindahan karyawan antar departermen atau antar divisi sesuai dengan tingkat prestasinya. a. Divisi Kesehatan Bertugas memperhatikan kesehatan karyawan. Apabila poliklinik yang tersedia tidak dapat mengatasi masalah kesehatan karyawan maka dapat diintensifkan di rumah sakit langganan perusahaan sesuai kebutuhan pengobatan. b. Divisi Ketenagakerjaan Mengatur kesejahteraan karyawan seperti pemberian fasilitas atau bonus perusahaan untuk karyawan yang berprestasi. Selain itu merekrut tenaga kerja sesuai dengan kebutuhan perusahaan. 12. Departemen Hubungan Masyarakat (HUMAS) Kepala Dept. Humas bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik di dalam perusahaan, antar instansi ataupun dengan masyarakat setempat. Selain itu menjaga kenyamanan, keindahan, dan keamanan perusahaan dari mulai keindahan taman, toilet sampai kebersihan gudang dan produksi. Keamanan perusahaan meliputi pengontrolan setiap kendaraan yang masuk perusahaan baik kendaraan bahan baku, produk, sampai kendaraan tamu. Dan juga menjaga keamanan dan ketertiban di lingkungan kerja di seluruh area pabrik. Dept. Humas membawahi 2 divisi yaitu : a. Divisi Keamanan b. Divisi Kebersihan

X-10

10.5. Jaminan Sosial Jaminan sosial adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika terjadi sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya menyebabkan dia tidak dapat melakukan pekerjaan. Jaminan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan adalah : a. Tunjangan  Tunjangan di luar gaji pokok, diberikan kepada tenaga kerja tetap berdasarkan prestasi yang telah dilakukannya dan lama pengabdiannya kepada perusahaan tersebut.  Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang bekerja di luar jam kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk tenaga kerja shift) b. Fasilitas Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan, perlengkapan keselamatan kerja (misal helm, sarung tangan, sepatu boot, kacamata pelindung dan lain-lain), antar jemput bagi karyawan, kendaraan dinas, tempat tinggal dan lain-lain. c. Pengobatan Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan di poliklinik perusahaan dan diberikan secara cuma-cuma kepada karyawan yang membutuhkan dengan ketentuan sebagai berikut :  Untuk pengobatan dan perawatan yang dilakukan pada rumah sakit yang telah ditunjuk akan diberikan secara cumacuma  Karyawan yang mengalami kecelakaan atau terganggu kesehatannya

X-11

dalam menjalankan tugas perusahaan, akan mendapat penggantian ongkos pengobatan penuh. d. Insentive atau bonus Insentive diberikan dengan tujuan untuk meningkatkan produktivitas dan merangsang gairah kerja karyawan. Besarnya insentive ini dibagi menurut golongan dan jabatan. Pemberian insentive untuk golongan operatif (golongan kepala seksi ke bawah) diberikan setiap bulan sedangkan untuk golongan di atasnya diberikan pada akhir tahun produksi dengan melihat besarnya keuntungan dan target yang dicapai. e. Cuti  Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan permohonan satu minggu sebelumnya untuk dipertimbangkan ijinnya  Cuti sakit bagi tenaga kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan surat keterangan dokter  Cuti hamil selama 3 bulan bagi tenaga kerja wanita  Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi tertentu perusahaan 10.6. Jadwal dan Jam Kerja Pabrik MIBK (metal Isobutil Keton) ini direncanakan akan beroperasi selama 330 hari dalam setahun dan 24 jam per hari, sisa harinya digunakan untuk perbaikan dan perawatan atau dikenal dengan istilah shut down.

X-12

a. Untuk pegawai non shift Bekerja selama 6 hari dalam seminggu (total kerja 40 jam per minggu) sedangkan hari minggu dan hari besar libur. Pegawai non shift ini termasuk karyawan yang tidak langsung menangani operasi pabrik, misalnya : direktur, kepala departemen, kepala divisi, karyawan kantor/administrasi dan divisidivisi di bawah tanggung jawab non teknik atau yang bekerja di pabrik dengan jenis pekerjaan tidak kontinu. Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut :  Senin – Kamis : 08.00 – 16.00 (Istirahat : 12.00 – 13.00)  Jum’at

: 08.00 – 16.00 (Istirahat 11.00 – 13.00)

 Sabtu

: 08.00 – 15.00

b. Untuk pegawai shift Sehari bekerja 24 jam, yang terbagi dalam 3 shift. Karyawan shift ini termasuk karyawan yang secara langsung menangani proses operasi pabrik, misalnya : kepala shift, operator, karyawan-karyawan shift, gudang serta keamanan dan keselamatan kerja. Ketentuan jam kerja pegawai shift sebagai berikut : Shift I

: 07.00 – 15.00

Shift II

: 15.00 – 23.00

Shift III

: 23.00 – 07.00

Jadwal kerja dibagi dalam empat minggu dan empat kelompok (regu). Setiap kelompok kerja akan mendapatkan libur satu kalil dari tiga kali shift. Jadwal kerja karyawan shift dapat dilihat pada tabel 10.1.

X-13

Tabel 10.1. Jadwal Kerja Karyawan Pabrik Regu I II III IV

Minggu Pertama Libur Pagi Siang Malam

Kedua Pagi Siang Malam Libur

Ketiga Siang Malam Libur Pagi

Keempat Malam Pagi Siang Malam

Karena kemajuan suatu pabrik atau perusahaan tergantung pada kedisiplinan karyawannya, maka salah satu cara untuk menciptakan kedisiplinan adalah dengan memberlakukan presensi. Dari mulai direktur utama sampai karyawan kebersihan diberlakukan presensi setiap jam kerjanya yang nantinya dapat

menjadi

pertimbangan

perusahaan

karyawannya.

X-14

dalam

meningkatkan

karier

PEMEGANG SAHAM

DEWAN KOMISARIS

DIREKTUR UTAMA

DIREKTUR TEKNIK

DIREKTUR ADMINISTRASI

KABAG TEKNIK

KABAG PRODUKSI

KABAG UMUM

KABAG

KABAG KEUANGAN

KABAG SDM

PEMASARAN

Kasie

Kasie Lingkungan

Kasie Utilitas

Bengkel dan

Kasie Proses

Kasie Kontrol dan Laboratorium

perawata

LITBANG

KAsie Humas

KAsie Keamanan

Kasie kesehatan dan

dan Transportasi

kesejahteraan

Kasie Penjualan

Kasie IKlan dan

Kasie Penyediaan

Promosi

dan Purchasing

Kasie Personalia

KAsie Pelatihan dan tenaga kerja

BAB XI ANALISA EKONOMI

Perencanaan suatu pabrik juga perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Factor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah penentuan untung rugi dalam mendirikan pabrik Metil Isobutil keton, sebagai mana berikut :  Return Of Investment (ROI)  Pay Out Point (POT)  Break Event Point (BEP) Sedangkan untuk menghitung factor factor diatas perlu diadakan penaksiran beberapa hal yang enyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu : 11.1 Faktor-Faktor Panentu 11.1.1 Total Capital Investment (TCI) Total capital investment yaitu modal yang akan dibutuhkan untuk mendirikan pabrik sebelum berproduksi, terdiri dari : 1. Fixed Capital Investment (FCI) a. Biaya langsung (Direct Cost), meliputi :  Pembelian alat  Instrumentasi  Perpipaan terpasang  Listrik terpasang  Isolasi

XI-1

 Bangunan  Halaman pabrik  Fasilitas Workshop  Pemasangan dan instalasi b. Biaya tak langsung  Engginering  Konstruksi 2. Working Capital Investment (WCI) Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan denganlaju produksi, yang meliputi : a) Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu b) Pengemasan produk dalam waktu tertentu c) Utilitas dalam waktu tertentu d) Gaji dalam waktu tertentu e) Uang tunai Sehingga : TCI = FCI + WCI 11.1.2 Total Ongkos Produksi total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik dan biaya perjalanan produk, meliputi : a. Biaya pembuatan terdiri dari  Biaya produksi langsung (DPC)  Biaya produksi tetap (FC)  Biaya Overhead pabrik

XI-2

b. Biaya Umum (general Expenses), terdiri dari :  Administrasi  Distribusi dan pemasaran  Penelitian dan pengembangan( research and development) Adapun ongkos produksi total terbagi menjadi : a. Ongkos Variabel (VC) Yaitu segala biaya yang pengeluarannya berbanding lurus dengan laju produksi, yang meliputi :  Biaya bahan baku  Biaya utilitas  Baiya pengepakan b. Ongkos semi Variabel (SVC) Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju produksi, meliputi :  Plant Over head  Pemeliharaan dan perbaikan  Laboratorium  Operating supplies  General Expenses c. Ongkos Tetap Ongkos tetap meliputi :  Depresiasi  Asuransi

XI-3

 Pajak  Bunga 11.1.3 penaksiran harga alat haraga satuan alat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi ekonomi. Untuk itu digunakan beberapa cara konversi harga alat terhadap harga alat pada beberapa tahun yang lal, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang . harga lat dalam Pra rencana pabrik Metil Isobutil Keton didasarkan pada data harga alat yang terdpat pada peter dan timmerhaus dan Gd Ulrich. Sedangkan untuk menaksir harga alat pada tahun 2009 digunakan persamaan berikut : Cx = lx x Ck lk dari perhitungan Appendix E, didapatkan harga peralatan untuk pabrik metal Isobutil Keton sebesar Rp. 26.306.092.143,11.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) 11.2.1 Modal Tetap A. Modal langsung (Direct Cost = DC)

XI-4

1 harga peralatan

Rp

26,306,092,143

2 instrumentasi dan kontrol (10%E)

Rp

2,630,609,214

3 perpipaan (17%E)

Rp

4,414.3725.611

4 listrik terpasang (10%E)

Rp

2,630,609,214

5 bangunan (18% E)

Rp

4,735.096.585

6 Pengembangan lahan (5%)

Rp

7 Fasilitas pelayanan umum(20% E)

Rp

5.261.218.428

8 Fasilitas dan Bengkel (40%E)

Rp

10,522.436.857

9 tanah dan gedung (App.E)

Rp

2,645.600.000

10 Pemasangan (35%E)

Total Modal langsung

XI-5

1,315.304.607

Rp

9.207.132.250

Rp

70,168,471,903

B. Biaya Tak langsung (Indirect Cost =IC) 1

Engineering and Supervisi (5% DC)

Rp

3,508,423,595

2

konstruksi

Rp

4,911,793,033

Rp

8,420,216,628

Total biaya Tak langsung

C. Biaya Langsung dan Tak Langsung (Total Plant Cost =TPC) TPC = TPDC + TPIC = Rp =

Rp

70,168,471,903

+ Rp

8,420,216,628

78,588,688,531

Total Plant Cost

Rp

78,588,688,531

Kontaraktor (5% TPC)

Rp

3,929,434,427

Biaya tak terduga

Rp

5,501,208,197

Modal Tetap (FCI)

Rp

88,019,331,155

11.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment = WCI)

Modal kerja (15%FCI)

Rp13,202,899,673.00

Total capital investment = Modal kerja (WCI) + Modal Tetap (FCI) = Rp 13,202,899,673 + = Rp 101,222,230,828.00

XI-6

Rp

88,019,331,155

Modal Perusahaan

a. 60% modal sendiri (60% TCI)

Rp

60,733,338,497

b. 40% modal pinjam (40TCI)

Rp

40,488,892,331

11.3 Biaya Produksi Total (TPC) Biaya Produksi Total = Biaya Manufacture + Biaya Umum 11.3.1 Biaya Manufactur A. Biaya Produksi Langsung (DPC)

1 Bahan baku (per 1 tahun)

Rp

160,043,000,000

2 Gaji karyawan (per 1 tahun)

Rp

3,957,600,000

3 Biaya utilitas

Rp

49,574,112,480

4 Biaya pengemasan (per 1 tahun)

Rp

9,024,503,524

5 Biaya laboratorium (10% Gaji)

Rp

395,760,000

6 Pemeliharaan (2%FCI)

Rp

1,760,386,623

7 Op. Supplies (10% Pemeliharaan)

Rp

17,603,866

Rp

224,772,966,493

Total DPC

XI-7

B. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost = FPC)

1 Depresiasi (10% FCI)

Rp

8,801,933,116

2 Pajak Kekayaan (1%FCI)

Rp

880,193,312

3 Asuransi (1% FCI)

Rp

880.193.311

4 Bunga Pinjaman (15%x40%FCI)

Rp

5.281.159.869

Rp

15.843.479.608

C.B Overhead (57% gaji + pemeliharaan)

Rp

3,259.252.375

Total Biaya Manufaktur

Rp

243,868,096,674

Total FPC

11.3.2 Biaya Umum (GE)

A

Biaya Administrasi (18% gaji+ pemeliharaan )

Rp

1,029,237,592

B

Biaya distribusi = Biaya Administrasi

Rp

1,029,237,592

C

Biaya Penelitian

Rp

1,029,237,592

Total GE

Rp

3,087,712,776

Total TPC

Rp

246,955,809,450

XI-8

11.3 Laba perusahaan Besar laba perusahaan : Laba perusahaan = penjualan (S) – Biaya produksi (TPC) Dimana : penjualan (S) Rp

300,000,000,000

Rp

50.285.671.800

Rp

35.199.970.260

sehingga laba kotor perusahaan pajak penghasilan = 30% maka : laba bersih

11.4 Analisa Profitabilitas A. Return Of Investment (ROI) ROI bt = (laba kotor/ modal tetap) x 100% = (Rp 50,285,671,800/ Rp 88,019,331,155) x 100% = 57,13 % ROI at = (laba bersih / modal tetap) x 100% = (Rp 35,199,970,260/ Rp 88,019,331,155) x 100% = 39,99 % B. Pay Out Time (POT) Cash Flow = laba bersih + Depresiasi Cash Flow = Rp 35,199,970,260 + Rp 8,801,933,116 = Rp 44,001,903,376

XI-9

POT

= (modal tetap/Cash flow ) x 1 tahun = (Rp 88,019,331,155 / Rp 44,001,903,375) x 1 tahun = 2,00 tahun

C. Break Even Point (BEP) FC + 0,3 SVC BEP =

x 100% S – 0,7. SVC – VC

Dimana :

1

Biaya Tetap (FC)

Rp

18,836,136,867

Bahan baku

Rp

160,043,000,000

Gaji karyawan

Rp

3,957,600,000

Biaya utilitas

Rp

49,574,112,480

Biaya pengemasan

Rp

9,024,503,524

Pemeliharaan

Rp

1,760,386,623

Rp

224,360,000,000

Biaya umum

Rp

3,087,712,776

biaya laboratorium

Rp

395,760,000

operating Suplies

Rp

176,038,662

biaya Overhead Pabrik

Rp

2,858,993,312

Rp

15,366,969,612

2 Biaya Variabel (VC)

Total Variabel Cost 3 Biaya Semi Variabel (SVC)

Total Semi Variabel Cost

Sehingga : Rp 18,836,136,867 – (0,3x Rp 15,366,969,612) BEP = Rp 300,000,000,000 – (0,7x Rp 15,366,969,612) - Rp 224,360,000,000 = 36,14 %

XI-10

D. NPV (Net Present Value) Data : 

Bunga Bank = 15 % per tahun



Masa konstruksi = 2 tahun



Penngembalian Pinjaman



Umur pabrik = 10 tahun

Maka : Ca-2

= 50% FCI (1 + i) n = 50% x Rp

88,019,331,155 (1 + 0,15) ²

= Rp. 55.012.081.972,Ca-1

= 50% FCI (1 + i) n = 50% x Rp

88,019,331,155 (1 + 0,15)¹

= Rp. 82,518,122,958,Ca-0

= - (Ca-2 – Ca-1) = - Rp. 137.530.000.000,-

perhitungan NPV dapat dilihat pada table berikut :

XI-11

Tahun ke 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Cash Flow 137.530.000.000 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 44.001.903.375 13.202.899.673

Fd (I = 15%) 1 0,86 0,756 0,6575 0,5717 0,4971 0,4323 0,3759 0,3269 0,2842 0,24718 0,2149

Total

PV (Rp) 137.530.000.000 37.841.636.903 33.265.438.952 28.931.251.469 25.155.888.159 21.873.346.168 19.022.022.829 16.540.315.479 14.384.222.213 12.505.340.939 10.876.390.476 2.837.303.140 85.703.156.726

NVP yang diperoleh memiliki harga positif, sehingga dapat disimpulkan pabrik ini layak dirancang dengan kondisi tingkat bunga 15 % per tahun E. Internal Rate of Return (IRR) Metode ini menghitung tingkat bunga yang menyamakan nilai sekarang investasi dipenuhi persamaan dibawah ini dengan mencoba-coba harga I yaitu laju bunga NPV1 IRR

= i1 +

x (i2 –i1 ) NPV1 – NPV2

Dimana : i1

= besarnya bunga pinjaman (ke-1) yang ditrial = 14%

XI-12

i2


perhitungan NPV pada masing-masing trial bunga pinjaman dapat dilihat pada table : Tahun

Fd PV (Rp)

Fd (I = 16%)

1

137.530.000.000

1

44.001.903.375

0,87

38.281.655.936

0,86

37.841.636.903

2

44.001.903.375

0,769

33.837.463.695

0,756

33.265.438.952

3

44.001.903.375

0,6749

29.696.884.588

0,6575

28.931.251.469

4

44.001.903.375

0,592

26.049.126.798

0,5717

25.155.888.159

5

44.001.903.375

0,5193

22.850.188.423

0,4971

21.873.346.168

6

44.001.903.375

0,4555

20.042.866.987

0,4323

19.022.022.829

7

44.001.903.375

0,3996

17.583.160.589

0,3759

16.540.315.479

8

44.001.903.375

0,3505

15.422.667.133

0,3269

14.384.222.213

9

44.001.903.375

0,3075

13.530.585.288

0,2842

12.505.340.939

10

44.001.903.375

0,2697

11.867.313.340

0,24718

10.876.390.476

11

13.202.899.673

0,2366

3.123.806.063

0,2149

2.837.303.140

ke

Cash Flow

0

-137,530,000,000

1

(I = 14%)

Total

94.755.718.840

PV (Rp) -137,530,000,000

85.703.156.726

Sehingga : 94.755.718.840 IRR

= 14+

x (16 –14) 94.755.718.840 – 85.703.156.726

= 34,93%

XI-13

karena nilai IRR yang diperoleh lebih besar dsari besarnya bunga pinjama bank yang ditetapkan, maka dapat disimpulkan bahwa pabri ini layak untuk didirikan dengan tingkat bunga pinjaman sebesar 15% per tahun.

Rp / tahun 300(S) (Milyar)

226 (VC+SVC)

(0.3.SVC)0.46 18 (FC)

36.14 kapasitas (%)

XI-14

BAB XI ANALISA EKONOMI

Perencanaan suatu pabrik juga perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Factor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah penentuan untung rugi dalam mendirikan pabrik metal Isobutil keton, sebagai mana berikut :  Return Of Investment (ROI)  Pay Out Point (POT)  Break Event Point (BEP) Sedangkan utuk menghitung factor factor diatas perlu diadakan penaksiran beberapa hal yang enyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu : 11.1 Faktor-Faktor Panentu 11.1.1 Total Capital Investment (TCI) Total capital investment yaitu modal yang akan dibutuhkan utnk mendirikan pabrik sebelum berproduks, terdiri dari : 1. Fixed Capital Investment (FCI) a. Biaya langsung (Direct Cost), meliputi :  Pembelian alat  Instrumentasi  Perpipaan terpasang  Listrik terpasang  Isolasi

 Bangunan  Halaman pabrik  Fasilitas Workshop  Pemasangan dan instalasi b. Biaya tak langsung  Engginering  Konstruksi 2. Working Capital Investment (WCI) Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan denganlaju produksi, yang meliputi : a) Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu b) Pengemasan produk dalam waktu tertentu c) Utilitas dalam waktu tertentu d) Gaji dalam waktu tertentu e) Uang tunai Sehingga : TCI = FCI + WCI 11.1.2 Total Ongkos Produksi total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik dan biaya perjalanan produk, meliputi : a. Biaya pembuatan terdiri dari  Biaya produksi langsung (DPC)  Biaya produksi tetap (FC)  Biaya Overhead pabrik

b. Biaya Umum (general Expenses), terdiri dari :  Administrasi  Distribusi dan pemasaran  Penelitian dan pengembangan( research and development) Adapun ongkos produksi total terbagi menjadi : a. Ongkos Variabel (VC) Yaitu segala biaya yang pengeluarannya berbanding lurus dengan laju produksi, yang meliputi :  Biaya bahan baku  Biaya utilitas  Baiya pengepakan b. Ongkos semi Variabel (SVC) Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju produksi, meliputi :  Plant Over head  Pemeliharaan dan perbaikan  Laboratorium  Operating supplies  General Expenses c. Ongkos Tetap Ongkos tetap meliputi :  Depresiasi  Asuransi

 Pajak  Bunga 11.1.3 penaksiran harga alat haraga satuan alat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi ekonomi. Untuk itu digunakan beberapa cara konversi harga alat terhadap harga alat pada beberapa tahun yang lal, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang . harga lat dalam Pra rencana pabrik Metil Isobutil Keton didasarkan pada data harga alat yang terdpat pada peter dan timmerhaus dan Gd Ulrich. Sedangkan untuk menaksir harga alat pada tahun 2009 digunakan persamaan berikut : Cx = lx x Ck lk dari perhitungan Appendix E, didapatkan harga peralatan untuk pabrik metal Isobutil Keton sebesar Rp. 26.306.092.143,11.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) 11.2.1 Modal Tetap A. Modal langsung (Direct Cost = DC)

1 harga peralatan

Rp

26,306,092,143

2 instrumentasi dan kontrol (10%E)

Rp

2,630,609,214

3 perpipaan (17%E)

Rp

4,414.3725.611

4 listrik terpasang (10%E)

Rp

2,630,609,214

5 bangunan (18% E)

Rp

4,735.096.585

6 Pengembangan lahan (5%)

Rp

7 Fasilitas pelayanan umum(20%)

Rp

8 Fasilitas dan Bengkel (40%E)

Rp

10,522.436.857

9 tanah dan gedung (App.E)

Rp

2,645.600.000

10 Pemasangan (35%E)

Total Modal langsung

1,315.304.607

11,311.619.620

Rp

9.207.132.250

Rp

70,168,471,903

B. Biaya Tak langsung (Indirect Cost =IC) 1

Engineering and Supervisi (5% DC)

Rp

3,508,423,595

2

konstruksi

Rp

4,911,793,033

Rp

8,420,216,628

Total biaya Tak langsung

C. Biaya Langsung dan Tak Langsung (Total Plant Cost =TPC) TPC = TPDC + TPIC = Rp =

Rp

70,168,471,903

+ Rp

8,420,216,628

78,588,688,531

Total Plant Cost

Rp

78,588,688,531

Kontaraktor (5% TPC)

Rp

3,929,434,427

Biaya tak terduga

Rp

5,501,208,197

Modal Tetap (FCI)

Rp

88,019,331,155

11.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment = WCI)

Modal kerja (25%FCI)

Rp13,202,899,673.00

Total capital investment = Modal kerja (WCI) + Modal Tetap (FCI) = Rp 13,202,899,673 + = Rp 101,222,230,828.00

Rp

88,019,331,155

Modal Perusahaan

a. 60% modal sendiri (60% TCI)

Rp

60,733,338,497

b. 40% modal pinjam (40TCI)

Rp

40,488,892,331

11.3 Biaya Produksi Total (TPC) Biaya Produksi Total = Biaya Manufacture + Biaya Umum 11.3.1 Biaya Manufactur A. Biaya Produksi Langsung (DPC)

1 Bahan baku (per 1 tahun)

Rp

160,043,000,000

2 Gaji karyawan (per 1 tahun)

Rp

3,957,600,000

3 Biaya utilitas

Rp

49,574,112,480

4 Biaya pengemasan (per 1 tahun)

Rp

9,024,503,524

5 Biaya laboratorium (10% Gaji)

Rp

395,760,000

6 Pemeliharaan (2%FCI)

Rp

1,760,386,623

7 Op. Supplies (10% Pemeliharaan)

Rp

17,603,866

Rp

224,772,966,493

Total DPC

B. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost = FPC)

1 Depresiasi (10% FCI)

Rp

8,801,933,116

2 Pajak Kekayaan (1%FCI)

Rp

880,193,312

3 Asuransi (1% FCI)

Rp

352,077,325

4 Bunga Pinjaman (15%x40%FCI)

Rp

8,801,933,116

Rp

15.843.479.608

C.B Overhead (57% gaji + pemeliharaan)

Rp

3,259.252.375

Total Biaya Manufaktur

Rp

243,868,096,674

Total FPC

11.3.2 Biaya Umum (GE)

A

Biaya Administrasi (18% gaji+ pemeliharaan )

Rp

1,029,237,592

B

Biaya distribusi = Biaya Administrasi

Rp

1,029,237,592

C

Biaya Penelitian

Rp

1,029,237,592

Total GE

Rp

3,087,712,776

Total TPC

Rp

246,955,809,450

11.3 Laba perusahaan Besar laba perusahaan : Laba perusahaan = penjualan (S) – Biaya produksi (TPC) Dimana : penjualan (S) Rp

300,000,000,000

Rp

50.285.671.800

Rp

35.199.970.260

sehingga laba kotor perusahaan pajak penghasilan = 30% maka : laba bersih

11.4 Analisa Profitabilitas A. Return Of Investment (ROI) ROI bt = (laba kotor/ modal tetap) x 100% = (Rp 50,285,671,800/ Rp 88,019,331,155) x 100% = 57,13 % ROI at = (laba bersih / modal tetap) x 100% = (Rp 35,199,970,260/ Rp 88,019,331,155) x 100% = 39,99 % B. Pay Out Time (POT) Cash Flow = laba bersih + Depresiasi Cash Flow = Rp 35,199,970,260 + Rp 8,801,933,116 = Rp 44,001,903,376

POT

= (modal tetap/Cash flow ) x 1 tahun = (Rp 88,019,331,155 / Rp 44,001,903,375) x 1 tahun = 2,00 tahun

C. Break Even Point (BEP) FC + 0,3 SVC BEP =

x 100% S – 0,7. SVC – VC

Dimana :

1

Biaya Tetap (FC)

Rp

18,836,136,867

Bahan baku

Rp

160,043,000,000

Gaji karyawan

Rp

3,957,600,000

Biaya utilitas

Rp

49,574,112,480

Biaya pengemasan

Rp

9,024,503,524

Pemeliharaan

Rp

1,760,386,623

Rp

224,360,000,000

Biaya umum

Rp

3,087,712,776

biaya laboratorium

Rp

395,760,000

operating Suplies

Rp

176,038,662

biaya Overhead Pabrik

Rp

2,858,993,312

Rp

15,366,969,612

2 Biaya Variabel (VC)

Total Variabel Cost 3 Biaya Semi Variabel (SVC)

Total Semi Variabel Cost

Sehingga : Rp 18,836,136,867 – (0,3x Rp 15,366,969,612) BEP = Rp 300,000,000,000 – (0,7x Rp 15,366,969,612) - Rp 224,360,000,000 = 36,14 %

D. NPV (Net Present Value) Data : 

Bunga Bank = 25 % per tahun



Masa konstruksi = 2 tahun



Penngembalian Pinjaman



Umur pabrik = 10 tahun

Maka : Ca-2

= 50% FCI (1 + i) n = 50% x Rp

88,019,331,155 (1 + 0,15) ²

= Rp. 55.012.081.972,Ca-1

= 50% FCI (1 + i) n = 50% x Rp

88,019,331,155 (1 + 0,15)¹

= Rp. 82,518,122,958,Ca-0

= - (Ca-2 – Ca-1) = - Rp. 137.530.000.000,-

perhitungan NPV dapat dilihat pada table berikut :

Tahun ke

Cash Flow

Fd (I = 25%)

PV (Rp)

0

-137,530,000,000

1

-137,530,000,000

1

44,001,903,375

0.8

35,201,522,700

2

44,001,903,375

0.64

28,161,218,160

3

44,001,903,375

0.512

22,528,974,528

4

44,001,903,375

0.4096

18,023,179,623

5

44,001,903,375

0.32768

14,418,543,698

6

44,001,903,375

0.262144

11,534,834,958

7

44,001,903,375

0.2097152

9,227,834,958

8

44,001,903,375

0.16777216

7,382,294,373

9

44,001,903,375

0.134217728

5,905,835,449

10

44,001,903,375

0.107374182

472,668,399

11

13,202,899,673

0.085899346

1,134,120,446 15,966,804,484

Total

NVP yang diperoleh memiliki harga positif, sehingga dapat disimpulkan pabrik ini layak dirancang dengan kondisi tingkat bunga 25 % per tahun E. Internal Rate of Return (IRR) Metode ini menghitung tingkat bunga yang menyamakan nilai sekarang investasi dipenuhi persamaan dibawah ini dengan mencoba-coba harga I yaitu laju bunga NPV1 IRR

= i1 +

x (i2 –i1 ) NPV1 – NPV2

Dimana : i1


i2


perhitungan NPV pada masing-masing trial bunga pinjaman dapat dilihat pada table : Tahun ke

Cash Flow

Fd (I = 1 4%)

PV (Rp)

Fd (I = 16%)

0

-137,530,000,000

1

-137,530,000,000

1

1

44,001,903,375

0.81

35,641,541,734

0.79

34,761,503,666.25

2

44,001,903,375

0.65

28,601,237,194

0.63

27,721,199,126.25

3

44,001,903,375

0.52

22,880,989,755

0.5

22,000,951,687.50

4

44,001,903,375

0.42

18,480,799,418

0.4

17,600,761,350.00

5

44,001,903,375

0.34

14,960,647,148

0.31

13,640,590,046.25

6

44,001,903,375

0.28

12,320,532,945

0.25

11,000,475,843.75

7

44,001,903,375

0.22

9,680,418,743

0.2

8,800,380,675.00

8

44,001,903,375

0.18

7,920,342,608

0.16

7,040,304,540.00

9

44,001,903,375

0.14

6,160,266,473

0.12

5,280,228,405.00

10

44,001,903,375

0.12

5,280,228,405

0.1

4,400,190,337.50

11

13,202,899,673

0.09

1,188,260,971

0.08

1,056,231,973.84

Total

25,717,364,192

15,966,804,484

Sehingga : 25,717,364,192 IRR

= 24+

x (26 –24) 25,717,364,192 – 15,966,804,484

= 29.27 %

PV (Rp)

karena nilai IRR yang diperoleh lebih besar dsari besarnya bunga pinjama bank yang ditetapkan, maka dapat disimpulkan bahwa pabri ini layak untuk didirikan dengan tingkat bunga pinjaman sebesar 25% per tahun.

Rp / tahun 300(S) (Milyar)

226 (VC+SVC)

(0.3.SVC)0.46 18 (FC)

36.14 kapasitas (%)

BAB XII DISKUSI DAN KESIMPULAN

12.1 DISKUSI sistem dan cara pengelolaan yang baik dan tepat pada proses manajemen pemasaran adalah merupakan kunci utama keberhasilan dalam suatu industri Didukung dengan kualitas produk yang baik juga akan menjadi daya saing di pasaran. Produksi Metil Isobutil keton dalam pra rencana pabrik ini diharapkan dapat memperoleh hasil pemasaran yang baik, karena sampai saat ini belum ada pabrik di Indonesia yang memproduksi MIBK ini. Untuk mengetahui sampai seberapa jauh kelayakan pabrik MIBK ini, maka perlu dilakukan tinjauan segi ekonomi, proses dan manajemen perusahaan. 12.1.1 EKONOMI seperti

telah

diketahui

bahwa

perhitunga

ekonomi

merupakan

pertimbangan utama untuk mendirikan pabrik.adapun beberapa analisa ekonomi yang dapat dipakai untk menilai sejauh mana kelayakan pabrik ini adalah :  Laju pengembalian modal (ROI)  Waktu penmegmbalian modal (POT)  Titik impas (BEP) Dari perhitungan analisa pada Bab XI terlihat bahwa secara ekonomis pabrik ini layak untuk didirikan. 12..1.2 PROSES

proses yang dipilih adalah roses kondensasi dengan temperatur rendah. Alasa pemilihan proses ini adalah :  Mudah dalam pengendalian operasi  Kapasitas yang dihasilkan dalam jumlah besar 12.1.3 MANAJEMEN bentuk perusahaa perseroan terbatas, sehingga diharapkan dalam perkembangan selanjutnya, modal dapat diperoleh dengan menjual saham kepada masyarakat, sedang bentuk struktur organisasi yang dipilih adalah garis dan staf, dimana dalam hal ini kesatuan dalam pimpinan tetap diperhatikan, demikian pula dalam pembagian pekerjaanh juga disesuaikan dengan kemampuan setiap individu.

D-210A

PERALATAN LARUTAN ALUM 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F-221

D-210B P-8

Fuel Oil

Gas

steam

Q-220 F-216 P-3

BLOW DOWN

L-222

F-215 P-10

F-223 L-222 F-214

F-218

COOLING TOWER POMPA KEPERLUAN SANITASI BAK AIR SANITASI POMPA BAK SANITASI BAK KLORINASI POMPA KE BAK KLORINASI POMPA KE PERALATAN BAK AIR PENDINGIN POMPA KE BAK AIR PENDINGIN POMPA KE BOILER DEAERATOR BOILER POMPA KE DEAERATOR BAK AIR LUNAK POMPA AIR BERSIH BAK AIR BERSIH SAND FILTER TANGKI CLARIFIER POMPA SKIMMER SKIMMER POMPA AIR SUNGAI ANION EXCHANGER KATION EXCHANGER

NO KODE

P -227

L-217

L-240 L-230 F-229 L-228 F-227 L-226 L-225 F-224 L-223 L-222 D-221 Q-220 L-219 F-218 F-217 L-216 F-215 F-214 F-213 F-212 L-211 D-210B D-210A

NAMA ALAT

L-219 SUNGAI

P -9

F-212 PERALATAN

F-225

BUANGAN

L-226 P-5

L-211

Air Proses

V -1 V-2

L-224 AIR SANITASI F-230

UNIT PENGOLAHAN AIR PRA RENCANA PABRIK METIL ISOBUTIL KETON (MIBK)

F-232 OLEH :

L-233 L-231 Cl2

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG

L-230

SYAIFUL ANWAR 020 .501.0013 DEDIK IRAWAN 020 .501.0002

DISETUJUI DOSEN PEMBIMBING : Ir. BAMBANG ISMUYANTO, MT. SUSY YUNININGSIH. ST, MT

R

0 ,25 in

K B

60 in

0.875 in A1 A2 T 9/16 in

10 ,18 in

A3 A4

DETAIL LUBANG TRAY

A5 60 in

E

2 in

A

T

R

E

K

B

NPS

11/16

2 7 /8

2 9/16

1.90

2 7 /16

1.61

1.5

6

5

3/4

3 5/8

3 1 /16

2.3 0

2 1 /2

2.07

2

5

11 /16

2 7/8

2 9 /16

1.9 0

2 7/16

2.07

1.5

5

11 /16

2 7/8

2 9/16

1.9 0

2 7/16

2.07

1.5

4 1/4

9/16

2

1 15/16

1.32

1.05

1

L

2 3 /16

3/16 in

59 ,625 in

A

29 .813 in 60 in

DETAIL NOZZLE

DETAIL TRAY TAMPAK ATAS OUTLET DOWN COMER

59,625 in

TAMPAK ATAS

17 PONDASI 16 ANCHOR BOLT 15 BASE PLATE 14 NOZZLE BUTTOM 13 HEAD BUTTOM 12 NOZZLE REBOILER 11 PENYANGGA 10 LUG & GUSSET 9 NOZZLE FEED 8 SIEVE TRAY 7 SHELL (SILINDER) 6 NOZZLE REFLUK 5 FLANGE 4 GASKET 3 BAUT 2 TUTUP ATAS 1 NOZZLE TOP COLOUM NO NAMA BAGIAN

5/8 in

DETAIL TUTUP ¼ in

A2

3/16 in 4

60 In 1 A2 2 3

10,18 In

INLET DOWN COMER

3/16 in

DETAIL FLANGE DAN BAUT

A3

4

TAMPAK SAMPING

12 in

TAMPAK DEPAN

5 A3 6 A1

7

0.2 5 in

A1

8 363,648in

c

9

16 in

10

DETAIL PONDASI

11

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG

A5

A5

12

241,824

12 in

13

A4

14

A4

16

12 in

15

40 in

PERANCANGAN ALAT UTAMA KOLOM DESTILASI OLEH :

17

Ir.BAMBANG ISMUYANTO MS DETAIL LUG DAN LEG

DETAIL BASE PLATE DEDIK IRAWAN

TAMPAK SAMPING

DISETUJUI DOSEN PEMBIMBING :

20 in

POTONGAN MEMBUJUR

V-1

SUSY YUNININGSIH ST, MT

APPAENDIK E ANALISA EKONOMI PABRIK

1. Metode Penafsiran Harga Penafsiran harga tiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan kondisi perekonomian yang ada. Untuk penafsiran harga peralatan, diperlukan indeks yang dapat digunakan utnuk mengkonversi harga peralatan pada massa lalu, sehingga diperoleh harga pada saat ini, digunakan persamaan: Cx

= Ck

Ix Ik

( peter & timmerhaus, hal 164 )

Dimana : Cx

= tafsiran harga alat saat ini

Ck

= tafsiran harga alat pada tahun k

Ix

= indeks harga pada saat ini

Ik

= indek harga tahun k

Sedangkan untuk menafsirkan harga alat yang sama dengan kapasitas berbeda digunakan persamaan sebagai berikut: n vA VB

CA CB

dimana : VA

= Harga alat A

VB

= Harga alat B

CA

= Kapasitas alat A

APPENDIK E

CB

= kapasitas Alat B

n

= eksponen harga alat ( peter & timmerhaus)

harga alat pada Pra rencana pabrik MIBK didasarkan pada harga Alat yang terdapat pada Peter &timerhaus dan Ulrich GD Tabel E.1 Indek harga Alat pada tahun sebelum evaluasi No

Tahun

indeks harga

X2

X.Y

1

1975

182

33124

359450

2

1976

192

36864

379392

3

1977

204

41616

403308

4

1978

219

47961

433182

5

1979

239

57121

472981

6

1980

261

68121

516780

7

1981

297

88209

588357

8

1982

314

98596

622348

9

1983

317

100489

628611

10

1984

323

104329

640832

11

1985

325

105625

645125

12

1986

318

101124

631548

13

1987

324

104976

643788

14

1988

343

117649

681884

15

1989

355

126025

706095

16

1990

356

126736

708440

31720

4569

1358565

9062121

2

APPENDIK E

Kenaikan harga tiap tahun merupakan fungsi linier tahun dan indeks harga tahun k sehingga membentuk persamaan garis lurus : Y = m X + c .............................................................................(1) Dimana : C

= konstanta

m

= gradien

Y

= tahun

X

= indeks harga

Untuk mencari harga m dan c, didapatkan dengan metode kuadrat terkecil sebagai berikut : Misal : selisih ruas kiri dan kanan persamaan 1 = R R

= mX + c –Y

R2

= (mX + c –Y) 2

 R m

= 2 (mX + c- Y)X

sedangkan :

R =0 m 2

maka : 0 = 2(mX + c – Y) X m.X2 + X. X = XY................................................................... (2) m.X + n.C = Y................................................................... .........(3)

3

APPENDIK E

Dimana : C

= n.c

n

= jumlah data

dari persamaan (2) dan (3) diperoleh : m=

n XY Y . X 2 n x2 ( X )

m=

X . Y X . XY 2 2 n X (X )

Maka : m=

(16x 9062121) (4569 x 31720) =0,075766 2 (16 x1358565) (4569)

m=

(31720x1358565) (4569 x9062121) = 1960,86396 2 (16x1358565) (4569)

jadi persamaan harga indeks adalah : Y = 0,075766.X + 1960,86396 Indeks harga (X) pada 2012 ( Y= 2012) adalah : 2012

= 0,075766.X + 1960,86396

X

= 582,53095

2. penafsiran harga peralatan Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga didapatkan harga peralatan proses seperti terlihat pada Tabel E.2, dan harga peralatan utilitas dapat dilihat pada tabel E.3dan tabel E.4.

4

APPENDIK E

Contoh perhitungan peralatan : Berikut adalah contoh perhitungan penafsiran harga pompa jenis centrifugal dengan daya 0,5 hp: Dari Gb. 5-49 sampai gambar G.5-51 Ulrich hal 310, untuk pompa jenis centrifugal dengan daya 0,5 hp diperoleh : Cp : $ 2.000 FBM : 1,9 Sehingga : CBM = Cp x FBM = $ 2.000x 1,9 = $ 3.800 Maka : Harga alat tahun 2012 =

=

indeks tahun 2012 x Harga tahun 1982(CBM) indeks tahun1982 582,53095 x $ 3.800 315

= $ 7027 jika diasumsikan : $ 1 = 9500 maka : harga pompa sentrifugal

= $ 7027 x Rp. 9500 = Rp. 66.756.500 ,-

Dengan cara yang sama harga peralatan proses dapat dilihat pada tabel berikut :

5

APPENDIK E

Tabel. E.2 Penafsiran Harga peralatan Proses No

Nama Alat Proses

kode

jumlah

satuan (Rp)

Total (Rp)

1

Reaktor

R-110

1

4.996.582.940

2

Pompa

L-111

1

6934822,62

6.934.823

3

Tangki Aseton

F-112

8

482911222,6

3.863.289.781

4

Tangki DAA

F-113

1

4996589875

4.996.589.875

5

Reaktor

R-120

1

5286468371

5.286.468.371

6

Kondesor

E-121

1

150279115,3

150.279.115

7 8 9

Pompa Tangki H3PO4 Tangki MO

L-122 F-123 F-124

1 1 1

69348922 42164144,95 274725757

69.348.922 42.164.145 274.725.757

10 Kolom destilasi

D-130

1

849662999,9

849.663.000

11 Kondesor

E-131

1

150279115,3

150.279.115

12 Reboiler

E-132

1

227291093,9

227.291.094

13 Pompa

L-133

1

69348922,62

69.348.923

14 Akumulator Kolom 15 Hidrogenasi 16 Kondesor 17 Reboiler

F-134

1

296064305,8

296.064.306

D-140 E-141 E-142

1 1 1

1263259974 154093306,1 205758253,4

1.263.259.974 154.093.306 205.758.253

18 Heater

E-143

1

164703691,2

164.703.691

19 Heater 20 Heater

E-144A E-144B

1 1

168171137,4 183774644,9

168.171.137 183.774.645

21 Pompa

L-145

1

69348922,62

69.348.923

22 Blower

G-146A

1

109224553,1

109.224.553

23 Blower 24 Pompa 25 Tangki H2

G-146B L-147 F-148A

1 1 4

96221630,13 69348922,62 461170335,5

96.221.630 69.348.923 1.844.681.342

26 Akumulator

F-148B

1

220078805,9

220.078.806

27 Tangki MIBK

F-148C

2

466440853,6

932.881.707

28 Expander

G-149

1

442446126,3

442.446.126

29 Mixer 30 Tangki NaOH

M-150 F-151 TOTAL

1 1

196084078,7 51387551,66

196.084.079 51.387.552 22.805.427.878

6

4.996.582.940

APPENDIK E

Tabel E.3 Penafsiran Harga Peralatan Utilitas No Nama Alat Proses 1 Pompa air sungai 2 3 4 5 6 7 8

Pompa Clarifier Clarifier Pompa sand filter sand filter Pompa bak air bersih Cooling Tower Pompa Demineralizer

9 Kation Exchanger 10 11 12 13 14 15 16

Anion Exchanger Pompa deaerator Deaerator Boiler Pompa air proses Pompa air sanitasi pompa air pendingin

Kode L-219 L-217 F-216 L-215 F-214 L-224 P-227 L-211 D210A D210B L-222 P-221 Q-220 L-233 L-231 L-226 Total

Jumlah 2

Bahan Cast Iron

Harga Total 158115543,6

2 1 2 1 2 1 2

Cast Iron Carbon Steel Cast Iron Carbon Steel Cast Iron Cast Iron Cast Iron

155341586,7 300419532,8 155341586,7 122539546,3 155341586,7 554791381 155341586,7

1

Carbon Steel

325939936,3

1 2 1 1 2 2 2

Carbon Steel Cast Iron Carbon Steel Carbon Steel Cast Iron Cast Iron Cast Iron

325939936,3 155341586,7 135923888,3 195563961,8 155341586,7 155341586,7 155341586,7 3206624833

Tabel E.4 Penafsiran Harga Peralatan dari beton

No 1 2 3 4 5 6 7

Nama Alat Proses skimer Bak penampung Bak air bersih Bak air pendingin Bak air lunak Bak klorinasi Bak air sanitasi

Kode F-218 F-215 F-212 F-225 F-223 F-230 F-232

Total

7

Jumlah 1 1 1 1 1 1 1

Harga Total 4507699,7 41609353,57 41609353,57 65881476,49 35367950,54 31207015,18 33287482,86 294039431,9

APPENDIK E

Sehingga : Harga total peralatan = harga peralatan proses + harga peralatan utilitas + harga peralatan dari beton = Rp.22.805.427.878 + Rp.3.206.624.833 Rp.294.039.431,9 = Rp.26306092143 3. Bahan baku Pengeluaran bahan baku tiap tahun dapat dilihat pada tebel berikut: Tabel E.6 Harga kebutuhan bahan baku No

Nama Bahan Jumlah (kg/j)

Harga total (Rp/tahun)

4431,96908

Harga Satuan (Rp/kg) 5000

1

Aseton

2

NaOH

16,66667

3000

360.000.072

3

H3PO 4

1,6667

4500

54.001.080

4

H2

65,33334

8000

3.763.200.384

5

Nikel

0,47724

7000

24.052.896

TOTAL

159.550.000.000

160043000000

4. Utilitas Pengeluaran untuk utilitas tiap tahun dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel E.6 Harga Kebutuhan Utilitas

NO

Utilitas

1

Listrik Bahan bakar

2

Kebutuhan (tiap jam)

harga pembelian (Rp/tahun)

300 kW

48600000000

245,988 L

974112480 49574112480

TOTAL

8

APPENDIK E

5. Pengemasan Produksi : 3333,3333 Kg/jam

= 24000000 kg/tahun

Densitas MIBK = 797,827823 kg/m3 Maka : Volume MIBK

: 24000000 / 797,827823 kg/m3 : 30081,67841 m3 /tahun : 30081678,41 L/tahun

kemasan berupa jirigen dengan kapasitas 25 L MIBK tiap jirigen harga Jirigen : Rp. 7500,- per biji jumlah jirigen tiap tahun

= 30081678,41/ 25 = 1203267,136 biji = 1203268 biji

sehingga : Biaya pengemasan per tahun = Rp. 7500 x 1203268 = Rp. 9024503524,6. Penjualan Kapasitas Produksi 3333,33333 kg/jam = 24000000 kg/tahun Jumlah produk = 1203268 jirigen/tahun Harga Jual = Rp. 12500 per tahun Maka : Harga penjualan MIBK per tahun

= Rp. 12.500 x 24000000 = Rp. 300.000.000.000,-

harga jual satuan Jirigen

= Rp. 300.000.000.000 / 1203268 = Rp. 249,321,0158

9

APPENDIK E

7. Gaji Karyawan Perhitungan gaji karyawan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel E.7 Daftar Gaji Karyawan

Jabatan Dirut Litbeng direktur kep.Bagian Quaity Control Kasie. Produksi Kasie. Teknik

Jumlah Gaji/bulan/orang 1 Rp8.000.000 4 Rp5.000.000 2 Rp6.000.000 6 Rp4.000.000 3 Rp4.000.000 2 Rp3.000.000 3 Rp3.000.000

Gaji total /bulan Rp8.000.000 Rp20.000.000 Rp12.000.000 Rp24.000.000 Rp12.000.000 Rp6.000.000 Rp9.000.000

Kasie. Pemasaran Kasie. SDM Kasie. Humas Kasie. Keuangan Unit Produksi/ shift Unit perawatan Unit produksi Unit Utilitas Unit Pemasaran Unit Keuangan

3 4 2 2 115 3 4 4 3 2

Rp3.000.000 Rp3.000.000 Rp3.000.000 Rp3.000.000 Rp1.500.000 Rp1.000.000 Rp1.500.000 Rp1.000.000 Rp1.500.000 Rp1.500.000


Unit SDM Sopir Satpam Kebersihan Parkir Total

9 4 4 4 2 186

Rp800.000 Rp500.000 Rp500.000 Rp300.000 Rp200.000

Rp7.200.000 Rp2.000.000 Rp2.000.000 Rp1.200.000 Rp400.000 Rp329.800.000

Maka pengeluaran untuk gaji pegawai tiap tahun = Rp3.957.600.000,-

10

APPENDIK E

8. Harga Tanah dan Bangunan Perhitungan tanah dan bangunan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel E.8 Harga Tanah dan Bangunan No 1 2

keterangan Tanah Bangunan

Luas (m 2) 7.694 4.814 TOTAL

Harga (Rp/m2) 250.000 150.000

11

Total (Rp) 1.923.500.000 722.100.000 2.645.600.000

Appendik D- 1

APPENDIK D PERHITUNGAN UTILITAS Uniy utilitas merupakan sarana yang sangat penting bagi kelanggengan proses produksi. Unit utilitas yang diperlukan pada pra perancangan pabrik MIBK ini meliputi :  Unit penyediaan air  Unit penyediaan steam  Unit penyediaan listrik  Unit penyediaan bahan bakar 1. unit penyediaan air a. air sanitasi. Air ini digunakan untuk karyawan, laaboratorium, taman dan lain – lain. Kebutuhan air sanitasi dapat diperinci sebagai berikut : 

kebutuhan karyawan = 30 L/hari tiap orang dari perincian tenaga kerja (bab. 10) didapat tenaga kerja secara keseluruhan berjumlah 186 karyawan. Kebutuhan air untuk 186 karyawan setiap hari : = 186 orang x 30 liter/hari = 232.5 liter/jam = 0,2325 m3/jam jika air = 995,68 kg/m 3 maka: kebutuhan air karyawan = 0,2325 m3/jam x 995,68 kg/m3 = 231.4956 kg/jam

= 232 kg/jam

Appendik D- 2



laboratorium dan taman air untuk kebutuhan karyawan laboratorium dan taman di perkirakan 50% dari kebutuhan karyawan, maka : = 50% x 232 kg/jam = 116 kg/jam jika kebutuhan air sanitasi secara keseluruhan : = 232 + 116 = 348 kg/j = 8352 kg/hari

b. air boiler air boiler digunakan pada peralatan – peralatan berikut : No

Nama Alat

Jumlah (kg/hari)

1.

Reaktor (R-120)

14718,52296

2

Reboiler (E-132)

31366,85976

3.

Reboiler (E-142)

60801,03936

4.

Heater

(E-143)

488,86560

5.

Heater

(E-144)

562,30080

Total

107937,58848

c. Air Pendingin d. Air pendingin digunakan pada peralatan – peralatan berikut :

No 1.

Nama Alat Reaktor (R-110)

Jumlah (kg/hari) 15661,04568

Appendik D- 3

2

kondensor (E-121)

299470,81104

3.

kondensor (E-131)

1058047,86240

4.

kondensor (E-141)

1141095,18888

Total

2514274,90800

e. air proses air proses digunakan pada tangki pengencer (M-150) yaitu untuk mengencerkan NaOH 40% menjadi NaOH 5% sebesar 14,58334 kg/hari. Jadi total air yang harus disuplai adalah : No

Nama Alat

1.

Air Sanitasi

2

Air Boiler

3.

Air Pendingin

4.

Air Proses

Jumlah (kg/hari) 33264 107937,58848 2514274,90800 350

Total

2655826,49648

Untuk menghemat kebutuhan air, maka dilakukan sirkulasi air.Diperkiraka air yang dapat disirkulasi adalah 95% dari air pendingin dan kondensat. Maka jumlah air yang dapat di sirkulasi adalah : Air pendingin = 2514274,90800 x 0,95 = 2388561,16260 kg/hari Air kondensat = 107937,58848 x 0,95 = 102540,70906 kg/hari = 2491101,87166 kg/hari make Up = kebutuhan air total – sirkulasi air = 2655826,49648 – 2491101,87166 = 164724,62482 kg/hari = 6863,52603 kg/jam

Appendik D- 4

untuk faktor keamanan disediakan cadangan 30% dari kebutuhan air yang harus masuk, maka : kebutuhan air total = 1,3 x 6863,52603 = 8922,58384 kg/jam pra perancangan pabrik MIBK ini menggunakan air sungai untuk memenuhi kebutuhan air sanitasi, air boiler, air pendingin dan air proses. Peralatan yang digunakan pada bagian pengolahan air ini adalah sebagai berikut : 1. Pompa (L-219) Fungsi : mengalirkan air dari sungai ke skimer. Tipe : sentrifugal Rate aliran = 8922,58384 kg/j = 19670,7283 lb/j = 5,4641 lb/dt densitas : 62,5 lb/cuft vioskositas = 0,85 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft/dt = 0,0006 lb/ft.dt menghitung rate volumetrik Q = (5,4641 lb/dt)(62,5 lb/cuft) = 0,0874 cuft/dt = 5,2455 cuft/mt = 39,2419 gal/mnt asumsi : aliran turbulen

Appendik D- 5

dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9 Q0,45.0,13 = 3,9 x 0,08740,45 x 62,50,13 = 2,2295 in standarisasi ID = 2,5 in sch. 40 (tabel 11,kern) diperleh : ID = 2,469 in = 0,2058 ft OD= 2,88 in Flow area = 4,79 in2 = 0,0333 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dal;am pipa V1 = Q/A1 (kecepatan aliran air dari sungai) = 0 ft/dt (karena A1 sungai terlalu besar) V2 = Q/A2 = (0,0874 cuft/dt)/(0,0333 ft2) = 2,6246 ft/dt V = V2 – V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt Menghitung Reynold Number

VD 62,5 x 2,6246 x 0,2058 N re   56264,8625 2100  0,0006 (memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe > 2100)

Menentukan panjang pipa direncanakan : 

Pipa lurus (L) = 30 ft

Appendik D- 6



Elbow 90o sebanyak 3 buah L /D

= 32 ( tabel 1 Peter and Timmerhaus hal 484 )

L elbow = 32. ID = 3 x 32 x 0,0258 ft = 19,7568 ft 

Gate Valve sebanyak 2 buah L/D

= 7 ( tabel 1 peter and timmerhaus hal 485)

L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,2058 ft = 2,8812 ft



Globe valve sebanyak 1 buah L/D


L globe valve

= 300. ID = 7 x 0,2058 ft = 61,74 ft



Entrance valve = 1,9 ft



Exit valve

= 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan : L pipa = 30 + 19,7568 + 2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8 = 118,6374 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : comerrcial steel Maka : = 0,000046 ( genakoplis hal. 88)

Appendik D- 7

 /D = 0,000733 Didapatkan : f = 0,005 1. pada straight pipe : F1 =( 4xf x V2x ΔL) / (2 x D x gc) =(4 x 0,005 x 2,62462 x 118,6374)/ (2x32,2x0,2058 ) = 1,2332 lbf.ft/ lbm 2. Kontraksi dan Pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A1/A2) (A2/A1, dianggap = 0, karena A1 sungai besar ) maka : Kc = 0,4 x (1,25 – 0) = 0,5 F2 = ( Kc x V2) / (2 x άx gc) = 0,5 x 2,62462 / 0,5 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,0535 lbf.ft/lbm 3. sudden enlargement from expantion loss at river entrance Kex = 1 – (A2/A1)2 = 1 F3 = ( Kex x V2) / (2 x άx gc) = 1 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,107 lbf.ft/lbm 4. friction in 3 elbow 90o Kf = 0,75 F4 = ( Kf x V2) / (2 x άx gc) = 0,75 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,2407 lbf.ft/lbm Sehingga :

Appendik D- 8

ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 1,2332 + 0,0535 + 0,107 + 0,2407 = 1,6344 lbf.ft/lbm

Ditentukan : ΔZ

= 20 ft (datum level)

ΔP

= 0 ( karea P1 = P 2 pada tekanan 1 atm abs)

V1

= 0 ft/dt (karena diameter tangki > diameter pipa )

V2

= 2,6246 ft/dt

ά

= 1 ( untuk aliran turbulen)

ρ1

= ρ2 ( fluida Incompresible)

Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2/2. ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ ρ) + ΣF = Ws (2,62462/2x1x32,2) +(20/32,2) + 0 + 1,6344 = Ws Ws

= 2,2963 lbf.ft/lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 2,2963 x 0,0874 x 62,5 / 550 = 0,0228 Hp dari fig 14-37 peter and timmerhaus didapatkan : ηpompa = 18%

maka : BHP = WHP/ ηpompa = 0,0228 / 0,8 = 0,1267 Dari fig. 14-38 peter and timmerhaus didapatkan: ηmotor = 80%

Appendik D- 9

Maka : Hp

= BHP / ηpompa = 0,1267/0,8 = 0,1584

Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksi : cast iron Jumlah : 1 buah 2. Skimer (L-218) Fungsi : menampung air dari sungai, memisahkan kotoran terapung yang dilengkapi dengan sekat pada bagian permukaan sampai dasar ba, sekaligus sebagai bak pengendapan awal. Bahan konstruksi : beton bertulang Rate

: 8922,58384 kg/j

Densitas air : 995,68 kg/m3 Waktu tinggal : 24 jam Maka : Rate Volumetrik = 8922,58384/995,68 = 8,9613 m3 /j Volume air = 8,9613 x 24 = 215,0712 m3 Direncanakan bak berisi 80 % air maka : Volume bak = 215,0712/ 0,8 = 268,839 m3 Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio : Panjang (P) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 4 : 3 : 2 Maka : Volume bak penampung = P x L x T = 4 x 3 x 2 = 24 m3 24X3 = 268,839 m3

Appendik D- 10

X

= 2,2375 m

Didapat : Panjang = 4 x 2,2375 = 8,95 m Lebar

= 3 x 2,2375 = 6,7125 m

Tinggi

= 2 x 2,2375 = 4,475 m

Dimensi bak : Bentuk

: persegi panjang

Ukuran

: (8,95 x 6,7125 x 4,475)m3

Bahan

: Beton Bertulang

Jumlah

: 1 buah

3. Pompa (L-217) Fungsi : mengalirkan air dari skimer ke clarifier Rate aliran

= 8922,58385 kg/j = 19670,7283 lb/j = 5,4641 lb/dt

Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas

= 0,85 cp x 6,7197 . 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt

Menghitung rate volumetrik Q

= (5,4641b/dt)/ (62,5 lb/cuft) = 0,0874 cuft/dt = 5,2455 cuft/mt = 39,2419 gal/menit

Appendik D- 11

Asumsikan : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal

= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0874 0,45 x 62,5 0,13 = 2,2295 in

Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 ( Tbel 11, Q kern ) diperoleh : ID

= 2,469 in = 0,02058 ft

OD

= 2,88 in

Flow area = 4,79 in 2 = 0,0333 ft 3 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1

= Q/A1 ( kecepatan aliran air dari tangki) = 0 ft/dt (karena A1 tangki terlalu besar )

V2

= Q/A2 = ( 0,0874 cuft/dt) /(0,0333 ft2 ) = 2,6246 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt

Menghitung Reynold Number NRe

=

.VD 62,5x 2,6246 x0,2058  = 56264,8625 > 2100  0,0006

( memenuhi Syarat aliran turbulen karena Nre > 2100 ) Menentukan panjang pipa Direncanakan : -

pipa lurus (L) = 20 ft

-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah

Appendik D- 12

L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x2 x0,2058 ft = 13,1712 ft -

Gate valve sebanyak 2 buah L/D

= 7 ( tabel 1 peter and timmerhaus hal. 485 )

L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,2058 ft = 2,8812 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,2058 ft = 61,74 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan : L pipa = 20 + 13,1712 + 2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8 = 103,4924 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commencial steel Maka :

ε = 0,000046 m ( genakoplis hal. 88)

ε / D = 0,000733

Appendik D- 13

didapat : f = 0,005 1. pada straight pipe 4 xfx v x L 2

F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,005x 2,6246 x103, 4924  =1,0758 lbf.ft/lbm 2 x32,2 x0,2058

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 2,6246 F2 =  = 0,0535 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2x1x32,2 Kcx v

2

3. Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 2 1x 2,6246 2 Kex. v F3=  =0,107 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x32,2

4. friction in 2 elbow 90O Kf = 0,75 F4 = 2x

Kfxv 2 0,75x 2,6246 2 =2x = 0,1604 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 1,0758 + 0,0535 + 0,107 + 0,1604 = 1,3967 lbm.ft / lbm

Appendik D- 14

Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 2,6246 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,62462 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 1,3967 = Ws Ws = 2,1248 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550 = 2,1248 x 0,0874 x 62,5 / 550 = 0,0211 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka :

BHP = WHP / ήpompa = 0,0211 / 0,18 = 0,1172

Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,1172/ 0,8 = 0,1465 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah

Appendik D- 15

4. Clarifier (F-216) Fungsi : tempat terjadinya flokulasi dan sedimentasi yaitu dengan jalan pencampuran alum atau Al 2(SO4) 30% sebanyak 80 ppm (0,08 kg /m3 ) yang dilengkapi dengan pengaduk putaran cepat. Bahan konstruksi : plat aluminium Rate : 8922,58384 kg/j Waktu tinggal : 4 jam Maka : Rate volumetrik = 8922,58384/ 995,68 = 8,9613 m 3/j Volume air = 8,9613 x 4 = 35,8452 m3 Direncanakan : bak berisi 80% air Sehingga : Volume bak = 35,8452 /0,8 = 44,8065 m3 Kebutuhan koagulan = 0,08 kg /m3 x 44,8065 m3 x 30% = 1,0754 kg dalam 1 hari dibutuhkan = 1,0754 x 24 = 25,8096 kg volume tangki = (1/4).π.1,5 d3 44,8065 = (1/4).π.1,5 d3 d

= 3,3635 m

tinggi liquida : L = 1,5 x 3,3635 = 5,0453 m dimensi bak : diameter = 3,3635 m tinggi liquida = 5,0453 m

Appendik D- 16

power pengaduk putaran cepat jenis pengaduk : flat blade turbine Dt (diameter tangki) = 3,3635 m Da/Dt = 1/3, dimana Da = 1,1212 m = 3,6785 ft Letak dari dasar : E/da = 1 E

= 3,6785 ft

Putaran 50 rpm = 0,833 rps µ = 0,0006 lb/ft.s ρ= 62,5 lb/ft 3 NRe

= Da2 .( ρ/µ) = (3,6785)2 x )62,5/0,0006) = 1409516,901

dari fig 9-13, Mc Cba didapatkan Np = 1,5 (kurva C)

power = P

3 nP .. n . Da 5 = gc

=

3 1,5x 62,5x 1,67 . 3,6785 32,2 x 550

16,6057 hp

Efisiensi motor = 90% Power yang dibutuhkan = 16,6057/0,90 = 18,4508 Hp Diambil power yang besar 19 Hp 5. Bak Penampung Fungsi : untuk menampung air dari clarifier. Rate

: 8922,58384 kg/j

Appendik D- 17

Laju alir = 8,9613 m3 / j Waktu tinggal = 4 jam = 8,9613 m3 / j x 4 jam

Volume bak

= 35,8452 m3 direncanakan bak berisi 80% volume,

maka :

volume bak = 35,8452 / 0,8 = 44,8065 bak berbentuk persegi panjang dengan ukuran : tinggi = lebar = x panjang = 2,5 X V

= 2,5 X3

Maka : 44,8065 m3 = 2,5 X 3 X

= 2,617 m

Kesimpulan : Tinggi

= 2,5989 m

Lebar

= 2,5989 m

Panjang

= 6,5425 m

6. pompa sand filter ( L-214) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak penampung ke sand filter. Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 8922,58384 kg/j = 19670,7283 lb/j = 5,4641 lb/dt

Appendik D- 18

Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas = 0,85 cp x 6,7197. 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q

= ( 5,4641 lb/dt) /(62,5 lb/cuft) = 0,0874 cuft/dt = 5,2455 cuft/mnt = 39,2419 gal/mnt


= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0874 0,45 x 62,5 0,13 = 2,2295 in

Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 ( Tabel 11, Q kern ) diperoleh : ID

= 2,469 in = 0,02058 ft

OD

= 2,88 in



V2

= Q/A2 = ( 0,0874 cuft/dt) /(0,0333 ft2 ) = 2,6246 ft/dt

Appendik D- 19

ΔV

= V2 - V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt


=

.VD 62,5x 2,6246 x0,2058  = 56264,8625 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x2 x0,2058 ft = 13,1712 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,2058 ft = 2,8812 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,2058 ft = 61,74 ft

-


Appendik D- 20

-

Exit valve = 3,8 ft



ε / D = 0,000733 didapat : f = 0,005 1. Pada straight pipe 4 xfx v x L 2

F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,005x 2,6246 x173, 4924  =1,8035 lbf.ft/lbm 2 x32,2 x0,2058


2

3. Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 1x 2,6246 2 F3=  =0,107 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Kex. v

2

Appendik D- 21



Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 1,8035 + 0,0535 + 0,107 + 0,1604 = 2,1244 lbm.ft / lbm


= Ws.Q.ρ/ 550 = 4,4053 x 0,0874 x 62,5 / 550 = 0,0438 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18%

Appendik D- 22

Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0438 / 0,18 = 0,2433 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,2433/ 0,8 = 0,3041 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 7. Sand filter (F-213) Fungsi

: menyaring partikel yang tidak dapat mengandap

Type

: tangki tegak

Waktu tinggal : 1 jam Rate

= 8922,58384 kg/jam = 8,9613 m3 / jam

Volume air = 8,9613 x 1 = 8,9613 m3 Direncanakan : Tangki berisi 80% bahan Volume bahan = V padatan + Vair Volume air dalam bed = 0,8 x 8,9613 = 7,169 m 3 Volume ruang kosong = 0,2 x 7,169 = 1,438 m 3 Menentukan volume padatan : 0,4 V padatan

= 1,4338 / (1,4338 + V padatan ) = 2,1507 m3

Appendik D- 23

Maka : Vb

= 2,1507 + 8,9613 = 11,112 m 3

Volume bejana = 11,112 m3 /0,8 = 13,89 m 3 Bnetuk : silinder dengan tutup atas dan bawah standart dished Maka : Vbak = π/4. d2. Ls

(Ls = 1,5 d)

13,89 = π/4.1,5 d3 d

= 2,2764 m = 89,622 in

standarisasi (B & Y hal.90) : d = 90 in = 2,286 m Ls = 1,5 x 2,286 = 3,429 m Kesimpulan : Dimensi bejana : diameter = 2,2764 m Tinggi

= 3,4146 m

Bahan konstruksi = carbon steel

8. Bak Air Bersih ( F-212) Fungsi : menampung air bersih untuk didistribusikan ke proses selanjutnya. Rate : 8922,58384 kg/j Densitas air : 995,68 kg/m3 Waktu tinggal : 16 jam Maka : Rate volumetrik = : 8922,58384 kg/j / 995,68 kg/m3 = 8,9613 m3/j

Appendik D- 24

Volume air = 8,9613 m3/j x 16 = 143,3808 m3 Direncanakan bak berisi 80% air maka : Volume bak : 143,3808 m 3/ 0,8 = 179,226 m3 direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio : Panjang (L) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 5;4;3 Maka : Volume bak penampung = Px L x T = 5 x 4 x 3 = 60 m3 30 X3 X

= 179,226 m3 = 1,8145 m

Didapat : Panjang = 5 x 1,8145 m = 9,0725 m Lebar

= 4 x 1,8145 m = 7,258 m

Tinggi = 3 x 1,8145 m = 5,4435 m Dimensi bak : Bentuk : persegi panjang Ukuran : (9,0725 x 7,258 x 5,4425) m3 Bahan : Beton Jumlah : 1 buah 9. pompa ( L-211) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih kekation exchanger Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 300,88002 kg/j = 663,32009 lb/j

Appendik D- 25

= 0,1843 lb/dt Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas = 0,85 cp x 6,7197. 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q

= (0,1843 lb/dt) /(62,5 lb/cuft) = 0,0029 cuft/dt = 50,147cuft/mnt = 1,3017 gal/mnt


= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0029 0,45 x 62,5 0,13 = 0,4815 in


= 0,622 in = 0,0518 ft

OD

= 0,84 in



V2

= Q/A2 = ( 0,0029 cuft/dt) /(0,0021 ft2 )

Appendik D- 26

= 1,381 ft/dt ΔV

= V2 - V1 = 1,381 – 0 = 1,381 ft/dt


=

.VD 62,5x1,381x 0,0518  = 74751,645833 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x2 x 0,0518 ft = 3,3152 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,0518 ft = 0,7252 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,0518 ft = 15,54 ft

Appendik D- 27

-


-

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan : L pipa = 100+ 3,3152 + 0,7252 + 15,54 + 1,9 + 3,8 = 125,2804 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commencial steel Maka :


ε / D = 0,0029 didapat : f = 0,0095 1.Pada straight pipe 4 xfx v x L 2

F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,009 x1,381 x125, 2804  =2,5784 lbf.ft/lbm 2 x 32, 2x 0,0518

2.kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 1,381 F2 =  = 0,0148 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Kcx v

2

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

Appendik D- 28

2 1x 1,3812 Kex. v F3=  = 0,0296 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

4.friction in 2 elbow 90O Kf = 0,75 0,75x 1,3812 Kfxv 2 F4 = 2x =2x = 0,0444 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 2,5784 + 0,0148 + 0,0296 + 0,0444 = 2,6672 lbm.ft / lbm

Ditentukan : ΔZ = 90 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 1,381 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (1,381 2 / 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 2,6672 = Ws Ws = 5,4918 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550

Appendik D- 29

= 5,4918 x 0,0029 x 62,5 / 550 = 0,00181 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,00181 / 0,18 = 0,0101 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0101/ 0,8 = 0,0126 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah

10. pompa ( L-224) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak air pendingin Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 7221,12040 kg/j = 15919,68203 lb/j = 4,4221 lb/dt


= (4,4221 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

Appendik D- 30

= 0,0708 cuft/dt = 4,248 cuft/mnt = 31,7793 gal/mnt Asumsikan : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal

= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0708 0,45 x 62,5 0,13 = 2,0279 in

Standarisasi ID = 2 in Sch. 40 ( Tabel 11, Q kern ) diperoleh : ID

= 2,067 in = 0,1723 ft

OD

= 2,38 in



V2

= Q/A2 = (0,0708 cuft/dt) /(0,0233 ft2 ) = 3,0386 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 3,0386 – 0 = 3,0386 ft/dt


=

.VD 62,5x 3,0386 x 0,1723  = 54536,53959 > 2100  0,0006

( memenuhi Syarat aliran turbulen karena Nre > 2100 )

Appendik D- 31

Menentukan panjang pipa Direncanakan : -


-


-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,1723 ft = 2,4115 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,1723 = 51,675 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan : L pipa = 120 + 22,0544 + 2,4115 + 51,675 + 1,9 + 3,8 = 201,8409 ft

Appendik D- 32

Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commencial steel ε = 0,000046 m ( genakoplis hal. 88)

Maka :


F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,005x 3,0386 x 201,8409  = 4,0308 lbf.ft/lbm 2 x32,2 x 0,1723

2.kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 3,0386 F2 =  = 0,0717 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2 Kcx v

2

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 2 1x 3,0386 F3=  = 0,1434 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2x1x32,2 Kex. v

2

4.friction in 4 elbow 90O Kf = 0,75 2 0,75x 3,0386 Kfxv 2 F4 = 4x =4x = 0,4301 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

Appendik D- 33

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 4,0308 + 0,0717 + 0,1434 + 0,4301 = 4,676 lbm.ft / lbm

Ditentukan : ΔZ = 100 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 3,0386 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws

2 ( 3,0386 / 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 4,676 = Ws Ws = 7,925 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550 = 7,925 x 0,0708 x 62,5 / 550 = 0,0637 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0637 / 0,18 = 0,3539 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80%

Appendik D- 34

Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,3539/ 0,8 = 0,4424 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 11. Kation Exchanger (D-210B) Fungsi

: menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan

Digunakan

: Hidrogen exchanger (H 2 Z) , dimana tiap m 3 H2 Z dapat menghilangkan 6500 – 9000 hardness

Direncanakan : kapasitas 10000 gr kation/ m3 resin Rate

= 300,88002 kg/j = 663,3201 lb/j =0,1843 lb/dt

densitas air = 62,5 lb/cuft rate volumetrik = (663,3201 lb/j) / (62,5 lb/cuft) = 10,6131 cuft/j = 0,1769 cuft/menit = 1,3233 gal/menit = 79,3968 gal/j direncanakan : bentuk silinder dimana

: kecepatan air = 5 gpm/ft2

Appendik D- 35

tinggi Bed = 3 m maka : Luas penampang bed = (1,3233 gpm)/ ( 5 Gpm/ ft2) = 0,2647 ft2 = 0,0246 m2 Volume Bed

= Luas x Tinggi = 0,0246 m2 x 3 m = 0,0738 m 3

sehingga didapat diameter : = (1/4)..D2

A

0,0246 = (1/4)..D2 D = 0,3066 m Tinggi tangki : H/D = 3 H

= 3 x 0,3066 = 0,9198 m

Volume tangki : Vt = luas x tinggi = 0,0246 x 0,9198 = 0,0226 m3 Asumsi : tiap gallon air mengandung 4 grain kation Maka : Kation dalam air

= 79,3968 gal/j x 4 grain/gal = 317,5872 grain/j

Appendik D- 36

dalam 0,0738 m 3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak : = 0,0738 x 10000 gr/m 3 = 738 gr = 738 gr x (1/453,59 gr/lb) x (7000 grain/lb) = 11389,13997 grain umur resin

= ( 11389,13997 grain) / (317,5872 grain/j) = 35,8615 jam

setelah umur 35,8615 jam resin harus diregenerasi dengan asam sulfat atau asam klorida. Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316 12. Anion Exchanger (D-210A) Fungsi

: menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan SO4 -2 NO3- dan F yang terkandung dalam air

Direncanakan : kapasitas 10000 gr anion/ m3 resin Rate

= 300,88002 kg/j = 663,3201 lb/j =0,1843 lb/dt

densitas air = 62,5 lb/cuft rate volumetrik = (663,3201 lb/j) / (62,5 lb/cuft) = 10,6131 cuft/j = 0,1769 cuft/menit = 1,3233 gal/menit = 79,3968 gal/j

Appendik D- 37

direncanakan : bentuk silinder : kecepatan air = 5 gpm/ft2

dimana




A


= 3 x 0,3066 = 0,9198 m

Volume tangki : Vt = luas x tinggi = 0,0246 x 0,9198 = 0,0226 m3 Asumsi : tiap gallon air mengandung 4 grain anion Maka :

Appendik D- 38

Kation dalam air


dalam 0,0738 m 3 DOH dapat dihilangkan hardness sebanyak : = 0,0738 x 10000 gr/m 3 = 738 gr = 738 gr x (1/453,59 gr/lb) x (7000 grain/lb) = 11389,13997 grain umur resin

= ( 11389,13997 grain) / (317,5872 grain/j) = 35,8615 jam

setelah umur 35,8615 jam resin harus diregenerasi dengan asam sulfat atau asam klorida. Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316 13. Bak Air Lunak (F-223) Fungsi

: menampung air4 bersih untuk umpan air boiler.

Rate

= 4497,39952 kg/j

densitas air = 995,68 kg/m 3 waktu tinggal = 4 jam maka : rate volumetrik = (4497,39952 kg/j )/ 995,68 kg/m3 = 4,5169 m3/j Volume air = 4,5169 x 4 = 18,0676 m3 Direncanakan bak berisi 80% air maka : Volume bak = 18,0676 / 0,8 = 22,5845 m3 Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :

Appendik D- 39

Panjang (P) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 5 : 3 : 2 Maka : Volume bak penampung = P x L x T = 5 x 3 x 2 = 30 m3 30 x 3 = 22,5845 X = 0,9097 m Didapat : Panjang

= 5 x 0,9097 = 4,5485 m

Lebar

= 3 x 0,9097 = 2,7291 m

Tinggi

= 2 x 0,9097 = 1,8194 m

Dimensi bak : Bentuk : persegi panjang Ukuran : ( 4,5485 x 2,7291) x 1,8194) m 3 Bahan : beton Jumlah : 1 Buah 14. pompa ( L-222) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air lunak ke deaerator Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 4497,39952 kg/j = 9914,96698 lb/j = 2,7542 lb/dt

Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas = 0,85 cp x 6,7197. 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt

Appendik D- 40


= (2,7542 lb/dt) /(62,5 lb/cuft) = 0,0441 cuft/dt = 42,646 cuft/mnt = 19,7947 gal/mnt

Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal

= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0441 0,45 x 62,5 0,13 = 1,6388 in


= 2,067 in = 0,1723 ft

OD

= 2,38 in



V2

= Q/A2 = (0,0441 cuft/dt) /(0,0233 ft2 ) = 1,8927 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 1,8927 – 0 =1,8927 ft/dt


=

.VD 62,5x1,8927 x 0,1723  = 33970,02188 > 2100  0,0006

Appendik D- 41




-

Elbow 90 o sebanyak 1 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x 0,1723 ft = 5,5136 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,1723 ft = 2,4115 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,1723 = 51,675 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan :

Appendik D- 42

L pipa = 30+ 5,5136 + 2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8 = 95,3158 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commencial steel ε = 0,000046 m ( genakoplis hal. 88)

Maka :


F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,006 x1,8927 x 95,3158  = 0,7285 lbf.ft/lbm 2x 32,2 x0,1723

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 1,8927 F2 =  = 0,0278 lbf.ft/lbm 2 x xgc 2 x1x 32,2 Kcx v

2

3. Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

2 1 x 1,8927  F3= = 0,0417 lbf.ft/lbm 2 x xgc 2 x1 x 32 ,2 Kex . v

2

4. friction in 4 elbow 90O Kf = 0,75

Appendik D- 43

2 0,75x 1,8927 Kfxv 2 F4 = 4x =4x = 0,0417 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 0,7385 + 0,0278 + 0,0556 + 0,0417 = 0,8636 lbm.ft / lbm


2 (1,8927 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 0,8636 = Ws Ws = 1,5403 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550 = 1,5403 x 0,0441 x 62,5 / 550 = 0,0077 Hp


Appendik D- 44

Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0077 / 0,18 = 0,0428 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor =0,0428/ 0,8 = 0,0535 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 15. Deaerator (D-221) Fungsi : menghilangkan gas-gas impurities dalam air umpan boiler dengan sistem pemanasan steam. Rate

: 4497, 39952 kg/jam

Densitas air

: 995,68 kg/m3

Waktu tinggal : 4 jam Maka : Rate = 4497, 39952 / 995,68 = 4,5169 m3 /jam Volume air = 4,5169 x 4 = 18,0676 m3 Volume air diperkirakan mengisi 80% volume tangki, maka : Volume tangki = 18,0676/ 0,8 = 22,5845 m3 Direncanakan : tangki silinder harizontal dengan H = 2 D Diameter tangki : Vt

= (1/4). . D2 .2D

22,5845 = ¼. ). . 2D3

Appendik D- 45

D = 2,432 m Tinggi tangki : H = 2 x 2,432 = 4,864 m Bahan Konstruksi : carbon steel SA-240 grade M Type 316. Jumlah : 1 buah 16. Bak Air Pendingin ( F-226) Fungsi

: Menampung air bersih untuk air pendingin.

Rate

: 104761, 4545 kg/j

Densitas air

: 995,68 kg/m3

Waktu tinggal : 3 jam Maka : Rate volumetrik

= 104761,4545 / 995,68 = 105,216 m3/j

Volume air

= 105,216 x 3 = 315,648 m3

Direncanakan bak berisi 80% air maka : Volume bak = 315,648 / 0,8 = 394,56 m3 Direncanakan bak bak berbentuk persegi panjang dengan ratio : Panjang (P) : lebar (L) : tinggi (T) = 5 : 4 : 3 Maka : Volume bak penampung

= P x L x T = 5 x 4 x 3 = 60 m3

60 x3

= 394,56 m3

x

= 1,8735 m

didapat : panjang

= 5 x 1,8735 = 9,3675 m

Appendik D- 46

lebar

= 4 x 1,8735 = 7,494 m

Panjang

= 3 x 1,8735 = 5,6205 m


: persegi panjang

Ukuran

: (9,3675 x 7,494 x 5,6205) m 3

Bahan : beton Jumlah

: 1 buah

17. pompa ( L-227) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke klorinasi dan ke proses Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 1400,58333 kg/j = 635,3004 lb/j = 0,1765 lb/dt



Asumsi : aliran turbulen

Appendik D- 47

Dari peter and timmerhaus : ID optimal

= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,002824 0,45 x 62,5 0,13 = 0,109798 in


= 0,269 in = 0,0224 ft

OD

= 0,405 in



V2

= Q/A2 = (0,002824 cuft/dt) /(0,0004 ft2 ) = 7,06 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 7,06 – 0 = 7,06 ft/dt


=

.VD 62,5x 7,06 x 0,0224  = 33970,02188 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484)

Appendik D- 48

Lelbow = 32.ID = 2 x 32 x 0,0224 ft = 1,4336 ft -



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,0224 ft = 0,3136 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,0224 = 6,72 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft



ε / D = 0,0067 didapat : f = 0,009

Appendik D- 49

1. Pada straight pipe 4 xfx v x L 2

F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,006 x 7,06 x14,1672  = 17,6223 lbf.ft/lbm 2 x 32, 2x 0,0224


2


F3=

Kex. v

2

2 xxgc

1x 7,06

2

 = 0,7740 lbf.ft/lbm 2x1x32,2

4. friction in 4 elbow 90O Kf = 0,75 2 0,75x 7,06 Kfxv 2 F4 = 4x =4x = 1,1610 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 17,6222 + 0,3870 + 0,7740 + 1,1610 = 19,9442 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Appendik D- 50

ΔZ = 90 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 7,06 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws ( 7,06

2

/ 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 19,9442 = Ws Ws = 23,5132 lbf.ft / lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550 = 23,5132 x 0,0028 x 62,5 / 550 = 0,00748 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,00748 / 0,18 = 0,0416 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor =0,0416/ 0,8 = 0,052 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah

Appendik D- 51

18. Pompa (L-232) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak klorinasi Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 1386 kg/j = 628,6855 lb/j = 0,1746 lb/dt




= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0028 0,45 x 62,5 0,13 = 0,4740 in


= 0,622 in = 0,0518 ft

OD

= 0,840 in

Flow area = 0,304 in 2 = 0,0021 ft 2

Appendik D- 52

Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1


V2

= Q/A2 = (0,0028 cuft/dt) /(0,0021 ft2 ) = 1,3333 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 1,3333 – 0 = 1,3333

ft/dt


=

.VD 62,5x1,3333 x 0,0518  = 7194,2646 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 2 x 32 x 0,0518 ft = 10,33152 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,0518 ft = 0,7252 ft

Appendik D- 53

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,018 ft = 15,54 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft




F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,006 x1,3333 x16,7568  = 0,3422 lbf.ft/lbm 2 x 32, 2x 0,0518

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

Appendik D- 54

2

0,5 x 1,3333 F2 =  2 xxgc 2 x1x32,2 Kcx v

2

= 0,0138 lbf.ft/lbm

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 2 1x 1,3333 F3=  = 0,0276 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2 Kex. v

2


Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 0,3422 + 0,0138 + 0,0276 + 0,0414 = 0,4250 lbm.ft / lbm


Appendik D- 55


= Ws.Q.ρ/ 550 = 1,07372 x 0,0028 x 62,5 / 550 = 0,00034 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,00034 / 0,18 = 0,0019 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0019/ 0,8 = 0,0024 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 19. bak klorinasi ( F-230) Fungsi : mengklorinasi air untuk keperluan sanitasi Rate

: 1386 kg/ jam

Densitas air

: 995,68 kg/m3


= 1386 / 995,68 = 1,3920 m3/j

Volume air

= 1,3920 x 6 = 8,352 m3

Appendik D- 56


= P x L x T = 5 x 3 x 2 = 60 m3

30 x3

= 10,44 m3

x

= 0,7034 m

didapat : panjang

= 5 x 0,7034 = 3,517 m

lebar

= 3 x 0,7034 = 2,1102 m

Panjang

= 2 x 0,7034 = 1,4068 m


: persegi panjang

Ukuran

: (3,517 x 2,1102 x 1,4068 ) m 3

Bahan

: beton

Jumlah

: 1 buah

20. bak air sanitasi ( F-232) Fungsi : menampung air untuk keperluan sanitasi Rate

: 1386 kg/ jam

Densitas air

: 995,68 kg/m3

Waktu tinggal : 6 jam Maka :

Appendik D- 57

Rate volumetrik

= 1386 / 995,68 = 1,3920 m3/j

Volume air

= 1,3920 x 6 = 8,352 m3


= P x L x T = 5 x 3 x 2 = 60 m3

30 x3

= 10,44 m3

x

= 0,7034 m

didapat : panjang

= 5 x 0,7034 = 3,517 m

lebar

= 3 x 0,7034 = 2,1102 m

Panjang

= 2 x 0,7034 = 1,4068 m


: persegi panjang

Ukuran

: (3,517 x 2,1102 x 1,4068 ) m 3

Bahan

: beton

Jumlah

: 1 buah

Appendik D- 58

2. Unit Penyediaan Steam (Boiler) dan Air Pendingin (Cooling Tower) a.Boiler Pada Pra –rencana pabrik MIBK ini steam yang akan digunakan bertekanan 6 atm (88,2 psia) yang diperoleh dari boiler dan direncanakan menggunakan boiler fire tube. Kebutuhan steam = 4684,79117 kg/j Power Boiler : Dari pers. 172 savern W.H “ steam and Gas Power” hal 140 : Hp =

msx( Hg Hf ) Hfg 34,5

Dimana : Ms : rate steam yang dihasilkan = 4684,79117 kg/j = 10328,09061 lb/j Hg

: entalphi steam pada 338 oF = 489,1325 BTU/ lb

Hf

: entalphi air masuk boiler ( pada 78,8 oF) = 4,6848 BTU/lb

Hfg : entalphi air pada suhu 131 oF = 97,98 BTU/lb (Geankoplishal.802) Angka 970,3 dan 34,5 adalah penyesuaian pada penguapan 34,5 hp/lb pada 131 o F menjadi uap kering Maka : Hp =

10328,09061x (489,1325 4,6848) = 149,466 970,3 34,5

Kapasitas boiler : Q=

msx (Hg Hf ) 1000

Q=

10328,09061x (489,1325 4,6848) =5003,4197 BTU/j 1000

(pers.171, Savern W.H hal,140)

Appendik D- 59

pers.173, Savern W.H hal,141 faktor evaporasi

= (Hg – Hf) / 970,3 = ( 489,1325 4,6848) / 970,3 = 0,4993

air yang dibutuhkan : air = 0,4993 x 10328,09061 = 5156,8156 lb/j = 2339,1162 kg/j sebagai bahan bakar digunakan fuel oil, dengan heating value = 18000 BTU/lb ( Perry’s Ed. 3 Hal. 16 – 29) diperkirakan : efisiensi boiler 70% maka bahan bakar yang dibutuhkan : Q

=

msx(Hg Hf ) effxhv

Q

=

10328,09061x (489,1325 4,6848) 0,7 x18800

Q

= 380,1991 lb/j = 172,4572 kg/j

Maka jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube : Direncanakan : panjang tube = 16 ft Data : Heating Valeu surface = 10 ft2/ Hp Boiler Pipa yang digunakan = 1,5 in nominal pipa (Ips) Luas permukaan Linier feed = 0,498 ft 2 (tabel 11 Kern Hal.844)

Appendik D- 60

Maka jumlah Tube : Nt =

A atxl

Dimana : A

= luas perpindahan panas Boiler = 10 x Hp Boiler = 10 x 149,466 = 1494,66 ft2

sehingga jumlah pipa yang diperlukan : Nt =

1494,66 =187,5828 buah 0,498 x16

Spesifikasi Boiler Nama Alat

: Boiler

Fungsi

: menghasilkan steam

Jenis

: Fire tube Boiler

Rate Steam

: 10328,09061 lb/j

Heating surafce

:1494,66 ft2

Jumlah Tube

: 187,5828 buah

Ukuran tube

: 1,5 in Ips, L = 16 ft, susunan segi empat

Bahan bakar

: fuel oil

Rate fuel Oil

: 172,4572 kg/j

b.Unit penyediaan air ( Cooling Tower) Pada Pra-rencana pabrik NIBK ini air pendingin digunakan pada alatalat seperti reaktor dan kondesor yang direncanakan menggunakan

Appendik D- 61

cooling tower jenis counter flow induced Draft cooling tower ( Perry’s ad,6 hal.12-15 ) Kebutuhan air pendingin = 104761,4545 kg/j = 230957, 1026 lg/j (densitas air =62,5 lb/cuft) = 3695,31364 cuft/j = 61,588565 cuft/mnt = 460,744 gal/mnt suhu wet bulb udara ( kelembaban 70 %) = 21,5 oC (71,7 OF) suhu air masuk menara

= 30 oC ( 86 OF)

suhu air keluar menara

= 10 oC ( 50 OF)

konsentrasi air

= 1 gpm/cuft

Volume yang dibuthkan

= Rate volumetrik/ konsntrasi air = 460,744/ 1 = 460,744 cuft

Dimensi menara : Volume

= 1/4 . . D2 . L ( jika : L: = 4D)

460,744

= ¼... 4D2 .

D

= 5,2744 ft = 1,6076 m

sedangkan : luas

= 1/4 . . D2 = 1/4 . . (5,2744) 2 = 21,8381 ft 2 = 2,0288 m 2

Appendik D- 62

dari Fig. 12-15 perry ed. 6 didapat : persen standart tower performance adalah 100 %, maka : Hp fan / luas tower area (ft2) = 0,041 Hp/ft2 Hp fan

= 0,041 Hp/ft2 x luas tower area(ft2) = 0,041 Hp/ft2 x 21,8381 ft2 = 0,8954 Hp

maka digunakan motor sebesar 1 Hp c.Unit penyediaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik digunakan untuk menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lain-lain dipenuhi dari generator dan listrik PLN. Perincian kebutuhan listrik untuk proses : a. Daerah proses industri Tabel D.1 pemakaian daya peralatan proses No 1 2 3

Kode Alat R-110 R-120 M-150

Nama Alat Reaktor Reaktor Tangki penampung

Daya (Hp) 10 23 1

4 5 6 7 8

L-111 L-115 L-133 L-145 L-147

Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

9 10

L-146A L-146B

Blower Blower

3 4 43,5

TOTAL

Appendik D- 63

b. Daerah pengolahan air Tabel D.2. Pemakaian daya Peralatan air dan steam No 1 2

Kode Alat L-219 L-217

Nama Alat Pompa Pompa

Daya (Hp) 0,5 0,5

3 4 5 6

L-214 L-211 L-224 L-222

Pompa Pompa Pompa Pompa

0,5 0,5 0,5 0,5

7 8 9

L-232 L-227 Q-220

Pompa Pompa Boiler

0,5 0,5 149

10 11

P-227 F-216

Cooling Tower Pengaduk

1 19

TOTAL

173

Jadi total kebutuhan untuk motor penggerak = 70,5 + 173 = 243,5 hp x 0,7457 Kw/Hp = 181,58 kW c. Kebutuhan listrik penerangan. Untuk keperluan oenerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas bangunan dan areal tanah dengan menggunakan rumus:  =(a.F) / (U.D) dimana : = lumen per outlet a = luas daerah (ft2)m F = Food Candle U = Koefisien Utilitas (0,8) D = Efisiensi rata-rata penerangan (0,75)

Appendik D- 64

Maka : Tabel D.3 kebutuhan daya untuk penerangan

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Lokasi pos penjagaan taman parkir kantor perpustakaan kantin musollah poliklinik pos penimbangan truk laboratorium gudang produk cair gudang produk baku gudang bahan bakar toilet listrik/ruang generator PMK ketle bengkel ruang proses areal perluasan pabrik pengolahan air pembuangan sludge jalan ruang serba guna Total

luas (ft2) 129,16 2690,9 3767,26 1743,71 645,82 516,66 387,49 430,55 215,27 2152,73 1614,55 2690,91 861,09 538,18 1073,36 387,49 2152,73 1614,55 21527,3 16145,46 5381,82 2152,73 13217,76 2690,91 84728,39

candle 10 5 10 20 10 5 5 10 10 20 10 10 10 10 10 5 10 20 20 5 10 10 5 20 260

Lumen 2152,67 22424,17 62787,67 58123,67 10763,67 4305,5 3229,08 71750,83 3587,83 71757,67 26909,17 44848,5 14351,5 8969,67 17939,33 3229,08 35878,83 53818,33 717576,7 134545,5 89697 35878,83 110148 89696,67 1694370

Untuk taman,utilitas, area proses dan area penyimpanan produk akan diapaki lampu mercusuar 250 watt dengan out put lumen sebesar 10.000. Dari perhitungan diatas didapatkan :  luman untuk taman

= 22424,17

 lumen untuk water treatment

= 89697,00

 lumen untuk areal proses

= 717576,67

 lumen untuk areal produk

= 26909,17

Appendik D- 65

total luman

= 856607,01

jumlah total lampu mercusuar yang dibutuhkan = 856607,01/10000 = 85,66 = 85 buah untuk penerangan daerah lainnya digunakan lampu TL 40 watt dengan out put lumen 1960, maka : jumlah lampu TL yang dibutuhkan

= 1694370/ 1960 = 427,43 = 428 buah

kebutuhan listrik untuk

= (86x250) + (428 x 40) = 38620 Watt 38,62 kW

jadi total kebutuhan listrik, yaitu untuk kebutuhan proses dan penerangan adalah : Total Listrik = 181,58 + 38,62 = 220,2 kW kebutuhan listrik disuplai dari generator. Power faktor untuk generator = 75 % Power yang harus dibangkitkan generator

= (100/75) x 220,2 = 293,6 kW

digunakan generator pembangkit = 300 kW (300 kVA) spesifikasi alat Type Generator

: AC generator 3 fase

Appendik D- 66

Kapaasitas

: 300kVA

Frekuensi

: 200 Hz

Penggerak

: Diesel Oil (solar)

Jumlah

: 1 buah

d. Unit penyediaan Bahan Bakar Jenis bahan bakar yang digunakan : Diesel oil (solar) Perhitungan jumlah bahan bakar : Daya generator

= 3000 kVA ( 1 kVA = 56,884 BTU/menit) = 300 x 56,884 = 17065,2 BTU/menit = 1023912 BTU/ jam

heating value minyak residu = 19200 lb/BTU, maka : jumlah minyak yang dibutuhkan = 1023912 /19200 = 53,33 lb/j = 24,2 kg/j diketahui : densitas solar = 0,8 kg/L maka : V = 24,2/0,8 = 30,24 L/j = 725,7 L/hari = 730 L/hari

Appendik A- 1

APPENDIX A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas Produksi

: 3333,33333 Kg/ jam

Operasi pabrik

: 300 hari

Satuan

: kg/jam

Kapasitas bahan

: 5770,79338 kg/jam


: untuk mengencerkan NaOH 40% (berat) menjadi 5% (berat) dengan penambahan air proses.

Penggunaan

: 0,361 % kapasitas produksi : 0,00361 x 4616,63446 kg/jam : 16,66667 kg/jam

perhitungan

:

Mencari kebutuhan air pengencer Kandungan NaOH murni yang ada pada NaOH 5 % : NaOH

: 0,05 x 16,6666665 : 0,8333 kg

Kandungan air yang ada pada NaOH 5 % : Air

: 100 % - 5 % x 16,66666 : 15,833332

Maka kandungan NaOH 40% yang dibutuhkan pada tangki pengencer :

Appendik A- 2

NaOH

: (100 %/40%) x 0,8333 : 2,08333

Air yang ada pada NaOH 40 % adalah : Air =

100 40 x 2 , 08333 100

1 , 25 kg

Maka kebutuhan air pengencer pada tangki pengencer : Air pengencer = air pada NaOH 5% - air pada NaOH 40% = 15,83334 kg – 1,25 kg = 14,58334 kg MASUK

KELUAR

Dari F-151 :

Ke R-110 :

NaOH

= 0,83333

NaOH

= 0,83333

Air

= 1,25000

Air

= 15,83334

Air proses = 14,58333 Total

= 16,66667

Total

= 16,66667

2. Reaktor (R-110) Fungsi

: Untuk mengubah aseton menjadi diaseton alkohol dengan katalis NaOH 5 % (berat)

Kondisi operasi :  Suhu operasi : 30 oC  Tekanan

: 1 atm

 Waktu tinggal : 1 jam  Konversi

: 80%

Appendik A- 3

Reaksi

: 2C3H6O

Perhitungan

C6H12O2

:

Aseton Aseton 96% dari storage = 5770,7933 kg Komposisi : Aseton = 96% x 5770,79338 kg = 5539,96164 kg Air

= 4% x 5770,79338 kg = 230,83174 kg

Aseton mula-mula = 5539,96164 kg = 95,51658 kmol Aseton Bereaksi

= 0,80 x 95,51658 kmol = 76,516558 kmol

Aseton sisa = 95,51658 kmol – 76,516558 kmol = 19,10332 kmol = 1107,99256 kg jika aseton sisa direcycle dengan kemurnian yang sama, maka : kandungan air pada aseton recycle : 100 96 x1107,99256 46 ,16636 kg 96

Sehingga : komposisi asetone cycle : aseton = 1107,99256 kg Air

=

46 ,16636 kg 1154 ,15892 kg

Maka : Aseton fres feed = aseton mula – mula – aseton recycle = 5570,79338 kg – 1154,15892 kg

Appendik A- 4

= 4616,63446 kg Dengan komposisi : Aseton = 96% x 4616,63446 kg = 4431,96908 kg Air

= 4% x 4616,63446 kg = 184,66538 kg

NaOH Kemurnian : 5% (berat) Penggunaan : 0,361% kapasitas produksi Dari M-150 didapat : NaOH = 0,83333 kg Air

= 15,83334 kg

Diaseton Alkohol (DAA) DAA di bentuk = ½ x mol aseton bereaksi = ½ x 76,41326 mol = 38,20663 kmol = 4431,96908 kg MASUK

KELUAR

Dari F-12 :

Ke F-113 :

Aseton

= 4431,96908

DAA

= 4431,96908

Air

= 184,66538

Aseton

= 1107,99256

Dari F-134 :

NaOH

=

Aseton

= 1107,99256

Air

= 246,66508

Air

=

0,83333

46,16636

Dari M-150 : NaOH

=

0,83333

Air

=

15,83334

Total

= 5787,46005

Total

= 5787,46005

Appendik A- 5

3.Reaktor (R-120) Fungsi : untuk mengubah diaseton alkohol menjadi mesytil oxide dengan katalis H3PO4 98% (berat) Kondisi Operasi : -

Suhu reaksi : 49,51oC

-

Tekanan

-

Waktu tinggal : 1 jam

-

Konversi : 90 %

: 1 atm

Reaksi : C6H12O2

C6H10O + H2O

Perhitungan : Diaseton Alkohol (DAA) Boiling point 166 °C DAA mula – mula = 4431,96908 kg = 38,20663 kmol DAA bereaksi = 0,90 x 38,20663 kmol = 34,38597 kmol DAA sisa = 38,2066 kmol - 34,38597 kmol = 3,82066 kmol = 443,19656 kg Asam Fosfat Kemurnian = 98% Penggunaan = 0,376% kapasitas Produksi = 0,0376 x 443,19656 kg = 1,66667 kg Dengan komposisi : Asam Fosfat = 98% x 1,66667 kg = 1,63334 kg Air

= 2% x 1,66667 kg = 0,03333 kg

Appendik A- 6

Mesytil Oxide (MO) (Mr = 98) MO terbentuk = 1/1 x mol DAA bereaksi = 1 x 34,38597 kmol = 34,38597 kmol = 3369,82506 kg AIR Air mula-mula

= 389,165 kg

Air terbentuk

= 1/1 x 34,38597 kmol = 34,38597 kmol = 618,94746 kg

Sehingga : Air total = 246,68952 kg + 618,94746 kg = 865,64598 kg asumsi : karena suhu reaksi yang tinggi, 100% aseton dan 94,667% air menguap dan masuk pada kondensor (E-121) maka bahan yang menguap adalah : aseton = 1107,99256 kg air

= 94,667% x air total = 94,667% x 865,64598 kg = 819,4762 kg MASUK

KELUAR

DARI F-113:

Ke F-124 :

DAA = 4431,96908

MO = 3369,82506

Aseton = 1107,99256

DAA = 443,19656

Appendik A- 7

Air

= 246,66508

Air

= 66,66633

Dari F-123:

Ke E-121 :

Air

Aseton = 1107,99256

= 15,83334

Total = 5786,66016

Air

= 819,4762

Total

= 5786,66016

4. Kolom Destilasi (D-130) Fungsi : memisahkan aseton dari air untuk di-recycle ke R-110 Direncanakan : -

aseton dari feed keluar sebagai destilat dengan komposisi 96% (berat).

-

96 % Air dari feed keluar sebagai bottom product.

Derajat kesetimbangan mol fraksi didapatkan tabel : BAHAN

BERAT/(kgmol/jam)

MOL (kgmol/jam)

i

Aseton

1107,99256

19,102

0,5748

Air

819,47926

45,527

0,4252

Total

1927,47218

64,629

1

d =

0,96 / 58 = 0,9 (0,96 / 58) (0,04 / 18)

b =

0,06 / 58 = 0,01878 (0,06 / 58) (0,94 / 18)

Maka : F

=D+B

64,629

=D+B

Appendik A- 8

D

= 64,629 – B

F x f

= D x d + B x b

64,629 x 0,574 37,148

= (64,629 – B) x (0.9) + ( B 0,01878) = (58,1661 – 0,9 B) + 0,01878 B = 58,1661 – 0,88122 B

0,88122 B

= 58,1661 – 37,14B = 21,0181

B

= 23,85

D

= 64,629 – 23,85

D

= 40,779 kg mol/jam

Hasil atas : = d x D

Aseton

= 0,9 x 40,779 = 36,7011 x 58 = 1064,3319 kg /jam air

=

0,04 / 18 xD (0,96 / 58) (0,04 / 18)

=

0,022 x 40,779 1,655 0,022

= 9,62 kg/jam hasil bawah : Aseton = 1107,99256 - 1064,3319 = 43,66066 kg/jam air

= 819,47926 - 9,62

Appendik A- 9

= 809,85926 kg/jam MASUK

KELUAR

Dari E-121 :

Ke F-134 :

Aseton = 1107,99256

Hasil atas :

Air

Aseton = 1064,3319

= 819,47926

Air

=

9,62

Ke E132 : Aseton = 43,66066

Toatal = 1927,47218

Air

=

809,85926

Total

= 1927,47218

5. Kolom Hidrogenasi (D-140) fungsi

: menghidrogenasi mesytil oxide (MO) menjadi metil isobutil keton

(MIBK) dengan bantuan katalis nikel. Kondisi Operasi : -

suhu reaksi : …………. oC SALAH

-

tekanan : 1 atm

-

konversi : 95%

direncanakan : -

100% MIBK yang terbentuk dari reaksi berubah menjadi hasil ats dengan komposisi 98 % (berat)

-

100% Air keluar sebagai hasil atas.

-

DAA dan MO sebagai hasil bawah.

-

Excess gas hidrogen sebesar 10%

-

Sisa gas hidrogen yang tidak bereaksi di-recyle kembali ke dalam kolom.

Reaksi : C6H10O + H2

C6H12O

Appendik A- 10

Perhitungan : Mesytil Oxide (MO) Boiling point 129 °C MO mula – mula = 3369,82506 kg = 34,38597 kmol MO bereaksi

= 0,95 x 34,38597 kmol = 32,66667 kmol

MO sisa

= 34,38597 kmol – 32,66667 kmol = 1,71930 kmol = 168,49140 kmol

Hidrogen (H2) H2 untuk reaksi = 1/1 x mol MO bereaksi = 1 x 32,66667 kmol = 32,66667 kmol Excess H2 sebesar 10% maka : H2 mula – mula = 1,1 x 32,666667 kmol = 35,93334 kmol = 71,86668 kg H2 sisa

= 35,933334 kmol – 32,66667 kmol = 3,26667 kmol = 6,53334 kg

jika H2 sisa di-recycle ke dalam kolom, maka : H2 fresh feed = H2 mula – mula – H2 recycle = 71,86668 kg – 6,53334 kg = 65,3334 kg Metil Isobutil Keton (MIBK)

Appendik A- 11

MIBK terbentuk = 1/1 x mol MO bereaksi = 1 x 32,66667 kmol = 32,66667 kmol = 3266,66700 kg Air Air mula – mula = 66,66633 kg Maka : Komposisi hasil atas : MIBK

= 32266,66700 kg

Air

= 66,66633 kg

Komposisi hasil bawah : DAA

= 443,19656 kg

MO

= 168,49140 kg MASUK

KELUAR

Dari F-124 :

Ke E-141 :

MO

= 3369,82506

Hasil atas :

DAA

= 443,19656

MIBK

= 3266,66700

Air

=

Air

= 66,66633

66,66633

Dari F-148A :

Ke buangan :

H2

Hasil bawah :

= 65,33334

Dari F-148B :

MO

= 168,49140

H2

= 6,53334

DAA

= 433,19656

Total

= 3951,55463

Total

= 3951,55463

Appendik A- 12

Appendik B- 1

APPENDIX B NERACA PANAS

Satuan : kkal/jam Suhu referensi : 25OC 1. Tangki Pengencer (M-150) ΔH1

ΔH2

Neraca Panas Total : ΔH1 = ΔH2 Dimana : ΔH1 = Panas bahan masuk ΔH2 = Panas bahan keluar Perhitungan : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) Rumus : ΔH1 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan masuk = 30oC komponen

Massa (kg)

Cp

ΔT

ΔH1 (kkal)

(kkal/kgoC) NaOH

0,83333

0,000165587 5

0,00069

Air

1,25000

1

5

6,25000

Air

14,58334

1

5

43,75002

pengencer Total

50,75001

Appendik B- 2

Menghitung suhu bahan keluar (t2) ΔH 1 = ΔH2 50,0071 = m . Cpcampuran . ΔT 50,0071 = 16,66667 x 950,0084 x (t2 - 25) t2 = 28,1579oC Menghitung Panas Bahan Keluar (ΔH2) Rumus : ΔH2 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan keluar = 28,1579oC ΔH1 = 16,66667 x 950,0084 x (28,1579 - 25) = 50,0071 kkal

2. Reaktor (R-110) ΔH3 ΔH1

ΔH2 ΔH4

Neraca panas Total : ΔH 1 + ΔH R = ΔH2 + Q1 + Qloss Dimana : ΔH1 = panas yang dikandung bahan masuk ΔH2 = panas yang dikandung bahan keluar ΔHR = Panas reaksi Q1 = Panas yang diserap air pendingin Qloss = panas hilang

Appendik B- 3

Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) Rumus : ΔH1 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan masuk : = 26oC

-

Aseton

-

Aseton recycle = 29,14oC

-

NaoH

= 28,16oC

-

Air

= 29,14oC

-

Air recycle

= 26oC

komponen

Massa (kg)

Cp (kkal/kg.oC)

ΔT (oC)

ΔH1 (kkal)

Aseton

4431,96908

0,00030315

1

1,34355

Aseton R

1107,99256

0,00030589

4,14

1,40314

NaOH

16,66667

0,9500084

3,16

50,03777

Air

46,16636

1

4,14

191,12873

Air R

184,66538

1

1

184,66538

Total

428,57857

Menghitung panas reaksi (ΔHR) Reaksi : 2C3H6O

C3H6O2

RUMUS : ΔH R = ΔHoR + ΔH oP + ΔHo25 ΔH o25 = ΔH o25 produk - ΔH o25 reaktan Diketahui : ΔHo25 aseton = 88,3014 Kj/mol

Appendik B- 4

ΔHo25 DAA = -486,76 Kj/mol Maka : ΔHo25 = (38,20663 x -486,76) – (95,51658 x 88,3014) = -20731,7028 kj =-6456,4113 kkal ΔHoR = m . Cp . ΔT = 5539,96164 x 0,00031903 x (30 - 25) = 8,83707 kkal ΔHoP = m . Cp . ΔT = 4431,96908 x 0,00031903 x (30-25) = 7,06966 kkal Sehingga : ΔHR = (8,83707 + 7,06966) + (-6456,4113) = -6440,504577 kkal Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) Rumus: ΔH2 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan keluar =30oC ΔT (oC)

Cp (kkal/kgoC)

ΔH1 (kkal)

komponen

Massa (kg)

DAA

4431,96908 0,00031903

5

7,06966

Aseton

1107,99256 0,00029841

5

1,65318

NaOH

0,83333

0,0016453

5

0,00069

Air

246,66508

1

5

1233,3254

Total

1242,04893

Appendik B- 5

Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1) Neraca panas total : ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + Q loss ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + 0,05 (ΔH1 + ΔHR ) Q1 = 0,95 (ΔH1 + ΔHR) – ΔH2 = 0,95 (428,57857 = 3825,66472) – 1242,04893 = 0,95 (428,57857 + 3825,66472) – 1242,04893 = 5283,58006 kkal Kebutuhan Pendingin : Masuk = 26oC, t keluar = 36oC, Cp = 0,80969 kkal/kgoC Q1 = m . Cp . ΔT m=

5283 ,58006 = 652,54357 kg 0 ,80969 x (36 26 )

Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss = 5%Panas masuk = 0,05 (ΔH1 + ΔHR) = 0,05 (428,57857 + 6440,504577) = 343,45416 kkal

Appendik B- 6


ΔH3 ΔH2

Qloss ΔH5 Neraca panas total : ΔH1 + Q 1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + Qloss Perhitungan : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) ΔHas. fosfat = (1,63334 x 0,00004260 x 5) + (0,03333 x 1 x 5) = 0,17008 kkal ΔH1

= ΔH1 dari R-110 + ΔHAs.fosfat = - 1242,04893 + 0,17008 = - 1241,87885 kkal

Menghitung panas bahan liquid keluar (ΔH2) Rumus : ΔH1 = Σm . Cp . ΔT komponen

Massa (kg)

MO

3369.82506

DAA

Cp (kkal/kgoC)

ΔH1 (kkal)

95

100.52828

4431,196956 0,000339980

95

16.83305

NaOH

0,83333

0,00017790

95

0.01408

H3PO4

1.63334

0.0042060

95

0.06526

Air

66.66633

1

95

6333.3013

Total

0,00031402

ΔT (oC)

66450,74202

Appendik B- 7

Menghitung panas bahan uap keluar (ΔH3) Rumus : ΔH2 = Σ(m . Cp . ΔT + mλ) komponen

λ(kkal/kg)

Massa (kg)

ΔH1 (kkal)

Aseton

1107,99256

69,44444

76943,92285

Air

819,47962

69,44444

56908,3033

Total

1333852,2262

komponen

Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

ΔH1 (kkal)

Aseton

1107,99256

0,00037338

39,30171

Air

819,47962

1

77850,56390

Total

211742,09180

Menghitung panas reaksi (ΔHR) Reaksi : C6H12O2

C6H10O + H2O

RUMUS : ΔHR = ΔHoR + ΔHo P + ΔHo 25 ΔHo25 = ΔHo produk - ΔHo reaktan Diketahui : ΔHo 25 DAA = -486,76 Kj/mol ΔHo 25 MO

= -230,29 Kj/mol

ΔHo 25 Air

= -285,83 Kj/mol

Maka : ΔHo25 = [(34,38597 x -230,29) + (39,38597 x -285,83)]-(38,2066 x -486,76)

Appendik B- 8

= 850,1723 kj =230,06018 kkal ΔHo R = m . Cp . ΔT = 4431,96908 x 0,0003998 x (120 - 25) = 168,33062 kkal ΔHo P = m . Cp . ΔT = 3369,82506 x 0,00031412 x (120 - 25) +618,94764 x (120-25) = 58900,53698 kkal Sehingga : ΔHR = 168,33062 + 58900,53698 + 203,06018 = 58900,53698 kkal

(endotermis)

Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q1) ΔH1 + Q 1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + 0,01 (ΔH1 + Q1 ) Q1 = 6450 ,742202 211742 ,0918 59271 ,992778 0 ,9 (1241 ,87885 ) 0 ,9

= 309536,0584 kkal stean jenuh pada 150oC : P = 476 kPa λ= 504,729 kkal maka : m=

Q 1 309536,058 4 = = 613,27179 kg  504,729

Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss = 10 %Panas masuk = 0,1 (ΔH1 + Q1)

Appendik B- 9

= 0,1 (-1241,8788 + 309536,0584) = 308229,41796 kkal 4. Kondensor (E-121) ΔH3 ΔH1

ΔH2

Qloss ΔH4 Menghitung : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) : ΔH1 = ΔH3 dari R-120 = 211742,09180 kkal Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) : ΔH2 = Σm . Cp . ΔT = (1107,99256 x 0,00030416 x 32,28) + (819,47962 x 1 x 32,28) = 26463,68072 kkal Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1 : Q1 = ΔH1 – ΔH2 - Qloss = 21174,09180 – 26463,68072 – 0,05 (211742,0918) = 174691,3065 kkal kebutuhan air pendingin : m=

Q1 cp T

Appendik B- 10

= 174691.306 5 1( 40 26 )

= 12477.95046 kg Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss

=

5 % panas masuk

=

0,05 x 211742.09180

= 10587.10459 kkal 5. Kolom Destilasi (D-130) ΔH1 ΔH1

Q1 ΔH4 ΔH6

ΔH3

Q2

Qloss ΔH5

ΔH7

Neraca panas Total : ΔH1 + Q 2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3 perhitungan : Menghitung refluks (R) dari kurva didapat : Xd = 0.4 Rm 1

0.88163 = 0.4Rm +0.4 Rm Sedangkan : R

= 2Rm

= 1.20408

Appendik B- 11

= 2 x1,20408 = 2,40816

Maka : Xd = 0,88163 = 0,25868 R 1 2 ,440816

cairan jenuh kembali ke kololm destilasi : Lo D

R

=

Lo

= R.D = 2,40816 x 21,6813 = 52,18030 kmol/j

Aliran air masuk kondesor : V

= (R + 1) .D = (2,40816 +1) 21,6813 = 73,84842 kmol/j

Aliran liquid masuk reboiler : L’

= Lo + (q.F) = 52,18030 + (1x64,62997) = 116,81027 kmol/j

Aliran liquid keluar reboiler : V’

= V + F (q-1) = 73,84842 + 64,62997 (1-1) = 73,84842 kmol/j

Appendik B- 12

Panas yang terkandung dalam bahan masuk kolom destilasi (ΔH1 ) Bahan masuk pada suhu 86,81oC Rumus : ΔH1 = m . Cp . ΔT komponen

Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

ΔT (oC)

Aseton

1107,99256

0,000034944

61,81

23,93141

Air

819,47962

1

61,81

50652,03531

Total

ΔH1 (kkal)

50675,96672

Menghitung panas uap masuk kondesor (ΔH2) Rumus : ΔH2 = m . Hv Dimana : m

= Xd.V

Komponen uap masuk kondesor : Komponen

Xdi

V(kmol/j)

Mv(kmol/j)

Aseton

0,88163

73,84842

65,10698

Air

0,11837

73,84842

8,74144

komponen Aseton Air Total

Mv (kmol/j) 65,10698 8,74144

Mv Hv ΔH2 (kg/j) (kkal/kg) (kkal) 3776,20484 158,33333 597899,08710 157,34592

172,22222 27098,46365 624997,55070

Appendik B- 13

Menghitung panas yang terkandung dalam refluks keluar kondesor (ΔH 3) : Bahan masuk refluks pada suhu 74,19 oC Rumus : ΔH3 = m . Cp . ΔT Dimana : m

= Xd.Lo

Komponen

Xdi

Lo(kmol/j)

Ml(kmol/j)

Aseton

0,88163

52,18030

46,00372

Air

0,11837

52,18030

6,17658

komponen Ml(kmol/j)

Ml (kg/j)

Aseton

46,00372

Cp (kkal/kgoC) 2668,21576 0,3401

Air

6,17658

111,17844

1

ΔT (oC) 49,19

ΔH3 (kkal)

49,19

5468,86746

Total

44,63797

5513,50543

Menghitung panas liquid keluar kondesor (ΔH4) Bahan masuk refluks pada suhu 74,19 oC Rumus : ΔH4 = m . Cp . ΔT komponen Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH4 (kkal)

Aseton

1107,99256

0,00034944

61,81

23,93141

Air

819,47962

1

61,81

50652,03531

Total

50675,9667

Appendik B- 14

Menghitung panas liquid masuk reboiler (ΔH5) Suhu bahan masuk reboiler 100,002oC Rumus : ΔH4 = m . Cp . ΔT Dimana : m = Xb.L’ komponen

Xbi

L (kkal/kgoC)

Ml (kmol/j)

Aseton

0

116,81027

0

Air

1

116,81027

61,81

komponen Ml

Ml (kal/kgoC)

Cp Δt (oC) (kal/kgoC)

ΔH5 (kkal)

(kmol/j) Aseton

0

0

0,0003591

75,002

0

Air

116,81027

2102,58486

1

75,002

157698,0697

Total

157698,0697

Menghitung panas uap keluar reboiler (ΔH 6) Rumus : ΔH6 = m . Hv Dimana : m = Xb.V komponen

Xbi

L (kkal/kgoC)

Ml (kmol/j)

Aseton

0

73,84842

0

Air

1

73,84842

73,84842

Appendik B- 15

komponen Aseton Air

Mv (kmol/j) 0 72,84842

Mv (kg/j)

Hv (kkal/kg) 0

0 1329,27156

ΔH6 (kkal) 0

142,22222 189051,95220

Total

189051,95220

Menghitung panas liquid keluar reboiler (ΔH7 ) Suhu liquid keluar 100,002oC Rumus : ΔH7 = m.Cp. ΔT Komponen

Massa (kg)

Cp(kkal/kgoC

Δt(oC)

ΔH7(kkal)

Aseton

0

0,00035907

75,008

0

Air

773,31326

1

75,008

58000,04113

Total

50675,96672

Menghitung panas disekitar kondensor(Q1) Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4)s = 624997,5507 – (5513,50543 + 2289,45889) = 617194,5864 kkal Menghitung kebutuhan air pendingin: m = Q 1 = 617194,586 4 44085 ,32760 kg / j  1 .( 40 26 ) Menghitung panas steam reboiler(Q2 ) Q2 = Q1 H4 H7 - 0,95 H1 0 ,95

Q2 = 617194,5864 2289,45889 58000,04113 - 0,95 x 50675,96672 0,95

Appendik B- 16

= 662465,1769 kkal/j Kebutuhan steam: Digunakan steam jenuh pada suhu 150oC dengan: P = 618 kPa λ= 912,38 BTU/lb = 506,87778 kkal/kg Maka: m = Q 2 = 662465,176 9 1306 ,95249 kg  506 ,87778 Menghitung panas lolos(Q3) Q3 = 5% Panas masuk = 0,05 x + (Q2 + ΔH1) = 0,05 x (662465,1769 + 50675,96672) = 35657,05718 kkal/j 6. Kolom Hidrogenasi (D-140)

ΔH2 ΔH1

Q1 ΔH4 ΔH6

Qloss

ΔH3 Q2

ΔH5 ΔH7

I. Tahap Reaksi Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) Suhu bahan masuk 119,8 oC Rumus: ΔH1 = m. Cp. ΔT

Appendik B- 17

Komponen

Massa (kg)

Δt (oC)

Cp

ΔH1 (kkal)

(kkal/kgoC) MO

3369,82506

0,00031383

94,8

100,25595

DAA

443,19656

0,00039964

94,8

16,79089

Air

66,66633

1

94,8

6319,96808

H2

71,86668

3,44853954

94,8

23494,41510

Total

29931,43002

Menghitung panas reaksi (ΔHR) Reaksi: C6H10O + H2

C6H12O

Rumus: ΔHg

= ΔHoR+ ΔHo25 + ΔHoP

ΔHo25 = ΔHo25 produk – ΔHo25 reaktan

Diketahui: ΔHo25 MO

= - 320,29 kJ/mol

ΔHo25 H2

= 0

ΔHo25

= - 45,17 kJ/mol

Maka:

ΔHo25 = (32,6667 x -45,17) – (34,38597 x -230,29)

Appendik B- 18

= 6443,19155 kJ = 1538,92986 kkal ΔHR

= Σm. Cp. ΔT = (3369,82506 x 0,31402 x 95 ) + (71,86668 x 3448,53954 x 95) = 23644,86161 kkal

ΔHP

= m. Cp. ΔT = 3266,666700 x 0,42990 x 95 = 133,41231 kkal

Sehingga: ΔHR = ΔHoR + ΔHoP + ΔHo25 = 25317,20378 kkal Menghitung Panas bahan keluar (ΔH 2) Satu liquid keluar 120oC Rumus Komponen

: ΔH2 = m . Cp. ΔT Massa( kg)

Cp

Δt (oC)

ΔH1 (kkal)

o

(kkal/kg C) MIBK

3266,66700

0,00042990

95

133,41231

MO

168,49140

0,00031402

95

5,02642

DAA

443,19656

0,00039979

95

16,83263

Air

66,6633

1

95

6333,30135

H2

6,53334

3,44853954

95

2140,39573

Total

6828,96844

Appendik B- 19

II. Tahap Pemisahan Neraca Panas Total : ΔH1

+ Q 2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3

Menghitung Refluk (R) Dari kurva didapat : XD = 0,639 Rm 1

0,89817 = 0,639 Rm + 0,639 Rm

= 0,40559

Sedangkan : R

= 2Rm = 2 x 0,40559 = 0,81118

Sedangkan XD 0,899817 = = 0,49590 Rm 1 0,81118 1

Cairan jenuh kembali ke kolom destilasi : R=

Lo D

Lo = R.D = 0,81118 X 36,37036 = 29,550291 kmol/j aliran uap masuk kondesor : V = (R + 1 ).D

Appendik B- 20

= (0,81118 + 1) x 36, 37036 = 65,87327 kmol/j aliran liquid masuk reboiler : L’ = Lo + (qF) = 29,50291 + (1,41,91032) = 71,41323 kmol/j Aliran uap keluar boiler : V’ = V + F (q-1) = 65,83727 + 41,91032 (1-1) = 65,87327 kmol/j Panas yang terkandung dalam bahan masuk kolom destilasi (ΔH1 ) ΔH1

= 8626,96844 – 2140,39573 = 6488,57271 kkal

Menghitung panas uap masuk kondensor (ΔH2) Suhu bahan masuk 114,4C Rumus : ΔH2 = m.Hv Dimana : m = Xd V Komposisi uap masuk kondensor : Komponen

Xdi

V (kkal/j)

Mv (kmol/)

MIBK

0,89817

65,87327

59,16539

Air

0,10183

65.87327

6,70788

Appendik B- 21

Mv (kg/j)

MIBK

Mv (kmol/j) 59,16539

5961,539

Hv ΔH6 (kkal) (kkal/kg) 191,66667 1134003,32800

Air

6,70788

120,74184

150,00000

komponen

Total

18111,27600 1152114,60400


= Xd.Lo

Komponen

Xdi

Lo(kmol/j)

Ml(kmol/j)

MIBK

0,89817

29,50291

26,49863

Air

0,10183

29,50291

3,00428

komponen Ml(kmol/j) MIBK

26,49863

Air

3,00428

Ml (kg/j)

Cp (kkal/kgoC) 2649,86300 0,0004253 54,07704

1

Total

Menghitung panas liquid keluar kondesor (ΔH4) Bahan masuk refluks pada suhu 141,4 oC Rumus : ΔH4 = m . Cp . ΔT

ΔT (oC) 89,4

ΔH3 (kkal)

89,4

4834,48738

100,72561

4935,23999

Appendik B- 22

komponen Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH4 (kkal)

MIBK

3266,66700

0,00042530

89,4

124,20462

Air

66,66633

1

89,4

5959,96990

Total

6084,17452


Xbi

L (kkal/kgoC)

Ml (kmol/j)

DAA

0,68965

71,41323

49,25013

MO

0,31035

71,41323

22,16309

komponen Ml

Ml (kal/kgoC)

Cp (kal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH5 (kkal)

(kmol/j) DAA

49,25013

5713,015508 0,0004262

130,5

317,75276

MO

22,16310

2171,98380

130,5

98,46274

0,0003474

Total

Menghitung panas uap keluar reboiler (ΔH 6) Rumus : ΔH6 = m . Hv Dimana : m = Xb.V

416,21550

Appendik B- 23

komponen

Xbi

V’ (KMOL/J)

Mv (kmol/j)

DAA

0,68965

65,87327

42,42950

MO

0,31035

65,87327

20,44377

Mv (kg/j)

Hv (kkal/kg)

ΔH6 (kkal)

DAA

Mv (kmol/j) 42,42950

4921,82200

219,444444

1080066,4730

MO

20,44377

2003,48946

208,33333

417393,63080

Komponen

Total

149760,10300


Massa (kg)

Cp(kkal/kgoC

Δt(oC)

ΔH7(kkal)

DAA

0,42620

0,00042620

130,5

24,65019

MO

0,34738

0,00034738

130,5

7,63824

Total

Menghitung panas disekitar kondensor(Q1) Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4) = 11522114,60400 – (4935,23999 + 6084,17452) = 1141095,189 kkal Kebutuhan air pendingin:

32,28843

Appendik B- 24

m = Q 1 = 617194,586 4 44085 ,32760 kg / j  1 .( 40 26 ) Menghitung panas steam reboile (Q2) Q2 Q1 H4 H7 - 0,9. H1 0 ,95

= 6084 ,17452 32 ,288431 1141095 ,189 0 ,9 x 6488 ,57271 0 ,95

= 1268191,04100 kkal/j Kebutuhan steam: Digunakan steam jenuh pada suhu 170oC dengan: P = 69,136 Psi λ= 901 BTU/lb = 500,59317 kkal/kg Maka: m = Q 2 = 1268191, 04100 2533 ,37664 kg  500 ,59317

Menghitung panas lolos(Q3) Panas lolos = 5% panas masuk Qloss = 0,1 (ΔH1 + Q 2) = 0,1 (6488,57271 + 1268191,04100) = 127467,96130 kkal/j

Appendik B- 25

7. Heater (E-144A) ΔH3

ΔH1

ΔH2

Qloss ΔH4

Neraca Panas Total : ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + Qloss ΔH1 + Q1 = Qloss Dimana : ΔH1

= Panas yang dikandung bahan masuk

ΔH2

= Panas yang dikandung bahan keluar

Q1

= Panas yang diberikan steam

Qloss

= Panas hilang

Perhitungan : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1): ΔH1

= m. Cp. ΔT = 65,33334 x 14,28kJ/kg.K x (303-298)K = 4664,80048 kJ = 1114,16845 kkal

Appendik B- 26

Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) : ΔH1

= m. Cp. ΔT = 65,33334 kg x 14,37kJ/kg.K x (348-298)K = 46942,00479 kJ = 11211,90522 kkal

Menghitung panas yang diberikan (Q1): Qloss

=5 % panas masuk

Q1

= 0,1 (ΔH2 + Qloss – ΔH1) = (11211,90522 + 0,05 (1114,16485 +11211,90522) – 1114,16485 = 10714,04046 kkal

Kebutuhan steam : Steam masuk pada : Suhu

= 120oC Tekanan = 198,54 kPa λ= 2202,2 kJ/kg = 525,9864 kkal/kg

Maka : m=

Q1 10714, 04046 = 20 ,3694 kg / j  525 ,9864

Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss

= 5% panas masuk = 0,05 x 12326,07367 = 616,30368 kkal

Appendik B- 27

8. Heater (E-144B) ΔH3

ΔH1

ΔH2 Qloss ΔH4

Neraca Panas Total : ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + Qloss ΔH1 + Q 1 = Qloss


= ΔH2 bahan dari E-143 = 11211,90522 kkal

Menghitung Panas bahan keluar (ΔH 2): ΔH2



=5 % panas masuk

Q1

= 0,1 (ΔH2 + Qloss – ΔH1) = (21406,39052 + 0,05 (11211,90522 +21406,39052) – 11211,90522 = 11825,40008 kkal

Appendik B- 28


= 150oC Tekanan = 476 kPa λ= 2113,2 kJ/kg = 504,72915 kkal/kg

Maka : m=

Q1 11825,4000 8 = 23 ,4292 kg / j  504 ,72915



Appendik B- 29

Tahap perhitungan Bublble Point dan Dew Point 1. Perhitungan bubble point dengan sistem binari komponen : Diketahui : Feed terdiri dari dua komponen (i) =2 Dengan mengasumsikan Psat pertama adalah 760 mmHg maka persamaan antoine dapat dihitung : T1sat

= (Bi/(Ai- ln Psat)- Ci

Dimana : T

=K

A,B,C = Kostanta Antoine untuk masing-masing komponen Nilai T yang didapat dalam proses pengujian bubble point dapat dihitung dengan persamaan : To

= Σ(xi.tisat)

Dengan memasukan to sebagai awal maka dapat dihitung : Ln άik = Ai -Aik – (Bi/(t + Ci) + (Bk/9t+C k) Pi sat dapat di hitung dengan persamaan : Psat

= P/ Σ(άk.xi)

Nilai dari t akan dipakai untuk menghitung t yang baru dengan metode iterasi, sampai didapat nilai yang sama. Pengecekan terhadap t yang didapat dengan persamaan : Ki

= Pisat/P

Yi

= Xi/Ki

Dimana hasil yang diperoleh : P = 760 mmHg : Xi dan Yi = 1

Appendik B- 30

2. Perhitungan dew point dengan sistem biner komponen: Perhitungan Psat menggunakan prsamaan : Psat

= P x Σ(yi/ άk)

Untuk perhitungan selanjutnya analog dengan trial and error pada bubble point. Pengecekan terhadap t yang didapat dengan persamaan: Xi

= yi/K

Appendik B- 31

Tabel B.1.Trial Feed Bubble Point Komponen Aseton Air

C

F(kmol/jam) 19.10333 45.52664556

Total F 64.62996556 64.62996556

Xi (kg mol) 0,295579919 0.704420081

A 16,6513 18,3036

B 2940,46 3816,44

-45,93 -46,13

P(mmHg) 760 760

T1 sat (1) 339,4482083 373,1521012

To (K) 363,1899073 363,1899073

Alfa- ki 1 0,327466956

B 1444,168946 1444,168946

Ti sat (2) 359.5452568 359.5452568

Alfa-ki 1 0,31706984

P 1464.551264 1464.551264

Ti sat(3) 360.0147372 360.0147372

Alfa-ki 1 0,318403797

P 1461.904085 1461.904085

Ti sat (4) 359.9540544 359.9540544

Alfa-ki 1 0,318231286

P 1462.245884 1462.245884

Ti sat(5) 359.9618945 359.9618945

Alfa-ki 1 0,318253573

P 1462.20172 1462.20172

Ti sat (6) 359.9608815 359.9608815

Alfa-ki 1 0,318250693

P 1462.207426 1462.207426

Ti sat(7) 359.9610124 359.9610124

Alfa-ki 1 0,318251065

P 1462.206689 1462.206689

Ti sat (8) 359.9609955 359.9609955

Alfa-ki 1 0,318251017

P 1462.206784 1462.206784

Ti sat(9) 359.9609977 359.9609977

Alfa-ki 1 0,318251023

P 1462.206772 1462.206772

Ti sat (10) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,31825117

P 1462.206774 1462.206774

Ti sat(9) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,318251023

P 1462.206773 1462.206773

Ti sat (12) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,31825117

P 1462.206773 1462.206773

Ti sat(9) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,318251023

P 1462.206773 1462.206773

Ti sat (14) 359.9609974 359.9609974

Pi sat(mmHg) 1462.20677 465.348801

K 1.923956281 0.612301054

Yi 0.568682842 0.431317158 1

P 432.19896 327.80104 760

Ti sat (C) 86.81099744

Appendik B- 32

Appendik C- 1

APENDIX C SPESIFIKASI PERALATAN

1. Tangki Penampang NaOH (F-151) Fungsi

: Menyimpan NaOH selama 1 bulan yang digunakan sebagai katalis.

Bahan

: Carbon Steel SA-240 Grade C

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup bawah konikal (ά= 120o ) dan tutup atas plat datar.

Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan NaOH

= 2,08333 kg/j

Lama penyimpanan = 2 minggu = 14 hari Jumlah tangki

= 1 buah

Densitas NaOH

= 63,97083 lb/cuft

Maka: NaOH tersimpan = 2,08333 x 14 x 24 = 699,9989 kg = 1543,2175 lb Volume NaOH

=

1543,2175 24,12377cuft 63,97083

Jika NaOH mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt): Vt =

24,12377 26,80419cuft 0,9

Appendik C- 2

Menghitung diameter shell (Ds) Vt = 1 / 4 .π. Ds2 . H

Dimana : Ds

= diameter tangki (ft)

H

= tinggi shell (ft) = 1,5 Ds

Vt

= volume tangki (cuft)

Maka: 26,80419 = 1 /4 .π. Ds2. (1,5 Ds) Ds

= 2,83409 ft = 34,0091 in

Menghitung tekanan design Tinggi larutan dalam shell (HI): HI =

4 Vt 4 1543,2175 x = x 24,12377cuft  Ds 2  63,97083

Sedangkan: P design = P hidrostatik + 14,7 Dimana: g ) HI gc 63,97083 x1x3,82603 = 1,69968 psi 144 144

( P hidrostatik =

Maka:

Appendik C- 3

P design = 1,69968 + 14,7 = 16,39968 psi Menghitung tebal silinder (ts)

ts =

PixDi C 2( fE 0,6 Pi)

(pers. 3-19 BY)

Dimana: ts = tebal shell (in) Pi = tekanan design (psi) Di = diameter shell (in) f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8

(App.D, BY hal.342) BY hal.254)

C = faktor korosi = 2/16 in Sehingga: ts =

16,39968 x34,00908 2 2 2,298 3     in 2(18750 x 0,8 0,6 x16,39968) 16 16 16 16

Standarisasi diameter tangki Dari tabel 57, BY hal.89 untuk Di = 34,00908 in didapatkan Do = 34 in Maka: Ds = Do - 2ts = 34 – 2(3/16) = 33,625 in Hs = 1,5 x 33,625 = 50,4375 in

Appendik C- 4

Menghitung tebal tutup bawah Direncanakan: tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 120o

thb =

PixDi 1 2( fE 0,6Pi) cos  2

C

dimana: thb = tebal tutup bawah (in) Pi


Di = diameter tangki setelah standarisasi (in) f

= stress yang diijinkan (psi) = 18750 psi

E

= efisiensi pengelasan = 0,8

C


Maka: thb =

16,39968 x34,00908 2 2,595 3    in 2(18750 x0,8 0,6 x16,39968) cos 60 16 16 16

Menghitung tebal tutup atas ( tha) Direncanakan: tutup atas berbentuk plat datar

tha =


dimana: tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan operasi (psi)

(pers. 3-19 BY)

Appendik C- 5

Di = diameter shell (in) f

= stress yang diijinkan (psi) = 18750 psi (App.D,BY hal.342)

E = Efisiensi pengelasan = 0,8

(BY hal.254)

C = faktor korosi = 2/16 in Sehingga:

tha =

14,7 x33,625 2 2,2638 3    in 2(18750 x 0,8 0,6x14,7) 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampung Ht = tinggi tutup bawah + tinggi shell + tinggi tutup atas Dimana: Tinggi shell = 50,4375 in Tinggi tutup atas = 0 Tinggi tutup bawah = OA= b + sf Dari tabel 5-6 B &Y hal.88, untuk thb = 3/16 in maka: sf = 1,5 – 2 in Diambil: sf = 1,5 in 1 xDs 1 Sedangkan: b = 2  x 33,625 9,7067in 1 2 tan  2 tan 60 Maka: Tinggi tutup bawah = OA = 9,7067 + 1,5 = 11,2067 in Sehingga:

Appendik C- 6

Ht = 11,2067 + 0 = 61,6442 in 2. Tangki Penampung Aseton (F-112) Fungsi: Menyimpan aseton selama 1 bulan sebagai bahan baku. Bahan: Carbon Steel SA-240 Grade C Bentuk: Silinder tegak dengan tutup atas conikal (ά= 120o ) dan tutup bawah plat datar. Perancangan:

Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan aseton= 4431,96908 kg/j Lama penyimpanan

= 1 bulan = 30 hari

Jumlah tangki

= 8 buah

Densitas aseton

= 49,28976 lb/cuft

Maka: Aseton tersimpan = 4431, 96908 x 24 = 1489141,611 kg = 3282961,595 lb volume aseton untuk 1 tangki Volume aseton

=

:

3282961,595 66605,3475cuft 49, 28976

Volume aseton untuk 1 tangki :

Volume aseton

=

66605,3475 66605,3475cuft 8

Appendik C- 7

Jika aseton mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt) : Vt =

8325,6684 9250,7427cuft 0,9

Menghitung diameter shell (Ds) Vt = ¼.π. Ds2.H Dimana : Ds = diameter tangki (Ft) H = tinggi (ft) = 1,5 Ds Vt = Volume tangki (cuft) Maka : 9250,7427 = ¼.π. Ds2(1,5Ds) Ds = 19,8795 ft = 238,5539 in Menghitung tekanan design. Tinggi larutan dalam shell (HI) HI =

4 VI 4 8325,6684 x  x 26,8373 fit 2   19 , 8795 Ds

Sedangkan : Pdesign

= Phidrostatik + 14,7

Dimana : g ) HI gc 49,28976 x1x26,8373  9,1861 psi 144 144

( Phidrostatik

=

Appendik C- 8

Maka : Pdesign

= 9,1861 + 14,7 = 23,8861 psi

Menghitung tebal Silinder (ts) ts=


(pers 3-19 BY)

Dimana : ts = tebal sheel (in) Pi = tekanan design (psi) Di = diameter shell (in) f

= stress yang di ijinkan (psi) = 18750 psi (App D, BY hal 342)

E = efisiensi pengelasan = 0,8

(BY hal 254)

C = faktor korosi = 2/16 in Sehingga : ts =

23,8861x 238,554 23,8861x238,554 12 5,0419 5 + + = = 2(18750 x 0,8 0,6 x23,8861) 2(1875 x0,8 0,6x 23,8861) 16 16 16

Standrisasi diameter tangki. Dari tabel 57, BY hal 89 untuk Di = 238,554 in di dapatkan Do =240 in maka: Ds

= Do -2ts = 240-2(5/16) = 39,375 in Hs = 1,5 x 239,375 = 359,0625 in

Menghitung tebal tutup atas (tha) Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o

Appendik C- 9

Tha =

PixDi 1 2( fE 0,6 Pi) cos  2

C

Dimana : Tha

= tebal tutp atas (in)

Pi

= tekanan operasi (psi)

Di

= diameter tangki setelah standarisasi (in)

f

= stress yang di ijinkan (psi) = 18750 psi

E


C


Maka : tha =

14, x 239,375 1 3,7556 4 + = = in 2(18750 x 0,8 0,6x14,7) cos 60 16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup bawah berbentuk plat datar Sehingga : thb = ts =5/16 in Menghitung tinggi tangki penampung Ht

= tinggi tutup bawah + tinggi sheell + tinggi tutup atas

Dimana : Tinggi shell

= 359,0625 in

Tinggi tutup bawah

=0

Tinggi tutup atas

= OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B dan Y hal 88, untuk tha = 4/16 in maka sf = 1,5-2,5 in

Appendik C- 10

Di ambil : sf = 1,5 in 1 1 xDs x 239,375 Sedangkan : b = 2 =2 = 69,1016 in 1 tan 60 tan  2 Maka : Tinggi tutup atas = OA = 69,1016 + 1,5 = 70, 6016 in Sehingga : Ht = 0 + 359, 0625 + 70,6016 = 429,6641 in 3. Tangki Penampung H3PO4 (F-123) Fungsi

: Menyimpan H3PO4 selama 1 bulan yang digunakan sebagi katalis

Bahan

: Carbon steel SA-240 Grade C

Bentuk

: Slinder tegak dengan tutup bawah konikal (ά=120o) dan tutup

atas Plat datar. Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan H3PO 4

= 1,66667 kg/j

Lama penyimpanan

= 1 bulan = 30 hari

Jumlah tangki

= 1 buah

Densitas H3PO4

= 115, 29073 lb/cuft

Maka : H3PO4 tersimpan

= 1,66667 x 30 x 24 = 1200,0024 kg =2645, 5253 lb.

Volume H3PO 4

=

2645,5253 = 22,9466 cuft 115,29073

Appendik C- 11

Jika H3PO4 mengisi 90% tangki, maka volume tangki(Vt): Vt

22,9466 = 25,4962 cuft 0,9

=

Menghitung diameter shell (Ds) Vt = ¼ .π.Ds2.H Dimana : Ds

= Diameter tangki (ft)

H


Vt


Maka : = ¼ .π.Ds2.(1,5 Ds)

25,4962

Ds = 2,7872 ft = 33,4466 in Menghitung tekanan design. Tinggi larutan dalam shell (HI): HI =

4 VI 4 22,9466 x = x =3,7628 ft  DS2  2,78722

Sedangkan : Pdesign = Pdesign + 14,7 Dimana :

( Pdesign =

g )HI 115,29073 x1x3,7628 gc = 3,0126 psi 144 144

Maka : Pdesign = 3,0126 + 14,7 = 17,7128 psi

Appendik C- 12



(pers 3-19 BY)




(BY hal 254)


17,7126 x33, 4466 12 2,3162 3 ++ = = in 2(18750 x 0,8 0,6 x17,7126) 16 16 16

Standrisasi diameter tangki. Dari tabel 57, BY hal 89 untuk Di = 33.4466 in di dapatkan Do =34 in maka: Ds

= Do -2ts = 34 - 2(3/16) = 33,625 in Hs = 1,5 x 33,625 = 50,4375 in

Appendik C- 13

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o Tha =


C

Dimana : tha


Pi


Di


f


E


C


Maka : ts =

17,7126 x 33,625 2 2,6357 3 ++ = = in 2(18750 x 0,8 0,6 x17,7126) cos 60 16 16 16

Menghitung tebal tutup atas (tha) Direncanakan : tutup atas berbentuk plat datar tha =


C

Dimana : tha


Pi


(pers 3-19 BY)

Appendik C- 14

Di


f


(App D,BY, hal 342)

E


(BY hal 254)

C


Maka : ts =

14,7 x33,625 2 2,2638 3 + = = in 2(18750 x 0,8 0,6 x14,7) 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampung Ht



= 50, 4375 in

Tinggi tutup bawah

=0

Tinggi tutup atas

= OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B dan Y hal 88, untuk tha = 4/16 in maka sf = 1,5-2,5 in Diambil : sf = 1,5 in 1 1 xDs x 33,625 2 2 Sedangkan : b = = = 9,7067 in 1 tan 60 tan  2 Maka : Tinggi tutup atas = OA = 9,7067 in + 1,5 = 11, 7067in] Sehingga : Ht = 11, 7067 in + 50,4375 in + 0 in = 61,6442 in

Appendik C- 15

4. Tangki Penampung H2 (F-148A) Fungsi

: Menampung hidrogen selama 1 minggu sebagai bahan pembantu.

Bahan

: higj Alloy Steel SA-240 Grade 3 Type 304

Bentuk

: Spherical

Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan H2 = 65,33334 kg/j Lama penyimpanan

= 1 minggu = 7 hari

Jumlah tangki

= 8 buah

Densitas H3PO4

= 115, 29073 lb/cuft

Perhitungan : Hidrogen tersimpan = 65,33334 x 7 hari x 24 jam = 10976,00112 kg. Volume H2

= n.R.T/P

Dimana : n

= jumlah mol H2 = 5488,000056 kmol

H

= kostanta gas = 82,057.103m 3 atm/kmol.K

T

= suhu hidrogen = 30oC

P

= tekanan hidrogen = 3 atm

= 303 K

Maka : Volume H2 =

5488,00056 x82,057.10 3x 303 45483, 2151 3

Volume 1 tangki: Volume H2 =45483,2151m3/ 8 tangki = 5685,4019m 3/tangki

Appendik C- 16

Jika hidrogen mengisi 90% tangki, maka volume tangki : Vt = 5685,4019 m3/0,9 = 6317,1132m 3 Menghitung diameter tangki (Ds) Vt

= 4/3.π.r2

6317,1132

= 4/3. π.r2

r

= 11,47ft = 37,63 ft

Ds

= 2 x37,63 ft = 75,26 ft

Menghitung tabel tangki (ts) t =

pxR 1,85 xf 0,2 xp

(PERS. 4-115, Ulrich)

dimana : ts

= tebal tangki (in)

P


R

= jari-jari tangki (in)

F

= Stress yang diijinkan (psi) = 18750 (App.D, B&Y hal 342)

Maka : Ts

=

29,4x 903,12 12.25 13 =  in 1,85x18750 0,2 x29,4 16 16

Appendik C- 17

5. Tangki Penampung DAA ( F-133) Fungsi : menyimpan DAA selama 1 jam sebelum didehidrasi. Bahan : carbon Steel SA-240 grade S Type 304 Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk plat datar dan tutup bawah konikal dengan sudut 120 o Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan DAA

= 5787,46005 kg/jam

Lama penyimpanan

= 1 jam

Jumlah tangki

= 1 buah

Densitas DAA

= 42,20294 lb/cuft

Maka DAA tersimpan

= 5787,46005 x 1 = 5787,46005 kg = 12759,0344 lb

Volume DAA

= 12759,0344/42,2024 = 302,3257 cuft

jika DAA mengisi 90% tangki, maka volume tangki (vt) : Vt =

302,3257 = 335,9175 cuft 0,9

menghitung diameter Shell (Ds) Vt = Vs + Vk dengan : Vs

= volume silinder

= 1/4.π.Ds2.Ls

Appendik C- 18

Ds = Volume konstanta =     tg1/ 2 3

Vk

Dimana : Ds


Ls

= tangki Shell (ft) = 1,5 Ds

Vt

= Volume tangki (cuft)

Maka : Vs

= 1/4.π.Ds2. (1,5 Ds) = 1,1775 Ds 3

Ds

3

Vk

=

    tg 60

= 0,07554. Ds3

Sehingga : Vt

= Vs + Vk

335,9175

= 1,1775 Ds3 + 0,07554. Ds3

Ds

= 6,4479 ft

Ds

= 77,3756 in

Menghitung tekanan design S Volume liquid dalam shell : Vls

= Vlarutan - V konis = 302,3257 – (0,07554 x 6,44793) = 282,0754 cuft

Tinggi larutan dalam shell (HI) : HI

=

4 Vl 4 x = x 2  Ds 

Appendik C- 19

= 9,2632 ft Sedangkan : Pdesign = P hidrostatik + 14,7

Dimana :

P hidrostatik

g   gc  HI 42,20294 x1x9,2632    = 2,7148 psi 144 144

Maka : Pdesign = 2,7148 +14,7 = 17,4148 psi Menghitung tebal silinder (ts) ts =

pixDi C 2fE 0,6Pi 

(pers. 3-19 B&Y)

dimana : ts

= tebal shell (in)

Pi


Di

= diameter shell (in)

f

= Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi

E


C


(App.D, B&Y hal.342) ( B&Y hal. 254)

Sehingga : ts =

17,4148 x77,3756 1 1,7192 2    in 2 18750 x0,8 0,6 x17,4148 16 16 16

Appendik C- 20

Standarisasi diameter tangki Dari tabel 57 B&Y hal.89 untuk Di = 77,3756 in didapatkan Do = 78 in Maka : Ds

= Do – 2ts = 78 – 2(4/16) = 77,75 in

Hs

= 1,5 x 77,75 = 116,625 in

Menghitung tebal tutup atas (tha) Direncanakan : tutup atas berbentuk plat datar Tha =

pixDi C 2fE 0,6 Pi

(pers. 3-19 B&Y)

Dimana : tha

= tebal tutup atas (in)

Pi

= tekanan operasi (Psi)

Di

= diameter Shell (in)

F


E


C


(App.D, B&Y hal.342) ( B&Y hal. 254)

Sehingga : Tha =

14,7 x77,75 2 2,6115 3    in 2 18750x 0,8 0,6 x77,75  16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 120 o

Appendik C- 21

Thb =

pixDi C 2fE 0,6 Pi cos1 / 2

Dimana : thb


Pi


Di


F


E


C


(App.D, B&Y hal.342) ( B&Y hal. 254)

Maka : Thb =

17,4148 x77,75 1 2,4453 3    in 2 18750 x 0,8 0,6 x17,4148 cos 60 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampung : Ht = tinggi tutup bawah + tinggi Shell + tinggi tutup atas Dimana : Tinggi shell

= 116,625 in

Tinggi tutup atas

=0

Tinggi tutup bawah

= OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B&Y hal 88, untuk Thb = 3/16 in maka sf = 1,5 – 2 in Dan diambil sf = 1,5 in

Sedangkan

:b=

1 / 2 Ds 1/ 2x 77,75  = 22,4445 in   tan1 / 2  tan 60

Appendik C- 22

Maka : Tinggi tutup bawah = OA = 22,4445 + 1,5 = 23,9445 in Sehingga : Ht = 23,9445 in +116,625 in + 0 = 140,5695 in 6. Akumulator (F-134) Fungsi

: menampung destilat sementara

Jenis

: akumulator horizontal

Kapasitas

: 10,6231 cuft

Jumlah

: 1 buah

Direncanakan : 1. tangki berbentuk silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah standar dished head 2. bahan konstruksi yaitu carbon Steel SA-240 grade M Type 316. 3. liquida mengisi 80 % volume tangki. 4. L/D = 3

( Ulrich, Hal. 249)

Perhitungan : densitas campuran

= 49,9 lb/cuft

Waktu tinggal

= 10 menit

Masa bahan masuk

= 1154,15892 kg/j = 2544,45876 lb/j

Menentukan volume akumulator Volume bahan masuk : V= Maka :

massaBahanMasuk x waktu tinggal densitascampuran

Appendik C- 23

V=

2544,45876lb/j 1 jam x x10menit 8,4985cuft 49,9 lb/cuft 60menit

Liquida mengisi 80% tangki, maka volume tangki : Vt =

8,4985 10,6231cuft 0,8

Menentukan dimensi tangki Vt

= 0,25.π.di2.L + 2. 0,847.di 3

10,6231

= 0,25.π.di2 (3di) + 0,1694. di 3

di

= 1,6145 ft = 19,347 in

L

= 3.di = 3 x 1,6145 ft = 4,8435 ft = 58,122 in

Menentukan tekanan design Pdesign

= P hidrostatik + 14,7

Dimana : P hidrostatik

= ρ.h / 144 = (49,9 x 4,8435)/144 = 1,6784 Psia

Maka : Pdesign

= 1,6784 + 14,7 = 16,3784 Psia

Appendik C- 24

Menentukan tebal tangki = ΣW.0,5L

M

= 2544,45876 x 0,5 x 58,122 = 73944,51602 in-lb [I/Y]

= [π.r3. ts3]/ r = π.r2. ts3 = π.(½di)2. ts = π.9,6872 .ts =294,6512 ts in2

Maka : f

= M/[I/Y]

18750 = 73944,51602 in lb/ 294,6512 ts in2 ts

= (0,214/16) + Cs = (0,214/16) + 1/6 ≈2/16 in

jadi tebal tangki : 2/16 in Menentukan tebal tutup Direncanakan : tutup atas dan bawah standar dished head tha = (0,885 x Pi x R)/( f E – 0,1 Pi) + C

(dimana :R=D)

Maka : tha = (0,885 x 16,3784 x 19,374)/( 18750 x 0,8 – 0,1 16,3784) + 1/6 = 1.2996/16 = 2/16 in tebal tutup bawah :

Appendik C- 25

thb = tha = 2/16 in Dimensi akumulator : Diameter

= 1,6145 ft

Panjang

= 4,8435 ft

Tebal

= 2/16 in



Jenis


Kapasitas

: 35,687 cuft

Jumlah

: 1 buah

Direncanakan : 5. Tangki berbentuk silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah standar dished head 6. Bahan konstruksi yaitu carbon Steel SA-240 grade M Type 316. 7. Liquida mengisi 80 % volume tangki. 8. L/D = 3

( Ulrich, Hal. 249)


= 42,9 lb/cuft

Waktu tinggal

= 10 menit

Masa bahan masuk

= 3333,33333 kg/j = 7348,66666 lb/j

Menentukan volume akumulator Volume bahan masuk : V=


Appendik C- 26

Maka : V=



28,5496 35,687cuft 0,8


= 0,25.π.di2.L + 2. 0,847.di 3

35,687

= 0,25.π.di2 (3di) + 0,1694. di 3

di

= 14,1368 ft = 169,6416 in

L

= 3.di = 3 x 14,1368 ft = 42,4104 ft = 508,9248 in




= ρ.h / 144 = (49,9 x 42,4104 )/144 = 12,6348 Psia

Maka : Pdesign

= 12,6348 + 14,7 = 27,3348 Psia

Appendik C- 27


M

= 7348,66666 x 0,5 x 508,9248 = 1869959,355 in lb [I/Y]

= [π.r3. ts3]/ r = π.r2. ts3 = π.(½di)2. ts = π.84.82082. ts = 2590,9438 ts in2

Maka : f

= M/[I/Y]

18750 = 1869959,355 in lb / 2590,9438 ts in2 ts

= (0,615/16) + Cs = (0,615/16) + 1/6 ≈2/16 in


(dimana :R=D)


Appendik C- 28


= 1,6145 ft

Panjang

= 4,8435 ft

Tebal

= 2/16 in

8. Tangki penampung MIBK (F-148) Fungsi

: menyimpang MIBK selama 3 hari sebagai produk

Bahan

: carbon Steel SA-240 Grdae C

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup atas konikal (ά= 120 o) dan tutup bawah plat datar.

Perancangan : Menghitung volume tangki Kebtuhan MIBK

= 3333,33333 kg/ j

Lama penyimpanan

= 3 hari

Jumlah tangki

= 2 buah

Densitas aseton

= 49,80665 lb/cuft

Maka : MIBK tersimpan

= 3333,33333 x 3 x 24 = 239999,9998 kg = 529103,9995 lb

Volume MIBK

= 529103,9995/ 49,80665 = 10623,1598 cuft

Volume aseton untuk satu tangki : Volume MIBK

= 10623,1598/ 2

= 5311,5799 cuft

Appendik C- 29

Jika MIBK mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt) : Vt = 5311,5799/ 0,9 = 5901,7554 cuft Menghiltung diameter shell (Ds) Vt

= ¼ .π. Ds2. H

Dimana : Ds


H


Vt


Maka : 5901,7554 cuft = ¼ .π. Ds 2. (1,5 Ds) Ds

= 17,1135 ft =2053626 in

Menghitung Tekanan Design Tinggi larutan dalam shell (H) : HI

= (4/ π) x (Vl/Ds2 )= (4/ π) x (5311,5799 cuft/ 17,1135 2 = 23,1033 ft

sedangkan : Pdesign = Phidrostatik + 14,7 Dimana :

Phidrostatik

g   gc  HI 49,80665    = 144 144

= 7,991 Psi

Maka : Pdesign = 7,991 Psi + 14,97 = 22,691 Psi

Appendik C- 30

Menghitung tebal silinder : ts =

PixDi +C 2 ( fEx0,6 Pi)

(pers 3-19 B&Y)

Dimana : ts = tebal shell (in) Pi = tekanan design (psi) Di = Diameter Shell (in) f = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi E = Efisiensi pengelasan

= 0,8

C = factor Korosi

= 2/16 in

( APP. D, B&Y hal.342) (B&Y hal 254 )

Sehingga : ts =

22,691x 205,3626 2 4,4875 5 + = = inc. 2(18750 x 0,8 0,6 x 22,691) 16 16 16

Standarisasi diameter tangki Dari table 57 B& Y hal.89 untuk Di = 205,3626 in didapatkan Do = 216 in Maka : Ds

= Do – 2ts = 216 – 2(5/16) = 215,375 in

Hs

= 1,5 x 215 x215,375 = 323,0625 in

Menghitung tebal tutup atas Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o

Appendik C- 31

tha =

PixDi

+C 1 2( fe 0,6 Pi) cos  2

dimana : tha


Pi


Di


F


E

= Efisiensi pengelasan = 0,8

C

= factor korosi = 2/16 in

Maka : Tha =

14,7x 215,375 1 2(18750 x 0,8 0,6x14,7) cos 60 2

+

2 5,3791 6 + = inc. 16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup bawah berbentuk plat datar thb =

PixDi 2( fE 0,6Pi)

+C

(Pers. 3-19 B&Y)

dimana : thb


Pi


Di


F


E


C


(App.D, B& Y hal.342) (B & Y hal,254)

Appendik C- 32

Maka : Thb =

22,691x 215,375 2 4,6088 5 + = = inc. 2(18750 x0,8 0,6 x 22,691) 16 16 16


= tinggi tutup bawah + tinggi tutup atas + tinggi shell


= 323,0625 in

Tinggi tutup bawah

=0

Tinggi tutup atas

= OA = b + sf

Dari table 5-6 B & Y hal 88 untuk Tha = 6/16 in maka : sf = 1,5-3 in Diambil : sf = 1,5 Sedangkan : b =

1 / 2.DS 1 / 2 x 215,375  = 62,1734 in tan 1 / 2 tan 60

Maka : Tinggi tutup bawah = OA = 62,1734 + 1,5 = 63,6734 in Sehingga : Ht = 0 + 323,0625 + 63,6734 = 386,7359 in 9. Mixer (M- 150) fungsi : mengencerkan NaOH dari konsentrasi 40% menjadi konsentrasi 5 %. Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished head. a. Menentukan volume tangki Bahan masuk : 36,74334 lb/j : 16,66667 kg/j ρ(densitas )

: 63,97083 lb/ft 3

Appendik C- 33

waktu pengenceran = ½ jam volume bahan =

36,74334 x (1/ 2) = 0,28719 ft3 63,97083

volume liquid dalam tangki 80 % maka volume tangki (Vt) : Vt = 0,28719/0,8

= 0,35899 cuft

b. Menentukan diameter tangki Dipergnakan dimensi = Ls = 1,5 Ds Volume tnagki = 2.V dish + Vs = 0,0847 Ds2

V dish Vs

= π/4. Ds2.1,5 Ds

0,35899

= (2 x 0,0847 + 1,1775 Ds2 )

Ds

= 0,64355 ft

Volume larutan dalam tutup bawah = 0,087 x 0,643553 = 0,02258 ft3 volume larutan dalam shell = 0,35899 -0,02258 = 0,33641 ft3 Tinggi larutan dalam shell = 4/ π. 0,33641/0,64355 2 Tinggi larutan dalam tutup bawah : BC = r- icr AB = (ID/2) – icr B= r -

BC AB 2

2

Dimana : Icr = 0,06 x D = 0,06 x 0,64355 = 0,03861 ft r

= D = 0,64355 ft

maka :

Appendik C- 34

BC = 0,64355 - 0,03861 = 0,60494 ft AB = (0,64355/2) - 0,03861 = 0,28317 ft b

= 0,64355 -

2

0,60494 - 0,28317

2

sehingga : tinggi larutan (HI) = 1,03475 + 0,35778 = 1,39253 ft = 16,71036 c. Menentukan menentukan design P design = 14,7 + hidrostatik Dimana : P hidrostatik =

.( g / gc).Hi 63,97083 x1x16,71036  = 7,4234 Psi 144 144

Maka : P design = 14,7 + 7,4234 = 22,1234 Psi d. Menentukan tebal tangki Bahan konstruksi = carbon stell SA-240 grade C type 347 F allowable

= 18750 psi

C

= 2/16 in

E

= 0.8

Tebal bagian silinder : ts

=

pd .Di.12 C 2 ( fE 0,6. pi

ts

=

22,1234x 7,7226 x12 2  2(18750 x 0,8 0,6 x 22.1234 16

ts

=

3,0944 3  in 16 16

Appendik C- 35

standarisasi : dari table 5.7 B &Y hal. 90, untuk Di = 7,722 in maka Do = 12 in maka : Ds = Do – 2 ts = 12 –(2.3 /16) = 11,625 Tebal bagian tutup bawah : th

=

0,88. pd .Rc C fE 0,1. pi

th

=

0,885 x 22,1234 x 7,7226 2  18750 x 0,8 0,1x 22.1234 16

th

=

2,1613 3  in 16 16

perhitungan pengaduk : data : µ = 64 Cps = 0,043 lb/ft.dt ρ= 63,97083 lb/cuft Dipakai : Impeler jenis aksial dengan 4 buah plat blade Dari Mc. Cabe fig. 9.9 : D impeler

= 1/3 x 7,7226 = 2,5472 in = 0,215 ft

Lebar Blade

= 0,2 . D impeller 0,2 x 0,215 = 0,043 ft

Panjang blade = 0,25 D impeller =0,054 ft Maka dasar perhitungan kurva Dpada fig 9-13 Mc.Cabe ed.4 Didapat : kecepatan putaran (n) = 90 rpm = 1,5 rps Maka : Nre =

.D 2 .n 63,97083x 0, 2152 x1,5 = =103,15296  0,043

Dari kurva D fig.9-20 Mc.Cabe :

Appendik C- 36

P=

Np.n 3 .Dimpeler 5 . 1x1,53 0,215 5 x 63,97083 = =0,0031 Hp gc 32,2

Grand losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 0,5 Hp Power Input = 0,0031 + 0,5 = 0,5031 = 0,1258 Hp Maka : Total daya yang diperlukan = 0,5061 + 0,1258 = 0,6289 Hp Dipakai daya sebesar 1 Hp 10. Pompa (L-111) fuingsi : Mengalirkan aseton dari f-112 ke R-110 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 4431,96908 kg/j = 9770,71903 lb/j =2,7141 lb/dt Densitas : 54,02 lb/cuft Viskositas = 0,31 cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt =0,00588 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (2,7141 lb/dt)/(54,02 lb/cuft) = 0,0502 cuft/dt 3,012 cuft/mt 22,5328 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

Appendik C- 37

= 3,9x0,05020,45x54,020,13 = 1,0148 in Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 1,38 in = 0,115 ft OD = 1,66 in Flow Area = 1,5 in 2 = 0,0104 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa) V2=Q/A2 =(0,0502 cuft/dt)/(0,0140 ft2) =4,8269 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 4,8269 – 0 = 4,8269 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 54,02 x 4,8269 x 0,115 = = 5099,68552 > 2100  0,00588

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 40 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,115 ft

Appendik C- 38

=11,04 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 77 x 0,115 ft =1,61 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID =3 x 300 x 0,115 ft =11,04 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 40 + 11,04 +1,61 + 34,5 + 1,9 + 3,8 =92,85 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,00131 Didapat : f = 0,09 1. pada straight pipe

Appendik C- 39

F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,009 x 4,8269 2 x92,85 = = 10,5157 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x0,115

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, krena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

Kcxv 2 0,5 x 4,8269 2 F2 = = = 0,1809 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 3. sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

Kex.v 2 1x 4,82692 F2 = = = 0,3618 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2 4. friction in 3 elbow 90O Kf = 0,75

Kfxv 2 0,75 x 4,8269 2 F2 = 3 x =3x = 0,814 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 10,5157 + 0,1809 + 0,3618 + 0,814 = 11,8724 lbm.ft / lbm

Appendik C- 40

Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 4,8269 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (4,82692 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 11,8724 = Ws Ws = 12,8553 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 12,8553 x 0,0502 x 54,02 / 550 = 0,0634 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0634 / 0,18 = 0,3522 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,3522 / 0,8 = 0,4403 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron

Appendik C- 41

Jumlah : 1 buah 11.

Pompa (L-122) fuingsi : Mengalirkan aseton dari f-113 ke R-120 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 5787,46005 kg/j = 12759,03443 lb/j =3,54418 lb/dt Densitas : 49,87286 lb/cuft Viskositas = 0,575 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt =0,000386 lb/ft.dt

Menghitung rate volumetrik Q = (3,54418 lb/dt)/(49,87286 lb/cuft) = 0,0711 cuft/dt = 3,012 cuft/mt = 22,5328 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,071120,45x49,872860,13 = 1,973 in Standarisasi ID = 2 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 2,067 in = 0,1723 ft OD = 2,38 in

Appendik C- 42

Flow Area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa) V2 = Q/A2 = ( 0,0711 cuft/dt)/(0,0233 ft2) = 3,0515 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 3,0515 – 0 = 3,0515 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 49,87286 x3,0515x 0,1723 = = 67932,19084 > 2100  0,000384

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 30 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,1723 ft =16,5408 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,1723 ft

Appendik C- 43

=2,4122 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID =3 x 300 x 0,1723 ft =51,69 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 30 + 16,5408 +2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8 =106,343 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,000876 Didapat : f = 0,0045 1. pada straight pipe F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,0045 x3,05152 x106,343 = = 1,6063 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x 0,1723

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka :

Appendik C- 44

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5 F2 =

Kcxv 2 0,5 x3,05152 = = 0,0723 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2

3. sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1 F2 =

Kex.v 2 1x 3,0515 2 = = 0,1446 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

4. friction in 3 elbow 90O Kf = 0,75 F2 = 3 x

Kfxv 2 0,75 x3,0515 2 =3x = 0,3253 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2

Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 1,6063 + 0,0723 + 0,1446 + 0,3253 = 2,1485 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 3,0515 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws

Appendik C- 45

(3,05152 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,1485 = Ws Ws = 2,9142 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 2,9142 x 0,0711 x 49,87286 / 550 = 0,0188 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0188 / 0,18 = 0,1044 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,1044/ 0,8 = 0,1305 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 12. Pompa (L-145) fungsi : Mengalirkan aseton dari F-124 ke R-140 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 3951,55463 kg/j = 8711,59734 lb/j = 2,41989 lb/dt Densitas : 55,55026 lb/cuft Viskositas = 1,9 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt

Appendik C- 46

= 0,00128 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (2,41989 lb/dt)/(45,55026 lb/cuft) = 0,0531 cuft/dt = 3,186 cuft/mt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,05310,45x45,550260,13 = 1,7099 in Standarisasi ID = 2 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 2,067 in = 0,1723 ft OD = 2,38 in Flow Area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter A1 tangki>>>A1 pipa) V2=Q/A2 = (0,0531 cuft/dt)/(0,0233 ft2) = 2,279 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 2,279 – 0 = 2,279 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 45,55023 x2,279 x 0,1723 = = 13973,67034 > 2100  0,00128

Appendik C- 47

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 60 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,1723 ft =16,5408 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,1723 ft =2,4122 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID = 3 x 300 x 0,1723 ft = 51,69 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 60 + 16,5408 + 2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8

Appendik C- 48

= 136,343 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,000876 Didapat : f = 0,007 1. pada straight pipe

4 xfxv 2 x L 4 x0,007 x 2,279 2 x136,343 F1 = = = 1,7869 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x0,1723 2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5 F2 =

Kcxv 2 0,5 x 2,279 2 = = 0,0403 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2


Kex.v 2 1x 2,279 2 = = 0,0806 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2


Kfxv 2 0,75 x 2,279 2 =3x = 0,1815 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2

Appendik C- 49

Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 1,7869 + 0,0403 + 0,0806 + 0,1815 = 2,0893 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 4,8269 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,2792 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,0893 = Ws Ws = 2,7911 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 12,8553 x 0,0502 x 54,02 / 550 = 0,0123 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0683 / 0,18 = 0,0683 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80%

Appendik C- 50

Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0683 / 0,8 = 0,0854 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 13. Pompa (L-147) fuingsi : Mengalirkan bahan dari f-112 ke R-110 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 6037,27337 kg/j = 13309,77287 lb/j = 3,6972 lb/dt Densitas : 45,55026 lb/cuft Viskositas = 0,18 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt = 0,000121 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (3,6972 lb/dt)/(45,55026 lb/cuft) = 0,0812 cuft/dt = 4,872 cuft/mt = 36,4474 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : iD optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,08120,45x54,550260,13

Appendik C- 51

= 2,070 in Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 2,469 in = 0,2058 ft OD = 2,88 in Flow Area = 4,79 in 2 = 0,0333 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa) V2=Q/A2 = (0,0812 cuft/dt)/(0,00333 ft2) = 2,4384 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 2,4384 – 0 = 2,4384 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 45,55026 x 2,4384 x0,2058 = = 188910,375 > 2100  0,00121

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 60 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,2058 ft =19,7568 ft

Appendik C- 52

 Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,115 ft =2,8812 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID =3 x 300 x 0,2058 ft =61,74 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 60 + 19,7568 +2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8 =10,078 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,000733 Didapat : f = 0,005 1. pada straight pipe F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,009 x 2,4684 2 x160,078 = = 1,4363 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x 0, 2058

Appendik C- 53

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5 F2 =






Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 1,4363 + 0,0462 + 0,0923 + 0,2077 = 1,7825 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 2,4384 ft / dt

Appendik C- 54

ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,43842 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 1,7824 = Ws Ws = 2,4959 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 2,4959 x 0,0812 x 45,55026 / 550 = 0,0168 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0168 / 0,18 = 0,0933 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0933 / 0,8 = 0,1166 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 14. Pompa (L-133) fuingsi : Mengalirkan aseton dari F-134 ke R-110 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 1154,15892 kg/j

Appendik C- 55

= 2544,45876 lb/j =0,7068 lb/dt Densitas : 54,02 lb/cuft Viskositas = 0,15 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt =0,000101 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (0,7068 lb/dt)/(54,02 lb/cuft) = 0,0131 cuft/dt = 0,786 cuft/mt = 5,8801 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari Peter and Timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,01310,45x54,020,13 = 0,9313 in Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 1,049 in = 0,0874 ft OD = 1,32 in Flow Area = 0,864 in 2 = 0,006 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena A1 tangki>>>A2 pipa) V2=Q/A2

Appendik C- 56

= (0,0131 cuft/dt)/(0,006 ft2) =2,1833 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 2,1833 – 0 = 2,1833 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 54,02 x 2,1833 x0,0874 = = 102060,585 > 2100  0,000101

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 40 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,0874 ft =8,3904 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,0874 ft =8,3904 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID

Appendik C- 57

=3 x 300 x 0,0874 ft =26,22 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 60 + 8,3904 +1,2236 + 26,22 + 1,9 + 3,8 =101,534 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,00173 Didapat : f = 0,006 1. pada straight pipe F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,006 x 2,1833 2 x101,534 = = 2,0637 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2x 32,2x 0,115


Kcxv 2 0,5 x 2,1833 2 = = 0,037 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2

3. sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

Appendik C- 58

F3 =

Kex.v 2 1x 2,18332 = = 0,074 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2


Kfxv 2 0,75 x 2,18332 =3x = 0,1665 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 12,0637+ 0,037 + 0,074 + 0,1665 = 2,3412 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 2,1833 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,18332 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,3412 = Ws Ws = 3,0363 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 3,0363 x 0,0131 x 54,02 / 550

Appendik C- 59

= 0,0039 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0039 / 0,18 = 0,0217 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0217 / 0,8 = 0,0271 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 15. Blower (L-146B) Fungsi

: sebagai alat transportasi gas hidrogen yang di-recycle .

Rate

: 6,53334 Kg/j

Suhu masuk

: 120 oC

Tekanan

: 1 atm (14,7 Psia )

Pressur drop

: 0,5 psia

Perhitungan : Menentukan volume gas : Vgas =

n.R .T P

Dimana : n=

6,53334kg 3,26667 kgmol 2

R = 82,057.103 m3.atm/kgmol.K

Appendik C- 60

T = 120 oC = 393 K P = 1 atm Maka : 3

Vgas

3,26667 x82,057.10 x 393 = 105,345 m 3 = 3720,2236 cuft 1

Menentukan rate volumemetrik Rate Volumetrik = massa/ densitas Dimana : Densitas =

14,4034lb 0,00387lb / cuft 3720,2236cuft

Menentukan daya blower Hp = Hp Udara / η Dimana : Hp udara = V.P/33000 = 144 x 3720,2236 x0,5 / 33000 = 8,1169 Efisiensi = 70% Maka : Hp = 8,1169/0,7 = 11,596 Diambil power sebesar 12 Hp Kesimpulan Type

: Blower centrifugal

Jumlah

: 1 buah

Bahan

: Carbon steel

Appendik C- 61

16. Blower (L-146A) Fungsi

: sebagai alat transportasi gas hidrogen dari F-148A ke D-140

Rate

: 65,33334 kg /j

Suhu

: 30 oC

Tekanan

: 3 atm (44,1 psia)

Presure drop : 0,5 Psi Perhitungan : Menentukan volume gas Vgas =

n.R .T P

Dimana : n=

6,53334kg 32,6667 kgmol 2

R = 82,057.103 m3.atm/kgmol.K T = 30 oC

= 303 K

P = 3 atm Maka : 3

Vgas

32,6667 x82,057.10 x 303 = 270,7334 m 3 = 9560,8606 cuft 36


144,0339lb 0,0151lb / cuft 9560,8606 cuft

Menentukan daya blower

Appendik C- 62

Hp = Hp Udara / η Dimana : Hp udara = V.P/33000 = 144 x 9560,8606 x0,5 / 33000 = 20,81169 Efisiensi = 70% Maka : Hp = 20,81169/0,7 = 29,7309 Diambil power sebesar 30 Hp Kesimpulan Type


Daya

: 30 Hp

Jumlah

: 1 buah

Bahan

: Carbon steel

17. Kondensor (E-121) T1 = 248 oF t2 = 78,8 oF

t2 = 95 oF

T1 = 135,104 oF Perencanaan : 1) Uapa campuran berada dalam shell dan pendingin (air) dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,001 BTU/j.ft2. oF

Appendik C- 63

3) Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : 1. neraca bahan dan panas Dari app.B didapat : Q = 211742,09180 Kkal/j = 840259,7335 BTU/j M = 1927,47218 kg/j

= 4249,30517 lb/j

m = 12477,95046 kg/j

= 27508,888958 lb/j

248 95 135,104 78,8 T1 t 2  T2 t1 =  2. ΔTLMT =  =96,728 oF  248  95   T t  ln ln 1 2  135,104 78,8  T2 t 1 

karena isothermal maka : ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMT = 96,728 o F 3. suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 ) = 191,552 oF tc = ½ (T1 + T2 ) = 86,9 o F 4. Trial UD = 90 BTU/j.ft. oF A=

Q 840259,7335 = =96,52 ft2 UDx t 90 x 96,728

M=

A 840259,7335 = =30,723 ≈31 buah '' a xl 90 x 96,728

Dari table 9, hal.841 Q Kern didapat : Nt Stadar

= 32 buah

Ids

= 10 in

N

=1

B

= Ids = 10 in

Appendik C- 64

12xl 12x12 = = 14,4 B 10

N+1=

UD korektor =

Nt Nt s tan dart

xUD s tan dart =

31 O x 90 = 87,118 BTU /jft F 32

Evaluasi Perpindahan Panas Shell ( Uap campuran ) 5. as =

IDs.B.c 10 x10 x 0, 25 = n.Pt.l 44 1x.11 / 4144

= 0,139

Tube (air) Nt .a' n.144

5’.at =

=

32.0,576 = 0,064 2.144

6. Gs = M/as 6’. Gt = m/at = 4249,30517 / 0,139 = 27508,88958/0,064 = 30570,54079 = 429826,3997 NRe =

=

de.Gs .2,42

NRe =

(0,99 / 12).30570,54079 0,247.2,42

0,856  .429826,4   12   = 0,85.2,42

= 4219,3422 7. Asumsi kondesor horizontal ho = 180 BTU / j. ft. oF G=

=

M 2 /3 Nt .l

32

2 /3

= 35,132

= 14905,66351 7’. V = Gt/ 3600.ρ V=

4249,30517

di.Gt .2,42

429826,3997 3600.62,5

= 1,91

.12

= 0,94; hi = 500 hi koreksi = 0,94.500 = 470

Appendik C- 65

   ho  tw = tc   Tc tc     ho hio   

di  hio = hi koreksi x    do 

=

   180  86,9     191,552 86,9  180 402,32     O =119,249 F

0,856  = 470 .    1 

= 402,32

f = 0,309; kf = 0,22; sf = 0,879 ho = 165 Btu / j.fto F

8.Uc =

hio.ho 402,32 x165 = = 117,011 hio ho 402,32 165

9.Rd =

Uc Ud 117,011 87,188 = Uc.Ud 117,011x87,188

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi) Evaluasi Pressure Drop Shell Uap Campuran 1. N Re = 4219,3422 2.

f = 0,0025

(Kern,fig.29,hal.839) 3. Ps =

f .Gs 2 .Id .( N 1) 25,221010.de.sg

Tube (Air) 1’. N Re = 14905,66351 2’. f = 0,00029 (Kern,fig.29,hal.839) 3’. Ps =

f .Gt 2 .I .n 25,221010.di.sg

Appendik C- 66

=

=

0,0029(30570,54079) 2 .12.2 5,22.10 10.(0,856 / 12).1

10   0,0025(30570,54079) 2 .  .14,4 12   = 0,345 10 25,22.10 .(0,99 / 12).0,879 = 0,00371 psi < 2 psi 4n v 2 Pn= x sg 2 g (memenuhi)

=

4.2 1,912 x 1 2 x32,2

= 0,453 Pt = 0,345 + 0,453 = 0,789 psi Pt < 2 psi (memenuhi)

Kesimpulan Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari Destilator (R-130) Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Diminsi kondesor : Shell : Ids = 10 in; n = 1; b=10 in Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=12 ft; nt = 32 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in Bahan : Carbon steel 18. Kondensor (E-131) T1 = 165,542 oF t2 = 78,8 oF

t2 = 104 oF

Appendik C- 67

T1 = 156,146 oF Perencanaan : 1) Uapa campuran berada dalam shell dan pendingin (air) dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,001 BTU/j.ft2. oF 3) Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : a. neraca bahan dan panas Dari app.B didapat : Q = 617194,5864 Kkal/j = 2449223,743 BTU/j M = 3933,55076 kg/j

= 8671,90601 lb/j

m = 44085,3276 kg/j

= 97190,51323 lb/j

b. ΔTLMT =

61,542 77,346 =69,14 oF 61,542 ln 77,346

karena isothermal maka : Ft = 1 sehingga : Δt = ΔT LMTD = 69,14 oF c. Suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 ) = 160,844 oF tc = ½ (T1 + T2 ) = 91,4 o F d. Trial UD = 120 BTU/j.ft. oF A=

Q 2449223,743 = =295,201 ft2 UDx t 120 x 69,14

M=

A 295,201 = =70,47 ≈71 buah '' a xl 0,261x12


= 76 buah

Appendik C- 68

Ids

= 15,25 in

N

=1

B

= Ids = 15,25 in

N+1=

12xl 12x16 = = 12,59 B 15,25

UD korektor =

Nt Nt s tan dart

xUD s tan dart =

71 x120 = 112,11 BTU /jft OF 76

Evaluasi Perpindahan Panas Shell ( Uap campuran ) e.

as =

IDs.B.c = n.Pt.l 44

15,25 x15,25 x0,25 1x.11 / 4 x144

Gs = M/as = 8671,90601 / 0,323 = 26848 NRe =

=

5’.at =

=

Nt .a' n.144 76.0,576 = 0,152 2.144

6’. Gt = m/at

= 0,323 f.

Tube (air)

= 97190,51323/0,152 = 639411,2713 NRe =

de.Gs .2,42

di.Gt .2,42

=

(0,99 / 12).26848,00622 0,223.2,42

0,856  .639411,2713    12  0,8.2,42

= 4104,363 = 23559,5751 g.

Asumsi kondesor 7’ . V = Gt/ 3600.ρ horizontal

Appendik C- 69

ho = 180 BTU / j. ft. oF G=

=

V=

M Nt

2 /3

.l

8671,90601 76 2 / 3.16

23559,5751 3600.62,5

= 2,84 = 0,94; hi = 740 hi koreksi = 0,94.740 = 695,6

= 30,21    ho  tw = tc   Tc tc     ho hio   

di  hio = hi koreksi x   do 

=

   180   91,4    160,844 91, 4  180 595,434     O =107,52 F f = 0,262; kf = 0,12; sf = 0,879 ho = 220 Btu / j.fto F

8.Uc =

hio.ho 595,434 x 220 = = 160,65 hio ho 595, 434 220

9.Rd =

Uc Ud 160,65 112,11 = =0,0021 Uc.Ud 160,65 x112,11

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi)

0,856  = 695,6 .     1 

= 595,434

Appendik C- 70

Evaluasi Pressure Drop Shell Uap Campuran

Tube (Air)

4. N Re = 4104,363 5.

1’. N Re = 23559,5751

f = 0,0025

2’. f = 0,00029 (Kern,fig.29,hal.839)


3’. Ps =

f .Gs 2 .Id.( N 1) 25,221010.de.sg =

=

f .Gt 2 .I .n 25,221010.di.sg

2,5.10 4 s(639411,2713) 2 5, 22.1010.(0,856 / 12).1

= 0,878 15, 25  0,0025( 26848,0062) . .12   12  4n v 2 10  Pn= x 25,22.10 .( 0,99 / 12).0,879 sg 2 g = 0,00381 psi < 2 psi 2

(memenuhi)

4.2 2,842 = x 1 2 x32,2 =1 Pt = 0,878 + 1 = 1,878 psi Pt < 2 psi (memenuhi)

Kesimpulan Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari reaktor (R-120) Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Diminsi kondesor : Shell : Ids = 15,25 in; n = 1; B=15,25 in Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=12 ft; nt = 76 buah; Pt=1,25 in

Appendik C- 71

Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in Bahan : Carbon steel 19. Kondensor (E-141) T1 = 237,9 oF t2 = 78,8 oF

t2 = 122 oF


= 13309,78934 lb/j

m = 47545,63287 kg/j

= 104819,1022 lb/j

b. ΔTLMTD =

115,92 32,89 =65,91 oF 115,92 ln 32,89

karena isothermal maka : ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMT D= 65,91 oF c. suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 ) = 174,81 oF tc = ½ (T1 + T2 ) = 100,4o F

Appendik C- 72

d. Trial UD = 100 BTU/j.ft. oF A=

Q 45528227,389 = =687,03 ft2 UDx t 100x 65,91

M=

A 687,03 = =164,02 ≈164 buah '' 0,2618x16 a xl


= 166 buah

Ids

= 21,25 in

N

=1

B

= Ids = 21,25 in

N+1=

12xl 12x16 = = 9,04 B 21,25

UD korektor =

Nt Nt s tan dart

xUD s tan dart =

164 x100 = 98,8 BTU /jftOF 21,25


as =

IDs.B.c = n.Pt.l 44

21,25x 21,25 x0,25 1x.11 / 4 144

5’.at =

=

Nt .a' n.144 166.0,576 = 0,332 2.144

6’. Gt = m/at

= 0,627 f.

Tube (air)

Gs = M/as = 13309,78934 / 0,627 = 21227,73419

= 104819,1022/0,332 = 315720,1873 NRe =

di.Gt .2,42

Appendik C- 73

NRe =

=

=

de.Gs .2,42

0,856  .315720,1873    12  0,7.2,42

(0,99 / 12).21227,73419 0,263.2,42

= 13294,78947

= 2751,60744 g.

Asumsi kondesor

7’ . V = Gt/ 3600.ρ

horizontal

V=

ho = 180 BTU / j. ft. oF M G= Nt 2 / 3 .l

=

13309,78934 2/ 3 166 .16

= 27,54

= 1,4 = 0,94; hi = 440 hi koreksi = 0,94.440 = 413,6 di  hio = hi koreksi x    do 

   ho  tw = tc   Tc tc     ho hio    =

   100  86,9     174,81 100,4  100 354,042     O =150,145 F f = 0,686; kf = 0,0851; sf = 0,284 ho = 200 Btu / j.fto F

315720,1873 3600.62,5

0,856  = 413,6 .    1 

= 354,042

Appendik C- 74

8.Uc =

hio.ho 354,042 x 200 = = 127,8 hio ho 354,042 200

9.Rd =

Uc Ud 127,8 98,8 = Uc.Ud 127,8 x98,8

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi) Evaluasi Pressure Drop Shell Uap Campuran

Tube (Air)

7. N Re = 2751,60744 8.

1’. N Re = 13294,7947

f = 0,0027 (Kern,fig.29,hal.839) Ps =

9.

2’. f = 0,00029

f .Gs 2 .Id .( N 1) 25,221010.de.sg

(Kern,fig.29,hal.839) 3’. Ps =

21,25  2 0,0027( 212227,7342) . .9,04   12  = 10 25,22.10 .(0,99 / 12).0,686

=

f .Gt 2 .I .n 25, 221010.di .sg

0,0029(315720,1873) 2 .1 5,22.1010 .(0,856 / 12).1

= 0,0033 psi < 2 psi (memenuhi) = 0,248 Pn=

=

4n v 2 x sg 2g 4.2 1,4 2 x 1 2 x32, 2


Kesimpulan Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari Hidrogenator (R-140)

Appendik C- 75

Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Dimensi kondesor : Shell : Ids = 21,25 in; n = 1; b=21,25 in Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=16 ft; Nt = 166 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in Bahan : Carbon steel Jumlah : 1 buah 20. Reboiler (E-132) T1 = 188,24 oF t2 = 302 oF

t2 = 302 oF

T1 = 212 oF Perencanaan : 1) Uap campuran berada dalam shell dan pemanas dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,003 j.ft2. oF / BTU 3) Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : a. neraca bahan dan panas suhu feed masuk : 392,95 K Dari app.B didapat : Q = 156446,164 BTU/j M = 2533,37664 kg/j

= 5585,08214 lb/j

Appendik C- 76

qs = m.cp.t = 8711,59734 x 0,68 x64,26 = 380668,926 BTU/j qv = 0,8 x 8711,59734 x (380-210) = 1184777,238 BTU/j b. ΔTLMT D =

100,36 85 =92,46747 oF 100,36 ln 85

karena steam jenuh, maka : ft = 1 sehingga: Δt=ΔT LMTD=92,46747 oF c. Suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 )= ½ (338+338) = 338 oF tc = ½ (t1 + t2 ) = ½(237,64 + 253) = 245,32 oF d. Q/A = 12000 BTU/j.ft2 A=156446,164 /12000= 130,45385 ft2 Nt=

A 130,45385 = =31,14349 '' a xl 0,2618 x16

Dari Nt standart = 32 buah (square pitch) Ids

= 10 in

n

=2

Pt

= 1,25 in

Appendik C- 77

Evaluasi Perpindahan Panas Shell ( Uap campuran )

Tube (air)

e.

-

5’.-

f.

-

6’. -

g.

Trial ho = 120 BTU / j.

7’. Hio = 1500 BTU/j.ft2.OF

ft. oF    ho  tw = tc   Tc tc     ho hio       1500  = 245,32  92,68    120 1500    =331,13481OF t = tw-tc = 331,13481OF – 245,32 = 85,81481OF dari fig.15.11 kern hal.473 : hv = 300 BU/j.ft 2.OF hs = 68 BTU/j.ft 2.OF ho =

=

Q qs qv  hs hv

1565446,164 380668,926 1184777,2381  68 300

= 163,96691 BTU/j.ft2.OF

Appendik C- 78

8.Uc =

hio.ho 1500 x163,96691 = = 147,80965 hio ho 1500 163,96691

9.Ud =

Q 538385,2652 = =105,62928 ( Ntxa" xl)t (32x 0,1309x12)101,4

10.Rd=

Uc Ud 192,25103 105,62928 = =0,00427>0,003 UcxUd 192,25103 x105,62928

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi) Evaluasi Pressure Drop P Shell diabaikan P Tube (steam) : 1. a1 =

G1 =

Ntxa' 32x0,548 = =0,06089 nx144 2x144

m 2881,30746  47319,87945 a1 0,06089

0,834 x 4731,87945 di. Gi 12 NRe =  93722,75916 .2,42 0,0145 x 2, 24 2. f = 0,00015 3. Ps =

4

2

1, 5. x( 47319,87945 ) x12 x 2  10 0, 0014 psi 10 0,834) 10 2x5,22.10 .di. sg 2x 5,22.10 x( x 0,79 12 2

f. Gi .l.n

2

2

4n v 4 x 2 0,2103 4. Pn = x  x 0,00695 psi sg 2.g ' 0,79 2x 32,2 5. Pt = 0,0014 + 0,00695 = 0,00835 psi < 2 psi ( memenuhi)

Appendik C- 79

Kesimpulan Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Dimensi Reboiler : Shell : IDs = 10 in; n = 1 Tube : OD = 1 in 14 BWG; 1=12 ft; Nt = 32 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; di = 0,834in, de = 0,99 in; Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 buah 21. Reboiler (E-142) T1 = 237,64 oF t2 = 338 oF

t2 = 338 oF

T1 = 253 oF Perencanaan : 1) Uap campuran berada dalam shell dan pemanas dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,001 j.ft2. oF / BTU 3). Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : 1. neraca bahan dan panas suhu feed masuk : 359,95 K Dari app.B didapat : Q = 1565446,164 BTU/j

Appendik C- 80

M = 2533,37664 kg/j

= 5585,08214 lb/j

qs = m.cp.t = 8711,59734 x 0,68 x 64,26 = 380668,926 BTU/j qv = 0,8 x 8711,59734 x (380-210) = 1184777,59734 BTU/j 2. ΔTLMT D =

100,36 85 =101,41655 oF 100,366 ln 85

karena steam jenuh, maka : ft = 1 sehingga: Δt=ΔT LMTD=92,46747 oF 3. Suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 )= ½ (338+338) = 338 oF tc = ½ (t1 + t2 ) = ½(237,64 + 253) = 245,32 oF 4. Q/A = 12000 BTU/j.ft2 A=1565446,164/12000 = 130,45385 ft2 Nt=

A ''

a xl

=

130,45385 = 31,14349 0,2618 x16

Dari Nt standart = 32 buah (square pitch) Ids = 10 in,n= 2, Pt= 1,25 in

Appendik C- 81


Tube (air)

5.

-

5’.-

6.

-

6’. -

7.

Trial ho = 180 BTU / j. ft.


o

F


   1500  = 245,32  92,68     120 1500   =331,13481OF t = tw-tc = 331,13481 – 245,32 = 85,81481 OF dari fig.15.11 kern hal.473 : hv = 3000 BU/j.ft 2.OF hs = 68 BTU/j.ft 2.OF ho =

=

Q qs qv  hs hv

1565446,164 380668,926 1184777,2381  68 300

= 163,96691 BTU/j.ft2.OF

Appendik C- 82

8.Uc =

hio.ho 1500 x163,96691 = = 147,80965 hio ho 1500 163,96691

9.Ud =

Q 1565446,164 = =126,30181 ( Ntxa" xl)t (32x 0,2618 x12)92,5

10.Rd=

Uc Ud 147,80965 126,30181 = =0,0012>0,001 UcxUd 147,80965 x126,30181


G1 =

Ntxa' 32x0,546 = =0,06067 nx144 2x144

m 5585,08214  92056,73545 a1 0,06067

0,834 x 92056,73545 di. Gi 12 NRe =  20336,75497 .2,42 0,13 x2,24 2. f = 0,00023 3. Ps =

2

4

2,3.10 x (92056, 73545 2 ) x16 x 2  0,0126 psi 10 10 0,834) 2x5,22.10 .di.sg 2x 5,22.10 x ( x 0,79 12 f. Gi .l.n

2

4n v 4 x 2 0,60264 2 4. Pn = x  x 0,06635 psi sg 2.g ' 0,68 2 x 32, 2 5. Pt = 0,0126 + 0,06635 = 0,00835 psi 1111< 2 psi ( memenuhi)

Appendik C- 83

Kesimpulan Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Dimensi Reboiler : Shell : IDs = 10 in; n = 1 Tube : OD = 1 in 14 BWG; 1=12 ft; Nt = 32 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; di = 0,834in, de = 0,99 in; Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 buah 22. Heater (E-144A) Fungsi : untuk memanaskan gas H 2 dari 30 OC menjadi 75 OC. Type : Double Pipe Heat Exchanger. t1= 86OF T1 = 248 OF

T 2 = 248 OF

t2 = 167 OF Dasar perancangan : T1 = Suhu steam masuk = 248

O

F

T2 = Suhu steam keluar = 248 OF t1 = Suhu liquid masuk = 86 OF t2 = Suhu liquid keluar = 167 OF Rd gabungan maksimum 0,002 jam.ft2 OF ( faktor kekotoran ) P liquid maksimum = 5 Psi

Appendik C- 84

P uap maksimum = 2 psi tekanan = 3 atm = 44,1 Psia massa liquid panas ( dari App. B) = 144, 03388 lb/j perhitungan : 1. Neraca massa dan panas Q = M. Cp. t = m.  =144,0338 lb/ j x 3,41072 BTU / lb. OFx (167-86)oF = m.908,50686 BTU/lb m=

36791,99805 = 43,79934 lb/ j 908,50686

2. t LMTD =

(248 86) (248 167) = 116,053 oF (248 86) ln (248 167)

Karena t1 = t2 maka Ft = 1, heat exchanger Type 1-2 t = ft.tLMTD

= 1 x 116,053 oF

3. suhu kalorik Tc = ½(T1=T2) = ½ (86+167) = 126,5oF tc = ½ (t1+t2) = ½ (248+248) = 248 oF dari tabel 6.22 hal 110 kern didapat : 2 x 1 ¼ bagian anulus : aan = 1,19 in de = 0,915 in de’ = 0,40 in bagian tube :

ap = 1,50 in di = 1,38 in do = 1,66 in

Appendik C- 85

Evalausi perpindahan panas Bagian Anulus (Hidrogen) 4. G.an=

=

Bagian Pipa (steam)

M aan

5’. G. P=

144,03388 1,19 144

=

= 17429,30985 lb/j ft2 NRE =

Gan .de

NRE =

.2.42 0,40 12 0,0090016 x2,42

.2.42 1,38 12 0,03x 2,42

=

= 6660,395504

6. JH = 81

6’. JH = 23 1/ 3

1/ 3

ho k  Cp. JK  an de  k  

hi k  Cp. 7’. JK  p di  k  

1/ 3

=

81x

GP .di

4204,73664x

= 26670,05181

7.

43,79934 1,50 144

= 4204,73664 lb/j ft2

17429,30985x =

M aP

0,129  3,41072 x 2,42  (0,915 / 12)  0,129 2. o

= 114,05188 BTU / j.ft F

0,0137  0,45 x0,03 x2,42  = 23x   (1,38 / 12)  0,0137  = 3,661 BTU / j.ft2. oF hio hi di  x p p do

an = 1 karena <1cp,maka : = 3,661x ho = 114,01588

1,38 1,66

= 3,0432 karena pipa terisi steam maka :

Appendik C- 86

p = 1 sehingga : hio = 3,0432 BTU/j.ft2oF

8. UC =

hio.ho 3,0432 x114,01588 = = 2,9641 BTU /j.ft2oF hio ho 3,0432 114,01588

9. Rd =

UC UD UCxUD

0,002=

2,9641 UD 2,9641xUD

UD = 2,9466 10. Ao =

L=

Q 39791,99805 = = 116,3639 ft2 UD.t LMTD 2,9466x116,053

Ao 116,3639 = = 267,89 ft .do 3,14 x 1,06 12

Menentukan 1 ekonomis : Dimana : n=

L 2x1

L baru = npb.2.1 A baru = .do. L baru UD baru =

Q UD.t LMTD

Rd dihitung =

UC UDbaru UCxUDbaru

Appendik C- 87

Rddihitung rdketetapa n Rdketetapan

% Design =

maka dengan menggunakan persamaan diatas, didapat :

1

n

L baru

A baru

UD baru

Rd

% design

dihitumng 12’

12

288’

125,1

2,741

0,0275

1275

16’

9

288’

125,1

2,741

0,0275

1275

20’

7

280’

121,6

2,820

0,0172

760

Kesimpulan : 1 = 20’; n = 7; % = 760 Evaluasi P Bagian Anulus (Hidrogen) 1. NRE =

Bagian pipa (Steam) 1’. Nre = 6660,395504

Gan .de

.2.42 2’. F = 0,0035 + 0,40 12 0,0090016 x2,42

0,264 N Re .0,42

17429,30985x =

= 0,0035+

0,264 6660,395504 x0,42

= 26670,05181 =0,01004 2. f = 0,0035 +

= 0,0035+ = 0,00715

0, 264 N Re x 0,42 0,264 26670,0582 x0,42

3’.Pp=

4. f .Gp2 .L 2.g ..di

4x 0,01004 x4204,73664 2 x 280 = 1,38 2.x 4,81x108x 28,752x 12

Appendik C- 88

3. Pl =

4. f .Gan2 .L 2.g..de'

= 0,00218

= 4.x 0,00715 x17429,30985 2 x280 0,40 2 x 4,8108 x 218,752 x 12 = 0,00159 ft

 V2  4. Pn =n   2. g   V=

Gan 17429,30985 = 3600. 3600 x 218,75

= 0,022 ft/dt Pn = 7 x

0,022 2 = 0,000053 Psi 2 x 32, 2

Pan= P1 + Pn = 0,00159 + 0,000053 = 0,001643 ft x  = 0,0025 psi

23. Heater (E-144B) Fungsi : untuk memanaskan gas H 2 dari 30 OC menjadi 75 OC. Type : Double Pipe Heat Exchanger. t1= 167OF T1 = 302 OF

T 2 = 302 OF

Appendik C- 89


O

F

T2 = Suhu steam keluar = 302 OF t1 = Suhu liquid masuk = 167OF t2 = Suhu liquid keluar = 248OF Rd gabungan maksimum 0,002 jam.ft2 OF ( faktor kekotoran ) P liquid maksimum = 5 Psi P uap maksimum = 2 psi tekanan = 1 atm = 14,7 Psia massa liquid panas ( dari App. B) = 144, 03388 lb/j perhitungan : 1. Neraca massa dan panas Q = M. Cp. t = m.  =144,0338 lb/ j x 3,41072 BTU / lb. OFx (248-167)oF = m.478,39048 BTU/lb m=

40237,43435 = 84,11002 lb/ j 478,39048

2. t LMTD =

(302 167) (302 248) = 88,4 oF (302 167) ln (302 167)

Karena t1 = t2 maka Ft = 1, heat exchanger Type 1-2 t = ft.tLMTD = 1 x 88,4oF 3. suhu kalorik

Appendik C- 90

Tc = ½(T1=T2) = ½ (167+248) = 207,5oF tc = ½ (t1+t2) = ½ (302+302) = 302 oF dari tabel 6.22 hal 110 kern didapat : 2 x 1 ¼ bagian anulus : aan = 1,19 in de = 0,915 in de’ = 0,40 in bagian tube :

ap = 1,50 in di = 1,38 in do = 1,66 in Evalausi Perpindahan Panas

Bagian Anulus (Hidrogen) 5. G.an=

=

M aan

Bagian Pipa (steam) 5’. G.P =

144,03388 1,19 144

=

= 17429,30985 lb/j ft2 NRE =

Gan .de .2.42

0,40 12 0,0090016 x2,42

= 26670,05181 6. JH = 81

84,11002 1,50 144

= 8074,56192 lb/j ft2 NRE =

17429,30985x =

M aP

GP .di .2.42

1,38 12 0,0148x 2,42

8074,56192 x =

= 25926,25142 6’. JH = 80

Appendik C- 91

ho k  Cp. JK  an de  k  

hi k  Cp. 7’. JK  p di  k  

1/ 3

7.

1/ 3

=

1/ 3

0,120 3,5x 2,42 x 0,0095   = 81x   (0,915 / 12)  0,120 

80 x

2. o

= 110,197897BTU / j.ft F an = 1 karena <1cp,maka :

0,0170  0,54 x 0,0148 x  (1,38 / 12)  0,0170

= 12,34568 BTU / j.ft2. oF

2o

ho = 110,197898 BTU/j.ft F hio hi di  x p p do = 12,34568x

1,38 1,66

= 10,26328 BTU/j.ft2oF karena bentuk pipa dengan steam maka : p = 1 maka: hio = 10,26328 BTU/j.ft2oF

8. UC =


9. Rd =

UC UD UCxUD

0,002=

9,338885 UD 9,338885 xUD

UD = 9,215799

Appendik C- 92

10. Ao =

L=

Q 40237,43435 = = 49,39068 ft2 UD.t LMTD 9,215799x 88,4

Ao 49,39068 = = 113,70734 ft 1,06 .do 3,14 x 12


L 2x1


Q UD.t LMTD

Rd dihitung =

% Design =




1

n

L baru

A baru

UD baru

Rd

% design

dihitumng 12’

5

120’

52,124

8,733

0,0080

299,95

16’

4

128’

55,599

8,188

0,0156

681,05

20’

3

120’

52,124

8,733

0,0080

299,95

Kesimpulan :

Appendik C- 93

1 = 12’; n = 5; % = 299,5 Evaluasi P Bagian Anulus (Hidrogen) 1. NRE =


Gan .de

.2.42

0,264 N Re .0,42

2’. F = 0,0035 + 0,40 12 0,0095 x2,42

17429,30985x =

= 0,0035+

0,264 25926,25142 x 0,42

= 25270,85668 =0,0071968 2. f = 0,0035 +

0, 264 N Re x 0,42

3’.Pp=

4. f .Gp2 .L 2.g ..di

= 0,0035+

0,264 25270,85668 x 0, 42

= 0,0072368 3. Pl =

4. f .Gan2 .L 2.g..de'

= 4.x 0,00724 x17429,30985 2 x 280 0,40 2 x 4,8108 x 218,752 x 12 = 0,000689 ft

 V2  4. Pn =n   2. g   V=

Gan 17429,30985 = 3600. 3600 x 218,75

=

4x 0,0071968x 8074,56192 2 x 299,9 1,38 2.x 4,81x108 x 28,752 x 12 = 0,000104

Appendik C- 94

= 0,022 ft/dt Pn = 7 x

0,022 2 = 0,000687 Psi 2 x 32, 2

Pan= P1 + Pn = 0,000687 + 0,000689 = 0,001376 ft x  = 0,000209 psi Pan = 0,000209 Psi < 2 Psi

24. Reaktor ( R-120) Fungsi : sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi mesityl oxide dengan bantuan katalis asam fosfat. Type : Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah konikal. Dasar perancangan : 1. massa masuk

: 57789, 12683 kg/ j

2. suhu reaksi

: 120 oC

3. tekanan

: 1 atm

Perhitungan Vessel a. Menentukan diameter Campuran Menghitung densitas campuran campuran = (mi / m Total )x i Susunan bahan masuk :

Appendik C- 95

DAA

: 4431,96908 kg/j

Aseton

: 1107,99256 kg/j

NaOH

: 8,3333

H3PO4

: 163,3334 kg/j

Total

: 5789,12683 kg/j

Diket

:

DAA

: 4431,96908 lb/cuft

kg/j

Aseton : 1107,99256 lb/cuft NaOH

: 8,3333 lb/cuft

H3 PO4 : 163,3334 lb/cuft Maka dengan memasukkan data ke persamaan diatas didapat : campuran = 54,02 lb/cuft Menghitung volume tangki Rate volumetrik : V = m / = 12762,70901 / 54,02 = 236,258969 cuft/j Direncanakan : volume pengaduk dan coil = 20% volume total Maka : V = 0,2 x 236,258969 cuft/j = 283,51075 cuft Bila tangki berisi 75% bahan, maka : V tangki = 283,51075 / 0,75 = 378,01433 cuft Meghitung diameter tangki : V tangki = V1 + V2 + V3 Dimana :

Appendik C- 96

V1 = Volume tutup atas = 0,0847 di3 V2 = Volume silinder = ¼..di2. Ls

. di V3 = Volume tutup bawah = 24. tan1 / 2 3

Asumsi : Ls = 1,5. di Maka :

.d 378,01433 = 0,0847 di + ¼ .. di .1,5di + 24. tan 60 3

3

2

378,01433 = 1,33774.di3 di

= 6,562 ft = 78,744 in


= 283,51075 -

.6,562 24. tan 60

= 262,16721 cuft Tinggi liquid dalam tangki : H = V1 / (1/4. . di 2) H = 262,16721 / (1/4. . 6,562 2) H = 7,75597 ft Menghitung Tekanan design : P design = P operasi + P hidrostatik Dimana : P hidrostatik = . ( H-1)/ 144

Appendik C- 97

= 54,02.(7,75597- 1) / 144 = 2,53443 psi Sehingga : P design = 14,7 + 2,53443 = 17,23443 psi b.

Perencanaan tebal silinder Direncanakan : 1. bahan


2. f allowable

: 18750 psi


pi.di C 2.( fE 0,6.Pi)

dimana : ts


Pi


di


maka : ts =

17,23443 x78,744 1 1,68 2    in 2.(18750 x 0,85 0,6 x17,23443) 16 16 16

dari tabel 5-7 B& Y hal 89, diadapatkan : Do = 84 in Icr = 5 1/8 r = 84 in

Appendik C- 98

ts = 5/16 in maka : Di = Do- 2ts = 84 – 2(5/16) = 83,375 in = 6,94792 ft Cek hubungan Ls dengan Di : 3

378,01433 = 0,0847 6,947923 + ¼ .. 6,947923. Ls + Ls

= 8,55747 ft


0,885. pi.rc C ( fE 0,1.Pi)



c


Maka : tha =

0,885.17,23443 x83,375 1  (18750 x0,85 0,1x17,23443) 16

.6,94792 24. tan 60

Appendik C- 99


= Di/2

AB

= a – icr

BC

= r – icr

AC = b

BC AC 2

2

= r-AC



ts


Icr


Sehingga : a

= 83,375 / 2 = 41,6875 in

AB

= 41,6875 – 5 1/8 = 36,5625 in

BC

= 84- 36,.5625 = 47,4375 in

AC

=

b

= 84 – 30,224 = 53,776 in

2

47,4375 36,5625

2

= 30,224 in


= 1,5 -2 (diambil sf = 1,5 )

Maka : OA = 3/16 + 53,776 + 1,5 = 55,4635 in = 4,62195 ft 2. tutup bawah (thb)

Appendik C- 100

thb =

pi.di C 2( fE 0,6.Pi) cos1 / 2

Dimana : thb


di


f





E


Pi


Maka : thb =

17,23443 x83,375 1 2,44 3    in 2(18750 x0,85 0,6 x17,23443) cos 60 16 16 16



OA= b + f = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft Jadi tinggi vessel = tutup atas + tinggi silinder + tinggi tutup bawah = 4,62195 ft + 8,55747 ft + 2,13069 ft = 15,31011 ft perhutingan pengaduk perencanaan : 1. digunakan pengaduk jenis aksial . 2. bahan konstruksi impeller High alloy Steel SA-240 Grade M Type 316

Appendik C- 101

Data : 1. Dt/Di = 3 2. Z1/Di = 2,7 -3,9 3. Zi /Di = 0,75 – 1,3 4. W/Di = 0,17 Sehinga : a. Menentukan diameter impeller : Dt/Di = 3 Di = Dt/3 = 83,375/3 = 27,79167 in = 2,31597 ft b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki : Zi/Di = 0,75 – 1,3 ( diambil Zi/Di = 0,9) Zi = 0,9 x Di = 0,9 x 27,79167 = 25,0125 in = 2,08438 ft c. Menentukan panjang impeller : L/Di = 1/3 L = Di/3 = 27,79167/3 = 9,26389 in = 0,77199 ft d. Menentukan lebar impeller : W/Di = 0,17 W

= 0,17 x Di = 0,17 x 27,79167 = 4,72458 in = 0,39372 ft




= 1/12 ( Mc Cabe Hal 253)

J

= Dt/12 = 83,375 / 12 = 6,94792 ft

Appendik C- 102

g. Menentukan jumlah impeller : H

n=

2. Di

2

7,75597  0,72buah = 1buah 2 2x 2,31597

h. Daya pengaduk :

.. n . Di P gc 3

5

Dimana : P



n.. Di

2

Nre =



Dimana : n


Di







= Viskositas larutan = 1,20955 . 10 -4 lb/ft.dt = 0,43544 lb/ft j

Maka : 2

NRe =

2,5 x.54,02 x 2,31597 4

1, 20955.10

Untuk NRe turbulen dengan harga diatas , didapatkan : Po = 7, maka :

Appendik C- 103

3

P=

7 x.54,02 x 2,5 x 2,31597

2

12225,91639lbf . ft / dt 22,22893 Hp

32,2


Perhitungan Koil Pemanas a.Dari App. B diketahui : Q = 128337,189 BTU/j M = 1352,01899 lb/j b. TLMTD t1=68oF T1=302oF

T2=302oF T2 = 248oF t LMTD =

54 234 = 122,75 o F 54 ln 234

c. tc = ½ (T1 + T2) = 302oF tc = ½ (t1 + t2) = 158 oF d. ukuran pipa yang digunakan : data – data : do = 1,9 in di = 1,5 in

Appendik C- 104

a’ = 1,76 in a” = 0,498 ft2/ft

Shell


dp 2 .N . 1.N Re =  Dp = (1/2 – 1/3 ) di( bejana ) Dp = 6.94792 x 1/3 = 2,31597 ft NRe =

2,31597 2 x150 x160x 0,88 0,19 x2,42


k  Cp.   3.Ho = JH.    di  k   w  1/ 3

= 1/ 3

1200

0,085  0,61x0,19.  2,31597  0,085  

= 48,8377

8.UC =

hioxho 1500 x 48,8377 = = 47,29776 hio ho 1500 48,8377

Appendik C- 105


UC UD UCxUD

0,004 =

47, 299776 UD 47,29776.UD

UD = 39,77305 10. a =

L=


Hc =

L 505, 21689 = = 32,179,42 ≈32 buah .dc x5


22. Kolom Hidrogenasi (D-140) fungsi : memisahkan MIBK produk atas dari campuran berdasarkan perbedaan titik didih Tipe : sieve Tray Dari perencanaan : 1. Feed masuk pada suhu 119,8oC = 392,95 K Rate = 41,91032 kgmol/j Xf = 0,77944 2. destilat produk masuk pada suhu 114,4 oC = 387,55 oK rate = 36,37036 kgmol/j Xd = 0,89,817

Appendik C- 106

3. bottom produk pada suhu 155,5-C = 428,65 oK rate = 5,53996 kg mol/j Xb = 0 4. tekanan operasi = 1 atm 5. MIBK keluar sebagai produk atas dengan kadar 98% (berat) 6. feed dan Reflux dalam keadaan saturated liquid. 7. dari appendix B dapat data : Enriching : V = 65,87327 kgmol/j L = 29,50291 kgmol/j Exchuasting : V’= 65,87327 kgmol/j L’= 71,41323 kgmol/j Dari grafik keseimbangan MIBK dari MO diperoleh : R = 0,81118 `

Rm = 0,40559

jumlah tray teoritis = 10 buah Dimana : Xf = 0,77944 Xd = 0,85

Yd = 0,89187

Xb = 0,01

Yb = 0,01

Perhitungan : 1. menentukan BM campuran Enriching

Yf = 0,86

Appendik C- 107

a. bagian atas BM liquid = Xd.BM1 + (1-Xd). BM 2 = (0,85 x 100) + (1-0,85) x 116 = 102,4 BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,89817 x 100) + (1-0,77944) x 116 = 101,62928

b. Bagian bawah BM liquid = Xd.BM 1 + (1-Xd). BM 2 = (0,77944 x 100) + (1-0,77944) x 116 = 103,52896 BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,86 x 100) + (1-0,86) x 116 = 102,24 Exchausting a. Bagian atas BM liquid = 103,52896 BM uap = 102,24

b. Bagian bawah BM liquid = Xd.BM1 + (1-Xd). BM 2 = (0,01 x 100) + (1-0,01) x 116

Appendik C- 108

= 115,84 BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,01 x 100) + (1-0,01) x 116 = 115,84

2. Perhitungan beban destilasi perhitngan beban destilasi dapat dilihat pada tabel 6-1 : tabel C.2-1. perhitungan rate uap dan rate liquid Komponen

Rate uap Lbmol/j

BM

Rate liquid Lb/j

Lbmol/j

BM

Lb/j

Enriching B.Atas

145,2241 101,63 14759,032 65,0421 102,4

6660,313

B. bawah

145,2241 102,24 14847,723 65,0421 103,52896 14847,723

Exchausting B.atas

65,87327 102,24 6734,8831 157,438 103,52896 6734,883

B. bawah

65,87327 115,84 7630,76

157,438 115,84

Beban terbesar : V = 14847,723 lb/j ; BM uap = 102,24 L = 14847,723 lb/j ; BM liquid = 103,52896 3. Perhitungan densitas campuran a.Densitas uap (v) Persamaan yang digunakan :

7630,76

Appendik C- 109

BM .To .P1 102,24 x 273,15 x3 v  = = 0,19797 lb/cuft Vo.T1 .Po 359 x 392,95 x1 b. densitas liquid (l) persamaan yang digunakan : l =

mi

 mtotal xi = 45,550258 lb/cuft

4. Menentukan diameter dan tray spacing data perancangan : v = 14847,723 lb/j L = 14847,723 lb/j v= 0,198 lb/cuft l = 45,55 lb/cuft = 3,5 dyne/cm harga : Shell = $ 2,8/ft2 Tray = $0,79 / ft2 Down comer = $ 0,5 ft2 Persamaan yang digunakan : G=Cx

( l v)

D = 1,13

vm G

Dimana : Vm = 1,3 V = 1,3 x 14847,723 lb/j = 46777,93 lb/j C = konstanta (Gb.8-38,Ludwig hal. 56) Harga Shell = (.d.T/12) x harga shell

Appendik C- 110

Harga tray = (/4.d2 – 5%./4.d2 ) x harga tray Harga down corner = (60%.d.T/12) x harga Down Corner Dengan persamaan diatas dapat dihitung diameter dan tray spacing kolom yang nominal perhitungan dapat dilihat pada tabel 6-2:

Tabel C.2-2. perhitungan diameter dan tray spacing kolom yang optimal T

C

G lb/j.ft2

D ft

in

Harga ($) Shell

Tray

Total D.corner

10

75

224.7274

9,76382 214,60867 56,16419 29,29145 300,06431

12

150

449,45481 6,90406 182,10150 28,08210 24,85462 235,03821

15

235

704,14587 5,51590 181,85918 17,92474 24,82154 224,60547

18

320

958,83692 4,72689 187,01456 13,16348 25,52519 225,70323

20

360

1078,6915 4,45655 195,91002 11,70087 26,73931 234,35002

24

440

1318,4008 4,03110 212,64874 9,57344

29,02394 251,24612

30

480

1438,2554 3,85949 254,49458 8,77566

34,73538 298,00562

36

525

1573,0918 3,69038 292,01204 8,02346

39,85606 339,89155

Dari tabel 6-2 diatas, dipilih harga ynag paling murah yaitu: D = 6 ft = 72 in T = 15 in 5. Menentukan tipe Tray L=

14847,723lb / jx7,48 gal / cuft 40,63679 gal / menit 60menitx 45,55lb / cuft

Appendik C- 111

Berdasarkan Gb. 8.3 Hal. 96 maka tipe aliran adalah reverse flow 6. Pengecekan terhadap liquid head persamaan yang digunakan : Q max

= 1,3.L

= 1,3 x 40,63679

= 52,8278 gpm

Q min

= 0,7. L

= 0,7 x 40,63679

= 28,4458 gpm

Lw/d

= %xd 2 /3

how Max =

Q max   2,98.Lw   

Q min  =  2,98.Lw   

2/ 3

howmin

hw

= 1,5 in < hw <3,5 in

hl

= how + hw

dari persamaan tersebut diatas dapat ditentukan optimasi Lw/d,

perhitungannya dapat dilihat pada tabel 6-3 sebagai berikut : Lw/d

0,05

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

Lw

19,8

21,6

23,4

25,2

27

28,8

30,6

How Max

0,596

0,56243

0,533202

0,50750

0,48469

0,46427

0,44588

How Min

0,3945

0,37226

0,35292

0,33591

0,32081

0,30730

0,29513

hl Max

3,8460

3,81243

3,78320

3,75750

3,73469

3,71427

3,69588

hl min

3,6445

3,62226

3,60290

3,58591

3,57081

3,55730

3,54513

Appendik C- 112

3,25

hw

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

Optimasi diameter kolom destilasi dengan : Lw/d = 55% Ad

= 4 % x At (Gb. 8-38, Ludwig , Aplied Process Design )

Perhitungan :  diambil : hw – hc = ¼ in , sehingga hc = 3,25 – ¼ = 3 in  Ac

= Lw x hc = (19,8 x3) /144 = 0,4125 ft2

 Ad

= 4 % x At = 0,04 x (/4. 62) = 1,1304 ft2

 Ap

= harga terkecil antara Ac dan Ad = 0,4125 ft2 2

 hd

= 0,03 x

Q max   52,8278  = 0,03 x   100.Ap  100x 0,4125     

= 0,0492 in ketentuan : hd < 1 in ( memenuhi) 7.Pengecekan harga Tray spacing (T = 15 in) Data perancangan : Lw/d = 55%

how

= 0,596 in

d = 6 ft = 72 in

hd

= 0,0492 in

T = 15 in

hl

= 3,846 in

Susunan segitiga Ketentuan : Perhitungan :

hb 0,5 T hw

2

Appendik C- 113

Ao 0,9065  2 Aa

n

 Aa = 2  (X 

r X 2

2

) ( r .sin 2

1

X r 

Dimana : Wd

= 8,5 % d = 0,085 x 72 = 6,12 in

Ww

= 3 in

Ws

= 3 in

Maka : X=

d Wd Ws 6 6,12 3    2, 24 ft 2 12 2 12

r =

d Ww 6 3    2,75 ft 2 12 2 12

Sehingga :  Aa = 2  ( 2, 24 

2

2

2

2,75 2,24 ) (2,75 .sin

 1

2,24  = 22 ft 2,75  

Ditrial : n = 2,5 , Maka : Ao = 3,12489 ft2

Maka : Vo = Vmax / Ao Vmax = 1,3 .V = 1,3 x

14847,723lb / j = 27,0929 cuft/dtk 0,1979lb / cuftx360 dtk / j

Vo = 27,0929 (cuft/dtk)/3,12489 ft2 = 8,6671 ft/dtk Ac

= At – Ad

Appendik C- 114

= /4. d2 – 4%(/4. d2 ) = /4. 62 – 0,04 (/4. 62) = 27,1296 ft2 2  2   Ao v     Ao     Uo 0,4 hp = 12 1,14 1,25   1   l       Ac     2.gc  Ac      

Maka : 2  2    0,19797  4,66692  3,124888   3,124888  hp = 12  1,14 0, 4 1,25   1    27 , 1296 45,5503  2.x32,2     27,1296       hr

= 31,2 /l = 31,2/45,55023 = 0,68496 in

ht

= hp + hr +hl

ht

= 0,8185178 + 0,68496 + 3,84602

ht

= 4,61675 in

hb

= hl + ht + hd = 3,84602 + 4,61675 + 0,0492 = 8,51197 in

Cek ketentuan : hb 8,51197 0,5 = 0,4664 0,5 ( memenuhi) T hw 15 3, 25

8. Stabilitas Tray dan Weeping ketentuan : hpm > hpw

Appendik C- 115

dengan : 2  2    Ao   v   Ao   Uo   0,4 hpm : 12 1,14 1,25   1   l       Ac     2.gc  Ac      

dimana : Vmin = 0,7.V = 0,7x

14847,723lb / j = 14,5833 cuft/dtk 0,19797lb / cuftx 3600dtk / j

Vo = Vmin / Vo = (14,5833 cuft/dtk) / (3,12489 ft2 = 4,66692 ft/dt Maka :

Hpm

2 2   0,19797  4,66692   3,12489   3,12489  = 12  1,14 0,4 1,25   1  27,1296   27,1296  45,555  2 x 32, 2        = 0,81852 in hpw = 0,05. hl + 0,2 = (0,05 x 3,84602) + 0,2 = 0,3923 in karena hpm > hpw, maka memenuhi syarat. 9.Entrainment Syarat tidak terjadi entraiment : (Eo/E) ≤1 Dimana : 3, 2

Uc  73  Eo = 0,1 dan E = 0,22     Tc  

Dimana : Uc = Vmax / Ac = (27,0929 cuft/dt)/27,1296 ft2 = 0,99831 ft/dt Tc = T – 2,5.hl = 15 – 2,5 (3,846) = 5,38497 in Sehingga :

Appendik C- 116

0,99831  73  E = 0,22 x  x   0,02087 3,5  5,38497   3, 2

Maka : Eo/ E = 0,1 / 0,02087 = 4,79127 1 ( memenuhi)

10. Pelepasan uap dalam down Comer Syarat pelepasan uap yang baik : WI / Wd ≤0,6 Dimana : = 0,8 (how x (T + hw – hb ))1/2

WI

= 0,8 (0,59602 x (15 + 3,25 – 8,51197 ))1/2 = 1,92733 in Wd

= 6,12 in

Maka : WI / Wd

= 1,92733/ 6,12 = 0,31492 < 0,6 ( memenuhi)

11. Efisiensi Tray Dari persamaan 11.5-1 Genkoplis hal. 654 didapatkan hubungan sebagai berikut :  = Jumlah plat teoritis / jumlah plat aktual sehingga : jumlah plat aktual = jumlah plat teoritis /  Dimana : Jumlah plat teoritis = 10 buah Efisiensi Tray untuk Hidrokarbon = 50 – 85%

Appendik C- 117

Efisiensi Tray overal = 85 % Maka : Jumlah plat aktual = 10/ 0,85 = 12 buah 12. Penentuan lokasi Feed Penentuan lokasi Feed untuk destilasi multikomponen dengan menggunakan metode kirkbride ( pers. 11.7-21 Geankoplis hal 677) : 2  XLw  Ne  XHFf B  Log 0, 206 log      Ns XLF D   XHD    Dimana : X HF

= 0,01

XLF

= 0,01

B

= 5,53996 kgmol/j

D

= 36,37036 kgmol/j

XLw

=1

XHD

= 0,89817

Maka : 2  1 Ne  0 , 77944 5 , 53996      Log 0, 206 log       Ns  0,01 36,37036   0,8816    Log

Ne 0, 2326 Ns

Ne = 1,4584. Ns Dimana :

Appendik C- 118

N = Ne + Ns 12 = 1,4584. Ns + Ns Ns = 4,88 Jadi feed masuk pada tray ke-5 secara teoritis. 13. Menghitung dimensi kolom destilasi a. Menetukan tinggi kolom Tinggi kolom = (n-1) Tray Spacing + tinggi puncak + tinggi ruang bawah Menghitung tinggi ruang bawah yang akan tempati liquida dalam kolom destilasi Rate liquid = 14847, 723 lb/j Residence = 10 menit Volume liquid = (m/) x resindence time = ( 14847, 723 / 45,55) x 1/6 jam = 54,327257 cuft jika ditentukan tinggi ruang bawah 4 ft, maka : volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 62 .4 = 28,26 cuft karena volume ruang bawah > volume ruang liquid, maka tinggi ruang bawah memenuhi syarat. Menghitung tinggi ruang atas yang akan ditempati oleh uap dalam kolom destilasi Rate gas

= 14847,723 lb/j

Residance time

= 10 menit

Appendik C- 119

Volume uap

= (m/) x resindence time = ( 14847, 723 / 45,55) x 1/6 jam = 54,327257 cuft

jika ditentukan tinggi ruang atas 4 ft, maka : volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 62 .4 = 28,26 cuft karena volume ruang atas > volume uap, maka tinggi ruang atas memenuhi syarat. Sehingga : Tinggi kolom destilasi = (12 -1)(15/12) + 4 + 4 = 30 ft = 9,144 m b. Menetukan tebal menara Dengan menggunakan persm. 3-6 B&Y hal. 4 didapat hubungan sebagai berikut : ts =

pi.di ` C 2( fE 0,6. pi )


= 18750 psi

C

= 2/16 in

E

= 0,85

Pi

= 1 atm = 14,7 psia

Sehingga : ts

=

14,7 x (6x12) 2 2,532 3    2(18750 x 0,85 0,6.14,7) 16 16 16

Appendik C- 120


= OD- 2.ts

= 78 – 2(3/16) = 77,625 in

c. Menetukan tebal menara Direncanakan : tutup atas dan bawah berbentuk standart dished head Dari persamaan B& Y hal. 259 : th =

0,885. pi.Rc` C 2( fE 0,1. pi)

Maka : th =

0,885x14,7 x 77,625 2 2,507 3    in 2(18750 x0,85 0,1.14,7) 16 16 16


f .E .t (0,885.Ro 0,1.t ) 18750 x0,85x

pi =

3 16

3 (0,885 x77,625 0,1. ) 16

43,51psi 14,7 psi


= ID / 2 = 77,625 / 2 = 38,8125 in

b

=r-

BC AB

dimana : AB = ID/2 – Icr

2

2

Appendik C- 121

BC = r – icr Dari tabel 5-6 B&Y, untuk OD = 78 in dengan tebal 3/16 in, didapatkan icr = 9/16 in, dan dari tabel 5-6 B&Y didapat sf = 2 in, maka : AB

= 38,8125 -9/16 = 38,25 in

BC

= 77,625 – 9/16 = 77,0625 in

Sehingga : b

= 77,625 -

OA

= t + b + sf

2

2

77,625 38,25

= 10,078 in

= 3/16 + 10,078 + 2 = 12,2655 in = 1,0221 ft. 14. Penentuan pipa katalis Data perancangan :  Tekanan operasi 1 atm = 14,7 psia  Tekanan design = 0 psi + ( 20% x 0 ) = 0 psi ( faktor keamanan 20% )  Suhu operasi = 120 oC  Waktu tinggal 2 detik (stenley wallasa Hal. 551 tabel 17.1) Perancangan :  Bahan konstruksi HAS SA- 240 Grade M Tipe 316  Tutup atas dan bawah standar dished  Tipe pengelasan double welded ( E=0,85)

Appendik C- 122

 Faktor korosi = 1/16 in

Perhitungan : a. menentukan dimensi reaktor  menentukan volume reaktor Volume gas : V = n. R. T/P Diamna : R = 0,7302 cuft.atm /lb mol. oR n = 35,93334 kmol/jam V = n. R. T/P = 35,93334 x 2,2046 x (1/3600) = 0,022005 lbmol/detik. Maka : Volume gas =

0,02201x07302 x 707,67 = 11,3735 cuft/det ik 1

Volume liquid : Data : Massa bahan = 3951,55463 kg / jam = 3951,55463 x 2,2046 x (1/3600) = 2,41989 lb/detik densitas campuran = 70,872 lb/cuft

Appendik C- 123

maka : vulome liquid = massa bahan / densitas = 2,41989/70,872 = 0,03414 cuft/detik volume total = (V gas + V liquid) x waktu tinggal = (11,3735 + 0,03414)x 2 detik = 11,40764 cuft/detik x 2 detik = 22,81528 cuft  Menentukan Volume Bahan Masuk Aktual v gas = . V reaktor (= dari tabel 4.22 Ulrich) V reaktor = 22,81528 / 0,7 = 32,59326 cuft  Menetukan Kebutuhan Katalis Data : Katalis = Nikel Densitas Ni = 555,627 lb/cuft V katalis = v reaktor – V bahan = 32,59235 – 22,81528 = 9,77797 cuft berat katalis = V katalis x densitas = 9,77797 x 555,627 = 5432,904137 lb  Menentukan Panjang Pipa Yang Terisi Katalis v aktual reaktor = /4.Di 2.L

Appendik C- 124

sehingga : panjang pipa (L) = V aktual / (/4.Di 2) direcanakan : pipa yang dipakai 1,5 in 15 BWG, 10 OD (kern. Hal.834) a’ = 1,47 in2 = 0,0102 ft2 maka : L = 32,59326 / 0,0102 = 3195,4176 ft Trial : Dipakai dengan panjang L = 9 ft yang terisi katalis 8 ft  Menentukan Jumlah Potongan Pipa Nt = l pipa total terisi katalis / L satu pipa terisi katalis = 3195,4176 / 8 = 399,4272 buah = 400 buah maka : laju alir tiap satu pipa yang terisi katalis = L.a”. dimana : a’ = flow artea (ft2) L = panjang pipa terisi katalis (ft) = porositas = 0,7 maka : Vi = 0,0102 x 8 x 0,7 = 0,05712 cuft Cek waktu reaksi :

Appendik C- 125

T = V satu pipa / rate satu pipa = 0,05712 / 0,02852 = 2,00 (memenuhi) jadi trial panjang pipa 9 ft dengan pipa terisiu katalis 8 ft memenuhi.  Menentukan Susunan Pipa Direncanakan : susunan katalis berbentuk segitiga Dimana : Pt = ½ DO + c +1/2 = Do + c = 1,5 + 1/16 = 1,5625 in mencari luas satu pipa ; t = Pt sin 60 = 1,5625 x sin 60 + 1,3532 in luas susunan pipa (segitiga) = ½ x pt xt = ½ x 1,5625 x 1,3532 = 1,0572 in2 = 0,0073 ft2 diketahui : Nt = 400 buah maka : Luas seluruh pipa = Nt x l susunan pipa = 400 X 0,0073 = 2,92 ft2

Appendik C- 126

26. Ekspander (G-14 9) fungsi : menurunkan tekanan gas hiidrogen dari 6,68 atm menjadi 1,5 atm type : multi stage reciprocating expander perencanaan : p1 = tekanan masuk expander = 6,68 atm = 98,196 psia = 14140,224 lb/ft2 P2 = tekanan luar expander = 1,5 atm = 22,044 psia = 3174,336 lb/ft2 maka laju alir massa (M): m = 65,33334 kg/j = 144,034 lb/j = 72,017 lbmol/j densitas hidrogen = 69,49 lb/cuft menghitung kerja yang dibangkitkan expander : ws x

mxP (persamaan 4-19 Ulrich hal, 93) 

dimana : Ws = kerja yang dibangkitkan expander (lb.ft/jam)  = efisiensi (50 -60%, ulrich hal.90) m

= laju alir massa gas (Lb/jam)

P = beda tekanan expander (psia)

Appendik C- 127

maka : ws 0,55 x

144,034 x (14140,224 3174,336) = 12501,1281 lb.ft/jam 69,49

= 3,4725 lb.ft/detik x (1 Hp/550 lb.ft/s) = 0,006 Hp x (0,7457 kW/1Hp) = 0,00447 kW diketahui : efisiensi motor = 65% (Gb.14-38 hal.521 timmerhaus) maka : daya motor = 0,006 / 0,65 = 0,0097 Hp digunakan : daya motor = 1 Hp kesimpulan : tipe : Multi stage reciprocating expander kapasitas :144, 034 lb/jam kerja expander :0,00447 kW daya motor :1 Hp 27. Tangki MO (F-124) Fungsi : Menyimpan mesytil oxide (MO) selama 1 jam. Bahan : Carbon Steel SA-240 grade S type 304 Bentuk : Silinder tegak dengan tutp atas berbentuk plat datar dan tutrup bawah konikal (= 120o) Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt ) Kebutuhan MO = 5789,12683 kg/j Lama penyimpanan = 1 jam Jumlah tangki = 1 buah

Appendik C- 128

Densitas MO = 73,125 lb/cuft Maka : MO tersimpan = 5789,12683 kg/j x 1 jam = 5789,12683 kg = 12762,70901 lb Volume MO =

12762,70901 = 174,5328 cuft 73,125

Jika MO mengisi 90% tangki. ,aka Volume tangki (Vt) : Vt =

174,5328 = 193,9253 cuft 0,9

Menghitung diameter Shell (Ds) Vt = Vs + Vk Dengan : Vs = volume silinder = ¼ ..Ds 2.Ls Vk = volume konis =

.Ds 3 24tg 12 

Dimana ; Ds = Diameter tangki (ft) Ls = Tinggi Shell (ft) = 1,5 Ds Vt = Volume tangki (cuft) Maka : Vs = ¼ ..Ds 2.(1,5.Ds)= 1,1775.Ds2

.Ds 3 Vk = = 0,07554. Ds2 24tg 60

Appendik C- 129

Ds = 5,36896 ft =64,4275 in Menghitung tekanan design volume liquid dalam shell ; Vls = vlarutan - V konis = 174,5328 – (0,07554 x 5,368963) = 162,8419 cuft Tinggi larutan dalam shell (Hl) : Hl=

4 Vl 4 174,5328 x 2  x 7,7131 ft . Ds  5,36896 2

Sedangkan : Pdesign = P hidrostatik + 14,7 Dimana : P hidrostatik =

.Hl 77,125x 7,7131  =4,13 psi 144 144

Naka : Pdesign = 4.13 psi + 14,7 psi = 18,83 psi Menghitung tebal silinder (ts) Ts =

Pi.Ds c (Pers. 319 B%Y) 2( fE 0,6.Pi)

Dimana : Ts = tebal Shell (in) Pi = tekanan design (psi) Ds = diameter Shell (in)

Appendik C- 130

F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : Ts =

18,83x 64, 427 1 1,648 1,648 2     in 2(18750 x 0,8 0,6.18,83) 16 16 16 16

Standarisasi diameter tangki Dari tabel 57 B&Y hal 89, untuk Di = 64,4275 in didapatkan Do = 66 in Maka : Ds = Do – 2.ts = 66 – 2 (2/16) = 65,75 in Hs = 1,5 x 65,75 = 98,625 in Menghitung tebal tutup atas (tha) Tha =

Pi.Ds c 2( fE 0,6.Pi)

Tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan design (psi) Ds = diameter Shell (in) F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka :

Appendik C- 131

Tha =

18,83 x64,427 1 1,66 2    in 2(18750 x 0,8 0,6.18,83) 16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Thb =

Pi.Ds c 2( fE 0,6.Pi) cos 1 2 

Thb = tebal tutup bawah (in) Pi = tekanan design (psi) Ds = diameter Shell (in) F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : Thb =

18,83x 65,75 1 2,23 3    in 2(18750 x0,8 0,6.18,83) cos 60 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampungan Ht = tinggi tutup bawah + tinggi shell + tinggi tutup atas Dimana ; Tinggi sell = 98,625 in Tinggi tutup atas = 0 in Tinggi tutu7p bawah = OA = b + sf Dari tabel 5-6 B&Y hal. 88, untuk thb = 3/16, maka : sf = 1,5 – 2 in Deiambil : sf = 1,5 in Sedangkan : b =

1/ 2 .Ds 1/ x65,75 = 2 =18,98 in tg1 / 2 tg 60

Appendik C- 132

Maka : Tinggi tutp bawah = OA = 18,98 + 1,5 = 20,48 in Sehingga : Ht=20,48 + 98,625 + 0 = 119,11 in 28. kolom destilasi (D-130) ( Lihat Perancangan Alat Utama ) 29. Reaktor (R-110) Fungsi :sebagai tempat untuk mereaksikan aseton menjadi diaseton alkohol dengan katalis NaOH type : Mixel Flow Reaktor Jenis : silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah conikal dengan sudut 120 o Pelengkap : pengaduk dan jaket pendingin. Kondisi opersai : tekanan = 1 atm = 14,7 psia Temperatur = 30oC = 68 oF Fase = liquid Bahan konstruksi : high alloy Steel SA-240 Grade T type 321 Perhitungan : Komposisi bahan masuk reaktor (R-110) Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Aseton

4431,96908

789,900

Aseton 

1107,99256

789,900

NaOH

0,83333

1024,681

Appendik C- 133

Air

246,66508

1000,000

Menentukan densitas campuran: c = (mi / m total) x i maka : c =

4431,6908

1107, 99256 0,83333 246, 66508 x789 ,9  x789 ,9  x1024, 681  5787, 46005 x1000 5787 ,46005 5787 ,46005 5787 ,46005

798,88840 m3 /j= 49,87286 lb/ft 2 1. Perhitungan Dimensi Reaktor Volume reaktor Rumus : V = Q.t Dimana : V = volume larutan (cuft) Q = rate volumetrik bahn dalam reaktor (cuft/j) t = waktu tinggal (ditetapkan 1 jam) maka : V=

=

m xt  12759,03443lb / j x1 jam 49,8728lb / ft 3

= 255,83122 cuft volume jarak pendingin dan pengaduk 20% dari volume larutan, maka : V jaket+pengaduk = 20% x 255,83122 = 51,16624 cuft

Appendik C- 134

V reaktor

=V

larutan

+ V jaket + V pengaduk

= 255,83122 + 51,16624 = 306,99746 cuft ditetapkan reaktor terdiri dari 80-% maka volume total reaktor adalah : V total reaktor = 306,99746 / 0,8 = 383,74683 cuft Diameter silinder Asumsi : Ls = 1,5 Ds V total = V1 + V2 + V3

.Di 3  =  .di 2 .Ls 0,000049.di 2 24 tan 1 2  4 383,74683 = 0,07554.di2 + 1,1775.di3 + 0,08467. di2 di3

= 286,86848

di

= 6,59379 ft = 79,12548 in

Tebal silinder Plate shell yang digunakan SA-240 gradee T Type 321 suhu Operasi 30oC = 86oC tekanan operasi 1 atm allowable working stress 18750 lb/in2 joint efisiensi 0,8 faktor korosi 0,125 penentuan tinggi liquida : Hvg

=

V Vg Vtutupbawa h

/ 4. di

2

Appendik C- 135

=

255,83122 24, 27364

/ 4 x 6,59379

2

= 6,78452 P hidrostatik

=

H . 144

=

6,78452 x49,87286 144

= 2,34975 psi Pdesign

= P operasi + P hidrostatik = 14,7 psi + 2,34975 psi = 17,04975 Psi

Rumus : ts

=

Pi.di C 2( fE 0,6.Pi)

=

17,04975 x79,12548 2,7 3 0,125   in 2(18750 x 0,8 0,6 x17,04975) 16 16

Standarisasi dari brownell and Young hal 89 : Do

= Di + 2 ts = 79,12548 + (2 x 3/16) = 79,50048 in = 6,62504 ft

Do

= 84 in

Ts

= 5/16

Icr

= 5,125 in

r

= 84 in

Di

= Do – 2 ts

Appendik C- 136

= 84 – (2x 5/16) = 83,375 in = 6,94792 ft

Tinggi silinder (Ls) Ls

= 1,5 xdi = 1,5 x 83,375 = 125,0625 in = 10,42188 ft

Tebal tutup atas (tha) Dari brownell and Young Hal. 88 tabel 5-6 didapatkan : Rumus : Tha =

0,885xPi.Di C ( fE 0,1.Pi)

Tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan design (psi) Di = diameter dalam (in) F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : Tha =

0,885 x17,04975 x83,375 3,34 4 0,125   in (18750 x0,8 0,6.17,04975) 16 16

Tinggi tutup atas Dari Brownell & Young hal. 88 tabel 5-6 didapatkan : Untuk : tha

= 4/13 in

Appendik C- 137

Maka : sf

= 1,5 -2,5 in ; Icr = ¾ in

Ditetapkan : sf = 2 in

AB

= ID/2 –Icr =

83,375 3  40,9375in 2 4

BC

= Rc – Icr = 83,375 – ¾ = 82,625 in

AC

=

BC AB

=

82,625 40,9375

2

2

2

2

= 71,77055 in b

= RC- AC = 83,375 - 71,77055 = 11,60445 in

OA

= tha + b +s = 4/16 + 11,60445 + 2 = 13,85445 in = 1,15454 ft

Tebal tutup bawah (thb) Rumus : Thb =

Pi.DI C 2( fE 0,6.Pi) cos 1 2

Thb = tebal tutup bawah (in) Pi = tekanan design (psi) di = Rc = diameter Shell (in) f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8

Appendik C- 138

C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : 0,885 x17,04975 x83,375 3,31 4 0,125   in 2(18750 x0,8 0,6.17,04975) cos 60 16 16

Thb =

Tinggi tutup bawah Dari Brownell & Young hal. 88 tabel 5-6 untuk thb 4/16 didapatkan : Sf = 1,5 – 2,5 Diambil : sf = 1,5 b= OA

1/ 2 .Di tg1 / 2

=

1/ 2 x83,375 tg 60

=24,06829 in

= b +s = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft

Jadi tinggi vessel total = t tutup atas + t silinder + t tutup bawah = 1,15454 + 10,42188 + 2,13069 = 13,70711 ft 2. Perhitungan pengaduk Perencanaan :  Digunakan pengaduk jenis aksial turbin dengan 4 blades pada 90 o  Bahan konstruksi impeller adalah high Alloy Steel SA-240 Grade M Type 316  Bahan konstruksi Hot Roller SAE 1020 Data-data jenis pengaduk ( Brownell Hal . 507) didapatkan : Dt/Di = 3,0

Appendik C- 139

ZI/Di = 2,7 -3,9 Zi/Di = 0,87 W/Di = 0,1 Dimana : Dt : diameter dalam silinder Di : diameter impeller W : lebar baffle dari dasar tangki Zi : tinggi impeller dari dasar tangki Zl : tinggi zat cair dalam silinder a. Menentukan Diameter Impeller Dt/Di = 3,0 Di

= Dt/3

Di

=

6,94792 2,31597 ft 27,79164in 3

b. Menentukan Impeller dari dasar tangki Diambil : Zi/Di = 0,87 Maka : Zi = 0,87 x 2,31597 = 2,01489 ft = 24,17868 in c.Menentukan Tinggi Zat Cair Dalam Silinder ZI = 3 x Di ZI = 3 x 2,31597 = 6,94791 ft = 83,37492 in d. Menentukan Lebar Impeller W = 0,1 x Di = 0,1 x 2,31597 = 0,231597 ft = 2,77916 in

Appendik C- 140

e.Menentukan Tebal Blades J 1  Dt 10 MC.Cabehal.253 Dt 6,94792 J  0,69479 ft 8,33750in 10 10

f. Menentukan Jumlah pengaduk Rumus : H

n=

2x Di

2

Dimana : N : jumlah pengaduk H : tingi liquida Di : diameter pengaduk Maka : n=

6,94791 2

0,64768buah = 1 buah

2 x 2,31597

g.Menentukan Daya pengaduk Rumus :

.. n .Di P = (Brown hal.506) gc 3

Dimana : P : Daya pengadukan (lb.ft/dt)

Appendik C- 141

Ф : power Number ( Brown gb. 477, hal.507) Ρ : Densitas larutan (lb/cuft) n

: Putaran pengadukan (rps)

Di : Diameter pengaduk (ft) gc : 32,0lbm.ft/lbf.dt2 dengan menghitung bilangan Reynold (NRe)

Di .n. ( Brown hal 508) 2

NRe =



Dimana : Di : diameter pengaduk (ft) n

: putaran pengaduk = 150 rpm = 2,5 rps ( perry ed 6 hal 19-6)

ρ : densitas larutan (lb/ft3) μ : viskositas larutan (lb/ft.s ) maka :

2 2 ,315972x 2,5 x9,87286 NRe = 259733,7152 ( Brown hal 508)  3 2,57479 x10 NRe > 2100, maka Aliran turbulen Sehingga

Ф= Po ( Brown, Gb 477 Hal. 507) Maka :

P=

49,87286 x 2,53 x2,31597 32, 2

5

4514,93088lb. ft / dt 8,20897 Hp

Appendik C- 142

Kehilangan-kehilangan daya :  Gain loss (kebocoran daya pada poros dan bearing ) diperkirakan 5% daya masuk  Transmision system loss ( kebocoran belt atau gear) diperkirakan 10% dari daya yang dibutuhkan : P dibutuhkan

= ( 0,05 +0,10). P dibutuhkan + P =

p 8, 20897  9,65761Hp 10 Hp 0,85 0,85

Maka digunakan daya pengaduk sebesar 10 Hp

Appendik A- 1

APPENDIX A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas Produksi

: 3333,33333 Kg/ jam

Operasi pabrik

: 300 hari

Satuan

: kg/jam

Kapasitas bahan

: 5770,79338 kg/jam


: untuk mengencerkan NaOH 40% (berat) menjadi 5% (berat) dengan penambahan air proses.

Penggunaan

: 0,361 % kapasitas produksi : 0,00361 x 4616,63446 kg/jam : 16,66667 kg/jam

perhitungan

:

Mencari kebutuhan air pengencer Kandungan NaOH murni yang ada pada NaOH 5 % : NaOH

: 0,05 x 16,6666665 : 0,8333 kg

Kandungan air yang ada pada NaOH 5 % : Air

: 100 % - 5 % x 16,66666 : 15,833332

Maka kandungan NaOH 40% yang dibutuhkan pada tangki pengencer :

Appendik A- 2

NaOH

: (100 %/40%) x 0,8333 : 2,08333

Air yang ada pada NaOH 40 % adalah : Air =

100 40 x 2 , 08333 100

1 , 25 kg

Maka kebutuhan air pengencer pada tangki pengencer : Air pengencer = air pada NaOH 5% - air pada NaOH 40% = 15,83334 kg – 1,25 kg = 14,58334 kg MASUK

KELUAR

Dari F-151 :

Ke R-110 :

NaOH

= 0,83333

NaOH

= 0,83333

Air

= 1,25000

Air

= 15,83334

Air proses = 14,58333 Total

= 16,66667

Total

= 16,66667

2. Reaktor (R-110) Fungsi

: Untuk mengubah aseton menjadi diaseton alkohol dengan katalis NaOH 5 % (berat)

Kondisi operasi :  Suhu operasi : 30 oC  Tekanan

: 1 atm

 Waktu tinggal : 1 jam  Konversi

: 80%

Appendik A- 3

Reaksi

: 2C3H6O

Perhitungan

C6H12O2

:

Aseton Aseton 96% dari storage = 5770,7933 kg Komposisi : Aseton = 96% x 5770,79338 kg = 5539,96164 kg Air

= 4% x 5770,79338 kg = 230,83174 kg

Aseton mula-mula = 5539,96164 kg = 95,51658 kmol Aseton Bereaksi

= 0,80 x 95,51658 kmol = 76,516558 kmol

Aseton sisa = 95,51658 kmol – 76,516558 kmol = 19,10332 kmol = 1107,99256 kg jika aseton sisa direcycle dengan kemurnian yang sama, maka : kandungan air pada aseton recycle : 100 96 x1107,99256 46 ,16636 kg 96

Sehingga : komposisi asetone cycle : aseton = 1107,99256 kg Air

=

46 ,16636 kg 1154 ,15892 kg

Maka : Aseton fres feed = aseton mula – mula – aseton recycle = 5570,79338 kg – 1154,15892 kg

Appendik A- 4

= 4616,63446 kg Dengan komposisi : Aseton = 96% x 4616,63446 kg = 4431,96908 kg Air

= 4% x 4616,63446 kg = 184,66538 kg

NaOH Kemurnian : 5% (berat) Penggunaan : 0,361% kapasitas produksi Dari M-150 didapat : NaOH = 0,83333 kg Air

= 15,83334 kg

Diaseton Alkohol (DAA) DAA di bentuk = ½ x mol aseton bereaksi = ½ x 76,41326 mol = 38,20663 kmol = 4431,96908 kg MASUK

KELUAR

Dari F-12 :

Ke F-113 :

Aseton

= 4431,96908

DAA

= 4431,96908

Air

= 184,66538

Aseton

= 1107,99256

Dari F-134 :

NaOH

=

Aseton

= 1107,99256

Air

= 246,66508

Air

=

0,83333

46,16636

Dari M-150 : NaOH

=

0,83333

Air

=

15,83334

Total

= 5787,46005

Total

= 5787,46005

Appendik A- 5

3.Reaktor (R-120) Fungsi : untuk mengubah diaseton alkohol menjadi mesytil oxide dengan katalis H3PO4 98% (berat) Kondisi Operasi : -

Suhu reaksi : 49,51oC

-

Tekanan

-

Waktu tinggal : 1 jam

-

Konversi : 90 %

: 1 atm

Reaksi : C6H12O2

C6H10O + H2O

Perhitungan : Diaseton Alkohol (DAA) Boiling point 166 °C DAA mula – mula = 4431,96908 kg = 38,20663 kmol DAA bereaksi = 0,90 x 38,20663 kmol = 34,38597 kmol DAA sisa = 38,2066 kmol - 34,38597 kmol = 3,82066 kmol = 443,19656 kg Asam Fosfat Kemurnian = 98% Penggunaan = 0,376% kapasitas Produksi = 0,0376 x 443,19656 kg = 1,66667 kg Dengan komposisi : Asam Fosfat = 98% x 1,66667 kg = 1,63334 kg Air

= 2% x 1,66667 kg = 0,03333 kg

Appendik A- 6

Mesytil Oxide (MO) (Mr = 98) MO terbentuk = 1/1 x mol DAA bereaksi = 1 x 34,38597 kmol = 34,38597 kmol = 3369,82506 kg AIR Air mula-mula

= 389,165 kg

Air terbentuk

= 1/1 x 34,38597 kmol = 34,38597 kmol = 618,94746 kg

Sehingga : Air total = 246,68952 kg + 618,94746 kg = 865,64598 kg asumsi : karena suhu reaksi yang tinggi, 100% aseton dan 94,667% air menguap dan masuk pada kondensor (E-121) maka bahan yang menguap adalah : aseton = 1107,99256 kg air

= 94,667% x air total = 94,667% x 865,64598 kg = 819,4762 kg MASUK

KELUAR

DARI F-113:

Ke F-124 :

DAA = 4431,96908

MO = 3369,82506

Aseton = 1107,99256

DAA = 443,19656

Appendik A- 7

Air

= 246,66508

Air

= 66,66633

Dari F-123:

Ke E-121 :

Air

Aseton = 1107,99256

= 15,83334

Total = 5786,66016

Air

= 819,4762

Total

= 5786,66016

4. Kolom Destilasi (D-130) Fungsi : memisahkan aseton dari air untuk di-recycle ke R-110 Direncanakan : -

aseton dari feed keluar sebagai destilat dengan komposisi 96% (berat).

-

96 % Air dari feed keluar sebagai bottom product.

Derajat kesetimbangan mol fraksi didapatkan tabel : BAHAN

BERAT/(kgmol/jam)

MOL (kgmol/jam)

i

Aseton

1107,99256

19,102

0,5748

Air

819,47926

45,527

0,4252

Total

1927,47218

64,629

1

d =

0,96 / 58 = 0,9 (0,96 / 58) (0,04 / 18)

b =

0,06 / 58 = 0,01878 (0,06 / 58) (0,94 / 18)

Maka : F

=D+B

64,629

=D+B

Appendik A- 8

D

= 64,629 – B

F x f

= D x d + B x b

64,629 x 0,574 37,148

= (64,629 – B) x (0.9) + ( B 0,01878) = (58,1661 – 0,9 B) + 0,01878 B = 58,1661 – 0,88122 B

0,88122 B

= 58,1661 – 37,14B = 21,0181

B

= 23,85

D

= 64,629 – 23,85

D

= 40,779 kg mol/jam

Hasil atas : = d x D

Aseton

= 0,9 x 40,779 = 36,7011 x 58 = 1064,3319 kg /jam air

=

0,04 / 18 xD (0,96 / 58) (0,04 / 18)

=

0,022 x 40,779 1,655 0,022

= 9,62 kg/jam hasil bawah : Aseton = 1107,99256 - 1064,3319 = 43,66066 kg/jam air

= 819,47926 - 9,62

Appendik A- 9

= 809,85926 kg/jam MASUK

KELUAR

Dari E-121 :

Ke F-134 :

Aseton = 1107,99256

Hasil atas :

Air

Aseton = 1064,3319

= 819,47926

Air

=

9,62

Ke E132 : Aseton = 43,66066

Toatal = 1927,47218

Air

=

809,85926

Total

= 1927,47218

5. Kolom Hidrogenasi (D-140) fungsi

: menghidrogenasi mesytil oxide (MO) menjadi metil isobutil keton

(MIBK) dengan bantuan katalis nikel. Kondisi Operasi : -

suhu reaksi : …………. oC SALAH

-

tekanan : 1 atm

-

konversi : 95%

direncanakan : -

100% MIBK yang terbentuk dari reaksi berubah menjadi hasil ats dengan komposisi 98 % (berat)

-

100% Air keluar sebagai hasil atas.

-

DAA dan MO sebagai hasil bawah.

-

Excess gas hidrogen sebesar 10%

-

Sisa gas hidrogen yang tidak bereaksi di-recyle kembali ke dalam kolom.

Reaksi : C6H10O + H2

C6H12O

Appendik A- 10

Perhitungan : Mesytil Oxide (MO) Boiling point 129 °C MO mula – mula = 3369,82506 kg = 34,38597 kmol MO bereaksi

= 0,95 x 34,38597 kmol = 32,66667 kmol

MO sisa

= 34,38597 kmol – 32,66667 kmol = 1,71930 kmol = 168,49140 kmol

Hidrogen (H2) H2 untuk reaksi = 1/1 x mol MO bereaksi = 1 x 32,66667 kmol = 32,66667 kmol Excess H2 sebesar 10% maka : H2 mula – mula = 1,1 x 32,666667 kmol = 35,93334 kmol = 71,86668 kg H2 sisa

= 35,933334 kmol – 32,66667 kmol = 3,26667 kmol = 6,53334 kg

jika H2 sisa di-recycle ke dalam kolom, maka : H2 fresh feed = H2 mula – mula – H2 recycle = 71,86668 kg – 6,53334 kg = 65,3334 kg Metil Isobutil Keton (MIBK)

Appendik A- 11

MIBK terbentuk = 1/1 x mol MO bereaksi = 1 x 32,66667 kmol = 32,66667 kmol = 3266,66700 kg Air Air mula – mula = 66,66633 kg Maka : Komposisi hasil atas : MIBK

= 32266,66700 kg

Air

= 66,66633 kg

Komposisi hasil bawah : DAA

= 443,19656 kg

MO

= 168,49140 kg MASUK

KELUAR

Dari F-124 :

Ke E-141 :

MO

= 3369,82506

Hasil atas :

DAA

= 443,19656

MIBK

= 3266,66700

Air

=

Air

= 66,66633

66,66633

Dari F-148A :

Ke buangan :

H2

Hasil bawah :

= 65,33334

Dari F-148B :

MO

= 168,49140

H2

= 6,53334

DAA

= 433,19656

Total

= 3951,55463

Total

= 3951,55463

Appendik A- 12

Appendik B- 1

APPENDIX B NERACA PANAS

Satuan : kkal/jam Suhu referensi : 25OC 1. Tangki Pengencer (M-150) ΔH1

ΔH2

Neraca Panas Total : ΔH1 = ΔH2 Dimana : ΔH1 = Panas bahan masuk ΔH2 = Panas bahan keluar Perhitungan : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) Rumus : ΔH1 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan masuk = 30oC komponen

Massa (kg)

Cp

ΔT

ΔH1 (kkal)

(kkal/kgoC) NaOH

0,83333

0,000165587 5

0,00069

Air

1,25000

1

5

6,25000

Air

14,58334

1

5

43,75002

pengencer Total

50,75001

Appendik B- 2

Menghitung suhu bahan keluar (t2) ΔH 1 = ΔH2 50,0071 = m . Cpcampuran . ΔT 50,0071 = 16,66667 x 950,0084 x (t2 - 25) t2 = 28,1579oC Menghitung Panas Bahan Keluar (ΔH2) Rumus : ΔH2 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan keluar = 28,1579oC ΔH1 = 16,66667 x 950,0084 x (28,1579 - 25) = 50,0071 kkal


ΔH2 ΔH4

Neraca panas Total : ΔH 1 + ΔH R = ΔH2 + Q1 + Qloss Dimana : ΔH1 = panas yang dikandung bahan masuk ΔH2 = panas yang dikandung bahan keluar ΔHR = Panas reaksi Q1 = Panas yang diserap air pendingin Qloss = panas hilang

Appendik B- 3

Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) Rumus : ΔH1 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan masuk : = 26oC

-

Aseton

-

Aseton recycle = 29,14oC

-

NaoH

= 28,16oC

-

Air

= 29,14oC

-

Air recycle

= 26oC

komponen

Massa (kg)

Cp (kkal/kg.oC)

ΔT (oC)

ΔH1 (kkal)

Aseton

4431,96908

0,00030315

1

1,34355

Aseton R

1107,99256

0,00030589

4,14

1,40314

NaOH

16,66667

0,9500084

3,16

50,03777

Air

46,16636

1

4,14

191,12873

Air R

184,66538

1

1

184,66538

Total

428,57857

Menghitung panas reaksi (ΔHR) Reaksi : 2C3H6O

C3H6O2

RUMUS : ΔH R = ΔHoR + ΔH oP + ΔHo25 ΔH o25 = ΔH o25 produk - ΔH o25 reaktan Diketahui : ΔHo25 aseton = 88,3014 Kj/mol

Appendik B- 4

ΔHo25 DAA = -486,76 Kj/mol Maka : ΔHo25 = (38,20663 x -486,76) – (95,51658 x 88,3014) = -20731,7028 kj =-6456,4113 kkal ΔHoR = m . Cp . ΔT = 5539,96164 x 0,00031903 x (30 - 25) = 8,83707 kkal ΔHoP = m . Cp . ΔT = 4431,96908 x 0,00031903 x (30-25) = 7,06966 kkal Sehingga : ΔHR = (8,83707 + 7,06966) + (-6456,4113) = -6440,504577 kkal Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) Rumus: ΔH2 = Σm . Cp . ΔT Suhu bahan keluar =30oC ΔT (oC)

Cp (kkal/kgoC)

ΔH1 (kkal)

komponen

Massa (kg)

DAA

4431,96908 0,00031903

5

7,06966

Aseton

1107,99256 0,00029841

5

1,65318

NaOH

0,83333

0,0016453

5

0,00069

Air

246,66508

1

5

1233,3254

Total

1242,04893

Appendik B- 5

Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1) Neraca panas total : ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + Q loss ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + 0,05 (ΔH1 + ΔHR ) Q1 = 0,95 (ΔH1 + ΔHR) – ΔH2 = 0,95 (428,57857 = 3825,66472) – 1242,04893 = 0,95 (428,57857 + 3825,66472) – 1242,04893 = 5283,58006 kkal Kebutuhan Pendingin : Masuk = 26oC, t keluar = 36oC, Cp = 0,80969 kkal/kgoC Q1 = m . Cp . ΔT m=

5283 ,58006 = 652,54357 kg 0 ,80969 x (36 26 )

Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss = 5%Panas masuk = 0,05 (ΔH1 + ΔHR) = 0,05 (428,57857 + 6440,504577) = 343,45416 kkal

Appendik B- 6


ΔH3 ΔH2

Qloss ΔH5 Neraca panas total : ΔH1 + Q 1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + Qloss Perhitungan : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) ΔHas. fosfat = (1,63334 x 0,00004260 x 5) + (0,03333 x 1 x 5) = 0,17008 kkal ΔH1

= ΔH1 dari R-110 + ΔHAs.fosfat = - 1242,04893 + 0,17008 = - 1241,87885 kkal

Menghitung panas bahan liquid keluar (ΔH2) Rumus : ΔH1 = Σm . Cp . ΔT komponen

Massa (kg)

MO

3369.82506

DAA

Cp (kkal/kgoC)

ΔH1 (kkal)

95

100.52828

4431,196956 0,000339980

95

16.83305

NaOH

0,83333

0,00017790

95

0.01408

H3PO4

1.63334

0.0042060

95

0.06526

Air

66.66633

1

95

6333.3013

Total

0,00031402

ΔT (oC)

66450,74202

Appendik B- 7

Menghitung panas bahan uap keluar (ΔH3) Rumus : ΔH2 = Σ(m . Cp . ΔT + mλ) komponen

λ(kkal/kg)

Massa (kg)

ΔH1 (kkal)

Aseton

1107,99256

69,44444

76943,92285

Air

819,47962

69,44444

56908,3033

Total

1333852,2262

komponen

Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

ΔH1 (kkal)

Aseton

1107,99256

0,00037338

39,30171

Air

819,47962

1

77850,56390

Total

211742,09180

Menghitung panas reaksi (ΔHR) Reaksi : C6H12O2

C6H10O + H2O

RUMUS : ΔHR = ΔHoR + ΔHo P + ΔHo 25 ΔHo25 = ΔHo produk - ΔHo reaktan Diketahui : ΔHo 25 DAA = -486,76 Kj/mol ΔHo 25 MO

= -230,29 Kj/mol

ΔHo 25 Air

= -285,83 Kj/mol

Maka : ΔHo25 = [(34,38597 x -230,29) + (39,38597 x -285,83)]-(38,2066 x -486,76)

Appendik B- 8

= 850,1723 kj =230,06018 kkal ΔHo R = m . Cp . ΔT = 4431,96908 x 0,0003998 x (120 - 25) = 168,33062 kkal ΔHo P = m . Cp . ΔT = 3369,82506 x 0,00031412 x (120 - 25) +618,94764 x (120-25) = 58900,53698 kkal Sehingga : ΔHR = 168,33062 + 58900,53698 + 203,06018 = 58900,53698 kkal

(endotermis)

Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q1) ΔH1 + Q 1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + 0,01 (ΔH1 + Q1 ) Q1 = 6450 ,742202 211742 ,0918 59271 ,992778 0 ,9 (1241 ,87885 ) 0 ,9

= 309536,0584 kkal stean jenuh pada 150oC : P = 476 kPa λ= 504,729 kkal maka : m=

Q 1 309536,058 4 = = 613,27179 kg  504,729

Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss = 10 %Panas masuk = 0,1 (ΔH1 + Q1)

Appendik B- 9

= 0,1 (-1241,8788 + 309536,0584) = 308229,41796 kkal 4. Kondensor (E-121) ΔH3 ΔH1

ΔH2

Qloss ΔH4 Menghitung : Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) : ΔH1 = ΔH3 dari R-120 = 211742,09180 kkal Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) : ΔH2 = Σm . Cp . ΔT = (1107,99256 x 0,00030416 x 32,28) + (819,47962 x 1 x 32,28) = 26463,68072 kkal Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1 : Q1 = ΔH1 – ΔH2 - Qloss = 21174,09180 – 26463,68072 – 0,05 (211742,0918) = 174691,3065 kkal kebutuhan air pendingin : m=

Q1 cp T

Appendik B- 10

= 174691.306 5 1( 40 26 )

= 12477.95046 kg Menghitung panas lolos (Qloss ) Qloss

=

5 % panas masuk

=

0,05 x 211742.09180

= 10587.10459 kkal 5. Kolom Destilasi (D-130) ΔH1 ΔH1

Q1 ΔH4 ΔH6

ΔH3

Q2

Qloss ΔH5

ΔH7

Neraca panas Total : ΔH1 + Q 2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3 perhitungan : Menghitung refluks (R) dari kurva didapat : Xd = 0.4 Rm 1

0.88163 = 0.4Rm +0.4 Rm Sedangkan : R

= 2Rm

= 1.20408

Appendik B- 11

= 2 x1,20408 = 2,40816

Maka : Xd = 0,88163 = 0,25868 R 1 2 ,440816

cairan jenuh kembali ke kololm destilasi : Lo D

R

=

Lo

= R.D = 2,40816 x 21,6813 = 52,18030 kmol/j

Aliran air masuk kondesor : V

= (R + 1) .D = (2,40816 +1) 21,6813 = 73,84842 kmol/j

Aliran liquid masuk reboiler : L’

= Lo + (q.F) = 52,18030 + (1x64,62997) = 116,81027 kmol/j

Aliran liquid keluar reboiler : V’

= V + F (q-1) = 73,84842 + 64,62997 (1-1) = 73,84842 kmol/j

Appendik B- 12

Panas yang terkandung dalam bahan masuk kolom destilasi (ΔH1 ) Bahan masuk pada suhu 86,81oC Rumus : ΔH1 = m . Cp . ΔT komponen

Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

ΔT (oC)

Aseton

1107,99256

0,000034944

61,81

23,93141

Air

819,47962

1

61,81

50652,03531

Total

ΔH1 (kkal)

50675,96672

Menghitung panas uap masuk kondesor (ΔH2) Rumus : ΔH2 = m . Hv Dimana : m

= Xd.V

Komponen uap masuk kondesor : Komponen

Xdi

V(kmol/j)

Mv(kmol/j)

Aseton

0,88163

73,84842

65,10698

Air

0,11837

73,84842

8,74144

komponen Aseton Air Total

Mv (kmol/j) 65,10698 8,74144

Mv Hv ΔH2 (kg/j) (kkal/kg) (kkal) 3776,20484 158,33333 597899,08710 157,34592

172,22222 27098,46365 624997,55070

Appendik B- 13


= Xd.Lo

Komponen

Xdi

Lo(kmol/j)

Ml(kmol/j)

Aseton

0,88163

52,18030

46,00372

Air

0,11837

52,18030

6,17658

komponen Ml(kmol/j)

Ml (kg/j)

Aseton

46,00372

Cp (kkal/kgoC) 2668,21576 0,3401

Air

6,17658

111,17844

1

ΔT (oC) 49,19

ΔH3 (kkal)

49,19

5468,86746

Total

44,63797

5513,50543

Menghitung panas liquid keluar kondesor (ΔH4) Bahan masuk refluks pada suhu 74,19 oC Rumus : ΔH4 = m . Cp . ΔT komponen Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH4 (kkal)

Aseton

1107,99256

0,00034944

61,81

23,93141

Air

819,47962

1

61,81

50652,03531

Total

50675,9667

Appendik B- 14


Xbi

L (kkal/kgoC)

Ml (kmol/j)

Aseton

0

116,81027

0

Air

1

116,81027

61,81

komponen Ml

Ml (kal/kgoC)

Cp Δt (oC) (kal/kgoC)

ΔH5 (kkal)

(kmol/j) Aseton

0

0

0,0003591

75,002

0

Air

116,81027

2102,58486

1

75,002

157698,0697

Total

157698,0697

Menghitung panas uap keluar reboiler (ΔH 6) Rumus : ΔH6 = m . Hv Dimana : m = Xb.V komponen

Xbi

L (kkal/kgoC)

Ml (kmol/j)

Aseton

0

73,84842

0

Air

1

73,84842

73,84842

Appendik B- 15

komponen Aseton Air

Mv (kmol/j) 0 72,84842

Mv (kg/j)

Hv (kkal/kg) 0

0 1329,27156

ΔH6 (kkal) 0

142,22222 189051,95220

Total

189051,95220


Massa (kg)

Cp(kkal/kgoC

Δt(oC)

ΔH7(kkal)

Aseton

0

0,00035907

75,008

0

Air

773,31326

1

75,008

58000,04113

Total

50675,96672

Menghitung panas disekitar kondensor(Q1) Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4)s = 624997,5507 – (5513,50543 + 2289,45889) = 617194,5864 kkal Menghitung kebutuhan air pendingin: m = Q 1 = 617194,586 4 44085 ,32760 kg / j  1 .( 40 26 ) Menghitung panas steam reboiler(Q2 ) Q2 = Q1 H4 H7 - 0,95 H1 0 ,95

Q2 = 617194,5864 2289,45889 58000,04113 - 0,95 x 50675,96672 0,95

Appendik B- 16

= 662465,1769 kkal/j Kebutuhan steam: Digunakan steam jenuh pada suhu 150oC dengan: P = 618 kPa λ= 912,38 BTU/lb = 506,87778 kkal/kg Maka: m = Q 2 = 662465,176 9 1306 ,95249 kg  506 ,87778 Menghitung panas lolos(Q3) Q3 = 5% Panas masuk = 0,05 x + (Q2 + ΔH1) = 0,05 x (662465,1769 + 50675,96672) = 35657,05718 kkal/j 6. Kolom Hidrogenasi (D-140)

ΔH2 ΔH1

Q1 ΔH4 ΔH6

Qloss

ΔH3 Q2

ΔH5 ΔH7

I. Tahap Reaksi Menghitung panas bahan masuk (ΔH 1) Suhu bahan masuk 119,8 oC Rumus: ΔH1 = m. Cp. ΔT

Appendik B- 17

Komponen

Massa (kg)

Δt (oC)

Cp

ΔH1 (kkal)

(kkal/kgoC) MO

3369,82506

0,00031383

94,8

100,25595

DAA

443,19656

0,00039964

94,8

16,79089

Air

66,66633

1

94,8

6319,96808

H2

71,86668

3,44853954

94,8

23494,41510

Total

29931,43002

Menghitung panas reaksi (ΔHR) Reaksi: C6H10O + H2

C6H12O

Rumus: ΔHg

= ΔHoR+ ΔHo25 + ΔHoP

ΔHo25 = ΔHo25 produk – ΔHo25 reaktan

Diketahui: ΔHo25 MO

= - 320,29 kJ/mol

ΔHo25 H2

= 0

ΔHo25

= - 45,17 kJ/mol

Maka:

ΔHo25 = (32,6667 x -45,17) – (34,38597 x -230,29)

Appendik B- 18

= 6443,19155 kJ = 1538,92986 kkal ΔHR

= Σm. Cp. ΔT = (3369,82506 x 0,31402 x 95 ) + (71,86668 x 3448,53954 x 95) = 23644,86161 kkal

ΔHP

= m. Cp. ΔT = 3266,666700 x 0,42990 x 95 = 133,41231 kkal

Sehingga: ΔHR = ΔHoR + ΔHoP + ΔHo25 = 25317,20378 kkal Menghitung Panas bahan keluar (ΔH 2) Satu liquid keluar 120oC Rumus Komponen

: ΔH2 = m . Cp. ΔT Massa( kg)

Cp

Δt (oC)

ΔH1 (kkal)

o

(kkal/kg C) MIBK

3266,66700

0,00042990

95

133,41231

MO

168,49140

0,00031402

95

5,02642

DAA

443,19656

0,00039979

95

16,83263

Air

66,6633

1

95

6333,30135

H2

6,53334

3,44853954

95

2140,39573

Total

6828,96844

Appendik B- 19

II. Tahap Pemisahan Neraca Panas Total : ΔH1

+ Q 2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3

Menghitung Refluk (R) Dari kurva didapat : XD = 0,639 Rm 1

0,89817 = 0,639 Rm + 0,639 Rm

= 0,40559

Sedangkan : R

= 2Rm = 2 x 0,40559 = 0,81118

Sedangkan XD 0,899817 = = 0,49590 Rm 1 0,81118 1

Cairan jenuh kembali ke kolom destilasi : R=

Lo D

Lo = R.D = 0,81118 X 36,37036 = 29,550291 kmol/j aliran uap masuk kondesor : V = (R + 1 ).D

Appendik B- 20

= (0,81118 + 1) x 36, 37036 = 65,87327 kmol/j aliran liquid masuk reboiler : L’ = Lo + (qF) = 29,50291 + (1,41,91032) = 71,41323 kmol/j Aliran uap keluar boiler : V’ = V + F (q-1) = 65,83727 + 41,91032 (1-1) = 65,87327 kmol/j Panas yang terkandung dalam bahan masuk kolom destilasi (ΔH1 ) ΔH1

= 8626,96844 – 2140,39573 = 6488,57271 kkal

Menghitung panas uap masuk kondensor (ΔH2) Suhu bahan masuk 114,4C Rumus : ΔH2 = m.Hv Dimana : m = Xd V Komposisi uap masuk kondensor : Komponen

Xdi

V (kkal/j)

Mv (kmol/)

MIBK

0,89817

65,87327

59,16539

Air

0,10183

65.87327

6,70788

Appendik B- 21

Mv (kg/j)

MIBK

Mv (kmol/j) 59,16539

5961,539

Hv ΔH6 (kkal) (kkal/kg) 191,66667 1134003,32800

Air

6,70788

120,74184

150,00000

komponen

Total

18111,27600 1152114,60400


= Xd.Lo

Komponen

Xdi

Lo(kmol/j)

Ml(kmol/j)

MIBK

0,89817

29,50291

26,49863

Air

0,10183

29,50291

3,00428

komponen Ml(kmol/j) MIBK

26,49863

Air

3,00428

Ml (kg/j)

Cp (kkal/kgoC) 2649,86300 0,0004253 54,07704

1

Total

Menghitung panas liquid keluar kondesor (ΔH4) Bahan masuk refluks pada suhu 141,4 oC Rumus : ΔH4 = m . Cp . ΔT

ΔT (oC) 89,4

ΔH3 (kkal)

89,4

4834,48738

100,72561

4935,23999

Appendik B- 22

komponen Massa (kg)

Cp (kkal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH4 (kkal)

MIBK

3266,66700

0,00042530

89,4

124,20462

Air

66,66633

1

89,4

5959,96990

Total

6084,17452


Xbi

L (kkal/kgoC)

Ml (kmol/j)

DAA

0,68965

71,41323

49,25013

MO

0,31035

71,41323

22,16309

komponen Ml

Ml (kal/kgoC)

Cp (kal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH5 (kkal)

(kmol/j) DAA

49,25013

5713,015508 0,0004262

130,5

317,75276

MO

22,16310

2171,98380

130,5

98,46274

0,0003474

Total

Menghitung panas uap keluar reboiler (ΔH 6) Rumus : ΔH6 = m . Hv Dimana : m = Xb.V

416,21550

Appendik B- 23

komponen

Xbi

V’ (KMOL/J)

Mv (kmol/j)

DAA

0,68965

65,87327

42,42950

MO

0,31035

65,87327

20,44377

Mv (kg/j)

Hv (kkal/kg)

ΔH6 (kkal)

DAA

Mv (kmol/j) 42,42950

4921,82200

219,444444

1080066,4730

MO

20,44377

2003,48946

208,33333

417393,63080

Komponen

Total

149760,10300


Massa (kg)

Cp(kkal/kgoC

Δt(oC)

ΔH7(kkal)

DAA

0,42620

0,00042620

130,5

24,65019

MO

0,34738

0,00034738

130,5

7,63824

Total

Menghitung panas disekitar kondensor(Q1) Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4) = 11522114,60400 – (4935,23999 + 6084,17452) = 1141095,189 kkal Kebutuhan air pendingin:

32,28843

Appendik B- 24

m = Q 1 = 617194,586 4 44085 ,32760 kg / j  1 .( 40 26 ) Menghitung panas steam reboile (Q2) Q2 Q1 H4 H7 - 0,9. H1 0 ,95

= 6084 ,17452 32 ,288431 1141095 ,189 0 ,9 x 6488 ,57271 0 ,95

= 1268191,04100 kkal/j Kebutuhan steam: Digunakan steam jenuh pada suhu 170oC dengan: P = 69,136 Psi λ= 901 BTU/lb = 500,59317 kkal/kg Maka: m = Q 2 = 1268191, 04100 2533 ,37664 kg  500 ,59317

Menghitung panas lolos(Q3) Panas lolos = 5% panas masuk Qloss = 0,1 (ΔH1 + Q 2) = 0,1 (6488,57271 + 1268191,04100) = 127467,96130 kkal/j

Appendik B- 25

7. Heater (E-144A) ΔH3

ΔH1

ΔH2

Qloss ΔH4

Neraca Panas Total : ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + Qloss ΔH1 + Q1 = Qloss Dimana : ΔH1

= Panas yang dikandung bahan masuk

ΔH2

= Panas yang dikandung bahan keluar

Q1

= Panas yang diberikan steam

Qloss

= Panas hilang


= m. Cp. ΔT = 65,33334 x 14,28kJ/kg.K x (303-298)K = 4664,80048 kJ = 1114,16845 kkal

Appendik B- 26

Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) : ΔH1



=5 % panas masuk

Q1

= 0,1 (ΔH2 + Qloss – ΔH1) = (11211,90522 + 0,05 (1114,16485 +11211,90522) – 1114,16485 = 10714,04046 kkal


= 120oC Tekanan = 198,54 kPa λ= 2202,2 kJ/kg = 525,9864 kkal/kg

Maka : m=

Q1 10714, 04046 = 20 ,3694 kg / j  525 ,9864



Appendik B- 27

8. Heater (E-144B) ΔH3

ΔH1

ΔH2 Qloss ΔH4

Neraca Panas Total : ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + Qloss ΔH1 + Q 1 = Qloss


= ΔH2 bahan dari E-143 = 11211,90522 kkal

Menghitung Panas bahan keluar (ΔH 2): ΔH2



=5 % panas masuk

Q1

= 0,1 (ΔH2 + Qloss – ΔH1) = (21406,39052 + 0,05 (11211,90522 +21406,39052) – 11211,90522 = 11825,40008 kkal

Appendik B- 28


= 150oC Tekanan = 476 kPa λ= 2113,2 kJ/kg = 504,72915 kkal/kg

Maka : m=

Q1 11825,4000 8 = 23 ,4292 kg / j  504 ,72915



Appendik B- 29

Tahap perhitungan Bublble Point dan Dew Point 1. Perhitungan bubble point dengan sistem binari komponen : Diketahui : Feed terdiri dari dua komponen (i) =2 Dengan mengasumsikan Psat pertama adalah 760 mmHg maka persamaan antoine dapat dihitung : T1sat

= (Bi/(Ai- ln Psat)- Ci

Dimana : T

=K

A,B,C = Kostanta Antoine untuk masing-masing komponen Nilai T yang didapat dalam proses pengujian bubble point dapat dihitung dengan persamaan : To

= Σ(xi.tisat)

Dengan memasukan to sebagai awal maka dapat dihitung : Ln άik = Ai -Aik – (Bi/(t + Ci) + (Bk/9t+C k) Pi sat dapat di hitung dengan persamaan : Psat

= P/ Σ(άk.xi)

Nilai dari t akan dipakai untuk menghitung t yang baru dengan metode iterasi, sampai didapat nilai yang sama. Pengecekan terhadap t yang didapat dengan persamaan : Ki

= Pisat/P

Yi

= Xi/Ki

Dimana hasil yang diperoleh : P = 760 mmHg : Xi dan Yi = 1

Appendik B- 30

2. Perhitungan dew point dengan sistem biner komponen: Perhitungan Psat menggunakan prsamaan : Psat

= P x Σ(yi/ άk)

Untuk perhitungan selanjutnya analog dengan trial and error pada bubble point. Pengecekan terhadap t yang didapat dengan persamaan: Xi

= yi/K

Appendik B- 31

Tabel B.1.Trial Feed Bubble Point Komponen Aseton Air

C

F(kmol/jam) 19.10333 45.52664556

Total F 64.62996556 64.62996556

Xi (kg mol) 0,295579919 0.704420081

A 16,6513 18,3036

B 2940,46 3816,44

-45,93 -46,13

P(mmHg) 760 760

T1 sat (1) 339,4482083 373,1521012

To (K) 363,1899073 363,1899073

Alfa- ki 1 0,327466956

B 1444,168946 1444,168946

Ti sat (2) 359.5452568 359.5452568

Alfa-ki 1 0,31706984

P 1464.551264 1464.551264

Ti sat(3) 360.0147372 360.0147372

Alfa-ki 1 0,318403797

P 1461.904085 1461.904085

Ti sat (4) 359.9540544 359.9540544

Alfa-ki 1 0,318231286

P 1462.245884 1462.245884

Ti sat(5) 359.9618945 359.9618945

Alfa-ki 1 0,318253573

P 1462.20172 1462.20172

Ti sat (6) 359.9608815 359.9608815

Alfa-ki 1 0,318250693

P 1462.207426 1462.207426

Ti sat(7) 359.9610124 359.9610124

Alfa-ki 1 0,318251065

P 1462.206689 1462.206689

Ti sat (8) 359.9609955 359.9609955

Alfa-ki 1 0,318251017

P 1462.206784 1462.206784

Ti sat(9) 359.9609977 359.9609977

Alfa-ki 1 0,318251023

P 1462.206772 1462.206772

Ti sat (10) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,31825117

P 1462.206774 1462.206774

Ti sat(9) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,318251023

P 1462.206773 1462.206773

Ti sat (12) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,31825117

P 1462.206773 1462.206773

Ti sat(9) 359.9609974 359.9609974

Alfa-ki 1 0,318251023

P 1462.206773 1462.206773

Ti sat (14) 359.9609974 359.9609974

Pi sat(mmHg) 1462.20677 465.348801

K 1.923956281 0.612301054

Yi 0.568682842 0.431317158 1

P 432.19896 327.80104 760

Ti sat (C) 86.81099744

Appendik B- 32

Appendik C- 1

APENDIX C SPESIFIKASI PERALATAN

1. Tangki Penampang NaOH (F-151) Fungsi

: Menyimpan NaOH selama 1 bulan yang digunakan sebagai katalis.

Bahan

: Carbon Steel SA-240 Grade C

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup bawah konikal (ά= 120o ) dan tutup atas plat datar.

Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan NaOH

= 2,08333 kg/j

Lama penyimpanan = 2 minggu = 14 hari Jumlah tangki

= 1 buah

Densitas NaOH

= 63,97083 lb/cuft

Maka: NaOH tersimpan = 2,08333 x 14 x 24 = 699,9989 kg = 1543,2175 lb Volume NaOH

=

1543,2175 24,12377cuft 63,97083

Jika NaOH mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt): Vt =

24,12377 26,80419cuft 0,9

Appendik C- 2

Menghitung diameter shell (Ds) Vt = 1 / 4 .π. Ds2 . H

Dimana : Ds


H


Vt


Maka: 26,80419 = 1 /4 .π. Ds2. (1,5 Ds) Ds

= 2,83409 ft = 34,0091 in

Menghitung tekanan design Tinggi larutan dalam shell (HI): HI =

4 Vt 4 1543,2175 x = x 24,12377cuft  Ds 2  63,97083

Sedangkan: P design = P hidrostatik + 14,7 Dimana: g ) HI gc 63,97083 x1x3,82603 = 1,69968 psi 144 144

( P hidrostatik =

Maka:

Appendik C- 3

P design = 1,69968 + 14,7 = 16,39968 psi Menghitung tebal silinder (ts)

ts =


(pers. 3-19 BY)

Dimana: ts = tebal shell (in) Pi = tekanan design (psi) Di = diameter shell (in) f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8

(App.D, BY hal.342) BY hal.254)

C = faktor korosi = 2/16 in Sehingga: ts =

16,39968 x34,00908 2 2 2,298 3     in 2(18750 x 0,8 0,6 x16,39968) 16 16 16 16

Standarisasi diameter tangki Dari tabel 57, BY hal.89 untuk Di = 34,00908 in didapatkan Do = 34 in Maka: Ds = Do - 2ts = 34 – 2(3/16) = 33,625 in Hs = 1,5 x 33,625 = 50,4375 in

Appendik C- 4

Menghitung tebal tutup bawah Direncanakan: tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 120o

thb =

PixDi 1 2( fE 0,6Pi) cos  2

C

dimana: thb = tebal tutup bawah (in) Pi


Di = diameter tangki setelah standarisasi (in) f

= stress yang diijinkan (psi) = 18750 psi

E


C


Maka: thb =

16,39968 x34,00908 2 2,595 3    in 2(18750 x0,8 0,6 x16,39968) cos 60 16 16 16

Menghitung tebal tutup atas ( tha) Direncanakan: tutup atas berbentuk plat datar

tha =


dimana: tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan operasi (psi)

(pers. 3-19 BY)

Appendik C- 5

Di = diameter shell (in) f

= stress yang diijinkan (psi) = 18750 psi (App.D,BY hal.342)

E = Efisiensi pengelasan = 0,8

(BY hal.254)

C = faktor korosi = 2/16 in Sehingga:

tha =

14,7 x33,625 2 2,2638 3    in 2(18750 x 0,8 0,6x14,7) 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampung Ht = tinggi tutup bawah + tinggi shell + tinggi tutup atas Dimana: Tinggi shell = 50,4375 in Tinggi tutup atas = 0 Tinggi tutup bawah = OA= b + sf Dari tabel 5-6 B &Y hal.88, untuk thb = 3/16 in maka: sf = 1,5 – 2 in Diambil: sf = 1,5 in 1 xDs 1 Sedangkan: b = 2  x 33,625 9,7067in 1 2 tan  2 tan 60 Maka: Tinggi tutup bawah = OA = 9,7067 + 1,5 = 11,2067 in Sehingga:

Appendik C- 6

Ht = 11,2067 + 0 = 61,6442 in 2. Tangki Penampung Aseton (F-112) Fungsi: Menyimpan aseton selama 1 bulan sebagai bahan baku. Bahan: Carbon Steel SA-240 Grade C Bentuk: Silinder tegak dengan tutup atas conikal (ά= 120o ) dan tutup bawah plat datar. Perancangan:

Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan aseton= 4431,96908 kg/j Lama penyimpanan

= 1 bulan = 30 hari

Jumlah tangki

= 8 buah

Densitas aseton

= 49,28976 lb/cuft

Maka: Aseton tersimpan = 4431, 96908 x 24 = 1489141,611 kg = 3282961,595 lb volume aseton untuk 1 tangki Volume aseton

=

:

3282961,595 66605,3475cuft 49, 28976

Volume aseton untuk 1 tangki :

Volume aseton

=

66605,3475 66605,3475cuft 8

Appendik C- 7

Jika aseton mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt) : Vt =

8325,6684 9250,7427cuft 0,9

Menghitung diameter shell (Ds) Vt = ¼.π. Ds2.H Dimana : Ds = diameter tangki (Ft) H = tinggi (ft) = 1,5 Ds Vt = Volume tangki (cuft) Maka : 9250,7427 = ¼.π. Ds2(1,5Ds) Ds = 19,8795 ft = 238,5539 in Menghitung tekanan design. Tinggi larutan dalam shell (HI) HI =

4 VI 4 8325,6684 x  x 26,8373 fit 2   19 , 8795 Ds

Sedangkan : Pdesign

= Phidrostatik + 14,7

Dimana : g ) HI gc 49,28976 x1x26,8373  9,1861 psi 144 144

( Phidrostatik

=

Appendik C- 8

Maka : Pdesign

= 9,1861 + 14,7 = 23,8861 psi



(pers 3-19 BY)




(BY hal 254)


23,8861x 238,554 23,8861x238,554 12 5,0419 5 + + = = 2(18750 x 0,8 0,6 x23,8861) 2(1875 x0,8 0,6x 23,8861) 16 16 16

Standrisasi diameter tangki. Dari tabel 57, BY hal 89 untuk Di = 238,554 in di dapatkan Do =240 in maka: Ds

= Do -2ts = 240-2(5/16) = 39,375 in Hs = 1,5 x 239,375 = 359,0625 in

Menghitung tebal tutup atas (tha) Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o

Appendik C- 9

Tha =


C

Dimana : Tha


Pi


Di


f


E


C


Maka : tha =

14, x 239,375 1 3,7556 4 + = = in 2(18750 x 0,8 0,6x14,7) cos 60 16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup bawah berbentuk plat datar Sehingga : thb = ts =5/16 in Menghitung tinggi tangki penampung Ht



= 359,0625 in

Tinggi tutup bawah

=0

Tinggi tutup atas

= OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B dan Y hal 88, untuk tha = 4/16 in maka sf = 1,5-2,5 in

Appendik C- 10

Di ambil : sf = 1,5 in 1 1 xDs x 239,375 Sedangkan : b = 2 =2 = 69,1016 in 1 tan 60 tan  2 Maka : Tinggi tutup atas = OA = 69,1016 + 1,5 = 70, 6016 in Sehingga : Ht = 0 + 359, 0625 + 70,6016 = 429,6641 in 3. Tangki Penampung H3PO4 (F-123) Fungsi

: Menyimpan H3PO4 selama 1 bulan yang digunakan sebagi katalis

Bahan

: Carbon steel SA-240 Grade C

Bentuk

: Slinder tegak dengan tutup bawah konikal (ά=120o) dan tutup

atas Plat datar. Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan H3PO 4

= 1,66667 kg/j

Lama penyimpanan

= 1 bulan = 30 hari

Jumlah tangki

= 1 buah

Densitas H3PO4

= 115, 29073 lb/cuft

Maka : H3PO4 tersimpan

= 1,66667 x 30 x 24 = 1200,0024 kg =2645, 5253 lb.

Volume H3PO 4

=

2645,5253 = 22,9466 cuft 115,29073

Appendik C- 11

Jika H3PO4 mengisi 90% tangki, maka volume tangki(Vt): Vt

22,9466 = 25,4962 cuft 0,9

=

Menghitung diameter shell (Ds) Vt = ¼ .π.Ds2.H Dimana : Ds

= Diameter tangki (ft)

H


Vt


Maka : = ¼ .π.Ds2.(1,5 Ds)

25,4962

Ds = 2,7872 ft = 33,4466 in Menghitung tekanan design. Tinggi larutan dalam shell (HI): HI =

4 VI 4 22,9466 x = x =3,7628 ft  DS2  2,78722

Sedangkan : Pdesign = Pdesign + 14,7 Dimana :

( Pdesign =

g )HI 115,29073 x1x3,7628 gc = 3,0126 psi 144 144

Maka : Pdesign = 3,0126 + 14,7 = 17,7128 psi

Appendik C- 12



(pers 3-19 BY)




(BY hal 254)


17,7126 x33, 4466 12 2,3162 3 ++ = = in 2(18750 x 0,8 0,6 x17,7126) 16 16 16

Standrisasi diameter tangki. Dari tabel 57, BY hal 89 untuk Di = 33.4466 in di dapatkan Do =34 in maka: Ds

= Do -2ts = 34 - 2(3/16) = 33,625 in Hs = 1,5 x 33,625 = 50,4375 in

Appendik C- 13

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o Tha =


C

Dimana : tha


Pi


Di


f


E


C


Maka : ts =

17,7126 x 33,625 2 2,6357 3 ++ = = in 2(18750 x 0,8 0,6 x17,7126) cos 60 16 16 16

Menghitung tebal tutup atas (tha) Direncanakan : tutup atas berbentuk plat datar tha =


C

Dimana : tha


Pi


(pers 3-19 BY)

Appendik C- 14

Di


f


(App D,BY, hal 342)

E


(BY hal 254)

C


Maka : ts =

14,7 x33,625 2 2,2638 3 + = = in 2(18750 x 0,8 0,6 x14,7) 16 16 16




= 50, 4375 in

Tinggi tutup bawah

=0

Tinggi tutup atas

= OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B dan Y hal 88, untuk tha = 4/16 in maka sf = 1,5-2,5 in Diambil : sf = 1,5 in 1 1 xDs x 33,625 2 2 Sedangkan : b = = = 9,7067 in 1 tan 60 tan  2 Maka : Tinggi tutup atas = OA = 9,7067 in + 1,5 = 11, 7067in] Sehingga : Ht = 11, 7067 in + 50,4375 in + 0 in = 61,6442 in

Appendik C- 15

4. Tangki Penampung H2 (F-148A) Fungsi

: Menampung hidrogen selama 1 minggu sebagai bahan pembantu.

Bahan

: higj Alloy Steel SA-240 Grade 3 Type 304

Bentuk

: Spherical

Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan H2 = 65,33334 kg/j Lama penyimpanan

= 1 minggu = 7 hari

Jumlah tangki

= 8 buah

Densitas H3PO4

= 115, 29073 lb/cuft

Perhitungan : Hidrogen tersimpan = 65,33334 x 7 hari x 24 jam = 10976,00112 kg. Volume H2

= n.R.T/P

Dimana : n

= jumlah mol H2 = 5488,000056 kmol

H

= kostanta gas = 82,057.103m 3 atm/kmol.K

T

= suhu hidrogen = 30oC

P

= tekanan hidrogen = 3 atm

= 303 K

Maka : Volume H2 =

5488,00056 x82,057.10 3x 303 45483, 2151 3

Volume 1 tangki: Volume H2 =45483,2151m3/ 8 tangki = 5685,4019m 3/tangki

Appendik C- 16

Jika hidrogen mengisi 90% tangki, maka volume tangki : Vt = 5685,4019 m3/0,9 = 6317,1132m 3 Menghitung diameter tangki (Ds) Vt

= 4/3.π.r2

6317,1132

= 4/3. π.r2

r

= 11,47ft = 37,63 ft

Ds

= 2 x37,63 ft = 75,26 ft

Menghitung tabel tangki (ts) t =

pxR 1,85 xf 0,2 xp

(PERS. 4-115, Ulrich)

dimana : ts

= tebal tangki (in)

P


R

= jari-jari tangki (in)

F

= Stress yang diijinkan (psi) = 18750 (App.D, B&Y hal 342)

Maka : Ts

=

29,4x 903,12 12.25 13 =  in 1,85x18750 0,2 x29,4 16 16

Appendik C- 17

5. Tangki Penampung DAA ( F-133) Fungsi : menyimpan DAA selama 1 jam sebelum didehidrasi. Bahan : carbon Steel SA-240 grade S Type 304 Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk plat datar dan tutup bawah konikal dengan sudut 120 o Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt) Kebutuhan DAA

= 5787,46005 kg/jam

Lama penyimpanan

= 1 jam

Jumlah tangki

= 1 buah

Densitas DAA

= 42,20294 lb/cuft

Maka DAA tersimpan

= 5787,46005 x 1 = 5787,46005 kg = 12759,0344 lb

Volume DAA

= 12759,0344/42,2024 = 302,3257 cuft

jika DAA mengisi 90% tangki, maka volume tangki (vt) : Vt =

302,3257 = 335,9175 cuft 0,9

menghitung diameter Shell (Ds) Vt = Vs + Vk dengan : Vs

= volume silinder

= 1/4.π.Ds2.Ls

Appendik C- 18

Ds = Volume konstanta =     tg1/ 2 3

Vk

Dimana : Ds


Ls

= tangki Shell (ft) = 1,5 Ds

Vt

= Volume tangki (cuft)

Maka : Vs

= 1/4.π.Ds2. (1,5 Ds) = 1,1775 Ds 3

Ds

3

Vk

=

    tg 60

= 0,07554. Ds3

Sehingga : Vt

= Vs + Vk

335,9175

= 1,1775 Ds3 + 0,07554. Ds3

Ds

= 6,4479 ft

Ds

= 77,3756 in

Menghitung tekanan design S Volume liquid dalam shell : Vls

= Vlarutan - V konis = 302,3257 – (0,07554 x 6,44793) = 282,0754 cuft

Tinggi larutan dalam shell (HI) : HI

=

4 Vl 4 x = x 2  Ds 

Appendik C- 19

= 9,2632 ft Sedangkan : Pdesign = P hidrostatik + 14,7

Dimana :

P hidrostatik

g   gc  HI 42,20294 x1x9,2632    = 2,7148 psi 144 144

Maka : Pdesign = 2,7148 +14,7 = 17,4148 psi Menghitung tebal silinder (ts) ts =

pixDi C 2fE 0,6Pi 

(pers. 3-19 B&Y)

dimana : ts

= tebal shell (in)

Pi


Di

= diameter shell (in)

f


E


C


(App.D, B&Y hal.342) ( B&Y hal. 254)

Sehingga : ts =

17,4148 x77,3756 1 1,7192 2    in 2 18750 x0,8 0,6 x17,4148 16 16 16

Appendik C- 20

Standarisasi diameter tangki Dari tabel 57 B&Y hal.89 untuk Di = 77,3756 in didapatkan Do = 78 in Maka : Ds

= Do – 2ts = 78 – 2(4/16) = 77,75 in

Hs

= 1,5 x 77,75 = 116,625 in

Menghitung tebal tutup atas (tha) Direncanakan : tutup atas berbentuk plat datar Tha =

pixDi C 2fE 0,6 Pi

(pers. 3-19 B&Y)

Dimana : tha


Pi


Di


F


E


C


(App.D, B&Y hal.342) ( B&Y hal. 254)

Sehingga : Tha =

14,7 x77,75 2 2,6115 3    in 2 18750x 0,8 0,6 x77,75  16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 120 o

Appendik C- 21

Thb =

pixDi C 2fE 0,6 Pi cos1 / 2

Dimana : thb


Pi


Di


F


E


C


(App.D, B&Y hal.342) ( B&Y hal. 254)

Maka : Thb =

17,4148 x77,75 1 2,4453 3    in 2 18750 x 0,8 0,6 x17,4148 cos 60 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampung : Ht = tinggi tutup bawah + tinggi Shell + tinggi tutup atas Dimana : Tinggi shell

= 116,625 in

Tinggi tutup atas

=0

Tinggi tutup bawah

= OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B&Y hal 88, untuk Thb = 3/16 in maka sf = 1,5 – 2 in Dan diambil sf = 1,5 in

Sedangkan

:b=

1 / 2 Ds 1/ 2x 77,75  = 22,4445 in   tan1 / 2  tan 60

Appendik C- 22

Maka : Tinggi tutup bawah = OA = 22,4445 + 1,5 = 23,9445 in Sehingga : Ht = 23,9445 in +116,625 in + 0 = 140,5695 in 6. Akumulator (F-134) Fungsi


Jenis


Kapasitas

: 10,6231 cuft

Jumlah

: 1 buah

Direncanakan : 1. tangki berbentuk silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah standar dished head 2. bahan konstruksi yaitu carbon Steel SA-240 grade M Type 316. 3. liquida mengisi 80 % volume tangki. 4. L/D = 3

( Ulrich, Hal. 249)


= 49,9 lb/cuft

Waktu tinggal

= 10 menit

Masa bahan masuk

= 1154,15892 kg/j = 2544,45876 lb/j

Menentukan volume akumulator Volume bahan masuk : V= Maka :


Appendik C- 23

V=



8,4985 10,6231cuft 0,8


= 0,25.π.di2.L + 2. 0,847.di 3

10,6231

= 0,25.π.di2 (3di) + 0,1694. di 3

di

= 1,6145 ft = 19,347 in

L

= 3.di = 3 x 1,6145 ft = 4,8435 ft = 58,122 in




= ρ.h / 144 = (49,9 x 4,8435)/144 = 1,6784 Psia

Maka : Pdesign

= 1,6784 + 14,7 = 16,3784 Psia

Appendik C- 24


M

= 2544,45876 x 0,5 x 58,122 = 73944,51602 in-lb [I/Y]

= [π.r3. ts3]/ r = π.r2. ts3 = π.(½di)2. ts = π.9,6872 .ts =294,6512 ts in2

Maka : f

= M/[I/Y]

18750 = 73944,51602 in lb/ 294,6512 ts in2 ts

= (0,214/16) + Cs = (0,214/16) + 1/6 ≈2/16 in


(dimana :R=D)


Appendik C- 25


= 1,6145 ft

Panjang

= 4,8435 ft

Tebal

= 2/16 in



Jenis


Kapasitas

: 35,687 cuft

Jumlah

: 1 buah

Direncanakan : 5. Tangki berbentuk silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah standar dished head 6. Bahan konstruksi yaitu carbon Steel SA-240 grade M Type 316. 7. Liquida mengisi 80 % volume tangki. 8. L/D = 3

( Ulrich, Hal. 249)


= 42,9 lb/cuft

Waktu tinggal

= 10 menit

Masa bahan masuk

= 3333,33333 kg/j = 7348,66666 lb/j

Menentukan volume akumulator Volume bahan masuk : V=


Appendik C- 26

Maka : V=



28,5496 35,687cuft 0,8


= 0,25.π.di2.L + 2. 0,847.di 3

35,687

= 0,25.π.di2 (3di) + 0,1694. di 3

di

= 14,1368 ft = 169,6416 in

L

= 3.di = 3 x 14,1368 ft = 42,4104 ft = 508,9248 in




= ρ.h / 144 = (49,9 x 42,4104 )/144 = 12,6348 Psia

Maka : Pdesign

= 12,6348 + 14,7 = 27,3348 Psia

Appendik C- 27


M

= 7348,66666 x 0,5 x 508,9248 = 1869959,355 in lb [I/Y]

= [π.r3. ts3]/ r = π.r2. ts3 = π.(½di)2. ts = π.84.82082. ts = 2590,9438 ts in2

Maka : f

= M/[I/Y]

18750 = 1869959,355 in lb / 2590,9438 ts in2 ts

= (0,615/16) + Cs = (0,615/16) + 1/6 ≈2/16 in


(dimana :R=D)


Appendik C- 28


= 1,6145 ft

Panjang

= 4,8435 ft

Tebal

= 2/16 in

8. Tangki penampung MIBK (F-148) Fungsi

: menyimpang MIBK selama 3 hari sebagai produk

Bahan

: carbon Steel SA-240 Grdae C

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup atas konikal (ά= 120 o) dan tutup bawah plat datar.

Perancangan : Menghitung volume tangki Kebtuhan MIBK

= 3333,33333 kg/ j

Lama penyimpanan

= 3 hari

Jumlah tangki

= 2 buah

Densitas aseton

= 49,80665 lb/cuft

Maka : MIBK tersimpan

= 3333,33333 x 3 x 24 = 239999,9998 kg = 529103,9995 lb

Volume MIBK

= 529103,9995/ 49,80665 = 10623,1598 cuft

Volume aseton untuk satu tangki : Volume MIBK

= 10623,1598/ 2

= 5311,5799 cuft

Appendik C- 29

Jika MIBK mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt) : Vt = 5311,5799/ 0,9 = 5901,7554 cuft Menghiltung diameter shell (Ds) Vt

= ¼ .π. Ds2. H

Dimana : Ds


H


Vt


Maka : 5901,7554 cuft = ¼ .π. Ds 2. (1,5 Ds) Ds

= 17,1135 ft =2053626 in

Menghitung Tekanan Design Tinggi larutan dalam shell (H) : HI

= (4/ π) x (Vl/Ds2 )= (4/ π) x (5311,5799 cuft/ 17,1135 2 = 23,1033 ft

sedangkan : Pdesign = Phidrostatik + 14,7 Dimana :

Phidrostatik

g   gc  HI 49,80665    = 144 144

= 7,991 Psi

Maka : Pdesign = 7,991 Psi + 14,97 = 22,691 Psi

Appendik C- 30

Menghitung tebal silinder : ts =

PixDi +C 2 ( fEx0,6 Pi)

(pers 3-19 B&Y)

Dimana : ts = tebal shell (in) Pi = tekanan design (psi) Di = Diameter Shell (in) f = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi E = Efisiensi pengelasan

= 0,8

C = factor Korosi

= 2/16 in

( APP. D, B&Y hal.342) (B&Y hal 254 )

Sehingga : ts =

22,691x 205,3626 2 4,4875 5 + = = inc. 2(18750 x 0,8 0,6 x 22,691) 16 16 16

Standarisasi diameter tangki Dari table 57 B& Y hal.89 untuk Di = 205,3626 in didapatkan Do = 216 in Maka : Ds

= Do – 2ts = 216 – 2(5/16) = 215,375 in

Hs

= 1,5 x 215 x215,375 = 323,0625 in

Menghitung tebal tutup atas Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o

Appendik C- 31

tha =

PixDi

+C 1 2( fe 0,6 Pi) cos  2

dimana : tha


Pi


Di


F


E


C


Maka : Tha =

14,7x 215,375 1 2(18750 x 0,8 0,6x14,7) cos 60 2

+

2 5,3791 6 + = inc. 16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Direncanakan : tutup bawah berbentuk plat datar thb =

PixDi 2( fE 0,6Pi)

+C

(Pers. 3-19 B&Y)

dimana : thb


Pi


Di


F


E


C


(App.D, B& Y hal.342) (B & Y hal,254)

Appendik C- 32

Maka : Thb =

22,691x 215,375 2 4,6088 5 + = = inc. 2(18750 x0,8 0,6 x 22,691) 16 16 16


= tinggi tutup bawah + tinggi tutup atas + tinggi shell


= 323,0625 in

Tinggi tutup bawah

=0

Tinggi tutup atas

= OA = b + sf

Dari table 5-6 B & Y hal 88 untuk Tha = 6/16 in maka : sf = 1,5-3 in Diambil : sf = 1,5 Sedangkan : b =

1 / 2.DS 1 / 2 x 215,375  = 62,1734 in tan 1 / 2 tan 60

Maka : Tinggi tutup bawah = OA = 62,1734 + 1,5 = 63,6734 in Sehingga : Ht = 0 + 323,0625 + 63,6734 = 386,7359 in 9. Mixer (M- 150) fungsi : mengencerkan NaOH dari konsentrasi 40% menjadi konsentrasi 5 %. Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished head. a. Menentukan volume tangki Bahan masuk : 36,74334 lb/j : 16,66667 kg/j ρ(densitas )

: 63,97083 lb/ft 3

Appendik C- 33

waktu pengenceran = ½ jam volume bahan =

36,74334 x (1/ 2) = 0,28719 ft3 63,97083

volume liquid dalam tangki 80 % maka volume tangki (Vt) : Vt = 0,28719/0,8

= 0,35899 cuft

b. Menentukan diameter tangki Dipergnakan dimensi = Ls = 1,5 Ds Volume tnagki = 2.V dish + Vs = 0,0847 Ds2

V dish Vs

= π/4. Ds2.1,5 Ds

0,35899

= (2 x 0,0847 + 1,1775 Ds2 )

Ds

= 0,64355 ft

Volume larutan dalam tutup bawah = 0,087 x 0,643553 = 0,02258 ft3 volume larutan dalam shell = 0,35899 -0,02258 = 0,33641 ft3 Tinggi larutan dalam shell = 4/ π. 0,33641/0,64355 2 Tinggi larutan dalam tutup bawah : BC = r- icr AB = (ID/2) – icr B= r -

BC AB 2

2

Dimana : Icr = 0,06 x D = 0,06 x 0,64355 = 0,03861 ft r

= D = 0,64355 ft

maka :

Appendik C- 34

BC = 0,64355 - 0,03861 = 0,60494 ft AB = (0,64355/2) - 0,03861 = 0,28317 ft b

= 0,64355 -

2

0,60494 - 0,28317

2

sehingga : tinggi larutan (HI) = 1,03475 + 0,35778 = 1,39253 ft = 16,71036 c. Menentukan menentukan design P design = 14,7 + hidrostatik Dimana : P hidrostatik =

.( g / gc).Hi 63,97083 x1x16,71036  = 7,4234 Psi 144 144

Maka : P design = 14,7 + 7,4234 = 22,1234 Psi d. Menentukan tebal tangki Bahan konstruksi = carbon stell SA-240 grade C type 347 F allowable

= 18750 psi

C

= 2/16 in

E

= 0.8

Tebal bagian silinder : ts

=

pd .Di.12 C 2 ( fE 0,6. pi

ts

=

22,1234x 7,7226 x12 2  2(18750 x 0,8 0,6 x 22.1234 16

ts

=

3,0944 3  in 16 16

Appendik C- 35

standarisasi : dari table 5.7 B &Y hal. 90, untuk Di = 7,722 in maka Do = 12 in maka : Ds = Do – 2 ts = 12 –(2.3 /16) = 11,625 Tebal bagian tutup bawah : th

=

0,88. pd .Rc C fE 0,1. pi

th

=

0,885 x 22,1234 x 7,7226 2  18750 x 0,8 0,1x 22.1234 16

th

=

2,1613 3  in 16 16

perhitungan pengaduk : data : µ = 64 Cps = 0,043 lb/ft.dt ρ= 63,97083 lb/cuft Dipakai : Impeler jenis aksial dengan 4 buah plat blade Dari Mc. Cabe fig. 9.9 : D impeler

= 1/3 x 7,7226 = 2,5472 in = 0,215 ft

Lebar Blade

= 0,2 . D impeller 0,2 x 0,215 = 0,043 ft

Panjang blade = 0,25 D impeller =0,054 ft Maka dasar perhitungan kurva Dpada fig 9-13 Mc.Cabe ed.4 Didapat : kecepatan putaran (n) = 90 rpm = 1,5 rps Maka : Nre =

.D 2 .n 63,97083x 0, 2152 x1,5 = =103,15296  0,043

Dari kurva D fig.9-20 Mc.Cabe :

Appendik C- 36

P=

Np.n 3 .Dimpeler 5 . 1x1,53 0,215 5 x 63,97083 = =0,0031 Hp gc 32,2

Grand losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 0,5 Hp Power Input = 0,0031 + 0,5 = 0,5031 = 0,1258 Hp Maka : Total daya yang diperlukan = 0,5061 + 0,1258 = 0,6289 Hp Dipakai daya sebesar 1 Hp 10. Pompa (L-111) fuingsi : Mengalirkan aseton dari f-112 ke R-110 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 4431,96908 kg/j = 9770,71903 lb/j =2,7141 lb/dt Densitas : 54,02 lb/cuft Viskositas = 0,31 cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt =0,00588 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (2,7141 lb/dt)/(54,02 lb/cuft) = 0,0502 cuft/dt 3,012 cuft/mt 22,5328 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

Appendik C- 37

= 3,9x0,05020,45x54,020,13 = 1,0148 in Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 1,38 in = 0,115 ft OD = 1,66 in Flow Area = 1,5 in 2 = 0,0104 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa) V2=Q/A2 =(0,0502 cuft/dt)/(0,0140 ft2) =4,8269 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 4,8269 – 0 = 4,8269 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 54,02 x 4,8269 x 0,115 = = 5099,68552 > 2100  0,00588

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 40 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,115 ft

Appendik C- 38

=11,04 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 77 x 0,115 ft =1,61 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID =3 x 300 x 0,115 ft =11,04 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 40 + 11,04 +1,61 + 34,5 + 1,9 + 3,8 =92,85 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,00131 Didapat : f = 0,09 1. pada straight pipe

Appendik C- 39

F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,009 x 4,8269 2 x92,85 = = 10,5157 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x0,115

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, krena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

Kcxv 2 0,5 x 4,8269 2 F2 = = = 0,1809 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 3. sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

Kex.v 2 1x 4,82692 F2 = = = 0,3618 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2 4. friction in 3 elbow 90O Kf = 0,75

Kfxv 2 0,75 x 4,8269 2 F2 = 3 x =3x = 0,814 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 10,5157 + 0,1809 + 0,3618 + 0,814 = 11,8724 lbm.ft / lbm

Appendik C- 40

Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 4,8269 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (4,82692 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 11,8724 = Ws Ws = 12,8553 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 12,8553 x 0,0502 x 54,02 / 550 = 0,0634 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0634 / 0,18 = 0,3522 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,3522 / 0,8 = 0,4403 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron

Appendik C- 41

Jumlah : 1 buah 11.

Pompa (L-122) fuingsi : Mengalirkan aseton dari f-113 ke R-120 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 5787,46005 kg/j = 12759,03443 lb/j =3,54418 lb/dt Densitas : 49,87286 lb/cuft Viskositas = 0,575 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt =0,000386 lb/ft.dt

Menghitung rate volumetrik Q = (3,54418 lb/dt)/(49,87286 lb/cuft) = 0,0711 cuft/dt = 3,012 cuft/mt = 22,5328 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,071120,45x49,872860,13 = 1,973 in Standarisasi ID = 2 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 2,067 in = 0,1723 ft OD = 2,38 in

Appendik C- 42

Flow Area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa) V2 = Q/A2 = ( 0,0711 cuft/dt)/(0,0233 ft2) = 3,0515 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 3,0515 – 0 = 3,0515 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 49,87286 x3,0515x 0,1723 = = 67932,19084 > 2100  0,000384

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 30 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,1723 ft =16,5408 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,1723 ft

Appendik C- 43

=2,4122 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID =3 x 300 x 0,1723 ft =51,69 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 30 + 16,5408 +2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8 =106,343 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,000876 Didapat : f = 0,0045 1. pada straight pipe F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,0045 x3,05152 x106,343 = = 1,6063 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x 0,1723

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka :

Appendik C- 44

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5 F2 =

Kcxv 2 0,5 x3,05152 = = 0,0723 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2


Kex.v 2 1x 3,0515 2 = = 0,1446 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2


Kfxv 2 0,75 x3,0515 2 =3x = 0,3253 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2

Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 1,6063 + 0,0723 + 0,1446 + 0,3253 = 2,1485 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 3,0515 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws

Appendik C- 45

(3,05152 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,1485 = Ws Ws = 2,9142 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 2,9142 x 0,0711 x 49,87286 / 550 = 0,0188 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0188 / 0,18 = 0,1044 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,1044/ 0,8 = 0,1305 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 12. Pompa (L-145) fungsi : Mengalirkan aseton dari F-124 ke R-140 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 3951,55463 kg/j = 8711,59734 lb/j = 2,41989 lb/dt Densitas : 55,55026 lb/cuft Viskositas = 1,9 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt

Appendik C- 46

= 0,00128 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (2,41989 lb/dt)/(45,55026 lb/cuft) = 0,0531 cuft/dt = 3,186 cuft/mt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,05310,45x45,550260,13 = 1,7099 in Standarisasi ID = 2 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 2,067 in = 0,1723 ft OD = 2,38 in Flow Area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter A1 tangki>>>A1 pipa) V2=Q/A2 = (0,0531 cuft/dt)/(0,0233 ft2) = 2,279 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 2,279 – 0 = 2,279 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 45,55023 x2,279 x 0,1723 = = 13973,67034 > 2100  0,00128

Appendik C- 47

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 60 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,1723 ft =16,5408 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,1723 ft =2,4122 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID = 3 x 300 x 0,1723 ft = 51,69 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 60 + 16,5408 + 2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8

Appendik C- 48

= 136,343 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,000876 Didapat : f = 0,007 1. pada straight pipe

4 xfxv 2 x L 4 x0,007 x 2,279 2 x136,343 F1 = = = 1,7869 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x0,1723 2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar) Maka : Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5 F2 =





Kfxv 2 0,75 x 2,279 2 =3x = 0,1815 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2

Appendik C- 49

Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 1,7869 + 0,0403 + 0,0806 + 0,1815 = 2,0893 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 4,8269 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,2792 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,0893 = Ws Ws = 2,7911 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 12,8553 x 0,0502 x 54,02 / 550 = 0,0123 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0683 / 0,18 = 0,0683 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80%

Appendik C- 50

Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0683 / 0,8 = 0,0854 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 13. Pompa (L-147) fuingsi : Mengalirkan bahan dari f-112 ke R-110 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 6037,27337 kg/j = 13309,77287 lb/j = 3,6972 lb/dt Densitas : 45,55026 lb/cuft Viskositas = 0,18 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt = 0,000121 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (3,6972 lb/dt)/(45,55026 lb/cuft) = 0,0812 cuft/dt = 4,872 cuft/mt = 36,4474 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : iD optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,08120,45x54,550260,13

Appendik C- 51

= 2,070 in Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 2,469 in = 0,2058 ft OD = 2,88 in Flow Area = 4,79 in 2 = 0,0333 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa) V2=Q/A2 = (0,0812 cuft/dt)/(0,00333 ft2) = 2,4384 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 2,4384 – 0 = 2,4384 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 45,55026 x 2,4384 x0,2058 = = 188910,375 > 2100  0,00121

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 60 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,2058 ft =19,7568 ft

Appendik C- 52

 Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,115 ft =2,8812 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID =3 x 300 x 0,2058 ft =61,74 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 60 + 19,7568 +2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8 =10,078 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,000733 Didapat : f = 0,005 1. pada straight pipe F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,009 x 2,4684 2 x160,078 = = 1,4363 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2 x32,2 x 0, 2058

Appendik C- 53







Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 1,4363 + 0,0462 + 0,0923 + 0,2077 = 1,7825 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 2,4384 ft / dt

Appendik C- 54

ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,43842 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 1,7824 = Ws Ws = 2,4959 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 2,4959 x 0,0812 x 45,55026 / 550 = 0,0168 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0168 / 0,18 = 0,0933 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0933 / 0,8 = 0,1166 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 14. Pompa (L-133) fuingsi : Mengalirkan aseton dari F-134 ke R-110 Tipe : sentrifugal Rate aliran = 1154,15892 kg/j

Appendik C- 55

= 2544,45876 lb/j =0,7068 lb/dt Densitas : 54,02 lb/cuft Viskositas = 0,15 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt =0,000101 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q = (0,7068 lb/dt)/(54,02 lb/cuft) = 0,0131 cuft/dt = 0,786 cuft/mt = 5,8801 gal/mnt Asumsi : aliran turbulen Dari Peter and Timmerhaus : ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13 = 3,9x0,01310,45x54,020,13 = 0,9313 in Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh : ID = 1,049 in = 0,0874 ft OD = 1,32 in Flow Area = 0,864 in 2 = 0,006 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = Q/A1 = 0ft/dt (karena A1 tangki>>>A2 pipa) V2=Q/A2

Appendik C- 56

= (0,0131 cuft/dt)/(0,006 ft2) =2,1833 ft/dt ΔV = V2 – V1 = 2,1833 – 0 = 2,1833 ft/dt Menghitung Bilangan Reynold Number NRe =

.vD 54,02 x 2,1833 x0,0874 = = 102060,585 > 2100  0,000101

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100) Menentukan panjang pipa Direncanakan :  Pipa luruis (L) = 40 ft  Elbow 90O sebanyak 3 buah L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484) L elbow = 32 ID =3 x 32 x 0,0874 ft =8,3904 ft  Gate valve sebanyak 2 buah L/D = 7 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L gate valve = 7 ID =2 x 7 x 0,0874 ft =8,3904 ft  Globe Valve sebanyak 1 buah L/D = 300 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 485) L Globe Valve = 300 ID

Appendik C- 57

=3 x 300 x 0,0874 ft =26,22 ft  Entrance valve = 1,9 ft  Exit valve = 3,8 ft Panjang total system pemipaan : L pipa = 60 + 8,3904 +1,2236 + 26,22 + 1,9 + 3,8 =101,534 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88) ε/D = 0,00173 Didapat : f = 0,006 1. pada straight pipe F1 =

4 xfxv 2 x L 4 x0,006 x 2,1833 2 x101,534 = = 2,0637 lbf.ft/lbm 2 xgcxD 2x 32,2x 0,115


Kcxv 2 0,5 x 2,1833 2 = = 0,037 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2

3. sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

Appendik C- 58

F3 =

Kex.v 2 1x 2,18332 = = 0,074 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2


Kfxv 2 0,75 x 2,18332 =3x = 0,1665 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

Sehingga : ΣF = F1 + F2 + F 3 + F4 = 12,0637+ 0,037 + 0,074 + 0,1665 = 2,3412 lbm.ft / lbm Ditentukan : ΔZ = 20 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 2,1833 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (2,18332 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,3412 = Ws Ws = 3,0363 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 3,0363 x 0,0131 x 54,02 / 550

Appendik C- 59

= 0,0039 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0039 / 0,18 = 0,0217 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0217 / 0,8 = 0,0271 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 15. Blower (L-146B) Fungsi

: sebagai alat transportasi gas hidrogen yang di-recycle .

Rate

: 6,53334 Kg/j

Suhu masuk

: 120 oC

Tekanan

: 1 atm (14,7 Psia )

Pressur drop

: 0,5 psia

Perhitungan : Menentukan volume gas : Vgas =

n.R .T P

Dimana : n=

6,53334kg 3,26667 kgmol 2

R = 82,057.103 m3.atm/kgmol.K

Appendik C- 60

T = 120 oC = 393 K P = 1 atm Maka : 3

Vgas

3,26667 x82,057.10 x 393 = 105,345 m 3 = 3720,2236 cuft 1


14,4034lb 0,00387lb / cuft 3720,2236cuft

Menentukan daya blower Hp = Hp Udara / η Dimana : Hp udara = V.P/33000 = 144 x 3720,2236 x0,5 / 33000 = 8,1169 Efisiensi = 70% Maka : Hp = 8,1169/0,7 = 11,596 Diambil power sebesar 12 Hp Kesimpulan Type


Jumlah

: 1 buah

Bahan

: Carbon steel

Appendik C- 61

16. Blower (L-146A) Fungsi

: sebagai alat transportasi gas hidrogen dari F-148A ke D-140

Rate

: 65,33334 kg /j

Suhu

: 30 oC

Tekanan

: 3 atm (44,1 psia)

Presure drop : 0,5 Psi Perhitungan : Menentukan volume gas Vgas =

n.R .T P

Dimana : n=

6,53334kg 32,6667 kgmol 2

R = 82,057.103 m3.atm/kgmol.K T = 30 oC

= 303 K

P = 3 atm Maka : 3

Vgas

32,6667 x82,057.10 x 303 = 270,7334 m 3 = 9560,8606 cuft 36


144,0339lb 0,0151lb / cuft 9560,8606 cuft

Menentukan daya blower

Appendik C- 62

Hp = Hp Udara / η Dimana : Hp udara = V.P/33000 = 144 x 9560,8606 x0,5 / 33000 = 20,81169 Efisiensi = 70% Maka : Hp = 20,81169/0,7 = 29,7309 Diambil power sebesar 30 Hp Kesimpulan Type


Daya

: 30 Hp

Jumlah

: 1 buah

Bahan

: Carbon steel

17. Kondensor (E-121) T1 = 248 oF t2 = 78,8 oF

t2 = 95 oF

T1 = 135,104 oF Perencanaan : 1) Uapa campuran berada dalam shell dan pendingin (air) dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,001 BTU/j.ft2. oF

Appendik C- 63

3) Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : 1. neraca bahan dan panas Dari app.B didapat : Q = 211742,09180 Kkal/j = 840259,7335 BTU/j M = 1927,47218 kg/j

= 4249,30517 lb/j

m = 12477,95046 kg/j

= 27508,888958 lb/j

248 95 135,104 78,8 T1 t 2  T2 t1 =  2. ΔTLMT =  =96,728 oF  248  95   T t  ln ln 1 2  135,104 78,8  T2 t 1 

karena isothermal maka : ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMT = 96,728 o F 3. suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 ) = 191,552 oF tc = ½ (T1 + T2 ) = 86,9 o F 4. Trial UD = 90 BTU/j.ft. oF A=

Q 840259,7335 = =96,52 ft2 UDx t 90 x 96,728

M=

A 840259,7335 = =30,723 ≈31 buah '' a xl 90 x 96,728


= 32 buah

Ids

= 10 in

N

=1

B

= Ids = 10 in

Appendik C- 64

12xl 12x12 = = 14,4 B 10

N+1=

UD korektor =

Nt Nt s tan dart

xUD s tan dart =

31 O x 90 = 87,118 BTU /jft F 32

Evaluasi Perpindahan Panas Shell ( Uap campuran ) 5. as =

IDs.B.c 10 x10 x 0, 25 = n.Pt.l 44 1x.11 / 4144

= 0,139

Tube (air) Nt .a' n.144

5’.at =

=

32.0,576 = 0,064 2.144

6. Gs = M/as 6’. Gt = m/at = 4249,30517 / 0,139 = 27508,88958/0,064 = 30570,54079 = 429826,3997 NRe =

=

de.Gs .2,42

NRe =

(0,99 / 12).30570,54079 0,247.2,42

0,856  .429826,4   12   = 0,85.2,42

= 4219,3422 7. Asumsi kondesor horizontal ho = 180 BTU / j. ft. oF G=

=

M 2 /3 Nt .l

32

2 /3

= 35,132

= 14905,66351 7’. V = Gt/ 3600.ρ V=

4249,30517

di.Gt .2,42

429826,3997 3600.62,5

= 1,91

.12

= 0,94; hi = 500 hi koreksi = 0,94.500 = 470

Appendik C- 65


di  hio = hi koreksi x    do 

=

   180  86,9     191,552 86,9  180 402,32     O =119,249 F

0,856  = 470 .    1 

= 402,32

f = 0,309; kf = 0,22; sf = 0,879 ho = 165 Btu / j.fto F

8.Uc =

hio.ho 402,32 x165 = = 117,011 hio ho 402,32 165

9.Rd =

Uc Ud 117,011 87,188 = Uc.Ud 117,011x87,188

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi) Evaluasi Pressure Drop Shell Uap Campuran 1. N Re = 4219,3422 2.

f = 0,0025


f .Gs 2 .Id .( N 1) 25,221010.de.sg

Tube (Air) 1’. N Re = 14905,66351 2’. f = 0,00029 (Kern,fig.29,hal.839) 3’. Ps =

f .Gt 2 .I .n 25,221010.di.sg

Appendik C- 66

=

=

0,0029(30570,54079) 2 .12.2 5,22.10 10.(0,856 / 12).1

10   0,0025(30570,54079) 2 .  .14,4 12   = 0,345 10 25,22.10 .(0,99 / 12).0,879 = 0,00371 psi < 2 psi 4n v 2 Pn= x sg 2 g (memenuhi)

=

4.2 1,912 x 1 2 x32,2


Kesimpulan Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari Destilator (R-130) Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Diminsi kondesor : Shell : Ids = 10 in; n = 1; b=10 in Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=12 ft; nt = 32 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in Bahan : Carbon steel 18. Kondensor (E-131) T1 = 165,542 oF t2 = 78,8 oF

t2 = 104 oF

Appendik C- 67


= 8671,90601 lb/j

m = 44085,3276 kg/j

= 97190,51323 lb/j

b. ΔTLMT =

61,542 77,346 =69,14 oF 61,542 ln 77,346

karena isothermal maka : Ft = 1 sehingga : Δt = ΔT LMTD = 69,14 oF c. Suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 ) = 160,844 oF tc = ½ (T1 + T2 ) = 91,4 o F d. Trial UD = 120 BTU/j.ft. oF A=

Q 2449223,743 = =295,201 ft2 UDx t 120 x 69,14

M=

A 295,201 = =70,47 ≈71 buah '' a xl 0,261x12


= 76 buah

Appendik C- 68

Ids

= 15,25 in

N

=1

B

= Ids = 15,25 in

N+1=

12xl 12x16 = = 12,59 B 15,25

UD korektor =

Nt Nt s tan dart

xUD s tan dart =

71 x120 = 112,11 BTU /jft OF 76


as =

IDs.B.c = n.Pt.l 44

15,25 x15,25 x0,25 1x.11 / 4 x144

Gs = M/as = 8671,90601 / 0,323 = 26848 NRe =

=

5’.at =

=

Nt .a' n.144 76.0,576 = 0,152 2.144

6’. Gt = m/at

= 0,323 f.

Tube (air)

= 97190,51323/0,152 = 639411,2713 NRe =

de.Gs .2,42

di.Gt .2,42

=

(0,99 / 12).26848,00622 0,223.2,42

0,856  .639411,2713    12  0,8.2,42

= 4104,363 = 23559,5751 g.

Asumsi kondesor 7’ . V = Gt/ 3600.ρ horizontal

Appendik C- 69

ho = 180 BTU / j. ft. oF G=

=

V=

M Nt

2 /3

.l

8671,90601 76 2 / 3.16

23559,5751 3600.62,5

= 2,84 = 0,94; hi = 740 hi koreksi = 0,94.740 = 695,6

= 30,21    ho  tw = tc   Tc tc     ho hio   

di  hio = hi koreksi x   do 

=

   180   91,4    160,844 91, 4  180 595,434     O =107,52 F f = 0,262; kf = 0,12; sf = 0,879 ho = 220 Btu / j.fto F

8.Uc =

hio.ho 595,434 x 220 = = 160,65 hio ho 595, 434 220

9.Rd =

Uc Ud 160,65 112,11 = =0,0021 Uc.Ud 160,65 x112,11

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi)

0,856  = 695,6 .     1 

= 595,434

Appendik C- 70

Evaluasi Pressure Drop Shell Uap Campuran

Tube (Air)

4. N Re = 4104,363 5.

1’. N Re = 23559,5751

f = 0,0025

2’. f = 0,00029 (Kern,fig.29,hal.839)


3’. Ps =

f .Gs 2 .Id.( N 1) 25,221010.de.sg =

=

f .Gt 2 .I .n 25,221010.di.sg

2,5.10 4 s(639411,2713) 2 5, 22.1010.(0,856 / 12).1

= 0,878 15, 25  0,0025( 26848,0062) . .12   12  4n v 2 10  Pn= x 25,22.10 .( 0,99 / 12).0,879 sg 2 g = 0,00381 psi < 2 psi 2

(memenuhi)

4.2 2,842 = x 1 2 x32,2 =1 Pt = 0,878 + 1 = 1,878 psi Pt < 2 psi (memenuhi)

Kesimpulan Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari reaktor (R-120) Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Diminsi kondesor : Shell : Ids = 15,25 in; n = 1; B=15,25 in Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=12 ft; nt = 76 buah; Pt=1,25 in

Appendik C- 71

Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in Bahan : Carbon steel 19. Kondensor (E-141) T1 = 237,9 oF t2 = 78,8 oF

t2 = 122 oF


= 13309,78934 lb/j

m = 47545,63287 kg/j

= 104819,1022 lb/j

b. ΔTLMTD =

115,92 32,89 =65,91 oF 115,92 ln 32,89

karena isothermal maka : ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMT D= 65,91 oF c. suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 ) = 174,81 oF tc = ½ (T1 + T2 ) = 100,4o F

Appendik C- 72

d. Trial UD = 100 BTU/j.ft. oF A=

Q 45528227,389 = =687,03 ft2 UDx t 100x 65,91

M=

A 687,03 = =164,02 ≈164 buah '' 0,2618x16 a xl


= 166 buah

Ids

= 21,25 in

N

=1

B

= Ids = 21,25 in

N+1=

12xl 12x16 = = 9,04 B 21,25

UD korektor =

Nt Nt s tan dart

xUD s tan dart =

164 x100 = 98,8 BTU /jftOF 21,25


as =

IDs.B.c = n.Pt.l 44

21,25x 21,25 x0,25 1x.11 / 4 144

5’.at =

=

Nt .a' n.144 166.0,576 = 0,332 2.144

6’. Gt = m/at

= 0,627 f.

Tube (air)

Gs = M/as = 13309,78934 / 0,627 = 21227,73419

= 104819,1022/0,332 = 315720,1873 NRe =

di.Gt .2,42

Appendik C- 73

NRe =

=

=

de.Gs .2,42

0,856  .315720,1873    12  0,7.2,42

(0,99 / 12).21227,73419 0,263.2,42

= 13294,78947

= 2751,60744 g.

Asumsi kondesor

7’ . V = Gt/ 3600.ρ

horizontal

V=

ho = 180 BTU / j. ft. oF M G= Nt 2 / 3 .l

=

13309,78934 2/ 3 166 .16

= 27,54

= 1,4 = 0,94; hi = 440 hi koreksi = 0,94.440 = 413,6 di  hio = hi koreksi x    do 

   ho  tw = tc   Tc tc     ho hio    =

   100  86,9     174,81 100,4  100 354,042     O =150,145 F f = 0,686; kf = 0,0851; sf = 0,284 ho = 200 Btu / j.fto F

315720,1873 3600.62,5

0,856  = 413,6 .    1 

= 354,042

Appendik C- 74

8.Uc =

hio.ho 354,042 x 200 = = 127,8 hio ho 354,042 200

9.Rd =

Uc Ud 127,8 98,8 = Uc.Ud 127,8 x98,8

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi) Evaluasi Pressure Drop Shell Uap Campuran

Tube (Air)

7. N Re = 2751,60744 8.

1’. N Re = 13294,7947

f = 0,0027 (Kern,fig.29,hal.839) Ps =

9.

2’. f = 0,00029

f .Gs 2 .Id .( N 1) 25,221010.de.sg

(Kern,fig.29,hal.839) 3’. Ps =

21,25  2 0,0027( 212227,7342) . .9,04   12  = 10 25,22.10 .(0,99 / 12).0,686

=

f .Gt 2 .I .n 25, 221010.di .sg

0,0029(315720,1873) 2 .1 5,22.1010 .(0,856 / 12).1

= 0,0033 psi < 2 psi (memenuhi) = 0,248 Pn=

=

4n v 2 x sg 2g 4.2 1,4 2 x 1 2 x32, 2


Kesimpulan Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari Hidrogenator (R-140)

Appendik C- 75

Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Dimensi kondesor : Shell : Ids = 21,25 in; n = 1; b=21,25 in Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=16 ft; Nt = 166 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in Bahan : Carbon steel Jumlah : 1 buah 20. Reboiler (E-132) T1 = 188,24 oF t2 = 302 oF

t2 = 302 oF

T1 = 212 oF Perencanaan : 1) Uap campuran berada dalam shell dan pemanas dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,003 j.ft2. oF / BTU 3) Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : a. neraca bahan dan panas suhu feed masuk : 392,95 K Dari app.B didapat : Q = 156446,164 BTU/j M = 2533,37664 kg/j

= 5585,08214 lb/j

Appendik C- 76

qs = m.cp.t = 8711,59734 x 0,68 x64,26 = 380668,926 BTU/j qv = 0,8 x 8711,59734 x (380-210) = 1184777,238 BTU/j b. ΔTLMT D =

100,36 85 =92,46747 oF 100,36 ln 85

karena steam jenuh, maka : ft = 1 sehingga: Δt=ΔT LMTD=92,46747 oF c. Suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 )= ½ (338+338) = 338 oF tc = ½ (t1 + t2 ) = ½(237,64 + 253) = 245,32 oF d. Q/A = 12000 BTU/j.ft2 A=156446,164 /12000= 130,45385 ft2 Nt=

A 130,45385 = =31,14349 '' a xl 0,2618 x16

Dari Nt standart = 32 buah (square pitch) Ids

= 10 in

n

=2

Pt

= 1,25 in

Appendik C- 77


Tube (air)

e.

-

5’.-

f.

-

6’. -

g.

Trial ho = 120 BTU / j.


ft. oF    ho  tw = tc   Tc tc     ho hio       1500  = 245,32  92,68    120 1500    =331,13481OF t = tw-tc = 331,13481OF – 245,32 = 85,81481OF dari fig.15.11 kern hal.473 : hv = 300 BU/j.ft 2.OF hs = 68 BTU/j.ft 2.OF ho =

=

Q qs qv  hs hv

1565446,164 380668,926 1184777,2381  68 300

= 163,96691 BTU/j.ft2.OF

Appendik C- 78

8.Uc =

hio.ho 1500 x163,96691 = = 147,80965 hio ho 1500 163,96691

9.Ud =

Q 538385,2652 = =105,62928 ( Ntxa" xl)t (32x 0,1309x12)101,4

10.Rd=

Uc Ud 192,25103 105,62928 = =0,00427>0,003 UcxUd 192,25103 x105,62928


G1 =

Ntxa' 32x0,548 = =0,06089 nx144 2x144

m 2881,30746  47319,87945 a1 0,06089

0,834 x 4731,87945 di. Gi 12 NRe =  93722,75916 .2,42 0,0145 x 2, 24 2. f = 0,00015 3. Ps =

4

2

1, 5. x( 47319,87945 ) x12 x 2  10 0, 0014 psi 10 0,834) 10 2x5,22.10 .di. sg 2x 5,22.10 x( x 0,79 12 2

f. Gi .l.n

2

2

4n v 4 x 2 0,2103 4. Pn = x  x 0,00695 psi sg 2.g ' 0,79 2x 32,2 5. Pt = 0,0014 + 0,00695 = 0,00835 psi < 2 psi ( memenuhi)

Appendik C- 79

Kesimpulan Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Dimensi Reboiler : Shell : IDs = 10 in; n = 1 Tube : OD = 1 in 14 BWG; 1=12 ft; Nt = 32 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; di = 0,834in, de = 0,99 in; Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 buah 21. Reboiler (E-142) T1 = 237,64 oF t2 = 338 oF

t2 = 338 oF

T1 = 253 oF Perencanaan : 1) Uap campuran berada dalam shell dan pemanas dalam tube 2) Factor kekotoran minimal 0,001 j.ft2. oF / BTU 3). Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi Perhitungan : 1. neraca bahan dan panas suhu feed masuk : 359,95 K Dari app.B didapat : Q = 1565446,164 BTU/j

Appendik C- 80

M = 2533,37664 kg/j

= 5585,08214 lb/j

qs = m.cp.t = 8711,59734 x 0,68 x 64,26 = 380668,926 BTU/j qv = 0,8 x 8711,59734 x (380-210) = 1184777,59734 BTU/j 2. ΔTLMT D =

100,36 85 =101,41655 oF 100,366 ln 85

karena steam jenuh, maka : ft = 1 sehingga: Δt=ΔT LMTD=92,46747 oF 3. Suhu kalorik Tc = ½ (T1 + T2 )= ½ (338+338) = 338 oF tc = ½ (t1 + t2 ) = ½(237,64 + 253) = 245,32 oF 4. Q/A = 12000 BTU/j.ft2 A=1565446,164/12000 = 130,45385 ft2 Nt=

A ''

a xl

=

130,45385 = 31,14349 0,2618 x16

Dari Nt standart = 32 buah (square pitch) Ids = 10 in,n= 2, Pt= 1,25 in

Appendik C- 81


Tube (air)

5.

-

5’.-

6.

-

6’. -

7.

Trial ho = 180 BTU / j. ft.


o

F


   1500  = 245,32  92,68     120 1500   =331,13481OF t = tw-tc = 331,13481 – 245,32 = 85,81481 OF dari fig.15.11 kern hal.473 : hv = 3000 BU/j.ft 2.OF hs = 68 BTU/j.ft 2.OF ho =

=

Q qs qv  hs hv

1565446,164 380668,926 1184777,2381  68 300

= 163,96691 BTU/j.ft2.OF

Appendik C- 82

8.Uc =

hio.ho 1500 x163,96691 = = 147,80965 hio ho 1500 163,96691

9.Ud =

Q 1565446,164 = =126,30181 ( Ntxa" xl)t (32x 0,2618 x12)92,5

10.Rd=

Uc Ud 147,80965 126,30181 = =0,0012>0,001 UcxUd 147,80965 x126,30181


G1 =

Ntxa' 32x0,546 = =0,06067 nx144 2x144

m 5585,08214  92056,73545 a1 0,06067

0,834 x 92056,73545 di. Gi 12 NRe =  20336,75497 .2,42 0,13 x2,24 2. f = 0,00023 3. Ps =

2

4

2,3.10 x (92056, 73545 2 ) x16 x 2  0,0126 psi 10 10 0,834) 2x5,22.10 .di.sg 2x 5,22.10 x ( x 0,79 12 f. Gi .l.n

2

4n v 4 x 2 0,60264 2 4. Pn = x  x 0,06635 psi sg 2.g ' 0,68 2 x 32, 2 5. Pt = 0,0126 + 0,06635 = 0,00835 psi 1111< 2 psi ( memenuhi)

Appendik C- 83

Kesimpulan Tipe : Shell & Tube Tipe HE : 1-2 Dimensi Reboiler : Shell : IDs = 10 in; n = 1 Tube : OD = 1 in 14 BWG; 1=12 ft; Nt = 32 buah; Pt=1,25 in Susunan square pitch; di = 0,834in, de = 0,99 in; Bahan Konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 buah 22. Heater (E-144A) Fungsi : untuk memanaskan gas H 2 dari 30 OC menjadi 75 OC. Type : Double Pipe Heat Exchanger. t1= 86OF T1 = 248 OF

T 2 = 248 OF


O

F

T2 = Suhu steam keluar = 248 OF t1 = Suhu liquid masuk = 86 OF t2 = Suhu liquid keluar = 167 OF Rd gabungan maksimum 0,002 jam.ft2 OF ( faktor kekotoran ) P liquid maksimum = 5 Psi

Appendik C- 84

P uap maksimum = 2 psi tekanan = 3 atm = 44,1 Psia massa liquid panas ( dari App. B) = 144, 03388 lb/j perhitungan : 1. Neraca massa dan panas Q = M. Cp. t = m.  =144,0338 lb/ j x 3,41072 BTU / lb. OFx (167-86)oF = m.908,50686 BTU/lb m=

36791,99805 = 43,79934 lb/ j 908,50686

2. t LMTD =

(248 86) (248 167) = 116,053 oF (248 86) ln (248 167)

Karena t1 = t2 maka Ft = 1, heat exchanger Type 1-2 t = ft.tLMTD

= 1 x 116,053 oF

3. suhu kalorik Tc = ½(T1=T2) = ½ (86+167) = 126,5oF tc = ½ (t1+t2) = ½ (248+248) = 248 oF dari tabel 6.22 hal 110 kern didapat : 2 x 1 ¼ bagian anulus : aan = 1,19 in de = 0,915 in de’ = 0,40 in bagian tube :

ap = 1,50 in di = 1,38 in do = 1,66 in

Appendik C- 85

Evalausi perpindahan panas Bagian Anulus (Hidrogen) 4. G.an=

=

Bagian Pipa (steam)

M aan

5’. G. P=

144,03388 1,19 144

=

= 17429,30985 lb/j ft2 NRE =

Gan .de

NRE =

.2.42 0,40 12 0,0090016 x2,42

.2.42 1,38 12 0,03x 2,42

=

= 6660,395504

6. JH = 81

6’. JH = 23 1/ 3

1/ 3

ho k  Cp. JK  an de  k  

hi k  Cp. 7’. JK  p di  k  

1/ 3

=

81x

GP .di

4204,73664x

= 26670,05181

7.

43,79934 1,50 144

= 4204,73664 lb/j ft2

17429,30985x =

M aP

0,129  3,41072 x 2,42  (0,915 / 12)  0,129 2. o

= 114,05188 BTU / j.ft F

0,0137  0,45 x0,03 x2,42  = 23x   (1,38 / 12)  0,0137  = 3,661 BTU / j.ft2. oF hio hi di  x p p do

an = 1 karena <1cp,maka : = 3,661x ho = 114,01588

1,38 1,66

= 3,0432 karena pipa terisi steam maka :

Appendik C- 86

p = 1 sehingga : hio = 3,0432 BTU/j.ft2oF

8. UC =


9. Rd =

UC UD UCxUD

0,002=

2,9641 UD 2,9641xUD

UD = 2,9466 10. Ao =

L=

Q 39791,99805 = = 116,3639 ft2 UD.t LMTD 2,9466x116,053

Ao 116,3639 = = 267,89 ft .do 3,14 x 1,06 12


L 2x1


Q UD.t LMTD

Rd dihitung =


Appendik C- 87


% Design =


1

n

L baru

A baru

UD baru

Rd

% design

dihitumng 12’

12

288’

125,1

2,741

0,0275

1275

16’

9

288’

125,1

2,741

0,0275

1275

20’

7

280’

121,6

2,820

0,0172

760

Kesimpulan : 1 = 20’; n = 7; % = 760 Evaluasi P Bagian Anulus (Hidrogen) 1. NRE =


Gan .de

.2.42 2’. F = 0,0035 + 0,40 12 0,0090016 x2,42

0,264 N Re .0,42

17429,30985x =

= 0,0035+

0,264 6660,395504 x0,42

= 26670,05181 =0,01004 2. f = 0,0035 +

= 0,0035+ = 0,00715

0, 264 N Re x 0,42 0,264 26670,0582 x0,42

3’.Pp=

4. f .Gp2 .L 2.g ..di

4x 0,01004 x4204,73664 2 x 280 = 1,38 2.x 4,81x108x 28,752x 12

Appendik C- 88

3. Pl =

4. f .Gan2 .L 2.g..de'

= 0,00218

= 4.x 0,00715 x17429,30985 2 x280 0,40 2 x 4,8108 x 218,752 x 12 = 0,00159 ft

 V2  4. Pn =n   2. g   V=

Gan 17429,30985 = 3600. 3600 x 218,75

= 0,022 ft/dt Pn = 7 x

0,022 2 = 0,000053 Psi 2 x 32, 2

Pan= P1 + Pn = 0,00159 + 0,000053 = 0,001643 ft x  = 0,0025 psi

23. Heater (E-144B) Fungsi : untuk memanaskan gas H 2 dari 30 OC menjadi 75 OC. Type : Double Pipe Heat Exchanger. t1= 167OF T1 = 302 OF

T 2 = 302 OF

Appendik C- 89


O

F

T2 = Suhu steam keluar = 302 OF t1 = Suhu liquid masuk = 167OF t2 = Suhu liquid keluar = 248OF Rd gabungan maksimum 0,002 jam.ft2 OF ( faktor kekotoran ) P liquid maksimum = 5 Psi P uap maksimum = 2 psi tekanan = 1 atm = 14,7 Psia massa liquid panas ( dari App. B) = 144, 03388 lb/j perhitungan : 1. Neraca massa dan panas Q = M. Cp. t = m.  =144,0338 lb/ j x 3,41072 BTU / lb. OFx (248-167)oF = m.478,39048 BTU/lb m=

40237,43435 = 84,11002 lb/ j 478,39048

2. t LMTD =

(302 167) (302 248) = 88,4 oF (302 167) ln (302 167)

Karena t1 = t2 maka Ft = 1, heat exchanger Type 1-2 t = ft.tLMTD = 1 x 88,4oF 3. suhu kalorik

Appendik C- 90

Tc = ½(T1=T2) = ½ (167+248) = 207,5oF tc = ½ (t1+t2) = ½ (302+302) = 302 oF dari tabel 6.22 hal 110 kern didapat : 2 x 1 ¼ bagian anulus : aan = 1,19 in de = 0,915 in de’ = 0,40 in bagian tube :

ap = 1,50 in di = 1,38 in do = 1,66 in Evalausi Perpindahan Panas

Bagian Anulus (Hidrogen) 5. G.an=

=

M aan

Bagian Pipa (steam) 5’. G.P =

144,03388 1,19 144

=

= 17429,30985 lb/j ft2 NRE =

Gan .de .2.42

0,40 12 0,0090016 x2,42

= 26670,05181 6. JH = 81

84,11002 1,50 144

= 8074,56192 lb/j ft2 NRE =

17429,30985x =

M aP

GP .di .2.42

1,38 12 0,0148x 2,42

8074,56192 x =

= 25926,25142 6’. JH = 80

Appendik C- 91

ho k  Cp. JK  an de  k  

hi k  Cp. 7’. JK  p di  k  

1/ 3

7.

1/ 3

=

1/ 3

0,120 3,5x 2,42 x 0,0095   = 81x   (0,915 / 12)  0,120 

80 x

2. o

= 110,197897BTU / j.ft F an = 1 karena <1cp,maka :

0,0170  0,54 x 0,0148 x  (1,38 / 12)  0,0170

= 12,34568 BTU / j.ft2. oF

2o

ho = 110,197898 BTU/j.ft F hio hi di  x p p do = 12,34568x

1,38 1,66

= 10,26328 BTU/j.ft2oF karena bentuk pipa dengan steam maka : p = 1 maka: hio = 10,26328 BTU/j.ft2oF

8. UC =


9. Rd =

UC UD UCxUD

0,002=

9,338885 UD 9,338885 xUD

UD = 9,215799

Appendik C- 92

10. Ao =

L=

Q 40237,43435 = = 49,39068 ft2 UD.t LMTD 9,215799x 88,4

Ao 49,39068 = = 113,70734 ft 1,06 .do 3,14 x 12


L 2x1


Q UD.t LMTD

Rd dihitung =

% Design =




1

n

L baru

A baru

UD baru

Rd

% design

dihitumng 12’

5

120’

52,124

8,733

0,0080

299,95

16’

4

128’

55,599

8,188

0,0156

681,05

20’

3

120’

52,124

8,733

0,0080

299,95

Kesimpulan :

Appendik C- 93

1 = 12’; n = 5; % = 299,5 Evaluasi P Bagian Anulus (Hidrogen) 1. NRE =


Gan .de

.2.42

0,264 N Re .0,42

2’. F = 0,0035 + 0,40 12 0,0095 x2,42

17429,30985x =

= 0,0035+

0,264 25926,25142 x 0,42

= 25270,85668 =0,0071968 2. f = 0,0035 +

0, 264 N Re x 0,42

3’.Pp=

4. f .Gp2 .L 2.g ..di

= 0,0035+

0,264 25270,85668 x 0, 42

= 0,0072368 3. Pl =

4. f .Gan2 .L 2.g..de'

= 4.x 0,00724 x17429,30985 2 x 280 0,40 2 x 4,8108 x 218,752 x 12 = 0,000689 ft

 V2  4. Pn =n   2. g   V=

Gan 17429,30985 = 3600. 3600 x 218,75

=

4x 0,0071968x 8074,56192 2 x 299,9 1,38 2.x 4,81x108 x 28,752 x 12 = 0,000104

Appendik C- 94

= 0,022 ft/dt Pn = 7 x

0,022 2 = 0,000687 Psi 2 x 32, 2

Pan= P1 + Pn = 0,000687 + 0,000689 = 0,001376 ft x  = 0,000209 psi Pan = 0,000209 Psi < 2 Psi

24. Reaktor ( R-120) Fungsi : sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi mesityl oxide dengan bantuan katalis asam fosfat. Type : Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah konikal. Dasar perancangan : 1. massa masuk

: 57789, 12683 kg/ j

2. suhu reaksi

: 120 oC

3. tekanan

: 1 atm

Perhitungan Vessel a. Menentukan diameter Campuran Menghitung densitas campuran campuran = (mi / m Total )x i Susunan bahan masuk :

Appendik C- 95

DAA

: 4431,96908 kg/j

Aseton

: 1107,99256 kg/j

NaOH

: 8,3333

H3PO4

: 163,3334 kg/j

Total

: 5789,12683 kg/j

Diket

:

DAA

: 4431,96908 lb/cuft

kg/j

Aseton : 1107,99256 lb/cuft NaOH

: 8,3333 lb/cuft

H3 PO4 : 163,3334 lb/cuft Maka dengan memasukkan data ke persamaan diatas didapat : campuran = 54,02 lb/cuft Menghitung volume tangki Rate volumetrik : V = m / = 12762,70901 / 54,02 = 236,258969 cuft/j Direncanakan : volume pengaduk dan coil = 20% volume total Maka : V = 0,2 x 236,258969 cuft/j = 283,51075 cuft Bila tangki berisi 75% bahan, maka : V tangki = 283,51075 / 0,75 = 378,01433 cuft Meghitung diameter tangki : V tangki = V1 + V2 + V3 Dimana :

Appendik C- 96

V1 = Volume tutup atas = 0,0847 di3 V2 = Volume silinder = ¼..di2. Ls

. di V3 = Volume tutup bawah = 24. tan1 / 2 3

Asumsi : Ls = 1,5. di Maka :

.d 378,01433 = 0,0847 di + ¼ .. di .1,5di + 24. tan 60 3

3

2

378,01433 = 1,33774.di3 di

= 6,562 ft = 78,744 in


= 283,51075 -

.6,562 24. tan 60

= 262,16721 cuft Tinggi liquid dalam tangki : H = V1 / (1/4. . di 2) H = 262,16721 / (1/4. . 6,562 2) H = 7,75597 ft Menghitung Tekanan design : P design = P operasi + P hidrostatik Dimana : P hidrostatik = . ( H-1)/ 144

Appendik C- 97

= 54,02.(7,75597- 1) / 144 = 2,53443 psi Sehingga : P design = 14,7 + 2,53443 = 17,23443 psi b.

Perencanaan tebal silinder Direncanakan : 1. bahan


2. f allowable

: 18750 psi


pi.di C 2.( fE 0,6.Pi)

dimana : ts


Pi


di


maka : ts =

17,23443 x78,744 1 1,68 2    in 2.(18750 x 0,85 0,6 x17,23443) 16 16 16

dari tabel 5-7 B& Y hal 89, diadapatkan : Do = 84 in Icr = 5 1/8 r = 84 in

Appendik C- 98

ts = 5/16 in maka : Di = Do- 2ts = 84 – 2(5/16) = 83,375 in = 6,94792 ft Cek hubungan Ls dengan Di : 3

378,01433 = 0,0847 6,947923 + ¼ .. 6,947923. Ls + Ls

= 8,55747 ft


0,885. pi.rc C ( fE 0,1.Pi)



c


Maka : tha =

0,885.17,23443 x83,375 1  (18750 x0,85 0,1x17,23443) 16

.6,94792 24. tan 60

Appendik C- 99


= Di/2

AB

= a – icr

BC

= r – icr

AC = b

BC AC 2

2

= r-AC



ts


Icr


Sehingga : a

= 83,375 / 2 = 41,6875 in

AB

= 41,6875 – 5 1/8 = 36,5625 in

BC

= 84- 36,.5625 = 47,4375 in

AC

=

b

= 84 – 30,224 = 53,776 in

2

47,4375 36,5625

2

= 30,224 in


= 1,5 -2 (diambil sf = 1,5 )

Maka : OA = 3/16 + 53,776 + 1,5 = 55,4635 in = 4,62195 ft 2. tutup bawah (thb)

Appendik C- 100

thb =

pi.di C 2( fE 0,6.Pi) cos1 / 2

Dimana : thb


di


f





E


Pi


Maka : thb =

17,23443 x83,375 1 2,44 3    in 2(18750 x0,85 0,6 x17,23443) cos 60 16 16 16



OA= b + f = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft Jadi tinggi vessel = tutup atas + tinggi silinder + tinggi tutup bawah = 4,62195 ft + 8,55747 ft + 2,13069 ft = 15,31011 ft perhutingan pengaduk perencanaan : 1. digunakan pengaduk jenis aksial . 2. bahan konstruksi impeller High alloy Steel SA-240 Grade M Type 316

Appendik C- 101

Data : 1. Dt/Di = 3 2. Z1/Di = 2,7 -3,9 3. Zi /Di = 0,75 – 1,3 4. W/Di = 0,17 Sehinga : a. Menentukan diameter impeller : Dt/Di = 3 Di = Dt/3 = 83,375/3 = 27,79167 in = 2,31597 ft b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki : Zi/Di = 0,75 – 1,3 ( diambil Zi/Di = 0,9) Zi = 0,9 x Di = 0,9 x 27,79167 = 25,0125 in = 2,08438 ft c. Menentukan panjang impeller : L/Di = 1/3 L = Di/3 = 27,79167/3 = 9,26389 in = 0,77199 ft d. Menentukan lebar impeller : W/Di = 0,17 W

= 0,17 x Di = 0,17 x 27,79167 = 4,72458 in = 0,39372 ft




= 1/12 ( Mc Cabe Hal 253)

J

= Dt/12 = 83,375 / 12 = 6,94792 ft

Appendik C- 102

g. Menentukan jumlah impeller : H

n=

2. Di

2

7,75597  0,72buah = 1buah 2 2x 2,31597

h. Daya pengaduk :

.. n . Di P gc 3

5

Dimana : P



n.. Di

2

Nre =



Dimana : n


Di







= Viskositas larutan = 1,20955 . 10 -4 lb/ft.dt = 0,43544 lb/ft j

Maka : 2

NRe =

2,5 x.54,02 x 2,31597 4

1, 20955.10

Untuk NRe turbulen dengan harga diatas , didapatkan : Po = 7, maka :

Appendik C- 103

3

P=

7 x.54,02 x 2,5 x 2,31597

2

12225,91639lbf . ft / dt 22,22893 Hp

32,2


Perhitungan Koil Pemanas a.Dari App. B diketahui : Q = 128337,189 BTU/j M = 1352,01899 lb/j b. TLMTD t1=68oF T1=302oF

T2=302oF T2 = 248oF t LMTD =

54 234 = 122,75 o F 54 ln 234

c. tc = ½ (T1 + T2) = 302oF tc = ½ (t1 + t2) = 158 oF d. ukuran pipa yang digunakan : data – data : do = 1,9 in di = 1,5 in

Appendik C- 104

a’ = 1,76 in a” = 0,498 ft2/ft

Shell


dp 2 .N . 1.N Re =  Dp = (1/2 – 1/3 ) di( bejana ) Dp = 6.94792 x 1/3 = 2,31597 ft NRe =

2,31597 2 x150 x160x 0,88 0,19 x2,42


k  Cp.   3.Ho = JH.    di  k   w  1/ 3

= 1/ 3

1200

0,085  0,61x0,19.  2,31597  0,085  

= 48,8377

8.UC =

hioxho 1500 x 48,8377 = = 47,29776 hio ho 1500 48,8377

Appendik C- 105


UC UD UCxUD

0,004 =

47, 299776 UD 47,29776.UD

UD = 39,77305 10. a =

L=


Hc =

L 505, 21689 = = 32,179,42 ≈32 buah .dc x5


22. Kolom Hidrogenasi (D-140) fungsi : memisahkan MIBK produk atas dari campuran berdasarkan perbedaan titik didih Tipe : sieve Tray Dari perencanaan : 1. Feed masuk pada suhu 119,8oC = 392,95 K Rate = 41,91032 kgmol/j Xf = 0,77944 2. destilat produk masuk pada suhu 114,4 oC = 387,55 oK rate = 36,37036 kgmol/j Xd = 0,89,817

Appendik C- 106

3. bottom produk pada suhu 155,5-C = 428,65 oK rate = 5,53996 kg mol/j Xb = 0 4. tekanan operasi = 1 atm 5. MIBK keluar sebagai produk atas dengan kadar 98% (berat) 6. feed dan Reflux dalam keadaan saturated liquid. 7. dari appendix B dapat data : Enriching : V = 65,87327 kgmol/j L = 29,50291 kgmol/j Exchuasting : V’= 65,87327 kgmol/j L’= 71,41323 kgmol/j Dari grafik keseimbangan MIBK dari MO diperoleh : R = 0,81118 `

Rm = 0,40559

jumlah tray teoritis = 10 buah Dimana : Xf = 0,77944 Xd = 0,85

Yd = 0,89187

Xb = 0,01

Yb = 0,01

Perhitungan : 1. menentukan BM campuran Enriching

Yf = 0,86

Appendik C- 107

a. bagian atas BM liquid = Xd.BM1 + (1-Xd). BM 2 = (0,85 x 100) + (1-0,85) x 116 = 102,4 BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,89817 x 100) + (1-0,77944) x 116 = 101,62928

b. Bagian bawah BM liquid = Xd.BM 1 + (1-Xd). BM 2 = (0,77944 x 100) + (1-0,77944) x 116 = 103,52896 BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,86 x 100) + (1-0,86) x 116 = 102,24 Exchausting a. Bagian atas BM liquid = 103,52896 BM uap = 102,24

b. Bagian bawah BM liquid = Xd.BM1 + (1-Xd). BM 2 = (0,01 x 100) + (1-0,01) x 116

Appendik C- 108

= 115,84 BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2 = (0,01 x 100) + (1-0,01) x 116 = 115,84

2. Perhitungan beban destilasi perhitngan beban destilasi dapat dilihat pada tabel 6-1 : tabel C.2-1. perhitungan rate uap dan rate liquid Komponen

Rate uap Lbmol/j

BM

Rate liquid Lb/j

Lbmol/j

BM

Lb/j

Enriching B.Atas

145,2241 101,63 14759,032 65,0421 102,4

6660,313

B. bawah

145,2241 102,24 14847,723 65,0421 103,52896 14847,723

Exchausting B.atas

65,87327 102,24 6734,8831 157,438 103,52896 6734,883

B. bawah

65,87327 115,84 7630,76

157,438 115,84

Beban terbesar : V = 14847,723 lb/j ; BM uap = 102,24 L = 14847,723 lb/j ; BM liquid = 103,52896 3. Perhitungan densitas campuran a.Densitas uap (v) Persamaan yang digunakan :

7630,76

Appendik C- 109

BM .To .P1 102,24 x 273,15 x3 v  = = 0,19797 lb/cuft Vo.T1 .Po 359 x 392,95 x1 b. densitas liquid (l) persamaan yang digunakan : l =

mi

 mtotal xi = 45,550258 lb/cuft

4. Menentukan diameter dan tray spacing data perancangan : v = 14847,723 lb/j L = 14847,723 lb/j v= 0,198 lb/cuft l = 45,55 lb/cuft = 3,5 dyne/cm harga : Shell = $ 2,8/ft2 Tray = $0,79 / ft2 Down comer = $ 0,5 ft2 Persamaan yang digunakan : G=Cx

( l v)

D = 1,13

vm G

Dimana : Vm = 1,3 V = 1,3 x 14847,723 lb/j = 46777,93 lb/j C = konstanta (Gb.8-38,Ludwig hal. 56) Harga Shell = (.d.T/12) x harga shell

Appendik C- 110

Harga tray = (/4.d2 – 5%./4.d2 ) x harga tray Harga down corner = (60%.d.T/12) x harga Down Corner Dengan persamaan diatas dapat dihitung diameter dan tray spacing kolom yang nominal perhitungan dapat dilihat pada tabel 6-2:

Tabel C.2-2. perhitungan diameter dan tray spacing kolom yang optimal T

C

G lb/j.ft2

D ft

in

Harga ($) Shell

Tray

Total D.corner

10

75

224.7274

9,76382 214,60867 56,16419 29,29145 300,06431

12

150

449,45481 6,90406 182,10150 28,08210 24,85462 235,03821

15

235

704,14587 5,51590 181,85918 17,92474 24,82154 224,60547

18

320

958,83692 4,72689 187,01456 13,16348 25,52519 225,70323

20

360

1078,6915 4,45655 195,91002 11,70087 26,73931 234,35002

24

440

1318,4008 4,03110 212,64874 9,57344

29,02394 251,24612

30

480

1438,2554 3,85949 254,49458 8,77566

34,73538 298,00562

36

525

1573,0918 3,69038 292,01204 8,02346

39,85606 339,89155

Dari tabel 6-2 diatas, dipilih harga ynag paling murah yaitu: D = 6 ft = 72 in T = 15 in 5. Menentukan tipe Tray L=

14847,723lb / jx7,48 gal / cuft 40,63679 gal / menit 60menitx 45,55lb / cuft

Appendik C- 111

Berdasarkan Gb. 8.3 Hal. 96 maka tipe aliran adalah reverse flow 6. Pengecekan terhadap liquid head persamaan yang digunakan : Q max

= 1,3.L

= 1,3 x 40,63679

= 52,8278 gpm

Q min

= 0,7. L

= 0,7 x 40,63679

= 28,4458 gpm

Lw/d

= %xd 2 /3

how Max =

Q max   2,98.Lw   

Q min  =  2,98.Lw   

2/ 3

howmin

hw

= 1,5 in < hw <3,5 in

hl

= how + hw

dari persamaan tersebut diatas dapat ditentukan optimasi Lw/d,

perhitungannya dapat dilihat pada tabel 6-3 sebagai berikut : Lw/d

0,05

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

Lw

19,8

21,6

23,4

25,2

27

28,8

30,6

How Max

0,596

0,56243

0,533202

0,50750

0,48469

0,46427

0,44588

How Min

0,3945

0,37226

0,35292

0,33591

0,32081

0,30730

0,29513

hl Max

3,8460

3,81243

3,78320

3,75750

3,73469

3,71427

3,69588

hl min

3,6445

3,62226

3,60290

3,58591

3,57081

3,55730

3,54513

Appendik C- 112

3,25

hw

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

3,25

Optimasi diameter kolom destilasi dengan : Lw/d = 55% Ad

= 4 % x At (Gb. 8-38, Ludwig , Aplied Process Design )

Perhitungan :  diambil : hw – hc = ¼ in , sehingga hc = 3,25 – ¼ = 3 in  Ac

= Lw x hc = (19,8 x3) /144 = 0,4125 ft2

 Ad

= 4 % x At = 0,04 x (/4. 62) = 1,1304 ft2

 Ap

= harga terkecil antara Ac dan Ad = 0,4125 ft2 2

 hd

= 0,03 x

Q max   52,8278  = 0,03 x   100.Ap  100x 0,4125     

= 0,0492 in ketentuan : hd < 1 in ( memenuhi) 7.Pengecekan harga Tray spacing (T = 15 in) Data perancangan : Lw/d = 55%

how

= 0,596 in

d = 6 ft = 72 in

hd

= 0,0492 in

T = 15 in

hl

= 3,846 in

Susunan segitiga Ketentuan : Perhitungan :

hb 0,5 T hw

2

Appendik C- 113

Ao 0,9065  2 Aa

n

 Aa = 2  (X 

r X 2

2

) ( r .sin 2

1

X r 

Dimana : Wd

= 8,5 % d = 0,085 x 72 = 6,12 in

Ww

= 3 in

Ws

= 3 in

Maka : X=

d Wd Ws 6 6,12 3    2, 24 ft 2 12 2 12

r =

d Ww 6 3    2,75 ft 2 12 2 12

Sehingga :  Aa = 2  ( 2, 24 

2

2

2

2,75 2,24 ) (2,75 .sin

 1

2,24  = 22 ft 2,75  

Ditrial : n = 2,5 , Maka : Ao = 3,12489 ft2

Maka : Vo = Vmax / Ao Vmax = 1,3 .V = 1,3 x

14847,723lb / j = 27,0929 cuft/dtk 0,1979lb / cuftx360 dtk / j

Vo = 27,0929 (cuft/dtk)/3,12489 ft2 = 8,6671 ft/dtk Ac

= At – Ad

Appendik C- 114

= /4. d2 – 4%(/4. d2 ) = /4. 62 – 0,04 (/4. 62) = 27,1296 ft2 2  2   Ao v     Ao     Uo 0,4 hp = 12 1,14 1,25   1   l       Ac     2.gc  Ac      

Maka : 2  2    0,19797  4,66692  3,124888   3,124888  hp = 12  1,14 0, 4 1,25   1    27 , 1296 45,5503  2.x32,2     27,1296       hr

= 31,2 /l = 31,2/45,55023 = 0,68496 in

ht

= hp + hr +hl

ht

= 0,8185178 + 0,68496 + 3,84602

ht

= 4,61675 in

hb

= hl + ht + hd = 3,84602 + 4,61675 + 0,0492 = 8,51197 in

Cek ketentuan : hb 8,51197 0,5 = 0,4664 0,5 ( memenuhi) T hw 15 3, 25

8. Stabilitas Tray dan Weeping ketentuan : hpm > hpw

Appendik C- 115

dengan : 2  2    Ao   v   Ao   Uo   0,4 hpm : 12 1,14 1,25   1   l       Ac     2.gc  Ac      

dimana : Vmin = 0,7.V = 0,7x

14847,723lb / j = 14,5833 cuft/dtk 0,19797lb / cuftx 3600dtk / j

Vo = Vmin / Vo = (14,5833 cuft/dtk) / (3,12489 ft2 = 4,66692 ft/dt Maka :

Hpm

2 2   0,19797  4,66692   3,12489   3,12489  = 12  1,14 0,4 1,25   1  27,1296   27,1296  45,555  2 x 32, 2        = 0,81852 in hpw = 0,05. hl + 0,2 = (0,05 x 3,84602) + 0,2 = 0,3923 in karena hpm > hpw, maka memenuhi syarat. 9.Entrainment Syarat tidak terjadi entraiment : (Eo/E) ≤1 Dimana : 3, 2

Uc  73  Eo = 0,1 dan E = 0,22     Tc  

Dimana : Uc = Vmax / Ac = (27,0929 cuft/dt)/27,1296 ft2 = 0,99831 ft/dt Tc = T – 2,5.hl = 15 – 2,5 (3,846) = 5,38497 in Sehingga :

Appendik C- 116

0,99831  73  E = 0,22 x  x   0,02087 3,5  5,38497   3, 2

Maka : Eo/ E = 0,1 / 0,02087 = 4,79127 1 ( memenuhi)

10. Pelepasan uap dalam down Comer Syarat pelepasan uap yang baik : WI / Wd ≤0,6 Dimana : = 0,8 (how x (T + hw – hb ))1/2

WI

= 0,8 (0,59602 x (15 + 3,25 – 8,51197 ))1/2 = 1,92733 in Wd

= 6,12 in

Maka : WI / Wd

= 1,92733/ 6,12 = 0,31492 < 0,6 ( memenuhi)

11. Efisiensi Tray Dari persamaan 11.5-1 Genkoplis hal. 654 didapatkan hubungan sebagai berikut :  = Jumlah plat teoritis / jumlah plat aktual sehingga : jumlah plat aktual = jumlah plat teoritis /  Dimana : Jumlah plat teoritis = 10 buah Efisiensi Tray untuk Hidrokarbon = 50 – 85%

Appendik C- 117

Efisiensi Tray overal = 85 % Maka : Jumlah plat aktual = 10/ 0,85 = 12 buah 12. Penentuan lokasi Feed Penentuan lokasi Feed untuk destilasi multikomponen dengan menggunakan metode kirkbride ( pers. 11.7-21 Geankoplis hal 677) : 2  XLw  Ne  XHFf B  Log 0, 206 log      Ns XLF D   XHD    Dimana : X HF

= 0,01

XLF

= 0,01

B

= 5,53996 kgmol/j

D

= 36,37036 kgmol/j

XLw

=1

XHD

= 0,89817

Maka : 2  1 Ne  0 , 77944 5 , 53996      Log 0, 206 log       Ns  0,01 36,37036   0,8816    Log

Ne 0, 2326 Ns

Ne = 1,4584. Ns Dimana :

Appendik C- 118

N = Ne + Ns 12 = 1,4584. Ns + Ns Ns = 4,88 Jadi feed masuk pada tray ke-5 secara teoritis. 13. Menghitung dimensi kolom destilasi a. Menetukan tinggi kolom Tinggi kolom = (n-1) Tray Spacing + tinggi puncak + tinggi ruang bawah Menghitung tinggi ruang bawah yang akan tempati liquida dalam kolom destilasi Rate liquid = 14847, 723 lb/j Residence = 10 menit Volume liquid = (m/) x resindence time = ( 14847, 723 / 45,55) x 1/6 jam = 54,327257 cuft jika ditentukan tinggi ruang bawah 4 ft, maka : volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 62 .4 = 28,26 cuft karena volume ruang bawah > volume ruang liquid, maka tinggi ruang bawah memenuhi syarat. Menghitung tinggi ruang atas yang akan ditempati oleh uap dalam kolom destilasi Rate gas

= 14847,723 lb/j

Residance time

= 10 menit

Appendik C- 119

Volume uap

= (m/) x resindence time = ( 14847, 723 / 45,55) x 1/6 jam = 54,327257 cuft

jika ditentukan tinggi ruang atas 4 ft, maka : volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 62 .4 = 28,26 cuft karena volume ruang atas > volume uap, maka tinggi ruang atas memenuhi syarat. Sehingga : Tinggi kolom destilasi = (12 -1)(15/12) + 4 + 4 = 30 ft = 9,144 m b. Menetukan tebal menara Dengan menggunakan persm. 3-6 B&Y hal. 4 didapat hubungan sebagai berikut : ts =

pi.di ` C 2( fE 0,6. pi )


= 18750 psi

C

= 2/16 in

E

= 0,85

Pi

= 1 atm = 14,7 psia

Sehingga : ts

=

14,7 x (6x12) 2 2,532 3    2(18750 x 0,85 0,6.14,7) 16 16 16

Appendik C- 120


= OD- 2.ts

= 78 – 2(3/16) = 77,625 in

c. Menetukan tebal menara Direncanakan : tutup atas dan bawah berbentuk standart dished head Dari persamaan B& Y hal. 259 : th =

0,885. pi.Rc` C 2( fE 0,1. pi)

Maka : th =

0,885x14,7 x 77,625 2 2,507 3    in 2(18750 x0,85 0,1.14,7) 16 16 16


f .E .t (0,885.Ro 0,1.t ) 18750 x0,85x

pi =

3 16

3 (0,885 x77,625 0,1. ) 16

43,51psi 14,7 psi


= ID / 2 = 77,625 / 2 = 38,8125 in

b

=r-

BC AB

dimana : AB = ID/2 – Icr

2

2

Appendik C- 121

BC = r – icr Dari tabel 5-6 B&Y, untuk OD = 78 in dengan tebal 3/16 in, didapatkan icr = 9/16 in, dan dari tabel 5-6 B&Y didapat sf = 2 in, maka : AB

= 38,8125 -9/16 = 38,25 in

BC

= 77,625 – 9/16 = 77,0625 in

Sehingga : b

= 77,625 -

OA

= t + b + sf

2

2

77,625 38,25

= 10,078 in

= 3/16 + 10,078 + 2 = 12,2655 in = 1,0221 ft. 14. Penentuan pipa katalis Data perancangan :  Tekanan operasi 1 atm = 14,7 psia  Tekanan design = 0 psi + ( 20% x 0 ) = 0 psi ( faktor keamanan 20% )  Suhu operasi = 120 oC  Waktu tinggal 2 detik (stenley wallasa Hal. 551 tabel 17.1) Perancangan :  Bahan konstruksi HAS SA- 240 Grade M Tipe 316  Tutup atas dan bawah standar dished  Tipe pengelasan double welded ( E=0,85)

Appendik C- 122

 Faktor korosi = 1/16 in

Perhitungan : a. menentukan dimensi reaktor  menentukan volume reaktor Volume gas : V = n. R. T/P Diamna : R = 0,7302 cuft.atm /lb mol. oR n = 35,93334 kmol/jam V = n. R. T/P = 35,93334 x 2,2046 x (1/3600) = 0,022005 lbmol/detik. Maka : Volume gas =

0,02201x07302 x 707,67 = 11,3735 cuft/det ik 1

Volume liquid : Data : Massa bahan = 3951,55463 kg / jam = 3951,55463 x 2,2046 x (1/3600) = 2,41989 lb/detik densitas campuran = 70,872 lb/cuft

Appendik C- 123

maka : vulome liquid = massa bahan / densitas = 2,41989/70,872 = 0,03414 cuft/detik volume total = (V gas + V liquid) x waktu tinggal = (11,3735 + 0,03414)x 2 detik = 11,40764 cuft/detik x 2 detik = 22,81528 cuft  Menentukan Volume Bahan Masuk Aktual v gas = . V reaktor (= dari tabel 4.22 Ulrich) V reaktor = 22,81528 / 0,7 = 32,59326 cuft  Menetukan Kebutuhan Katalis Data : Katalis = Nikel Densitas Ni = 555,627 lb/cuft V katalis = v reaktor – V bahan = 32,59235 – 22,81528 = 9,77797 cuft berat katalis = V katalis x densitas = 9,77797 x 555,627 = 5432,904137 lb  Menentukan Panjang Pipa Yang Terisi Katalis v aktual reaktor = /4.Di 2.L

Appendik C- 124

sehingga : panjang pipa (L) = V aktual / (/4.Di 2) direcanakan : pipa yang dipakai 1,5 in 15 BWG, 10 OD (kern. Hal.834) a’ = 1,47 in2 = 0,0102 ft2 maka : L = 32,59326 / 0,0102 = 3195,4176 ft Trial : Dipakai dengan panjang L = 9 ft yang terisi katalis 8 ft  Menentukan Jumlah Potongan Pipa Nt = l pipa total terisi katalis / L satu pipa terisi katalis = 3195,4176 / 8 = 399,4272 buah = 400 buah maka : laju alir tiap satu pipa yang terisi katalis = L.a”. dimana : a’ = flow artea (ft2) L = panjang pipa terisi katalis (ft) = porositas = 0,7 maka : Vi = 0,0102 x 8 x 0,7 = 0,05712 cuft Cek waktu reaksi :

Appendik C- 125

T = V satu pipa / rate satu pipa = 0,05712 / 0,02852 = 2,00 (memenuhi) jadi trial panjang pipa 9 ft dengan pipa terisiu katalis 8 ft memenuhi.  Menentukan Susunan Pipa Direncanakan : susunan katalis berbentuk segitiga Dimana : Pt = ½ DO + c +1/2 = Do + c = 1,5 + 1/16 = 1,5625 in mencari luas satu pipa ; t = Pt sin 60 = 1,5625 x sin 60 + 1,3532 in luas susunan pipa (segitiga) = ½ x pt xt = ½ x 1,5625 x 1,3532 = 1,0572 in2 = 0,0073 ft2 diketahui : Nt = 400 buah maka : Luas seluruh pipa = Nt x l susunan pipa = 400 X 0,0073 = 2,92 ft2

Appendik C- 126

26. Ekspander (G-14 9) fungsi : menurunkan tekanan gas hiidrogen dari 6,68 atm menjadi 1,5 atm type : multi stage reciprocating expander perencanaan : p1 = tekanan masuk expander = 6,68 atm = 98,196 psia = 14140,224 lb/ft2 P2 = tekanan luar expander = 1,5 atm = 22,044 psia = 3174,336 lb/ft2 maka laju alir massa (M): m = 65,33334 kg/j = 144,034 lb/j = 72,017 lbmol/j densitas hidrogen = 69,49 lb/cuft menghitung kerja yang dibangkitkan expander : ws x

mxP (persamaan 4-19 Ulrich hal, 93) 

dimana : Ws = kerja yang dibangkitkan expander (lb.ft/jam)  = efisiensi (50 -60%, ulrich hal.90) m

= laju alir massa gas (Lb/jam)

P = beda tekanan expander (psia)

Appendik C- 127

maka : ws 0,55 x

144,034 x (14140,224 3174,336) = 12501,1281 lb.ft/jam 69,49

= 3,4725 lb.ft/detik x (1 Hp/550 lb.ft/s) = 0,006 Hp x (0,7457 kW/1Hp) = 0,00447 kW diketahui : efisiensi motor = 65% (Gb.14-38 hal.521 timmerhaus) maka : daya motor = 0,006 / 0,65 = 0,0097 Hp digunakan : daya motor = 1 Hp kesimpulan : tipe : Multi stage reciprocating expander kapasitas :144, 034 lb/jam kerja expander :0,00447 kW daya motor :1 Hp 27. Tangki MO (F-124) Fungsi : Menyimpan mesytil oxide (MO) selama 1 jam. Bahan : Carbon Steel SA-240 grade S type 304 Bentuk : Silinder tegak dengan tutp atas berbentuk plat datar dan tutrup bawah konikal (= 120o) Perancangan : Menghitung volume tangki (Vt ) Kebutuhan MO = 5789,12683 kg/j Lama penyimpanan = 1 jam Jumlah tangki = 1 buah

Appendik C- 128

Densitas MO = 73,125 lb/cuft Maka : MO tersimpan = 5789,12683 kg/j x 1 jam = 5789,12683 kg = 12762,70901 lb Volume MO =

12762,70901 = 174,5328 cuft 73,125

Jika MO mengisi 90% tangki. ,aka Volume tangki (Vt) : Vt =

174,5328 = 193,9253 cuft 0,9

Menghitung diameter Shell (Ds) Vt = Vs + Vk Dengan : Vs = volume silinder = ¼ ..Ds 2.Ls Vk = volume konis =

.Ds 3 24tg 12 

Dimana ; Ds = Diameter tangki (ft) Ls = Tinggi Shell (ft) = 1,5 Ds Vt = Volume tangki (cuft) Maka : Vs = ¼ ..Ds 2.(1,5.Ds)= 1,1775.Ds2

.Ds 3 Vk = = 0,07554. Ds2 24tg 60

Appendik C- 129

Ds = 5,36896 ft =64,4275 in Menghitung tekanan design volume liquid dalam shell ; Vls = vlarutan - V konis = 174,5328 – (0,07554 x 5,368963) = 162,8419 cuft Tinggi larutan dalam shell (Hl) : Hl=

4 Vl 4 174,5328 x 2  x 7,7131 ft . Ds  5,36896 2

Sedangkan : Pdesign = P hidrostatik + 14,7 Dimana : P hidrostatik =

.Hl 77,125x 7,7131  =4,13 psi 144 144

Naka : Pdesign = 4.13 psi + 14,7 psi = 18,83 psi Menghitung tebal silinder (ts) Ts =

Pi.Ds c (Pers. 319 B%Y) 2( fE 0,6.Pi)

Dimana : Ts = tebal Shell (in) Pi = tekanan design (psi) Ds = diameter Shell (in)

Appendik C- 130

F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : Ts =

18,83x 64, 427 1 1,648 1,648 2     in 2(18750 x 0,8 0,6.18,83) 16 16 16 16

Standarisasi diameter tangki Dari tabel 57 B&Y hal 89, untuk Di = 64,4275 in didapatkan Do = 66 in Maka : Ds = Do – 2.ts = 66 – 2 (2/16) = 65,75 in Hs = 1,5 x 65,75 = 98,625 in Menghitung tebal tutup atas (tha) Tha =

Pi.Ds c 2( fE 0,6.Pi)

Tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan design (psi) Ds = diameter Shell (in) F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka :

Appendik C- 131

Tha =

18,83 x64,427 1 1,66 2    in 2(18750 x 0,8 0,6.18,83) 16 16 16

Menghitung tebal tutup bawah (thb) Thb =

Pi.Ds c 2( fE 0,6.Pi) cos 1 2 

Thb = tebal tutup bawah (in) Pi = tekanan design (psi) Ds = diameter Shell (in) F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : Thb =

18,83x 65,75 1 2,23 3    in 2(18750 x0,8 0,6.18,83) cos 60 16 16 16

Menghitung tinggi tangki penampungan Ht = tinggi tutup bawah + tinggi shell + tinggi tutup atas Dimana ; Tinggi sell = 98,625 in Tinggi tutup atas = 0 in Tinggi tutu7p bawah = OA = b + sf Dari tabel 5-6 B&Y hal. 88, untuk thb = 3/16, maka : sf = 1,5 – 2 in Deiambil : sf = 1,5 in Sedangkan : b =

1/ 2 .Ds 1/ x65,75 = 2 =18,98 in tg1 / 2 tg 60

Appendik C- 132

Maka : Tinggi tutp bawah = OA = 18,98 + 1,5 = 20,48 in Sehingga : Ht=20,48 + 98,625 + 0 = 119,11 in 28. kolom destilasi (D-130) ( Lihat Perancangan Alat Utama ) 29. Reaktor (R-110) Fungsi :sebagai tempat untuk mereaksikan aseton menjadi diaseton alkohol dengan katalis NaOH type : Mixel Flow Reaktor Jenis : silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah conikal dengan sudut 120 o Pelengkap : pengaduk dan jaket pendingin. Kondisi opersai : tekanan = 1 atm = 14,7 psia Temperatur = 30oC = 68 oF Fase = liquid Bahan konstruksi : high alloy Steel SA-240 Grade T type 321 Perhitungan : Komposisi bahan masuk reaktor (R-110) Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Aseton

4431,96908

789,900

Aseton 

1107,99256

789,900

NaOH

0,83333

1024,681

Appendik C- 133

Air

246,66508

1000,000

Menentukan densitas campuran: c = (mi / m total) x i maka : c =

4431,6908

1107, 99256 0,83333 246, 66508 x789 ,9  x789 ,9  x1024, 681  5787, 46005 x1000 5787 ,46005 5787 ,46005 5787 ,46005

798,88840 m3 /j= 49,87286 lb/ft 2 1. Perhitungan Dimensi Reaktor Volume reaktor Rumus : V = Q.t Dimana : V = volume larutan (cuft) Q = rate volumetrik bahn dalam reaktor (cuft/j) t = waktu tinggal (ditetapkan 1 jam) maka : V=

=

m xt  12759,03443lb / j x1 jam 49,8728lb / ft 3

= 255,83122 cuft volume jarak pendingin dan pengaduk 20% dari volume larutan, maka : V jaket+pengaduk = 20% x 255,83122 = 51,16624 cuft

Appendik C- 134

V reaktor

=V

larutan

+ V jaket + V pengaduk

= 255,83122 + 51,16624 = 306,99746 cuft ditetapkan reaktor terdiri dari 80-% maka volume total reaktor adalah : V total reaktor = 306,99746 / 0,8 = 383,74683 cuft Diameter silinder Asumsi : Ls = 1,5 Ds V total = V1 + V2 + V3

.Di 3  =  .di 2 .Ls 0,000049.di 2 24 tan 1 2  4 383,74683 = 0,07554.di2 + 1,1775.di3 + 0,08467. di2 di3

= 286,86848

di

= 6,59379 ft = 79,12548 in

Tebal silinder Plate shell yang digunakan SA-240 gradee T Type 321 suhu Operasi 30oC = 86oC tekanan operasi 1 atm allowable working stress 18750 lb/in2 joint efisiensi 0,8 faktor korosi 0,125 penentuan tinggi liquida : Hvg

=

V Vg Vtutupbawa h

/ 4. di

2

Appendik C- 135

=

255,83122 24, 27364

/ 4 x 6,59379

2

= 6,78452 P hidrostatik

=

H . 144

=

6,78452 x49,87286 144

= 2,34975 psi Pdesign

= P operasi + P hidrostatik = 14,7 psi + 2,34975 psi = 17,04975 Psi

Rumus : ts

=

Pi.di C 2( fE 0,6.Pi)

=

17,04975 x79,12548 2,7 3 0,125   in 2(18750 x 0,8 0,6 x17,04975) 16 16

Standarisasi dari brownell and Young hal 89 : Do

= Di + 2 ts = 79,12548 + (2 x 3/16) = 79,50048 in = 6,62504 ft

Do

= 84 in

Ts

= 5/16

Icr

= 5,125 in

r

= 84 in

Di

= Do – 2 ts

Appendik C- 136

= 84 – (2x 5/16) = 83,375 in = 6,94792 ft

Tinggi silinder (Ls) Ls

= 1,5 xdi = 1,5 x 83,375 = 125,0625 in = 10,42188 ft

Tebal tutup atas (tha) Dari brownell and Young Hal. 88 tabel 5-6 didapatkan : Rumus : Tha =

0,885xPi.Di C ( fE 0,1.Pi)

Tha = tebal tutup atas (in) Pi = tekanan design (psi) Di = diameter dalam (in) F = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8 C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : Tha =

0,885 x17,04975 x83,375 3,34 4 0,125   in (18750 x0,8 0,6.17,04975) 16 16

Tinggi tutup atas Dari Brownell & Young hal. 88 tabel 5-6 didapatkan : Untuk : tha

= 4/13 in

Appendik C- 137

Maka : sf

= 1,5 -2,5 in ; Icr = ¾ in

Ditetapkan : sf = 2 in

AB

= ID/2 –Icr =

83,375 3  40,9375in 2 4

BC

= Rc – Icr = 83,375 – ¾ = 82,625 in

AC

=

BC AB

=

82,625 40,9375

2

2

2

2

= 71,77055 in b

= RC- AC = 83,375 - 71,77055 = 11,60445 in

OA

= tha + b +s = 4/16 + 11,60445 + 2 = 13,85445 in = 1,15454 ft

Tebal tutup bawah (thb) Rumus : Thb =

Pi.DI C 2( fE 0,6.Pi) cos 1 2

Thb = tebal tutup bawah (in) Pi = tekanan design (psi) di = Rc = diameter Shell (in) f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 E = efisiensi pengelasan = 0,8

Appendik C- 138

C = faktor korosi (in)=1/16 Maka : 0,885 x17,04975 x83,375 3,31 4 0,125   in 2(18750 x0,8 0,6.17,04975) cos 60 16 16

Thb =

Tinggi tutup bawah Dari Brownell & Young hal. 88 tabel 5-6 untuk thb 4/16 didapatkan : Sf = 1,5 – 2,5 Diambil : sf = 1,5 b= OA

1/ 2 .Di tg1 / 2

=

1/ 2 x83,375 tg 60

=24,06829 in

= b +s = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft

Jadi tinggi vessel total = t tutup atas + t silinder + t tutup bawah = 1,15454 + 10,42188 + 2,13069 = 13,70711 ft 2. Perhitungan pengaduk Perencanaan :  Digunakan pengaduk jenis aksial turbin dengan 4 blades pada 90 o  Bahan konstruksi impeller adalah high Alloy Steel SA-240 Grade M Type 316  Bahan konstruksi Hot Roller SAE 1020 Data-data jenis pengaduk ( Brownell Hal . 507) didapatkan : Dt/Di = 3,0

Appendik C- 139

ZI/Di = 2,7 -3,9 Zi/Di = 0,87 W/Di = 0,1 Dimana : Dt : diameter dalam silinder Di : diameter impeller W : lebar baffle dari dasar tangki Zi : tinggi impeller dari dasar tangki Zl : tinggi zat cair dalam silinder a. Menentukan Diameter Impeller Dt/Di = 3,0 Di

= Dt/3

Di

=

6,94792 2,31597 ft 27,79164in 3

b. Menentukan Impeller dari dasar tangki Diambil : Zi/Di = 0,87 Maka : Zi = 0,87 x 2,31597 = 2,01489 ft = 24,17868 in c.Menentukan Tinggi Zat Cair Dalam Silinder ZI = 3 x Di ZI = 3 x 2,31597 = 6,94791 ft = 83,37492 in d. Menentukan Lebar Impeller W = 0,1 x Di = 0,1 x 2,31597 = 0,231597 ft = 2,77916 in

Appendik C- 140

e.Menentukan Tebal Blades J 1  Dt 10 MC.Cabehal.253 Dt 6,94792 J  0,69479 ft 8,33750in 10 10

f. Menentukan Jumlah pengaduk Rumus : H

n=

2x Di

2

Dimana : N : jumlah pengaduk H : tingi liquida Di : diameter pengaduk Maka : n=

6,94791 2

0,64768buah = 1 buah

2 x 2,31597

g.Menentukan Daya pengaduk Rumus :

.. n .Di P = (Brown hal.506) gc 3

Dimana : P : Daya pengadukan (lb.ft/dt)

Appendik C- 141

Ф : power Number ( Brown gb. 477, hal.507) Ρ : Densitas larutan (lb/cuft) n

: Putaran pengadukan (rps)

Di : Diameter pengaduk (ft) gc : 32,0lbm.ft/lbf.dt2 dengan menghitung bilangan Reynold (NRe)

Di .n. ( Brown hal 508) 2

NRe =



Dimana : Di : diameter pengaduk (ft) n

: putaran pengaduk = 150 rpm = 2,5 rps ( perry ed 6 hal 19-6)

ρ : densitas larutan (lb/ft3) μ : viskositas larutan (lb/ft.s ) maka :

2 2 ,315972x 2,5 x9,87286 NRe = 259733,7152 ( Brown hal 508)  3 2,57479 x10 NRe > 2100, maka Aliran turbulen Sehingga

Ф= Po ( Brown, Gb 477 Hal. 507) Maka :

P=

49,87286 x 2,53 x2,31597 32, 2

5

4514,93088lb. ft / dt 8,20897 Hp

Appendik C- 142

Kehilangan-kehilangan daya :  Gain loss (kebocoran daya pada poros dan bearing ) diperkirakan 5% daya masuk  Transmision system loss ( kebocoran belt atau gear) diperkirakan 10% dari daya yang dibutuhkan : P dibutuhkan

= ( 0,05 +0,10). P dibutuhkan + P =

p 8, 20897  9,65761Hp 10 Hp 0,85 0,85

Maka digunakan daya pengaduk sebesar 10 Hp

Appendik D- 1

APPENDIK D PERHITUNGAN UTILITAS Uniy utilitas merupakan sarana yang sangat penting bagi kelanggengan proses produksi. Unit utilitas yang diperlukan pada pra perancangan pabrik MIBK ini meliputi :  Unit penyediaan air  Unit penyediaan steam  Unit penyediaan listrik  Unit penyediaan bahan bakar 1. unit penyediaan air a. air sanitasi. Air ini digunakan untuk karyawan, laaboratorium, taman dan lain – lain. Kebutuhan air sanitasi dapat diperinci sebagai berikut : 

kebutuhan karyawan = 30 L/hari tiap orang dari perincian tenaga kerja (bab. 10) didapat tenaga kerja secara keseluruhan berjumlah 186 karyawan. Kebutuhan air untuk 186 karyawan setiap hari : = 186 orang x 30 liter/hari = 232.5 liter/jam = 0,2325 m3/jam jika air = 995,68 kg/m 3 maka: kebutuhan air karyawan = 0,2325 m3/jam x 995,68 kg/m3 = 231.4956 kg/jam

= 232 kg/jam

Appendik D- 2



laboratorium dan taman air untuk kebutuhan karyawan laboratorium dan taman di perkirakan 50% dari kebutuhan karyawan, maka : = 50% x 232 kg/jam = 116 kg/jam jika kebutuhan air sanitasi secara keseluruhan : = 232 + 116 = 348 kg/j = 8352 kg/hari

b. air boiler air boiler digunakan pada peralatan – peralatan berikut : No

Nama Alat

Jumlah (kg/hari)

1.

Reaktor (R-120)

14718,52296

2

Reboiler (E-132)

31366,85976

3.

Reboiler (E-142)

60801,03936

4.

Heater

(E-143)

488,86560

5.

Heater

(E-144)

562,30080

Total

107937,58848

c. Air Pendingin d. Air pendingin digunakan pada peralatan – peralatan berikut :

No 1.

Nama Alat Reaktor (R-110)

Jumlah (kg/hari) 15661,04568

Appendik D- 3

2

kondensor (E-121)

299470,81104

3.

kondensor (E-131)

1058047,86240

4.

kondensor (E-141)

1141095,18888

Total

2514274,90800

e. air proses air proses digunakan pada tangki pengencer (M-150) yaitu untuk mengencerkan NaOH 40% menjadi NaOH 5% sebesar 14,58334 kg/hari. Jadi total air yang harus disuplai adalah : No

Nama Alat

1.

Air Sanitasi

2

Air Boiler

3.

Air Pendingin

4.

Air Proses

Jumlah (kg/hari) 33264 107937,58848 2514274,90800 350

Total

2655826,49648

Untuk menghemat kebutuhan air, maka dilakukan sirkulasi air.Diperkiraka air yang dapat disirkulasi adalah 95% dari air pendingin dan kondensat. Maka jumlah air yang dapat di sirkulasi adalah : Air pendingin = 2514274,90800 x 0,95 = 2388561,16260 kg/hari Air kondensat = 107937,58848 x 0,95 = 102540,70906 kg/hari = 2491101,87166 kg/hari make Up = kebutuhan air total – sirkulasi air = 2655826,49648 – 2491101,87166 = 164724,62482 kg/hari = 6863,52603 kg/jam

Appendik D- 4

untuk faktor keamanan disediakan cadangan 30% dari kebutuhan air yang harus masuk, maka : kebutuhan air total = 1,3 x 6863,52603 = 8922,58384 kg/jam pra perancangan pabrik MIBK ini menggunakan air sungai untuk memenuhi kebutuhan air sanitasi, air boiler, air pendingin dan air proses. Peralatan yang digunakan pada bagian pengolahan air ini adalah sebagai berikut : 1. Pompa (L-219) Fungsi : mengalirkan air dari sungai ke skimer. Tipe : sentrifugal Rate aliran = 8922,58384 kg/j = 19670,7283 lb/j = 5,4641 lb/dt densitas : 62,5 lb/cuft vioskositas = 0,85 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft/dt = 0,0006 lb/ft.dt menghitung rate volumetrik Q = (5,4641 lb/dt)(62,5 lb/cuft) = 0,0874 cuft/dt = 5,2455 cuft/mt = 39,2419 gal/mnt asumsi : aliran turbulen

Appendik D- 5

dari peter and timmerhaus : ID optimal = 3,9 Q0,45.0,13 = 3,9 x 0,08740,45 x 62,50,13 = 2,2295 in standarisasi ID = 2,5 in sch. 40 (tabel 11,kern) diperleh : ID = 2,469 in = 0,2058 ft OD= 2,88 in Flow area = 4,79 in2 = 0,0333 ft2 Menghitung kecepatan aliran fluida dal;am pipa V1 = Q/A1 (kecepatan aliran air dari sungai) = 0 ft/dt (karena A1 sungai terlalu besar) V2 = Q/A2 = (0,0874 cuft/dt)/(0,0333 ft2) = 2,6246 ft/dt V = V2 – V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt Menghitung Reynold Number

VD 62,5 x 2,6246 x 0,2058 N re   56264,8625 2100  0,0006 (memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe > 2100)

Menentukan panjang pipa direncanakan : 

Pipa lurus (L) = 30 ft

Appendik D- 6



Elbow 90o sebanyak 3 buah L /D

= 32 ( tabel 1 Peter and Timmerhaus hal 484 )

L elbow = 32. ID = 3 x 32 x 0,0258 ft = 19,7568 ft 

Gate Valve sebanyak 2 buah L/D


L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,2058 ft = 2,8812 ft





L globe valve

= 300. ID = 7 x 0,2058 ft = 61,74 ft






Exit valve

= 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan : L pipa = 30 + 19,7568 + 2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8 = 118,6374 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : comerrcial steel Maka : = 0,000046 ( genakoplis hal. 88)

Appendik D- 7

 /D = 0,000733 Didapatkan : f = 0,005 1. pada straight pipe : F1 =( 4xf x V2x ΔL) / (2 x D x gc) =(4 x 0,005 x 2,62462 x 118,6374)/ (2x32,2x0,2058 ) = 1,2332 lbf.ft/ lbm 2. Kontraksi dan Pembesaran Kc = 0,4 x (1,25 – A1/A2) (A2/A1, dianggap = 0, karena A1 sungai besar ) maka : Kc = 0,4 x (1,25 – 0) = 0,5 F2 = ( Kc x V2) / (2 x άx gc) = 0,5 x 2,62462 / 0,5 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,0535 lbf.ft/lbm 3. sudden enlargement from expantion loss at river entrance Kex = 1 – (A2/A1)2 = 1 F3 = ( Kex x V2) / (2 x άx gc) = 1 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,107 lbf.ft/lbm 4. friction in 3 elbow 90o Kf = 0,75 F4 = ( Kf x V2) / (2 x άx gc) = 0,75 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,2407 lbf.ft/lbm Sehingga :

Appendik D- 8

ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 1,2332 + 0,0535 + 0,107 + 0,2407 = 1,6344 lbf.ft/lbm

Ditentukan : ΔZ

= 20 ft (datum level)

ΔP

= 0 ( karea P1 = P 2 pada tekanan 1 atm abs)

V1

= 0 ft/dt (karena diameter tangki > diameter pipa )

V2

= 2,6246 ft/dt

ά

= 1 ( untuk aliran turbulen)

ρ1

= ρ2 ( fluida Incompresible)

Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2/2. ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ ρ) + ΣF = Ws (2,62462/2x1x32,2) +(20/32,2) + 0 + 1,6344 = Ws Ws

= 2,2963 lbf.ft/lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa WHP = Ws.Q.ρ/ 550 = 2,2963 x 0,0874 x 62,5 / 550 = 0,0228 Hp dari fig 14-37 peter and timmerhaus didapatkan : ηpompa = 18%

maka : BHP = WHP/ ηpompa = 0,0228 / 0,8 = 0,1267 Dari fig. 14-38 peter and timmerhaus didapatkan: ηmotor = 80%

Appendik D- 9

Maka : Hp

= BHP / ηpompa = 0,1267/0,8 = 0,1584

Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksi : cast iron Jumlah : 1 buah 2. Skimer (L-218) Fungsi : menampung air dari sungai, memisahkan kotoran terapung yang dilengkapi dengan sekat pada bagian permukaan sampai dasar ba, sekaligus sebagai bak pengendapan awal. Bahan konstruksi : beton bertulang Rate

: 8922,58384 kg/j

Densitas air : 995,68 kg/m3 Waktu tinggal : 24 jam Maka : Rate Volumetrik = 8922,58384/995,68 = 8,9613 m3 /j Volume air = 8,9613 x 24 = 215,0712 m3 Direncanakan bak berisi 80 % air maka : Volume bak = 215,0712/ 0,8 = 268,839 m3 Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio : Panjang (P) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 4 : 3 : 2 Maka : Volume bak penampung = P x L x T = 4 x 3 x 2 = 24 m3 24X3 = 268,839 m3

Appendik D- 10

X

= 2,2375 m

Didapat : Panjang = 4 x 2,2375 = 8,95 m Lebar

= 3 x 2,2375 = 6,7125 m

Tinggi

= 2 x 2,2375 = 4,475 m


: persegi panjang

Ukuran

: (8,95 x 6,7125 x 4,475)m3

Bahan

: Beton Bertulang

Jumlah

: 1 buah

3. Pompa (L-217) Fungsi : mengalirkan air dari skimer ke clarifier Rate aliran

= 8922,58385 kg/j = 19670,7283 lb/j = 5,4641 lb/dt

Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas

= 0,85 cp x 6,7197 . 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt


= (5,4641b/dt)/ (62,5 lb/cuft) = 0,0874 cuft/dt = 5,2455 cuft/mt = 39,2419 gal/menit

Appendik D- 11


= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0874 0,45 x 62,5 0,13 = 2,2295 in

Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 ( Tbel 11, Q kern ) diperoleh : ID

= 2,469 in = 0,02058 ft

OD

= 2,88 in



V2

= Q/A2 = ( 0,0874 cuft/dt) /(0,0333 ft2 ) = 2,6246 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt


=

.VD 62,5x 2,6246 x0,2058  = 56264,8625 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah

Appendik D- 12

L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x2 x0,2058 ft = 13,1712 ft -



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,2058 ft = 2,8812 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,2058 ft = 61,74 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft



ε / D = 0,000733

Appendik D- 13

didapat : f = 0,005 1. pada straight pipe 4 xfx v x L 2

F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,005x 2,6246 x103, 4924  =1,0758 lbf.ft/lbm 2 x32,2 x0,2058


2

3. Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 2 1x 2,6246 2 Kex. v F3=  =0,107 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x32,2



Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 1,0758 + 0,0535 + 0,107 + 0,1604 = 1,3967 lbm.ft / lbm

Appendik D- 14


= Ws.Q.ρ/ 550 = 2,1248 x 0,0874 x 62,5 / 550 = 0,0211 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka :

BHP = WHP / ήpompa = 0,0211 / 0,18 = 0,1172

Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,1172/ 0,8 = 0,1465 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah

Appendik D- 15

4. Clarifier (F-216) Fungsi : tempat terjadinya flokulasi dan sedimentasi yaitu dengan jalan pencampuran alum atau Al 2(SO4) 30% sebanyak 80 ppm (0,08 kg /m3 ) yang dilengkapi dengan pengaduk putaran cepat. Bahan konstruksi : plat aluminium Rate : 8922,58384 kg/j Waktu tinggal : 4 jam Maka : Rate volumetrik = 8922,58384/ 995,68 = 8,9613 m 3/j Volume air = 8,9613 x 4 = 35,8452 m3 Direncanakan : bak berisi 80% air Sehingga : Volume bak = 35,8452 /0,8 = 44,8065 m3 Kebutuhan koagulan = 0,08 kg /m3 x 44,8065 m3 x 30% = 1,0754 kg dalam 1 hari dibutuhkan = 1,0754 x 24 = 25,8096 kg volume tangki = (1/4).π.1,5 d3 44,8065 = (1/4).π.1,5 d3 d

= 3,3635 m

tinggi liquida : L = 1,5 x 3,3635 = 5,0453 m dimensi bak : diameter = 3,3635 m tinggi liquida = 5,0453 m

Appendik D- 16

power pengaduk putaran cepat jenis pengaduk : flat blade turbine Dt (diameter tangki) = 3,3635 m Da/Dt = 1/3, dimana Da = 1,1212 m = 3,6785 ft Letak dari dasar : E/da = 1 E

= 3,6785 ft

Putaran 50 rpm = 0,833 rps µ = 0,0006 lb/ft.s ρ= 62,5 lb/ft 3 NRe

= Da2 .( ρ/µ) = (3,6785)2 x )62,5/0,0006) = 1409516,901

dari fig 9-13, Mc Cba didapatkan Np = 1,5 (kurva C)

power = P

3 nP .. n . Da 5 = gc

=

3 1,5x 62,5x 1,67 . 3,6785 32,2 x 550

16,6057 hp

Efisiensi motor = 90% Power yang dibutuhkan = 16,6057/0,90 = 18,4508 Hp Diambil power yang besar 19 Hp 5. Bak Penampung Fungsi : untuk menampung air dari clarifier. Rate

: 8922,58384 kg/j

Appendik D- 17

Laju alir = 8,9613 m3 / j Waktu tinggal = 4 jam = 8,9613 m3 / j x 4 jam

Volume bak

= 35,8452 m3 direncanakan bak berisi 80% volume,

maka :

volume bak = 35,8452 / 0,8 = 44,8065 bak berbentuk persegi panjang dengan ukuran : tinggi = lebar = x panjang = 2,5 X V

= 2,5 X3

Maka : 44,8065 m3 = 2,5 X 3 X

= 2,617 m

Kesimpulan : Tinggi

= 2,5989 m

Lebar

= 2,5989 m

Panjang

= 6,5425 m

6. pompa sand filter ( L-214) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak penampung ke sand filter. Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 8922,58384 kg/j = 19670,7283 lb/j = 5,4641 lb/dt

Appendik D- 18


= ( 5,4641 lb/dt) /(62,5 lb/cuft) = 0,0874 cuft/dt = 5,2455 cuft/mnt = 39,2419 gal/mnt


= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0874 0,45 x 62,5 0,13 = 2,2295 in


= 2,469 in = 0,02058 ft

OD

= 2,88 in



V2

= Q/A2 = ( 0,0874 cuft/dt) /(0,0333 ft2 ) = 2,6246 ft/dt

Appendik D- 19

ΔV

= V2 - V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt


=

.VD 62,5x 2,6246 x0,2058  = 56264,8625 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x2 x0,2058 ft = 13,1712 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,2058 ft = 2,8812 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,2058 ft = 61,74 ft

-


Appendik D- 20

-

Exit valve = 3,8 ft




F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,005x 2,6246 x173, 4924  =1,8035 lbf.ft/lbm 2 x32,2 x0,2058


2

3. Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 1x 2,6246 2 F3=  =0,107 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Kex. v

2

Appendik D- 21



Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 1,8035 + 0,0535 + 0,107 + 0,1604 = 2,1244 lbm.ft / lbm


= Ws.Q.ρ/ 550 = 4,4053 x 0,0874 x 62,5 / 550 = 0,0438 Hp


Appendik D- 22

Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0438 / 0,18 = 0,2433 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,2433/ 0,8 = 0,3041 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 7. Sand filter (F-213) Fungsi

: menyaring partikel yang tidak dapat mengandap

Type

: tangki tegak

Waktu tinggal : 1 jam Rate

= 8922,58384 kg/jam = 8,9613 m3 / jam

Volume air = 8,9613 x 1 = 8,9613 m3 Direncanakan : Tangki berisi 80% bahan Volume bahan = V padatan + Vair Volume air dalam bed = 0,8 x 8,9613 = 7,169 m 3 Volume ruang kosong = 0,2 x 7,169 = 1,438 m 3 Menentukan volume padatan : 0,4 V padatan

= 1,4338 / (1,4338 + V padatan ) = 2,1507 m3

Appendik D- 23

Maka : Vb

= 2,1507 + 8,9613 = 11,112 m 3

Volume bejana = 11,112 m3 /0,8 = 13,89 m 3 Bnetuk : silinder dengan tutup atas dan bawah standart dished Maka : Vbak = π/4. d2. Ls

(Ls = 1,5 d)

13,89 = π/4.1,5 d3 d

= 2,2764 m = 89,622 in

standarisasi (B & Y hal.90) : d = 90 in = 2,286 m Ls = 1,5 x 2,286 = 3,429 m Kesimpulan : Dimensi bejana : diameter = 2,2764 m Tinggi

= 3,4146 m

Bahan konstruksi = carbon steel

8. Bak Air Bersih ( F-212) Fungsi : menampung air bersih untuk didistribusikan ke proses selanjutnya. Rate : 8922,58384 kg/j Densitas air : 995,68 kg/m3 Waktu tinggal : 16 jam Maka : Rate volumetrik = : 8922,58384 kg/j / 995,68 kg/m3 = 8,9613 m3/j

Appendik D- 24

Volume air = 8,9613 m3/j x 16 = 143,3808 m3 Direncanakan bak berisi 80% air maka : Volume bak : 143,3808 m 3/ 0,8 = 179,226 m3 direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio : Panjang (L) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 5;4;3 Maka : Volume bak penampung = Px L x T = 5 x 4 x 3 = 60 m3 30 X3 X

= 179,226 m3 = 1,8145 m

Didapat : Panjang = 5 x 1,8145 m = 9,0725 m Lebar

= 4 x 1,8145 m = 7,258 m

Tinggi = 3 x 1,8145 m = 5,4435 m Dimensi bak : Bentuk : persegi panjang Ukuran : (9,0725 x 7,258 x 5,4425) m3 Bahan : Beton Jumlah : 1 buah 9. pompa ( L-211) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih kekation exchanger Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 300,88002 kg/j = 663,32009 lb/j

Appendik D- 25

= 0,1843 lb/dt Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas = 0,85 cp x 6,7197. 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt Menghitung rate volumetrik Q

= (0,1843 lb/dt) /(62,5 lb/cuft) = 0,0029 cuft/dt = 50,147cuft/mnt = 1,3017 gal/mnt


= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0029 0,45 x 62,5 0,13 = 0,4815 in


= 0,622 in = 0,0518 ft

OD

= 0,84 in



V2

= Q/A2 = ( 0,0029 cuft/dt) /(0,0021 ft2 )

Appendik D- 26

= 1,381 ft/dt ΔV

= V2 - V1 = 1,381 – 0 = 1,381 ft/dt


=

.VD 62,5x1,381x 0,0518  = 74751,645833 > 2100  0,0006



-


-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,0518 ft = 0,7252 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,0518 ft = 15,54 ft

Appendik D- 27

-


-

Exit valve = 3,8 ft




F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,009 x1,381 x125, 2804  =2,5784 lbf.ft/lbm 2 x 32, 2x 0,0518

2.kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 1,381 F2 =  = 0,0148 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Kcx v

2

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

Appendik D- 28

2 1x 1,3812 Kex. v F3=  = 0,0296 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x 32,2

4.friction in 2 elbow 90O Kf = 0,75 0,75x 1,3812 Kfxv 2 F4 = 2x =2x = 0,0444 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2 Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 2,5784 + 0,0148 + 0,0296 + 0,0444 = 2,6672 lbm.ft / lbm

Ditentukan : ΔZ = 90 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 1,381 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws (1,381 2 / 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 2,6672 = Ws Ws = 5,4918 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550

Appendik D- 29

= 5,4918 x 0,0029 x 62,5 / 550 = 0,00181 Hp Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,00181 / 0,18 = 0,0101 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0101/ 0,8 = 0,0126 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah

10. pompa ( L-224) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak air pendingin Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 7221,12040 kg/j = 15919,68203 lb/j = 4,4221 lb/dt


= (4,4221 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

Appendik D- 30

= 0,0708 cuft/dt = 4,248 cuft/mnt = 31,7793 gal/mnt Asumsikan : aliran turbulen Dari peter and timmerhaus : ID optimal

= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0708 0,45 x 62,5 0,13 = 2,0279 in


= 2,067 in = 0,1723 ft

OD

= 2,38 in



V2

= Q/A2 = (0,0708 cuft/dt) /(0,0233 ft2 ) = 3,0386 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 3,0386 – 0 = 3,0386 ft/dt


=

.VD 62,5x 3,0386 x 0,1723  = 54536,53959 > 2100  0,0006


Appendik D- 31



-


-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,1723 ft = 2,4115 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,1723 = 51,675 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan : L pipa = 120 + 22,0544 + 2,4115 + 51,675 + 1,9 + 3,8 = 201,8409 ft

Appendik D- 32

Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commencial steel ε = 0,000046 m ( genakoplis hal. 88)

Maka :


F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,005x 3,0386 x 201,8409  = 4,0308 lbf.ft/lbm 2 x32,2 x 0,1723

2.kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 3,0386 F2 =  = 0,0717 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2 Kcx v

2

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 2 1x 3,0386 F3=  = 0,1434 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2x1x32,2 Kex. v

2


Appendik D- 33

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 4,0308 + 0,0717 + 0,1434 + 0,4301 = 4,676 lbm.ft / lbm


2 ( 3,0386 / 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 4,676 = Ws Ws = 7,925 lbf.ft / lbm Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550 = 7,925 x 0,0708 x 62,5 / 550 = 0,0637 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0637 / 0,18 = 0,3539 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80%

Appendik D- 34

Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,3539/ 0,8 = 0,4424 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 11. Kation Exchanger (D-210B) Fungsi

: menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan

Digunakan

: Hidrogen exchanger (H 2 Z) , dimana tiap m 3 H2 Z dapat menghilangkan 6500 – 9000 hardness

Direncanakan : kapasitas 10000 gr kation/ m3 resin Rate

= 300,88002 kg/j = 663,3201 lb/j =0,1843 lb/dt

densitas air = 62,5 lb/cuft rate volumetrik = (663,3201 lb/j) / (62,5 lb/cuft) = 10,6131 cuft/j = 0,1769 cuft/menit = 1,3233 gal/menit = 79,3968 gal/j direncanakan : bentuk silinder dimana

: kecepatan air = 5 gpm/ft2

Appendik D- 35




A


= 3 x 0,3066 = 0,9198 m

Volume tangki : Vt = luas x tinggi = 0,0246 x 0,9198 = 0,0226 m3 Asumsi : tiap gallon air mengandung 4 grain kation Maka : Kation dalam air


Appendik D- 36

dalam 0,0738 m 3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak : = 0,0738 x 10000 gr/m 3 = 738 gr = 738 gr x (1/453,59 gr/lb) x (7000 grain/lb) = 11389,13997 grain umur resin

= ( 11389,13997 grain) / (317,5872 grain/j) = 35,8615 jam

setelah umur 35,8615 jam resin harus diregenerasi dengan asam sulfat atau asam klorida. Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316 12. Anion Exchanger (D-210A) Fungsi

: menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan SO4 -2 NO3- dan F yang terkandung dalam air

Direncanakan : kapasitas 10000 gr anion/ m3 resin Rate

= 300,88002 kg/j = 663,3201 lb/j =0,1843 lb/dt

densitas air = 62,5 lb/cuft rate volumetrik = (663,3201 lb/j) / (62,5 lb/cuft) = 10,6131 cuft/j = 0,1769 cuft/menit = 1,3233 gal/menit = 79,3968 gal/j

Appendik D- 37

direncanakan : bentuk silinder : kecepatan air = 5 gpm/ft2

dimana




A


= 3 x 0,3066 = 0,9198 m

Volume tangki : Vt = luas x tinggi = 0,0246 x 0,9198 = 0,0226 m3 Asumsi : tiap gallon air mengandung 4 grain anion Maka :

Appendik D- 38

Kation dalam air


dalam 0,0738 m 3 DOH dapat dihilangkan hardness sebanyak : = 0,0738 x 10000 gr/m 3 = 738 gr = 738 gr x (1/453,59 gr/lb) x (7000 grain/lb) = 11389,13997 grain umur resin

= ( 11389,13997 grain) / (317,5872 grain/j) = 35,8615 jam

setelah umur 35,8615 jam resin harus diregenerasi dengan asam sulfat atau asam klorida. Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316 13. Bak Air Lunak (F-223) Fungsi

: menampung air4 bersih untuk umpan air boiler.

Rate

= 4497,39952 kg/j

densitas air = 995,68 kg/m 3 waktu tinggal = 4 jam maka : rate volumetrik = (4497,39952 kg/j )/ 995,68 kg/m3 = 4,5169 m3/j Volume air = 4,5169 x 4 = 18,0676 m3 Direncanakan bak berisi 80% air maka : Volume bak = 18,0676 / 0,8 = 22,5845 m3 Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :

Appendik D- 39

Panjang (P) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 5 : 3 : 2 Maka : Volume bak penampung = P x L x T = 5 x 3 x 2 = 30 m3 30 x 3 = 22,5845 X = 0,9097 m Didapat : Panjang

= 5 x 0,9097 = 4,5485 m

Lebar

= 3 x 0,9097 = 2,7291 m

Tinggi

= 2 x 0,9097 = 1,8194 m

Dimensi bak : Bentuk : persegi panjang Ukuran : ( 4,5485 x 2,7291) x 1,8194) m 3 Bahan : beton Jumlah : 1 Buah 14. pompa ( L-222) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air lunak ke deaerator Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 4497,39952 kg/j = 9914,96698 lb/j = 2,7542 lb/dt

Densitas : 62,5 lb/cuft Viskositas = 0,85 cp x 6,7197. 10-4 lbm/ft.dt = 0,0006 lb/ft.dt

Appendik D- 40




= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0441 0,45 x 62,5 0,13 = 1,6388 in


= 2,067 in = 0,1723 ft

OD

= 2,38 in



V2

= Q/A2 = (0,0441 cuft/dt) /(0,0233 ft2 ) = 1,8927 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 1,8927 – 0 =1,8927 ft/dt


=

.VD 62,5x1,8927 x 0,1723  = 33970,02188 > 2100  0,0006

Appendik D- 41




-

Elbow 90 o sebanyak 1 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 32 x 0,1723 ft = 5,5136 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,1723 ft = 2,4115 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,1723 = 51,675 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan :

Appendik D- 42

L pipa = 30+ 5,5136 + 2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8 = 95,3158 ft Menghitung friction loss Bahan yang digunakan : Commencial steel ε = 0,000046 m ( genakoplis hal. 88)

Maka :


F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,006 x1,8927 x 95,3158  = 0,7285 lbf.ft/lbm 2x 32,2 x0,1723

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5 2 0,5 x 1,8927 F2 =  = 0,0278 lbf.ft/lbm 2 x xgc 2 x1x 32,2 Kcx v

2


2 1 x 1,8927  F3= = 0,0417 lbf.ft/lbm 2 x xgc 2 x1 x 32 ,2 Kex . v

2

4. friction in 4 elbow 90O Kf = 0,75

Appendik D- 43

2 0,75x 1,8927 Kfxv 2 F4 = 4x =4x = 0,0417 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2x1x32,2

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 0,7385 + 0,0278 + 0,0556 + 0,0417 = 0,8636 lbm.ft / lbm



= Ws.Q.ρ/ 550 = 1,5403 x 0,0441 x 62,5 / 550 = 0,0077 Hp


Appendik D- 44

Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,0077 / 0,18 = 0,0428 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor =0,0428/ 0,8 = 0,0535 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 15. Deaerator (D-221) Fungsi : menghilangkan gas-gas impurities dalam air umpan boiler dengan sistem pemanasan steam. Rate

: 4497, 39952 kg/jam

Densitas air

: 995,68 kg/m3

Waktu tinggal : 4 jam Maka : Rate = 4497, 39952 / 995,68 = 4,5169 m3 /jam Volume air = 4,5169 x 4 = 18,0676 m3 Volume air diperkirakan mengisi 80% volume tangki, maka : Volume tangki = 18,0676/ 0,8 = 22,5845 m3 Direncanakan : tangki silinder harizontal dengan H = 2 D Diameter tangki : Vt

= (1/4). . D2 .2D

22,5845 = ¼. ). . 2D3

Appendik D- 45

D = 2,432 m Tinggi tangki : H = 2 x 2,432 = 4,864 m Bahan Konstruksi : carbon steel SA-240 grade M Type 316. Jumlah : 1 buah 16. Bak Air Pendingin ( F-226) Fungsi

: Menampung air bersih untuk air pendingin.

Rate

: 104761, 4545 kg/j

Densitas air

: 995,68 kg/m3


= 104761,4545 / 995,68 = 105,216 m3/j

Volume air

= 105,216 x 3 = 315,648 m3


= P x L x T = 5 x 4 x 3 = 60 m3

60 x3

= 394,56 m3

x

= 1,8735 m

didapat : panjang

= 5 x 1,8735 = 9,3675 m

Appendik D- 46

lebar

= 4 x 1,8735 = 7,494 m

Panjang

= 3 x 1,8735 = 5,6205 m


: persegi panjang

Ukuran

: (9,3675 x 7,494 x 5,6205) m 3

Bahan : beton Jumlah

: 1 buah

17. pompa ( L-227) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke klorinasi dan ke proses Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 1400,58333 kg/j = 635,3004 lb/j = 0,1765 lb/dt



Asumsi : aliran turbulen

Appendik D- 47

Dari peter and timmerhaus : ID optimal

= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,002824 0,45 x 62,5 0,13 = 0,109798 in


= 0,269 in = 0,0224 ft

OD

= 0,405 in



V2

= Q/A2 = (0,002824 cuft/dt) /(0,0004 ft2 ) = 7,06 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 7,06 – 0 = 7,06 ft/dt


=

.VD 62,5x 7,06 x 0,0224  = 33970,02188 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484)

Appendik D- 48

Lelbow = 32.ID = 2 x 32 x 0,0224 ft = 1,4336 ft -



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,0224 ft = 0,3136 ft

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,0224 = 6,72 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft



ε / D = 0,0067 didapat : f = 0,009

Appendik D- 49

1. Pada straight pipe 4 xfx v x L 2

F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,006 x 7,06 x14,1672  = 17,6223 lbf.ft/lbm 2 x 32, 2x 0,0224


2


F3=

Kex. v

2

2 xxgc

1x 7,06

2

 = 0,7740 lbf.ft/lbm 2x1x32,2

4. friction in 4 elbow 90O Kf = 0,75 2 0,75x 7,06 Kfxv 2 F4 = 4x =4x = 1,1610 lbf.ft / lbm 2 xxgc 2 x1x32,2

Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 17,6222 + 0,3870 + 0,7740 + 1,1610 = 19,9442 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Appendik D- 50

ΔZ = 90 ft ΔP = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs) V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa) V2 = 7,06 ft / dt ά= 1 (untuk aliran turbulen ) ρ1 = ρ2 (fluida incompressible) Dengan menggunakan persamaan bernouli : (ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws ( 7,06

2

/ 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 19,9442 = Ws Ws = 23,5132 lbf.ft / lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa WHP

= Ws.Q.ρ/ 550 = 23,5132 x 0,0028 x 62,5 / 550 = 0,00748 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,00748 / 0,18 = 0,0416 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor =0,0416/ 0,8 = 0,052 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah

Appendik D- 51

18. Pompa (L-232) fungsi : untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak klorinasi Tipe

: sentrifugal

Rate aliran

= 1386 kg/j = 628,6855 lb/j = 0,1746 lb/dt




= 3,9.Q0,45 . ρ0,13 = 3,9 x 0,0028 0,45 x 62,5 0,13 = 0,4740 in


= 0,622 in = 0,0518 ft

OD

= 0,840 in

Flow area = 0,304 in 2 = 0,0021 ft 2

Appendik D- 52

Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1


V2

= Q/A2 = (0,0028 cuft/dt) /(0,0021 ft2 ) = 1,3333 ft/dt

ΔV

= V2 - V1 = 1,3333 – 0 = 1,3333

ft/dt


=

.VD 62,5x1,3333 x 0,0518  = 7194,2646 > 2100  0,0006



-

Elbow 90 o sebanyak 2 buah L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484) Lelbow = 32.ID = 2 x 32 x 0,0518 ft = 10,33152 ft

-



L gate valve

= 7. ID = 2 x 7 x 0,0518 ft = 0,7252 ft

Appendik D- 53

-



L gate valve

= 300. ID = 300 x 0,018 ft = 15,54 ft

-


-

Exit valve = 3,8 ft




F1 =

2 xgcxD

2 4x 0,006 x1,3333 x16,7568  = 0,3422 lbf.ft/lbm 2 x 32, 2x 0,0518

2. kontraksi dan pembesaran Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1) (A2/A1 dianggap = 0, karena A 1 tangki besar ) maka : Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

Appendik D- 54

2

0,5 x 1,3333 F2 =  2 xxgc 2 x1x32,2 Kcx v

2

= 0,0138 lbf.ft/lbm

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1 2 1x 1,3333 F3=  = 0,0276 lbf.ft/lbm 2 xxgc 2 x1x 32, 2 Kex. v

2


Sehingga : ΣF

= F1 + F 2 + F3 + F 4 = 0,3422 + 0,0138 + 0,0276 + 0,0414 = 0,4250 lbm.ft / lbm


Appendik D- 55


= Ws.Q.ρ/ 550 = 1,07372 x 0,0028 x 62,5 / 550 = 0,00034 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ήpompa = 18% Maka : BHP = WHP / ήpompa = 0,00034 / 0,18 = 0,0019 Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ήmotor = 80% Maka: Hp = BHP / ήmotor = 0,0019/ 0,8 = 0,0024 Digunakan daya pompa 0,5 Hp Bahan konstruksdi : Cast iron Jumlah : 1 buah 19. bak klorinasi ( F-230) Fungsi : mengklorinasi air untuk keperluan sanitasi Rate

: 1386 kg/ jam

Densitas air

: 995,68 kg/m3


= 1386 / 995,68 = 1,3920 m3/j

Volume air

= 1,3920 x 6 = 8,352 m3

Appendik D- 56


= P x L x T = 5 x 3 x 2 = 60 m3

30 x3

= 10,44 m3

x

= 0,7034 m

didapat : panjang

= 5 x 0,7034 = 3,517 m

lebar

= 3 x 0,7034 = 2,1102 m

Panjang

= 2 x 0,7034 = 1,4068 m


: persegi panjang

Ukuran

: (3,517 x 2,1102 x 1,4068 ) m 3

Bahan

: beton

Jumlah

: 1 buah

20. bak air sanitasi ( F-232) Fungsi : menampung air untuk keperluan sanitasi Rate

: 1386 kg/ jam

Densitas air

: 995,68 kg/m3

Waktu tinggal : 6 jam Maka :

Appendik D- 57

Rate volumetrik

= 1386 / 995,68 = 1,3920 m3/j

Volume air

= 1,3920 x 6 = 8,352 m3


= P x L x T = 5 x 3 x 2 = 60 m3

30 x3

= 10,44 m3

x

= 0,7034 m

didapat : panjang

= 5 x 0,7034 = 3,517 m

lebar

= 3 x 0,7034 = 2,1102 m

Panjang

= 2 x 0,7034 = 1,4068 m


: persegi panjang

Ukuran

: (3,517 x 2,1102 x 1,4068 ) m 3

Bahan

: beton

Jumlah

: 1 buah

Appendik D- 58

2. Unit Penyediaan Steam (Boiler) dan Air Pendingin (Cooling Tower) a.Boiler Pada Pra –rencana pabrik MIBK ini steam yang akan digunakan bertekanan 6 atm (88,2 psia) yang diperoleh dari boiler dan direncanakan menggunakan boiler fire tube. Kebutuhan steam = 4684,79117 kg/j Power Boiler : Dari pers. 172 savern W.H “ steam and Gas Power” hal 140 : Hp =

msx( Hg Hf ) Hfg 34,5

Dimana : Ms : rate steam yang dihasilkan = 4684,79117 kg/j = 10328,09061 lb/j Hg

: entalphi steam pada 338 oF = 489,1325 BTU/ lb

Hf

: entalphi air masuk boiler ( pada 78,8 oF) = 4,6848 BTU/lb

Hfg : entalphi air pada suhu 131 oF = 97,98 BTU/lb (Geankoplishal.802) Angka 970,3 dan 34,5 adalah penyesuaian pada penguapan 34,5 hp/lb pada 131 o F menjadi uap kering Maka : Hp =

10328,09061x (489,1325 4,6848) = 149,466 970,3 34,5

Kapasitas boiler : Q=

msx (Hg Hf ) 1000

Q=

10328,09061x (489,1325 4,6848) =5003,4197 BTU/j 1000

(pers.171, Savern W.H hal,140)

Appendik D- 59

pers.173, Savern W.H hal,141 faktor evaporasi

= (Hg – Hf) / 970,3 = ( 489,1325 4,6848) / 970,3 = 0,4993

air yang dibutuhkan : air = 0,4993 x 10328,09061 = 5156,8156 lb/j = 2339,1162 kg/j sebagai bahan bakar digunakan fuel oil, dengan heating value = 18000 BTU/lb ( Perry’s Ed. 3 Hal. 16 – 29) diperkirakan : efisiensi boiler 70% maka bahan bakar yang dibutuhkan : Q

=

msx(Hg Hf ) effxhv

Q

=

10328,09061x (489,1325 4,6848) 0,7 x18800

Q

= 380,1991 lb/j = 172,4572 kg/j

Maka jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube : Direncanakan : panjang tube = 16 ft Data : Heating Valeu surface = 10 ft2/ Hp Boiler Pipa yang digunakan = 1,5 in nominal pipa (Ips) Luas permukaan Linier feed = 0,498 ft 2 (tabel 11 Kern Hal.844)

Appendik D- 60

Maka jumlah Tube : Nt =

A atxl

Dimana : A

= luas perpindahan panas Boiler = 10 x Hp Boiler = 10 x 149,466 = 1494,66 ft2

sehingga jumlah pipa yang diperlukan : Nt =

1494,66 =187,5828 buah 0,498 x16

Spesifikasi Boiler Nama Alat

: Boiler

Fungsi

: menghasilkan steam

Jenis

: Fire tube Boiler

Rate Steam

: 10328,09061 lb/j

Heating surafce

:1494,66 ft2

Jumlah Tube

: 187,5828 buah

Ukuran tube

: 1,5 in Ips, L = 16 ft, susunan segi empat

Bahan bakar

: fuel oil

Rate fuel Oil

: 172,4572 kg/j

b.Unit penyediaan air ( Cooling Tower) Pada Pra-rencana pabrik NIBK ini air pendingin digunakan pada alatalat seperti reaktor dan kondesor yang direncanakan menggunakan

Appendik D- 61

cooling tower jenis counter flow induced Draft cooling tower ( Perry’s ad,6 hal.12-15 ) Kebutuhan air pendingin = 104761,4545 kg/j = 230957, 1026 lg/j (densitas air =62,5 lb/cuft) = 3695,31364 cuft/j = 61,588565 cuft/mnt = 460,744 gal/mnt suhu wet bulb udara ( kelembaban 70 %) = 21,5 oC (71,7 OF) suhu air masuk menara

= 30 oC ( 86 OF)

suhu air keluar menara

= 10 oC ( 50 OF)

konsentrasi air

= 1 gpm/cuft

Volume yang dibuthkan

= Rate volumetrik/ konsntrasi air = 460,744/ 1 = 460,744 cuft

Dimensi menara : Volume

= 1/4 . . D2 . L ( jika : L: = 4D)

460,744

= ¼... 4D2 .

D

= 5,2744 ft = 1,6076 m

sedangkan : luas

= 1/4 . . D2 = 1/4 . . (5,2744) 2 = 21,8381 ft 2 = 2,0288 m 2

Appendik D- 62

dari Fig. 12-15 perry ed. 6 didapat : persen standart tower performance adalah 100 %, maka : Hp fan / luas tower area (ft2) = 0,041 Hp/ft2 Hp fan

= 0,041 Hp/ft2 x luas tower area(ft2) = 0,041 Hp/ft2 x 21,8381 ft2 = 0,8954 Hp

maka digunakan motor sebesar 1 Hp c.Unit penyediaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik digunakan untuk menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lain-lain dipenuhi dari generator dan listrik PLN. Perincian kebutuhan listrik untuk proses : a. Daerah proses industri Tabel D.1 pemakaian daya peralatan proses No 1 2 3

Kode Alat R-110 R-120 M-150

Nama Alat Reaktor Reaktor Tangki penampung

Daya (Hp) 10 23 1

4 5 6 7 8

L-111 L-115 L-133 L-145 L-147

Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

9 10

L-146A L-146B

Blower Blower

3 4 43,5

TOTAL

Appendik D- 63

b. Daerah pengolahan air Tabel D.2. Pemakaian daya Peralatan air dan steam No 1 2

Kode Alat L-219 L-217

Nama Alat Pompa Pompa

Daya (Hp) 0,5 0,5

3 4 5 6

L-214 L-211 L-224 L-222

Pompa Pompa Pompa Pompa

0,5 0,5 0,5 0,5

7 8 9

L-232 L-227 Q-220

Pompa Pompa Boiler

0,5 0,5 149

10 11

P-227 F-216

Cooling Tower Pengaduk

1 19

TOTAL

173

Jadi total kebutuhan untuk motor penggerak = 70,5 + 173 = 243,5 hp x 0,7457 Kw/Hp = 181,58 kW c. Kebutuhan listrik penerangan. Untuk keperluan oenerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas bangunan dan areal tanah dengan menggunakan rumus:  =(a.F) / (U.D) dimana : = lumen per outlet a = luas daerah (ft2)m F = Food Candle U = Koefisien Utilitas (0,8) D = Efisiensi rata-rata penerangan (0,75)

Appendik D- 64

Maka : Tabel D.3 kebutuhan daya untuk penerangan

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Lokasi pos penjagaan taman parkir kantor perpustakaan kantin musollah poliklinik pos penimbangan truk laboratorium gudang produk cair gudang produk baku gudang bahan bakar toilet listrik/ruang generator PMK ketle bengkel ruang proses areal perluasan pabrik pengolahan air pembuangan sludge jalan ruang serba guna Total

luas (ft2) 129,16 2690,9 3767,26 1743,71 645,82 516,66 387,49 430,55 215,27 2152,73 1614,55 2690,91 861,09 538,18 1073,36 387,49 2152,73 1614,55 21527,3 16145,46 5381,82 2152,73 13217,76 2690,91 84728,39

candle 10 5 10 20 10 5 5 10 10 20 10 10 10 10 10 5 10 20 20 5 10 10 5 20 260

Lumen 2152,67 22424,17 62787,67 58123,67 10763,67 4305,5 3229,08 71750,83 3587,83 71757,67 26909,17 44848,5 14351,5 8969,67 17939,33 3229,08 35878,83 53818,33 717576,7 134545,5 89697 35878,83 110148 89696,67 1694370

Untuk taman,utilitas, area proses dan area penyimpanan produk akan diapaki lampu mercusuar 250 watt dengan out put lumen sebesar 10.000. Dari perhitungan diatas didapatkan :  luman untuk taman

= 22424,17

 lumen untuk water treatment

= 89697,00

 lumen untuk areal proses

= 717576,67

 lumen untuk areal produk

= 26909,17

Appendik D- 65

total luman

= 856607,01

jumlah total lampu mercusuar yang dibutuhkan = 856607,01/10000 = 85,66 = 85 buah untuk penerangan daerah lainnya digunakan lampu TL 40 watt dengan out put lumen 1960, maka : jumlah lampu TL yang dibutuhkan

= 1694370/ 1960 = 427,43 = 428 buah

kebutuhan listrik untuk

= (86x250) + (428 x 40) = 38620 Watt 38,62 kW

jadi total kebutuhan listrik, yaitu untuk kebutuhan proses dan penerangan adalah : Total Listrik = 181,58 + 38,62 = 220,2 kW kebutuhan listrik disuplai dari generator. Power faktor untuk generator = 75 % Power yang harus dibangkitkan generator

= (100/75) x 220,2 = 293,6 kW

digunakan generator pembangkit = 300 kW (300 kVA) spesifikasi alat Type Generator

: AC generator 3 fase

Appendik D- 66

Kapaasitas

: 300kVA

Frekuensi

: 200 Hz

Penggerak

: Diesel Oil (solar)

Jumlah

: 1 buah

d. Unit penyediaan Bahan Bakar Jenis bahan bakar yang digunakan : Diesel oil (solar) Perhitungan jumlah bahan bakar : Daya generator

= 3000 kVA ( 1 kVA = 56,884 BTU/menit) = 300 x 56,884 = 17065,2 BTU/menit = 1023912 BTU/ jam

heating value minyak residu = 19200 lb/BTU, maka : jumlah minyak yang dibutuhkan = 1023912 /19200 = 53,33 lb/j = 24,2 kg/j diketahui : densitas solar = 0,8 kg/L maka : V = 24,2/0,8 = 30,24 L/j = 725,7 L/hari = 730 L/hari

APPAENDIK E ANALISA EKONOMI PABRIK

1. Metode Penafsiran Harga Penafsiran harga tiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan kondisi perekonomian yang ada. Untuk penafsiran harga peralatan, diperlukan indeks yang dapat digunakan utnuk mengkonversi harga peralatan pada massa lalu, sehingga diperoleh harga pada saat ini, digunakan persamaan: Cx

= Ck

Ix Ik

( peter & timmerhaus, hal 164 )

Dimana : Cx

= tafsiran harga alat saat ini

Ck

= tafsiran harga alat pada tahun k

Ix

= indeks harga pada saat ini

Ik

= indek harga tahun k

Sedangkan untuk menafsirkan harga alat yang sama dengan kapasitas berbeda digunakan persamaan sebagai berikut: n vA VB

CA CB

dimana : VA

= Harga alat A

VB

= Harga alat B

CA

= Kapasitas alat A

APPENDIK E

CB

= kapasitas Alat B

n

= eksponen harga alat ( peter & timmerhaus)

harga alat pada Pra rencana pabrik MIBK didasarkan pada harga Alat yang terdapat pada Peter &timerhaus dan Ulrich GD Tabel E.1 Indek harga Alat pada tahun sebelum evaluasi No

Tahun

indeks harga

X2

X.Y

1

1975

182

33124

359450

2

1976

192

36864

379392

3

1977

204

41616

403308

4

1978

219

47961

433182

5

1979

239

57121

472981

6

1980

261

68121

516780

7

1981

297

88209

588357

8

1982

314

98596

622348

9

1983

317

100489

628611

10

1984

323

104329

640832

11

1985

325

105625

645125

12

1986

318

101124

631548

13

1987

324

104976

643788

14

1988

343

117649

681884

15

1989

355

126025

706095

16

1990

356

126736

708440

31720

4569

1358565

9062121

2

APPENDIK E

Kenaikan harga tiap tahun merupakan fungsi linier tahun dan indeks harga tahun k sehingga membentuk persamaan garis lurus : Y = m X + c .............................................................................(1) Dimana : C

= konstanta

m

= gradien

Y

= tahun

X

= indeks harga

Untuk mencari harga m dan c, didapatkan dengan metode kuadrat terkecil sebagai berikut : Misal : selisih ruas kiri dan kanan persamaan 1 = R R

= mX + c –Y

R2

= (mX + c –Y) 2

 R m

= 2 (mX + c- Y)X

sedangkan :

R =0 m 2

maka : 0 = 2(mX + c – Y) X m.X2 + X. X = XY................................................................... (2) m.X + n.C = Y................................................................... .........(3)

3

APPENDIK E

Dimana : C

= n.c

n

= jumlah data

dari persamaan (2) dan (3) diperoleh : m=

n XY Y . X 2 n x2 ( X )

m=

X . Y X . XY 2 2 n X (X )

Maka : m=

(16x 9062121) (4569 x 31720) =0,075766 2 (16 x1358565) (4569)

m=

(31720x1358565) (4569 x9062121) = 1960,86396 2 (16x1358565) (4569)

jadi persamaan harga indeks adalah : Y = 0,075766.X + 1960,86396 Indeks harga (X) pada 2012 ( Y= 2012) adalah : 2012

= 0,075766.X + 1960,86396

X

= 582,53095

2. penafsiran harga peralatan Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga didapatkan harga peralatan proses seperti terlihat pada Tabel E.2, dan harga peralatan utilitas dapat dilihat pada tabel E.3dan tabel E.4.

4

APPENDIK E

Contoh perhitungan peralatan : Berikut adalah contoh perhitungan penafsiran harga pompa jenis centrifugal dengan daya 0,5 hp: Dari Gb. 5-49 sampai gambar G.5-51 Ulrich hal 310, untuk pompa jenis centrifugal dengan daya 0,5 hp diperoleh : Cp : $ 2.000 FBM : 1,9 Sehingga : CBM = Cp x FBM = $ 2.000x 1,9 = $ 3.800 Maka : Harga alat tahun 2012 =

=

indeks tahun 2012 x Harga tahun 1982(CBM) indeks tahun1982 582,53095 x $ 3.800 315

= $ 7027 jika diasumsikan : $ 1 = 9500 maka : harga pompa sentrifugal

= $ 7027 x Rp. 9500 = Rp. 66.756.500 ,-

Dengan cara yang sama harga peralatan proses dapat dilihat pada tabel berikut :

5

APPENDIK E

Tabel. E.2 Penafsiran Harga peralatan Proses No

Nama Alat Proses

kode

jumlah

satuan (Rp)

Total (Rp)

1

Reaktor

R-110

1

4.996.582.940

2

Pompa

L-111

1

6934822,62

6.934.823

3

Tangki Aseton

F-112

8

482911222,6

3.863.289.781

4

Tangki DAA

F-113

1

4996589875

4.996.589.875

5

Reaktor

R-120

1

5286468371

5.286.468.371

6

Kondesor

E-121

1

150279115,3

150.279.115

7 8 9

Pompa Tangki H3PO4 Tangki MO

L-122 F-123 F-124

1 1 1

69348922 42164144,95 274725757

69.348.922 42.164.145 274.725.757

10 Kolom destilasi

D-130

1

849662999,9

849.663.000

11 Kondesor

E-131

1

150279115,3

150.279.115

12 Reboiler

E-132

1

227291093,9

227.291.094

13 Pompa

L-133

1

69348922,62

69.348.923

14 Akumulator Kolom 15 Hidrogenasi 16 Kondesor 17 Reboiler

F-134

1

296064305,8

296.064.306

D-140 E-141 E-142

1 1 1

1263259974 154093306,1 205758253,4

1.263.259.974 154.093.306 205.758.253

18 Heater

E-143

1

164703691,2

164.703.691

19 Heater 20 Heater

E-144A E-144B

1 1

168171137,4 183774644,9

168.171.137 183.774.645

21 Pompa

L-145

1

69348922,62

69.348.923

22 Blower

G-146A

1

109224553,1

109.224.553

23 Blower 24 Pompa 25 Tangki H2

G-146B L-147 F-148A

1 1 4

96221630,13 69348922,62 461170335,5

96.221.630 69.348.923 1.844.681.342

26 Akumulator

F-148B

1

220078805,9

220.078.806

27 Tangki MIBK

F-148C

2

466440853,6

932.881.707

28 Expander

G-149

1

442446126,3

442.446.126

29 Mixer 30 Tangki NaOH

M-150 F-151 TOTAL

1 1

196084078,7 51387551,66

196.084.079 51.387.552 22.805.427.878

6

4.996.582.940

APPENDIK E

Tabel E.3 Penafsiran Harga Peralatan Utilitas No Nama Alat Proses 1 Pompa air sungai 2 3 4 5 6 7 8

Pompa Clarifier Clarifier Pompa sand filter sand filter Pompa bak air bersih Cooling Tower Pompa Demineralizer

9 Kation Exchanger 10 11 12 13 14 15 16

Anion Exchanger Pompa deaerator Deaerator Boiler Pompa air proses Pompa air sanitasi pompa air pendingin

Kode L-219 L-217 F-216 L-215 F-214 L-224 P-227 L-211 D210A D210B L-222 P-221 Q-220 L-233 L-231 L-226 Total

Jumlah 2

Bahan Cast Iron

Harga Total 158115543,6

2 1 2 1 2 1 2

Cast Iron Carbon Steel Cast Iron Carbon Steel Cast Iron Cast Iron Cast Iron

155341586,7 300419532,8 155341586,7 122539546,3 155341586,7 554791381 155341586,7

1

Carbon Steel

325939936,3

1 2 1 1 2 2 2

Carbon Steel Cast Iron Carbon Steel Carbon Steel Cast Iron Cast Iron Cast Iron

325939936,3 155341586,7 135923888,3 195563961,8 155341586,7 155341586,7 155341586,7 3206624833

Tabel E.4 Penafsiran Harga Peralatan dari beton

No 1 2 3 4 5 6 7

Nama Alat Proses skimer Bak penampung Bak air bersih Bak air pendingin Bak air lunak Bak klorinasi Bak air sanitasi

Kode F-218 F-215 F-212 F-225 F-223 F-230 F-232

Total

7

Jumlah 1 1 1 1 1 1 1

Harga Total 4507699,7 41609353,57 41609353,57 65881476,49 35367950,54 31207015,18 33287482,86 294039431,9

APPENDIK E

Sehingga : Harga total peralatan = harga peralatan proses + harga peralatan utilitas + harga peralatan dari beton = Rp.22.805.427.878 + Rp.3.206.624.833 Rp.294.039.431,9 = Rp.26306092143 3. Bahan baku Pengeluaran bahan baku tiap tahun dapat dilihat pada tebel berikut: Tabel E.6 Harga kebutuhan bahan baku No

Nama Bahan Jumlah (kg/j)

Harga total (Rp/tahun)

4431,96908

Harga Satuan (Rp/kg) 5000

1

Aseton

2

NaOH

16,66667

3000

360.000.072

3

H3PO 4

1,6667

4500

54.001.080

4

H2

65,33334

8000

3.763.200.384

5

Nikel

0,47724

7000

24.052.896

TOTAL

159.550.000.000

160043000000

4. Utilitas Pengeluaran untuk utilitas tiap tahun dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel E.6 Harga Kebutuhan Utilitas

NO

Utilitas

1

Listrik Bahan bakar

2

Kebutuhan (tiap jam)

harga pembelian (Rp/tahun)

300 kW

48600000000

245,988 L

974112480 49574112480

TOTAL

8

APPENDIK E

5. Pengemasan Produksi : 3333,3333 Kg/jam

= 24000000 kg/tahun

Densitas MIBK = 797,827823 kg/m3 Maka : Volume MIBK

: 24000000 / 797,827823 kg/m3 : 30081,67841 m3 /tahun : 30081678,41 L/tahun

kemasan berupa jirigen dengan kapasitas 25 L MIBK tiap jirigen harga Jirigen : Rp. 7500,- per biji jumlah jirigen tiap tahun

= 30081678,41/ 25 = 1203267,136 biji = 1203268 biji

sehingga : Biaya pengemasan per tahun = Rp. 7500 x 1203268 = Rp. 9024503524,6. Penjualan Kapasitas Produksi 3333,33333 kg/jam = 24000000 kg/tahun Jumlah produk = 1203268 jirigen/tahun Harga Jual = Rp. 12500 per tahun Maka : Harga penjualan MIBK per tahun

= Rp. 12.500 x 24000000 = Rp. 300.000.000.000,-

harga jual satuan Jirigen

= Rp. 300.000.000.000 / 1203268 = Rp. 249,321,0158

9

APPENDIK E

7. Gaji Karyawan Perhitungan gaji karyawan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel E.7 Daftar Gaji Karyawan

Jabatan Dirut Litbeng direktur kep.Bagian Quaity Control Kasie. Produksi Kasie. Teknik

Jumlah Gaji/bulan/orang 1 Rp8.000.000 4 Rp5.000.000 2 Rp6.000.000 6 Rp4.000.000 3 Rp4.000.000 2 Rp3.000.000 3 Rp3.000.000

Gaji total /bulan Rp8.000.000 Rp20.000.000 Rp12.000.000 Rp24.000.000 Rp12.000.000 Rp6.000.000 Rp9.000.000

Kasie. Pemasaran Kasie. SDM Kasie. Humas Kasie. Keuangan Unit Produksi/ shift Unit perawatan Unit produksi Unit Utilitas Unit Pemasaran Unit Keuangan

3 4 2 2 115 3 4 4 3 2



Unit SDM Sopir Satpam Kebersihan Parkir Total

9 4 4 4 2 186

Rp800.000 Rp500.000 Rp500.000 Rp300.000 Rp200.000

Rp7.200.000 Rp2.000.000 Rp2.000.000 Rp1.200.000 Rp400.000 Rp329.800.000

Maka pengeluaran untuk gaji pegawai tiap tahun = Rp3.957.600.000,-

10

APPENDIK E

8. Harga Tanah dan Bangunan Perhitungan tanah dan bangunan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel E.8 Harga Tanah dan Bangunan No 1 2

keterangan Tanah Bangunan

Luas (m 2) 7.694 4.814 TOTAL

Harga (Rp/m2) 250.000 150.000

11

Total (Rp) 1.923.500.000 722.100.000 2.645.600.000

F C

1 6

F LO W

L I

1 5

C O N TR O LLER

L E V E L IN D IK A T O R

L

1 4

L E V E L C O N T R O L L E R P C

1 3 1 2

P R E S S U R E C O N TR O L ER T C

T E M P E R A T U R C O N T R O L L E R S

1 1 1 0

S T EA M

C T W

C O O L IN G

W P

SC

8 7 6

STEA M

H W

W A S TE A L IR A N

3

TE K A N A N

1

N O M E R A L IR A N

NaOH H3PO4 H20 H2 C6H12O 2 O C6H10 C6H120 TOTAL

0,8333

2

3

4 4431,9691

5 5539,96164

0,8333 14,58334 15,83334 184,66538

230,83174

6 1107,99256 0,83333 246,66508

7

1,63334 0,03333

NOMOR ALIRAN 8 1107,99256 0,83333 1,63334 865,64598

2

9

4431,96908

98 100 0,8333

14,58334 16,66667 4616,6345

5770,79338

5787,56005

1,66667

11

12

13

66,66633(A) 71,86668

46,16636

EXPANDER TANGKI PENAMPUNG NAOH MIXER TANGKI PENAMPUNG PRODUK ACUMULATOR TANGKI PENAMPUNG H2 POMPA BLOWER BLOWER POMPA HEATER HEATER REBOILER KONDENSOR KOLOM HIDROGENASI ACUMULATOR POMPA REBOILER KONDESOR KOLOM DESTILASI TANGKI PENAMPUNG MO TANGKI PENAMPUNG ASAM PHOSPHAT POMPA KONDENSOR REAKTOR TANGKI PENAMPUNG DAA TANGKI ASETON POMPA REAKTOR KETERANGAN

JUMLAH

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGA DEWI MALANG

443,19656 168,4914 3266,667 3945,02129 1154,15892

71,86668

6,53334

DIRENCANAKAN OLEH

DISETUJUI DOSEN PEMBIMBING PEMBIMBING I

DEDIK IRAWAN 020.501.0002

443,19656

65,33334

819,47962

6,53334

3369,82506 5189,12682

14 1107,99256

G-149 F-151 M-150 F-148C F-148B F-148A L-147 G-146B G-146A L-145 E-144A E-144B E-142 E-141 D-140 F-134 L-133 E-132 E131 D-130 F-124 F-123 L-122 E-121 R-120 F-133 F-112 L-111 R-110 KODE

FLOW SHEET PRA RENCANA PABRIK METIL ISOBUTIL KETON KAPASITAS : 25.000 TON / TAHUN

65,33334

116

10

K E T E R A N G A N

S IM B O L

29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 NO

1

G A S

T E M P E R A T U R

2

BM 58 40 98 18

L IQ U ID

A L IR A N

4

KOMPONEN C3H6O

C O N D EN SO R

H O T W A TER

W

5

N O

T O W E R W A T E R

W A T ER P R O C E S S

9

Ir. BAMBANG ISMUYANTO MS SYAIFUL ANWAR 020.501.0013

1927,47218

PEMBIMBING II

SUSY YUNININGSIH ST.,MT

Pra Perancangan Pabrik MBK (Metal Isobutil Keton) Dari Bahan Aseton Dengan Proses Hidrogenasi Kapasitas 24.000tontahun

Recommend Documents