34 SOAL UTS PERANCANGAN ALAT PROSES 2015 PERALATAN TRANSPORTASI
FLUIDA
Hari, Tanggal : Selasa, 17 Maret 2015 Waktu : 2,5 Jam
Sifat Ujian : Open Book
Dosen : Ir. Abdul Wahid Surhim, MT
1. Berikut ini adalah data-data bagian pipa dari sebuah jaringan pipa transmisi gas:
Q = 25.7 MMSCFD, Ta = 90 oF, P1 = 425 psia, P = 9 psia, L = 8280 ft, SG = 0.7, Za
= 0.925, MWudara = 28.96, R = 10.731, E = 1.0, viskositas gas diabaikan. a. Hitung tekanan rata-rata (Pa) menggunakan rumus Campbell:
2 1 2 1 2 1 3 2 P P P P P P Pab. Pilihlah diameter pipa yang sesuai menggunakan rumus Panhandle A:
0.5397
0.0793 4603 . 0 619 . 2 5 . 0 2 2 2 1 09 . 403 G a a s s L Z T SG D P P E P T Q c. Hitung erosional velocity (ve)—sebagai batas maksimum kecepatan gas melalui pipa—menggunakan persamaan API RP 14E untuk layanan kontinyu:
5 . 0 100 G e v (ingat rumus PaVG=nRTaZa)
d. Hitung kecepatan gas (vG) menggunakan laju alir aktual: a
s a a s a Z T T P P Q Q
Apakah diameter pipa yang didapatkan memenuhi kriteria ve > vG?
2. Makanan cair pada suhu 50oC (tekanan uapnya 12349 Pa) dipompa pada laju 5 m3/jam dari tangki A yang memiliki tekanan absolut 12350 Pa, ke tangki B yang tekanan absolutnya 101325 Pa, melalui pipa NPS 2‖ sch. 40 dengan kekasaran absolut 0,000046. Level cairan di tangki A berada 2 m di bawah pompa dan discharge-nya di tangki B adalah 4 m di atas pompa. Jika panjang pipa pada suction line adalah 3 m, discharge line 15 m, dan ada satu elbow 90o pada suction line, dua elbow 90o pada
35 discharge line, dan satu globe valve pada discharge line, tentukan gambar skema sistemnya, hitung BHP dan cek NPSHA apakah sudah memenuhi NPSHR (4 ft). Viskositas dan densitas cairannya 0,003 Pas dan 1033 kg/m3, dan efisiensi pompa 70%. Asumsikan bahwa level cairan di tangki A tetap. Tambahan: gunakan panjang pipa ekuivalen (Le) untuk fitting, valve dan sudden contraction (entrance from the tank to the pipeline) serta sudden expansion (exit from the pipeline)
3. Berikut adalah informasi kompresor sentrifugal:
Kondisi operasinya: P1 = 750 psia, P2 = 1046 psia, T1 = 529.7 oR, TD = 582.6
o
R,Q = 349 MMSCFD
Sifat-sifat gas: SG = 0.6, = 1.3, Zave = 0.95 Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut:
a. Berapa efisiensi isentropiknya?
b. Berapa laju alir volumetrik aktualnya? c. Berapa head isentropiknya?
d. Berapa kebutuhan daya totalnya jika kecepatan mata atau ujung runcing impeller (eye or tip speed of impeller, u) sebesar 820 fps?
36 SOAL UTS PERANCANGAN ALAT PROSES 2013
Hari, Tanggal : Senin, 26 Maret 2013 Waktu : -
Sifat Ujian : -
Dosen : Abdul Wahid
1. Minyak mentah dari reservoir dipompakan ke kolom distilasi atmesforik. Discharge dari pompa adalah sebesar 15 m3/menit. Specific gravity minyak mentah tersebut adalah sebesar 0.89. Saat melalui control valve, terjadi penurunan tekanan sebesar 5 psi. Produk atas dari kolom distilasi atmosferik menjadi umpan dari distilasi hidrokarbon ringan. Karena produk atas kolom distilasi kedua itu belum memenuhi tekanan yang diinginkan, maka diperlukan kompresor untuk meningkatkan tekanan dari 2100 kPa, denga ratio kompresi total sebesar 2.3. Gas yang dikompresi itu memiliki laju alir 2 x 106 std m3/d dan berat molekul 19.2. Tentukan:
a. Daya kompresor dan estimasikan ukuran impeller jika kompresor yang digunakan adalah kompresor sentrifugal. Suction temperature adalah 59 oC. Efisiensi isentropic sebesar 0.77 dan tip speed-nya sebesar 200 m/s.
b. Kompresor resiprokal yang tepat digunakan dengan memilih dua pilihan sebagai berikut:
i. Pilihan 1: Kompresor one stage low speed dengan suction temperatur 54 oC.
ii. Pilihan 2: Kompresor two low speed dengan suction temperatur pada
first adalah 54 oC dan pada seconnd stage adalah 59 oC. Jatuh tekanan
antarlangkah adalah 40 kPa.
Kriteria pemilihannya didasarkan pada daya yang diperlukan oleh kedua jenis kompresor tersebut. Jika kompresor yang terpilih dibandingkan dengan kompresor sentrifugal di atas, apakah pilihannya tidak berubah?
c. Tentukan diameter silinder jika laju kompresor pada soal no 1.b.ii tersebut sebesar 490 rpm, stroke-nya 21.4 cm, clearance pada langkah pertama sebesar 8% dan pada langkah kedua 13%. Asumsikan 2 silinder per stage dan semua
37 silindernya double-acting.
2. Sebuah C3 splitter memiliki jarak talam (tray spacing) 24 in dan beroperasi pada 80%
flooding. Laju alir massa cairannya adalah 123.150 kg/jam, sedangkan laju alir massa
uapnya adalah 117.526 kg/jam. Laju alir volumetrik maksimum dari uap 27.52 cfs dan cairan 1100 gpm. Densitas uapnya adalah 2.75 lb/cuft dan densitas cairannya adalah 29.3 lb/cuft. Hitung diameter kolom dan tinggi weir. Bandingkan jika menggunakan jarak talam setengahnya (12 in).
3. Pemisahan aseton dan benzena memiliki kondisi operasi sebagai berikut: a. Fraksi mol aseton x1 = 0.637
b. Fraksi mol benzena x2 = 0.363 c. Suhu = 166 °F
d. Kecepatan massa uap superfisial (uv*ρv ) = 3820 lb/hr/sqrt e. Kecepatan uap = 24096 ft/hr
f. Tinggi weir = 0.2082 ft g. Luas fraksional = 0.063
h. Sifat-sifat campurannya adalah:
Viskositas cairan = 0.609 lb/ft hr, 0.252 cP Tegangan permukaan cairan = 5.417 x 105
lb/sqft hr, 18.96 dyn/cm Diffusivitas cairan ( LK) = 2.32 x 104
sqft/hr Densitas cairan = 47.7 lb/cuft
Berapa efisiensi talam aktualnya jika faktor aliran cairan = uao (FLV) dan % flooding besarnya seperti pada soal nomor 2?
38 SOAL UTS PERANCANGAN ALAT PROSES 2012
Hari, Tanggal : Senin, 2 April 2012 Waktu : -
Sifat Ujian : - Dosen : -
Di bawah ini terdapat sebuah gambar desain unit proses. Di dalam desain ini hidrokarbon yang berasal dari reservoir dipompakan kedalam kolom depropanizer. Umpan yang digunakan spesifikasi seperti tabel 1 Sedangkan discharge dari pompa yang didigunakan dalam desain ini adalah sebesar 15 m3/menit. Specifiic gravity hidrokarbon yang digunakan adalah sebesar 0.8. kemudian saat melalui control valve, terjadi penurunan tekanan sebesar 3 psi (ρ air = 1000
Tabel 1. Spesifiasi Umpan Depropanizer
Komponen Mol Umpan
C2 0.2
C3 9.8
39
nC4 30
100.0
Maka berdasarkan desain gambar di atas, tentukan: 1. Tentukan maximum valve coefficient (fully opened)!
2. Dengan head sebesar 50 m dengan diameter impeller 0,4 m berapa daya pompa yang diperlukan?
3. Jika diameternya diubah menjadi 2,8 m dan berputar pada 360 rpm, berapa daya pompa dan efisiensinya?
4. Tentukan komposisi overhead dan bottom yang menghasilkan produk D yang mengandung paling tidak propane dan produk B yang mengandung 1% propane 5. Jika kita ingin mengambil kembali 95% propane di produk D dengan kemurnian 92%.
Tentukan komposisi di D dan B!
Rumus:
Cv, max = 2*GPM*(sp gr / DP)^2 n = ( g H / CH D^2
Q = n*D^3*CQ P = ρair * n^3 * D^5 * CP ɳ2 = 1 – ( 1 - ɳ1 )(D1/ D2 )^0.25 D/F = XF – XB / XD - XB
41 SOAL UTS PERANCANGAN ALAT PROSES 2011
Hari, Tanggal : Waktu : Sifat Ujian :
Dosen : Ir. Abdul Wahid Surhim, M.T.
Minyak mentah dari reservoir dipompakan ke kolom distilasi atmesforik ( lihat gambar di atas ). Discharge dari pompa adalah sebesar 15 m3/menit. Specific gravity minyak mentah tersebut adalah sebesar 0.89. saat melalui control valve, terjadi penurunan tekanan sebesar 5 psi. Produk atas atas dari kolom distilasi atmosferik menjadi umpan dari distilasi hidrokarbon ringan. Karena produk atas kolom distilasi kedua itu belum memenuhi tekanan yang diinginkan, maka diperlukan kompresor untuk meningkatkan tekanan dari 2100 kPa, dengan rasio kompresi total sebesar 1.54. gas yang dikompresi itu memiliki laju alir 1.5 x 106 std m3/d dan berat molekul 19.2 Berdasarkan gambar di atas:
1. Tentukan maksimum valve coefficient (fully opened)
2. Dengan bantuan gambar 7.2 (a) dan (b), dengan head sebesar 70 m berapa daya pompanya yang diperlukan?
3. Jika diameternya diubah menjadi 2.5 m dan berputar 400 rpm, berapa daya pompa dan efisiensinya?
42 4. Tentukan:
a. Daya kompresor dan estimasikan ukuran impeller jika kompresor yang digunakan kompresor sentrifugasi. Suction temperature adalah 59 oC
b. Daya kompresor dan estimasikan ukuran silinder jika digunakan kompresor resiprokal dua langkah (two stage) low speed dengan suction temperature pada first stage adalah 54oC dan pada second stage adalah 59oC. Jatuh tekanan antar-langkah adalah 40 kPa. Laju kompresor tersebut sebesar 500 rpm, strokenya 21.4 cm, clearance pada langkah pertama sebesar 8% dan pada langkah kedua 13%.
Asumsikan: 2 silinder per stage dan semua silindernya double-acting. 5. Bandingkan daya kompresor pada soal no. 4
43 TANK AND PROCESS VESSEL MODUL - EQUIPMENT PROCESS DESIGN 2015 B
Hari, Tanggal : 28 April 2015 Waktu : 75 menit Sifat Ujian : Open Book
Dosen : DR. Ir. Asep Handaya Saputra, M.Eng
1. Crude oil production approximation at X field is 8000 gallon per day. In every 5 days, this crude oil will ship to costumer. Please design storage for this purpose. The design include type of tank, size or dimension, material and thickness, weight estimation. (15)
2. Dimensions and weight of a Horizontal Pressure Drum A drum is to operate at 500 degree Fahrenheit and 350 psig and to hold 5000 gal at a depth H/D = 0,85. Ellipsoidal heads are to be used. The material is SA202A. Examine the proportion L/D =3 and 5. (35)
44 TANK AND PROCESS VESSEL MODUL - EQUIPMENT PROCESS DESIGN 2015 A
Hari, Tanggal : 28 April 2015 Waktu : 45 menit Sifat Ujian : Closed Book
Dosen : DR. Ir. Asep Handaya Saputra, M.Eng
1. According to operating pressure, explain the difference between tank and pressure vessel (5)
2. Explain these terminologies: (10)