LAMPIRAN A
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Waktu operasi : 300 hari / tahun ; 24 jam / hari Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan operasi : kilogram (kg)
Bahan baku : - Stirena oksida (C8H8O)
-- NaNattrriiuumm hhiiddrrookkssiiddaa ((NNaaOOHH))
-- MeMettaannooll ((CCHH33OOHH))
-- HiHiddrrooggeenn ((HH2)2)
-- KaKattaalliiss ((PPdd//CC 11%%)) Produk akhir : 2-Feniletanol (C8H10O) Kapasitas Produksi : 138,8889 kg/jam
LA.1 Mixer Liquid Feed (M-101)
Mixer Liquid Feed M-101 (4)
(6) (3)
(5)
NaOH
Stirena oksida
Metanol
NaOH
Stirena oksida Metanol
Dalam mixer ini terjadi pencampuran antara stirena oksida, natrium hidroksida, dan metanol.
Basis Perbandingan Umpan Stirena oksida : NaOH : Metanol (kg) = 1: 0,00026: 19
Neraca Massa Komponen:
Stirena oksida : F6Stirena oksida = F3Stirena oksida = 141,5894 kg/jam
NaOH : F6NaOH = 0,000026 × F3Stirena oksida = 0,00026 × 141,5894 = 0,0368 kg/jam F6NaOH = F4NaOH = 0,0368 kg/jam
F6Metanol = F5Metanol = 2690,1986 kg/jam
Neraca Massa Total :
F6 = F3 + F4 + F5 = 141,5894 + 0,0368 + 2690,1986 = 2931,8248 kg/jam
Tabel LA.1 Neraca Massa Mixer Liquid Feed (M-101)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 3 Alur 4 Alur 5 Alur 6
F N F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
C8H8O 141,5894 1,1784 - - - - 141,5894 1,1784
NaOH - - 0,0368 0,0009 0,0368 0,0009
CH3OH - - - - 2690,1986 83,9596 2690,1986 83,9596
Total 2831,8248 2831,8248
LA.2 Mixer Hydrogenation Feed (M-103)
Mixer Hydrogenation Feed
M-103
(10) (9)
(7) Hidrogen
NaOH
Stirena oksida Metanol
NaOH
Stirena oksida Metanol Hidrogen
Dalam mixer ini terjadi pencampuran antara stirena oksida, natrium hidroksida, metanol dan hidrogen.
Neraca Massa Komponen:
Stirena oksida : F10Stirena oksida = F7Stirena oksida = F6Stirena oksida = 141,5894 kg/jam NaOH : F10NaOH = F7NaOH = F6NaOH = 0,0368 kg/jam
Neraca Massa Total:
F10 = F7 + F9 =2831,8248 + 2,8506 = 2834,6754 kg/jam
Tabel LA.2 Neraca Massa Mixer Hydrogenation Feed (M-103)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 7 Alur 9 Alur 10
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
C8H8O 141,5894 1,1784 - - 141,5894 1,1784
NaOH 0,0368 0,0009 - - 0,0368 0,0009
CH3OH 2690,1986 83,9596 - - 2690,1986 83,9596
H2 - - 2,8506 1,4141 2,8506 1,4141
Total 2834,6754 2834,6754
LA.3 Fixed Bed Reactor (R-101)
NaOH
Stirena oksida Metanol Hidrogen
Fixed Bed Reactor
R-101
(11) (10)
2-Feniletanol NaOH Metanol Hidrogen
Dalam reaktor ini terjadi reaksi hidrogenasi stirena oksida menghasilkan 2 feniletanol. Reaksi hidrogenasi berlangsung pada temperatur 40 0C dan tekanan 2,04 MPa (20 atm) dengan katalis Pd/C 1% sesuai dengan persamaan reaksi di bawah ini.
N10Stirena oksida = 𝐹𝑆𝑡𝑖𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑜𝑘𝑠𝑖𝑑𝑎 10
𝑀𝑟𝑆𝑡𝑖𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑜𝑘𝑠𝑖𝑑𝑎 = 120,1502 5894 , 141
= 1,1784 kmol/jam r1 = konversi × N10Stirena oksida = 1 × 1,1784 = 1,1784 kmol/jam
Reaksi yang terjadi di dalam reaktor:
C8H8O(l) + H2(g) → C8H10O(l)
M 1,1784 1,4141 -
B 1,1784 1,1784 1,1784
S - 0,2357 1,1784
Dimana:
M = jumlah mol senyawa mula-mula (kmol) B = jumlah mol senyawa yang bereaksi (kmol)
S = jumlah mol senyawa sisa setelah reaksi selesai (kmol)
Neraca Massa Komponen:
Stirena Oksida: F10Stirena oksida = 141,5894 kg/jam Hidrogen : F10Hidrogen = N10Hidrogen × Mr Hidrogen
= 1,4141 × 2,0158 = 2,8506 kg/jam
F11Hidrogen = (N10Hidrogen – N10 Stirena oksida) × Mr Hidrogen = (1,4141 – 1,1784) × 2,0158
= 0,4751 kg/jam
2-Feniletanol : F112-Feniletanol = Freaksi2-Feniletanol = N10Stirena oksida × Mr 2-Feniletanol
= 1,1784 × 122,166
= 143,9649 kg/jam
NaOH : F11NaOH = F10NaOH = 0,0368 kg/jam Metanol : F11Metanol = F10Metanol = 2690,1986 kg/jam
Neraca Massa Total:
Tabel LA.3 Neraca Massa Fixed Bed Reactor (R-101)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 10 Alur 11
F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
C8H8O 141,5894 1,1784 - -
NaOH 0,0368 0,0009 0,0368 0,0009
CH3OH 2690,1986 83,9596 2690,1986 83,9596
H2 2,8506 1,4141 0,4751 0,2357
C8H10O - - 143,9649 1,1784
Total 2834,6754 2834,6754
LA.4 Knock Out Drum (FG-201)
Knock Out Drum FG-201 (11)
(12)
2-Feniletanol NaOH Metanol Hidrogen
2-Feniletanol NaOH Metanol (13)
Hidrogen
Pada drum ini digunakan untuk memisahkan gas hidrogen dari campuran. Semua gas hidrogen pada alur 12 akan terpisah pada knock-out drum ini.
Neraca Massa Komponen:
Hidrogen : F12Hidrogen = F11Hidrogen = 0,4751 kg/jam
2-Feniletanol : F132-Feniletanol = F112-Feniletanol = 143,9649 kg/jam NaOH : F13NaOH = F11NaOH = 0,0368 kg/jam
Metanol : F13Metanol = F11Metanol = 2690,1986 kg/jam Neraca Massa Total:
F12 = F12Hidrogen = 0,4751 kg/jam F11 = F12 + F13
F13 = F11– F12 = 2690,1986 – 0,4751 = 2834,2003 kg/jam
Tabel LA.4 Neraca Massa Knock Out Drum (FG-201)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 11 Alur 12 Alur 13
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
NaOH 0,0368 0,0009 - - 0,0368 0,0009
CH3OH 2690,1986 83,9596 - - 2690,1986 83,9596
H2 0,4751 0,2357 0,4751 0,2357 - -
C8H10O 143,9649 1,1784 - - 143,9649 1,1784
Total 2834,6754 2834,6754
LA.5 Mixing Point Hidrogen (M-102)
Mixing Point Hidrogen M-102
(14)
(8) (1)
Hidrogen
Hidrogen Hidrogen
Neraca Massa Komponen:
Hidrogen : F8Hidrogen = F9Hidrogen = 2,8506 kg/jam F14Hidrogen = 0,4751 kg/jam
F1Hidrogen + F14Hidrogen = F8Hidrogen
F1Hidrogen = F8Hidrogen - F14Hidrogen = 2,8506 – 0,4751 = 2,3755 kg/jam
Tabel LA.5 Neraca Massa Mixing Point Hidrogen (M-102)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 1 Alur 14 Alur 8
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
H2 2,3755 1,1784 0,4751 0,2357 2,8506 1,4141
LA.6 Tray Distillation Tower (TD-201)
Adapun kolom destilasi ini digunakan untuk memisahkan CH3OH (metanol) dari produk 2-Feniletanol berdasarkan perbedaan titik didih.
Kolom Destilasi
TD-201 2-Feniletanol
NaOH Metanol
2-Feniletanol NaOH Metanol
2-Feniletanol Metanol
(15)
(19)
(23)
Alur Umpan Masuk F15
Nmetanol15 = Fmetanol15 Mrmetanol=
2690,1986 kg.jam-1
32,0416 kg.kmol-1 = 83,9596 kmol/jam NNaOH15 =
FNaOH15 MrNaOH=
0,0386 kg.jam-1
39,9969 kg.kmol-1=0,0009 kmol/jam
N2-Feniletanol15 = F2-Feniletanol 15
Mr2-Feniletanol=
143,9649 kg.jam-1
122,166 kg.kmol-1=1,1784 kmol/jam Xmetanol15 = Nmetanol15
Nmetanol15 +N
2-Feniletanol
15 =
83,9596
83,9596+0,0009= 0,9862 Xair15 =1 -Xmetanol15 = 1 – 0,9862= 0,0138
F15 = F15metanol + F152-Feniletanol
= 2690,1986 + 143,9649 = 2834,1635 kg/jam Feed = N15 = N15metanol + N152-Feniletanol
= 83,9596 + 1,1784 = 85,138 kmol/jam XF = 0,9862
Neraca mol total
F.XF = D.XD+ W.Xw
85,138 . 0,9862 = D. 0,9995 + (85,138 – D) . 0,0005
D = 84,001 kmol/jam
W = F – D = 1,137 kmol/jam
Alur Keluar Destilat F19
Nmetanol19 = XD. D = 83,959 kmol/jam N2-Feniletanol19 = (1 - XD) . D = 0,042 kmol/jam Fmetanol19 = 83,959 kmol.jam-1. 32,0416 kg.kmol-1 = 2690,1804 kg/jam F2-Feniletanol19 = 0,042 kmol.jam-1. 122,166 kg.kmol-1 = 5,131 kg/jam
Alur Keluar Bottom F23
Nmetanol23 = XW. W = 0,0006 kmol/jam N2-Feniletanol23 = (1 – XW) . W = 1,1364 kmol/jam Fmetanol23 = 0,0006 kmol.jam-1. 32,0416 kg.kmol-1 = 0,0182 kg/jam F2-Feniletanol23 = 1,1364 kmol.jam-1. 122,166 kg.kmol-1 = 138,8339 kg/jam
Tekanan Uap
Metanol : ln𝑃 𝑘𝑃𝑎 = 16,5785 +𝑇 𝐶 3628,27
+ 239,5 ... (1) (Smith, 2005)
2-Feniletanol : ln𝑃 𝑃𝑎 = 317,2 𝑅 −
89904,2 𝑅. 𝑇(𝐾)−
76,3 𝑅 ln(
𝑇 𝐾
298,15) ... (2) R = 8,31447 J/K.mol
(Emel’yanenko, 2007)
Penentuan titik gelembung (bubble point) umpan :
Tekanan uap ditentukan dengan persamaan (1) dan (2).
P2-Feniletanolsat = Psistem = 760 mmHg = 101,325 kPa T2-Feniletanolsat = 490,0813 K
Tmetanolsat = 337,8489 K b. Menghitung T rata-rata
Zat Xi T
2-Feniletanol (a) Metanol (b)
0,9862 0,0138
490,0813 337,8489 T rata-rata =
Xi . Ti = 339,956 Kc. Menghitung harga AB pada T rata-rata
Zat T Pi
2-Feniletanol (a) Metanol (b)
339,956 339,956
0,1706 110,0141
AB= Pb Pa
= 0,001551 d. Menghitung Pbsat
Pbsat= P Xa.αAB+Xb=
101,325
0,9862 x 0,001551+ 0,0138=102,745 kPa e. Menghitung T dari Pbsat dari persamaan (1).
Dari hasil iterasi, didapatkan bahwa harga T = 338,2033 K = 65,0533 oC
Penentuan titik gelembung (bubble point) bottom :
a. Menghitung temperatur jenuh masing masing komponen Asumsi Pmetanolsat = Psistem = 760 mmHg = 101,325 kPa
P2-Feniletanolsat = Psistem = 760 mmHg = 101,325 kPa T2-Feniletanolsat = 490,0813 K
Tmetanolsat = 337,8489 K b. Menghitung T rata-rata
Zat Xi T
2-Feniletanol (a) Metanol (b)
0,9995 0,0005
c. Menghitung harga AB pada T rata-rata
Zat T Pi
2-Feniletanol (a) Metanol (b)
490,0052 490,0052
101,1224 5464,607
AB= Pb Pa
= 0,018505 d. Menghitung Pbsat
Pbsat= P Xa.αAB+Xb=
101,325
0,9995 x 0,018505+ 0,0005=5334,098 kPa e. Menghitung T dari Pbsat dari persamaan (1).
Dari hasil iterasi, didapatkan bahwa harga T = 489,6257 K = 215,4757oC
Penentuan titik embun (dew point) destilat :
a. Menghitung temperatur jenuh masing masing komponen Asumsi Pmetanolsat = Psistem = 760 mmHg = 101,325 kPa
P2-Feniletanolsat = Psistem = 760 mmHg = 101,325 kPa T2-Feniletanolsat = 490,0813 K
Tmetanolsat = 337,8489 K
a. Menghitung T rata-rata P
Pii..YYii == XXii.. PPsati K
Kaarreennaa ddiiaassuummssiikkaann PPii == PPsati , , mmaakkaa XXii == YYii
Zat Yi T
2-Feniletanol (a) Metanol (b)
0,0005 0,9995
490,0813 337,8489 T rata-rata =
Yi . Ti = 337,9251 Kb. Menghitung harga AB pada T rata-rata
Zat T Pi
2-Feniletanol (a) Metanol (b)
337,9251 337,9251
0,1489 101,6286
AB= Pb Pa
= 0,00146475
c. Menghitung Pasat
d. Menghitung T dari Pbsat dari persamaan (2)
Dari hasil iterasi, didapatkan bahwa harga T = 342,29 K = 69,14 oC
Umpan masuk pada temperatur 83,78 oC, sehingga 0< q <1, sebagian umpan berupa uap, dengan Yf = 0,9975 dari persamaan (1).
Perhitungan Reflux minimum
Rm = Xd - Yf Yf - Xf =
0,9995-0,9975 0,9975-0,9862 Rm =0,17634
Persamaan Fenske untuk mencari jumlah plat minimum
∝𝑏𝑣= 𝑌𝑓.
(1− 𝑋𝑓)
𝑋𝑓.(1− 𝑌𝑓)
= 0,9975. (1−0,9862)
0,9862. (1−0,9975)= 5,60027
𝑛𝑚 + 1 =
log 𝑋𝑏𝑋𝑎
𝑑 𝑋𝑎𝑋𝑏 𝑠 log∝𝑏𝑣 =
log 0,99950,0005 0,99950,0005
log 5,60027 = 8,823237
Dan 1,2 < R/Rm < 1,5, sehingga dengan metode Gilliland, diperoleh hubungan rasio refluks dan jumlah plate sebagai berikut
Hubungan Rasio Refluks dan Jumlah Plate
R (R-Rm)/(R+1) [(n+1)-(nm+1)]/(n+2) n
0,2116 0,0291 0,6 7,5232
0,2293 0,043 0,58 7,6023
0,2469 0,0565 0,55 7,701
0,2645 0,0697 0,53 7,7556
D
Diippeerroolleehh :: R R == 00,,22111166 n
n == 77,,55223322 J
Juummllaahh ppiirriinngg tteeoorriittiiss == 77,,55223322 ++ 11 rreebbooiilleerr E
Effiissiieennssii pipirriinngg == 9900%%,, mamakkaa jjuummllaahh pipirriinngg yayanngg sseebbeennaarrnnyaya = =7,7,55223322//00,,99 == 88,,33559922 =
= 88 ppiirriinngg..
E
Essttiimmaassii ffeeeedd--ppllaatteeaattaauuppllaattuummppaannddeennggaannmmeettooddeeKKiirrkkbbrriiddee
logNe
Ns = 0,206 log XHF XLF
W D
XLW XHD
logNe Ns
= 0,206 log 0,0005 0,0005
0,5168 38,1823
0,00013 0,0019
2
logNe Ns
= -0,76658
Ne Ns
= 0,171165
Ne + Ns = 0,171165 Ns + Ns = N 1,171165 Ns = 8
Ns = 6,8308 ≈ 7
Ne + Ns = N Ne + 7 = 8
Ne = 1
Feed tray adalah tray ke-1 dari puncak kolom destilasi
Tabel LA.6 Neraca Massa Tray Distillation Tower (TD-201)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 15 Alur 19 Alur 23
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
C8H10O 143,9649 1,1784 5,1310 0,0420 138,8339 1,1364 CH3OH 2690,1986 83,9596 2690,1804 83,9590 0,0182 0,0006
NaOH 0,0368 0,0009 - - 0,0368 0,0009
Total 2834,2003 2834,2003
LA.7 Kondensor (E-202)
Kondensor
E-202 (17)
(19) (18)
Metanol 2-Feniletanol
Metanol 2-Feniletanol Metanol
2-Feniletanol
Vm = Lm - W = 102,9136 – 1,137 = 101,7766 kmol/jam Alur 18
Fmetanol18 = X18metanol . Ln x Mr metanol
= (0,9995. 17,7757 kmol/jam) x 32,0416 kg/kmol = 589,2756 kg/jam
F2-Feniletanol18 = (1 – X18metanol) . Ln x Mr 2-Feniletanol
= (0,0005. 17,7757 kmol/jam) x 122,166 kg/kmol = 1,0858 kg/jam
Alur 17
Fmetanol17 = X17metanol . Vn x Mr metanol
= (0,9995 . 101,7766 kmol/jam) x 32,0416 kg/kmol = 2690,1804 kg/jam
F2-Feniletanol17 = (1 – X17metanol) . Vn
= (0,0005 . 101,7766 kmol/jam) x 122,166 kg/kmol 1 = 5,131 kg/jam
Tabel LA.7 Neraca Massa Kondensor (E-202)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 17 Alur 18 Alur 19
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
C8H10O 6,2168 0,0509 1,0858 0,0089 5,131 0,042 CH3OH 3259,4560 101,7268 589,2756 17,7668 2690,1804 83,9590
Total 3265,6728 3265,6728
LA.8 Reboiler E-203
Reboiler E-203 (22)
(23) (21)
2-Feniletanol Metanol NaOH
2-Feniletanol Metanol NaOH 2-Feniletanol
Metanol NaOH
Alur 21
FNaOH21 = 𝐹𝑁𝑎𝑂𝐻23
(𝐹𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙23 +𝐹223−𝐹𝑒𝑛𝑖𝑙𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 )𝑥 (𝐹𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 21 +𝐹
221−𝐹𝑒𝑛𝑖𝑙𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 ) = 0,0368/(0,0182 + 138,8339) x (3259,4742+145,0507) = 0,9026 kg/jam
Alur 22
Fmetanol22 = Fmetanol21 - Fmetanol23 = 3259,4742 – 0,0182 = 3259,4560 kg/jam F2-Feniletanol22 = F2-Feniletanol21 - F2-Feniletanol23 = 145,0507 – 138,8339 = 6,2168 kg/jam FNaOH22 = 𝐹𝑁𝑎𝑂𝐻23
(𝐹𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙23 +𝐹223−𝐹𝑒𝑛𝑖𝑙𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 )𝑥 (𝐹𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 22 +𝐹
222−𝐹𝑒𝑛𝑖𝑙𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 ) = 0,0368/(0,0182 + 138,8339) x (3259,4560 + 6,2168) = 0,8658 kg/jam
Tabel LA.8 Neraca Massa Reboiler E-203
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 21 Alur 22 Alur 23
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
C8H10O 145,0507 1,1873 6,2168 0,0509 138,8339 1,1364 CH3OH 3259,4742 101,7263 3259,4560 101,7258 0,0182 0,0006 NaOH 0,9026 0,0226 0,8658 0,0216 0,0368 0,0009
Total 3405,4275 3405,4275
LA.9 Mixer Metanol (M-104)
Metanol
Mixing Point Metanol M-104
(20)
(5) (2)
Metanol
Metanol
F5Metanol = 2690,1986 kg/jam F20Metanol = 2690,1804 kg/jam F2Metanol + F20Metanol = F5Metanol
Tabel LA.9 Neraca Massa Mixer Metanol (M-104)
Komponen
Alur Masuk Alur Keluar
Alur 2 Alur 20 Alur 5
F N F N F N
(kg/jam (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam)
CH3OH 0,0182 0,0006 2690,1804 83,9590 2690,1986 83,9596
LAMPIRAN B
PERHITUNGAN NERACA PANAS
Kapasitas Produksi : 138,8889 kg/jam Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu operasi : 300 hari / tahun ; 24 jam / hari Satuan operasi : kg/jam
Suhu referensi : 25oC (298,15 K)
Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut: Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983):
Cp = a + bT + cT2 + dT3
Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi:
Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah:
2
Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi:
B.1 Data Perhitungan Cp
Tabel LB.1 Nilai Konstanta a, b, c dan d untuk Perhitungan Cp Cairan
Komponen a b c d
CH3OH -2,5825E+02 3,3582 -1,1638E-02 1,4052E-05 H2O 1,8296E+01 4,7112E-01 -1,3387E-03 1,3142E-06 Sumber : (Reklaitis, 1983)
Tabel LB.2 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Gas
Komponen a b c d e
CH3OH 3,4492E+01 -2,9188E-02 2,8684E-04 -3,125E-07 1,0983E-10 H2 1,7639E+01 6,7005E-02 -1,3148E-04 1,0588E-07 -2,9180E-11 Sumber : (Reklaitis, 1983)
Cpg = a + bT + cT2 + dT3 + eT4 [J/mol. K]
T
T
T T e T T d T T c T T b T T a dT Cpg 2
1
) (
5 ) (
4 ) (
3 ) (
2 )
( 2 1 22 12 23 13 24 14 25 15
B.2 Estimasi Cp Cairan dengan Metode Chueh dan Swanson
Tabel LB.3 Kontribusi Gugus Kapasitas Panas Cairan Gugus Harga (kJ/(kmol.K)
(ring) 22
(ring)
12
(ring)
18 (ring) 26 30,4 44,8 35 Sumber : (Reid ,dkk., 1987)
Cp C8H8O = 5 × (ring) + 1 × (ring) + 1 × (ring) + 1 × + 1 × (ring)
= 5 × 22 + 1 × 12 + 1 × 18 + 1 × 35 + 1 × 26 = 201 kJ/kmol.K
Cp C8H10O = 5 × (ring) + 1 × (ring) + 2 × + 1 × = 5 × 22 + 1 × 12 + 2 × 30,4 + 1 × 44,8
B.3 Perhitungan Estimasi ∆Hf(298) (kJ/mol)
P
Peerrhhiittuunnggaann esesttiimmaassii ∆H∆Hoof f (k(kJJ..mmooll --11
)
) dedennggaann mmeenngggguunnaakkaann memettooddee JoJobbaacckk d
deennggaann rurummuuss ::∆∆HHooff = = 6868,,2299 + + jjnnjj..∆∆HH ((RReeiidd,, dkdkkk;;,, 19198877)),, didi mamannaa kokonnttrriibbuussii g
guugguussnnyyaa ddaappaatt ddiilliihhaatt ppaaddaa ttaabbeell ddii bbaawwaahh iinnii.. T
Tababeell LLBB..44 KKoonnttrriibbuussii GGuugguuss PPaannaass PPeemmbbeennttuukkaann Gugus Harga (kJ/(mol)
(ring) 2,09
(ring)
46,43
(ring)
8,67 (ring) -26,8
-20,64 -208,04 -138,16 Sumber : (Reid ,dkk., 1987)
∆Hof(298) C8H8O = 68,29 + (5 × (ring) + 1 × (ring) + 1 × (ring) + 1 × + 1 × (ring)
= 68,29 + ( 5 × 2,09 + 1 × 46,43 + 1 × 8,67 + 1 × -138,16 + 1 × -20,64)
= -31,12 kJ/mol
∆Hof(298) C8H10O = 5 × (ring) + 1 × (ring) + 2 × + 1 × = 5 × 2,09 + 1 × 46,43 + 2 × -20,64 + 1 × -208,04 = -124,15 kJ/mol
B
B..44 NNiillaaiiPPaannaassLLaatteenn
T
Taabbeell LLBB..55 DDaattaa PPeerrhhiittuunnggaann NNiillaaii PPaannaass LLaatteenn
Senyawa w Tc (K) Pc (bar) T boiling
(°C)
T boiling (K)
CH3OH 0,564 512,6 80,97 65 338,15
C8H10O 0,603 751 44,7 216,93 490,08
(
R
R == 00,,000088331144 kkJJ//mmooll KK ∆
∆HHvvll == 11,,009933 RR .. TTcc [[TTbbrr((llnn[[PPcc//11,,0011332255]]--11))//((00,,9933--TTbbrr))]] T
Tbb == TT bbooiilliinngg ((KK)) (
(DDaauubbeerrtt,, 11998855))
LB.1 Heater (E-101)
Hidrogen 40oC, 20 atm Hidrogen
31,67oC, 20 atm
Saturated Steam 230oC, 27,61 atm
Kondensat 230oC, 27,61 atm
8 9
LB.1.1 Panas Masuk
Tabel LB.6 Perhitungan Panas Masuk Heater (E-101)
Komponen (i)
N8i
Cp dT 82 , 30415 , 298
Qi = N8i .
Cp dT 82 , 30415 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Hidrogen 1,4141 190,4253 269,285
Qin = 269,285
LB.1.2 Panas Keluar
Tabel LB.7 Perhitungan Panas Keluar Heater (E-101)
Komponen (i)
N9i
Cp dT 15 , 31315 , 298
Qi = N9i .
Cp dT 15 , 31315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Hidrogen 1,4141 429,0552 606,7373
Qout = 606,7373 Panas yang dibutuhkan (dQ/dT):
= 606,7373 – 269,285 = 337,4522 kJ/jam Massa steam yang diperlukan:
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi: Suhu : 230 oC
Tekanan : 27,61 atm λ (230oC) : 1811,7 kJ/kg m =
) 230 (
/ 0
C dt dQ
=
7 , 1811
4522 , 337
= 0,1863 kg/jam
LB.2 Heater (E-102)
Metanol Stirena Oksida
NaOH 40oC, 1 atm Metanol
Stirena Oksida NaOH 30oC, 1 atm
Saturated Steam 230oC, 27,61 atm
Kondensat 230oC, 27,61 atm
6 7
LB.2.1 Panas Masuk
Tabel LB.8 Perhitungan Panas Masuk Heater (E-102)
Komponen (i)
N6i
Cp dT 15 , 30315 , 298
Qi = N6i .
Cp dT 15 , 30315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9596 406,5336 34132,3837
Stirena Oksida 1,1784 1005 1184,3288
NaOH 0,0009 235,85 0,2171
LB.2.2 Panas Keluar
Tabel LB.9 Perhitungan Panas Keluar Heater (E-102)
Komponen (i)
N7i
Cp dT 15 , 31315 , 298
Qi = N7i .
Cp dT 15 , 31315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9596 1233,1418 103534,0433
Stirena Oksida 1,1784 3015 3552,9865
NaOH 0,0009 707,55 0,6512
Qout = 107087,6811
Panas yang dibutuhkan (dQ/dT): dQ/dT = Qout – Qin
= 107087,6811 – 32316,9296 = 71770,7514 kJ/jam
Massa steam yang diperlukan:
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi: Suhu : 230 oC
Tekanan : 27,61 atm λ (230o
C) : 1811,7 kJ/kg m =
) 230 (
/ 0
C dt dQ
=
7 , 1811
7514 , 71770
= 39,6151 kg/jam
LB.3 Fixed Bed Reactor (R-101)
Metanol Stirena Oksida
NaOH Hidrogen 40oC, 20 atm
Metanol 2-Feniletanol
NaOH Hidrogen 40oC, 20 atm Air Pendingin
25oC
Air Pendingin 40oC
10
LB.3.1 Panas Masuk
Tabel LB.10 Perhitungan Panas Masuk Fixed Bed Reactor (R-101)
Komponen (i)
N10i
Cp dT 15 , 31315 , 298
Qi = N10i .
Cp dT 15 , 31315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9596 1233,1418 103534,0433
Stirena Oksida 1,1784 3015 3552,9865
NaOH 0,0009 707,55 0,6512
Hidrogen 1,4141 429,0552 606,7373
Qin = 107694,4183
LB.3.2 Panas Keluar
Tabel LB.11 Perhitungan Panas Keluar Fixed Bed Reactor (R-101)
Komponen (i)
N11i
Cp dT 15 , 31315 , 298
Qi = N11i .
Cp dT 15 , 31315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9596 1233,1418 103534,0433
NaOH 0,0009 707,55 0,6512
2-Feniletanol 1,1784 3414 4023,1827
Hidrogen 0,2357 429,0552 101,1229
Qout = 107659,0002
LB.3.3 Panas Reaksi
Reaksi hidrogenasi di dalam Fixed Bed Reactor: C8H8O(l) + H2(g) → C8H10O (l) r1 = konversi x Nstirena oksida
r1 = 1 x 1,1784 = 1,1784 kmol/jam
Panas reaksi yang terjadi pada 25oC dan 1 atm: ∆Hr (25oC) = [∆Hof produk- ∆Hof reaktan]
= [∆Hof C8H10O - ∆Hof C8H8O –∆Hof H2] = [(-124,15) - (-31,12) - (0)]
∆Hr (40oC) = ∆Hr(25oC)+
15 , 313 15 , 298
tan
2 dT
Cp Fenile ol +
,15313 15 , 298
dT Cpstirenaoksida -
,15313 15 , 298
dT Cphidrogen
= -93030 + 3414 – 3015 – 429,0552 = -93060,0552 kJ/jam
Q reaksi = -93060,0552 kJ/jam x 1,1784 kmol/jam = -109665,3803 kJ/jam
Panas yang dibutuhkan (dQ/dT): dQ/dT = Qout – Qin + Qreaksi
= 107659,0002 – 107694,4183+ (-109665,3803) = -109700,7985 kJ/jam
Maka, massa air pendingin yang diperlukan: Air Pendingin masuk (25oC) ; H1 = 104,8 kJ/kg
Air Pendingin keluar (38oC) ; H2 = 159,1 kJ/kg (Smith dkk, 2005)
m =
1 2
/
H H
dt dQ
m =
3 , 54
) 7985 , 109700 (
m = 2020,2725 kg/jam
LB.4 Heater (E-201)
Metanol 2-Feniletanol
NaOH 83,78oC, 1 atm Metanol
2-Feniletanol NaOH 40oC, 1 atm
Saturated Steam 230oC, 27,61 atm
Kondensat 230oC, 27,61 atm
LB.4.1 Panas Masuk
Tabel LB.12 Perhitungan Panas Masuk Heater (E-201)
Komponen (i)
N14i
Cp dT 15 , 31315 , 298
Qi = N14i .
Cp dT 15 , 31315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9596 1233,1418 103534,0433
2-Feniletanol 1,1784 707,55 0,6512
NaOH 0,0009 3414 4023,1827
Qin = 107557,8773
LB.4.2 Panas Keluar
Tabel LB.13 Perhitungan Panas Keluar Heater (E-201)
Komponen (i)
N15i
Cp dT 85 , 337 15 , 298∆Hvl
CpvdT 9291 , 35685 , 337
dT Cp
9291, 356
15 ,
298 Qi
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/mol) (kJ/mol) (kJ/mol) (kJ/jam) Metanol 83,9596 3369,9298 33,7726 905,6462 361811,0127
2-Feniletanol 1,1784 2772,6191 15765,2706
NaOH 0,0009 13378,123 2,5519
Qout = 377578,8352 Panas yang dibutuhkan (dQ/dT):
dQ/dT = Qout – Qin
= 377578,8352 – 107557,8773 = 270020,9579 kJ/jam
Massa steam yang diperlukan:
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi: Suhu : 230 oC
Tekanan : 27,61 atm λ (230o
C) : 1811,7 kJ/kg m =
) 230 (
/ 0
C dt dQ
=
7 , 1811
9579 , 270020
LB.5 Tray Distillation Tower
Metanol 2-Feniletanol
NaOH 83,78oC, 1 atm
TD-201
Metanol 2-Feniletanol 69,14oC, 1 atm
Metanol 2-Feniletanol 215,4757oC, 1 atm E-202
E-203
15
16
18 19
21 22
23
Panas yang dibawa input feed (Qf) pada T = 83,78oC (356,9291 K)
Q15= N15metanol (
85 , 337 15 , 298CpdT + ∆Hvl +
9291 , 35685 , 337
CpvdT ) + N15 2-Feniletanol
9291 , 35615 , 298
CpdT
Tabel LB.14 Neraca Panas pada Alur 15
Komponen (i)
N15i
Cp dT 85 , 337 15 , 298∆Hvl
CpvdT 9291 , 35685 , 337
dT Cp
9291, 356
15 ,
298 Qi
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/mol) (kJ/mol) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9596 3369,9298 33,7726 905,6462 361811,0127
2-Feniletanol 1,1784 2772,6191 15765,2706
NaOH 0,0009 13378,123 2,5519
Qtotal = 377578,8352
Panas Refluks keluar kondensor (QLo) pada T = 69,14oC (342,29K)
Q18= N18metanol
29 , 342 15 , 298CpldT + N18 2-Feniletanol
29 , 342 15 , 298CpdT
Tabel LB.15 Neraca Panas Pada Alur 18
Komponen (i)
N18i
Cp dT 8997 , 33715 , 298
Qi (kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam) Metanol 17,7668 3771,8017 67012,7144 2-Feniletanol 0,0089 10046,2640 89,2895
Panas destilat keluar kondensor (QD) pada T = 69,14oC (342,29K)
Q19= N18metanol
29 , 342 15 , 298CpldT + N19 2-Feniletanol
29 , 342 15 , 298CpdT
Tabel LB.16 Neraca Panas Pada Alur 19
Komponen (i)
N19i
Cp dT 8997 , 33715 , 298
Qi (kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam) Metanol 83,9590 3771,8017 316676,6607 2-Feniletanol 0,042 10046,2640 412,9481
Qtotal = 317098,6088
Panas yang dibawa uap masuk kondensor (Qv) pada T = 69,14oC (342,29K)
Q16 = N16metanol x Hv + N162-Feniletanol x Hv
Tabel LB.17 Neraca Panas Pada Alur 20
Komponen (i)
N20i
Hv Qi
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam) Metanol 101,7258 33772,6444 3435547,7682 2-Feniletanol 0,0509 36189,3420 1841,6149
Qtotal = 3437389,3830 Panas hasil bawah (Qw) pada T = 215,4757oC (488,6257 K)
Q23= N23metanol
6949 , 48915 , 298
CpldT + N23 2-Feniletanol
6949 , 48915 , 298
CpdT + + N23NaOH
6949 , 48915 , 298
CpdT
Tabel LB.18 Neraca Panas Pada Alur 23
Komponen (i)
N19i
Cp dT 6949 , 48915 , 298
Qi (kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam) Metanol 0,0006 25183,4183 14,3168 2-Feniletanol 1,1364 43352,2695 49267,0867
NaOH 0,0009 8984,7288 8,2696 Qtotal = 49289,6731
LB.5.1 Kondensor (E-202)
Qv = QLo + QD + QC
QC = 3437389,3830 - 67102,0038 - 317098,6088 = 3053188,704 kJ/jam
Maka, massa air pendingin yang diperlukan: Air Pendingin masuk (25oC) ; H1 = 104,8 kJ/kg
Air Pendingin keluar (38oC) ; H2 = 159,1 kJ/kg (Smith dkk, 2005)
m =
1 2 H H
Qc
m =
3 , 54
4 3053188,70
m = 56228,1542 kg/jam
LB.5.2 Reboiler (E-203)
Qinput = Qoutput
QF + QR = QD + QW + QC
QR = 317098,6088 + 49289,6731+ 3053188,704 - 377578,8352 = 3041998,2171 kJ/jam
Massa steam yang diperlukan:
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi: Suhu : 230 oC
Tekanan : 27,61 atm λ (230o
C) : 1811,7 kJ/kg m =
) 230 ( 0C
QR
=
7 , 1811
71 3041998,21
LB.6 Cooler (E-204)
Metanol 2-Feniletanol
30oC, 1 atm Metanol
2-Feniletanol 69,14oC, 1 atm
Air 25oC
Air 40oC
19 20
LB.6.1 Panas Masuk
Tabel LB.19 Perhitungan Panas Masuk Cooler (E-204)
Komponen (i)
N19i
Cp dT 8997 , 33715 , 298
Qi = N19i .
Cp dT 8997 , 33715 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9590 3771,8017 316676,6607 2-Feniletanol 0,042 10046,2640 412,9481
Qin = 317098,6088
LB.6.2 Panas Keluar
Tabel LB.20 Perhitungan Panas Keluar Cooler (E-204)
Komponen (i)
N20i
Cp dT 15 , 30315 , 298
Qi = N20i .
Cp dT 15 , 30315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 83,9590 1233,1418 103533,3423
2-Feniletanol 0,042 1138 47,7966
Qout = 103581,1388 Panas yang dibutuhkan (dQ/dT):
dQ/dT = Qout – Qin
= 103581,1388 – 317098,6088 = -213517,47 kJ/jam
Air Pendingin keluar (38oC) ; H2 = 159,1 kJ/kg (Smith dkk, 2005)
m =
1 2
/
H H
dt dQ
m =
3 , 54
) 47 , 13517 2 (
m = 3932,1818 kg/jam
LB.7 Cooler (E-205)
Metanol 2-Feniletanol
NaOH 30oC, 1 atm Metanol
2-Feniletanol NaOH 215,4757oC, 1 atm
Air 25oC
Air 40oC
23 24
LB.7.1 Panas Masuk
Tabel LB.21 Perhitungan Panas Masuk Cooler (E-205)
Komponen (i)
N23i
Cp dT 6949 , 48915 , 298
Qi = N23i .
Cp dT 6949 , 48915 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
Metanol 0,0006 25183,4183 14,3168
2-Feniletanol 1,1364 43352,2695 49267,0867
NaOH 0,0009 8984,7288 8,2696
Qin = 49289,6731 LB.7.2 Panas Keluar
Tabel LB.22 Perhitungan Panas Keluar Cooler (E-205)
Komponen (i)
N24i
Cp dT 15 , 30315 , 298
Qi = N24i .
Cp dT 15 , 30315 , 298
(kmol/jam) (kJ/mol) (kJ/jam)
2-Feniletanol 1,1364 1138 268,0285
NaOH 0,0009 235,85 1,0474
Qout = 269,3070 Panas yang dibutuhkan (dQ/dT):
dQ/dT = Qout – Qin
= 269,3070 – 49289,6731 = -49020,3661 kJ/jam
Maka, massa air pendingin yang diperlukan: Air Pendingin masuk (25oC) ; H1 = 104,8 kJ/kg
Air Pendingin keluar (38oC) ; H2 = 159,1 kJ/kg (Smith dkk, 2005)
m =
1 2
/
H H
dt dQ
m =
3 , 54
) 49020,3661 (
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN SPESIFIK ALAT
LC.1 Tangki Penyimpanan Hidrogen (H2) (TT-101)
Fungsi : Menyimpan hidrogen untuk kebutuhan 10 hari Bahan Konstruksi : Low-Alloy Steel SA202, Grade B
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup spherical Jenis Sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur, T = 30oC
Tekanan, P = 30 atm
Kebutuhan perancangan, t = 10 hari
Laju alir massa, F = 2,3765 kg/jam
ρ hidrogen, ρ = 2,3713 kg/m3 (Green & Perry, 2008)
Perhitungan Ukuran Tangki:
1
1.. VVoolluummeeTTaannggkkii
V
V HHiiddrrooggeenn == 3 / 3713 , 2
/ 24 10
/ 3765 , 2
m kg
hari jam hari
jam
kg
=
= 224400,,66220033 mm33 V
V HHiiddrrooggeenn == 6633556644,,66772277 ggaall U
Unnttuukk ttaannggkkii ddeennggaann vvoolluummee lleebbiihh bbeessaarr ddaarriippaaddaa 1100..000000 ggaall,, mmaakkaa ddiigguunnaakkaann t
taannggkkii vveerrttiikkaall ((WWaallaass,, 11998888)).. F
Faakkttoorr kkeelloonnggggaarraann == 2200%% V
Voolluummee ttaannggkkii,, VVtt == 11,,22 ×× 224400,,66220033 == 228888,,77444444 mm33
2
2.. DDiiaammeetteerrddaannttiinnggggii sshheellll D
Diirreennccaannaakkaann:: T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHss :: DD == 55 :: 44 T
V
Voolluummee sshheellll ttaannggkkii ((VVss)) V
Vs s == ¼¼ π π DD22HHs s V
Vs s == 3 16
5
D
V
Voolluummee ttuuttuupp ttaannggkkii ((VVhh)) sspphheerriiccaall V
Vh h == 3 6 1
D
V
Voolluummee ttaannggkkii ((VV)) V
V == VVs s ++ 22VVh h 2
28888,,77444444 == 3 16
5
D
++ 3
3D
2
28888,,77444444 == 3 48 31
D
M
Maakkaa ddiiaammeetteerr ttaannggkkii,, DD == 55,,22220022 mm == 220055,,55220044 iinn T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii,, HHs s == 6,5253
D D Hs
m m
T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii,, HHhh == 1,3051
D D Hh
m m T
Tiinnggggii ttaannggkkii,, HHtt == HHs s ++ 22HHh h == 99,,11335544 mm
3
3.. TTeebbaall sshheellll ttaannggkkiiddaannttuuttuuppttaannggkkii
U
Unnttuukk ttuuttuupp aattaass ttaannggkkii:: T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P
Pooppeerraassii = = 33..003399,,7755 kkPPaa P
Pddeessaaiin n = = 11,,22 ×× 33..003399,,7755 kkPPaa == 33..664477,,77 kkPPaa
Tebal shell tangki :
t = nC
P SE
D P
2 , 1
2 (Peters, dkk., 2004)
t = 10 (1/80)
3647,7 2
, 1 85 , 0 46170 1 2
205,5204 3647,7
t
t == 33,,119966 iinn t
teebbaall sshheellllststaannddaarr yyaanng g ddiigguunnaakkaann == 33¼¼ iinn..
T
Teebbaallttuuttuuppttaannggkkiibbaawwaahhddaannaattaass::
t = nC
P SE
D P
4 , 0
2 (Peters, dkk., 2004)
t = 10 (1/80)
3647,7 4
, 0 85 , 0 146170 2
5204 , 05 2 3647,7
t
t == 33,,11559988 iinn t
teebbaall sshheellll ssttaannddaarr yyaanng g ddiigguunnaakkaann == 33¼¼ iinn..
LC.2 Tangki Penyimpanan Metanol (CH3OH) (TT-102)
Fungsi : Menyimpan hidrogen untuk kebutuhan 60 hari Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240, Grade 340
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jenis Sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur, T = 30oC
Tekanan, P = 1 atm
Kebutuhan perancangan, t = 60 hari
Laju alir massa, F = 1,8864 kg/jam
ρ metanol, ρ = 784,7798 kg/m3 (Green & Perry, 2008)
Perhitungan Ukuran Tangki:
1
V
V MMeettaannooll == 3 / 7798 , 784
/ 24 60
/ 1,8864
m kg
hari jam hari
jam
kg
=
= 33,,44661144 mm33 V
V MMeettaannooll == 991144,,33995555 ggaall U
Unnttuukk ttaannggkkii ddeennggaann vvoolluummee lleebbiihh kkeecciill ddaarriippaaddaa 11000000 ggaall,, mmaakkaa ddiigguunnaakkaann t
taannggkkii vveerrttiikkaall ((WWaallaass,, 11998888)).. F
Faakkttoorr kkeelloonnggggaarraann == 2200%% V
Voolluummee ttaannggkkii,, VVtt == 11,,22 ×× 33,,44661144 == 44,,11553377 mm33
2
2.. DDiiaammeetteerrddaannttiinnggggii sshheellll D
Diirreennccaannaakkaann:: T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHss :: DD == 55 :: 44 T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHh h :: DD == 11 :: 44
V
Voolluummee sshheellll ttaannggkkii ((VVss)) V
Vs s == ¼¼ π π DD22HHs s V
Vs s == 3 16
5
D
V
Voolluummee ttuuttuupp ttaannggkkii ((VVhh)) eelllliippssooiiddaall V
Vh h == D Hh
2 6
V
Vh h == 3 24D
V
Voolluummee ttaannggkkii ((VV)) V
V == VVs s ++ 22VVh h 4
4,,11553377 == 3 16
5
D
++ 3
12D
4
4,,11553377 == 3 48 19
D
M
Maakkaa ddiiaammeetteerr ttaannggkkii,, DD == 11,,44994466 mm == 5588,,88443333 iinn T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii,, HHs s == 1,8683
D D Hs
m m
T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii,, HHhh == 0,3737
D D Hh
T
Tiinnggggii ttaannggkkii,, HHtt == HHs s ++ 22HHh h == 22,,66115566 mm
3
3.. TTeebbaall sshheellll ttaannggkkiiddaannttuuttuuppttaannggkkii
U
Unnttuukk ttuuttuupp aattaass ttaannggkkii:: T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P
Pooppeerraassii = = 110011,,332255 kkPPaa P
Pddeessaaiinn = = 11,,22 ×× 110011,,332255 kkPPaa == 112211,,5599 kkPPaa
U
Unnttuukk sshheellll ttaangngkkii ddaann ttuuttuupp bbaawwaahh ttaannggkkii ::
Tinggi cairan dalam tangki, h = m m
m m
1797 , 2 6156 , 2 1537
, 4
4614 , 3
3 3
T
Teekkaannaann hhiiddrroossttaattiikk:: P
P == ρ ρ ×× gg ×× hh == 778844,,77779988 kkgg//mm33 ×× 99,,88 mm//ddeett22 ×× 22,,11779977 mm == 1166,,77663344 kkPPaa T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P
P ooppeerraassi i == 110011,,332255 kkPPaa ++ 1166,,77663344 kkPPaa == 111188,,00888844 kkPPaa P
P ddeessaaiin n == 11,,22 ×× 111188,,00888844 == 114411,,77006611 kkPPaa
Joint efficiency, E = 0,85 (Peters, dkk., 2004) Allowable stress, S = 128.900 kPa (Peters, dkk., 2004) Faktor korosi, C = 1/80 in (Peters, dkk., 2004) Umur alat, n = 10 tahun
Tebal shell tangki :
t = nC
P SE
D P
2 , 1
2 (Peters, dkk., 2004)
t = 10 (1/80)
141,7061 2
, 1 85 , 0 128900 2
,8433 8 5
141,7061
t
t == 00,,11663311 iinn t
teebbaall sshheellllststaannddaarr yyaanng g ddiigguunnaakkaann ==33//116 6 iin.n.
T
Teebbaallttuuttuuppttaannggkkiibbaawwaahh::
t = nC
P SE
D P
2 , 0
t = 10 (1/80)
LC.3 Tangki Penyimpanan Stirena Oksida (C8H8O) (TT-103)
Fungsi : Menyimpan stirena oksida untuk kebutuhan 30 hari Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240, Grade 340
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jenis Sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur, T = 25oC
Tekanan, P = 1 atm
Kebutuhan perancangan, t = 30 hari
Laju alir massa, F = 141,5894 kg/jam
ρ stirena oksida, ρ = 1019,4837 kg/m3 (Green & Perry, 2008)
Perhitungan Ukuran Tangki:
U
Unnttuukk ttaannggkkii ddeennggaann vvoolluummee lleebbiihh bbeessaarr ddaarriippaaddaa 1100..000000 ggaall,, mmaakkaa ddiigguunnaakkaann t
taannggkkii vveerrttiikkaall ((WWaallaass,, 11998888)).. F
Faakkttoorr kkeelloonnggggaarraann == 2200%% V
Voolluummee ttaannggkkii,, VVtt == 11,,22 ×× 9999,,99996611 == 111199,,99995533 mm3 3
2
2.. DDiiaammeetteerrddaannttiinnggggii sshheellll D
Diirreennccaannaakkaann:: T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHss :: DD == 55 :: 44 T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHh h :: DD == 11 :: 44
V
Voolluummee sshheellll ttaannggkkii ((VVss)) V
Vs s == ¼¼ π π DD22HHs s V
Vs s == 3 16
5
D
V
Voolluummee ttuuttuupp ttaannggkkii ((VVhh)) eelllliippssooiiddaall V
Vh h == D Hh
2 6
V
Vh h == 3 24D
V
Voolluummee ttaannggkkii ((VV)) V
V == VVs s ++ 22VVh h 1
11199,,99995533 == 3 16
5
D
++ 3
12D
1
11199,,99995533 == 3 48 19
D
M
Maakkaa ddiiaammeetteerr ttaannggkkii,, DD == 44,,55886611 mm == 118800,,55554433 iinn T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii,, HHs s == 5,7326
D D Hs
m m
T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii,, HHhh == 1,1465
D D Hh
m m T
3
Tebal shell tangki :
t
t == 00,,22991133 iinn t
teebbaall sshheellll ssttaannddaarr yyaanng g ddiigguunnaakkaann == 33//88 iin.n.
T
Teebbaallttuuttuuppttaannggkkiiaattaass: :
t = nC
P SE
D P
2 , 0
2 (Peters, dkk., 2004)
t = 10 (1/80)
5900 , 121 2 , 0 85 , 0 128900 2
5543 , 180 5900 , 121
t
t == 00,,22225522 iinn t
teebbaall sshheellll ssttaannddaarr yyaanng g ddiigguunnaakkaann == ¼¼ iinn..
LC.4 Tangki Penyimpanan 2-Feniletanol (C8H10O) (TT-201)
Fungsi : Menyimpan stirena oksida untuk kebutuhan 30 hari Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240, Grade 340
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jenis Sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur, T = 30oC
Tekanan, P = 1 atm
Kebutuhan perancangan, t = 30 hari
Laju alir massa, F = 138,8889 kg/jam
ρ 2-feniletanol, ρ = 1003,2031 kg/m3 (Green & Perry, 2008)
Perhitungan Ukuran Tangki:
1
1.. VVoolluummeeTTaannggkkii
V
V SSttiirreennaaookkssiiddaa == 3
/ 2031 , 1003
/ 24 30
/ 8889 , 138
m kg
hari jam hari
jam
kg
=
= 9999,,66880077 mm33 V
V SSttiirreennaaookkssiiddaa == 2266333322,,66552266 ggaall U
Unnttuukk ttaannggkkii ddeennggaann vvoolluummee lleebbiihh bbeessaarr ddaarriippaaddaa 1100..000000 ggaall,, mmaakkaa ddiigguunnaakkaann t
taannggkkii vveerrttiikkaall ((WWaallaass,, 11998888)).. F
V
Voolluummee ttaannggkkii,, VVtt == 11,,22 ×× 9999,,66880077 == 111199,,66116688 mm33
2
2.. DDiiaammeetteerrddaannttiinnggggii sshheellll D
Diirreennccaannaakkaann:: T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHss :: DD == 55 :: 44 T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii :: ddiiaammeetteerr ttaannggkkii HHh h :: DD == 11 :: 44
V
Voolluummee sshheellll ttaannggkkii ((VVss)) V
Vs s == ¼¼ π π DD2 2
H Hs s V
Vs s == 3 16
5
D
V
Voolluummee ttuuttuupp ttaannggkkii ((VVhh)) eelllliippssooiiddaall V
Vh h == D Hh
2 6
V
Vh h == 3 24D
V
Voolluummee ttaannggkkii ((VV)) V
V == VVs s ++ 22VVh h 1
11199,,66116688 == 3 16
5
D
++ 3
12D
1
11199,,66116688 == 3 48 19
D
M
Maakkaa ddiiaammeetteerr ttaannggkkii,, DD == 44,,55881133 mm == 118800,,33664433 iinn T
Tiinnggggii sshheelllltatannggkkii,, HHs s == 5,7266
D D Hs
m m
T
Tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii,, HHhh == 1,1453
D D Hh
m m T
Tiinnggggii ttaannggkkii,, HHtt == HHs s ++ 22HHh h == 88,,00117722 mm
3
3.. TTeebbaall sshheellll ttaannggkkiiddaannttuuttuuppttaannggkkii
U
Unnttuukk ttuuttuupp aattaass ttaannggkkii:: T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P
P
Tebal shell tangki :
T
Teebbaallttuuttuuppttaannggkkiiaattaass: :
t = nC
P SE
D P
2 , 0
2 (Peters, dkk., 2004)
t = 10 (1/80)
5900 , 121 2 , 0 85 , 0 128900 2
3643 , 180 5900 , 121
t
t == 00,,22225511 iinn t
teebbaall sshheellll ssttaannddaarr yyaanng g ddiigguunnaakkaann == ¼¼ iinn..
L
LCC..55 GGuuddaannggPPeennyyiimmppaannaannNNaattrriiuummHHiiddrrookkssiiddaa((NNaaOOHH))ddaannKKaattaalliissPPdd//CC11% %
Fungsi : Menyimpan natrium hidroksida dan katalis Pd/C 1% dalam kemasan plastik selama 150 hari
Bahan Konstruksi : Dinding dari beton dan atap dari seng Bentuk : Prisma segi empat beraturan
Jumlah : 1 unit
Data Perhitungan:
NNaattrriiuummHHiiddrrookkssiiddaa
Temperatur, T = 30oC
Tekanan, P = 1 atm
Kebutuhan perancangan, t = 150 hari Laju alir massa, F = 0,0368 kg/jam
ρ natrium hidroksia, ρ = 2130 kg/m3 (Green & Perry, 2008) Kapasitas gudang = 0,0368 kg/jam × 24 jam/hari × 150 hari = 132,5277 kg. Natrium hidroksida dikemas dalam goni plastik dengan kapasitas 10 kg/goni. Maka goni yang dibutuhkan =
goni kg
kg / 10
5277 , 132
13,2528 goni Asumsi:
Tebal 1 goni : 10 cm Lebar 1 goni : 25 cm Panjang 1 goni: 40 cm
Volume 1 goni = panjang x lebar x tebal = 0,4 x 0,25 x 0,1 = 0,01 m3/ goni
KKaattaalliissPPdd//CC11% %
Temperatur, T = 25oC
Tekanan, P = 1 atm
Kebutuhan perancangan, t = 150 hari Laju alir massa, F = 1,2743 kg/jam ρ katalis Pd/C 1%, ρ = 2016,813 kg/m3
(Green & Perry, 2008) Kapasitas gudang = 1,2743 kg/jam × 24 jam/hari × 150 hari = 4587,497 kg. Katalis Pd/C 1% dikemas dalam goni plastik dengan kapasitas 50 kg/goni. Maka goni yang dibutuhkan =
goni kg
kg / 50
497 , 4587
91,7499 goni Tinggi gudang:
Asumsi tebal 1 goni plastik = 15 cm Maksimal tumpukan goni = 15 buah Faktor kelonggaran = 50%
Tinggi gudang yang dibutuhkan = 1,5 × 15 cm × 15 = 3,375 m = 3,5 m. Panjang gudang:
Direncanakan susunan goni = 3 goni × 2goni Dimana panjang 1 goni = 60 cm
Faktor kelonggaran = 30% Untuk jalan dalam gudang = 30%
Panjang gudang yang dibutuhkan = 1,6 × 60 cm × 3 = 2,88 m = 3 m. Lebar gudang :
Faktor kelonggaran = 30 % Dimana lebar 1 goni 45 cm
Lebar gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 45 cm × 20 = 1,17 m = 1,5 m
L
LCC..66 VVeerrttiiccaall KKnnoocckkoouutt DDrruumm((FFGG--220011) )
Fungsi : Memisahkan fasa gas hidrogen dari produk keluaran reaktor Jenis : Vertical knockout drum
Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-240, Grade 340
Data Perhitungan :
Temperatur = 40 oC
Tekanan = 19 atm
Lama Hold-up = 20 menit
Kondisi umpan gas masuk Knock Out Drum
Laju alir massa H2 = 0,4751 kg/jam = 1,0474 lbm/jam Densitas H2 = 0,041 kg/m3
Tabel LC.1 Kondisi umpan cair masuk Knock Out Drum Komponen Laju
massa
(kg/jam)
%
Berat
(x)
Densitas
(kg/m3)
ρ
campuran
(ρ . x)
CH3OH 2690,1986 0,94919 774,9601 735,5855 C8H10O 143,8649 0,05080 993,7333 50,4773
NaOH 0,0368 0,00001 2130 0,0213
Total 2834,2003 1 786,0905
Laju alir massa cairan =
jam lbm 3748 , 248 6 kg
1 lbm 2,2046 x
jam kg 2003 ,
2834
Densitas gas = 3 3
3 3
ft lbm 0026 , 0 ft
1 m 028317 ,
0 kg
1 lbm 2046 , 2 m
kg
0,4751 x x
Densitas cairan = 3 3
3 3
ft lbm 0745 , 9 4 ft
1 m 028317 ,
0 kg
1 lbm 2046 , 2 m
kg
786,0905 x x
Laju alir volumetri gas (Qg) = 409,6498ft /jam 0,0026
0,4751 ρ
F 3
= 6,8275ft3/min = 0,1138 ft3/s
Laju alir volumetri cairan (Ql) = 127,3241ft /jam 49,0745
2834,2003 ρ
F 3
Vertical knockout drum yang digunakan mempunyai efisiensi sangat tinggi sehingga nilai k = 0,25 (Walas, 1988).
1 0026 , 0 0745 , 49 0,25 1 k
u
g
= 34,634 ft/s
Diameter wire mesh yg dibutuhkan = Qg u
4
= 34,634
4 1138 ,
0
= 1,7597 ft
Diameter rancangan untuk vertical knockout drum adalah 2,75 ft = 33,003 in Ruang untuk uap minimum 4,5 ft.
Kedalaman cairan:Untuk hold-up 20 menit
=
23
ft 5625 , 7 π/4
menit .20 menit ft
1221 , 2
= 7,1427 ft Htotal = Hcairan + Hgas
= 7,1427 ft + 4,5ft = 11,6427 ft
H/D =11,6427ft/2,75 ft
= 4,2337 (H/D 3-5, memenuhi) D = 2,75 ft = 0,8382 m
Tinggi knock out drum = 11,6427 ft + 2 x 0,6875 = 13,0176 ft
Poperasi = 19 atm = 1925,175 kPa
Pdesign = 1,2 x Poperasi = 1,2 x 101,325 kPa = 121,59 kPa
Untuk shell tangki dan tutup bawah tangki :
Tinggi cairan dalam tangki, h = 7,1427 ft = 2,1771 m
2cairan
4 / . H
D up hold waktu Ql
Tekanan hidrostatik:
P = ρ × g × h = 768,0905 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,1771 m = 16,7717 kPa Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%:
P operasi = 1925,175 kPa + 16,7717 kPa = 1941,9467 kPa P desain = 1,2 × 1941,9467 = 2330,3361 kPa
Joint efficiency, E = 0,85 (Peters, dkk., 2004) Allowable stress, S = 128.900 kPa (Peters, dkk., 2004) Faktor korosi, C = 1/80 in (Peters, dkk., 2004) Umur alat, n = 10 tahun
Tebal shell tangki :
LC.7 Mixer I (M-101)
F
Fuunnggssii : : TTeemmppaatt ppeennccaammppuurraann uummppaann ccaaiirr bbeerruuppaa ssttiirreennaa o
okkssiiddaa,, mmeettaannooll,, ddaann nnaattrriiuumm hhiiddrrookkssiiddaa T
Tiippee : : TTaannggkkii BBeerrppeennggaadduukk B
Beennttuukk : : SSiilliinnddeerr vveerrttiikkaall ddeennggaann ttuuttuupp ddaann aallaass eelllliippssooiiddaall B
Baahhaann kkoonnssttrruukkssii : :SSttaaiinnlleessssSStteeeell SSAA--224400,, GGrraaddee 334400 Jenis Sambungan : Double welded butt joints
J
Juummllaahh : : 11 uunniitt
1
1.. VVoolluummeeTTaannggkkii
T
Taabbeell LLCC..22 KKoommppoossiissii UUmmppaann MMaassuukk kkee MMiixxeerr UUmmppaann MMaassuukk ((MM--110011)) K
Koommppoonneenn LaLajjuu aalliirr ((kkgg//jjaamm)) ρ ρ ((kkgg//mm33)) V V ((mm33/j/jaamm)) M
Meettaannooll 2.2.669900,,119999 787844,,77779988 3,3,4422779977 S
Sttiirreennaa OOkkssiiddaa 114411,,55889944 10101199,,44883377 0,0,1133888888 N
NaaOOH H 00,,00336688 21213300 0,0,0000000022 T
Toottaall 4.4.774466,,22992222 797966,,55332233 3,3,55666699
T
Taannggkkii ddiirraannccaanngg ddeennggaann ssppaaccee ttiimmee ((ττ),), ττ == 11 jjaamm
o o
V V
V V
V = 1 jam × 3,5669 m3/jam = 3,5669 m3 Faktor kelonggaran = 20%
Volume tangki, Vt = 1,2 × 3,5669 = 4,2802 m3
2
2.. DDiiaammeetteerr((DDii))ddaannTTiinnggggiiRReeaakkttoorr((HHRR))
Asumsi Hs : Di = 1 : 1 Hh : Di = 1 : 4
Volume tangki (VR) = volume tutup dan alas + volume silinder 4,2802 m3 = 2 Di Di Hs
4 24
2
3
4,2802 m3 = 2 i i i
D D D
4 24
2
3
4,2802 m3 = 1,0476 Di3
Di = 1,5987 m = 62,9391 in
Tinggi silinder (Hs) = 1,5987 m Tinggi tutup (h) = 0,3997 m
Tinggi tangki (H) = Hs + 2h = 2,398 m
3
3.. TTeebbaallssiilliinnddeerr((ttss))ddaanntteebbaallhheeaadd((tthh))
U
Unnttuukk ttuuttuupp aattaass ttaannggkkii:: T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P
Pooppeerraassii = = 110011,,332255 kkPPaa P
Pddeessaaiinn = = 11,,22 ×× 110011,,332255 kkPPaa == 112211,,5599 kkPPaa
U
Unnttuukk sshheellll ttaangngkkii ddaann ttuuttuupp bbaawwaahh ttaannggkkii ::
Tinggi cairan dalam tangki, h = m m
m m
9983 , 1 398 , 2 2802
, 4
5669 , 3
3 3
T
Teekkaannaann hhiiddrroossttaattiikk:: P
P == ρ ρ ×× gg ×× hh == 779966,,55332233 kkgg//mm33 ×× 99,,88 mm//ddeett22 ×× 11,,99998833 mm == 1155,,55998899 kkPPaa T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P
P ooppeerraassi i == 110011,,332255 kkPPaa ++ 1155,,55998899 kkPPaa == 111166,,99223399 kkPPaa P
P ddeessaaiin n == 11,,22 ×× 111166,,99223399 == 114400,,33008877 kkPPaa
Joint efficiency, E = 0,85 (Peters, dkk., 2004) Allowable stress, S = 128900 kPa (Peters, dkk., 2004) Faktor korosi, C = 1/80 in (Peters, dkk., 2004) Umur alat, n = 10 tahun
Tebal shell tangki :
t = nC
P SE
D P
2 , 1
t = 10 (1/80)
L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle
T
Taabbeell LLCC..33 VViisskkoossiittaass bbaahhaann mmiixxeerr uummppaann ccaaiirr ((MM--110011)) K
Koommppoonneenn LaLajjuu aalliirr ((kkgg//jjaamm)) N N ((kkmmooll)) XiXi μ μ ((ccPP)) lnln μ μ XiXi llnn μμ M
Meettaannooll 2690,1986 8383,,99559966 00,,9988661155 0,0,5555 --00,,55997788 -0-0,,558899555566 S
Sttiirreennaa OOkkssiiddaa 141,5894 1,1,11778844 00,,0011338844 0,0,3399 --00,,99441166 -0-0,,001133003333 N
Naattrriiuumm H
Hiiddrrookkssiiddaa 0,0368 0,0,00000011 00,,0000000011 11,,11 0,0,009933 00,,0000000011 T
Toottaall 28283311,,88224488 8585,,11338899 1 1 -0-0,,660022558888
V
Viisskkoossiittaass ccaammppuurraann ddaappaatt ddiihhiittuunngg ddeennggaann ppeerrssaammaaaann HHeerriicc--BBrreewweerr (
(GGrreeeenn && PPeerrrryy,, 22000088)) l
lnn μ μ == ΣΣ XXii llnn μ μ l
lnn μ μ == --00,,660022558888
μ
μ == eexxpp ((--00,,660022558888))
μ
μ == 00,,55447744 ccPP
Kecepatan pengadukan, N = 0,3 putaran / detik Bilangan Reynold (NRe) =
2
i
D N
123963,1
Dari fig 3.4-4 Geankoplis, 1997 dengan menggunakan kurva 1, untuk pengaduk jenis turbin impeller dengan daun enam dan empat baffle, diperoleh Np = 5.
Daya pengaduk = Np × ρ × N3 × Da5
Daya pengaduk = 5 × 796,5323 × 0,33 × (0,5329)5 = 4,6207 hp. = 5,7758 hp (efisiensi 80%)
LC.8 Reaktor Hidrogenasi (R-101)
F
Fuunnggssii : : TTeemmppaatt tteerrjjaaddiinnyyaa rreeaakkssii hhiiddrrooggeennaassii ssttiirreennaa ookkssiiddaa m
meemmbbeennttuukk 22--ffeenniilleettaannooll T
Tiippee : :SShheellll--TTuubbeeFFiixxeeddBBeeddRReeaaccttoorr
B
B
Baahhaann kkoonnssttrruukkssii : :SSttaaiinnlleessssSStteeeell SSAA--224400,, GGrraaddee 334400 Jenis Sambungan : Double welded butt joints
J
Juummllaahh : : 11 uunniitt
1
1.. VVoolluummeerreeaakkttoorr
T
Taabbeell LLCC..44 KKoommppoossiissii bbaahhaann mmaassuukk kkee RReeaakkttoorr HHiiddrrooggeennaassii ((RR--110011)) K
Koommppoonneenn LaLajjuu aalliirr ((kkgg//jjaamm)) ρ ρ ((kkgg//mm33) ) VVccaammppuurraan n ((mm33/j/jaamm)) M
Meettaannooll 2690,1986 777744,,99660011 33,,4477114400 S
Sttiirreennaa OOkkssiiddaa 141,5894 10101100,,99113355 00,,1144000066 N
Naattrriiuumm H
Hiiddrrookkssiiddaa 0,0368 21213300 00,,0000000022 H
Hiiddrroogegenn 2,8506 11,,55331122 11,,8866116677 T
Toottaall 28283344,,66775544 787855,,99885566 55,,4477331155
T
Taabbeell LLCC..55 KKoommppoossiissii bbaahhaann kkeelluuaarr kkee RReeaakkttoorr HHiiddrrooggeennaassii ((RR--110011)) K
Koommppoonneenn LaLajjuu aalliirr ((kkgg//jjaamm)) ρ ρ ((kkgg//mm33) ) VVccaammppuurraan n ((mm33/j/jaamm)) M
Meettaannooll 2690,1986 777744,,99660011 33,,4477114400 N
Naattrriiuumm H
Hiiddrrookkssiiddaa 0,0368 21213300 00,,0000000022 H
Hiiddrroogegenn 2,8506 11,,55331122 11,,8866116677 2
2--FFeenniilleettaannooll 141433,,99664499 999933,,77333333 00,,1144448877 T
Toottaall 28283344,,66775544 787855,,99559900 55,,4477779966
D
Daallaamm hhaall iinnii tteerrjjaaddii ppeerruubbaahhaann ddeennssiittaass ((ρ)ρ) kkaarreennaa ppeerruubbaahhaann jjuummllaahh mmooll sseellaammaa r
reeaakkssii,, yyaaiittuu ::
ρ
ρ CCaammppuurraannmmaassuuk k = = 778855,,99885566 kkgg//mm33
ρ
ρ CCaammppuurraannkkeelluuaarr = = 778855,,99559900 kkgg//mm33 p
peerruubbaahhaann ddeennssiittaass ssaannggaatt kkeecciill sseehhiinnggggaa ddaappaatt ddiiaabbaaiikkaann.. M
Maakkaa hhaarrggaa ffaakkttoorr vvoolluummee ((ε)ε) yyaaiittuu ε ε == 00.. R
Reeaakkttoorr ddiirraannccaanngg ddeennggaann ssppaaccee ttiimmee ((τ)τ),, τ τ == 22 jjaamm
o o
V V
V V
V = 2 jam × 5,47315 m3/jam = 10,9463 m3 Faktor kelonggaran = 20%
Volume tangki, Vt = 1,2 × 10,9463 = 13,1356 m3
2
2.. DDiiaammeetteerrddaannttiinnggggii sshheellll Volume reaktor, Vt = 10,0871 m3 D
Diirreennccaannaakkaann,, HHs s :: DDii == 33 :: 11 H
Hhh :: DDi i == 11 :: 44 A
Addaa 77 ttuubbee V
Voolluummee sshheellll ttaannggkkii ((VVss)) V
Vs s == ¼¼ ππ DD2 2
HHss V
Vss == ¾¾ π π DD33 V
Voolluummee ttuuttuupp ttaannggkkii ((VVhh)) eelllliippssooiiddaall V
Vh h == 3 24D
V
Voolluummee ttaannggkkii ((VV)) V
V == VVs s ++ 22VVh h 1
133,,11335566 == 3 12 10
D
M
Maakkaa ddiiaammeetteerr ttaannggkkii,, D D == 11,,77111177 mm t
tiinnggggii sshheellll ttaannggkkii,, HHss ==
D D Hs
5
5,,11335522 mm
t
tiinnggggii ttuuttuupp ttaannggkkii,, HHhh ==
D D Hh
0
0,,4422779933 mm t
tiinnggggii ttaannggkkii HHtt == HHss ++ 22 HHhh == 55,,99991111 mm
V
Vss == ¾¾ π π DD33 == 1111,,88222200 mm33 == 1111,,88222200 mm33/7/7 == 11,,66888899 mm33/ /ttuubbee D
Diiaammeetteerr ttuubbee == VV ttuubbee xx 44 // π π .. HHss == 00,,66447700 mm == 2255,,44771133 iinn
3
3.. TTeebbaall sshheellll ttaannggkkiiddaannttuuttuuppttaannggkkii
U
Unnttuukk ttuuttuupp aattaass ttaannggkkii:: T
Teekkaannaann ooppeerraassii ddeennggaann ffaakkttoorr kkeeaammaannaann 2200%%:: P