BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

(1)

40 BAB III

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1. Reaktor

Kode : R-01

Fungsi :Tempat berlangsungnya proses oksidasi toluen menghasilkan benzaldehid dengan katalis V2O5

Tipe : Fixed Bed Multitube Reaktor

Design : 1-1 Shell and Tube

Jumlah : 1 buah

1. Kondisi Operasi

Suhu : 350 ^oC

Takanan : 2 atm

Waktu tinggal : 0,578 detik Non adiabatis dan isothermal 2. Spesifikasi Reaktor

a. Shell

IDs : 1,7 m

Baffle space : 0,425 m Jumlah pass : 1

Material : Stainless steel SA 167 grade 3 b. Tube

Panjang tube : 5 m

IDt : 0,035 m (1,4 in) ODt : 0,038 m (1,5 in) a't : 0,00099 m²(1,54 in²) Jumlah : 989 buah

Susunan : triangular pitch pitch : 1,875 in

Jumlah pass : 1

Material : Stainless steel SA 167 grade 3

(2)

c. Pendingin

Bahan : Dowtherm A

Suhu masuk : 242 ^oC Suhu keluar : 349^oC

Laju alir : 46360 kg/jam d. Katalis

Bahan katalis : Vanadium pentaoxide Bentuk : padat

Umur katalis : 2-5 tahun Diameter katalis : 0,0048 m Porositas, ε : 0,62 Densitas bulk : 1300 kg/m³ Berat katalis : 2424,858 kg e. Head

Bentuk : torrisperical dished head Tinggi : 0,351 m

Tebal : 0,0095 m

Volume : 0,0002 m³ f. Reaktor

Tinggi : 5,7 m Volume : 11,37 m³

3.2. Vaporizer

Kode : VP-01

Jumlah :1

Fungsi : Menguapkan toluen dari tangki bahan baku untuk umpan reaktor

Tipe : Shell & tube

Beban Kerja : 1094519,629 kJ/jam Luas transfer panas : 330,714 ft²

(3)

Tube side

Fluida : Produk keluar reaktor Suhu Operasi : 156 ^oC - 191 ^oC Debit : 28833,108 kg/jam OD tube : 0,191 m (¾ in)

BWG : 14

Layout : triangular pitch Pitch, in : 1

Panjang, ft : 8 Jumlah tube : 224

Pass : 2

Matreial Konstruksi : Stainless Stell pipe SA 213

∆P, psi : 0,522 psi

Shell side

Fluida : Toluene, Air Suhu Operasi : 54,22 – 145,42 ^oC Debit : 2373,774 kg/jam ID shell : 0,33 m (13,25 in) Baffle spacing : 0,252 m (9,937 in)

Pass : 1

Matreial Konstruksi : Stainless Steel SA 182 F22

∆P, psi` : 0.0002

3.3. Kondenser Parsial

Kode : CP

Fungsi : Menkondensasikan sebagian output R-01 untuk memisahkan uncondensable gas

Jenis : Shell and tube heat exchanger Luas transfer panas : 77,91 m²

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C

(4)

Suhu : 156 – 55,45 °C Spesifikasi :

Tube side (air)

• OD : 0,019 m (0,75 in)

• ID : 0,017 m (0,62 in)

• BWG : 16

• Susunan : Triangular Pitch, Pt = 1 in

• Jumlah pipa : 534 buah

• Passes : 2

• Panjang pipa : 2,43 m (8 ft)

• Pressure drop : 0,16 psi Shell side (output R-01)

• ID : 0,685 m (27 in)

• Baffle spacing : 0,514 m (20,25 in )

• Passes : 1

• Uc : 96,5 Btu/jam.°F.ft²

• Ud : 79,62 Btu/jam.°F.ft²

• Rd required : 0,002 jam.°F.ft²/Btu

• Rd calculated : 0,0022 jam.°F.ft²/Btu

• Pressure drop : 0,07 psi

3.4. Separator

Fungsi : Menampung dan memisahkan fase gas dan fase cair keluaran kondensor parsial

Tipe : Vertical Drum Elliptical Flanged and Dished

Head

Suhu : 55,45^oC

Tekanan : 2 atm

Diameter drum : 0,965 m Tinggi drum : 2,8521 m

(5)

Tebal head : 0,1875 in Tinggi total : 3,421 m

jumlah : 1

Material : Carbon steel SA 283 C

3.5. Heat Exchanger

Tabel 3.1. Spesifikasi Heat Exchanger

Kode HE-01 HE-02 HE-03

Fungsi Memanaskan udara

sebelum masuk reaktor

Memanaskan udara dan toluen

Tipe Shell & tube Shell & tube Shell & tube Spesifikasi

1. Duty (Btu/jam) 2. Luas Transfer (ft²)

2.365.284,228 423,65

1.673.765,755 335,386

2.366.533 426,35 Shell side

- Fluida - Suhu (^oC) - Kapasitas (kg/jam)

- IDs (in)

- Baffle space (in) - Passes

- Pressure drop (psi) - material

Udara 126,94 -220 26934,089 19 ¼ 14,43 1 0,013

Carbon Steel SA 283 grade C

Umpan reaktor 212,2-270 28833,108 17 ¼ 12,93 1 0,3

Umpan reaktor 270-350 28833,108 19 ¼ 14,43 1 0,19

Carbon Steel SA 283 grade C Tube side

- Fluida - Suhu (^oC) - Kapasitas (kg/jam)

- OD tube (in)

Produk reaktor 191-272 28833,108

¾

Produk reaktor 272,25-328,5 28833,108

¾

Produk reaktor 406-328,5 28833,108

¾

(6)

Kode HE-04 HE-05 HE-06

Fungsi Menurunkan hasil

atas MD-01

Menurunkan suhu benzaldehid untuk disimpan

Menurunkan suhu quinon untuk disimpan

Tipe Double pipe Double pipe Double pipe

Spesifikasi -Duty (Btu/jam) -Luas Transfer Panas -Jumlah hairpin -Panjang (ft)

139623,04 31,32 ft² 6 12

533161,782 77,027 ft² 7

12

37576,5 5,51 ft² 2 8 Annulus

- Fluida - Suhu (^oC) - Kapasitas - ID (in)

- Flow area (in²) - Pressure drop - material

Hasil atas MD-01 120-40

436,252 kg/jam 2,067

1,188 0,254 psi

1893,9394 kg/jam 4,026

3,11 0,5 psi

121,218 kg/jam 1,38

0,435 8,07 psi

Carbon Steel SA 283 grade C - BWG

- Susunan - Pitch (in) - Panjang (ft) - Jumlah tube - Passes

- Pressure drop (psi) - Material

10

Triangular pitch 15/16

12 282 2 3,78

10

12 224 2 2,67

10

12 282 2 2,39

Carbon Steel SA 283 grade C Rd calc (hr.ft².F/Btu)

Rd required

0,0008 0,0005

0,0016 0,0005

0,0009 0,0005

(7)

Inner pipe - Fluida - Suhu (^oC)

- Kapasitas (kg/jam) - OD tube (in) - Flowarea pipe - Pressure drop (psi) - Material

air 35-45 8665,334 1,66 1,488 in² 8,596

air 35-45 33089,27 3,5 7,39 in² 3,5

air 35-45 2332,08 1,32 0,864 in² 1

Carbon Steel SA 283 grade C Rd calc (hr.ft².F/Btu)

Rd required

0,0022 0,0020

0,0035 0,0020

0,0048 0,0020

Kode HE-07 HE-08

Fungsi Menurunkan suhu maleik anhidrid untuk disimpan di tangki penyimpanan

Menurunkan suhu asam benzoat untuk disimpan di tangki penyimpanan

Tipe Double pipe Double pipe

Spesifikasi Duty (Btu/jam) Luas Transfer Panas Jumlah hairpin Panjang (ft)

16857,696 2,639 ft² 1 12

48308,416 5,219 ft² 1 12 Annulus

- Fluida - Suhu (^oC)

- Kapasitas (kg/jam) - ID (in)

- Flow area (in²) - Pressure drop (psi) - material

Hasil bawah MD-04 230-40

53,52 1,049 44,669 0

Carbon Steel SA 283 grade C

Hasil bawah MD-03 276-40

93,58 2,469 2,62 0,0004

(8)

Inner pipe - Fluida - Suhu (^oC)

- Kapasitas (kg/jam) - OD tube (in) - Flowarea pipe (in²) - Pressure drop (psi) - Material

air 35-45 1046,2 0,84 0,304 2,069

air 35-45 2998 1,66 1,496 0,0486

Carbon Steel SA 283 grade C

Rd calc (hr.ft².F/Btu) Rd required

0,0081 0,0020

0,0025 0,002

3.6. Kompressor

Tabel 3.2 Spesifikasi Kompressor

3.7. Reboiler

Tabel 3.3. Spesifikasi Reboiler

Kode RE-01 RE-03 RE-04

Fungsi Menguapkan

sebagian hasil bawah MD -01

Menguapkan sebagian hasil bawah MD -03

Menguapkan

sebagian hasil bawah MD -04

Tipe Double pipe Double pipe Double pipe

Spesifikasi -Duty (Btu/jam) -Luas Transfer Panas (ft²) -Jumlah hairpin -Panjang (ft)

1835377,439 234,936 13 12

319719,007 55,039 10 8

303145,616 34,32 13 6 Annulus

- Fluida Dowtherm A Dowtherm A Dowtherm A

Kode C-01 C-02

Fungsi Mengkompressi udara

umpan reaktor

Memanaskan udara dan toluene sebelum masuk reactor

Tipe Centrifugal, single

stage compressor

Centrifugal, single stage compressor

Spesifikasi

- Kapasitas m³/jam - Teknan, atm - Efisiensi,%

- Daya, Hp

15472,379 1-2,5 80 57,132

16429,462 1,75-2,5 80 20,481

(9)

- Suhu (^oC) - Kapasitas - ID (in)

- Flow area (in²) - Pressure drop - material

303-320 46360 kg/jam 6,065

22,364 0,591 psi

349-346 46360 kg/jam 6,065

27,507 0,663 psi

346-343 46360 kg/jam 4,026

12,169 4847 psi

Carbon Steel SA 283 grade C Inner pipe

- Fluida - Kapasitas - OD tube (in) - Flowarea pipe - Pressure drop - Material

Hasil bawah MD-01

5251,4450 kg/jam 2,469

4,785 in² 2,024 psi

Hasil bawah MD-03

496,978 kg/jam 1,32

0,86 in² 0,213 psi

Hasil bawah MD-04 473,41 kg/jam 0,84

12,169 in² 2,848 psi

Carbon Steel SA 283 grade C Rd calc (hr.ft².F/Btu)

Rd required

0,0056 0,0050

0,008 0,0020

0,0056 0,0050

Kode RE-02

Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah MD -02

Tipe Kettle reboiler

Luas transfer panas (ft²) 508,809 Tube

- Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Layout - Pitch (in) - Jumlah tube - Pass

- Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Shell

- Fluida - ID shell (in) - Baffle spacing (in) - Pass

- Bahan konstruksi - RD dibutuhkan - RD perancangan

Hasil bawah MD-02 0,75

8

Tri angular pitch 1

324 2

Carbon Steel SA 283 grade C 0,014

Dowtherm A 23,25

17,438 1

Carbon Steel SA 283 grade C 0,005

0,012

(10)

3.8. Tangki

Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki

Kode T-01 T-02 T-03 T-04 T-05

Fungsi Menyimpan

toluen selama 30 hari

Menyimpan benzal dehid selama 30 hari

Menyimpan quinon selama 30 hari

Menyimpan maleik anhidrid selama 30 hari

Menyimpan asam benzoat selama 30 hari

Tipe Silinder tegak

dengan flat bottom dan conical head

Silinder tegak dengan flat bottom dan conical head

Silinder tegak dengan flat bottom dan conical head Material Carbon Steel SA

283 grade C

Jumlah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah

Kondisi operasi - Tekanan (atm) - Suhu (^oC)

1 40

Kapasitas (ft³) 62377,730 43120,730 3269,063 667,569 167,603

Shell

- Diameter (m) - Tinggi (m) - Tebal (in) Course 1 Course 2 Course 3 Course 4

18,288 7,315 1 0,875 0,812 0,75

18,288 7,315 1 0,875 0,875 0,875

7,62 3,65 0,5 0,5 - -

4,572 3,6576 1 0,875 - -

6,096 3,657 1 1 - - Dimensi Head

- Tinggi (m) - Tebal (in)

1,28 0,5

1,47 0,1875

0,45 0,5

0,091 0,1875

0,142 0,1875

Tinggi total (m) 8,6 8,79 4,1 3,75 3,79

(11)

3.9. Menara Distilasi

Tabel 3.5 Spesifikasi Menara Distilasi

Kode MD-01 MD-02 MD-03 MD-04

Fungsi Memisahkan

benzaldehid dan air

Memurnikan produk utama benzaldehid

Memisahkan asam benzoat dan maleik

anhidrid

Memisahkan quinon dan maleik anhidrid

Tipe Packing Packing Packing Packing

Material Stainless steel SA 167 type 304

Stainless steel SA 167 type 304

Tekanan (atm) 2 2 2 2

Suhu operasi (^oC) - Atas

- umpan - Bawah

120,7 55,4 208

207 208 270

216 207 276

207 214 230 Kolom

- Diameter menara (m)

- Tinggi total (m) - Tebal shell (in)

0,8 14,01 0,1875

0,8 12,6 0,1875

0,4 9,72 0,1875

0,28 18,9 0,1875 Head

- Tipe

- Tebal head (in) - Tinggi head (in)

Torispherical dished head

0,1875 10,04

0,25 10,29

0,1875 5,23

0,1875 3,74

(12)

Packing - Tipe

- Diameter packing (in)

- Tinggi(m)

Berl saddle 1

13,5

Berl saddle 1

12,1

Berl saddle 1

9,45

Berl saddle 1

18,8

3.10. Kondenser

Tabel 3.6 Spesifikasi Kondenser

Kode CD-01 CD-02 CD-03 CD-04

Fungsi Mengembunkan hasil

atas MD-01

Mengembunkan hasil atas MD-02

Tipe Double pipe Double pipe Double pipe Double pipe

Luas transfer panas (ft²) 95,458 83,477 10,368 11,952

Annulus - Fluida - ID (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Inner pipe

- Fluida - ID (in)

- Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - Jumlah hairpin - RD dibutuhkan - RD perancangan

Air 6,065 8

Carbon steel SA 283 0,359

Hasil atas MD-01 1,61

12 0,002 0,0033

Air 7,981 8

14 0,002 0,0033

Air 6,065 6

4 0,002 0,0024

Air 6,065 6

2 0,002 0,0027

(13)

3.11. Accumulator

Tabel 3.7 Spesifikasi Accumulator

Kode Acc-01 Acc-02 Acc-03 Acc-04

Fungsi Menampung hasil

atas menara distilasi MD-01

Menampung hasil atas menara distilasi

MD-02

MD-03

MD-02

Tipe Horisontal drum

dengan torispherical head

Horisontal drum dengan torispherical

head

Material Carbon steel SA 283

grade C

Carbon steel SA 283 grade C

Carbon steel SA 283 grade C Tekanan (atm)

Suhu (^oC)

2 120

2 206

2 214

2 207 Kapasitas (m³)

Diameter (m) Panjang (m) Tebal shell (in) Tebal head (in) Panjang total (m)

0,093 0,333 0,999 0,188 0,188 1,22

0,438 0,558 1,673 0,188 0,188 1,966

0,039 0,248 0,744 0,188 0,188 0,933

0,028 0,222 0,666 0,188 0,188 0,846 Pipa pengeluaran

- IPS (in) - OD (in) - ID (in) - SN

¾ 1,05 0,675 30 XS 80S

1 ¼ 1,66 1,38 40

3/8 0,675 0,493 40

½ 0,54 0,364 40

(14)

3.12. Pompa

Tabel 3.8 Spesifikasi Pompa

Kode P-01 P-02 P-03 P-04

Fungsi Mengalirkan cairan

keluaran T-01 ke Vaporizer

Mengalirkan cairan keluaran CP ke MD-01

Mengalirkan refluk cairan dari Acc-01 ke unit pengolahan limbah

Mengalirkan cairan keluaran RE-01 ke MD-02

Jenis Single stage

centrifugal pump

Single stage centrifugal pump

Single stage centrifugal pump

Material Comercial steel Comercial steel Comercial steel Comercial steel

Kapasitas (gpm) 10,67 12,35 2,73 10,37

Daya pompa (Hp) Daya motor (Hp) NPSH required (ft) NPSH available (ft)

0,26 0,33 1,92 79,82

0,21 0,33 2,12 76,8

0,12 0,16 0,77 35,89

0,109 0,125 1,35 11,69 Spesifikasi Pipa

- IPS (in) - SN (in) - ID (in) - OD (in)

1 ½ 40 1,61 1,9

¾ 40 0,824 1,05

1 ½ 40 1,61 1,9

Kode P-05 P-06 P-07 P-08

Fungsi Mengalirkan cairan

keluaran dari Acc-02 ke MD-02 dan tangki penyimpanan

Mengalirkan cairan keluaran RE-2 ke MD-03

Mengalirkan refluk cairan dari Acc-03 ke MD-03 dan ke MD-04

Mengalirkan cairan keluaran RE-03 ke T- 05

Jenis Single stage

centrifugal pump

Single stage centrifugal pump

Single stage centrifugal pump

Material Comercial steel Comercial steel Comercial steel Comercial steel

(15)

Kapasitas (gpm) 12,07 2,66 2,97 1,33 Daya pompa (Hp)

Daya motor (Hp) NPSH required (ft) NPSH available (ft)

0,223 0,5 2,08 12,6

0,005 0,05 0,54 9,33

0,096 0,125 0,82 22,841

1 1/4 40 1,38 1,86

¾ 40 1,05 0,824

½ 40 0,622 0,84

Kode P-09 P-10

Fungsi Mengalirkan refluk cairan dari Acc-04 ke MD-04 dan T-04

Mengalirkan cairan keluaran RE-04 ke T-04 Jenis Single stage centrifugal pump Single stage centrifugal pump

Material Comercial steel Comercial steel

Kapasitas (gpm) 1,022 0,759

Daya pompa (Hp) Daya motor (Hp) NPSH required (ft) NPSH available (ft)

0,105 0,166 0,402 26,83

¾ 40 1,05 0,824

½ 40 0,622 0,84