LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Waktu operasi
: 300 hari / tahun ; 24 jam / hari
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan operasi
: kilogram (kg)
Bahan baku
:-
Propilen (C3H6)
-
Udara (N2 dan O2)
-
Steam (H2O)
Komposisi umpan
: Propilen: udara : steam = 1:7: 0.746
Produk akhir
: Asam Akrilat (C3H4O2)
Kapasitas Produksi
: 13889 kg/jam = 100.000 ton/tahun
LA.1 Splitter (SP-101)
Neraca Massa Komponen: Basis: N1propilen = 245,922 kmol/jam F5 oksigen
= 461,505 kmol/jam = 14768,18036 kg/jam.
F5 nitrogen
=1736,1403 kmol/jam = 48611,927 kg/jam.
6
F
oksigen
= (7 x N1propilen) 0,29 = 361,5056 kmol/jam = 11568,18036 kg/jam
F6nitrogen
= (7 × N1propilen × 0,79) = 1359,9498 kmol/jam = 38078,5937 kg/jam
F7 oksigen
= F5 oksigen – F7 oksigen
F7oksigen
= (14768,18036 - 11568,18036) kg/jam. = 3200 kg/jam
F7 nitrogen
= F5 nitrogen – F7 nitrogen
Universitas Sumatera Utara
F7 nitrogen
= (48611,927 - 75213,4007)kg/jam = 10533,333 kg/jam
LA.2 Mixing Point I (M-101) Bahan baku berupa propilen, udara, dan steam harus dicampur terlebih dahulu pada M-101 sebelum diumpankan ke dalam reaktor dengan perbandingan 1:7 : 0.746 (freepatents, 2006) 2 3 Steam
Propilen
Mixing Point I (M-101) 6
8
Udara, Oksigen Nitrogen
Oksigen Nitrogen Propilen Steam
Basis umpan bahan baku : N1 propilen = 245,922 mol Neraca Massa Komponen : F8propilen = F9propilen = F2propilen= F1propilen = 10328,7324 kg/jam F8oksigen = F9oksigen = F6oksigen = 11568,18036 kg/jam F8nitrogen = F9 nitrogen = F6 nitrogen = 38078,5937 kg/jam F8 steam = F9 steam= F3 steam = (0,746 × N1propilen) 18 = 3303,0943 kg/jam. Neraca Massa Total : F2 + F3 + F6 = F8 F8
= (F8oksigen + F8nitrogen + F8propilen + F8 steam) =(10328,7324 + 11568,18036 +38078,5937 + 3303,0943) kg/jam = 63278,6008 kg/jam
2
3
F + F + F6
= (10328,7324 + 3303,0943 + 4946,774)kg/jam = 63278,6008 kg/jam
LA.3 Reaktor Oksidasi (R-101) Dalam reaktor ini terjadi 3 reaksi oksidasi menghasilkan akrolein, air, asam akrilat, asam asetat, dan karbondioksida.
Universitas Sumatera Utara
R1
: C3H6 + O2
C3H4O + H2O
R2
: C3H6+3/2O2
C3 H4 O2 + H2O
R3
: C3H6+5/2 O2
C2 H4 O2+ CO2 + H2O
Konversi propilen overall
= 100 %
Konversi membentuk akrolein
= 70 %
Konversi membentuk asam akrilat
= 11 %
Konversi membentuk asam asetat
= 13 %
Basis = F9propilen = 10328,7324 kg/jam N propilen =
massa propilen 10328,7324 kg 245,922kmol Mr propilen 42 kg / kmol
r1 = konversi × N propilen = 0,7 × 245,922 = 172,1455 kmol/jam r2 = konversi × N propilen = 0,11 × 245,922 = 27,05144 kmol/jam r3 = konversi × N propilen = 0,19 × 245,922 = 46,7252 kmol/jam Reaksi yang terjadi di dalam reaktor : R1
C3H6 (g)
M
245,922
361,5056
-
-
B
172,1455
172,1455
172,1455
172,1455
S
73,7767
189,3601
172,1455
172,1455
R2
C3H6 (g)
3/2O2(g) →
C3 H4 O2(g)
M
73,7767
189,3601
-
-
B
27,0514
40,577
27,0514
27,0514
S
46,7252
148,7829
27,0514
27,0514
+
+
O2(g)
→
C3H4O(g)
+
+
H2O(g)
H2O(g)
Universitas Sumatera Utara
R3
C3H6 (g) +
5/2O2(g)
→
C2 H4 O2 (g)+ CO2(g)
+
H2O(g)
M
46,7252
162,3087
-
B
46,7252
116,813
46,7252
46,7252
46,7252
S
0
31,9699
46,7252
46,7252
46,7252
-
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 : F10akrolein = N10 akrolein Mr = 172,1455 × 56 = 9640,1502 kg/jam F10asam akrilat = N10asam akrilat × Mr = 267,051 × 72 = 1947,7038 kg/jam F10asam asetat= N10asam asetat × Mr = 46,7252 × 60 = 2803,513 kg/jam F10 karbondioksida = N10karbondioksida × Mr = 46,7252 × 44 = 2055,9096 kg/jam F10air
= F10air (R1) + F10air (R2) + F10air(R3)
F10air
= (N 10air(R1) + N 10air(R2) + N 10air(R3) + N10steam) Mr
F10air
= (172,1455+ 27,0514+ + 46,7252 + 183,50524)× 18 = 7729,6939 kg/jam
F10oksigen = N 10oksigen × Mr = 31,9699 × 32 = 1023,0363 kg/jam Neraca Massa Total : F10 = (F9 propilen + F9 oksigen+ F9 nitrogen+ F9 steam) F10 = (10328,7324 + 11568,18036 + 38078,5937 + 3303,0943)= 63278,6008 kg/jam F10 = (F10 akrolein + F10 asam akrilat+ F10asam asetat + F10 karbondioksida + F10 air + F10 nitrogen+ F10 oksigen ) F10 = (9640,1502 + 1947,7038 + 2803,513 + 2055,9096 + 7729,6939 + 38078,5937+1023,0363) = 63278,6008 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LA.4 Knock Out Drum I (SP-101) Berfungsi untuk memisahkan komponen berdasarkan parameter dan fraksi split yang diinginkan. Pada dasarnya, sebelum memasuki separator stream sudah terdiri dari dua fase, tetapi pada keadaan saturatednya, maka setiap komponen dapat dipisahkan semuanya atau hanya sebagian saja.
Neraca Massa Komponen : F14 oksigen
= F15 oksigen
= 1023,0363 kg/jam
F14 nitrogen
= F15 nitrogen
= 38078,5937 kg/jam
F14karbondioksida = F15karbondioksida = 2055,9096 kg/jam F14 akrolein
= F16 akrolein
= 9640,1502 kg/jam
F14 air
= F16 air
= 7729,6939 kg/jam
F14 asam akrilat
= F16 asam akrilat = 1947,7038 kg/jam
F14asam asetat
= F15asam asetat
= 2803,513 kg/jam
Neraca Massa Total : F14 = F15 + F16 F14 = (F14 oksigen +F14 nitrogen+ F14karbondioksida +F14 akrolein +F14 air+F14 asam akrilat +F14asam asetat) F14 = 6328,60008 kg/jam F15 = F15 oksigen + F15 nitrogen + F15karbondioksida = 41157,5396 kg/jam F16 = F16asam asetat + F16 asam akrilat + F16 air + F16 akrolein
= 22121,06117 kg/jam
F16 + F16 = 41157,5396 +22121,06117 = 6328,60008 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LA.5 Mixing Point II (M-102) Produk dari reaktor I dicampur terlebih dahulu dengan udara pada M-102 sebelum diumpankan ke R-102.
Neraca Massa Komponen : F18akrolein
= F17akrolein
F18asam akrilat
= F17asam akrilat =F10asam akrilat = 1947,7038 kg/jam
F18asam asetat
= F17asam asetat = F10asam asetat = 2803,513 kg/jam
F18air
= F17air
18
F
oksigen
F18nitrogen
=F10akrolein
= 9640,1502 kg/jam
= 7729,6939 kg/jam
= 3200 kg/jam = 10533,33 kg/jam
Neraca Massa Total : F17 + F7
= F18
F18
= F18akrolein + F18asam akrilat + F18asam asetat + F18air + F18oksigen + F18nitrogen
F18
= (7729,6939 + 2803,5 + 1947,7038 + 9640,1502 + ) kg/jam
18
F
= 35854,39451 kg/jam
F17 = F16
= 22121,06117 kg/jam
F7
= F18oksigen + F18nitrogen = (3200 + 10533,33) kg/jam = 13733,33 kg/jam
F17 + F7
= (22121,06117 + 13733,33 ) kg/jam = 35854,39451 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LA.6 Reaktor Oksidasi II (R-102)
R1
: C3H4O + ½ O2
C3H4O2
R2
: C3H4O +3/2O2
C2 H4O2+ CO2
Konversi akrolein overall
= 100 %
Konversi membentuk asam akrilat
= 97,5 %
Konversi membentuk asam asetat
= 2,5 %
Basis = F19akrolein = 9640,1502 kg/jam
N akrolein =
massa akrolein 9640,1502 kg 172,145kmol Mr akrolein 42 kg / kmol
r1 = konversi × N akrolein = 0,975 × 172,1455 = 167,8419 kmol/jam r2 = konversi × N akrolein = 0,025 × 172,1455 = 4,303 kmol/jam
Reaksi yang terjadi di dalam reaktor : R1
C3H4O (g)
M
172,1455
100
B
167,8419
83,921
167,8419
S
4,3036
16,079
167,8419
R2
C3H4O (g)
M B S
+
→
-
C3H4O2(g) -
3/2O2(g) →
C2 H4 O2 (g)+ CO2(g)
4,3036
16,079
-
4,3036
6,4554
4,3036
4,3036
9,6235
4,3036
4,3036
-
+
1/2O2(g)
-
Universitas Sumatera Utara
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 : F19akrolein = F18akrolein N10 akrolein = 9640,1502 kg/jam F19asam akrilat = F18asam akrilat = 1947,7038 kg/jam F19asam asetat= F18asam asetat = 2803,513 kg/jam F19air = F20air = F18air = 7729,6939 kg/jam F19oksigen = F18oksigen
= 3200 kg/jam
F19nitrogen = F20nitrogen = F18nitrogen = 10533,33 kg/jam F20asam akrilat = N20asam akrilat × Mr = 194,8933 × 72 = 14032,32 kg/jam F20asam asetat = N20asam asetat × Mr = 51,0289 × 60 = 3061,731 kg/jam F20air =7729,6939 kg/jam F20 karbondioksida = N20 karbondioksida × Mr = 4,3036 × 44 = 189,3600 kg/jam F20oksigen = N20oksigen × Mr = 9,6236 × 32 = 307,9549 kg/jam F20nitrogen = 10533,33 kg/jam Neraca Massa Total : F19 = (F19 akrolein + F19 asam akrilat+ F19asam asetat + F19 air + F19 nitrogen+ F19 oksigen ) F19 = (9640,1502 + 1947,7038 + 2803,513 + 7729,6939 + 3200 + 10533,33) kg/jam = 35854,39451 kg/jam F20 = ( F20 asam akrilat+ F20asam asetat + F20 air + F20 nitrogen+ F20 oksigen + F20 karbondioksida ) = (14032,32 + 3061,731 + 7729,6939 + 10533,33 + 307,9549 + 189,3600) kg/jam = 35854,39451 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LA.7 Knock Out Drum II (SP-102) Berfungsi untuk memisahkan komponen berdasarkan parameter dan fraksi split yang diinginkan. Pada dasarnya, sebelum memasuki separator stream sudah terdiri dari dua fase, tetapi pada keadaan saturatednya, maka setiap komponen dapat dipisahkan semuanya atau hanya sebagian saja.
Neraca Massa Komponen : F21 oksigen
= F22 oksigen
= F19oksigen
= 307,9549 kg/jam
F21 nitrogen
= F22 nitrogen
= F19nitrogen
= 10533,33 kg/jam
F21karbondioksida = F22karbondioksida = F19 karbondioksida = 189,3600kg/jam F21 air 21
F
asam akrilat
F21asam asetat
= F23 air 23
=F
asam akrilat
= F19air 19
=F
asam akrilat
= 7729,6939 kg/jam = 14032,32 kg/jam
= F23asam asetat = F19 asam asetat = 3061,731 kg/jam
Neraca Massa Total : F21 = F22 + F23 F21 = (F21 oksigen +F21 nitrogen+ F21karbondioksida +F21 air+F21 asam akrilat +F21asam asetat) F21 = 35854,39451 kg/jam F22 = F22 oksigen + F22 nitrogen + F22karbondioksida = (307,9549 + 10533,33 + 189,3600) kg/jam = 11030,6483 kg/jam F23 = (F23 air + F23 asam akrilat + F23asam asetat) F23 = (7729,6939 +14032,32 + 3061,731) kg/jam = 24823,7462 kg/jam 22
F + F23 = (11030,6483 + 24823,7462) kg/jam = 35854,39451 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LA.8 Kolom Destilasi (D-101) Fungsi : Untuk memisahkan C3H4O2 (asam akrilat) dari C2H4O2 (asam asetat) dan air (H2O) berdasarkan perbedaan titik didih. Dimana : Titik didih senyawa pada keadaan tekanan 1 atm (101, 325 kPa ; 760 mmHg) Asam Akrilat (C3H4O2)
: 141oC
Air (H2O)
: 100oC
Asam Asetat (C2H4O2)
: 118,1oC
Asam Akrilat Asam Asetat Air Asam Akrilat Asam Asetat Air
Asam Akrilat Asam Asetat Analisa derajat kebebasan adalah : Banyaknya : - variabel alur
8
- persamaan neraca TTSL (3 komponen)
3
- alur yang terspesifikasi
2
- hubungan pembantu
3 -8
Derajat kebebasan
0
Maka neraca massa pada destilasi (D-101) Penentuan Titik Didih Umpan Titik didih umpan masuk ke kolom destilasi Trial T = 117,85oC = 391,0 K Asumsi : Tekanan (P) = 1 atm = 101,325 kPa
(Perry, 1997)
Tekanan uap masing – masing komponen, dapat dihitung dengan persamaan Antoine B ln P o (kPa) = A + + DlnT + ET F T+C
Universitas Sumatera Utara
Keterangan : Po
= tekanan uap murni komponen (kPa)
A,B,C,D,E
= konstanta Antoine
T
= temperatur (K)
Tabel LA.1 Konstanta Antoine Komponen Komponen
Konstanta Antoine A
B
C
D
E
F
Air
75,64
-7,25E+03
0
-7,30E+00
4,16E-06
2,00E+00
Asam Asetat
53,27
-6,30E+03
0
-4,29E+00
8,88E-18
6,00E+00
Asam Akrilat
46,75
-6,58E+03
0
-3,22E+00
5,22E-07
6,00E+00
(Perry, 1997) Diasumsikan cairan ideal, sehingga mengikuti hukum Roult Dalton (Smith, 2001)
y i .Pt = x i.P o Po yi = x i = k.x i Pt
Ditrial T sehingga ∑yi = 1 Tabel LA.2 Trial Titik Didih Umpan Kolom Destilasi Komponen
Fi,
Xi
ln Po
Po, kPa
yi
kmol/jam
H2O
428,9508
0,6357
11,2272
75,1470
0,2643
C2H4O2 (LK)
51,0289
0,0756
10,4387
34,1292
0,0692
C3H4O2 (HK)
194,8367
0,2887
9,5144
13,5541
0,6657
674,8164
1,0000
Σ
0,9993≈1
Dipilih Light Key Component = C2H4O2 Dipilih Heavy Key Component = C3H4O2
Karena ∑yi = 1 maka titik didih umpan adalah 117,85oC Tumpan = 117,85oC = 391,0 K Penentuan titik embun dan titik gelembung bottom
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.3 Laju Alir Setiap Alur Umpan Komponen
kg/jam
Destilat kmol/
kg/jam
Bottom kmol/
jam
kg/jam
kmol/
jam
jam
H2O
7729,6939
428,9508
7729,6939
428,9508
0,0000
0,0000
C2H4O2
3061,7314
51,0289
3031,1141
50,7737
15,3087
0,2551
C3H4O2
14032,00
194,8367
140,2825
1,9489
13891,68
192,8884
24823,4254
674,8164
10901,0905
481,6734
13906,9887
193,1951
∑
Penentuan Titik Embun Destilat dan Titik Gelembung Bottom
Penentuan titik embun destilat
T = 94oC = 372,0 K Asumsi : Tekanan (P) = 0,9 atm = 91,32 kPa Tabel LA.4 Trial Titik Embun Destilat Kolom Destilasi Komponen
Di, kmol/jam
Yi
Pio
K=Pio/Pt
α
yi/α
xi
H2O
428,9508
0.8936 4385.1864
48.0200
1072,114
0.0008
0,0186
C2H4O2
50,5186
0.1062
9.9265
0.1087
2,4269
0.0438
0.9769
HK C3H4O2
1,9489
0.0002
4,0902
0,0448
1,000
0.0002
0.0045
481,6743
1,0000
0,0448
1,0000
LK
Harga Kc perhitungan ≈ harga Kc pada 94oC (dew point)
Penentuan titik gelembung bottom (bubble point)
T = 144,75oC = 387 K Asumsi : Tekanan (P) = 1,1 atm = 112,3250 kP
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.5 Trial Titik Gelembung Bottom Kolom Destilasi Komponen
Lk
C2H4O2
Hk
C3H4O2
Kc =
Bi, kmol/ Jam
xi
Pio
K=Pio/ Pt
αixi
Α
yi
0,255`
1E-04
215,327
1,9170
0,0002
1,9172
0.0002
192.94 193.398
0,999 1,000
112,313
0,9999
0,9999
1,0000
0.9998
1,0001
1,0000
1/∑ αxi = 1/1,0018 = 0,9999
Harga Kc perhitungan ≈ harga Kc pada 144,75oC (bubble point) Cek Pemilihan LK dan HK
Dicek apakah komponen terdistribusi atau tidak dengan persamaan Shiras DK
α i - 1 X lkD D α lk - i X hkD D . . α lk - 1 Z hkF F α lk - 1 Z lkF F
(Walas, 1988)
F1 F2
Dengan : DK
= nilai yang menunjukkan komponen terdistribusi atau tidak
αi
= relative volatility komponen i terhadap komponen heavy key
αlk
= relative volatility komponen light key terhadap komponen heavy key
XlkD = fraksi mol komponen light key di distilat XlkF = fraksi mol komponen light key di umpan D
= jumlah distilat, kmol/jam
F
= jumlah umpan, kmol/jam
XhkD = fraksi mol komponen heavy key di distilat XhkF = fraksi mol komponen heavy key di umpan Ki
= koefisien aktivitas komponen i
Khk
= koefisien aktivitas komponen heavy key
engan batasan DK untuk komponen terdistribusi adalah 0,01 < DK < 0,99 dan tidak terdistribusi apabila DK < -0,01 atau DK > 1,01 XlkD. D
= 51,1573
ZlkF. F
= 51,0289
XhkD. D
= 0,0963
ZhkF. F
= 194,8889
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.6 Cek Pemilihan LK dan HK Komponen
Zi
αD
αB
Αavg
F1
F2
DK
H2O
0,6356 1072,11 0,0000
32,7432
29,3484
-0,0140
29,3344
C2H4O2
0,0756
2,4269
1,9172
2,0842
1,0024
0,0000
1,0024
C3H4O2
0,2888
1,0000
1,0000
1,4142
0,3830
0,0003
0,3833
Dari hasil perhitungan di atas, pemilihan light key dan heavy key sudah benar LA.9 Kondensor (CD-01)
Untuk menurunkan temperatur destilat yang berasal dari kolom destilasi serta mengubah fasanya menjadi cair.
Analisa derajat kebebasan adalah : Banyaknya : - variabel alur
9
- persamaan neraca TTSL (3 komponen)
3
- alur yang terspesifikasi
3
- hubungan pembantu
3 -9
Derajat kebebasan
0
Maka neraca massa pada kondensor (CD-01) Mengitung laju refluks destilat (R) : Laju refluks destilat dihitung menggunakan metode Underwood :
αiX iF
∑α
-θ
i
α iX iD
∑α
i
-θ
= 1-q
= Rm + 1
(Geankoplis, 1997)
Universitas Sumatera Utara
Karena umpan dimasukkan di kondensor adalah zat cair jenuh, maka q = 1 sehingga
iXi F 0 i -
∑
Dengan cara trial dan eror didapat θ Trial θ = 1,17648 Tabel LA.7 Omega Poin Destilasi
Komponen
i Xi F i -
∑
XiD
i Xi D i -
∑
XiF
αi
H2O
0.6356
32,7432
0,6718
0,8936
0,9445
C2H4O2
0.0756
2,0842
0,4933
0,1062
0,6928
C3H4O2
0.2888
1,4142
-1,1650
0,0002
-0,0008
Total
1,0000
0,0001
1,0000
1,6373
Maka: Rm + 1 = 1,6373 Rm
= 0,6373
RD
= 1,5 x Rm
RD
= 1,5 x 0,6373= 0,9560
(Geankoplis, 1997)
Refluks Destilat : LD = RD x D
(McCabe, 1999)
LD = 0,9560x 481,6734 kmol/jam LD = 460,4788 kmol/jam VD = LD + D VD = 460,4788 kmol/jam + 481,6734 kmol/jam VD = 942,1522 kmol/jam Komposisi komponen keluar kondensor sebagai destilat : Alur 30 (D)
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.8 Komposisi Komponen Destilat Komponen
BM
kmol/jam
fr mol
18,02
428,9508
0,8936
C2H4O2
60
50,7737
0,1062
C3H4O2
72
1,9489
0,0002
481,6734
1,0000
H2O
∑ Komposisi H2O
: X30H2O
= XVd H2O
= XLd H2O
C2H4O2
: X30C2H4O2
= XVd C2H4O2 = XLd C2H4O2
= 0,1062
C3H4O2
: X30C3H4O2
= XVd C3H4O2 = XLd C3H4O2
= 0,0002
= 0,89036
Alur 28 (VD) Total : N28 = N29 + N30
= 942,1522 kmol/jam
N28 H2O
= 0,89036 x 942,1522 kmol/jam = 841,9072 kmol/jam
N28 C2H4O2
= 0,1062 x 942,1522 kmol/jam = 100,0566 kmol/jam
N28 C3H4O2
= 0,0002 x 942,1522 kmol/jam = 0,1884 kmol/jam
Alur 29 (LD) Total : N29 = N28 – N30
= 460,4788 kmol/jam
N29 H2O
= 0,89036 x 460,4788 kmol/jam = 411,4838 kmol/jam
N29 C2H4O2
= 0,1062 x 460,4788 kmol/jam = 48,9028 kmol/jam
N29 C3H4O2
= 0,0002 x 460,4788 kmol/jam = 0,0921 kmol/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.9 Neraca Massa Kondensor (CD-01) VD Komponen
kg/jam
LD kmol/ jam
H2O
15154,3298 841,9072
C2H4O2
6003,3938 100,0566
C3H4O2 ∑
13,5670
kmol/
kg/jam
jam
kg/jam
428,9508
2934,1707
48,9028
3046,4228
50,773
6,6309
0,0921
140,32
1,949
10916,4367
481,6734
10347,5106 460,4788
Untuk menaikkan temperatur campuran sampai ke titik didihnya sebelum dimasukkan ke kolom destilasi.
Analisa derajat kebebasan adalah : Banyaknya : - variabel alur
6
- persamaan neraca TTSL (2 komponen)
2
- alur yang terspesifikasi
2
- hubungan pembantu
2 -6 0
Maka neraca massa pada reboiler (RB-01) : Berdasarkan Geankoplis (1997), untuk kondisi umpan masuk dalam keadaan bubble point (cair jenuh) sehingga q = 1 VD
= VB + (1-q) F
VD
= VB = 942,1522 kmol/jam
LB
= VB + B
jam
7729,6939
LA.10 Reboiler (RB-01)
Derajat kebebasan
kmol/
7406,7090 411,4838
0,1884
21171,2906 942,1522
D
Universitas Sumatera Utara
LB
= 942,1522 kmol/jam + 193,1951 kmol/jam
LB
= 1135,3473 kmol/jam
Alur 34 (B) Tabel LA.10 Komposisi Komponen Bottom Komponen
BM
kmol/jam
fr mol
C2H4O2
60
0,2551
0,0001
C3H4O2
72
192,94
0,9999
193,1951
1,0000
∑ Komposisi : C2H4O2
: X34 C2H4O2
= XVb C2H4O2 = XLb C2H4O
= 0,0001
C3H4O2
: X34C3H4O2
= XVb C3H4O2 = XLb C3H4O2
= 0,9999
Alur 32 (LB) Total : N32 = N33 + N34 32
N
C2H4O2
= 1135,3473 kmol/jam = 0,0001 x 1135,3473 kmol/jam = 0,1135 kmol/jam
N32 C3H4O2
= 0,9999 x 1135,3473 kmol/jam = 1135,233 kg/jam
Alur 33 (VB) Total : N33 = N32 – N34 33
N
C2H4O2
= 942,0580 kmol/jam = 0,0001 x 942,0580 kmol/jam = 0,0942 kmol/jam
N33C3H4O2
= 0,9999 x 942,0580 kmol/jam = 942,1522 kmol/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.11 Neraca Massa Reboiler (RB-01) VB Komponen
kg/jam
C2H4O2
LB kmol/
5,6529
C3H4O2 ∑
B kmol/
kg/jam
jam
0,0942
kg/jam
jam
6,8121
kmol/ jam
0,1135
15,3087
0,2551
67828,1751 942,0580
81736,8345 1135,233
13891,96
192,94
67833,8280 942.1522
81743,6466 1135,347
13906,9887
193,1951
LA.11 Kolom Destilasi II (D-102)
Fungsi : Untuk memisahkan C2H4O2 (asam asetat) dari C3H4O2 (asam akrilat) dan air (H2O) berdasarkan perbedaan titik didih. Dimana : Titik didih senyawa pada keadaan tekanan 1 atm (101, 325 kPa ; 760 mmHg) Asam Akrilat (C3H4O2)
: 141oC
Air (H2O)
: 100oC
Asam Asetat (C2H4O2)
: 118,1oC
Asam Akrilat Asam Asetat Air
Asam Akrilat Asam Asetat Air
Asam Akrilat Asam Asetat Air
Analisa derajat kebebasan adalah : Banyaknya : - variabel alur
8
Universitas Sumatera Utara
- persamaan neraca TTSL (3 komponen)
3
- alur yang terspesifikasi
2
- hubungan pembantu
3 -8
Derajat kebebasan
0
Maka neraca massa pada destilasi (MD-01) Penentuan Titik Didih Umpan
Titik didih umpan masuk ke kolom destilasi Trial T = 95,2 oC = 368,35 K Asumsi : Tekanan (P) = 0,9 atm = 91,25 kPa Tekanan uap masing – masing komponen, dapat dihitung dengan persamaan Antoine B (Perry, 1997) + DlnT + ET F ln P o (kPa) = A + T+C Keterangan : Po
= tekanan uap murni komponen (kPa)
A,B,C,D,E
= konstanta Antoine
T
= temperatur (K)
Tabel LA.12 Konstanta Antoine Komponen Konstanta Antoine
Komponen
A
B
C
D
E
F
Air
75,64
-7,25E+03
0
-7,30E+00
4,16E-06
2,00E+00
Asam Asetat
53,27
-6,30E+03
0
-4,29E+00
8,88E-18
6,00E+00
Asam Akrilat
46,75
-6,58E+03
0
-3,22E+00
5,22E-07
6,00E+00
(Perry, 1997) Diasumsikan cairan ideal, sehingga mengikuti hukum Roult Dalton y i .Pt = x i.P o yi =
(Smith, 2001)
Po x i = k.x i Pt
Ditrial T sehingga ∑yi = 1
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.13 Trial Titik Didih Umpan Kolom Destilasi Komponen
Fi,
Xi
ln Po
Po, kPa
yi
kmol/jam
H2O (LK)
429,4274
0,7905
11,5137
100,0747
0,8121
C2H4O2 (HK)
50,7737
0,1053
10,9317
55,9228
0,1718
C3H4O2
1,9489
0,0040
10,0060
22,1596
0,0166
482,150
1,0000
Σ
1,0006≈1
Dipilih Light Key Component = H2O Dipilih Heavy Key Component = C2H4O2
Karena ∑yi = 1 maka titik didih umpan adalah 99,67 oC Tumpan = 99,67oC = 372,82 K Penentuan titik embun dan titik gelembung bottom Tabel LA.14 Laju Alir Setiap Alur Umpan Komponen
kg/jam
Destilat kmol/
kg/jam
jam
Bottom kmol/
kg/jam
jam
kmol/ jam
C3H4O2
7729,6939
1,9489
140,3200
1,9489
0,0000
0,0000
H2O
3046,4228
429,4274
7691,0455
427,2803
38,6485
2,1471
C2H4O2
140,3200
50,7737
30,4642
0,5077
3015,9585
50,2660
10916,4367
482,1500
7861,8297
429,7369
3054,6070
52,4131
∑
Penentuan Titik Embun Destilat dan Titik Gelembung Bottom
Penentuan titik embun destilat
T = 94,33oC = 367,48 K
Universitas Sumatera Utara
Asumsi : Tekanan (P) = 0,9 atm = 91,32 kPa Tabel LA.15 Trial Titik Embun Destilat Kolom Destilasi Komponen
C3H4O2 LK
H2O
HK C2H4O2
Di,
Yi
Pio
K=Pio/Pt
α
yi/α
xi
1,9489
0,0045
19,2700
0,2375
0,4149
0,0109
0,0191
427,2803
0,9943
82,427
1,0157
1,7747
0,5602
0,9788
0,5077
0,0012
46,4454
0,5723
1,000
0,0012
0,0021
429,7369
1,0000
0,5724
1,0000
kmol/jam
Harga Kc perhitungan ≈ harga Kc pada 94,33oC (dew point)
Penentuan titik gelembung bottom (bubble point)
T = 116,85oC = 390 K Asumsi : Tekanan (P) = 1 atm = 101,350 kPa Tabel LA.16 Trial Titik Gelembung Bottom Kolom Destilasi Komponen
Lk
H2O
Hk
C2H4O2
Kc =
Bi, kmol/ Jam
xi
Pio
K=Pio/ Pt
αixi
Α
yi
2,1471
0,041
179,302
1,7691
0,0751
1,8339
0,0726
50,2660 52,4131
0,959 1,000
97,7729
0,9647
0,9590
1,0000
0,9274
1,0342
1,0000
1/∑ αxi = 1/1,0018 = 0,9670
Harga Kc perhitungan ≈ harga Kc pada 116,85oC (bubble point) Cek Pemilihan LK dan HK
Dicek apakah komponen terdistribusi atau tidak dengan persamaan Shiras DK
α i - 1 X lkD D α lk - i X hkD D . . α lk - 1 Z hkF F α lk - 1 Z lkF F
(Walas, 1988)
F1 F2
Universitas Sumatera Utara
Dengan : DK
= nilai yang menunjukkan komponen terdistribusi atau tidak
αi
= relative volatility komponen i terhadap komponen heavy key
αlk
= relative volatility komponen light key terhadap komponen heavy key
XlkD = fraksi mol komponen light key di distilat XlkF = fraksi mol komponen light key di umpan D
= jumlah distilat, kmol/jam
F
= jumlah umpan, kmol/jam
XhkD = fraksi mol komponen heavy key di distilat XhkF = fraksi mol komponen heavy key di umpan Ki
= koefisien aktivitas komponen i
Khk
= koefisien aktivitas komponen heavy key
engan batasan DK untuk komponen terdistribusi adalah 0,01 < DK < 0,99 dan tidak terdistribusi apabila DK < -0,01 atau DK > 1,01 XlkD. D
= 427,2803
ZlkF. F
= 429,4274
XhkD. D
= 0,5077
ZhkF. F
= 50,7737
Tabel LA.17 Cek Pemilihan LK dan HK Komponen
Zi
αD
αB
Αavg
F1
F2
DK
C3H4O2
0,0040
0,4149
0,0000
0,2074
-0,9805
0,0199
-0,9606
H2O
0,8907
1,7747
1,8339
1,8043
0,9950
0,0000
0,9950
C2H4O2
0,1053
1,0000
1,0000
1,0000
0,0000
0,0100
0,0100
Dari hasil perhitungan di atas, pemilihan light key dan heavy key sudah benar. LA.12 Kondensor (CD-02)
Untuk menurunkan temperatur destilat yang berasal dari kolom destilasi serta mengubah fasanya menjadi cair.
Universitas Sumatera Utara
Analisa derajat kebebasan adalah : Banyaknya : - variabel alur
9
- persamaan neraca TTSL (3 komponen)
3
- alur yang terspesifikasi
3
- hubungan pembantu
3 -9
Derajat kebebasan
0
Maka neraca massa pada kondensor (CD-01) Mengitung laju refluks destilat (R) : Laju refluks destilat dihitung menggunakan metode Underwood :
αiX iF
∑α
-θ
i
= 1-q
α iX iD
∑α
i
(Geankoplis, 1997)
= Rm + 1
-θ
Karena umpan dimasukkan di kondensor adalah zat cair jenuh, maka q = 1 sehingga
iXi F 0 i
∑
Dengan cara trial dan eror didapat θ Trial θ = 1,0495 Tabel LA.18 Omega Poin Destilasi
Komponen
i Xi F i -
∑
XiD
i Xi D i -
∑
XiF
αi
H2O
0,0040
0,2074
-0,0010
0,0045
-0,0011
C2H4O2
0,8907
1,8043
2,1290
0,9943
2,3768
C3H4O2
0,1053
1,0000
-2,1280
0,0012
-0,0239
Total
1,0000
0,0001
1,0000
2,3756
Maka: Rm + 1 = 2,3756 Rm
= 1,3756
RD
= 1,5 x Rm
RD
= 1,5 x 1,3756 = 2,0634
(Geankoplis, 1997)
Universitas Sumatera Utara
Refluks Destilat : LD = RD x D
(McCabe, 1999)
LD = 2,0634x 429,7369 kmol/jam LD = 886,7405 kmol/jam VD = LD + D VD = 886,7405 kmol/jam + 429,7369 kmol/jam VD = 1316,477 kmol/jam Komposisi komponen keluar kondensor sebagai destilat : Alur 37 (D) Tabel LA.19 Komposisi Komponen Destilat Komponen
BM
kmol/jam
fr mol
18,02
427,2803
0,9943
C2H4O2
60
0,5077
0,0012
C3H4O2
72
1,9489 429,7369
0,0045
H2O
∑
1,0000
Komposisi H2O
: X30H2O
= XVd H2O
= XLd H2O
C2H4O2
: X30C2H4O2
= XVd C2H4O2 = XLd C2H4O2
= 0,0012
C3H4O2
: X30C3H4O2
= XVd C3H4O2 = XLd C3H4O2
= 0,0045
= 0,9943
Alur 35 (VD) Total : N35 = N36 + N37 35
N
H2O
= 1316,477 kmol/jam = 0,9943 x 1316,477 kmol/jam = 1308,9516 kmol/jam
N35 C2H4O2
= 0,0012 x 1316,477 kmol/jam = 1,5554 kmol/jam
N35 C3H4O2
= 0,0045 x 1316,477 kmol/jam = 5,9703 kmol/jam
Alur 36 (LD) Total : N36 = N35 – N37
= 886,7405 kmol/jam
N36 H2O
= 0,9943 x 886,7405 kmol/jam
Universitas Sumatera Utara
= 881,6713 kmol/jam N36 C2H4O2
= 0,0012 x 886,7405 kmol/jam = 1,0477mol/jam
N36 C3H4O2
= 0,0045 x 886,7405 kmol/jam = 4,0214 kmol/jam
Tabel LA.20 Neraca Massa Kondensor (CD-02) VD Komponen
kg/jam
C3H4O2 H2O
107,4658
kmol/ jam
111,9907
kmol/ jam
72,3858
kg/jam
jam
140,3200
1,9489
52900,2806 881,6713
7691,0455
427,2803
30,4642
0,5077
7861,8297
429,7369
75,4337
1,0477
53048,1001 886,7405
LA.13 Reboiler (RB-02)
Untuk menaikkan temperatur campuran sampai ke titik didihnya sebelum dimasukkan ke kolom destilasi.
Analisa derajat kebebasan adalah : Banyaknya : - variabel alur
6
- persamaan neraca TTSL (2 komponen)
2
- alur yang terspesifikasi
2
- hubungan pembantu
2 -6
Derajat kebebasan
kmol/
4,0214
1,5554
78756,5554 1316,477
D
kg/jam
5,9703
78537,0989 1308,951
C2H4O2 ∑
LD
0
Universitas Sumatera Utara
Maka neraca massa pada reboiler (RB-01) : Berdasarkan Geankoplis (1997), untuk kondisi umpan masuk dalam keadaan bubble point (cair jenuh) sehingga q = 1 VD
= VB + (1-q) F
VD
= VB = 1316,4774 kmol/jam
LB
= VB + B
LB
= 1316,4774 kmol/jam + 52,4131kmol/jam
LB
= 1368,8905 kmol/jam
Alur 40 (B) Tabel LA.21 Komposisi Komponen Bottom Komponen
BM
kmol/jam
fr mol
H2O
18
2,1471
0,0410
C2H4O2
60
50,2660
0,9590
52,4131
1,0000
∑ Komposisi : H2O
: X40 H2O
= XVb H2O
= XLb H2O
C2H4O2
: X40C2H4O2
= XVb C2H4O2 = XLb C2H4O2
= 0,0410 = 0,9590
Alur 38 (LB) Total : N38 = N39 + N40 38
N
H2O
= 1368,8905 kmol/jam = 0,0410 x 1368,8905 kmol/jam = 56,0775 kmol/jam
N38 C2H4O2
= 0,9590 x1368,8905 kmol/jam = 1312,813 kmol/jam
Alur 39 (VB) Total : N39 = N38 – N40 39
N
H2O
= 1316,4774 kmol/jam = 0,0041 x 1316,4774 = 53,9304 kmol/jam
N39C2H4O2
= 0,9590 x 1316,4774kmol/jam = 1262,547 kmol/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.22 Neraca Massa Reboiler (RB-02) LB Komponen
H2O
kg/jam
3364,6493
C2H4O2 ∑
VB kmol/ jam
56,0775
kg/jam
3235,8211
B kmol/ jam
53,9304
kg/jam
kmol/ jam
38,6485
2,1471
94522,5376 1312,813
90903,3873 1262,547
3015,9585
50,2660
97887,1869 1368,890
94139,2084 1316,477
3054,6070
52,4131
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis Perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan Operasi
: kJ/jam
Temperatur Referensi : 25oC = 298,15 K Kapasitas
: 100.000 ton/tahun
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: T2
CpdT a(T
2
T1
b 2 c 3 d 4 2 3 4 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) 2 3 4
Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah: T2
Tb
T2
T1
T1
Tb
CpdT Cp1dT H VI Cp v dT
Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi: T
T
2 2 dQ rH r (T ) N CpdTout N CpdTin dt T1 T1
B.1 Data Perhitungan Cp Tabel LB.1 Nilai Konstanta a,b,c,d dan e untuk perhitungan Cp gas
Komponen Asam Asetat (CH3COOH) Asam Akrilat (C3H4O2) Propilen (C3H6) Akrolein (C3H4O) Oksigen (O2) Nitrogen (N2)
a (101) 34.8500 7.5755
b (10-2) 0.0376 0.2939
31,2900 11,9700 29,9883
0,0724 0,2106 -0,0114 -0,0030
29,4 34,047
Air (H2O) Karbondioksida (CO2) 19,0223 (Reklaitis, 1983 dan Yaws, C.L. 1998)
-0,0097 0,0796
c (10-4) 0.0003 -0.0002 0,0002 -0,0001 0,43E-4 5,45E-6 0,32E-4 -7,37E-5
d (10-7) 3,077E-07 2,044E-08 2,158E-07 0,1906E07 0,370E-07 5,131E-09 0,20E-07
e (10-11) 9,46E-11 0,90E-11 6,29E-11 65,9E-11 1,0E-11 0.4E-11 4,3E-11
3,74E-08
-6,1E-12
\
Universitas Sumatera Utara
Cpg = a + bT + cT2 + dT3 + eT4 T2
Cp dT a(T g
2
T1
[J/mol. K]
b 2 c 3 d 4 e 5 2 3 4 5 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) 2 3 4 5
Tabel LB.2 Nilai Konstanta a,b,c,dan d untuk perhitungan Cp cairan
Komponen a (101) Asam Asetat (CH3COOH) -18,944 Asam Akrilat (C3H4O2) 84,1540 Propilen (C3H6) 54,7180 Akrolein (C3H4O) 71,6660 Air(H2O) 18,296 (Reklaitis, 1983 dan Yaws, C.L. 1998)
b (10-1) 1,0971 0,5290 0,3451 0,3544 0,4721
Cp = a + bT + cT2 + dT3 T2
CpdT a(T
2
T1
c (10-3) d (10-6) -0,0029 2,927E-06 0,0014 1,729E-06 -0,0016 3,875E-06 -0,0011 1,764E-06 -0,0013 0,314E-06
[J/mol K]
b 2 c 3 d 4 2 3 4 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) (T2 T1 ) 2 3 4
Tabel LB.3 Data Panas Laten
Komponen Asam Asetat (CH3COOH) Asam Akrilat (C3H4O2) Akrolein (C3H4O) Air(H2O)
titik didih(K) 391,05 414 325,6 373
Panas laten (KJ/mol) 24,3 45,67 28,12 40,65
(Anonim, 2012 a ; Reklaitis , 1983) B.2 Panas Pembentukan Standar Tabel LB.4 Data Panas Pembentukan Standar
Komponen Asam Asetat (CH3COOH) Asam Akrilat (C3H4O2) Propilen (C3H6) Akrolein (C3H4O) Karbondioksida (CO2) Nitrogen (N2) Air (H2O) Sumber : (Reklaitis, 1983; Yaws, 1993)
∆Hof (Kj/kgmol) -432,3000 -336.22624 20.41792 -70.87696 -394 1,7639 -286
Universitas Sumatera Utara
LB.1 Heater (E-101)
Suhu reaksi pada reaktor R-101 adalah 355 oC. Sedangkan campuran gas propilen, oksigen, nitrogen dan air memiliki suhu 72.5 oC sehingga gas tersebut harus dipanaskan terlebih dahulu pada heater (E-101) sebelum diumpankan kedalam reaktor (R-101) dari 72.5 oC hingga menjadi 355 oC.
Neraca panas masuk Heater (T=72,50C=344,5K) Qin
8
=N
344, 5
oksigen
8
344, 5
8
8
344, 5
CpgdT +N nitrogen +N propilen CpgdT + N air CpldT
298,15
298,15
298,15
= (361,505 x 1405,2826 )+ (245,922 x 3209,92) + (183,50524 x 3759,675) = 3.839.360,4 kJ/jam Neraca panas keluar Heater (T=355=628K0C) Qout =N9oksigen
628
9
CpgdT +N
628
nitrogen
298,15 BP
(
9
CpgdT +N
298,15
628
propilen
9
CpgdT + N air
298,15
628
CpldT + ΔHvl + BP CpgdT )
298,15
= 361,505 x 9989,3041 + 1360 x 9840 + 245,922 x 27793,937+ 183,50524 x (8907,396 + 40656,2 + 5671,134) = 33.961.195 kJ/jam Panas yang dibutuhkan (Qs): QS = Qout - Qin = 33.961.195 kJ/jam – 3.476.034,1 kJ/jam = 30.121.834,48 kJ/jam Medium pemanas yang digunakan adalah superheated steam.
Universitas Sumatera Utara
Massa superheated steam (400oC) yang diperlukan adalah: m
=
dQ / dt Hs Hl
=
11493933,78 2631,9
= 4367,1620 kg/jam LB.2 Reaktor Oksidasi I (R-101)
Suhu reaksi pada reaktor R-101 adalah 355 oC (628 K).
Neraca panas masuk Reaktor (T=3550C=628K) Qin
628
=N9oksigen
9
CpgdT +N
628
nitrogen
298,15
9
CpgdT +N
628
propilen
298,15
9
CpgdT + N
298,15
BP
air(
CpldT
298,15
628
+ ΔHvl + CpgdT ) BP
= (361,505 x 9989,3041) + (1360 x 9840) + (245,922 x 27793,937)+ 183,50524 x (40656,2 + 5671, 1337 + 8907,396) = 438.115.798,6 kJ/jam Neraca panas keluar Reaktor (T=3550C=628K) Qout =N10oksigen
628
10
CpgdT +N
628
nitrogen
298,15
628
CpgdT ) + N
BP
10
BP
akrolein(
CpldT
298,15
CpldT
+ ΔHvl
298,15
298,15 BP
asam asetat (
10
CpgdT +N
628
+ ΔHvl + CpgdT ) N10karbondioksida BP
Universitas Sumatera Utara
628
CpgdT +
10
N
BP
CpldT
air(
298,15
298,15
628
+ ΔHvl + CpgdT ) + N
10
BP
asam akrilat (
BP
CpldT
298,15
628
+ ΔHvl + CpgdT ) BP
= (31,969 x 9989,304 )+ (1359,9498 x 9840) + 172,145 x( 25728,83 + 28112 + 3428,67) + 46,725 x ( 20367,77 + 24306,7 +12607,06)
+ (46,725 x
14391,713) + 27,05144 x(24349,283 + 45669,6 + 61094,412) = 54.172.104,38 kJ/jam Reaksi di dalam Reaktor Oksidasi: R1 r1
: C3H6(g) + O2(g) N C3H6 X C3H6 σ
C3H4O(g) + H2O(g)
245,922 (0,7) 172,1455 kmol/jam 1
Panas reaksi pada keadaan standar reaksi : Hor,298,K = [∆Hof produk- ∆Hof reaktan] = [(Hof C3H4O + Hof H2O) – (Hof: C3H6+ Hof O2] = [ (-70,876 + -286) – ((20,4179+0))] = - 377kJ/mol = -377.000 kJ/kmol Panas reaksi pada 355oC (628 K) Hor628K
= Hor,298,15K + ∑σs
333 ,15
CpdT
298 ,15
628 = ∆Hr(25oC)+ Cpakrolein dT + 298,15
628 Cp air dT 298,15
628 CpO 2 dT 298,15
628 Cp propilen dT 298,15 = (-377.000 + 74720,99) kJ/kmol = -302605,176 kJ/kmol Panas reaksi total (Hr1 tot) :
Universitas Sumatera Utara
Hr1 tot
= (r1x Hr1) = ( 172,1455 x -302605,176) = - 52092131,7 kJ/jam : C3H6(g)+3/2O2(g) → C3H4O2(g) + H2O(g)
R2 r2
N C3H6 X C3H6 σ
245,922 (0,11) 27,05144 kmol/jam 1
Panas reaksi pada keadaan standar reaksi : Hor,298,K = [∆Hof produk- ∆Hof reaktan]
= [(Hof C3H4O2 + Hof H2O) – (Hof: C3H6+ 3/2Hof O2] = [ (-336,2262 -286) – ((20,4179+0))] = - 643kJ/mol = -643.000 kJ/kmol Panas reaksi pada 355oC (628 K) Hor628K
= Hor,298,15K + ∑σs
333 ,15
CpdT
298 ,15
628 = ∆Hr(25 C)+ Cp asamakrilat dT + 298,15 o
628 Cp air dT 298,15
628 CpO 2 dT 298,15
628 Cp propilen dT 298,15 = (-643.000 + 148564,78) kJ/kmol = -494110,66 kJ/kmol Panas reaksi total (Hr2 tot) : Hr2 tot
= (r2x Hr2) = (27,05144 x -494110,66) = - 13.366.406,1 kJ/jam
R3 r3
: C3H6(g)+5/2 O2(g) N C3H6 X C3H6 σ
C2 H4O2(g)+ CO2(g) + H2O(g)
245,922 (0,19) 46,7252 kmol/jam 1
Universitas Sumatera Utara
Panas reaksi pada keadaan standar reaksi : Hor,298,K = [∆Hof produk- ∆Hof reaktan]
= [(Hof C2H4O2 + Hof H2O + Hof CO2) – (Hof: C3H6+ 5/2Hof O2] = [ (-434,84 -394-286) – ((20,4179+0))] = - 1135kJ/mol = -1.135.000 kJ/kmol Panas reaksi pada 355oC (628 K) Hor628K
628
= Hor,298,15K + ∑σs
CpdT
298 ,15
628 = ∆Hr(25 C)+ CpasamasetatdT + 298,15 o
628 CpCO 2 dT 298,15
628 CpO 2 dT 298,15
628 Cp air dT + 298,15
628 Cp propilen dT 298,15
= (-1.135.000 + 89124,74) kJ/kmol = -1045944,5 kJ/kmol Panas reaksi total (Hr3 tot) : Hr3 tot
= (r2x Hr3) = (46,7252 x -1045944,5) = - 48871985,09 kJ/jam
Maka, panas reaksi total : Hr tot
= Hr1 + Hr2 + Hr3 = (-52092131,7 - 13.366.406,1 – - 48871985,09) kJ/jam = -114330522,9 kJ/jam
Dengan demikian, selisih panas: T
T
2 2 dQ ΔH r tot N CpdTout N CpdTin dt T1 T1
dQ -114330522,9 kJ/jam + 54172104,38 – 438115798,6 kJ/jam dt
Universitas Sumatera Utara
dQ -498.274.217 kJ/jam dt
Tanda Q negatif, berarti sistem melepas panas sebesar -498.274.217 kJ/jam.
Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 kJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 60oC H = 251,13 kJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah :
m
Qtotal H Air pendingin (30 C ) - H air pendingin (600 C) 0
- 498274217 kJ/jam (117,43 - 251,13 ) kJ/kg 3726807,9 kg/jam
LB.3 Heater (E-102)
Suhu reaksi pada reaktor R-101 adalah 300 oC. Sedangkan suhu campuran antara keluaran knock out drum (akrolein, asam asetat, asam akrilat, air) dan udara (oksigen, nitrogen) adalah 44 oC sehingga gas tersebut harus dipanaskan terlebih dahulu pada heater (E-102) sebelum diumpankan kedalam reaktor (R-102) dari 44 oC hingga menjadi 300 oC.
Neraca panas masuk Heater (T= 440C=317 K)
Universitas Sumatera Utara
Qin
317
=N18oksigen
18 CpdT + N nitrogen
298 ,15
317
18 CpdT + N air
298 ,15
317
317
298 ,15
298 ,15
N18asam akrilat
18 CpdT + N asam asetat
317
18
CpdT + N
akrolein +
298 ,15
CpdT
= 100 x 560,758 + 376,19 x 554 + 429,427 x 1426,63 + 172,14 x 2399,55 + 27,05 x 8093,026 + 46,725 x 2471,187 = 1624546,3 kJ/jam Neraca panas keluar Heater (T=3000C=573K) Qout = N19oksigen
573
19 CpgdT + N nitrogen
298,15
573
CpgdT ) + N
19
akrolein
BP BP
CpldT +HVL +
298,15
573
(
573
19
CpgdT + N
BP
air (
298,15
BP
573
298,15
BP
CpldT + HVL +
CpgdT ) + N
19
asam asetat (
BP
CpldT +
HVL +
298,15
CpgdT )
+ N19asam akrilat
BP
573
298,15
BP
CpldT + HVL + CpgdT )
= (100 x 8296,66 ) + (376,19 x 8150) + 429,427 x (6492 + 40656 +5671,133) + (172,14 x ( 20467 + 28112 + 3428,67)) + ((27,05 x (17514,8 + 45669,6 + 61094,41) + ((46,725 x (15261,79 + 24306,7 + 12607,066) = 41.524.168 kJ/jam Panas yang dibutuhkan (Qs): QS = Qout - Qin = 41.524.168 kJ/jam – 1.624.546,3 kJ/jam = 39.899.621,59 kJ/jam Medium pemanas yang digunakan adalah produk dari keluaran reaktor, dimana suhu keluaran reaktor 3550C dan laju panasnya 468152382,7 KJ/jam Panas yang keluar reaktor = Qout reactor – Qs = 498.274.217 KJ/jam - 39899621,59 KJ/jam = 458374596 KJ/jam Menentukaan panas keluaran reaktor dari preheater
Universitas Sumatera Utara
Panas keluaran reaktor dari preheter 458374596 KJ/jam ∑ n Cpmh (T2 – 298,15) = 458374596 KJ/jam ∑ n Cpmh (T2 – 298,15) = 2113,995 Kmol/jam ∑
T2
298,15
Cp dT
Dengan metode iterasi diperoleh T2 = 161,8 0C LB.4 Cooler (E-103)
Suhu keluaran reaktor R-101 adalah 118 0C. Sedangkan untuk memisahkan gas oksigen, nitrogen, dan karbondioksida dilakukan pada suhu 30 oC, sehingga keluaran reaktor R-101 tersebut harus didinginkan terlebih dahulu pada cooler sebelum diumpankan kedalam Vertical Knock Out Drums (FG-101) dari suhu 118 0C hingga menjadi 28 oC.
Oksigen Nitrogen Akrolein Asam Asetat Air Karbondioksida Asam Akrilat
Oksigen Nitrogen Akrolein Asam Asetat Air Karbondioksida Asam Akrilat
30oC
161,8 0C
Panas masuk cooler (T =161,8 0C=389K)
Qin
= N13oksigen
391
391
BP
298,15
298,15
298,15
13 CpgdT + N nitrogen
13 CpgdT + N air (
391
BP
391
BP
298,15
BP
13 CpgdT + N akrolein (
(
CpldT + HVL +
CpgdT )
BP
BP
391
298,15
298,15
BP
12 CpldT + N asam asetat (
CpldT +
HVL +
+ N13asam akrilat
CpldT + HVL + CpgdT )
= 458371963,7 kJ/jam
Universitas Sumatera Utara
Panas keluar cooler (30oC=303K) 14
Qout = N
301
oksigen
CpgdT + N
14
301
nitrogen
298 301
14 CpldT + N air
298
301
CpgdT + N
14
301
akrolein
298
CpldT + N
14
298
14
asamasetat
298 301
karbondioksida
CpldT + N
CpgdT + N
14
298
301
asam akrilat
CpldT
298
= 31,96 x 147,401 + 1359,94 x 146 + 172,14 x 625,644 + 46,725 x 645,075 + 429,427 x 374,65 +46,752 x 186,557 + 27,05 x 2065,05 = 566167,7704 kJ/jam Qtotal = (566167,7704 –458371963,7) kJ/jam Tanda Q negatif, berarti sistem melepas panas sebesar 428618765,8 kJ/jam. Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 40oC H = 167,57 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah :
m
Qtotal H Air pendingin (30 C ) - H air pendingin (400 C) 0
428618765,8 kJ/jam (117,43 - 167,57 ) kJ/kg 8548439,69 kg/jam
LB.5 Reaktor Oksidasi II (R-102)
Suhu reaksi pada reaktor R-102 adalah 300 oC.
Universitas Sumatera Utara
Neraca panas masuk Reaktor (T=3000C=573K) Qin
573
573
BP
298,15
298,15
298,15
= N19oksigen
19 CpgdT + N nitrogen
19 CpgdT + N air (
573
BP
573
BP
298,15
BP
19 CpgdT + N akrolein (
(
CpldT + HVL +
CpgdT )
CpldT +
HVL +
+ N19asam akrilat
BP
573
BP
573
298,15
BP
298,15
BP
CpldT HVL +
19 CpgdT ) + N asam asetat (
CpldT + HVL + CpgdT )
= (100 x 8296,66 ) + (376,19 x 8150) + 429,427 x (6492 + 40656 +5671,133) + (172,14 x ( 20467 + 28112 + 3428,67)) + ((27,05 x (17514,8 + 45669,6 + 61094,41) + ((46,725 x (15261,79 + 24306,7 + 12607,066) = 41524168 kJ/jam Neraca panas keluar Reaktor (T=3000C=573K) Qout
=N20oksigen
573
20
CpgdT + N
nitrogen
298,15
573
BP
298,15
298,15
20 CpgdT + N asam asetat(
573
573
BP
BP
298,15
298,15
20 CpgdT ) + N karbondioksida
573
CpgdT ) + N
20
20 CpgdT + N air(
BP
asam akrilat (
BP
CpldT
298,15
CpldT
CpldT
+ HVL +
+ HVL +
573
+ HVL + CpgdT ) BP
= 9,62 x 8296 + 376,19 x 8150 + 51,02 x (15261 + 24306.7 + 12607,06) + 4,3 x 11731,33 +429,427 x (6492,72 + 40656,2 + 5671,13) + 194,89 x (17514,8 + 45669,6 + 61094,412) kJ/jam = 52955514,98 kJ/jam Reaksi di dalam Reaktor Oksidasi: R1 r1
: C3H4O(g) + 1/2O2(g) N C3H4O X C3H4O σ
C3H4O2(g) + H2O(g) 172,1455 (0,975) 167,84 kmol/jam 1
Panas reaksi pada keadaan standar reaksi : Hor,298,K = [∆Hof produk- ∆Hof reaktan]
Universitas Sumatera Utara
= [(Hof C3H4O ) – (Hof C3H4O2+ Hof O2] = [ (-336,226) – ((-70,87+0))] = - 265,34kJ/mol = -265.340 kJ/kmol Panas reaksi pada 300oC (573 K) Hor573K
= Hor,298,15K + ∑σs
573 ,15
CpdT
298 ,15
573 573 = ∆Hr(25 C)+ Cp asamakrilat dT - Cp akrolein dT 298,15 298,15 o
573 CpO 2 dT 298,15
= (-265.340 + 64000) kJ/kmol = -201000 J/kmol Panas reaksi total (Hr1 tot) : Hr1 tot
= (r1x Hr1) = (167,84 x 201000) = - 33800000 kJ/jam
R2 r2
: C3H4O (g)+3/2O2(g) → C2H4O2(g) + CO2(g)
N C3H4O X C3H4O σ
172,1455 (0,025) 4,303 kmol/jam 1
Panas reaksi pada keadaan standar reaksi : Hor,298,K = [∆Hof produk- ∆Hof reaktan]
= [(Hof C2H4O2 + Hof CO2) – (Hof: C3H4O + 3/2Hof O2] = [ (-434,843 -394) – ((-70,87+0))] = - 758 kJ/mol = -758.000 kJ/kmol Panas reaksi pada 300oC (573 K) Hor573K
= Hor,298,15K + ∑σs
573
CpdT
298 ,15
Universitas Sumatera Utara
573 = ∆Hr(25 C)+ Cp asamasetat dT + 298,15 o
573 CpCO 2 dT 298,15
573 Cp O 2 dT 298,15
573 Cp akrolein dT 298,15 = (-758.000 + 36000) kJ/kmol = -754000 kJ/kmol Panas reaksi total (Hr2 tot) : Hr2 tot
= (r2x Hr2) = (4,3036 x -754000) = - 3.250.000 kJ/jam
Maka, panas reaksi total : Hr tot
= Hr1 + Hr2 = (- 33800000 - 3.250.000) kJ/jam = -3700000 kJ/jam
Dengan demikian, selisih panas: T
T
2 2 dQ ΔH r tot N CpdTout N CpdTin dt T1 T1
dQ -3700000 kJ kJ/jam +52955514,98 – 41524168 kJ/jam dt
dQ -25.600.000kJ/jam dt
Tanda Q negatif, berarti sistem melepas panas sebesar -25.600.000kJ/jam. Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 28oC H = 117,43 kJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 60oC H = 251,13 kJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Universitas Sumatera Utara
Air pendingin yang diperlukan adalah :
m
Qtotal H Air pendingin (30 C ) - H air pendingin (600 C) 0
- 25.600.000 kJ/jam (117,43 - 251,13 ) kJ/kg 191574,4 kg/jam
LB.6 Heater (E-104)
Suhu umpan masuk ke Unit Destilasi adalah 117,85 oC, sehingga umpan harus dipanaskan dulu hingga mencapai suhu umpan masuk destilasi.
Air Asam Asetat Asam Akrilat (117,85oC)
Air Asam Asetat Asam Akrilat (30oC)
Panas Masuk (T=300C=301 K): 301
301
301
298
298
298
Q24 = N24air CpldT + N24 asam asetat CpldT + N24 asam akrilat CpldT = 429,427 x 224,725 + 51,02 x 386,58 + 194,89 x 1233,58 = 356647,455 kJ/jam
Panas Keluar (T=117,85 = 390,85K) : Q25
BP
= N25air (
CpldT + HVL +
298,15
N25 asam
390,85
25 CpgdT ) + N asam asetat
BP
390,85
CpldT
+
298,15
390,85
akrilat
CpldT
298,15
= 429,427 x (607,52+5671,133 + 40656,2) + 51,02 x6387,80 + 194,89 x 46500,29
Universitas Sumatera Utara
=29543677,56 kJ/jam Qtotal
= Qout - Qin = (29543677,56 – 356647,455) kJ/jam =29187030,1 kJ/jam
Medium pemanas yang digunakan adalah superheated steam. Massa superheated steam (400oC) yang diperlukan adalah: m
=
dQ / dt Hs Hl
=
29187030,1 2631,9
= 11100 kg/jam LB.7 Cooler (E-105)
Suhu keluaran reaktor R-102 adalah 3000C. Sedangkan untuk memisahkan gas oksigen, nitrogen, dan karbondioksida dilakukan pada suhu 30 oC, sehingga keluaran reaktor R-102 tersebut harus didinginkan terlebih dahulu pada cooler sebelum diumpankan kedalam Vertical Knockiut Drums (FG-102) dari suhu 3000C hingga menjadi 30 oC.
Oksigen Nitrogen Asam Asetat Air Karbondioksida Asam Akrilat
Oksigen Nitrogen Asam Asetat Air Karbondioksida Asam Akrilat
30oC
3000C
Panas masuk cooler (T =3000C=573K) Panas masuk alur 20 = Panas keluar Reaktor II (R-102) Qin
=N20oksigen
573
573
BP
298 ,15
298 ,15
298,15
20 CpdT + N nitrogen
20 CpdT + N asam asetat(
CpldT
+ HVL +
Universitas Sumatera Utara
573
CpgdT ) +
20
N
573
CpdT +
karbondioksida
BP
20
N
BP
CpldT
air(
573
BP
573
BP
298,15
BP
20 CpgdT ) + N asam akrilat (
+ HVL +
298,15
298 ,15
CpldT + HVL + CpgdT )
= 9,62 x 8296 + 376,19 x 8150 + 51,02 x (15261 + 24306.7 + 12607,06) + 4,3 x 11731,33 +429,427 x (6492,72 + 40656,2 + 5671,13) + 194,89 x (17514,8 + 45669,6 + 61094,412) kJ/jam = 52955514,98 kJ/jam Panas Keluar cooler (30oC=303K) 301
Qout = N21oksigen CpgdT + N21nitrogen 298
301
CpldT
21
+N
301
21 CpgdT + N asam
karbondioksid
asetat
298
301
298
301
CpgdT + N
298
21
CpldT
+ N21air
298
301
asam akrilat
CpldT
298
= 9,623 x 147,4012 + 376,19 x146 + 51,02 x 645,075 + 429,427 x 374,659 + 4,3 x 186,557 + 194,89 x 2065,0554 = 653304,05 kJ/jam Qtotal = (653304,05–52955514,98) kJ/jam Tanda Q negatif, berarti sistem melepas panas sebesar -52.302.210,93.kJ/jam. Data air pendingin yang digunakan: T masuk= 28oC H = 117,3 kJ/kg T keluar= 60oC H = 251,13 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003) (Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah :
m
Qtotal H Air pendingin (60 C ) - H air pendingin (300 C) 0
- 52302210,93 kJ/jam (251,13 - 117,3 ) kJ/kg 390810,8117 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LB.8 Unit Destilasi I (D-101)
Asam Akrilat Asam Asetat Air
Asam Akrilat Asam Asetat Air
Asam Akrilat Asam Asetat Air
Panas Masuk : Panas yang masuk kondensor (VD) pada T = 117,85oC (390,85 K) 390,85
390,85
BP
298
298
298
26 CpldT + N asam asetat
Q26 = N26asam akrilat
26 CpldT + ΔHvl + N air( CpldT +
390,85
CpgdT )
ΔHvl +
BP
= 43214879,38 kJ/jam Panas Refluks keluar kondensor (LD) pada T = 94oC (371,85 K)
Q28
28
= N
371,85
asam akrilat
CpldT
28
+ N
371,85
asam asetat
298,15
CpldT
28
+N
BP
air (
CpldT
+
298,15
298,15
371,85
ΔHvl +
CpgdT )
BP
= 19382856,55 kJ/jam Panas destilat keluar kondensor pada T = 94oC (371,85 K)
Q29
= N29asam akrilat
371,85
371,85
BP
298,15
298,15
298,15
29 CpldT + N asam asetat
29 CpldT + N air
CpldT
+
Universitas Sumatera Utara
371,85
CpgdT
ΔHvl +
BP
= 20264519,12 kJ/jam Panas yang masuk reboiler (Lb) pada T = 117,85 oC (391,071 K)
Qin
= N30asam akrilat
391, 071
391, 071
298 ,15
298 ,15
30 CpldT + N asam asetat
CpldT
= 52790098,55 kJ/jam Panas yang keluar reboiler (B) pada T = 144,75oC (417,75 K)
Qout
30
=N
417 , 75
CpldT
asam akrilat
30
+ N
417 , 75
asam asetat
298 ,15
CpldT
298 ,15
= 21031471 kJ/jam Panas yang keluar reboiler (Vb) pada T = 144,75oC (417,75 K)
Qout
= N30asam akrilat
417 , 75
BP
298 ,15
298,15
30 CpldT + ΔHvl + N asam asetat
CpldT
+ ΔHvl +
417, 75
CpgdT
BP
= 102644181,4 kJ/jam LB.8.1 Kondensor
Qs
= Qoutput - Qinput
Qs
=(19382856,55 + 20264519,12) – 43214879,38 = -3567503,708 kJ/jam
Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 40oC H = 167,57 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah : m
H Air pendingin
Qtotal (30 C ) - H air pendingin (40 0 C) 0
3567503,708 kJ/jam (117,43 - 167,57 ) kJ/kg 71150,8517 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LB.8.2 Reboiler
Qs
= Qoutput - Qinput = (21031471 + 102644181,4) – 52790098,55 = 70885554,19 kJ/jam
Massa steam yang diperlukan: Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi: Suhu
:400 oC
Tekanan
: 5 atm
m =
Qs (Smith, dkk. 1996) ∆Hvl
ΔHvl
= 2631,9 KJ/Kg
m
= 70885554,1 9
(Smith, dkk. 1996)
2631,9
= 26933,2247 kg/jam LB.9 Unit Destilasi II (D-102)
Panas Masuk : Panas yang masuk kondensor (Qv) pada T = 95,2oC (368,2 K)
Qin = N35asam akrilat
368, 2
35 CpldT + N asam asetat
298
368, 2
CpldT + N
298
35
368, 2
air
CpldT
298
Universitas Sumatera Utara
= 2317544,78 kJ/jam Panas Refluks keluar kondensor (QLo) pada T = 93,85oC (366,85 K)
Qin
= N38asam akrilat
366,85
366,85
366,85
298
298
298
38 CpldT + N asam asetat
38 CpldT + N air
CpldT
= 41572,1002 kJ/jam Panas destilat keluar kondensor pada T = 93,85oC (366,85 K)
Qout
37
= N
368, 2
asam akrilat
CpldT +
37
N
368, 2
CpldT + N
asam asetat
298
37
368, 2
CpldT
air
298
298
= 2237031,3 kJ/jam Panas yang masuk reboiler (Ld) pada T = 95,2oC (368,2 K)
Qin
= N38asam akrilat
358,84
358,84
358,84
298
298
298
38 CpldT + N asam asetat
38 CpldT + N air
CpldT
= 5034778,6 kJ/jam Panas yang keluar reboiler (B) pada T = 118,65oC (391,65 K)
Qout
40
=N
391, 65
asam akrilat
CpldT +
40
N
391, 65
asam asetat
298
CpldT + N
40
BP
air
CpldT + ΔHvl +
298
298
391, 65
CpgdT
BP
= 736079,2174 kJ/jam Panas yang keluar reboiler (Vb) pada T = 118,65oC (391,65 K)
Qout
= N39asam akrilat
391, 65
39 CpldT + N asam asetat
298
391, 65
CpldT + N
298
39
BP
air
CpldT +
298
391, 65
ΔHvl +
CpgdT
BP
= 6104146,44 kJ/jam
Universitas Sumatera Utara
LB.9.1 Kondensor
Qs
= Qoutput - Qinput
Qs
=( 41572,1002 + 2237031,3) – 2317544,78 = 38941,384 kJ/jam
Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 40oC H = 167,57 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah : m
H Air pendingin
Qtotal (30 C ) - H air pendingin (40 0 C) 0
38941,384 kJ/jam (117,43 - 167,57 ) kJ/kg 776,653 kg/jam
LB.9.2 Reboiler
Qs
= Qoutput - Qinput = (736079,2174 + 6104146,44) -5034778 = 1805447,057 kJ/jam
Massa steam yang diperlukan: Steam yang digunakan adalah superheated steam dengan kondisi: Suhu
:400 oC
Tekanan
: 5 atm
m =
Qs (Smith, dkk. 1996) ∆Hvl
ΔHvl
= 2631,9 KJ/Kg
m
= 1805447,05 7
(Smith, dkk. 1996)
2631,9
= 2088,9862 kg/jam LB.10 Cooler (E-107)
Hasil produk bawah unit destilasi II (D-102) kemudian akan disimpan dalam tanki penyimpanan produk (TT-102) sehingga diperlukan unit cooler untuk menurunkan suhu dari 118,65oC menjadi 30oC.
Universitas Sumatera Utara
Asam Asetat Asam Akrilat Air
Asam Asetat Asam Akrilat Air
o (30 C) o
o (118,65 C)
Panas Masuk (T=118,65 oC= 391,65 K ) : Qin
= N40asam asetat
361, 65
361, 65
361, 65
298,15
298,15
298,15
40 CpldT + N asam akrilat
40 CpldT + N air
CpldT
= 726156kJ/jam Panas Keluar(T=30 oC= 303 K ) : Qout
303
303
303
298,15
298,15
298,15
= N41C2H4O2
41 CpldT + N n-C6H10O2
41 CpldT + N sec-C6H10O2
CpldT
= 47370,69818 kJ/jam Maka Q total = (47370,69-726156) kJ/jam = -678785,3058 Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 40oC H = 167,57 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah :
m
Qtotal H Air pendingin (30 C ) - H air pendingin (600 C) 0
678785,3058kJ/jam (117,43 - 167,57 ) kJ/kg 13537,80027 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LB.11 Cooler (E-106)
Hasil produk bawah unit destilasi I (D-101) kemudian akan disimpan dalam tanki penyimpanan produk (TT-101) sehingga diperlukan unit cooler untuk menurunkan suhu dari 144,75oC menjadi 30oC.
Asam Asetat Asam Akrilat Air
Asam Asetat Asam Akrilat Air
o (30 C) o
o
(144,75 C)
Panas Masuk (T=144,75oC = 417 ,75 K): Qin
= N32asam asetat
417 , 75
417 , 75
417 , 75
298 ,15
298 ,15
298 ,15
32 CpldT + N asam akrilat
32 CpldT + N air
CpldT
=21031471,36 kJ/jam
Panas Keluar (T=30oC = 303 K): Panas Keluar alur = Qout
= N33asam asetat
298
298
298
298
298
298
33 CpldT + N asam akrilat
33 CpldT + N air
CpldT
= 0,2551 x 645,075 + 192,94 x 398431,8 = 398596,36 kJ/jam Maka Q total = (398596,36 – 21031471,36) = -20632875,01 kJ/jam Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 40oC H = 167,57 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah :
Universitas Sumatera Utara
m
Qtotal H Air pendingin (30 C ) - H air pendingin (600 C) 0
20632875,01 kJ/jam (117,43 - 167,57 ) kJ/kg 411505,2854 kg/jam
LB.12 Cooler (E-108)
Suhu keluaran kompresor JC-102 adalah 774,40C. Sedangkan untuk menurunkan suhu steam menjadi 151,8oC maka harus didinginkan terlebih dahulu pada cooler sebelum diumpankan kedalam mixing point I.
Steam
Steam
o
o (151,8 C)
(744 C)
Panas Masuk (T=744oC = 1017 K): Qin
1017
= N3asam asetat
CpgdT
298,15
= 183,4 kmol/jam x 24338,66561 kJ/kmol = 4463711,27 kJ/jam Panas Keluar (T=151,8oC = 424,8 K) Qout
= N42asam asetat
424 ,8
CpgdT
298
= 183,4 kmol/jam x 1769,049 kJ/mol = 324443,667 kJ/jam Maka Q total = (398596,36 – 4463711,273)
Universitas Sumatera Utara
= -4139267,60 kJ/jam Data air pendingin yang digunakan: T masuk
= 30oC H = 117,43 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
T keluar
= 40oC H = 167,57 KJ/Kg
(Geankoplis, 2003)
Air pendingin yang diperlukan adalah :
m
Qtotal H (30 C ) - H air pendingin (600 C) 0
4139267,60 kJ/jam (117,43 - 167,57 ) kJ/kg 30929,29kg/jam
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.1 Tangki Penyimpanan Propilen ( C3H6) (V-101)
Fungsi
: Menyimpan propilen untuk kebutuhan 10 hari
Bahan Konstruksi
: Low alloy steel SA-353
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jenis Sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 4 unit
Data Perhitungan:
Temperatur,
T = -4,63oC
Tekanan,
P = 13 atm
Kebutuhan perancangan,
t = 10 hari
Laju alir massa,
F = 10328,7325 kg/jam
ρ dalam fasa cair,
ρ = 507,5 kg/m3
(Hysis, 2012)
Perhitungan Ukuran Tangki: 1. Volume Tangki
V propilen =
10328,7325 kg / jam 10 hari 24 jam / hari = 4884,523 m3 507,5 kg / m3
V propilen untuk 1 tangki = 4884,523 m3/4 = 1221,1309 m3 V propilen = 322588,6 gal Untuk tangki dengan volume lebih besar daripada 10.000 gal, maka digunakan tangki vertikal (Walas, dkk, 2005). Faktor kelonggaran mengikuti Faktor kelonggaran = 20% Volume tangki, Vt = 1,2 × 1221,1309
=
1,465.3571 m3
2. Diameter dan tinggi shell
Direncanakan: Tinggi shell tangki : diameter tangki Tinggi tutup tangki : diameter tangki Volume shell tangki (Vs) Vs = ¼ π D2Hs
Hs : D = 5 : 4 Hh : D = 1 : 4
Universitas Sumatera Utara
Vs =
5 D 3 16
Volume tutup tangki (Vh) ellipsoidal, Vh =
24
D3
Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh 3 5 D D 3 + 1,465.3571 = 16 12 19 3 D 1,465.3571 = 48 Maka diameter tangki, D = 10.5609 m Tinggi shell tangki, Tinggi tutup tangki, Tinggi tangki,
Hs D 13,2012m D Hh D 2,6402 m Hh = D Hs =
Ht = Hs + 2Hh = 18,4816 m
3. Tebal shell tangki dan tutup tangki
Untuk tutup atas tangki: Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%: Poperasi
= 1,317.2250 kPa
= 1,2 × 1,317.2250 kPa = 1580,67 kPa Pdesain Untuk shell tangki dan tutup bawah tangki :
1221,1309 m3 18,4816 m 11,00m Tinggi cairan dalam tangki, h = 1465,3571m3 Tekanan hidrostatik: P = ρ × g × h = 507 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 11,00 m = 54,713 kPa Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%: P operasi = 1,317.2250 kPa + 54,713 kPa = 1371,93 kPa P desain = 1,2 × 1371,93 = 1646,326 kPa
Joint efficiency, E = 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
Allowable stress, S = 22500 psia= 155.131,4984 kPa (Brownell dan Young,1959) Faktor korosi, C = 0,0032
(Peters, 2004)
Umur alat, n = 10 tahun Tebal shell tangki :
Universitas Sumatera Utara
t=
P D nC 2SE 1.2 P
t=
1646,32610.5609 10 (0,0032) 2 155.131,4984 0,8 1.2 1646,326
t = 4,0404 in tebal shell standar yang digunakan = 4 in. Tebal tutup tangki bawah :
t=
P D nC 2SE 0,2P
t=
1646,32610.5609 10 (0,0032) 2 155131,4984 0,8 0,2 1646,326
t = 4,022 in tebal shell standar yang digunakan = 4 in. Tebal tutup tangki atas :
t=
P D nC 2SE 0,2P
t=
1580,67 8,6306 10 (0,0032) 2 155131,4984 0,8 0,2 1580,67
t = 1,4638 tebal shell standar yang digunakan = 1,5 in.
LC.2 Tangki Penyimpanan Larutan Asam Akrilat (TT-101)
Fungsi
: Menyimpan larutan asam akrilat untuk kebutuhan 10 hari
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA – 285 Grade C
Bentuk
: Silinder vertical dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Jenis Sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 3 unit
Kondisi Operasi
:
Tekanan
= 1 atm = 101,325 kPa
Temperatur
= 25oC = 298,15 K
Universitas Sumatera Utara
Laju alir massa
= 13906,58 kg/jam
Kebutuhan Perancangan
= 10 hari
Faktor Kelonggaran
= 20%
Perhitungan Ukuran Tangki: 1. Volume Tangki
V larutan =
13906,5 kg / jam 10 hari 24 jam/ hari = 3178,3627 m3 3 1051kg / m
Volume untuk 1 tangki = 3178,3627/3 = 1059,4542 m3 Faktor kelonggaran = 20% Volume tangki, Vt = 1,2 × 1059,4542 = 1271,345 m3 2. Diameter dan tinggi shell
Direncanakan: Tinggi shell tangki : diameter tangki Hs : D = 5 : 4 Tinggi tutup tangki : diameter tangki Hh : D = 1 : 4 Volume shell tangki (Vs) Vs = ¼ π D2Hs 5 D 3 Vs = 16 Volume tutup tangki (Vh) ellipsoidal, Vh =
24
D3
Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh 3 5 D D 3 + 1271,345 = 16 12 19 3 D 1271,345 = 48 Maka diameter tangki, D = 10,0726 m
Hs D 12,5908m D Hh D 2,5182m Tinggi tutup tangki, Hh = D Tinggi shell tangki,
Hs =
Tinggi tangki,
Ht = Hs + 2Hh = 17,6271 m
4. Tebal shell tangki dan tutup tangki
Untuk tutup atas tangki:
Universitas Sumatera Utara
Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%: Poperasi = 101,325 kPa Pdesain = 1,2 × 101,325 kPa = 121,59 kPa Untuk shell tangki dan tutup bawah tangki :
1059,45m3 212,5908 m 10,4923 m Tinggi cairan dalam tangki, h = 1271,345m3 Tekanan hidrostatik: P = ρ × g × h = 1051 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 10,4923 m = 108,068 kPa Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%: P operasi = 101,325 kPa + 108,068 kPa = 209,393 kPa P desain = 1,2 × 126,3485 = 251,272 kPa
Joint efficiency, E = 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
Allowable stress, S = 13.750 psia = 94.802,58 kPa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi, C = 0,0125 m
(Peters, 2004)
Umur alat, n = 10 tahun Tebal shell tangki :
t=
P D nC 2SE 1,2P
t=
251,27210,0726 10 (0,0125) 2 94.802,58 0,8 1,2 251,272
t = 5,5804 in tebal shell standar yang digunakan = 6 in. Tebal tutup tangki bawah :
t=
P D nC 2SE 0,2P
t=
251,27210,0726 10 (0,0125) 2 94.802,58 0,8 0,2 251,272
t = 5,5793 in tebal shell standar yang digunakan = 6 in.
Universitas Sumatera Utara
Tebal tutup tangki atas :
t=
P D nC 2SE 0,2P
t=
121,5900 2,0774 10 (0,0125) 2 94.458,21 0,8 0,2 121,5900
t = 5,2401 in tebal shell standar yang digunakan = 5,5 in LC.3 Tangki Penyimpanan Larutan Asam Asetat (TT-102)
Fungsi
: Menyimpan larutan asam asetat untuk kebutuhan 10 hari
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA – 285 Grade C
Bentuk
: Silinder vertical dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Jenis Sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
:
Tekanan
= 1 atm = 101,325 kPa
Temperatur
= 30oC = 298,15 K
Laju alir massa
= 3054,6070 kg/jam
Kebutuhan Perancangan
= 10 hari
Faktor Kelonggaran
= 20%
Perhitungan Ukuran Tangki: 1. Volume Tangki
V larutan =
3054,6070 kg / jam 10 hari 24 jam / hari = 692,4394 m3 3 1055 kg / m
Faktor kelonggaran = 20% Volume tangki, Vt = 1,2 × 692,4394 = 830,927 m3 2. Diameter dan tinggi shell
Direncanakan: Tinggi shell tangki : diameter tangki Hs : D = 5 : 4 Tinggi tutup tangki : diameter tangki Hh : D = 1 : 4 Volume shell tangki (Vs) Vs = ¼ π D2Hs
Universitas Sumatera Utara
Vs =
5 D 3 16
Volume tutup tangki (Vh) ellipsoidal, Vh =
24
D3
Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh 3 5 D D 3 + 830,927 = 16 12 19 3 D 830,927 = 48 Maka diameter tangki, D = 8,202 m H Tinggi shell tangki, Hs = s D 10,2524 m D
H Hh = h D 2,050 m D Tinggi tangki, Ht = Hs + 2Hh = 14,353 m 3. Tebal shell tangki dan tutup tangki Untuk tutup atas tangki: Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%: Poperasi = 101,325 kPa Pdesain = 1,2 × 101,325 kPa = 121,59 kPa Untuk shell tangki dan tutup bawah tangki : Tinggi tutup tangki,
Tinggi cairan dalam tangki, h =
692,4394m 3 8,202m 8,5437 m 830,9272m 3
Tekanan hidrostatik: P = ρ × g × h = 1051 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 10,4923 m = 88,33 kPa Tekanan operasi dengan faktor keamanan 20%: P operasi = 101,325 kPa + 88,33kPa = 189,658 kPa P desain = 1,2 × 189,658 = 227,590 kPa
Joint efficiency, E = 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
Allowable stress, S = 13.750 psia = 94.802,58 kPa
(Brownell dan Young, 1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 m
(Peters, 2004)
Umur alat, n = 10 tahun
Universitas Sumatera Utara
4.
Tebal shell tangki :
t=
P D nC 2SE 1,2P
t=
227,590 8,202 10 (0,0125) 2 94.802,58 0,8 1,2 227,590
t = 5,4075 in tebal shell standar yang digunakan = 5,5 in.
5. Tebal tutup tangki bawah :
t=
P D nC 2SE 0,2P
t=
227,590 8,202 10 (0,0125) 2 94.802,58 0,8 0,2 227,590
t = 5,4068 in tebal shell standar yang digunakan = 5,5 in. 6. Tebal tutup tangki atas :
t=
P D nC 2SE 0,2P
t=
121,5900 8,202 10 (0,0125) 2 94.458,21 0,8 0,2 121,5900
t = 5,1810 in tebal shell standar yang digunakan = 5,5 in LC.4 Kompresor (JC-101)
Fungsi
: Menaikkan tekanan udara agar sesuai dengan kondisi operasi reactor (R-101).
Jenis
: Reciprocating compressor
Jumlah
: 1 unit
Data: Laju alir massa
= 49646,77 kg/jam
ρcampuran
= 0,9841 kg/m3
Universitas Sumatera Utara
P1
= tekanan masuk
= 1 atm
= 101,325 kPa = 14,51 psia
P2
= tekanan keluar
= 5 atm
= 506,625 kPa = 72,54 psia
1. Kondisi Operasi :
a) Tekanan Suction, Ps
= 14,508 psia
b) Temperatur Suction, Ts
= 25 0C
c) Tekanan Discharge, Pd
= 72,54 psia
d) Temperatur Discharge, Pd
= 250 0C
e) Ratio specific heat , k
= 1,406(Ludwig vol III,pers.(12-8))
f) Overall compressor ratio, Rc
= 72,54/14,508 = 5
Rc maksimal / stage
= 10
2. Kapasitas Power (BHP)
Menghitung bhp/MMSCFD menggunakan persamaan (12-27), Ludwig vol III
Bhp
kapasitas bhp bhp / MMSCFD x 6 10 = brake horse power
MMSCFD
= Million Standard Cubic Feet per 24 hour day, yaitu kapasitas inlet pada kondisi 14,4 psia dan suction temperatur = 86 oF
Dengan nilai Rc = 5, k = 1,406 3. Menghitung kapasitas inlet gas alam
Volume 1 gmol gas pada 30 oC, 20 bar
= 22.4 x (1/5)x (298/273.15) = 4,89 L
Rate mol
= 1721,455 kgmol/jam
Volume gas
= 4,89 L x 1721,455 kgmol/jam = 8413733,42 l/jam = 7131037,96 CFD (Cubic Feet per Day)
karena nilai bhp/MMSCFD yang diperoleh berdasarkan kondisi 14.4 psia dan suction temperatur 86 oF maka : T P V1 V0 1 T0 P1 Volume gas = 12588717,83 CFD Bhp
= (bhp/MMCSFD) dari grafik x (Volume gas/106) = 110 x (12588717,83/ 106)
Universitas Sumatera Utara
= 1384,76 hp Efisiensi ditentukan
= 85 % (Timmerhaus, 1991)
Sehingga power kompresor =1384,76/85 % = 1629,13 hp = 1214,84 kW LC.5
Heater (E-101)
Fungsi
: menaikkan temperatur campuran gas sebelum diumpankan ke reaktor (R-101). : Shell and tube heat exchanger : ¾ in BWG 16, panjang 16 ft, 6 pass : 1 unit
Tipe Dipakai Jumlah 1. Neraca Energi
Fluia panas (Superheated steam)
Laju alir umpan masuk
= 4367,1620 kg/jam = 9627,8454 lb/jam
Temperatur awal (T1)
= 400 oC
= 752oF
Temperatur akhir (T2)
= 151,84 oC
= 305,312oF
Fluida dingin (campuran gas)
Laju alir umpan masuk
= 63.278,6008 kg/jam = 139.504,0033 lb/jam
Temperatur awal (t1)
= 72,5oC = 162,5 oF
Temperatur akhir (t2)
= 355oC = 671oF
Panas yang diserap (Q)
= 11.493.933,7837 kJ/jam = 10.894.306,7522 Btu/jam
2. ∆T = beda suhu sebenarnya Fluida panas T1 = 752oF T2 = 305,312oF T1-T2=446,6oF
LMTD =
Temperatur lebih tinggi Temperatur lebih rendah Selisih
t 2 t1 t ln 2 t1
Fluida dingin t2 = 671oF t1 = 162,5oF t2 –t1 = 508,5oF
selisih ∆t1 = 81oF ∆t2 = 142,812oF ∆t2- ∆t1 = -61,81oF
61,81 109,0005oF 142,812 ln 81
R=
T1 T2 446 ,6 = 0,878 t2 t1 508 ,5
S=
t 2 t1 508,5 0,863 T1 t1 589,5
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,7
Universitas Sumatera Utara
(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 73,3004oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 752,00 305,312 528,656oF 2 2 t t 671 162,5 416,75oF tc = 1 2 2 2
Tc =
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= ¾ in
diameter dalam (ID)
= 0,602 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 16 ft
at’
= 0,1963 ft2
Trial 1. a. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 100 – 200 Btu/(j.ft2.oF)
Coba UD = 120 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube) Luas perpindahan panas, A =
Q 10.894.306,7522 1.189,848 ft2. U D .t 120 76,3004
Luas permukaan per ft panjang pipa 3/4 “ OD = 0,1963 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
1.189,848 378,836 buah 0 ,1963 16
b. Coba tube passes = 6 (n=6) Dari tabel 9, untuk 3/4 “ OD dan 1 5/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 378 tubes dengan ID shell = 23,25 in. c. Pembetulan harga UD A = 378 × 16 × 0,1963 = 1187,224 ft2. UD =
Q 10.894.306 ,7522 2o 120,2655 Btu/(j.ft . F) A t 1187 ,224 73,004
Universitas Sumatera Utara
Fluida panas – Shell Side 1. luas aliran (as) ID 23,25 4,65 in B= 5 5 C’ = PT – OD C’ = 1,3125 – 0,75= 0,5625
as = ID C ' B
144 PT n '
= 23,25 (0,563 ) 4,65 144 1,325 1
=
0,3218 ft2
2. Kecepatan Massa (Gs) W 9627,854 = Gs = as 0,3218 = 29.922,128 lbm/ft2.jam
Fluida dingin – Tube Side Nt at ' 378 0,302 1. at = = 144 n 144 6 2 = 0,1321 ft
2. Kecepatan massa (Gt) w 139.504,00 33 = Gt = at 0,1321 = 1.055.848,6534 /ft2.jam 3. Bilangan Reynold (Ret) Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 3/4 in 16 BWG Dt = 0,602 in = 0,0502 ft μ = 0,0350cP = 0,0847 lbm/ft.jam Ret =
Dt x Gt
= 0,0502x 1.055.848, 6534 0,0847
3. Bilangan Reynold (Res) De = 0,55 in [fig. 28] = 0,0458 ft μ = 0,0296 cP = 0,0716 lbm/ft.jam Res= De Gs
= 625.364,9049 4. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834) diperoleh jH = 1000 5. Pada tc = 416,75 0F Cp = 16,57 btu/lbm.0F k = 0,0251 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996)
= 0,048 29.922,128 0,0716
Cp k
= 19.158,4507
1/ 3
= 16,57 0,0154
0,0251
6. hio jH k Cp Res = 19.158,4507diperoleh t Dt k jH =90 0,0251 hio (Kern,1950,hal.838)
5. Pada Tc = 528,656 0F Cp = 9,39 btu/lbm.0F k = 0,041 btu/jam.ft.0F u = 0,03 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996) Cp k
1/3
= 9,39 x 0,03
= 2,9075
4. Dari Gambar 28
1/ 3
1/ 3
0,041
= 1,887 1/ 3
ho k Cp 6. jH s Ds k ho 0,041 90 1,887 s 0,0458
t
370
0,0517
1/ 3
2,9075
= 432,4479 btu/jam.ft.0F Pressure drop 7. untuk Ret = 182.698,957 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,00013 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,64 Φt = 1 8. ∆Pt
=
f Gt 2 L n 5,22.1010 Dt s t
0,0000852 131.783,7046 2 20 4 5,22.1010 0,0517 0,64 1
Universitas Sumatera Utara
= 12,663 btu/jam.ft.0F 7. untuk trial dianggap Φs = 1 8. ho = 12,663 btu/jam.ft.0F
= 0,1046 psi
9. Gt = 131.783,7046/ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : Pressure drop v2/2g = 0,0015 9. untuk Res = 19158,4507 Dari Gambar 29, hal. 839 4n v 2 44 2 2 = ∆Pr = 0,0015 diperoleh f = 0,00267 ft /in s 2 g 0,64 Spesifik gravity (s) = 0,77 = 0,00375 psi Ds = 1,9375 ft ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr Φs = 1 = 0,1046 + 0,00375 10. jumlah crosses = 0,1421 psi N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (16 / 4,65) Pressure Drop < 10 psi = 41,3 Maka spesifikasi dapat diterima. 11. ∆Ps f Gs 2 Ds N 1 = 5,22.1010 De s s
0,00267 29.922,1282 1,9375 41,3 5,22.1010 0,0458 0,771 ∆Ps = 0,1038 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.6 Heater (E-102)
Fungsi
: Menaikkan temperatur hasil campuran pada mixer (M-101) dari 44 o
C menjadi 300 oC sebelum masuk ke dalam reaktor (R-102)
Jenis
: 2-4 shell and tube
Dipakai
: ¾ in BWG 16, panjang 16 ft, 4 pass
Jumlah
: 1 unit
1. Neraca Energi Fluida Panas (gas keluaran reaktor)
Laju alir fluida masuk (W)
= 63.278,6008kg/jam = 139.504,0033
Temperatur masuk (T1)
lb jam
9 = 355 oC = 355 x 32 o F = 671 oF 5
Universitas Sumatera Utara
Temperatur keluar (T2)
9 = 161,8 oC = 161,8 x 32 o F = 323 oF 5
Fluida dingin
Laju air pendingin masuk (w) = 35.854,3945 kg/jam = 79.044,5981
lb jam
Temperatur masuk (t1)
9 = 44 oC = 44 x 32 o F = 11,2 oF 5
Temperatur keluar (t2)
9 = 300 oC = 300 x 32 o F = 572 oF 5
Panas yang diserap (Q)
= 36.423.750,8214
kJ jam
= 34,523,560.1648
lb jam
2. ∆T = beda suhu sebenarnya Fluida panas T1 = 671oF T2 = 323,24oF T1-T2=347,7oF LMTD =
R=
t 2 t1 t ln 2 t1
Fluida dingin t2 = 572oF t1 = 111,2oF t2 –t1 = 460,8oF
Temperatur lebih tinggi Temperatur lebih rendah Selisih
selisih ∆t1 = 99oF ∆t2 = 212,04oF ∆t2- ∆t1 =-113,04oF
113,04 148,4136oF 99 ln 212,04
T1 T2 347,76 0,755 = 460.8 t2 t1
S=
t 2 t1 460 ,8 0,823 T1 t1 559 ,8
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,7 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 103,889oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 671 323,24 497,12oF 2 2 572 111,2 t t 341,6oF tc = 1 2 2 2
Tc =
Universitas Sumatera Utara
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= ¾ in
diameter dalam (ID)
= 0,602 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 16 ft
at’
= 0,1963 ft2
Trial 1. a. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 40 – 75 Btu/(j.ft2.oF)
Coba UD = 74 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube) Luas perpindahan panas, A =
Q 34.523.560 ,1648 2 4.490,679 ft U D .t 74 103,889
Luas permukaan per ft panjang pipa 3/4 “ OD = 0,1963 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
4.490,679 1143,83 buah 0 ,1963 16
b. Coba tube passes = 4 (n=4) Dari tabel 9, untuk 3/4 “ OD dan 1 5/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 1144 tubes dengan ID shell = 37 in. c. Pembetulan harga UD A = 1144 × 16 × 0,1963 = 4491,344 ft2. UD =
Q 34.523.560 ,1648 2o 73,989 Btu/(j.ft . F) A t 4491,344 103,889
Fluida panas – Shell Side 1. luas aliran (as) ID 37 7,4 in B= 5 5 C’ = PT – OD C’ = 1,3125 – 0,75= 0,5625
as = ID C ' B 144 PT n '
= 37 (0,5625 ) 7,4 144 1,325 1
=
0,8149 ft2
Fluida dingin – Tube Side Nt at ' 1144 0,302 1. at = = 144 n 144 4 = 0,5998 ft2
2. Kecepatan massa (Gt) w 79.044,598 1 = Gt = at 0,5998 = 131.783,7046/ft2.jam 3. Bilangan Reynold (Ret)
Universitas Sumatera Utara
Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 3/4 in 16 BWG Dt = 0,62 in = 0,0517 ft μ = 0,00154 cP = 0,0373 lbm/ft.jam
2. Kecepatan Massa (Gs) W = Gs = as 139.504,00 33 0,8149
Ret = 2
=171.195,562 lbm/ft .jam
Dt x Gt
= 0,0517x 131.783,70 46 0,0373
3. Bilangan Reynold (Res) De = 0,55 in [fig. 28] = 0,0458 ft μ = 0,0296 cP = 0,0716 lbm/ft.jam Res= De Gs
= 182.698,9572 4. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834) diperoleh jH = 370 5. Pada tc = 341,6 0F Cp = 16,57 btu/lbm.0F k = 0,0251 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996)
0,048 29.922,128 0,0716
Cp k
= 134.369,67 (Kern,1950,hal.838)
Res = 134.369,67 diperoleh jH =300 5. Pada Tc = 497,12 0F Cp = 9,59 btu/lbm.0F k = 0,039 btu/jam.ft.0F u = 0,024 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996) 1/ 3
1/ 3
= 9,59 x 0,039
0,024
= 1,811 6.
= 1,252 0.0847
0,077
1/ 3
= 1,4048
4. Dari Gambar 28
Cp k
1/ 3
ho k Cp jH s Ds k
1/ 3
ho 0,039 300 1,811 s 0,0458
6. hio jH k Cp
1/ 3
t Dt k 0,077 hio 1000 1,4048 t 0,0502
= 147,4497 btu/jam.ft.0F Pressure drop 7. untuk Ret = 625.364,9049
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,0000852 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,7 Φt = 1 8. ∆Pt
=
f Gt 2 L n 5,22.1010 Dt s t
= 38,213 btu/jam.ft.0F 0,00008521.055.848,65342 16 7. untuk trial dianggap Φs = 1 5,22.1010 0,0502 0,7 1 8. ho = 38,213 btu/jam.ft.0 Pressure drop = 4,9626 psi 9. untuk Res = 134.369,672 Dari Gambar 29, hal. 839 9. Gt = 1,055,848.6534 /ft2.jam diperoleh f = 0,00011 ft2/in2 Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g Spesifik gravity (s) = 0,55 = 0,14 Ds = 3,0833 ft 4n v 2 Φs = 1 = 4 6 0,14 ∆Pr = s 2g 0,999 10. jumlah crosses N + 1 = 12 L / B = 4,8 psi
Universitas Sumatera Utara
N + 1 = 12 . (16 / 7,4) = 32,4 11. ∆Ps
f Gs2 Ds N 1 = 5,22.1010 De s s
0,00011 171.195,5632 3,0833 32,4 5,22.1010 0,0458 0,55 1
∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 4,96 + 4,8 = 4,9626 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
∆Ps = 0,245 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.7 Reaktor Oksidasi (R-101)
Fungsi Tipe Bentuk Bahan konstruksi
: Tempat terjadinya reaksi osidasi : Fixed Bed Reactor : Silinder vertikal dengan tutup dan alas ellipsoidal : Stainless steel SA-340
Jenis Sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit Data Perhitungan: Temperatur, T = 355oC (628,15 K) Tekanan, P = 5 atm (507 kPa) Waktu tinggal, τ = 8 detik = 0,0022 jam Laju alir massa, Fo = 63278,6 kg/jam ρcampuran, ρ = 2,91 kg/m3 Perhitungan Dimensi Reaktor: Vo =
Fo
63278,6 2,91
3 22764,21 m /jam
Volume campuran, V = τ × Vo = 0,0022 jam × 22764,21 m3/jam = 50,58714 m3 30 Volume katalis (molybdenum bismuth) = x50,58714m3 = 21,6802 m3 70 Volume total = 50,58714 + 21,6802 = 72,26734 m3 Faktor kelonggaran : 20% Volume total (Vt) = 86,7208 m3 Direncanakan, Hs : Di = 1 : 1 1 1 Volume silinder (Vs) = Dt 2 Hs = Dt 2 4 4 1 = Dt Tinggi head (Hh) 4 Volume tutup (Vh) elippsoidal = /6 x D2Hh = /24x D3
Universitas Sumatera Utara
Vt = Vs + Vh Vt = (/4 x D3) + ( /6 x D3) Vt = 7/24 D3 Diameter tangki
=3
24 Vt = 7
3
24 x86 ,7208 = 4,551 m = 179,17 in 7
Tinggi silinder (Hs) = Dt = 4,551 m Tinggi tutup elilpsoidal ( Hh) =1/4x D = ¼ x 4,551 m = 1,137 m Tinggi tangki (Ht) = H+ 2 (Hh) = 6,82655m Tekanan Design Tekanan gas 1 1 A = D 2 = x3,14 x(4,55) 2 = 3,5725 m 4 4 2 mxg 63278 ,6 x9,8 F P = = = =173,581 kPa A 3,5725 A
P operasi P total
= 507 kPa = (Poperasi + P gas) = (507+173,581,4) kPa = 680,2064 kPa Faktor keamanan 20 % P design = (1+20%) x (680,2064) = 816,2476 kPa Tebal Dinding Tangki (Bagian Silinder) Dipilih bahan stainless steel SA-340 sehingga - Joint efficiency, E = 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
- Allowable stress, S = 129.276,75 kPa - Faktor korosi, C
= 1/80 in/ tahun
(Perry dan Green, 1999)
- Umur alat, n
= 10 tahun
(Peters,
t= t=
2004)
P D nC 2SE 1,2 P
816,2476 4,551 10(1 / 80) 2(129 .276,75)(0,8) 1,2(816,2476 )
t = 0,730426 in tebal shell standar yang digunakan =1 in
Universitas Sumatera Utara
Tebal Head Tangki (Bagian Silinder) P D t= nC 2 SE 0,2 P 816,2476 4,551 t= 10(1 / 80 ) 2(129 .276,75)( 0,8) 0,2(816 ,2476 )
t = 0,7276 in tebal tutup standar yang digunakan =1 in
Perancangan Jaket Pendingin Jumlah air pendingin (280C) = 372608 kg 372608 Volume air pendingin (Vp) = 3738,77 m3 996,8 = diameter tangki + (2x tebal dinding tangki) Diameter dalam jaket (Dt) = 179,17+ (2 x 1) = 181,1743 in Tinggi jaket = tinggi diameter reaktor = 179,17 in Asumsi jarak jaket adalah 5 in. Diameter luar jaket (D2) = D1 + (2x jarak jaket) = 181,1743 + (2 x 5) = 191,1743 in Luas yang dialiri air pendingin (A) 1 1 A = ( D 2 2 D12 ) = ( 191,17432 181,17432 ) 4 4 = 2922,936 in = 74,243 m2
Kecepatan superficial air pendingin (A) Vp 3738,77 = 50,3 m/jam A 74,243 Tebal dinding jaket (t) Dipilih bahan stainless steel SA-340 sehingga - Joint efficiency, E = 0,8
A
=
(Brownell dan Young, 1959)
- Allowable stress, S = 129.276,75 kPa - Faktor korosi, C
= 1/80 in/ tahun
(Perry dan Green, 1999)
- Umur alat, n
= 10 tahun
(Peters, 2004)
H jaket = 179,17 in = 14,927 ft ( H 1) a (13,927)(62,275) Ph = = 6,023115 psia 144 144
Universitas Sumatera Utara
P design = P operasi + Ph = 88,1757 + 6,023115 = 94,19881 psia P D nC 2 SE 0,6 P 94,19881 179,17 t= 10(1 / 80) 2(129 .276,75)(0,8) 0,6(94,19881 )
t=
t = 2,32 in Tebal jaket standar yang digunakan =2,5 in
LC.8 Cooler (E-103)
: mengkondisikan feed yang akan masuk ke Knock Out Drum
Fungsi
(SP-101) Type
: shell and tube heat exchanger
Jumlah
: 3 buah heat exchanger disusun paralel
Kondisi Proses :
-
Fluida Panas (campuran gas) : T masuk (T1) : 161,80C T keluar (T2) : 300C P masuk : 5 atm P keluar : 5 atm Fluida Dingin (air) T masuk (t1) : 280C T keluar (t2) : 400C P masuk : 1 atm P keluar : 1 atm
: 240,80F : 389,15 K 0 : 86 F : 303,15 K : 73,119 psia : 73,119 psia : 82,4 0F : 301,15 K 0 : 104 F :313,15 K : 14,696 psia : 14,696 psia
Fluida dingin (0F)
Fluida panas (0F)
T masuk
82,4
323,24
T keluar
104
86
Digunakan Heat Exchanger (shell and tubes)
(Kern, appendiks tabel 10)
dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L
: 16 ft
BWG
: 16
Pitch
: 1,5625 in triangular
Rd gab
: 0,002 jft2 0F/Btu
(kern, appendiks tabel 9)
Universitas Sumatera Utara
∆P gas
: 2 psi
OD tube
: 1,25 in triangular, ID : 1,12 in
Neraca Massa dan Neraca Panas
Dari neraca massa (lampiran A) Massa fluida panas (M)
= 63278,601/3 kg
= 46502,05458 lb
(Aliran gas dari R-101) Massa fluida dingin (m)
= 8548439,68/35 kg = 6282060,661 lb
Q yang diserap fluida dingin = m x Cp(fluida dingin) x ∆t = 1,36E+08 Btu Mencari LMTD
LMTD
(T1 T2 )
T ln 1 T2
Dimana : ∆T1 = ∆Tpanas = T1 – t2 ∆T2 = ∆Tdingin = T2 – t1 LMTD
(323,24 - 104) - (86 - 82,4)
( 323,24 - 104) ln (86 - 82,4)
= 52,477 0F R=
T1 T2 323 , 24 86 = 10 ,983 t2 t1 104 82 ,4
S=
t 2 t1 104 , 82 , 4 0,09 T1 t 1 323 , 24 82 , 4
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 1 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 52,477 x 1,00 = 52,477 0F Menghitung Tc (Caloric Temperature)
Universitas Sumatera Utara
Tc
= (T2+T1)/2 = (86 + 323,24)/2 = 204,62 0F = (t2+t1)/2
tc
= (82,4 + 104)/2 = 93,2 0F a. Trial Ud Ud A
= 416 (Appendiks Tabel 8, Kern) Tersedia Ud = 250-500 = Q/Ud x ∆t = 1,3E+08 / (416 x 36,618) = 6220ft2
a”t b. Nt
= 0,3271 ft2/lin ft
(table 10, Kern)
= A/(L x a”t )
=6220 / (16 x 0,3271) = 296,9159 Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 297 (Appendiks table 9, Kern) IDs = 33 in (Appendiks table 9, Kern) c. Koreksi Ud Ud
= (Nt/Nt standar) × Ud = (296,916/297) × 416 = 415,9 Btu/hr. ft2. 0F Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube Bagian Shell : IDs = 33 in (diameter dalam shell) B = 12 in (baffle spacing) N +1 = 24 (jumlah baffle) n' = 4 passes (jumlah passes pada shell) de = 0,91 in (diameter ekivalen)
(Appendiks fig.28, Kern)
Bagian Tube : di
= 1,12 in
(diameter dalam tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
do
= 1,25 in
(diameter luar tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
l
= 16 ft
(panjang tube)
n
=4
(jumlah passes pada tube)
(Appendiks tabel 9, Kern)
Universitas Sumatera Utara
Nt
= 425
(jumlah tube)
(Appendiks tabel 9, Kern)
Pt
= 1,5625 in
(jarak antara sumbu tube)
C'
= 0,3125 in
(jarak antara diameter luar tube)
a"t
= 0,3271 ft2
(luas permukaan panjang)
(Appendiks tabel 10, Kern)
a't
= 0,985 in2
(luas penampang aliran)
(Appendiks tabel 10, Kern)
Bagian shell (gas)
1. as
= (IDS × B × c’)/(n’×Pt×144) =
,
,
= 0,138 ft2 2. Gs = M / as = 46502,055 / 0,318 = 338196,7605 3. Re = de × Gs / µ = 0,91 × 338196,7605/0,01702 = 622665,3056 4. JH
= 520 (fig. 28, kern)
5. ho = JH × (k/de) × (cpµ / k)1/3 = 520 × (0,04100/0,91) × (10,48× 0,01702 / 0,04100)1/3 = 382,4648 Btu/hr.ft2.0F Bagian tube (air)
1. at’
= 0,985 ft2 = (Nt×at’)/144n =
,
= 0,50789 ft2 2. Gt
= m / at = 6282060,661 / 0,50789 = 12368924
V
= Gt/3600ρ = 12368924/3600.598,1 = 5,745 ft/sec
Universitas Sumatera Utara
3. Re = ID × Gt / µ =
,
/
/ , ,
= 398528,321 = 700 (fig. 24, kern)
4. JH
5. hi dapat dilihat pada Kern fig 25 = 1500 6. hi0 = hi × (ID/OD) = 1500 × 1,12 / 1,25 = 1344 Btu/hr.ft2.0F 7. Evaluasi Uc Uc = (hio × ho) / (hio + ho) = 1344 × 382,4648 / (1344 + 382,464797) = 297,7371 Btu/hr.ft2.0F 8.
a''= 0,3271 ft2/linft A = Nt x l x a'' x 3 =
297
x
16
x 0,3271
x
2
=
1554,379
x
1554,379
ft2
Ud = Q / A t = =
1,36E+08 92,42
/
52,477
Btu/(hr)(ft2)(oF)
9. Evaluasi Rd Rd = (Uc-Ud)/(Uc×Ud) = (297,73714-92,42)/(297,7371 ×92,42 ) = 0,007746 hr.ft2.0F/Btu > Rd ditetapkan (memenuhi syarat)
Pressure drop Pressure drop 10. untuk Ret = 398528,321 6. untuk Res = 622665,3056 Dari Gambar 29, hal. 839 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = diperoleh f = 0,001 ft2/in2 0,00013 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 1 Spesifik gravity (s) = 1 Ds = 2,75 ft Φt = 1 Φs = 1 7. jumlah crosses f Gt 2 L n N + 1 = 12 L / B 11. ∆Pt = 5,22.1010 Dt s t N + 1 = 12 . (16.2 / 12) = 32
Universitas Sumatera Utara
8.
f Gs2 Ds N 1 ∆Ps= 5,22.1010 De s s
0,002 1338196,76052 2,75 64 5,22.1010 0,91 0,1 1
∆Ps = 0,094 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
0,000103 8289307,0172 16 4 5,22.1010 1,1211 = 0,000 psi 12. Gt = 12368924,236 /ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 1 ∆Pn =
4n v 2 4 4 = 1 s 2g 1
= 1,067 psi ∆P t = ∆Pt + ∆Pr = 0,001 + 1,067 = 1,07 psi Pressure Drop < 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
LC.9 Knock Out Drum (SP-101)
Fungsi
: Memisahkan fasa gas dan cair dari produk keluaran reaktor (R-101)
Jenis
: Vertical knockout drum
Bahan konstruksi
: High Alloy Steel (18 Cr-8 Ni) SA-240 Grade 340
Jumlah
: 1 unit
Data: Kondisi operasi
Temperatur
= 30 oC
Tekanan
= 5 atm
Lama Hold-up
= 20 menit
Allowable stress
= 120.645 kPa (Brownell and Young , 1959)
Joint efficiency (E)
= 0,9
Faktor korosi (C)
= 0,002 in/tahun
Umur alat
= 10 tahun
(Brownell and Young , 1959)
Universitas Sumatera Utara
Tabel LC.1 Kondisi umpan masuk Knock Out Drum Komponen
Laju massa
komposisi
Xi
Densitas (kg/m3)
(kg/jam)
(kmol)
O2(g)
1023
31,969886
0,0151
6,475
CO2(g)
2056
46,725218
0,0221
8,9050
N2(g)
38078,5937
1359,9498
0,6433
5,6680
CH3COOH(l)
2803,51309
46,725218
0,0221
1057,00
C3H4O2(l)
1948
27,051442
0,0128
1042,00
C3H4O(l)
9640
172,14554
0,0814
830,00
H2O(l)
7729,69
429,4274
0,2031
995,80
Total
63279
2113,9945
1,00
Laju alir massa gas
= 41157,5396
kg jam
Laju alir massa cairan
= 22121,0612
kg jam
Mol gas
= 438,64488 mol
Mol cairan
= 715,9268 mol
Densitas gas
= 5,791 kg/m3
= 0,361532 ft/lbm
Densitas cairan
= 927,7 kg/m3
= 57,9163 ft/lbm
Volume gas
= 7110 m3/jam
Volume cairan
= 25,304 m3/jam
Laju alir volumetri gas (Qg) =
F 241157,539 7107 ,15587 m 3 /jam ρ 5,791
= 70,4990 ft3/s Laju alir volumetri cairan (Ql) =
F 22121,0612 30,8984 m 3 /jam ρ 927,7
= 0,3064 ft3/s Vertical knockout drum yang digunakan mempunyai efisiensi sangat tinggi sehingga nilai k = 0,25 (Walas et al, 2005).
Universitas Sumatera Utara
uk
927 ,7 1 5,791 g 1 0,25
= 3,1543 ft/s
Diameter wire mesh yg dibutuhkan = Qg / u 4 =
70,499 / 12,617 4
= 28,471in = 5,3358 ft = 1,6267 m Diameter rancangan untuk vertical knockout drum adalah 5,5 ft. Tinggi kolom uap minimum 5,5 ft. Kedalaman cairan:
hold-up
Untuk H cairan =
20
menit
Ql .waktu hold up /34D 2
0,3064ft sec.1200sec π/45,33ft 2
= 16,456 ft =5,0171 m Htotal = Hcairan + Hgas = 16,456 ft +5,5 ft = 21,95621 ft H/D =82,57309 ft/5,5 ft = 4,1148 (H/D 3-5, memenuhi) Poperasi
= 5 atm = 506,625 kPa
Phidrostatik
= ρ x g x l = 927,7 x 9,8 x 5,0171 = 45,61312 kPa
Ptotal
= Poperasi + Phidrostatik = 506,625 + 45,61312 = 552,2381 kPa
Pdesign = 1,2 x Poperasi = 1,2 x 552,2381 kPa = 662,6857 kPa
Tebal plat (d) =
PxD 662 ,6857 x1,626 C 0,002 S .E 0,6 P (120 .645 x 0,8) 0,6(120.645 )
Universitas Sumatera Utara
=0,2227 in Maka dipilih tebal plat tangki = 0,25 in LC.10 Blower I (BL-101) Fungsi
Tipe Bahan konstruksi Jumlah Cadangan Data perhitungan: Temperatur, Tekanan operasi, Laju alir massa,
ρ gas , Laju alir volum, Q =
: Menghisap gas hasil buangan Knock Out Drum (SP101) untuk dialirakan ke udara bebas : Blower sentrifugal : Stainless steel : 1 unit : 0 unit
T = 30oC P = 5 atm = 506,625 kPa F = 41157,53963 kg/jam N = 1438,64478 kmol/jam ρ = 5,791 kg/m3
F
41157,53963 kg / jam =7107,1558 m3/jam 3 5,791 kg / m
Q = 70,499 ft3/menit Daya turbo blower dapat dihitung dengan persamaan : P = 144× Q (kg/jam) × efisiensi /33000 P = 144× × 7107,1558 × 0,8= 24,8198078 hp Digunakan daya motor standar 25 hp. LC. 11 Pompa (P-101) Fungsi Tipe Bahan konstruksi Jumlah Cadangan
(Perry, 2008)
: Memompa campuran dari SP-101 menuju ke R-102 : Centrifugal Pump : Commercial steel : 1 unit : 1 unit
Data Perhitungan: Temperatur : 30oC Laju alir campuran : 22121,0612kg/jam Densitas campuran : 927,7 kg/m3 = 57,9166 lbm/ft3 Viskositas campuran : Tabel LC.2 Viskositas Bahan Keluar Knock Out Drum (FG-101) Komponen F (kg/jam) N (kmol) Xi μ (cP)
ln μ
Xi . ln μ
Universitas Sumatera Utara
Asam akrilat
1947,7038
27,0514 0,0401
1,2780
0,2453
0,0098
Asam asetat
2803,5131
46,7252 0,0692
1,0750
0,0723
0,0050
Air
7729,6939
429,4274 0,6359
0,8326
-0,1832
-0,1165
Akrolein
9640.1503
172.1455 0.2549
0.3258
-1.1215
-0.2859
Total
22121,0612
675,3496
1,000
-0,3875
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = -0,3875 μ = exp (-0,3875) μ = 0,6787 cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik : mv =
22121,0612 kg / jam 3 3 3 23,845 m /jam = 0,0066 m /s = 0,198709 ft /s 3 927 ,7 kg / m
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 Di,opt
= 0,363 mv0,45ρ0,13 (Peters, 2004) 3 0,45 0,13 = 0,363 × (0,0066 m /s) × (927,7) = 0,0923 m = 0,0923 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 3 ½ in Schedule number : 40 Diameter dalam (ID) : 0,0901 m = 0,2956 ft Diameter luar (OD) : 0,1016 m = 0,3332 ft Inside sectional area, A : 0,0687 ft2 mv 0,198709 ft 3 / s 2,8924 ft/s Kecepatan linier, V = A 0,0687 ft 2 Bilangan Reynold: V D 57,9166 2,8924 0.0135 NRe = 108569,38 (aliran turbulen) 0,0005 Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) pada NRe = 108569,38 dan ε/D =
0,00015 ft 0,0005 diperoleh harga factor fanning 0,2956 ft
(Gambar 2.10-3) , f = 0,005 (Geankoplis, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Friction loss : 1 sharp edge entrance
A V2 2,8924 2 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2 2(1)(32,174) A1 2gc hc = 0,065 ft lbf/lbm
3 elbow 90o
hf = nKf
V2 2,8924 2 3(0,75) 0,2925 ft.lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
1 check valve
hf = nKf
2,8924 2 V2 1(2) 0,26 ft.lbf/lbm 2(32,174) 2 gc
Pipa lurus 50 ft
(50)(2,8924) 2 Lv2 Ff = 4 f = 4 (0,005) D2 gc (0,2956)(2)(32,174) Ff = 0,4398 ft.lbf/lbm 2
1 sharp edge exict
Total friction loss
A v2 2,8924 2 1(1-0)2 hex = n 1 1 2(1)(32,174) A2 2gc hex = 0,13 ft.lbf/lbm Σ F = 1,1874 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli : g 1 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 gc 2 gc
(Geankoplis, 2003)
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 5,1 m = 16,7321 ft 32,174 16,7321 0 1,1874 W s 0 0 32,174 -Ws = 17,9195 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η = 80% (Peters, 1984) Wp= -Ws/ η = 22,399 ft.lbf/lbm W m 22,399 0,198709 57,9166 0,4687 hp Daya pompa, P = p v 550 550 Digunakan daya motor standar ½ hp.
Universitas Sumatera Utara
LC.12 Reaktor Oksidasi (R-102)
Fungsi Tipe Bentuk Bahan konstruksi
: Tempat terjadinya reaksi oksidasi : Fixed Bed Reactor : Silinder vertikal dengan tutup dan alas ellipsoidal : Stainless steel SA-340
Jenis Sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Data Perhitungan: Temperatur, Tekanan, Waktu tinggal, Laju alir massa, ρcampuran,
T = 300oC (573,15 K) P = 5 atm (507 kPa) τ = 8 detik = 0,0022 jam Fo = 35854,3945 kg/jam ρ = 3,586 kg/m3
Perhitungan Dimensi Reaktor:
Vo =
Fo
35854,3945 3,586
3 10022 m /jam
Volume campuran, V = τ × Vo = 0,0022 jam × 10022m3/jam = 22,227 m3 20 Volume katalis (molybdenum vanadium) = x 22,227m3 = 6,362 m3 70 Volume total = 22,227 + 6,362 = 28,634 m3 Faktor kelonggaran : 20% Volume total (Vt) = 1,2 x 28,634 m3 = 34,361 m3 Direncanakan, Hs : Di = 1 : 1 1 1 Volume silinder (Vs) = Dt 2 Hs = Dt 2 4 4 1 = Dt Tinggi head (Hh) 4 Volume tutup (Vh) elilpsoidal= /6 x D2Hh = /24x D3 Vt = Vs + Vh Vt = (/4 x D3) + ( /6 x D3) Vt = 7/24 D3 Diameter tangki
=3
24 Vt = 7
3
24 x 34 ,361 = 3,3436 m = 131,641 in 7
Tinggi silinder (Hs) = Dt = 3,3436 m Tinggi tutup elippsoidal ( Hh) =1/4x D = ¼ x 3,3436 m = 0,8359 m Tinggi tangki (Ht) = H+ 2 (Hh) = 5,01552 m
Universitas Sumatera Utara
Tekanan Design Tekanan gas 1 1 A = D 2 = x3,14 x(3,3436) 2 = 2,62479 m 4 4 2 mxg 35854 ,3945 x 9,8 F P = = = =133,866925 kPa 2,6249 A A
P operasi P total
= 507 kPa = (P operasi + P gas) = (507+133,866925) kPa = 640,4919 kPa Faktor keamanan 20 % P design = (1+20%) x (640,4919) = 768,590 kPa Tebal Dinding Tangki (Bagian Silinder) Dipilih bahan stainless steel SA-340 sehingga - Joint efficiency, E = 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
- Allowable stress, S = 129.276,75 kPa - Faktor korosi, C
= 1/80 in/ tahun
(Perry dan Green, 1999)
- Umur alat, n
= 10 tahun
(Peters, 2004)
P D nC 2SE 1,2 P 768,590 3,3436 t= 10 (1 / 80 ) 2(129 .276 ,75 )( 0,8) 1,2( 768,590 ) t = 0,5113 in tebal shell standar yang digunakan =1 in
t=
Tebal Head Tangki (Bagian Silinder) P D t= nC 2 SE 0,2 P
t=
768,590 3,3436 10 (1 / 80 ) 2(129 .276 ,75 )( 0,8) 0,2( 768 ,590 )
t = 0,5095 in tebal tutup standar yang digunakan =1 in
Perancangan Jaket Pendingin Jumlah air pendingin (280C) = 191574,401 kg
Universitas Sumatera Utara
191574,401 192,2 m3 996,8 = diameter tangki + (2x tebal dinding tangki) Diameter dalam jaket (Dt) = 131,641+ (2 x 1) = 133,6409 in Tinggi jaket = tinggi diameter reaktor = 131,641 in
Volume air pendingin (Vp)
=
Asumsi jarak jaket adalah 5 in. Diameter luar jaket (D2) = D1 + (2x jarak jaket) = 133,6409 + (2 x 5) = 143,6409 in Luas yang dialiri air pendingin (A) 1 1 A = ( D 2 2 D12 ) = ( 133,6409 2 143,6409 2 ) 4 4 = 2176,663 in = 55,28 m2 Kecepatan superficial air pendingin (A) A
=
Vp 192 ,2 = 3,476 m/jam A 55,28
Tebal dinding jaket (t) Dipilih bahan stainless steel SA-340 sehingga - Joint efficiency, E = 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
- Allowable stress, S = 129.276,75 kPa - Faktor korosi, C
= 1/80 in/ tahun
(Perry dan Green, 1999)
- Umur alat, n
= 10 tahun
(Peters, 2004)
H jaket = 131,641 in = 10,9673 ft ( H 1) a (10,9673 )(62,275) Ph = = 4,310 psia 144 144 P design = P operasi + Ph = 88,1757 + 4,310 = 92,4862 psia P D nC 2 SE 0,6 P 92,4862 131,641 t= 10 (1 / 80 ) 2(129 .276 ,75)( 0,8) 0,6(92,4862 ) t = 2,3245 in Tebal jaket standar yang digunakan =2,5 in
t=
Universitas Sumatera Utara
LC.13 Cooler (E-105)
Fungsi
: mengkondisikan produk yang akan diumpankan pada separator knock out drum (SP-102)
Type
: shell and tube heat exchanger
Jumlah
: 2 buah heat exchanger disusun paralel
Kondisi Proses :
-
Fluida Panas (campuran gas) : T masuk (T1) : 3000C T keluar (T2) : 300C P masuk : 5 atm P keluar : 5 atm Fluida Dingin (air) T masuk (t1) : 280C T keluar (t2) : 600C P masuk : 1 atm P keluar : 1 atm
: 5720F : 417,9 K 0 : 86 F : 303,15 K : 74,35 psia : 74,35 psia : 82,4 0F : 301,15 K 0 : 140 F : 313,15 K : 14,87 psia : 14,87 psia
Fluida dingin (0F)
Fluida panas (0F)
T masuk
82,4
572,
T keluar
140
86
Digunakan Heat Exchanger (shell and tubes)
(Kern, appendiks tabel 10)
dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L
: 16 ft
BWG
: 16
Pitch
: 1,5625 in triangular
Rd gab
: 0,002 jft2 0F/Btu
∆P gas
: 10 psi
OD tube
: 1,25 in triangular, ID : 1,12 in
(Kern, appendiks tabel 9)
Neraca Massa dan Neraca Panas
Dari neraca massa (lampiran A) Massa fluida panas (M)
= 35854 kg
= 79045,82 lb
(Aliran gas dari R-101)
Universitas Sumatera Utara
Massa fluida dingin (m)
= 390811 kg = 861594,86 lb
Q yang diserap fluida dingin = m x Cp(fluida dingin) x ∆t = 1,25E+07 Btu Mencari LMTD
LMTD
(T1 T2 )
T ln 1 T2
Dimana : ∆T1 = ∆Tpanas = T1 – t2 ∆T2 = ∆Tdingin = T2 – t1 LMTD
(572 - 140) - (86 - 82,4)
( 572 - 140) ln (86 - 82,4)
= 89,480F R= S=
T1 T2 572 86 = 8, 44 t2 t1 140 82 , 4
t 2 t 1 140 , 82 , 4 0,118 T1 t 1 572 82 , 4
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,95 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 0,95 x 89,48= 85,01 0F Menghitung Tc (Caloric Temperature)
Tc
= (T2+T1)/2 = (86 + 572)/2 = 329 0F
tc
= (t2+t1)/2 = (82,4 + 140)/2 = 111,2 0F
a. Trial Ud Ud
= 28 (Appendiks Tabel 8, Kern)
Universitas Sumatera Utara
Tersedia Ud = 2-50 A = Q/Ud x ∆t = 1,25E+07 / (28 x 85,01) = 5231,58 ft2 a”t b. Nt
= 0,3271 ft2/lin ft
(table 10, Kern)
= A/(L x a”t ) =5231,58 / (16 x 0,3271) = 333,2 Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 335 (Appendiks table 9, Kern) IDs = 35 in (Appendiks table 9, Kern)
c. Koreksi Ud A
Ud
= Nt ×a”t × L × a = 335 × 0,3271 × 16 × 3 = 5259,768 ft2 = Q / (A × Δt) = 1,25E+07 / (5259,768 × 85,01) = 27,85 Btu/hr. ft2. 0F
Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube Bagian Shell : IDs = 35 in (diameter dalam shell) B = 24 in (baffle spacing) N +1 = 36 (jumlah baffle) n' = 2 passes (jumlah passes pada shell) de = 0,91 in (diameter ekivalen)
(Appendiks fig.28, Kern)
Bagian Tube : di
= 1,12 in
(diameter dalam tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
do
= 1,25 in
(diameter luar tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
l
= 12 ft
(panjang tube)
n
=4
(jumlah passes pada tube)
(Appendiks tabel 9, Kern)
Nt
= 335
(jumlah tube)
(Appendiks tabel 9, Kern)
Pt
= 1,5625 in
(jarak antara sumbu tube)
C'
= 0,3125 in
(jarak antara diameter luar tube)
Universitas Sumatera Utara
a"t
= 0,3271 ft2
(luas permukaan panjang)
(Appendiks tabel 10, Kern)
a't
= 0,985 in2
(luas penampang aliran)
(Appendiks tabel 10, Kern)
Bagian shell (gas)
1. as = (IDS × B × c’)/(n’×Pt×144) =
,
= 0,583 ft2 2. Gs = M / as = 39522,911 / 0,583 = 67753,5619 3. Re = de × Gs / µ = (0,91/12 × 67753,5619)/(0,0151×2,42) = 140325,9477 4. JH
= 350 (fig. 28, kern)
5. ho = JH × (k/de) × (cpµ / k)1/3 = 350 × (0,02/0,91 × 12) ×(11,78× 0,015 / 0,02)1/3 = 226,833 Btu/hr.ft2.0F Bagian tube (gas alam)
1. at’
= 0,985 ft2 = (Nt×at’)/144n ,
=
= 0,5728 ft2 2. Gt
= m / at = 430797,429 / 0,5728 = 751994,30
3. Re = ID × Gt / µ =
,
/ ,
,
,
= 51790,24105 4. JH
= 180 (fig. 24, kern)
5. hi
= JH x (k/ID) x (cp m/k)1/3
Universitas Sumatera Utara
= 180 × (0,37/1,12) × (18,17 × 0,56 × 0,371) = 2894,85 Btu/hr.ft2.0F 6. hi0 = hi × (ID/OD) = 2894,8458 × 1,12 / 1,25 = 2593,7818 Btu/hr.ft2.0F 7. Evaluasi Uc Uc = (hio × ho) / (hio + ho) = 2593,7818 × 226,832 / (2593,7818 + 226,832) = 208,59 Btu/hr.ft2.0F 8. Evaluasi Rd Rd = (Uc-Ud)/(Uc×Ud) = (208,5907-27,85)/(208,59×27,85) = 0,0311 hr.ft2.0F/Btu > Rd ditetapkan (memenuhi syarat)
Pressure drop Pressure drop 9. untuk Ret = 51790,24 6. untuk Res = 140325,9477 Dari Gambar 29, hal. 839 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = diperoleh f = 0,001 ft2/in2 0,00019 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,88 Spesifik gravity (s) = 1 Φt=1 Ds = 2,9167 ft Φs = 1 f Gt 2 L n 10. ∆Pt = 5,22.1010 Dt s t 7. jumlah crosses N + 1 = 12 L / B 0,00019 751994,32 16 4 N + 1 = 12 . (16.2 / 24) = 16 10
8.
5,22.10 1,1211
f Gs2 Ds N 1 ∆Ps= 5,22.1010 De s s
0,001 67753,5619 2 2,9167 16 5,22.1010 0,91 0,74 1
∆Ps = 0,006 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
= 0,0006 psi 11. Gt = 751994,3 /ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 0,03 ∆Pr =
4n v 2 4 4 = 0 ,03 s 2g 1
= 0,961 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,0006 + 0,961 = 0,9616 psi Pressure Drop < 2 psi
Universitas Sumatera Utara
Maka spesifikasi dapat diterima. LC.14 Knockout Drum (SP-102)
Fungsi
: Memisahkan fasa gas dan cairan dari produk keluaran reaktor (R-102)
Jenis
: Vertical knockout drum
Bahan konstruksi
: Stainless Steel (18 Cr-8 Ni) SA-240 Grade 340
Jumlah
: 1 unit
Data kondisi operasi :
Temperatur
= 30 oC
Tekanan
= 5 atm
Lama Hold-up
= 20 menit
Allowable stress
= 120.645 kPa (Brownell and Young , 1959)
Joint efficiency (E)
= 0,9
Faktor korosi (C)
= 0,002 in/tahun
Umur alat
= 10 tahun
(Brownell and Young , 1959)
Tabel LC.3 Kondisi umpan masuk Knock Out Drum Komponen
Laju massa
komposisi
Xi
Densitas (kg/m3)
(kg/jam)
(kmol)
O2
308
9,623591
0,0090
6,475
CO2
189
4,3036385
0,0040
8,9050
N2
10533,3333
376,19048
0,3531
5,6680
CH3COOH
3061,731408
51,028857
0,0479
1057,00
C2H4O2
14032
194,89334
0,1829
1042,00
H2O
7729,7
429,42744
0,4030
995,80
Total
35854
1065,4673
1
Laju alir massa gas
= 11030,6483 4
kg jam
Laju alir massa cairan
= 24823 ,74617
kg jam
Universitas Sumatera Utara
Mol gas
= 390,1177 mol
Mol cairan
= 675,43496 mol
Densitas gas
= 5,725 kg/m3
= 0,357411 ft/lbm
Densitas cairan
= 1044 kg/m3
= 65,17692 ft/lbm
Volume gas
= 1950 m3/jam
Volume cairan
= 2,2114 m3/jam
Laju alir volumetri gas (Qg) =
F 11030,6483 1926,7508 m 3 /jam ρ 5,725
= 19,1122 ft3/s Laju alir volumetri cairan (Ql) =
F 24823,7461 7 36,75688 m 3 /jam ρ 1044
= 0,3646 ft3/s Vertical knockout drum yang digunakan mempunyai efisiensi sangat tinggi sehingga nilai k = 0,25 (Walas et al, 2005). uk
1044 1 g 1 0,25 5,725
= 3,3667 ft/s
Diameter wire mesh yg dibutuhkan = Qg / u 4 = 19,1122 / 3,3667 4 = 7,2316 in = 2,6891 ft = 0,8198 m Tinggi kolom uap minimum 5,5 ft. Kedalaman cairan: Untuk hold-up 2 menit
H cairan
Ql .waktu hold up / 4D3
Universitas Sumatera Utara
=
0,3646ft 3 sec.120 sec
π/42,6891ft 2
= 7,7073 ft = 2,3497 m Htotal = Hcairan + Hgas = 7,7073 ft +5,5 ft = 13,2073 ft H/D =13,2073 ft/2,6891 ft = 4,911 (H/D 3-5, memenuhi) Poperasi
= 5 atm = 506,625 kPa
Phidrostatik
= ρ x g x l = 1044 x 9,8 x 2,3497 = 24,04116 kPa
Ptotal
= Poperasi + Phidrostatik = 506,625 + 82,57309 = 530,666 kPa
Pdesign = 1,2 x Poperasi = 1,2 x 530,6661 kPa = 636,79939 kPa
Tebal plat (d) =
PxD 6636 ,799 x 0,8198 C 0,002 S .E 0,6 P (120 .645 x 0,8) 0,6(120.645 )
=0,1089 in Maka dipilih tebal plat tangki = 0,25 in. LC.15 Blower II (BL-102) Fungsi : Menghisap gas hasil buangan Knock Out Drum (SP102) untuk dialirakan ke udara bebas Tipe : Blower sentrifugal Bahan konstruksi : Stainless steal Jumlah : 1 unit Cadangan : 0 unit Data perhitungan: Temperatur, Tekanan operasi, Laju alir massa,
ρ gas , Laju alir volum, Q =
T = 30oC P = 5 atm = 506,625 kPa F = 11030,6483 kg/jam N = 390,117 kmol/jam ρ = 5,251 kg/m3
F
11030,6483 kg / jam = 1926,7508 m3/jam 3 5,251 kg / m
Universitas Sumatera Utara
Daya turbo blower dapat dihitung dengan persamaan : P = 144× Q (kg/jam) × efisiensi /33000 P = 144× × 1926,7508 × 0,8= 6,730 hp Digunakan daya motor standar 7 hp. LC.16 Pompa (P-102) Fungsi Tipe Bahan konstruksi Jumlah Cadangan
(Perry, 1997)
: Memompa campuran dari R-102 menuju ke D-101 : Centrifugal Pump : Commercial steel : 1 unit : 1 unit
Data Perhitungan: Temperatur : 30oC Laju alir campuran : 13907,2687kg/jam Densitas campuran : 1045 kg/m3 = 65,2396 lbm/ft3 Viskositas campuran :
Tabel LC.4 Viskositas Bahan Keluar Knock Out Drum (FG-101) Komponen F (kg/jam) N (kmol) Xi μ (cP)
ln μ
Xi . ln μ
Asam akrilat
14032.3208
194.8933 0.2886
1.2780
0.2453
0.0708
Asam asetat
3061.7314
51.0289 0.0756
1.0750
0.0723
0.0055
Air
7729.6939
429.4274 0.6359
0.8326
-0.1832
-0.1165
Total
24823,7462
675,3496
1,000
-0,0402
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = -0,0402 μ = exp (-0,0402) μ = 0,9606 cP = 0,0006 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik : mv =
13907,2687 kg / jam 3 3 3 24,1245 m /jam = 0,0067 m /s = 0,201035 ft /s 3 1045 ,0 kg / m
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 Di,opt
= 0,363 mv0,45ρ0,13
(Peters, 2004)
Universitas Sumatera Utara
= 0,363 × (0,0067 m3/s) 0,45 × (1029) 0,13 = 0,094 m = 3,7021 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 4 in Schedule number : 40 Diameter dalam (ID) : 0,1023 m = 0,3355 ft Diameter luar (OD) : 0,1143 m = 0,3749 ft Inside sectional area, A : 0,0884 ft2
mv 0,201035 ft 3 / s 2,2741ft/s Kecepatan linier, V = 0,0884 ft 2 A Bilangan Reynold: V D 64,240 2,2741 0.3355 NRe = 75945,8126(aliran turbulen) 0,0006 Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) 0,00015 ft pada NRe = 75945,8126dan ε/D = 0,0004 diperoleh harga factor 0,3355 ft
fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,004 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
A V2 2,2742 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2 2(1)(32,174) A1 2gc hc = 0,0402 ft lbf/lbm
1 sharp edge entrance
2,274 2 V2 3(0,75) 0,1808 ft.lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
3 elbow 90o
hf = nKf
1 check valve
2,2742 V2 1(2) 0,1607 ft.lbf/lbm hf = nKf 2 gc 2(32,174)
Pipa lurus 50 ft
Ff = 4 f
Lv2 (50)(2,274) 2 = 4 (0,004) D2 gc (0,3355)(2)(32,174)
Ff = 0,6285 ft.lbf/lbm 2
1 sharp edge exict
Total friction loss
2,2742 A v2 1(1-0)2 hex = n 1 1 2(1)(32,174) A2 2gc hex = 0,0804 ft.lbf/lbm Σ F = 1,0907ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
Universitas Sumatera Utara
g 1 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 gc 2 gc
(Geankoplis, 2003)
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 18,7 m = 61,336 ft 32,174 61,336 0 0,8355 Ws 0 0 32,174 -Ws = 62,4267 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η = 80% (Peters, 1984) Wp= -Ws/ η = 78,03 ft.lbf/lbm W m 78,033 0,201035 64,2407 1,8323 hp Daya pompa, P = p v 550 550 Digunakan daya motor standar 2 hp.
LC.17 Heater (E-104)
Fungsi Tipe Dipakai Jumlah 1.
: menaikkan temperatur campuran gas sebelum diumpankan ke menara destilasi (D-101) : Shell and tube heat exchanger : 1 ¼ in BWG 16, panjang 16 ft, 2 pass : 1 unit
Neraca Energi Fluida panas (Superheated steam)
Laju alir umpan masuk
= 11089,7185 kg/jam = 24448,3934 lb/jam
Temperatur awal (T1)
= 400 oC
= 752oF
Temperatur akhir (T2)
= 151,84 oC
= 305,312oF
Fluida dingin (campuran gas)
Laju alir umpan masuk
= 24823,4254 kg/jam = 54725,7236 lb/jam
Temperatur awal (t1)
= 28oC = 82,4 oF
Temperatur akhir (t2)
= 117,5oC = 243,5oF
Panas yang diserap (Q)
= 11.493.933,7837 kJ/jam = 10.894.306,7522 Btu/jam
Universitas Sumatera Utara
2. ∆T = beda suhu sebenarnya
Fluida panas T1 = 752oF T2 = 305,312oF T1-T2=446,6oF
LMTD =
Temperatur lebih tinggi Temperatur lebih rendah Selisih
t 2 t1 t ln 2 t1
Fluida dingin t2 = 243,5oF t1 = 82,4oF t2 –t1 = 161,1oF
selisih ∆t1 = 508,5oF ∆t2 = 222,912oF ∆t2- ∆t1 = 285,58oF
- 285,58 346,2982oF 222,912 ln 508,5
R=
T1 T2 446 ,6 = 2,773 161,1 t2 t1
S=
t 2 t1 161,1 0, 241 0,863 T1 t 1 669 ,6
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,8 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 277,0385oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 752,00 305,312 528,656oF 2 2 243,5 82,4 t t 162,95oF tc = 1 2 2 2
Tc =
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= 1,25 in
diameter dalam (ID)
= 1,12 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 16 ft
at’
= 0,3271 ft2
Trial 1. a. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 100 – 200 Btu/(j.ft2.oF)
Coba UD = 116 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube)
Universitas Sumatera Utara
Luas perpindahan panas, A =
Q 54725,7236 2 860,8404 ft . U D . t 116 277 ,0385
Luas permukaan per ft panjang pipa 1 ¼ “ OD = 0,3271 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
1.189,848 164 buah 0 ,3271 16
b. Coba tube passes = 2 (n=2) Dari tabel 9, untuk 1 ¼ “ OD dan 1 9/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 164 tubes dengan ID shell = 25 in. c. Pembetulan harga UD A = 164 × 16 × 0,3271 = 1187,224 ft2. UD =
Q 54725,7236 2o 116,34 Btu/(j.ft . F) A t 860 ,8404 277 ,0385
Fluida panas – Shell Side Fluida dingin – Tube Side 1. luas aliran (as) Nt at ' 378 0,302 1. at = = ID 25 144 n 144 6 5 in B= 2 = 0,1321 ft 5 5 C’ = PT – OD C’ = 1,5625 – 1,25= 2. Kecepatan massa (Gt) 0,3125 w 139.504,00 33 = Gt = ID C ' B at 0,1321 as = 144 PT n ' = 1.055.848,6534 /ft2.jam = 25 (0,3125 ) 5 144 1,5625 1 3. Bilangan Reynold (Ret) = 0,1736 ft2 Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 3/4 in 16 BWG 2. Kecepatan Massa (Gs) Dt = 0,602 in = 0,0502 ft W μ = 0,0350cP = 0,0847 lbm/ft.jam Gs = Dt x Gt as Ret = 24448,3934 = 0,1736 = 0,0502x 1.055.848, 6534 0,0847 = 140822,74 2 = 625.364,9049 lbm/ft .jam
3. Bilangan Reynold (Res) De = 0,91 in [fig. 28] = 0,0758 ft μ = 0,0296 cP = 0,0716 lbm/ft.jam Res= De Gs
= 0,0758 140822,74 0,0716
4. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834) diperoleh jH = 1000 5. Pada tc = 416,75 0F Cp = 16,57 btu/lbm.0F k = 0,0251 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996) Cp k
1/ 3
= 16,57 0,0154
0,0251
1/ 3
= 2,9075
Universitas Sumatera Utara
= 149183,0284 4. Dari Gambar 28 (Kern,1950,hal.838) Res = 149183,02847 diperoleh jH =250 5. Pada Tc = 528,656 0F Cp = 9,519 btu/lbm.0F k = 0,039 btu/jam.ft.0F u = 0,03 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996) Cp k
1/ 3
= 9,519 x 0,03
0,039
ho k Cp jH s Ds k
1/ 3
t Dt k 0,0251 hio 370 2,9075 t 0,0517
= 432,4479 btu/jam.ft.0F Pressure drop 7. untuk Ret = 182.698,957
1/3
= 1,938 6.
6. hio jH k Cp
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,00013 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,64 Φt = 1 f Gt 2 L n 8. ∆Pt = 5,22.1010 Dt s t
1/ 3
0,0000852 131.783,70462 20 4 5,22.1010 0,0517 0,64 1
ho 0,039 250 1,938 s 0,0758
= 20,598 btu/jam.ft.0F 7. untuk trial dianggap Φs = 1 8. ho = 20,598 btu/jam.ft.0F Pressure drop 9. untuk Res = 149183,0284 Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f = 0,0013 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,77 Ds = 0,0758 ft Φs = 1
10. jumlah crosses N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (16 / 5) = 38,4
= 0,1046 psi 9. Gt = 131.783,7046/ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 0,0015 ∆Pr =
4n v 2 4 4 = 0,0015 s 2g 0,64
= 0,00375 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,1046 + 0,00375 = 0,1421 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
11. ∆Ps
f Gs2 Ds N 1 = 5,22.1010 De s s 0,0013 29.922,1282 2,0833 38,4 5,22.1010 0,0758 0,77 1
∆Ps = 0,6766 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
Universitas Sumatera Utara
LC.18 Kolom Destilasi (D-101)
Fungsi
: memisahkan campuran air , asam asetat, dan asam akrilat.
Jenis
: sieve – tray
Bentuk
: silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: carbon steel SA-285 grade A
Jumlah
: 1 unit
Dari perhitungan neraca massa dan neraca panas diperoleh: RDM = 0,6373
XHF = 0,2887
XLW = 0,0001
XLF = 0,0756
RD
= 0,9560
D
= 481,6734 kmol/jam
XLD
= 0,1062
W
= 193,1951 kmol/jam
XHD = 0,0002
LD = 2,4268
XHW = 0,9999
LW = 1,91719
Lav LD LW ( 2,4268 ) (1,91719) 2,15703 Nm =
(Geankoplis, 2003)
log[(X LD / X HD )( X HW / X LW )] log( L,av )
(Geankoplis, 2003)
log 0,1062 / 0,0002 0,9999 / 0,0001 log 2,15703
= 20,1435 Dari Fig 11.7-3, Geankoplis, diperoleh N=
Nm = 0,6, maka: N
N m 20,145 =33,57 0, 6 0,6
Jumlah piring teoritis = 33,57 Efisiensi piring = 85 %
(Geankoplis, 2003)
Maka jumlah piring yang sebenarnya = 33,57/0,85 =39,4970= 40 piring. Penentuan lokasi umpan masuk X N log e 0,206 log HF Ns X LF
W X LW D X HD
2
(Geankoplis, 2003)
Universitas Sumatera Utara
0,2887 193,1951 0,0001 2 Ne log 0,206 log Ns 0,0756 481,6734 0,0002
log
Ne 0,0858796 Ns
Ne 0,82058 Ns
Ne = 0,82058 Ns N = Ne + Ns 40 = = 0,82058 Ns + Ns Ns = 21,971 22 Ne = 40 – 22 = 18 Jadi, umpan masuk pada piring ke-22 dari bawah atau piring ke-18 dari atas. Design kolom
Direncanakan :
Tray spacing
= 0,6 m
Hole diameter
= 4,5 mm(Treybal, 1981, hal:169)
Space between hole center
= 12 mm(Treybal, 1981, hal:169)
Weir height
= 5 cm
Pitch
= triangular ¾ in
Tabel LC.5 Komposisi Bahan pada Alur Vd Menara Destilasi (D-101) Komponen Vd XiBM Xi (mol) BM (kmol/jam) Asam akrilat 12 0,0006408 72 0,04613 Asam asetat
5417
0,283563
60
17,0137
Air
13673
0,7157962
18
12,8843
Total
19,102
1
29,9442
Universitas Sumatera Utara
Tabel LC.6 Komposisi Bahan pada Alur Lb Menara Destilasi (D-101) Komponen Lb XiBM Xi (mol) BM (kmol/jam) Asam akrilat 75106,60326 0,9999167 72 71,9939 Asam asetat Air Total
6,259509556
8,333E-05
60
0,00500
0
0
18
0
75112,8627
1,0000
71,99
Data : Laju alir massa cairan (L`) = 20,864 kg/s Laju alir volumetrik cairan (q) = 0,28979 m3/s
L = 901 kg/m3 Laju alir massa gas (G`) = 5,306052 kg/s Laju alir volumetrik gas (Q) = 169,8589 m3/s
v= 0,6801/m3 Surface tension () = 0,04 N/m
L' L G ' V
1
2
1
20,86468 945 2 = 0,074408 5,306052 0,4968
α = 0,0744t + 0,01173 = 0,0744(0,6) + 0,01173 = 0,05637 β = 0,0304t + 0,05 = 0,0304(0,6) + 0,015 = 0,06824
1 CF = log ( L' / G ' )( L / V ) 0,02
0, 2
Universitas Sumatera Utara
=
0,04 1 0 , 05637 log 0 , 068 0,02 (20,86468 / 5,30605)(901 / 0,6801)
0, 2
=0,0782 0,5
G VF = C F L G
901 0,6801 = 0,0782 0,6801
0, 5
= 2,8477 m/s Asumsi kecepatan flooding V = 0,8 x 2,8477 = 2,2782 m/s
An =
Q 169,8589 74,5574 m 2 2,2782 V
Untuk W = 0,8 T dari tabel 6.1 Treybal, diketahui bahwa luas downspout sebesar 14,145%.
At =
74,5574 87,1507 m 2 1 0,14145
Column Diameter (T) = [4(87,1507)/π]0,5 = 10,5366 m Weir length (W)
= 0,8(10,5366) = 8,4292 m
Downsput area (Ad) = 0,1414(74,5574) = 10,54615 m2 Active area (Aa)
= At – 2Ad = 87,1507- 2(10,54615) = 66,0584m2
Weir crest (h1) Misalkan h1 = 0,069841681 m h1/T = 0,069841681 /10,536605 = 0,00662848
Universitas Sumatera Utara
perhitungan diulangi dengan memakai nilai h1 = 0,069841681 m hingga nilai h1 konstan pada nilai 0,0069885525 m. Perhitungan Pressure Drop
Dry pressure drop Ao= 0,1275 x 66,0584 = 8,42245 Q 169,8589 20,167406 m/s A0 8,42245
uo =
u2 hd 51,0 02 C0
V L
20,167 2 0,68 hd 51,0 2 0,66 901 hd 35,1944mm 0,035944m
Hydraulic head
Va z
Q 169,8589 2,57134 Aa 66,0584
T W 10,5366 8,4292 9,482944m 2 2
hL 0,0061 0,725hW 0,238hW Va G0,5 1,225
q z
hL 0,0061 0,7250,05 0,2380,052,5713440,68
0,5
0,2897 1,225 9,482944
hL 0,093938 m
Universitas Sumatera Utara
Residual pressure drop
hr hr
6g c Lda g
60,041 0,0060401 9450,00459,8
Total gas pressure drop
hG hd hL hg hG 0,0359 0,09393 0,0060401 hG 0,13592265 m Pressure loss at liquid entrance Ada = 0,025W = 0,025(8,429284) =0,2107321 m2 3 q h2 2 g Ada
2
3 0,28979 h2 29,8 0,21073
2
h2 0,28945m
Backup in downspout h3 hG h2 h3 0,135922 0,28945 h3 0,4253 m Check on flooding
hw h1 h3 0,05 0,06988 0,4253 hw h1 h3 0,5452587m t/2 = 0,6/2 = 0,3 m karena nilai hw + h1 + h3 lebih kecil dari t/2, maka spesifikasi ini dapat diterima, artinya dengan rancangan plate seperti ini diharapkan tidak terjadi flooding.
Universitas Sumatera Utara
Tinggi kolom = 40 x 0,6 m = 24 m Tinggi tutup =
1 10,5366 2,6341 m 2 2
Tebal shell tangki Tekanan operasi
= 1 atm = 101,33 kpa
Faktor kelonggaran
= 5%
Maka, Pdesign = (1,05) (101,33 kpa) =106,39125 kpa = 15,431 psi
Allowable Stress = 11.200 psi
(Brownell &Young, 2005)
Joint efficiency
(Brownell &Young, 2005)
= 0,8
Tebal shell tangki: Tebal plat (ts) =
PD 15,431 x (10,536 ) 2 x11.200 x 0,8 1,215,431 2 SE 1,2 P
= 0,4555754in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in LC.19 Kondensor Kolom Destilasi I (CD-101)
Fungsi Tipe Dipakai Jumlah
: menurunkan temperatur campuran gas sampai temperatur dew point tercapai : Shell and tube heat exchanger : 1 ¼ in BWG 16, panjang 16 ft, 4 pass : 1 unit
1. Neraca Energi Fluida panas (gas)
Laju alir umpan masuk
= 19101,7885 kg/jam = 42111,8028,lb/jam
Temperatur awal (T1)
= 117,85 oC
= 244,13oF
Temperatur akhir (T2)
= 94 oC
= 201,2oF
Fluida dingin (air)
Laju alir umpan masuk
= 71150,8518 kg/jam = 156859,1678 lb/jam
Temperatur awal (t1)
= 28oC = 82,4 oF
Temperatur akhir (t2)
= 40oC = 104,00oF
Universitas Sumatera Utara
Panas yang diserap (Q)
= 3388158,0254 kJ/jam = 3211401,2094 Btu/jam
2. ∆T = beda suhu sebenarnya
Fluida panas T1 = 244oF T2 = 201,2oF T1-T2=42,93oF
LMTD =
Temperatur lebih tinggi Temperatur lebih rendah Selisih
Fluida dingin t2 = 104,00oF t1 = 82,4oF t2 –t1 = 21,6oF
selisih ∆t1 = 140,13oF ∆t2 = 118,8oF ∆t2- ∆t1 = 21,33oF
t 2 t1 21,33 129,1716oF t 2 118,8 ln ln 140 , 13 t 1
R=
T1 T2 42 ,93 = 1,988 t2 t1 21,6
S=
t 2 t1 21,6 0,134 T1 t1 161,73
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 1 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 129,1716oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 244 ,13 201, 2 o 222,665 F 2 2 104 82,4 t t tc = 1 2 93,2oF 2 2
Tc =
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= 1,25 in
diameter dalam (ID)
= 1,12 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 16 ft
at’
= 0,3271 ft2
Trial 1. a. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 2-50 Btu/(j.ft2.oF)
Universitas Sumatera Utara
Coba UD = 5 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube) Luas perpindahan panas, A =
Q 3211401,20 9 2 4972,3017 ft . U D .t 5 129 ,1716
Luas permukaan per ft panjang pipa 1 ¼ “ OD = 0,3271 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
4972,3017 158,3445 buah 0 ,3271 16
b. Coba tube passes = 4 (n=4) Dari tabel 9, untuk 1 ¼ “ OD dan 1 9/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 155 tubes dengan ID shell = 25 in. c. Pembetulan harga UD A = 155 × 16 × 0,3271 = 811,2080 ft2. UD =
Q 3211401,20 94 2o 5,1079 Btu/(j.ft . F) A t 811, 208 129 ,1716
Fluida panas – Shell Side 1. luas aliran (as) ID 25 B= 5 in 5 5 C’ = PT – OD C’ = 1,5625 – 1,25= 0,3125
as = ID C ' B
144 PT n ' = 25(0,3125) 5 144 1,5625 1
=
0,1736 ft2
2. Kecepatan Massa (Gs) W Gs = as =
42111,8028 0,1736
= 242563,9844 lbm/ft2.jam 3. Bilangan Reynold (Res) De = 0,91 in [fig. 28] = 0,0758 ft μ = 0,1406 cP = 0,0716 lbm/ft.jam
Fluida dingin – Tube Side Nt at ' 155 1,47 = 1. at = 144 n 144 4 2 = 0,1321 ft
2. Kecepatan massa (Gt) w 156859,167 8 Gt = = at 0,1321 = 396536,6718 /ft2.jam 3. Bilangan Reynold (Ret) Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 1 ¼ in 16 BWG Dt = 1,12 in = 0,0933 ft μ = 0,3003cP = 0,7268 lbm/ft.jam Ret =
Dt x Gt
= 0,0933x 396536,6718 0,3003
= 50.923,7659 4. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834) diperoleh jH = 20 5. Pada tc = 93,1716 0F Cp = 18,04 btu/lbm.0F
Universitas Sumatera Utara
k = 0,3915 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996)
Res= De Gs
= 0,0758 242563,9844 0,1406
Cp k
= 54061,2119 (Kern,1950,hal.838)
1/ 3
= 270,4123 btu/jam.ft.0F
Pressure drop 7. untuk Ret = 50.923,7659
= 9,811 x 0,141 0,023
k Cp ho jH s Ds k
1/ 3
1/ 3
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,00021 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 1 Φt = 1 f Gt 2 L n 8. ∆Pt = 5,22.1010 Dt s t
0,00021 396536,67182 16 4 5,22.1010 0,093311
0,023 ho 380 3,909 0,0758 s
= 37,704 btu/jam.ft.0F 7. untuk trial dianggap Φs = 1 8. ho = 37,704 btu/jam.ft.0F Pressure drop 9. untuk Res = 54061,2119 Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f = 0,0012 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,75 Ds = 0,0758 ft Φs = 1
10. jumlah crosses N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (16 / 5) = 38,4
f Gs Ds N 1 5,22.1010 De s s 2
11. ∆Ps=
Dt k 0,3915 20 3,2233 0,0933 t
= 3,909 6.
0,3915
t hio
5. Pada Tc = 222,6650F Cp = 9,811 btu/lbm.0F k = 0,023 btu/jam.ft.0F u = 0,141 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996)
6. hio jH k Cp
Res = 54061,2119 diperoleh jH =380
Cp k
1/ 3
= 18,04 0,3003 = 3,2233
4. Dari Gambar 28
1/ 3
1/ 3
= 0,4338 psi 9. Gt = 396536,6718 lb/ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 0,018 ∆Pr =
4n v 2 4 4 = 0,018 s 2g 1
= 0,2880 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,4338+ 0,2880 = 0,7218 psi Pressure Drop < 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
0,0012 242563,98442 2,0833 38,4 5,22.1010 0,0758 0,75 1
∆Ps = 1,9025 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
Universitas Sumatera Utara
LC.20 Accumulator (AC-101)
Fungsi
: Menampung distilat pada kolom distilasi (D-101)
Bentuk
: Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-285 grade C
Jenis sambungan
: Single welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 98,85 °C
Tekanan
= 0,9 atm
Laju alir massa
= 21.336 kg/jam
Kebutuhan perancangan
= 1 jam
Faktor kelonggaran
= 20 %
Densitas campuran
= 966,0688 kg/m3
Perhitungan: a. Volume tangki Volume larutan, Vl =
21.336 kg/jam x 1 jam 3 22,0851 m 966,0688 kg/m 3
Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 22,0851 m3 = 26,5021 m3 Fraksi volum
= 22,0851/26,5021 = 0,8333
Dari tabel 10.64 Perry (1997), Chemical Engineering Handbook diperoleh Untuk fraksi volum 0,8333 maka H/D = 0,777
sin cos = LR2 57,30
Volume tangki, Vt
Dimana cos α = 1-2(H/D) cos α = 1-2(0,777) cos α = -0,554 α = 123,6419 derajat Asumsi panjang tangki (Lt) = 4 m Maka, volume tangki,
Universitas Sumatera Utara
sin cos Vt = LR2 57,30
123,6419 sin 123,6419cos123,6419 26,5021 m3= 4 R 2 57,30 R (radius)
= 1,59 m
D (diameter)
= 3,18 m
H (tinggi cairan) = 2,471 m Tinggi tutup
= 0,7952 m
b.Tebal shell tangki PHidrostatik
=xgxH = 966,06883 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3,4652m = 0,32808 atm = 4,821 psi
Po
= Tekanan operasi = 0,9 atm = 13,2264 psi
Faktor kelonggaran = 20% Pdesign = (1,2) (13,2264+4,821 ) = 21,657 psi Joint efficiency (E)
= 0,8
(Walas et al, 2005)
Allowable stress (S)
= 13750 psi
(Walas et al, 2005)
Faktor korosi
= 0,25mm/tahun = 0,0098 in/tahun
Umur tangki
= 10 tahun
Tebal shell tangki:
PD 0,0098 2SE 1,2P (21,6575) (4,46 x 39,37 0,0098 2(13750)(0,8) 1,2(21,6575) 0,3259 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in c. Tutup tangki Diameter tangki
= diameter tutup = 3,18 m
Ratio axis
= L: D = 1:4
Universitas Sumatera Utara
Hh }xD D 1 { }x3,18 4 0,7952 m
Lh {
Lt (panjang tangki)
= Ls + Lh
Ls (panjang shell)
= 4 -2(0,7952) = 2,4095 m
Tutup atas dan bawah tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal tutup ½ in. LC.21 Pompa Refluks Kolom Destilasi 1 (P-103) Fungsi : Memompa campuran refluks dari accumulator ke kolom destilasi (D-101) Tipe : Centrifugal Pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Cadangan : 1 unit Data Perhitungan: Temperatur : 94oC Laju alir campuran : 8423,3109 kg/jam Densitas campuran : 967,900 kg/m3 = 60,4263 lbm/ft3 Viskositas campuran Tabel LC.7 Viskositas Bahan Keluar Accumulator (AC-101) Komponen F (kg/jam) N (kmol) Xi μ (cP) ln μ Xi . ln μ
Asam akrilat
5905,0955
82,0152
0,1214
1,2780
0,2453
0,0298
Asam asetat
2329,8989
38,8316
0,0575
1,0750
0,0723
0,0042
Air
107,3165
5,9620
0,0088
0,8326
-0,1832
-0,0016
126,80898331
126,8089
0.1878
0.3258
-1.1215
0,0323
Total
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = 0,323 μ = exp (0,323) μ = 1,0329 cP = 0,0007 lbm/ft.s Laju alir volumetrik :
Universitas Sumatera Utara
mv =
8342,31 kg / jam 3 3 3 8,619 m /jam = 0,0024 m /s = 0,071825 ft /s 3 967 kg / m
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 Di,opt
= 0,363 mv0,45ρ0,13 (Peters, 2004) 3 0,45 0,13 × (944) = 0,363 × (0,07125 m /s) = 0,05870 m =2,3113 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 3,5 in Schedule number : 40 Diameter dalam (ID) : 0,0901 m = 0,2956 ft Diameter luar (OD) : 0,1016 m = 0,3332 ft Inside sectional area, A : 0,0687 ft2 Kecepatan linier, V =
mv 0,07182 ft 3 / s 1,0455 ft/s A 0,0687 ft 2
Bilangan Reynold: V D 60,4263 1,0455 0,2956 26905,9261(aliran turbulen) NRe = 0,0007 Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) 0,00015 ft 0,0005 diperoleh harga factor pada NRe = 8272,4903 dan ε/D = 0,2956 ft fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,005 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
1 sharp edge entrance
3 elbow 90o
A2 V 2 1,0455 2 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2(1)(32,174) A1 2gc hc = 0,0085 ft lbf/lbm V2 1,0455 2 3(0,75) 0,0382 ft.lbf/lbm hf = nKf 2(32,174) 2 gc
1 check valve
hf = nKf
V2 1,0455 2 1(2) 0,0340 ft.lbf/lbm 2(32,174) 2gc
Pipa lurus 20 ft
Ff = 4 f
Lv2 (20)(1,0455) 2 = 4 (0,005) (0,2956)(2)(32,174) D2 gc
Ff = 0,0230 ft.lbf/lbm 2
1 sharp edge exict
1,0455 2 A1 v 2 2 1(1-0) hex = n 1 2(1)(32,174) A2 2gc
Universitas Sumatera Utara
Total friction loss
hex = 0,017 ft.lbf/lbm Σ F = 0,1207 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli : 1 g 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 2 gc gc
(Geankoplis, 2003)
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 9,35m =30,6755 ft 32,174 30,6755 0 0,1207 Ws 0 0 32,174 -Ws = 30,7961 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η = 80% Wp= -Ws/ η = 30,7961 ft.lbf/lbm Wm Daya pompa, P = p v 0,3038 hp 550 Digunakan daya motor standar ½ hp.
(Peters, 1984)
LC.22 Pompa Reboiler Kolom Destilasi 1 (P-104) Fungsi : Memompa campuran dari D-101 menuju ke Reboiler (RB-101) Tipe : Centrifugal Pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Data Perhitungan: Temperatur : 144,75oC Laju alir campuran : 81743,6466 kg/jam Densitas campuran : 901 kg/m3 = 56,29961 lbm/ft3 Viskositas campuran :
Universitas Sumatera Utara
Tabel LC.8 Viskositas Bahan Keluar Destilasi I (D-101) Komponen F (kg/jam) N (kmol) Xi
μ (cP)
ln μ
Xi . ln μ
Asam akrilat
81736,83449
1135,2338 0,9999
1,3360
0,2897
0,2897
Asam asetat
6,812084083
0,1135 0,0001
1,1240
0,1169
0,0000
81743,6466
1135,3473 1,0000
Total
0,2897
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = 0,2897 μ = exp (0,2897) μ = 0,36 cP = 0,0002 lbm/ft.s Laju alir volumetrik : mv =
81743,6466 kg / jam 3 3 3 90,645 m /jam = 0,0252 m /s = 0,755375 ft /s 901,8 kg / m 3
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 Di,opt
= 0,363 mv0,45ρ0,13 = 0,363 × (0,0252 m3/s) 0,45 × (901,8) 0,13 = 0,1677 m = 6,6024 in
(Peters, 2004)
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 3,5 in Schedule number : 40 Diameter dalam (ID) : 0,1023 m = 0,3355ft Diameter luar (OD) : 0,1143 m = 0,3749 ft Inside sectional area, A : 0,0884 ft2 Kecepatan linier, V =
mv 0,755375 ft 3 / s 8,545 ft/s A 0,08847 ft 2
Bilangan Reynold: V D 56,2996 8,5450 0.3357 667287,1742 (aliran turbulen) NRe = 0,0002 Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) 0,00015 ft 0,0004 diperoleh harga factor pada NRe = 667287,1742 dan ε/D = 0,3357 ft fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,0048 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
Universitas Sumatera Utara
A V2 8,5450 2 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2 2(1)(32,174) A1 2gc hc = 0,5674 ft lbf/lbm
1 sharp edge entrance
3 elbow 90o
hf = nKf
V2 8,5450 2 3(0,75) 2,5531 ft.lbf/lbm 2(32,174) 2gc
1 check valve
hf = nKf
11,932 V2 2,2694 ft.lbf/lbm 1(2) 2(32,174) 2 gc
Pipa lurus 30 ft
Ff = 4 f
Lv2 (30)(8,5450) 2 = 4 (0,0048) (0,3355)(2)(32,174) D2 gc
Ff = 1,9479 ft.lbf/lbm 2
1 sharp edge exict
Total friction loss
Dari persamaan Bernoulli : 1 g 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 2 gc gc
2
8,5450 A1 v 2 1(1-0)2 hex = n 1 2(1)(32,174) A2 2gc hex = 2,2120 ft.lbf/lbm Σ F = 8,4725 ft.lbf/lbm
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 4,5 m =14,76 ft 32,174 14,76 0 8,4725 Ws 0 0 32,174 -Ws = 23,2325 ft.lbf3/lbm Efisiensi pompa, η = 80% Wp= -Ws/ η = 29,0406 ft.lbf/lbm Wm Daya pompa, P = p v 2,2455 hp 550 Digunakan daya motor standar 2 ¼ hp.
(Geankoplis, 2003)
(Peters, 1984)
LC.23 Reboiler I (RB-101)
Fungsi Tipe Dipakai Jumlah
: menaikkan temperatur campuran gas sebelum diumpankan ke menara destilasi (D-101) : Shell and tube heat exchanger : ¾ in BWG 16, panjang 16 ft, 2 pass : 1 unit
Universitas Sumatera Utara
1. Neraca Energi Fluida panas (Superheated steam)
Laju alir umpan masuk
= 26933,2247 kg/jam = 59376,9873 lb/jam
Temperatur awal (T1)
= 400 oC
= 752oF
Temperatur akhir (T2)
= 151,84 oC
= 305,312oF
Fluida dingin (campuran gas)
Laju alir umpan masuk
= 81743,6466 kg/jam = 180212,0432 lb/jam
Temperatur awal (t1)
= 117,85oC = 244,13 oF
Temperatur akhir (t2)
= 144,75oC = 292,55oF
Panas yang diserap (Q)
= 70885554,1891 kJ/jam = 67187525,7126 Btu/jam
2. ∆T = beda suhu sebenarnya
Fluida panas T1 = 752oF T2 = 305,312oF T1-T2=446,6oF LMTD =
Temperatur lebih tinggi Temperatur lebih rendah Selisih
t 2 t1 t ln 2 t1
Fluida dingin t2 = 292,55oF t1 = 244,13oF t2 –t1 = 48,42oF
selisih ∆t1 = 459,45oF ∆t2 = 61,182oF ∆t2- ∆t1 = 398,26oF
459,45 - 61,182 197,536oF 459,45 ln 61,182
R=
T1 T2 446 ,6 = 9, 225 t2 t1 48, 42
S=
t 2 t1 48, 42 0,095 T1 t 1 752 244 ,13
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,8 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 268,34oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 752 ,00 305,312 o 528,656 F 2 2 t t 244,13 292,55 268,34oF tc = 1 2 2 2
Tc =
Universitas Sumatera Utara
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= 0,75 in
diameter dalam (ID)
= 0,62 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 20 ft
at’
= 0,1963 ft2
Trial 1. a. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 100 – 200 Btu/(j.ft2.oF)
Coba UD = 156 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube) Luas perpindahan panas, A =
Q 67187525,7 126 2 2725,3816 ft . U D .t 156 158 ,029
Luas permukaan per ft panjang pipa ¾ “ OD = 0,1963 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
2725,3816 694,1879 buah 0 ,1963 x 20
b. Coba tube passes = 2 (n=2) Dari tabel 9, untuk ¾ OD dan 1 5/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 692 tubes dengan ID shell = 29 in. c. Pembetulan harga UD A = 692 × 20 × 0,1963 = 2716,792 ft2 UD =
Q 67187525,7 126 2o 156,49 Btu/(j.ft . F) A t 2716 ,792 277 ,0385
Fluida panas – Shell Side
1. luas aliran (as) B=
ID 29 5,8 in 5 5
C’ = PT – OD C’ = 1,5625 – 0,75= 0,813 as = ID C ' B 144 PT n ' 0 ,813 5 ,8 ) 144 1,5625 1
= (29
Fluida dingin – Tube Side
1.
at =
Nt at ' 692 0,302 = 144 n 144 2
= 0,7256 ft2 2. Kecepatan massa (Gt) Gt =
w at
=
180212,043 0,7256
= 248349,48 /ft2.jam 3. Bilangan Reynold (Ret)
Universitas Sumatera Utara
=
0,6074 ft2
Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 3/4 in 16 BWG
2. Kecepatan Massa (Gs) Gs =
W as
=
Dt = 0,62 in = 0,0517 ft
59376,9873 0,6074 2
= 97757,7765 lbm/ft .jam
μ = 0,4028cP = 0,9748 lbm/ft.jam Ret =
Dt x Gt
= 0,0602x248349,48
3. Bilangan Reynold (Res)
0,9748
De = 0,55 in [fig. 28]
= 13162,424
= 0,0458 ft 4. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)
μ = 0,0296 cP
diperoleh jH =40
= 0,0716 lbm/ft.jam
5. Pada tc = 268,34 0F
Res= De Gs
Cp = 42,1 btu/lbm.0F k = 0,0771 btu/jam.ft.0F
= 0,0458 97757,77 0,0716
(Yaws, 1996)
= 62592,0568 4. Dari Gambar 28 (Kern,1950,hal.838)
Cp k
t
0,0771
= 9,519 btu/lbm.0F
k
= 0,039 btu/jam.ft.0F
u
= 0,03 btu/jam.ft.0F 1/ 3
Dt
k
1/ 3
= 399,8943 btu/jam.ft.0F
Pres
7. untuk Ret = 13163,4242
= 9,519 x 0,03
hio 0,0771 40 8,1042 t 0,0517
Cp
(Yaws, 1996) 0,039
= 1,938 6.
6. hio jH k Cp
5. Pada Tc = 528,656 0F
Cp k
1/ 3
= 42,1 0,9748 = 8,1042
Res= 62592,0568diperoleh jH =160
1/ 3
ho k Cp jH s Ds k
1/3
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,0003 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,76
1/ 3
ho 0,039 160 1,938 s 0,0458
Φt = 1 8. ∆Pt
=
f Gt 2 L n 5,22.1010 Dt s t
Universitas Sumatera Utara
= 21,812 btu/jam.ft.0F
0,0003 248349,482 20 2 5,22.1010 0,0517 0,71
7. untuk trial dianggap Φs = 1 8. ho = 21,812btu/jam.ft.0F
= 0,3611 psi 9. Gt = 248349,48 /ft2.jam
Pressure drop
9.
Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan :
untuk Res = 62592,056 Dari
Gambar
29,
hal.
839
diperoleh f = 0,0016 ft2/in2
v2/2g = 0,008 ∆Pr =
Spesifik gravity (s) = 0,77 =
Ds = 3,0833 ft Φs
4n v 2 4 2 = 0,008 s 2g 0,7 0,0842 psi
∆Pf = ∆Pt + ∆Pr
=1
= 0,3611 + 0,0842
10. jumlah crosses
= 0,4453 psi
N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (20 / 5) = 32,4
f Gs2 Ds N 1 11. ∆Ps= 5,22.1010 De s s
Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
0,0016 97757,77 2 41,4 5,22.1010 0,0458 0,77 1
∆Ps = 0,83 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.24 Pompa (P-105)
Fungsi
: Memompa campuran dari D-101 menuju ke TT101
Tipe
: Centrifugal Pump
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur
: 30oC
Laju alir campuran : 13907,2687kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Densitas campuran : 1045 kg/m3 = 65,2396 lbm/ft3 Viskositas campuran : Tabel LC.9 Viskositas Bahan Keluar Destilasi (D-101) Komponen
F (kg/jam)
N (kmol)
Xi
μ (cP)
ln μ
Xi . ln μ
Asam akrilat
13891.9600
192.9439 0.9987
1.3360
0.2897
0.2893
Asam asetat
15.3087
0.2551 0.0013
1.1240
0.1169
0.0002
13907,2687
386.3981 2.0000
Total
0.2895
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = 0.2895 μ = exp (0.2895) μ = 1,3357 cP = 0,0009 lbm/ft.s Laju alir volumetrik : mv =
13907,2687 kg / jam 3 3 3 13,3084 m /jam = 0,0037 m /s = 0,110903 ft /s 3 1045,0 kg / m
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 Di,opt
= 0,363 mv0,45ρ0,13
(Peters, 2004) = 0,363 × (0,0037 m3/s) 0,45 × (1045) 0,13 = 0,0721 m = 2,8384 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 3 ½ in
Schedule number
: 40
Diameter dalam (ID) : 0,0901 m = 0,2956 ft Diameter luar (OD)
: 0,1016 m = 0,3332 ft
Inside sectional area, A
: 0,0687 ft2
mv 0,110903 ft 3 / s 1,6143 ft/s Kecepatan linier, V = A 0,0687 ft 2
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold: NRe =
V D 65,2396 1,6143 0.2956 34684,611 (aliran turbulen) 0,0009
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) pada NRe = 34684,611 dan ε/D =
0,00015 ft 0,0005 diperoleh harga factor 0,2956 ft
fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,006 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
1 sharp edge entrance
A V2 1,61432 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2 2(1)(32,174) A1 2gc hc = 0,0202 ft lbf/lbm
3 elbow 90
1,61432 V2 3(0,75) 0,0911 ft.lbf/lbm hf = nKf 2gc 2(32,174)
1 check valve
V2 1,61432 1(2) 0,0810 ft.lbf/lbm hf = nKf 2 gc 2(32,174)
Pipa lurus 50 ft
(50)(1,6143)2 Lv2 = 4 (0,006) Ff = 4 f D2 gc (0,2986)(2)(32,174)
o
Ff = 0,137 ft.lbf/lbm 2
1 sharp edge exict
2,2742 A1 v 2 2 1 hex = n 1(1-0) 2(1)(32,174) A2 2gc hex = 0,0405 ft.lbf/lbm
Total friction loss
Σ F = 0,3973 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
1 g 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 2 gc gc
(Geankoplis, 2003)
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 17,62 m = 57,8077 ft
Universitas Sumatera Utara
32,174 57,8077 0 0,3973 Ws 0 32,174 -Ws = 58,205 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η = 80% (Peters, 1984) Wp= -Ws/ η = 72,7562 ft.lbf/lbm W m 72,7562 0,110903 65,2396 0,957 hp Daya pompa, P = p v 550 550 Digunakan daya motor standar 1 hp. 0
LC.25 Cooler (E-106)
Fungsi
: mengkondisikan produk yang akan disimpan pada tangki penyimpanan (TT-101)
Type
: shell and tube heat exchanger
Jumlah
: 2 buah heat exchanger disusun paralel
Kondisi Proses :
-
Fluida Panas (campuran gas) : T masuk (T1) : 144,750C : 300C T keluar (T2) P masuk : 1 atm P keluar : 1 atm Fluida Dingin (air) : 280C T masuk (t1) : 400C T keluar (t2) P masuk : 1 atm P keluar : 1 atm
: 292,550F : 417,9 K : 860F : 303,15 K : 14,87 psia : 14,87 psia : 82,4 0F : 301,15 K 0 : 104 F :313,15 K : 14,87 psia : 14,87 psia
Fluida dingin (0F)
Fluida panas (0F)
T masuk
82,4
292,55
T keluar
104
86
Digunakan Heat Exchanger (shell and tubes)
(Kern, appendiks tabel 10)
dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L
: 16 ft
BWG
: 16
Pitch
: 1,5625 in triangular
(kern, appendiks tabel 9)
Universitas Sumatera Utara
Rd gab
: 0,002 jft2 0F/Btu
∆P gas
: 10 psi
OD tube
: 1,25 in triangular, ID : 1,12 in
Neraca Massa dan Neraca Panas
Dari neraca massa (lampiran A) Massa fluida panas (M)
= 13906,989 kg
= 15329,91104lb
= 411505.285 kg
= 453609,3006 lb
(Aliran gas dari R-101) Massa fluida dingin (m)
Q yang diserap fluida dingin = m x Cp(fluida dingin) x ∆t = 9,8E+06 Btu Mencari LMTD
LMTD
(T1 T2 ) T ln 1 T2
Dimana : ∆T1 = ∆Tpanas = T1 – t2 ∆T2 = ∆Tdingin = T2 – t1 LMTD
(292,55 - 104) - (86 - 82,4) ( 292,55 - 104) ln (86 - 82,4)
= 46,723 0F R=
T1 T2 292 ,55 86 = 9,563 t2 t1 104 82 , 4
S=
t 2 t1 104 , 82 , 4 0,103 T1 t1 292 ,55 82 ,4
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 1 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 1,00 x46,723 = 46,723 0F Menghitung Tc (Caloric Temperature)
Universitas Sumatera Utara
Tc
= (T2+T1)/2 = (86 + 292,55)/2 = 189,275 0F = (t2+t1)/2
tc
= (82,4 + 104)/2 = 93,2 0F a. Trial Ud Ud A
= 313 (Appendiks Tabel 8, Kern) Tersedia Ud = 250-500 = Q/Ud x ∆t = 9,8E+06 / (313 x 36,618) = 670 ft2
a”t b. Nt
= 0,3271 ft2/lin ft
(table 10, Kern)
= A/(L x a”t )
= 670 / (16 x 0,3271) = 32,003 Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 32 (Appendiks table 9, Kern) IDs = 15,25 in (Appendiks table 9, Kern) c. Koreksi Ud Ud
= (Nt/Nt standar) × Ud = (32,003/32) × 313 = 313,03 Btu/hr. ft2. 0F Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube Bagian Shell : IDs = 15,25 in (diameter dalam shell) B = 12 in (baffle spacing) N +1 = 24 (jumlah baffle) n' = 2 passes (jumlah passes pada shell) de = 0,91 in (diameter ekivalen)
(Appendiks fig.28, Kern)
Bagian Tube : di
= 1,12 in
(diameter dalam tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
do
= 1,25 in
(diameter luar tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
l
= 16 ft
(panjang tube)
n
=4
(jumlah passes pada tube)
Nt
= 32
(jumlah tube)
(Appendiks tabel 9, Kern) (Appendiks tabel 9, Kern)
Universitas Sumatera Utara
Pt
= 1,5625 in
(jarak antara sumbu tube)
C'
= 0,3125 in
(jarak antara diameter luar tube)
2
a"t
= 0,3271 ft
a't
= 0,985 in2
(luas permukaan panjang)
(Appendiks tabel 10, Kern)
(luas penampang aliran)
(Appendiks tabel 10, Kern)
Bagian shell (gas)
1. as = (IDS × B × c’)/(n’×Pt×144 =
,
,
,
= 0,127 ft2 2. Gs = M / as = 15329,911 / 0,127 = 120628,8082 3. Re = de × Gs / µ = 0,91 × 120628,8082/0,3631 = 10410,45158 4. JH = 50 (fig. 28, kern) 5. ho = JH × (k/de) × (cpµ / k)1/3 = 50 × (0,08852/0,91) × (35,6× 0,3631 / 0,08852)1/3 = 256,122 Btu/hr.ft2.0F Bagian tube (gas alam)
1. at’
= 0,985 ft2 = (Nt×at’)/144n =
,
= 0,0547 ft2 2. Gt = m / at = 907218,601 / 0,10602 = 8289307,01 V
= Gt/3600ρ = 8289307,01/3600.598,1 = 2,3 ft/sec
3. Re = ID × Gt / µ
Universitas Sumatera Utara
=
,
/
, ,
= 436030,8119 4. JH = 780 (fig. 24, kern) 5. hi dapat dilihat pada Kern fig 25 = 600 6. hi0 = hi × (ID/OD) = 600 × 1,12 / 1,25 = 537,6 Btu/hr.ft2.0F 7. Evaluasi Uc Uc = (hio × ho) / (hio + ho) = 537,6 × 256,122 / (537,6 + 256,122) = 173,4757 Btu/hr.ft2.0F 8.
a''= 0,3271 ft2/linft A = Nt x l x a'' x 3 =
32
x
16
x 0,3271
x
2
=
167,475
ft2
Ud = Q / A t = =
9,8E+06 69,56
/
167,475
x
46,723
Btu/(hr)(ft2)(oF)
9. Evaluasi Rd Rd = (Uc-Ud)/(Uc×Ud) = (173,475-69,56)/(173,475×69,56) = 0,00861 hr.ft2.0F/Btu > Rd ditetapkan (memenuhi syarat)
Pressure drop Pressure drop 10. untuk Ret = 436030,812 6. untuk Res = 10410,45 Dari Gambar 29, hal. 839 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = diperoleh f = 0,002 ft2/in2 0,000103 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,88 Spesifik gravity (s) = 1 Ds = 1,270833 ft Φt = 1 Φs = 1 f Gt 2 L n 7. jumlah crosses 11. ∆Pt = 5,22.1010 Dt s t N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (16.2 / 12) = 32
Universitas Sumatera Utara
8.
f Gs2 Ds N 1 ∆Ps= 5,22.1010 De s s
0,002 120628,80 2 1,2708 32 5,22.1010 0,91 0,88 1
∆Ps = 0,007 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
0,000103 8289307,0172 16 4 5,22.1010 1,1211 = 0,000 psi 12. Gt = 8289307,017 /ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 1 ∆Pr =
4n v 2 4 4 = 1 s 2g 1
= 1,33 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,0000 + 1,33 = 1,33 psi Pressure Drop < 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.26 Kolom Destilasi (D-102)
Fungsi
: memisahkan campuran air , asam asetat, dan asam akrilat.
Jenis
: sieve – tray
Bentuk
: silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: carbon steel SA-285 grade A
Jumlah
: 1 unit
Dari perhitungan neraca massa dan neraca panas diperoleh: RDM = 2,3756
XHF = 0,1053
XLW =0,041
XLF = 0,7905
RD
= 2,0634
D
= 428,736 kmol/jam
XLD
= 0,9943
W
= 52,413113 kmol/jam
XHD =0,0012
LD = 1,7747
XHW = 0.,959
LW = 1,7691369
Lav LD LW (1,7747 ) (1,76913 ) 1,77119
Nm =
log[(X LD / X HD )( X HW / X LW )] log( L,av )
(Geankoplis, 2003) (Geankoplis, 2003)
log 0,9943 / 0,0012 0,959 / 0,041 log 1,7719
Universitas Sumatera Utara
= 17,2568 Dari Fig 11.7-3, Geankoplis, diperoleh N=
Nm = 0,65, maka: N
N m 16,26648 =26,5489 0,65 0,65
Jumlah piring teoritis = 26,5489 Efisiensi piring = 85 %
(Geankoplis, 2003)
Maka jumlah piring yang sebenarnya = 26,5489/0,85 =31,2340= 31 piring. Penentuan lokasi umpan masuk X N log e 0,206 log HF Ns X LF
W X LW D X HD
2
(Geankoplis, 2003)
0,1053 52,6842 0,041 2 Ne 0,206 log log Ns 0,7905 429,7369 0,0012 log
Ne 0, 2632 Ns
Ne 1,8335 Ns
Ne = 1,8335 Ns N = Ne + Ns 18 = 1,8335 Ns + Ns Ns = 10,94053 11 Ne = 31 – 11 = 20 Jadi, umpan masuk pada piring ke-11 dari bawah atau piring ke-20 dari atas. Design kolom
Direncanakan : Tray spacing
= 0,6 m
Hole diameter
= 4,5 mm(Treybal, 1981, hal:169)
Space between hole center
= 12 mm(Treybal, 1981, hal:169)
Weir height
= 5 cm
Pitch
= triangular ¾ in
Universitas Sumatera Utara
Tabel LC.10 Komposisi Bahan pada Alur Vd Menara Destilasi (D-102) Vd BM XiBM Komponen Xi (mol) (kmol/jam) 107 0,0056259 72 0,40506 Asam akrilat Asam asetat Air
112
0,0058628
60
0,35177
78,537
4,1115050
18
74,0070
78,757
Total
4
74,7639
Tabel LC.11 Komposisi Bahan pada Alur Lb Menara Destilasi (D-102) Lb BM XiBM Komponen Xi (mol) (kmol/jam) 94522,53755 1,258406804 72 90,605 94522,5 3364,649343 Total
0,044794583
60
489,5875
1,0000
2,6876
3364,64 60,4397
Data : Laju alir massa cairan (L`) = 27,190885 kg/s Laju alir volumetrik cairan (q) = 0,291457 m3/s L = 944kg/m3
Laju alir massa gas (G`) = 21,8768 kg/s Laju alir volumetrik gas (Q) = 700,32752 m3/s v= 0,4967/m3 Surface tension () = 0,04 N/m
L' G'
L V
1
2
1
27,190885 944 2 = 0,0181402 21,8768 0,4967
α = 0,0744t + 0,01173 = 0,0744(0,6) + 0,01173 = 0,05637 β = 0,0304t + 0,05 = 0,0304(0,6) + 0,015 = 0,06824
1 CF = log ( L' / G ' )( L / V ) 0,02
0, 2
0,04 1 0,068 = 0,05637 log (0,1359 / 21,8768)(944 / 0,68) 0,02
0, 2
=0,1127913
Universitas Sumatera Utara
0,5
G VF = C F L G
944 0,68 = 0,1127913 0,68
0,5
= 4,915 m/s Asumsi kecepatan flooding V = 0,8 x 4,915 = 4,6860 m/s An =
Q 700,32 178,1065 m 2 V 3,92
Untuk W = 0,8 T dari tabel 6.1 Treybal, diketahui bahwa luas downspout sebesar 14,145%. At =
178,1065 208,18998 m 2 1 0,14145
Column Diameter (T) = [4(2,90627)/π]0,5 = 16,2852m Weir length (W)
= 0,8(16,2852) =13,02822 m
Downsput area (Ad) = 0,1414(178,10653) = 25,1931m2 Active area (Aa)
= At – 2Ad =208,18998– 2(25,1931) = 157,80365 m2
Weir crest (h1)
Misalkan h1 = 0,0526177 m h1/T = 0,0526177 /16,2852= 0,003231 perhitungan diulangi dengan memakai nilai h1 = 0,0526177 m hingga nilai h1 konstan pada nilai 0,00527103 m. Perhitungan Pressure Drop Dry pressure drop uo =
Q 700,3275 34,807592 m/s A0 20,119965
Universitas Sumatera Utara
u2 hd 51,0 02 C0
V L
34,807 2 0,68 hd 51,0 2 0,66 944 hd 74,6604mm 0,07466 m
Hydraulic head
Va z
700 Q 4,4379 Aa 157,80365
T W 16,2852 13,02822 14,656m 2 2
hL 0,0061 0,725hW 0,238hW Va G0,5 1,225
q z
hL 0,0061 0,7250,05 0,2380,054,4370,68
0,5
0,291457 1,225 14,656
hL 0,0797 m Residual pressure drop
hr hr
6g c Lda g
60,041 0,0057669 9440,00459,8
Total gas pressure drop
hG hd hL hg hG 0,0746 0,0797394757 0,0057669 hG 0,160166 m Pressure loss at liquid entrance Ada = 0,025W = 0,025(13,02822) =0,32570 m2 3 q h2 2 g Ada
2
3 0,291457 h2 29,8 0,32570
2
h2 0,1225643m
Backup in downspout
Universitas Sumatera Utara
h3 hG h2 h3 0,16016 0,12256 h3 0,2827 m Check on flooding
hw h1 h3 0,05 0,0527103 0,2827 hw h1 h3 0,3854 m t/2 = 0,6/2 = 0,3 m
karena nilai hw + h1 + h3 lebih kecil dari t/2, maka spesifikasi ini dapat diterima, artinya dengan rancangan plate seperti ini diharapkan tidak terjadi flooding. Tinggi kolom = 31 x 0,6 m = 18,6 m Tinggi tutup =
1 16,2852 4,0713 m 2 2
Tebal shell tangki Tekanan operasi
= 0,9 atm = 91,193 kpa
Faktor kelonggaran
= 5%
Maka, Pdesign = (0.95) (91,193 kpa) = 95,752125 kpa = 13,888 psi Allowable Stress = 11.200 psi
= 0,8
Joint efficiency
(Brownell &Young, 2005) (Brownell &Young, 2005)
Tebal shell tangki: Tebal plat (ts) =
PxD 13,888 x16,28 2 x11.200 x 0,8 1,213,888 S E 0,6 P
= 0,59534 in Tebal shell standar yang digunakan = 1 in
LC.27 Kondensor Kolom Destilasi II (CD-102)
Fungsi Tipe Dipakai Jumlah
: menurunkan temperatur campuran gas sampai temperatur dew point tercapai : Shell and tube heat exchanger : 1 ¼ in BWG 16, panjang 16 ft, 4 pass : 1 unit
Universitas Sumatera Utara
1. Neraca Energi Fluida panas (gas)
Laju alir umpan masuk
= 78756,5554 kg/jam =173626,7021lb/jam
Temperatur awal (T1)
= 99,67 oC
= 211,406oF
Temperatur akhir (T2)
= 94,33 oC
= 201,794oF
Fluida dingin (air)
Laju alir umpan masuk
= 11006,8407 kg/jam = 24265,6810 lb/jam
Temperatur awal (t1)
= 28oC = 82,4 oF
Temperatur akhir (t2)
= 40oC = 104,00oF
Panas yang diserap (Q)
= 524138,7105 kJ/jam = 496794,9181 Btu/jam
2. ∆T = beda suhu sebenarnya
Fluida panas T1 = 244oF T2 = 201,2oF T1-T2=42,93oF
LMTD =
Temperatur lebih tinggi Temperatur lebih rendah Selisih
Fluida dingin t2 = 104,00oF t1 = 82,4oF t2 –t1 = 21,6oF
selisih ∆t1 = 107,406oF ∆t2 = 119,394oF ∆t2- ∆t1 = 11,988oF
-
t 2 t1 21,33 113,2943oF t 2 118,8 ln ln 140 , 13 t 1
R=
T1 T2 42 ,93 = 0, 445 t2 t1 21,6
S=
t 2 t1 21,6 0,167 T1 t1 161,73
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 1 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 129,1716oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 211, 406 201,794 o 206, F 2 2 104 82,4 t t 93,2oF tc = 1 2 2 2
Tc =
Universitas Sumatera Utara
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= 1,25 in
diameter dalam (ID)
= 1,12 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 16 ft
at’
= 0,3271 ft2
Trial 1. 1. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 2-50 Btu/(j.ft2.oF)
Coba UD = 2 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube) Luas perpindahan panas, A =
Q 524138,710 2 2192,4972ft . U D .t 2 113,2945
Luas permukaan per ft panjang pipa 1 ¼ “ OD = 0,3271 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
2192 , 4972 155,126 buah 0 ,3271 16
2. Coba tube passes = 4 (n=4) Dari tabel 9, untuk 1 ¼ “ OD dan 1 9/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 155 tubes dengan ID shell = 25 in. 3. Pembetulan harga UD A = 155 × 16 × 0,3271 = 365,118 ft2. UD =
Q 496794,918 1 2o 2 Btu/(j.ft . F) A t 365 ,118 113 , 2943
Fluida panas – Shell Side 4. luas aliran (as) ID 25 B= 5 in 5 5 C’ = PT – OD C’ = 1,5625 – 1,25= 0,3125
as = ID C ' B
144 PT n ' = 25(0,3125 ) 5 144 1,5625 1
=
0,1736 ft2
Fluida dingin – Tube Side Nt at ' 155 1,47 4. at = = 144 n 144 4 = 0,1321 ft2
5. Kecepatan massa (Gt) w 156859,167 8 = Gt = at 0,1321 = 396536,6718 /ft2.jam 6. Bilangan Reynold (Ret) Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 1 ¼ in 16 BWG
Universitas Sumatera Utara
5. Kecepatan Massa (Gs) W Gs = as =
Dt = 1,12 in = 0,0933 ft μ = 0,3003cP = 0,7268 lbm/ft.jam Ret =
42111,8028 0,1736 2
= 242563,9844 lbm/ft .jam 6. Bilangan Reynold (Res) De = 0,91 in [fig. 28] = 0,0758 ft μ = 0,1406 cP = 0,0716 lbm/ft.jam Res= De Gs
0,3003
= 50.923,7659
1/ 3
1/ 3
= 18,04 0,3003
0,3915
= 3,2233
7. Dari Gambar 28
9. hio jH k Cp
(Kern,1950,hal.838)
1/ 3
t Dt k hio 0,3915 20 3,2233 t 0,0933
Res = 54061,2119 diperoleh jH =380
= 270,4123 btu/jam.ft.0F
0
8. Pada Tc = 222,665 F Cp = 9,811 btu/lbm.0F k = 0,023 btu/jam.ft.0F u = 0,141 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996) = 9,811 x 0,141
= 0,0933x 396536,6718
Cp k
= 54061,2119
1/ 3
7. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834) diperoleh jH = 20 8. Pada tc = 93,1716 0F Cp = 18,04 btu/lbm.0F k = 0,3915 btu/jam.ft.0F (Yaws, 1996)
= 0,0758 242563,9844 0,1406
Cp k
Dt x Gt
0,023
1/ 3
= 3,909 9.
k Cp ho jH s Ds k
1/ 3
ho 0,023 380 3,909 s 0,0758
= 37,704 btu/jam.ft.0F 10. untuk trial dianggap Φs = 1 11. ho = 37,704 btu/jam.ft.0F Pressure drop Pressure drop 12. untuk Res = 54061,2119 10. untuk Ret = 50.923,7659 Dari Gambar 29, hal. 839 2 2 diperoleh f = 0,0012 ft /in Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh Spesifik gravity (s) = 0,75 f = 0,00021 ft2/in2 Ds = 0,0758 ft Spesifik gravity (s) = 1 Φt=1 Φs = 1 f Gt 2 L n 13. jumlah crosses 11. ∆Pt = 5,22.1010 Dt s t N + 1 = 12 L / B
Universitas Sumatera Utara
N + 1 = 12 . (16 / 5) = 38,4
0,00021 396536,67182 16 4 5,22.1010 0,093311
f Gs Ds N 1 5,22.1010 De s s 2
14. ∆Ps=
0,0012 242563,98442 2,0833 38,4 5,22.1010 0,0758 0,75 1
∆Ps = 1,9025 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
= 0,4338 psi 12. Gt = 396536,6718 lb/ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 0,018 ∆Pr =
4n v 2 4 4 = 0,018 s 2g 1
= 0,2880 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,4338+ 0,2880 = 0,7218 psi Pressure Drop < 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.28 Accumulator (AC-102)
Fungsi
: Menampung distilat pada kolom distilasi (D-102)
Bentuk
: Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-285 grade C
Jenis sambungan
: Single welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 94,33 °C
Tekanan
= 0,8 atm
Laju alir massa
= 78757 kg/jam
Kebutuhan perancangan
= 1 jam
Faktor kelonggaran
= 20 %
Densitas campuran
= 970,3 kg/m3
Perhitungan: a. Volume tangki Volume larutan, Vl =
78757 kg/jam x 1 jam 3 81,16722 m 970,3 kg/m 3
Universitas Sumatera Utara
Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 81,6722 m3 = 97,400 m3 Fraksi volum
= 81,16722/97,4 = 0,8333
Dari tabel 10.64 Perry (1997), Chemical Engineering Handbook diperoleh Untuk fraksi volum 0,8333 maka H/D = 0,777
sin cos Volume tangki, Vt = LR2 57,30 Dimana cos α = 1-2(H/D) cos α = 1-2(0,777) cos α = -0,554 α = 123,6419 derajat Asumsi panjang tangki (Lt) = 4 m Maka, volume tangki,
sin cos Vt = LR2 57,30 123,6419 sin 123,6419cos123,6419 97,400 m3= 2 R 2 57,30 R (radius)
= 3,049 m
D (diameter)
= 6,098 m
H (tinggi cairan) = 4,6957 m Tinggi tutup
= 1,5245
Panjang shell
= 0,951 m
b. Tebal shell tangki PHidrostatik
=xgxH = 970,3 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 4,6957 m = 0,4465 atm = 6,5619 psi
Po
= Tekanan operasi = 0,8 atm = 11,7568 psi
Faktor kelonggaran = 20% Pdesign = (1,2) (6,5619+11,7568) = 21,9824 psi Joint efficiency (E)
= 0,8
(Walas et al, 2005)
Universitas Sumatera Utara
Allowable stress (S)
= 13750 psi
Faktor korosi
= 0,25mm/tahun
(Walas et al, 2005)
= 0,0098 in/tahun Umur tangki
= 10 tahun
Tebal shell tangki:
PD 0,0098 2SE 1,2P (21,9824) (6,098 ) x 39,37 0,0098 2(13750)(0,8) 1,2(21,9824 ) 0,57835 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in. c. Tutup tangki Diameter tangki
= diameter tutup = 6,098 m
Ratio axis
= L: D = 1:4 Hh }xD D 1 { }x6,098 4 1,5245 m
Lh {
Lt (panjang tangki)
= Ls + Lh
Ls (panjang shell)
= 4 -2(1,5245) = 0,951 m
Tutup atas dan bawah tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal tutup ½ in. LC.29 Pompa Refluks Kolom Destilasi 1I (P-106)
Fungsi
: Memompa campuran refluks dari accumulator ke kolom destilasi II (D-102)
Tipe
: Centrifugal Pump
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Data Perhitungan:
Temperatur
: 94,33oC
Laju alir campuran : 20622,3951 kg/jam Densitas campuran : 962,00 kg/m3 = 60,0579 lbm/ft3 Viskositas campuran : Tabel LC.12 Viskositas Bahan Keluar Accumulator (AC-102) Komponen
F (kg/jam)
N (kmol)
μ (cP)
Xi
ln μ
Xi . ln μ
Asam akrilat
5905,0955
82,0152
0,1214
1,2780
0,2453
0,0298
Asam asetat
2329,8989
38,8316
0,0575
1,0750
0,0723
0,0042
Air
107,3165
5,9620
0,0088
0,8326
-0,1832
-0,0016
126,80898331
126,8089
0.1878
0.3258
-1.1215
0,0323
Total
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = -0,2084 μ = exp (-0,2084) μ = 0,8119 cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik : mv =
20622,3951kg / jam 21,4370 m3/jam = 0,0060 m3/s = 0,1786 ft3/s 3 962 / m
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 Di,opt
= 0,363 mv0,45ρ0,13
(Peters, 2004) = 0,363 × (0,1786 m3/s) 0,45 × (962) 0,13 = 0,0884 m =3,4799 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 3,5 in
Schedule number
: 40
Universitas Sumatera Utara
Diameter dalam (ID) : 0,0901 m = 0,2956 ft Diameter luar (OD)
: 0,1016 m = 0,3332 ft
Inside sectional area, A
: 0,0687 ft2
mv 0,1786 ft 3 / s 12,6003 ft/s Kecepatan linier, V = A 0,0687 ft 2 Bilangan Reynold: NRe =
V D 60,0579 12,6003 0,2956 84613,0962 (aliran turbulen) 0,0005
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) pada NRe = 8272,4903 dan ε/D =
0,00015 ft 0,0005 diperoleh harga factor 0,2956 ft
fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,004 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
1 sharp edge entrance
A2 V 2 2,60032 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2(1)(32,174) A1 2gc hc = 0,0525 ft lbf/lbm
3 elbow 90o
hf = nKf
V2 2,60032 3(0,75) 0,2364 ft.lbf/lbm 2(32,174) 2gc
1 check valve
hf = nKf
V2 2,60032 1(2) 0,2102 ft.lbf/lbm 2(32,174) 2gc
Pipa lurus 20 ft
Ff = 4 f
Lv2 (20)(2,6003) 2 = 4 (0,005) (0,2956)(2)(32,174) D2 gc
Ff = 0,1138 ft.lbf/lbm 2
A v2 12,60032 1(1-0)2 hex = n 1 1 2(1)(32,174) A2 2gc
1 sharp edge exict
hex = 0,1051 ft.lbf/lbm Total friction loss
Σ F = 0,718 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
1 g 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 2 gc gc
(Geankoplis, 2003)
Universitas Sumatera Utara
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 9,35m =30,6755 ft 0
32,174 30,6755 0 0,718 Ws 0 32,174
-Ws = 31,3934 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η = 80%
(Peters, 1984)
Wp= -Ws/ η = 39,2418 ft.lbf/lbm Daya pompa, P =
W p mv
550
0,7655 hp
Digunakan daya motor standar 1 hp LC.30 Pompa Rebolier Kolom Destilasi II (P-107)
Fungsi
: Memompa campuran dari D-102 menuju ke Reboiler (RB-102)
Tipe
: Centrifugal Pump
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur
: 118,65oC
Laju alir campuran : 29590,5268 kg/jam Densitas campuran : 944,9 kg/m3 = 58,9904 lbm/ft3 Viskositas campuran : Tabel LC.13 Viskositas Bahan Keluar Destilasi (D-102) Komponen
F (kg/jam)
N (kmol)
μ (cP)
Xi
ln μ
Xi . ln μ
Asam akrilat
1303.8370
18.1088 0.0370
1.3360
0.2897
0.0107
Asam asetat
28285.82
471.4303 0.9629
1.1240
0.1169
0.1126
Air
0.869805
0.0483 0.0001
0.8900
-0.1165
0.0000
Universitas Sumatera Utara
Total
29590,5268
489,5875 1.0000
0.1233
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = 0,1233 μ = exp (0,1233) μ = 0,2217 cP = 0,0001 lbm/ft.s Laju alir volumetrik : mv =
29590,5268 kg / jam 3 3 3 31,316 m /jam = 0,0087 m /s = 0,260967 ft /s 944,9 kg / m 3
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 = 0,363 mv0,45ρ0,13
Di,opt (Peters, 2004)
= 0,363 × (0,0087m3/s) 0,45 × (944,9) 0,13 = 0,1046 m = 4,1175 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 3,5 in
Schedule number
: 40
Diameter dalam (ID) : 0,1023 m = 0,3355ft Diameter luar (OD)
: 0,1143 m = 0,3749 ft
Inside sectional area, A
Kecepatan linier, V =
: 0,0884 ft2
mv 0,260967 ft 3 / s 2,9521ft/s A 0,08847 ft 2
Bilangan Reynold: NRe =
V D 58,9904 2,9521 0.3357 392236,7434 (aliran turbulen) 0,0004
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984)
Universitas Sumatera Utara
pada NRe = 392236,7434 dan ε/D =
0,00015 ft 0,0004 diperoleh harga factor 0,3357 ft
fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,0045 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
A2 V 2 2,95212 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2(1)(32,174) A1 2gc
1 sharp edge entrance
hc = 0,0677 ft lbf/lbm 3 elbow 90
2,95212 V2 0,3047 ft.lbf/lbm 3(0,75) hf = nKf 2(32,174) 2gc
1 check valve
2,95212 V2 0,2709 ft.lbf/lbm 1(2) hf = nKf 2(32,174) 2gc
Pipa lurus 30 ft
(30)(2,9521) 2 Lv2 Ff = 4 f = 4 (0,0045) (0,3355)(2)(32,174) D2 gc
o
Ff = 0,339 ft.lbf/lbm 2
2,95212 A1 v 2 2 1(1-0) hex = n 1 2(1)(32,174) A2 2gc
1 sharp edge exict
hex = 0,1354 ft.lbf/lbm Total friction loss
Σ F = 1,1178 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
1 g 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 2 gc gc
(Geankoplis, 2003)
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 4,5 m =14,76 ft
Universitas Sumatera Utara
0
32,174 14,76 0 1,1178 Ws 0 32,174
-Ws = 31,1178 ft.lbf3/lbm Efisiensi pompa, η = 80%
(Peters, 1984)
Wp= -Ws/ η = 38,8973 ft.lbf/lbm Daya pompa, P =
W p mv
550
1,0887 hp
Digunakan daya motor standar 1 hp. LC.31 Reboiler II (RB-102)
Fungsi
: menaikkan temperatur campuran gas sebelum diumpankan ke menara destilasi (D-102)
Tipe
: Shell and tube heat exchanger
Dipakai
: 11/4 in BWG 16, panjang 16 ft, 2 pass
Jumlah
: 1 unit
1. Neraca Energi Fluida panas (Superheated steam)
Laju alir umpan masuk
= 685,9862 kg/jam = 1512,325 lb/jam
Temperatur awal (T1)
= 400 oC
= 752oF
Temperatur akhir (T2)
= 151,84 oC
= 305,312oF
Fluida dingin (campuran gas)
Laju alir umpan masuk
= 3184,2438 kg/jam = 7019,9839 lb/jam
Temperatur awal (t1)
= 95,200oC =203,36 oF
Temperatur akhir (t2)
= 118,65oC = 245,57oF
Panas yang diserap (Q)
= 1805447,0572 kJ/jam = 1711258,6897 Btu/jam
2. ∆T = beda suhu sebenarnya
Fluida panas
Fluida dingin
selisih
T1 = 752oF
Temperatur lebih tinggi
t2 = 245,57oF
∆t1 = 506,43oF
T2 = 305,312oF
Temperatur lebih rendah
t1 = 203,36oF
∆t2 = 101,952oF
Universitas Sumatera Utara
T1-T2=446,6oF
LMTD =
Selisih
t 2 t1 t ln 2 t1
t2 –t1 = 42,21oF
∆t2- ∆t1 = 404,47oF
506,43 - 101,952 252,3439oF 506,43 ln 101,952
R=
T1 T2 446 ,6 = 9, 225 42 , 21 t2 t1
S=
t 2 t1 42 , 21 0,07 T1 t 1 752 203 ,36
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,98 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 247,297oF 3. Suhu kaloric Tc dan tc T1 T2 752 ,00 305,312 2 2 Tc = 528,656oF t1 t 2 245,57 203,36 2 tc = 2 224,465oF
dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch
= triangular 1 5/16
diameter luar tube (OD)
= 1,25 in
diameter dalam (ID)
= 1,12 in
jenis tube
= 16 BWG
panjang
= 16 ft
at’
= 3270 ft2
Trial 1.
1. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 100 – 200 Btu/(j.ft2.oF) Coba UD = 110 Btu/(j.ft2.oF) Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa (tube). Luas perpindahan panas, A =
Q 1711258,68 97 2 62,907ft . U D .t 110 247 ,297
Universitas Sumatera Utara
Luas permukaan per ft panjang pipa 1 ¼ “ OD = 0,3270 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =
62,907 12,0237 buah 0 ,3270 x16
2. Coba tube passes = 2 (n=2) Dari tabel 9, untuk 1 ¼ OD dan 1 9/16 ” triangular pitch, maka tube counts (tube sheet lay out) yang terdekat adalah 12 tubes dengan ID shell = 10 in. 3. Pembetulan harga UD A = 12 × 16 × 0,3270 = 62,784 ft2 UD =
Q 1711258,68 97 2o 110,2168 Btu/(j.ft . F) A t 62,784 247 ,297
Fluida panas – Shell Side
4. luas aliran (as) B=
ID 10 2 in 5 5
C’ = PT – OD C’ = 1,5625 – 1,25= 0,3125 as = ID C ' B 144 PT n ' = (10 0,3125 2) 144 1,5625 1 = 0,0278g ft2 5. Kecepatan Massa (Gs) Gs =
W as
1512,3252 = 0,0278
= 54443,7057 lbm/ft2.jam 6. Bilangan Reynold (Res) De = 1,23 in [fig. 28] = 0,1025 ft μ = 0,55 cP
Fluida dingin – Tube Side
4.
at =
Nt at ' 12 0,985 = 144 n 144 2
= 0,0410 ft2 5. Kecepatan massa (Gt) Gt =
w at
=
7019,9839 0,041
= 171045,2925 /ft2.jam 6. Bilangan Reynold (Ret) Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843) untuk 3/4 in 16 BWG Dt = 1,12 in = 0,0933 ft μ = 0,2705cP = 0,6546 lbm/ft.jam Ret =
Dt x Gt
= 0, ,0933x1710 45 0,6546
= 24387,3868 7. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834) diperoleh jH =65
Universitas Sumatera Utara
8. Pada tc = 224,465 0F
= 1,331 lbm/ft.jam
Cp = 36,02 btu/lbm.0F
Res= De Gs
k = 0,0846 btu/jam.ft.0F
= 0,1025 54443,7057
(Yaws, 1996)
= 4192,6971
Cp k
1,331
1/ 3
9. hio jH k Cp
(Kern,1950,hal.838)
t
Res=4192,69711diperoleh
Dt
k
1/ 3
hio 0.0846 65.000 6.5311 t 0.0933
jH =32
= 344.9402btu/jam.ft.0F
8. Pada Tc = 528,656 0F Cp
= 9,519 btu/lbm.0F
k
= 0,039 btu/jam.ft.0F
u
= 0,55 btu/jam.ft.0F
Pressure drop
10. untuk Ret = 24,387 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh
(Yaws, 1996) 1/ 3
= 9,519 x 0,03 0,039
1/3
k Cp ho jH s Ds k
f = 0,000240 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,760 Φt = 1
= 5,314 9.
0.0846
= 6.5311
7. Dari Gambar 28
Cp k
1/ 3
= 36,02 0,6546
1/ 3
11. ∆Pt
=
f Gt 2 L n 5,22.1010 Dt s t
0,000240171045,29252 16 2 5,22.1010 0,0933 0,761
ho 0,039 32 5,314 s 1,23
= 5,168 btu/jam.ft.0F
= 0,0607 psi
10. untuk trial dianggap Φs = 1 11. ho = 5,168 btu/jam.ft.0F
12. Gt = 171045,2925/ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan :
Pressure drop
12. untuk Res = 4192,6971
v2/2g = 0,0043 ∆Pr =
Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f = 0,0025 ft2/in2 Spesifik gravity (s) = 0,77
=
4n v 2 4 2 = 0,0043 s 2g 0,76 0,00455 psi
∆Pf = ∆Pt + ∆Pr
Universitas Sumatera Utara
Ds = 0,833 ft Φs
= 0,0607 +0 ,00455 = 0,1062psi
=1
13. jumlah crosses N + 1 = 12 L / B
Pressure Drop < 10 psi
N + 1 = 12 . (16 / 2) = 96
Maka spesifikasi dapat diterima.
f Gs2 Ds N 1 14. ∆Ps= 5,22.1010 De s s 0,0025 54443,7057 2 0,833 96 5,22.10 10 0,1025 0,77 1
∆Ps = 0,1439 psi Pressure Drop < 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.32 Pompa (P-108)
Fungsi
: Memompa campuran dari D-102 menuju ke TT102
Tipe
: Centrifugal Pump
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Data Perhitungan:
Temperatur
: 30oC
Laju alir campuran : 3184,248 kg/jam Densitas campuran : 1060 kg/m3 = 66,1761 lbm/ft3 Viskositas campuran : Tabel LC.14 Viskositas Bahan Keluar Destilasi (D-102) Komponen
F (kg/jam)
N (kmol)
μ (cP)
Xi
ln μ
Xi . ln μ
Asam akrilat
140.3064
1.9487 0.0370
1.3360
0.2897
0.0107
Asam asetat
3043.8480
50.7308 0.9629
1.1240
0.1169
0.1126
0.0936
0.0052 0.0001
0.8900
-0.1165
0.0000
3184,248
52,6847 1.0000
Air Total
0.1233
Universitas Sumatera Utara
Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer (Perry, 2008) ln μ = Σ Xi ln μ ln μ = 0,1233 μ = exp (0,1233) μ = 1,1312 cP = 0,0008 lbm/ft.s Laju alir volumetrik : mv =
3184,248 kg / jam 3 3 3 3,0044 m /jam = 0,0008 m /s = 0,0250 ft /s 3 1060 kg / m
Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe > 4100 = 0,363 mv0,45ρ0,13
Di,opt (Peters, 2004)
= 0,363 × (0,0250 m3/s) 0,45 × (1060) 0,13 = 0,0370 m = 1,4554 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 4 in
Schedule number
: 40
Diameter dalam (ID) : 0,1023 m = 0,3355 ft Diameter luar (OD)
: 0,1143 m = 0,3749 ft
Inside sectional area, A
: 0,0884 ft2
mv 0,0250 ft 3 / s 0,2832 ft/s Kecepatan linier, V = A 0,0884 ft 2 Bilangan Reynold: NRe =
V D 66,1761 1,6143 0.3355 8272,4903 (aliran turbulen) 0,0008
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft (Peters, 1984) pada NRe = 8272,4903 dan ε/D =
0,00015 ft 0,0004 diperoleh harga factor 0,3355 ft
fanning (Gambar 2.10-3) , f = 0,008 (Geankoplis, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Friction loss :
A2 V 2 0,28322 0,5(1-0) hc = 0,5 1 2(1)(32,174) A1 2gc
1 sharp edge entrance
hc = 0,0202 ft lbf/lbm 3 elbow 90o
hf = nKf
0,28322 V2 3(0,75) 0,0911 ft.lbf/lbm 2gc 2(32,174)
1 check valve
hf = nKf
0,28322 V2 1(2) 0,0810 ft.lbf/lbm 2(32,174) 2gc
Pipa lurus 50 ft
Ff = 4 f
(50)(0,2832) 2 Lv2 = 4 (0,006) D2 gc (0,3355)(2)(32,174)
Ff = 0,137 ft.lbf/lbm 2
0,28322 A1 v 2 2 1(1-0) hex = n 1 2(1)(32,174) A2 2gc
1 sharp edge exict
hex = 0,0012 ft.lbf/lbm Σ F = 0,0187 ft.lbf/lbm
Total friction loss Dari persamaan Bernoulli :
1 g 2 2 z2 z1 P2 P1 F Ws 0 v2 v1 2 gc gc
(Geankoplis, 2003)
Dimana : V1=V2 ∆v2 = 0 P1=P2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 14,35 = 47,0795 ft 0
32,174 47,0795 0 0,0187 Ws 0 32,174
-Ws = 58,8728 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η = 80%
(Peters, 1984)
Wp= -Ws/ η = 58,8728 ft.lbf/lbm Daya pompa, P =
W p mv
550
0,1773 hp
Universitas Sumatera Utara
Digunakan daya motor standar ¼ hp. LC.33 Cooler (E-107)
Fungsi
: mengkondisikan produk yang akan disimpan pada tangki penyimpanan (TT-102)
Type
: 2-4 shell and tube heat exchanger
Jumlah
: 1 buah heat exchanger disusun parallel
Kondisi Proses :
-
Fluida Panas (campuran gas) : T masuk (T1)
: 118,650C : 245,570F
: 391,8K
T keluar (T2)
: 300C
: 860F
: 303,15 K
P masuk
: 1 atm
: 14,87 psia
P keluar
: 1 atm
: 14,87 psia
Fluida Dingin (air) T masuk (t1)
: 280C
: 82,4 0F
: 301,15 K
T keluar (t2)
: 400C
: 1040F
:313,15 K
P masuk
: 1 atm
: 14,87 psia
P keluar
: 1 atm
: 14,87 psia
Fluida dingin (0F)
Fluida panas (0F)
T masuk
82,4
245,57
T keluar
104
86
Digunakan Heat Exchanger (shell and tubes)
(Kern, appendiks tabel 10)
dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L
: 16 ft
BWG
: 16
Pitch
: 1,5625 in triangular
Rd gab
: 0,002 jft2 0F/Btu
∆P gas
: 10 psi
OD tube
: 1,25 in triangular, ID : 1,12 in
(kern, appendiks tabel 9)
Universitas Sumatera Utara
Neraca Massa dan Neraca Panas
Dari neraca massa (lampiran A) Massa fluida panas (M)
= 3184,248 kg
= 7020,1018 lb
= 12201,071 kg
= 26898,898 lb
(Aliran gas dari R-101) Massa fluida dingin (m)
Q yang diserap fluida dingin = m x Cp(fluida dingin) x ∆t = 611761,723 Btu Mencari LMTD
LMTD
(T1 T2 ) T ln 1 T2
Dimana : ∆T1 = ∆Tpanas = T1 – t2 ∆T2 = ∆Tdingin = T2 – t1 LMTD
(245,57 - 104) - (86 - 82,4) ( 245,57 - 104) ln (86 - 82,4)
= 37,575 0F R=
T1 T2 245 ,57 86 = 7 ,388 t2 t1 104 82 , 4
S=
t 2 t1 104,82,4 0,132 T1 t1 245,57 82,4
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0.989 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 0,989 x37,575 = 37,162 0F Menghitung Tc (Caloric Temperature)
Tc
= (T2+T1)/2 = (86 + 245,57)/2 = 165,785 0F
tc
= (t2+t1)/2 = (82,4 + 104)/2
Universitas Sumatera Utara
= 93,2 0F a. Trial Ud Ud
= 50 (Appendiks Tabel 8, Kern)
Tersedia Ud = 2-50 A
= Q/Ud x ∆t = 611761,723 / (50x 37,162) =329 ft2
a”t
= 0,1963 ft2/lin ft
(table 10, Kern)
b. Nt = A/(L x a”t ) =329 / (16 x 0,1963) = 26,209 Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 26 IDs
= 8 in
(Appendiks table 9, Kern) (Appendiks table 9, Kern)
c. Koreksi Ud Ud
= (Nt/Nt standar) × Ud = (26,2069/26) × 50 = 50,3 Btu/hr. ft2. 0F
Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube
Bagian Shell : IDs
= 8 in
(diameter dalam shell)
B
= 1,6 in
(baffle spacing)
N +1
= 24
(jumlah baffle)
n'
= 2 passes
(jumlah passes pada shell)
de
= 0,91 in
(diameter ekivalen)
(Appendiks fig.28, Kern)
Bagian Tube : di
= 0,62 in
(diameter dalam tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
do
= 0,75 in
(diameter luar tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
l
= 16 ft
(panjang tube)
n
=4
(jumlah passes pada tube)
(Appendiks tabel 9, Kern)
Nt
= 26
(jumlah tube)
(Appendiks tabel 9, Kern)
Universitas Sumatera Utara
Pt
= 1,3125 in
(jarak antara sumbu tube)
C'
= 0,3125 in
(jarak antara diameter luar tube)
2
a"t
= 0,3271 ft
a't
= 0,302 in2
(luas permukaan panjang)
(Appendiks tabel 10, Kern)
(luas penampang aliran)
(Appendiks tabel 10, Kern)
Bagian shell (gas)
1. as
= (IDS × B × c’)/(n’×Pt×144 =
,
,
,
= 0,019 ft2 2. Gs = M / as = 7020 / 0,019 = 368555,3473 3. Re = de × Gs / µ = 0,91 × 368555,3473/0,70580 = 16363,1097 Bagian tube (gas alam)
1. at’
= 0,302 ft2 = (Nt×at’)/144n ,
=
= 0,01363 ft2 2. Gt = m / at = 26898,899 / 0,0136319 = 1973225,374 V
= Gt/3600ρ = 1973225,374
/3600.564,3
= 0,916 ft/sec 3. Re = ID × Gt / µ =
,
/
, ,
= 35194,728
Universitas Sumatera Utara
4. JH = 780 (fig. 24, kern) 5. hi dapat dilihat pada Kern fig 25 = 1500 6. hi0 = hi × (ID/OD) = 1500× 0,75/ 0,62 = 1240 Btu/hr.ft2.0F 7. Evaluasi Uc Uc = (hio × ho) / (hio + ho) = 1240 × 463,5069 / (1240 + 463,5069) = 337,39141 Btu/hr.ft2.0F 8.
a''= 0,1963 ft2/linft A = Nt x l x a'' x 3 =
26
x
16
x 0,1963
x
/
81,66
2
=
81,661
ft2
Ud = Q / A t = =
6,12E+05 11,2
x
37,612
Btu/(hr)(ft2)(oF)
Pressure drop
Pressure drop
6.
10. untuk Ret = 35194,728
untuk Res = 16363,1079 Dari Gambar 29, hal. 839
diperoleh f = 0,002 ft2/in2
Spesifik gravity (s) = 1
Ds = 0,66687 ft
Φt = 1
jumlah crosses N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (16.2 / 1,6) = 240
8.
f = 0,00012 ft2/in2
Spesifik gravity (s) = 0,74 Φs = 1 7.
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh
f Gs2 Ds N 1 ∆Ps= 5,22.1010 De s s
0,002 368555,347 2 0,667 240 5,22.1010 0,91 0,74 1
11. ∆Pt
f Gt 2 L n 5,22.1010 Dt s t
=
0,000121973225,374 2 16 4 5,22.1010 0,6211 = 0,0000 psi 12. Gt = 1973225,374 /ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 0.6
Universitas Sumatera Utara
∆Ps = 0,275 psi
4n v 2 4 4 = 0,6 s 2g 1
∆Pr =
Pressure Drop < 10 psi
=
Maka spesifikasi dapat diterima.
0,865 psi
∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,0000 0,865 = 0,865 psi Pressure Drop < 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
LC.34 Cooler (E-108)
Fungsi
: mengkondisikan feed sesuai
Type
: shell and tube heat exchanger
umlah
: 1 buah heat exchanger disusun paralel
Kondisi Proses :
-
Fluida Panas (campuran gas) : T masuk (T1)
: 7740C
: 1425,90F
: 1047,55 K
T keluar (T2)
: 1520C
: 305,20F
: 424,95K
P masuk
: 5 atm
: 73,119 psia
P keluar
: 5 atm
: 73,119 psia
Fluida Dingin (air) T masuk (t1)
: 300C
: 82,4 0F
: 301,15 K
T keluar (t2)
: 600C
: 1400F
:333,15 K
P masuk
: 1 atm
: 14,696 psia
P keluar
: 1 atm
: 14,696 psia
Fluida dingin (0F)
Fluida panas (0F)
T masuk
82,4
323,24
T keluar
104
86
Digunakan Heat Exchanger (shell and tubes)
(Kern, appendiks tabel 10)
dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L
: 16 ft
BWG
: 16
Universitas Sumatera Utara
Pitch
: 1,5625 in triangular
(kern, appendiks tabel 9)
Rd gab
: 0,002 jft2 0F/Btu
∆P gas
: 2 psi
OD tube
: 1,25 in triangular, ID : 1,12 in
Neraca Massa dan Neraca Panas
Dari neraca massa (lampiran A) Massa fluida panas (M)
= 3303 kg
= 7282,1 lb
= 30929 kg
= 68187,13 lb
(Aliran gas dari R-101) Massa fluida dingin (m)
Q yang diserap fluida dingin = m x Cp(fluida dingin) x ∆t = 9,85 E+5 Btu Mencari LMTD
LMTD
(T1 T2 ) T ln 1 T2
Dimana : ∆T1 = ∆Tpanas = T1 – t2 ∆T2 = ∆Tdingin = T2 – t1 LMTD
(323,24 - 104) - (86 - 82,4) ( 323,24 - 104) ln (86 - 82,4)
= 606,51 0F R=
T1 T2 1425 140 = 19 , 46 t2 t1 350 82 , 4
S = t 2 t1 140 82 , 4 0 .043 T1 t1
1426 82 , 4
Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 1 (dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965) FT merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = FT × LMTD = 606,51 x 1,00 = 576,19 0F Menghitung Tc (Caloric Temperature)
Universitas Sumatera Utara
Tc
= (T2+T1)/2 = (305.24 + 1425.9)/2 = 865,58 0F = (t2+t1)/2
tc
= (82,4 + 140)/2 = 111,2 0F d. Trial Ud Ud
= 3 (Appendiks Tabel 8, Kern)
Tersedia Ud = 2-50 A
= Q/Ud x ∆t = 985495 / (50 x 576,2) = 570,13 ft2
a”t e. Nt
= 0,3271 ft2/lin ft
(table 10, Kern)
= A/(L x a”t ) =570 / (16 x 0,33) = 36,31
Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 36
(Appendiks table 9, Kern)
IDs
(Appendiks table 9, Kern)
= 13,3 in
f. Koreksi Ud Ud
= (Nt/Nt standar) × Ud = 9,85E+05+/(565,229× 576,19) =3,03 Btu/hr. ft2. 0F
Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube
Bagian Shell : IDs
= 13,25 in
(diameter dalam shell)
B
= 24 in
(baffle spacing)
N +1
= 36
(jumlah baffle)
n'
= 2 passes
(jumlah passes pada shell)
de
= 0,91 in
(diameter ekivalen)
(Appendiks fig.28, Kern)
Bagian Tube :
Universitas Sumatera Utara
di
= 1,12 in
(diameter dalam tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
do
= 1,25 in
(diameter luar tube)
(Appendiks tabel 10, Kern)
l
= 12 ft
(panjang tube)
n
=4
(jumlah passes pada tube)
Nt
= 36
Pt
= 1,5625 in
(jarak antara sumbu tube)
C'
= 0,3125 in
(jarak antara diameter luar tube)
(jumlah tube)
2
a"t
= 0,3271 ft
a't
= 0,985 in2
(Appendiks tabel 9, Kern) (Appendiks tabel 9, Kern)
(luas permukaan panjang)
(Appendiks tabel 10, Kern)
(luas penampang aliran)
(Appendiks tabel 10, Kern)
Bagian shell (gas)
1. as
= (IDS × B × c’)/(n’×Pt×144) =
,
,
= 0,221 ft2 2. Gs = M / as = 3641,052 / 0,221 = 16487,784 3. Re = de × Gs / µ = 0,91 × 16487,784/0,57/2,42 = 906,4257 4. JH
= 195 (fig. 28, kern)
5. ho = JH × (k/de) × (cpµ / k)1/3 = 195 × (0,02/0,91x12) × (0,58× 0,570 / 0,02)1/3 = 154,926 Btu/hr.ft2.0F Bagian tube (air)
1. at’
= 0,985 ft2 = (Nt×at’)/144n =
= 0,061525 ft2 2. Gt = m / at = 34093,565 / 0,062
Universitas Sumatera Utara
= 553804,10 3. Re = ID × Gt / µ =
,
/
, ,
= 119323,1043 4. JH
= 700 (fig. 24, kern)
5. hi dapat dilihat pada Kern fig 25 = 1500 6. hi0 = hi × (ID/OD) = 1649,46 × 1,12 / 1,25 = 1477,92 Btu/hr.ft2.0F 7. Evaluasi Uc Uc = (hio × ho) / (hio + ho) = 1344 × 382,4648 / (1344 + 382,464797) = 297,7371 Btu/hr.ft2.0F 8.
a''= 0,3271 ft2/linft A = Nt x l x a'' x 3 =
297
x
16
x 0,3271
x
2
=
1554,379
x
1554,379
ft2
Ud = Q / A t = =
1,36E+08 92,42
/
52,477
Btu/(hr)(ft2)(oF)
9. Evaluasi Rd Rd = (Uc-Ud)/(Uc×Ud) = (1477,2262-3,026)/(140,226 ×3,026 ) = 0,007746 hr.ft2.0F/Btu > Rd ditetapkan (memenuhi syarat)
Pressure drop
Pressure drop
6.
10. untuk Ret = 119323,1
untuk Res = 906,425 Dari Gambar 29, hal. 839
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f =
diperoleh f = 0,001 ft2/in2
0,00019 ft2/in2
Spesifik gravity (s) = 1
Spesifik gravity (s) = 1
Universitas Sumatera Utara
Ds = 1,1041 ft Φs 7.
=1
jumlah crosses
Φt = 1 11. ∆Pt
=
f Gt 2 L n 5,22.1010 Dt s t
=
0,000 psi
N + 1 = 12 L / B N + 1 = 12 . (16.2 / 12) = 32 8.
f Gs2 Ds N 1 ∆Ps= 5,22.1010 De s s
0,002 1338196,76052 2,75 64 5,22.1010 0,91 0,1 1
∆Ps = 0,0000 psi
12. Gt = 553804,1 /ft2.jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v2/2g = 0,03 ∆Pn = =
Pressure Drop < psi Maka spesifikasi dapat diterima.
4n v 2 4 4 = 0,03 s 2g 1 1,0 psi
∆P t = ∆Pt + ∆Pr = 0,003 + 1,0 = 0,963 psi Pressure Drop < 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD.1 Screening (SC-01)
Fungsi
: Menyaring partikel-partikel padat yang besar.
Jenis
: Bar screen
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Stainless steel
Data Perhitungan :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3
Laju alir massa (F)
= 504642,8898 kg/jam
Laju alir volumetrik (Q) =
504642,8898 kg/jam 3
996,24 kg/m x 3600 s/jam
(Geankoplis, 2003)
= 0,1407 m3/s
Dari Tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater. Ukuran bar : lebar bar = 5 mm ; tebal bar = 20 mm ; bar clear spacing = 20 mm ; slope = 30o Direncanakan ukuran screening: Panjang screen = 2 m ;
Lebar screen = 2 m
Universitas Sumatera Utara
Misalkan, jumlah bar = x Maka,
20x + 20 (x + 1) = 2000 40x = 1980 x = 49,5 50 buah
Luas bukaan (A2) = 20(50 + 1) (2000) = 2040000 mm2 = 2,04 m2 Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30 % screen tersumbat. Head loss (h) =
Q2 2
2 g Cd A 2
2
(0,0035) 2 2 (9,8) (0,6) 2 (2,04) 2
= 0,000674243 m dari air 2m
20 mm 2m
20 mm
Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) LD.2 Pompa Screening (PU-101)
Fungsi
: Memompa air dari sungai ke bak pengendapan (BS-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 2003) (Geankoplis, 2003)
Universitas Sumatera Utara
Laju alir massa (F) = 504642,88 kg/jam = 309,042 lbm/sec Laju alir volumetrik (Q) =
309,042 lbm/sec 3 3 = 4,969 ft /s 62,1939 lbm/ft = 0,1407 m3/s
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13
(Peters, 2004)
= 0,363 (0,0059 m3/s)0,45 (996,24 kg/m3)0,13 = 0,3685 m = 14,5 in
Dari Tabel 11 Kern, 1965, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 16 in
Schedule number
: 30
Diameter Dalam (ID)
: 15,25 in = 0,3847 m = 1,2708 ft
Diameter Luar (OD)
: 16 in = 1,0625 ft
Luas penampang dalam (A) : 1,2621 ft2 Kecepatan linier, v =
Q 4,969 ft 3/s = 3,9372 ft/s = A 1,2621 ft 2
Bilangan Reynold : NRe = =
ρ vD
(Peters, 2004)
(62,1939 lbm/ft 3 )(3,9372 ft/s)(1,0075 ft ) 0,000562 lbm/ft s
= 578341,8169 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0001 pada NRe = 578341,8169 (aliran turbulen) (diperoleh harga faktor fanning f = 0,0035 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
Universitas Sumatera Utara
A v2 3,932 1 sharp edge entrance hc = 0,55 1 2 = 0,55 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,1325 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf = n.Kf.
3,932 v2 = 0,1807 ft lbf/lbm = 2(0,75) 2 gc 2(1)(32,174)
1 gate valve
hf = n Kf
3,932 v2 = 0,4818 ft lbf/lbm = 1(0,17) 2 gc 2(1)(32,174)
Pipa lurus 20 ft
Ff = 4f
20. 3,93 L v 2 = 4(0,0035) D 2 gc 1,0075232,174 2
= 0,0531 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A1 v 2 3,932 2 = 1 1 0 = n 1 2(1)(32,174) A2 2 gc = 0,2409 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 1,089 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
2 P P g 1 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) gc 2 gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 20 ft
0
32,174 20 0 1,089 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 34,8714 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
21,0894,9662,1939 =14,8 hp 550
Digunakan daya motor standar 15 hp. LD.3
Fungsi
Bak Sedimentasi (BS-101)
: Tempat penampungan air sementara untuk mengendapkan lumpur
Universitas Sumatera Utara
Jumlah
: 1 unit
Jenis
: Grift Chamber Sedimentation
Aliran
: Horizontal sepanjang bak sedimentasi
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
(Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 504642,889 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) =
309,042 lbm/sec 3 3 = 4,969 ft /s 62,1939 lbm/ft = 0,1407 m3/s
Desain Perancangan :
Bak dibuat persegi panjang Perhitungan ukuran bak : Waktu tinggal air = 2 jam = 7200 s
(Perry, 1997)
Volume air diolah = 0,1407 m3/hari × 7200 = 1013,095 m3 Bak terisi 90 maka volume bak =
1013,095 = 1125,6611 m3 0,9
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l)
; p = 2l
tinggi bak (t)
:t=l
= lebar bak (l)
Volume bak V = p × l × t 1125,6611 m3 = 2l × l × l l = 8,2564 m Jadi,
panjang bak (p) = 16,5129 m lebar bak (l)
= 8,25 m
tinggi bak (t)
= 8,25 m
luas bak (A)
=136,337 m2
tinggi air (h)
= 0,9 (8,25) m = 7,4308 m
LD.4 Pompa Bak Sedimentasi (PU-102)
Universitas Sumatera Utara
Fungsi
: Memompa air dari water reservoir ke bak sedimentasi
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
(Geankoplis, 1997)
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 504642,88 kg/jam
Laju alir volumetrik (Q) =
504642,88 kg/jam = 0,0059 m3/s 3 996,24 kg/m x 3600 s/jam = 4,969 ft3/s
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13
(Peters, 2004)
= 0,363 (0,0035 m3/s)0,45 (996,24 kg/m3)0,13 = 0,36852 m = 14,5078 in Dari Tabel 11 Kern, 1965, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 16 in
Schedule number
: 30
Diameter Dalam (ID)
: 15,25 in = 0,3874 m = 1,2708 ft
Diameter Luar (OD)
: 16 in = 1,33 ft
Luas penampang dalam (A) : 1,2621 ft2 Q 4,96 ft 3 /s = 3,9372 ft/s Kecepatan linier, v = = A 1,2621 ft 2 Bilangan Reynold : NRe =
ρ vD
(Peters, 2004)
Universitas Sumatera Utara
=
(62,1939 lbm/ft 3 )(3,93 ft/s)(1,2708 ft ) 0,000562 lbm/ft s
= 578341,89 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0001, pada NRe = 578341,89 (diperoleh harga faktor fanning f = 0,0035 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : A v2 3,932 1 sharp edge entrance hc = 0,55 1 2 = 0,55 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,1325 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf = n.Kf.
3,932 v2 = 0,1807 ft lbf/lbm = 2(0,75) 2 gc 2(1)(32,174)
1 gate valve
hf = n Kf
3,932 v2 = 0,4818 ft lbf/lbm = 1(0,17) 2 gc 2(1)(32,174)
Pipa lurus 20 ft
Ff = 4f
20. 3,93 L v 2 = 4(0,0035) D 2 gc 1,0075232,174 2
= 0,0531 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A1 v 2 3,932 2 = n 1 = 1 1 0 2(1)(32,174) A2 2 gc = 0,2409 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 1,089 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 0 ft
0
32,174 0 0 1,089 Ws 0 32,174
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 1,3612 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
1,36124,9662,1939 = 0,7649 hp 550
Digunakan daya motor standar 1 hp. LD.5 Tangki Pelarutan Alum (TP-101)
Fungsi
: Membuat larutan alum Al2(SO4)3
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-212, Grade B
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28oC
Tekanan
= 1,01325 bar = 1,01325 kPa
Al2(SO4)3 yang digunakan
= 50 ppm
Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30 ( berat) Laju massa Al2(SO4)3 (F)
= 25,2321 kg/jam
Densitas Al2(SO4)3 30 (ρ)
= 1363 kg/m3 = 85,090216 lbm/ft3
Viskositas Al2(SO4)3 30 (μ) = 6,72 10-4 lbm/ft s = 1 cP Kebutuhan perancangan
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
= 15 hari
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vlarutan =
25,23 kg/jam 15hari 24 jam/hari = 14,8083 3 0,31363 kg/m
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 14,808 m3 = 17,77 m3 2. Diameter dan tinggi tangki
Universitas Sumatera Utara
Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki
Hs : D = 1: 1
Volume tangki (Vt) Vt = ¼ π D2 Hs Vt =
1 π D3 4
17,77 =
1 π D3 4
Maka, diameter tangki tinggi tangki
D =2,8289 m = 9,28 ft H Ht = Hs = s D = 2,8289 m D
3. Tebal shell tangki 14,809 m3 × 2,8289 m = 2,3574 m Tinggi cairan dalam tangki, h = 17,77 m3 Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 1363 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 4,903 = 65,5 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 65,5 kPa = 166,825 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (166,825 kPa) = 200,19 kPa Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 12650 psia = 87218,714 kPa
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C = 0,002in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : PD nC 2SE 1,2P (200,19 kPa) (3,9229) 10 (0,002in) 2(87218,714kPa)(0,8) 1,2(200,19 kPa) 0,1474 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in
(Brownell, 1959)
Universitas Sumatera Utara
Perancangan Sistem Pengaduk
Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle
: 4 buah
Untuk turbin standar (Geankoplis, 1997), diperoleh : Da/Dt = 1/3
; Da = 1/3 × 2,8289 m = 0,943 m
E/Da = 1
; E = 0,943 m
L/Da = 1/4
; L = 1/4 × 0,943 m = 0,2357m
W/Da = 1/5
; W = 1/5 × 0,3481 m = 0,1886 m
J/Dt = 1/12
; J = 1/12 × 2,8289 m = 0,2357 m
dimana :
Dt = D = diameter tangki (m) Da = Diameter impeller (m) E = tinggi turbin dari dasar tangki (m) L = panjang blade pada turbin (m) W = lebar blade pada turbin (m) J = lebar baffle (m)
Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putaran/detik Bilangan Reynold, NRe =
ρ N ( Da) 2
1363(0,5)(0,943) 2 605947,4768 10-3
NRe > 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: P=
KN 3 Da 5 gc
(Badger, 1950)
Dari Tabel 13-1 Badger 1950 untuk impeller jenis turbin, 6 blades, flat blade diperoleh: K = 5,75 P=
(5,75)(0,5)3 (0,9435 (1363) = 3,9178 hp. 9,8
Efisiensi motor = 80%
(Peters, 1983)
Daya motor = 4,8972 hp. Digunakan daya motor standar 5 hp.
Universitas Sumatera Utara
LD.6 Pompa Alum (PU-103)
Fungsi
: Memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum (TP-101) ke Clarifier (CL-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas alum ()
= 1363 kg/m3 = 85,090216 lbm/ft3
(Perry, 1997)
Viskositas alum (μ) = 6,72 10-4 lbm/ft s = 1 cP
(Othmer, 1968)
Laju alir massa (F) = 25,232 kg/jam = 0,01556 lbm/sec Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 0,01556 0,0001816 ft 3 / sec ρ 85,0898
Q = 2,1426. 10-7 m3/sec Desain pompa :
untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 μ 0,2
(Peters, 2004)
= 0,133 (2,146 . 10-7)0,4 (1/1000)0,2 = 0,0001 m = 0,0028 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,269 in = 0,0068 m = 0,022416 ft
Diameter Luar (OD)
: 0,405 in = 0,0103 m = 0,033750 ft
Luas penampang dalam (A) : 0,0004 ft2 Q 0,0001816 ft 3/s = 0,454 ft/s Kecepatan linier, v = = A 0,0004 ft 2
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold : NRe =
ρ v D (85,090216 lbm/ft 3 )(0,454 ft/s )(0,022416 ft ) = 0,000672 lbm/ft s
= 1288,57 (aliran laminar) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0067, pada NRe = 1288,57 diperoleh harga faktor fanning f = 0,01 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A2 v2 0,4542 = 0,55 1 = 0,55 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,0032 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf = n.Kf.
1 check valve
hf
0,452 v2 = 0,0048 ft lbf/lbm =2(0,75) 2 gc 2(1)(32,174)
0,452 v2 = n Kf = 0,0064 ft lbf/lbm = 1(2) 2 gc 2(1)(32,174)
20. 0,45 L v 2 = 4f = 4 (0,01) 0,022416232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
Ff
= 0,1419 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 0,01114 2 2 = 1 1 0 = n 1 1 2(1)(32,174) A2 2 gc = 0,0032 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 0,1595 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
2 P P g 1 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 2003) gc 2 gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 dimana ∆z = 25 ft
Universitas Sumatera Utara
0
32,174 25 0 0,1595 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 31,449 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
31,4490,000004662,1939 = 0,00088 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.7 Tangki Pelarutan Soda Abu (TP- 102)
Fungsi
: Membuat larutan soda abu Na2CO3
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-212, Grade B
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Tekanan
= 1,01325 bar
Na2CO3 yang digunakan
= 27 ppm
Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30 ( berat) Laju massa Na2CO3 (F)
= 13,62 kg/jam
Densitas Na2CO3 30 (ρ)
= 1327 kg/m3 = 82,8428 lbm/ft3
Viskositas Na2CO3 30 (μ)
= 3,69 10-4 lbm/ft s = 0,549 cP
Kebutuhan perancangan
= 10 hari
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vlarutan =
13,62 kg/jam 10 hari 24 jam/hari = 8,2142 m3 3 0,31327 kg/m
Universitas Sumatera Utara
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 8,2142 m3 = 9,8571 m3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki
Hs : D = 1 : 1
Volume tangki (Vt) Vt = ¼ π D2 Hs Vt =
1 π D3 4
9,8571=
1 π D3 4
Maka, diameter tangki tinggi tangki
D = 2,3243 m = 91,5081 in H Ht = Hs = s D = 2,3243 m D
3. Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki, h =
8,2142 m3 × 2,3243 m = 1,9369 m 9,8571 m3
Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 1327 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,9369 = 25,1889 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 25,1889 kPa = 126,5139 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (126,5139 kPa) = 151,8166 kPa
Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 87218,714 kPa = 12.650 psia
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C = 0,002 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki :
Universitas Sumatera Utara
PD nC 2SE 1,2P (151,8166 kPa) (2,3243 m) 10 (0,002in) 2(87218,714kPa)(0,8) 1,2(151,8166kPa) 0,1197 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 1/8 in
(Brownell, 1959)
Perancangan Sistem Pengaduk :
Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle
: 4 buah
Untuk turbin standar (Geankoplis, 1997), diperoleh : Da/Dt = 1/3
; Da = 1/3 × 2,3243 m = 0,7748 m
E/Da = 1
; E = 0,7748 m
L/Da = 1/4
; L = 1/4 × 0,7748 m = 0,1937 m
W/Da = 1/5
; W = 1/5 × 0,7748 m = 0,1550 m
J/Dt = 1/12
; J = 1/12 × 2,3243 m = 0,1937 m
dimana :
Dt = D = diameter tangki (m) Da = Diameter impeller (m) E = tinggi turbin dari dasar tangki (m) L = panjang blade pada turbin (m) W = lebar blade pada turbin (m) J = lebar baffle (m)
Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putaran/detik Bilangan Reynold, NRe =
ρ N ( Da) 2
1327(0,5)(0,7748) 2 398..275,998 10-3
NRe > 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: P=
KN 3 Da 5 gc
(Badger, 1950)
Dari Tabel 13-1 Badger 1950 untuk impeller jenis turbin, 6 blades, flat blade diperoleh: K = 5,75 P=
(5,75)(0,5)3 (0,7748)5 (1327) = 1,428 hp. 9,8
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi motor = 80%
(Peters, 1983)
Daya motor = 1,7852 hp. Digunakan daya motor standar 2 hp. LD.8 Pompa Soda Abu (PU-104)
Fungsi
: Memompa larutan soda abu dari Tangki Pelarutan Soda Abu (TP-102) ke Clarifier (CL-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas soda abu ()
= 1327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3
Viskositas soda abu (μ)
= 3,69 10-4 lbm/ft s = 0,549 cP
Laju alir massa (F)
= 327,00 kg/jam
Debit air/laju alir volumetrik, Q
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
F 327 kg / jam ρ 1327 kg/m3 3600 s / jam = 2,85.10-6 m3/s = 1.10-4 ft3/s
Desain pompa :
untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 0,2
(Peters, 2004)
= 0,133 (2,85.10-6 m3/s)0,4 (0,549/1000 Pa s)0,2 = 0,0002 m = 0,0071 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m
Diameter Luar (OD)
: 0,405 in = 0,0338 ft
Inside sectional area A
: 0,0004 ft2
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan linier, v =
Q 1.10-4 ft 3 /s = 0,2518 ft/s = A 0,0004 ft 2
Bilangan Reynold : NRe=
ρ v D (82,8423 lbm/ft 3 )(0,2518 ft/s )(0,0224 ft ) = = 1267,2041 0,000369 lbm/ft s
(aliran laminar) Untuk pipa Commercial Steel pada NRe = 1267,204 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0126 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A v2 0,25182 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 4,9.10-4 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
=n.Kf.
v2 0,2518 2 = 1,48.10-3 ft lbf/lbm =2(0,75) 2 gc 2(32 ,174 )
1 check valve
hf
=n.Kf.
0,0063312 v2 = 1(2) = 1,97.10-3 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
20. 0,2518 L v 2 = 4(0,0126) 0,0224232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
Ff
= 4f
= 0,044 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 0,25182 2 = 1 1 0 = n 1 1 2132,174 A2 2 gc = 6 . 10-7 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 0,0493 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 P P g 1 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 2003) gc 2 gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0
Universitas Sumatera Utara
tinggi pemompaan z = 15 ft
0
32,174 15 0 0,0493 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 18,817 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
18,817 0,000182,8423 1,02.105 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/64 hp LD.9 Clarifier (CL-101)
Fungsi
: Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu
Jenis
: External Solid Recirculation Clarifier
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Data Perhitungan :
Laju massa air (F1)
= 504642,889 kg/jam
Laju massa Al2(SO4)3 (F2)
= 25,232 kg/jam
Laju massa Na2CO3 (F3)
= 13,6254 kg/jam
Laju massa total, m
= 504681,7473 kg/jam = 140,1894 kg/s
Densitas Al2(SO4)3
= 1363 kg/m3
(Perry, 1999)
Densitas Na2CO3
= 1327 kg/m3
(Perry, 1999)
Densitas air
= 996,24 kg/m3
(Geankoplis,1997)
Reaksi koagulasi : Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2 Dari Metcalf, 1984, untuk clarifier tipe upflow diperoleh : Kedalaman air = 3-10 m
Settling time
= 1-3 jam
Dipilih : kedalaman air (h) = 4 m, waktu pengendapan = 2 jam
Universitas Sumatera Utara
Diameter dan Tinggi clarifier
Densitas larutan,
Volume cairan, V =
504681,7473 = 996,26 kg/m3 504681,7473 25,2321 113,6254 996,24 1363 2533
504681,747 kg/jam 1 jam 42,2147 m3 3 996,28782 kg/m
Faktor kelonggaran
= 20%
Volume clarifier
= 1,2 x 42,2147 m3 = 50,6576 m3
a.
Diameter dan tinggi clarifier
πD2
(Brownell & Young, 1959)
4
Hs
Volume silinder clarifier (Vs) = Vs =
Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki (Hs : D) = 4:3 ½ D
Vs =
πD3
3 Volume alas clarifier kerucut (Vc)
Vs =
πD2 Hc
...................................................................................... (Perry, 1999) 12 Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter kerucut (Hc : D) = 1:2
Vc =
πD3
............................................................................................ (Perry, 1999) 24 Volume clarifier (V)
V = Vs + Ve =
3πD3 8
3
50,6576 m = 1,178097 D3 D = 3,50 m = 137,92 in ; Hs = (4/3) x D = 4,67 m
Universitas Sumatera Utara
b.
Diameter dan tinggi kerucut
Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter clarifier (Hh : D) = 1: 2 Diameter tutup = diameter tangki = 3,5 m
3,5 m = 1,75 m 2
Tinggi tutup =
Tinggi total clarifier = 4,67 m + 1,75 m = 6,422 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: P
= × g × h = (996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 4 m)/1000 = 39,0534 kPa
Tekanan total
= 39,0534 kPa + 101,325 kPa = 140,3784 kPa
Faktor kelonggaran
= 5%
Maka, Pdesign
= 1,05 × 140,3784 kPa = 147,3973 kPa
Jenis sambungan
= Double welded butt joint
Joint Efficiency
= 0,8
Allowable Stress
= 87218,71 kPa (Brownell dan Young, 1959)
Korosi yang diizinkan (c)
= 0,002 in/tahun
(Brownell dan Young, 1959)
Tebal shell tangki (t), Tebal silinder (t)
dimana : t
P Dt c 2 SE
(Brownell dan Young, 1959)
= tebal dinding tangki bagian silinder (in) P
= tekanan desain = 87218,71 kPa = 12650,027 psia
Dt
= diameter dalam tangki (in) = 90,0650 in
S
= allowable working stress (lb/in2)
E
= efisiensi pengelasan
c
= korosi yang diizinkan (in)
147,39 3,5034 0,002in 2 87218,71 0,8 0,1477 in
d
Universitas Sumatera Utara
Dipilih tebal silinder standar = 0,15 in c.
Daya Pengaduk
Daya Clarifier P = 0,006 D2 ............................................................................... (Ulrich, 1984) Dimana : P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x (3,5034)2 = 0,0736 kW = 0,0988 hp
Bila efisiensi motor = 80%, maka :
P
0,0988 hp 0,1235 hp 0,8
Maka dipilih motor dengan daya ¼ hp. LD.10 Tangki Utilitas I (TU-101)
Fungsi
: menampung air sementara dari Clarifier (CL-101)
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 grade C
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
: Temperatur = 280C Tekanan
= 1 atm = 101,325 kPa
Laju massa air
= 504642,889 kg/jam
Densitas air
= 996,24 kg/m3
Kebutuhan perancangan Faktor keamanan
= 2 jam
= 20
Desain Tangki a. Volume tangki Volume air, Va
504642,889 kg/jam 2 jam = 1013,095 m3 3 996,24 kg/m
Volume tangki, Vt = 1,2 1013,095 m3 = 1215,714 m3 b. Diameter tangki
Universitas Sumatera Utara
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3
1 V D 2 H 4 1 3 1215,714 m3 πD 2 ( D) 4 2 3 1215,714 m3 D 3 8 Maka, D = 10,107 m = 401,754 in H = 15,1605 m
c. Tebal tangki Tinggi air dalam tangki =
1013,095 m3 10,107 m = 12,633 m 1215,714m3
Tekanan hidrostatik: P
=×g×h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 12,633 m = 123,3456kPa
P total
= 123,3456 kPa + 101,325 kPa = 224,67 kPa
Faktor kelonggaran
= 5%
Maka, Pdesign
= 1,05 × 224,67 kPa = 235,9041 kPa
Jenis sambungan
= Double welded butt joint
Joint Efficiency
= 0,8
Allowable Stress
= 87218,71 kPa
(Brownell dan Young, 1959) (Brownell dan Young, 1959)
Korosi yang diizinkan (c) = 0,002 in/tahun Tebal shell tangki (t), Tebal silinder (t)
P Dt c 2 SE
(Brownell dan Young, 1959)
dimana : t
= tebal dinding tangki bagian silinder (in)
P
= tekanan desain (lb/in2) = 24,0744 lb/in2
Dt
= diameter dalam tangki (in) = 119,4207 in
S
= allowable working stress (lb/in2)
E
= efisiensi pengelasan
Universitas Sumatera Utara
c
= korosi yang diizinkan (in)
224,67 10,107 0,002 2 87218 ,71 0,8 0,6812 in
d
Dipilih tebal silinder standar = ¾ in LD.11 Tangki Filtrasi (SF-101)
Fungsi
: Menyaring endapan (flok-flok) yang masih terikut dengan air yang keluar dari Clarifier (CL-101)
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-212, Grade B
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
= 28oC
Temperatur Laju massa air (F)
= 504642,8898 kg/jam = lbm/s
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,19389 lbm/ft3
(Geankoplis, 2003)
Tangki Filtrasi dirancang untuk penampungan 1 jam operasi. Direncanakan Volume bahan penyaring = 1/3 Volume tangki Faktor keamanan
= 20
Tangki filtrasi dirancang untuk volume bahan penyaring 1/3 volume tangki Perhitungan: a. Volume tangki Volume air, Va Volume total
504642,889 kg/jam 1 jam = 506,5475 m3 3 996,24 kg/m Vt
(1 0,33) x506,5475 675,3967m3 996,24 kg/m3
Volume tangki = 1,2 675,3967 m3 = 810,4760 m3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4
Universitas Sumatera Utara
1 πD2 H 4 1 4 810,476 m3 πD2 D 4 3 1 810,476 m3 πD3 3 V
Maka:
D = 7,0066 m = 275,85 in H = 9,34 m
c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 7,006 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1 Tinggi tutup
=
1 7,006 = 1,7517 m 4
Tinggi tangki total = 9,34 + 2(1,7517) = 12,8455 m d. Tebal shell dan tutup tangki Tinggi penyaring
=
Tinggi cairan dalam tangki = Phidro
1 9,34 = 2,3355 m 4
506,5475 m3 9,34 m = 5,8389 m 810,476m3
=×g×h = (996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 5,8389m)/1000 = 57,00 kPa
Ppenyaring
=×g×l = 2089,5 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,335 m = 47,82kPa
PT
= 57,00 kPa + 47,822 kPa + 101,325 kPa = 206,1559 kPa
Faktor kelonggaran
= 5%
Maka, Pdesign
= 1,05 × 206,1559 = 216,4636 kPa
Jenis sambungan
= Double welded butt joint
Joint Efficiency
= 0,8
(Brownell dan Young, 1959)
Allowable Stress
= 87218,71
(Brownell dan Young, 1959)
Universitas Sumatera Utara
Korosi yang diizinkan (c) = 0,002 in/tahun Tebal shell tangki (t), Tebal silinder (t) dimana :
P Dt c 2 SE t
(Bnell dan Young, 1959)
= tebal dinding tangki bagian silinder (in)
P
= tekanan desain (lb/in2) = 25,5597 lb/in2
Dt
= diameter dalam tangki (in) = 197,1601 in
S
= allowable working stress (lb/in2)
E
= efisiensi pengelasan
c
= korosi yang diizinkan (in)
216,46 7,00 0,002 2 87218 ,71 0,8 0,423 in
d
Dipilih tebal silinder standar = 0,5 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 0,5 in. LD.12 Pompa Filtrasi (PU-105)
: Memompa air dari tangki utilitas (TU-102) ke Sand Filter (SF-
Fungsi
101) Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,19389 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997) (Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 504642,8898 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 504642,889 kg/jam ρ 996,24kg/m 3 3600 s / jam = 0,0059 m3/s = 0,2070 ft3/s
Universitas Sumatera Utara
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13 3
= 0,363 (0,0059 m /s)
(Peters, 2004) 0,45
3 0,13
(996,24 kg/m )
= 0,0702m = 2,7656 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 3,5 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 3,548in
Diameter Luar (OD)
: 4 in
Inside sectional area A
: 0,0687 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 0,2070 ft 3 /s = = 3,0137 ft/s A 0,0687 ft 2
Bilangan Reynold : NRe
ρ v D (62,1936 lbm/ft 3 )(3,0137 ft/s )(0,2957 ft ) = = 0,0006 lbm/ft s = 98645,4418 (aliran turbulen)
Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0017, pada NRe = 98645,4418 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0064 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A2 v2 3,0137 2 = 0,5 1 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,0706 ft lbf/lbm 2 elbow 90° 1 check valve
3,0137 2 v2 = 2(0,75) = 0,2117 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
hf
= n.Kf.
hf
3,0137 2 v2 = 1(2) = n Kf = 0,2823 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Ff
20. 3,0137 L v 2 = 4f = 4(0,0064) 0,2556232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
Universitas Sumatera Utara
= 0,3666 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
A v2 3,0137 2 2 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc
hex
= 0,1411 ft lbf/lbm Total friction loss
F
= 1,0724 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 2003) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 20 ft
0
32,174 20 0 1,0724 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, η = 80%
(Peters, 1983)
Wp = -Ws / η = 26,3405 ft lbf/lbm Daya pompa : P =
Wp.Q. 26,3405 0,207 62,0670 0,6167 hp 550 550
Dipilih pompa dengan daya ¾ hp. LD.13 Tangki Utilitas II (TU-102)
Fungsi
: menampung air dari Sand Filter (SF-101) untuk didistribusikan kepada berbagai kebutuhan
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 grade C
Jumlah Kondisi operasi
: 1 unit : Temperatur = 280C Tekanan
= 1 atm = 101,325 kPa
Laju massa air
= 504642,889 kg/jam
Densitas air
= 996,24 kg/m3
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan perancangan
= 2 jam
Faktor keamanan
= 20
Desain Tangki a. Volume tangki Volume air, Va
504642,889 kg/jam 2 jam = 1013,095 m3 3 996,24 kg/m
Volume tangki, Vt = 1,2 1013,095 m3 = 1215,714 m3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3 1 V D 2 H 4 1 3 1215,714 m3 πD 2 ( D) 4 2 3 1215,714 m3 D 3 8 Maka, D = 10,107 m = 401,754 in H = 15,1605 m c. Tebal tangki 1013,095 m3 Tinggi air dalam tangki = 10,107 m = 12,633 m 1215,714m 3
Tekanan hidrostatik: P
=×g×h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 12,633 m = 123,3456kPa
P total
= 123,3456 kPa + 101,325 kPa = 224,67 kPa
Faktor kelonggaran
= 5%
Maka, Pdesign
= 1,05 × 224,67 kPa = 235,9041 kPa
Jenis sambungan
= Double welded butt joint
Joint Efficiency
= 0,8
Allowable Stress
= 87218,71 kPa
(Brownell dan Young, 1959) (Brownell dan Young, 1959)
Korosi yang diizinkan (c) = 0,002 in/tahun
Universitas Sumatera Utara
Tebal shell tangki (t),
Tebal silinder (t)
P Dt c 2 SE
(Brownell dan Young, 1959)
dimana : t
= tebal dinding tangki bagian silinder (in)
P
= tekanan desain (lb/in2) = 24,0744 lb/in2
Dt
= diameter dalam tangki (in) = 119,4207 in
S
= allowable working stress (lb/in2)
E
= efisiensi pengelasan
c
= korosi yang diizinkan (in)
224,67 10,107 0,002 2 87218 ,71 0,8 0,6812 in
d
Dipilih tebal silinder standar = ¾ in LD.14 Pompa (PU-106)
Fungsi
: Memompa air dari tangki utilitas (TU-101) untuk didistribusikan ke berbagai keperluan
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,19389 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997) (Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 504642,8898 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 504642,889 kg/jam = 0,0059 m3/s = 3 ρ 996,24kg/m 3600 s / jam
0,2070 ft3/s Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100
Universitas Sumatera Utara
Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13
(Peters, 2004)
= 0,363 (0,0059 m3/s)0,45 (996,24 kg/m3)0,13 = 0,0702m = 2,7656 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 3,5 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 3,548in
Diameter Luar (OD)
: 4 in
Inside sectional area A
: 0,0687 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 0,2070 ft 3 /s = = 3,0137 ft/s A 0,0687 ft 2
Bilangan Reynold : NRe =
ρ v D (62,1936 lbm/ft 3 )(3,0137 ft/s )(0,2957 ft ) = 0,0006 lbm/ft s
= 98645,4418 (aliran
turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0017, pada NRe = 98645,4418 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0064 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A2 v2 3,0137 2 = 0,5 1 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,0706 ft lbf/lbm 2 elbow 90° 1 check valve
3,0137 2 v2 = 2(0,75) = 0,2117 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
hf
= n.Kf.
hf
3,0137 2 v2 = 1(2) = n Kf = 0,2823 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Ff
20. 3,0137 L v 2 = 4f = 4(0,0064) 0,2556232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
= 0,3666 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 3,0137 2 2 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc
Universitas Sumatera Utara
= 0,1411 ft lbf/lbm Total friction loss
F
= 1,0724 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 2003) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 20 ft
Dipilih pompa dengan daya ¾ hp. 0
32,174 5 0 121,0724 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 26,3405 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
26,3405 0,207 62,06728 0,6167 hp 550
Digunakan daya motor standar 3/4 hp. LD.15 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (TP-103)
Fungsi
: Membuat larutan asam sulfat H2SO4
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Low-alloy steel SA-353
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Tekanan
= 1 atm
H2SO4 yang digunakan berupa larutan 5 ( berat) Laju massa H2SO4 (F)
= 158,61213 kg/hari
Densitas H2SO4 5 (ρ)
= 1061,7 kg/m3 = 66,2801 lbm/ft3
(Perry, 1997)
Universitas Sumatera Utara
Viskositas H2SO4 5 (μ) = 3,5 cP = 0,012 lbm./fts Kebutuhan perancangan
(Othmer, 1968)
= 5 hari
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vlarutan =
158,6213 kg/hari 5 hari = 14,94 m3 3 0,05 1061,7kg/m
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 14,94 m3 = 17,928 m3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki
Hs : D = 3 : 2
Volume tangki (Vt) Vt = ¼ π D2 Hs Vt =
3 π D3 8
17,92 =
3 π D3 8
Maka, diameter tangki tinggi tangki
D = 2,4785 m = 97,57 in
H Ht = Hs = s D = 3,7178 m D
3. Tebal shell tangki 14,94 m3 × 2,4785 m = 2,0654 m Tinggi cairan dalam tangki, h = 17,92 m3 Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 1028,86 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,0654 = 21,4902 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 21,4902 kPa = 124,8152 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (124,8152 kPa) = 149,7782 kPa
Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Universitas Sumatera Utara
Allowable stress : S = 22500 psia = 155132,0331 kPa
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C = 1/80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : PD nC 2SE 1,2P (149,7782kPa) (2,4785) 10 ( 180 in) 2(155131,0331 kPa)(0,8) 1,2(1149,7782 kPa) 0,1839 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in
(Brownell, 1959)
Perancangan Sistem Pengaduk
Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle
: 4 buah
Untuk turbin standar (Geankoplis, 1997), diperoleh : Da/Dt = 1/3
; Da = 1/3 × 2,4785 = 0,8262 m
E/Da = 1
; E = 0,82620 m
L/Da = 1/4
; L = 1/4 × 0,8262= 0,2065 m
W/Da = 1/5
; W = 1/5 × 0,8262 = 0,1652 m
J/Dt = 1/12
; J = 1/12 × 2,4785 = 0,2065 m
dimana :
Dt = D = diameter tangki (m) Da = Diameter impeller (m) E = tinggi turbin dari dasar tangki (m) L = panjang blade pada turbin (m) W = lebar blade pada turbin (m) J = lebar baffle (m)
Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putaran/detik Bilangan Reynold, NRe =
ρ N ( Da)2
1061,7(0,5)(0,8262) 2 20289,7032 3,5
NRe > 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus:
KN 3 Da 5 P= gc
(Badger, 1950)
Dari Tabel 13-1 Badger 1950 untuk impeller jenis turbin, 6 blades, flat blade diperoleh:
Universitas Sumatera Utara
K = 0,63 P=
(0,63)(0,5)3 (0,8262)5 (1061,7) = 1,726 hp. 9,8
Efisiensi motor = 80%
(Peters, 1983)
Daya motor = 2,157 hp. Digunakan daya motor standar 2 ¼ hp.
LD.16 Pompa Asam Sulfat (PU-109)
Fungsi
: Memompa larutan asam sulfat dari Tangki Pelarutan Asam Sulfat (TP-103) ke Cation Exchanger (CE-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas asam sulfat () = 1061,7 kg/m3 = 66,28 lbm/ft3
(Perry, 1997)
Viskositas asam sulfat (μ) = 17,86 cP = 0,012 lbm/ft s Laju alir massa (F)
(Othmer, 1968)
= 158,6213 kg/jam
Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 158,6213 kg / hari ρ 66,28 kg / m3 .24 jam / hari.3600 s / jam = 1,73.10-6 m3/s = 6,1.10-5 ft3/s
Desain pompa :
untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 0,2
(Peters, 2004)
= 0,133 (1,73.10-6 m3/s)0,4 (17,8/1000 Pa s)0,2 = 0,0003 m = 0,0116 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi :
Universitas Sumatera Utara
Ukuran nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m
Diameter Luar (OD)
: 0,405 in = 0,0338 ft
Inside sectional area A
: 0,0004 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 6,11.E - 05 ft 3 /s = = 0,1527 ft/s A 0,0004 ft 2
Bilangan Reynold : NRe= ρ v D =
(66,2801bm/ft 3 )(0,1527 ft/s )(0,0224 ft ) = 18,89 (aliran viscous) 0,012 lbm/ft s
Untuk pipa Commercial Steel pada NRe = 18,89 diperoleh harga faktor fanning f = 0,846 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A v2 0,1527 2 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 3,62. 10-4 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
0,1527 2 v2 =2(0,75) =n.Kf. = 5,43.10-4 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
1 check valve
hf
= n Kf
0,1527 2 v2 = 1(2) = 7,24.10-4ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
20. 0,1527 L v 2 = 4(0,8466) 0,0224232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
Ff
= 4f
= 1,0943 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 0,1527 2 2 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc = 7,24.10-4 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 1,0967ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
Universitas Sumatera Utara
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 5 ft
0
32,174 5 0 1,0967 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 7,6208 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
7,6208 6,1.10-5 66,28 5,6.105 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.17 Cation Exchanger (CE-101)
Fungsi
: Mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
Temperatur Laju massa air (F) Densitas air ()
= 28oC = 504061,5167 kg/jam = 996,24 kg/m3 = 62,0670 lbm/ft3 (Geankoplis, 2003)
Kebutuhan perancangan = 1 jam Ukuran Cation Exchanger
Universitas Sumatera Utara
Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation
= 2 ft = 0,610 m = 24,0157 in
- Luas penampang penukar kation
= 3,14 ft2
Faktor keamanan : 20 % Tinggi resin
= 2,5 ft = 0,76201 m
Tinggi silinder = 1,2 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,610 m Direncanakan rasio Tinggi tutup : Diameter tangki = 1 : 4 Tinggi tutup
= ¼ 0,610 m= 0,1525 m
Tinggi cation exchanger = 0,9144 + 2 (0,1525) = 1,2194 m Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,76201 = 7,4396 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 7,4396 kPa = 108,7646 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (108,7646 kPa) = 130,5175 kPa
Joint efficiency : E
= 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S
= 17500 psia = 120658,248 kPa
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C
= 1/80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n
= 10 tahun
Tebal shell tangki : PD nC 2SE 1,2P (130,5175 kPa) (0,6096) 10 ( 180 in) 2(120658,248 kPa)(0,8) 1,2(130,5175 kPa) 0,125 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 1/8 in
(Brownell, 1959)
LD.19 Pompa Cation Exchanger (P-110)
Universitas Sumatera Utara
: Memompa air dari Cation Exchanger (CE-101) ke
Fungsi
Anion Exchanger (AE-101) Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,19389 lbm/ft3
(Geankoplis, 1997)
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 5782,2819 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 0,0001 m3/s = 0,0569 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13 3
= 0,363 (0,0001 m /s)
(Peters, 2004) 0,45
3 0,13
(996,24 kg/m )
= 0,0118 m = 0,4646 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,1997, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 3/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,493 in = 0,0125 m = 0,0411 ft
Diameter Luar (OD)
: 0,675 in = 0,0563 ft
Inside sectional area A
: 0,0013 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 0,0569 ft 3 /s = = 42,809 ft/s A 0,0013 ft 2
Bilangan Reynold : NRe =
ρ vD
(Peters, 2004)
Universitas Sumatera Utara
=
(62,1938 lbm/ft 3 )(42,809) ft/s )(0,0411 ft ) = 194702,6088 (aliran turbulen) 0,0006 lbm/ft s
Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0037, pada NRe = 194702,6088 diperoleh harga faktor fanning f = 0,007 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A2 v2 42,80912 = 0,5 1 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 14,2399 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
42,80912 v2 = 2(0,75) = n.Kf. = 42,7197 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
2 check valve
hf
= n Kf
Pipa lurus 10 ft
Ff
= 4f
42,80912 v2 = 2(2) = 56,9597 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
10. 42,8091 L v 2 = 4(0,007) 0,06867 232,174 D 2 gc 2
= 194,101 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
2 A v2 2 42,8091 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc
= 28,47 ft lbf/lbm Total friction loss
F = 336,5010 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 5 ft
0
32,174 5 0 336,501 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 426,8763 ft lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
341,50,000162,1939 0,1145 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/8 hp. LD.20 Tangki Pelarutan NaOH (TP-104)
Fungsi
: Membuat larutan natrium hidroksida (NaOH)
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Tekanan
= 1 atm
NaOH yang digunakan berupa larutan 4 ( berat) Laju massa NaOH (F)
= 0,1461 kg/hari
Densitas NaOH 4 (ρ)
= 1039,76 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3
Viskositas NaOH 4 (μ)
= 0,00043 lbm/ft s = 0,64 cP
Kebutuhan perancangan
= 30 hari
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vlarutan =
0,1461 kg/hari 30 hari = 0,1054 m3 0,04 1039,76 kg/m3
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,1054 m3 = 0,1265 m3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki Hs : D = 3 : 2 Volume tangki (Vt) Vt = ¼ π D2 Hs Vt =
3 π D3 8
Universitas Sumatera Utara
0,1265 =
3 π D3 8
Maka, diameter tangki
D = 0,4754 m = 1,5596 in
H Ht = Hs = s D = 0,713 m D
tinggi tangki 3. Tebal shell tangki
0,1054 m3 × 0,4754 m = 0,3961 m Tinggi cairan dalam tangki, h = 0,1265 m3 Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 1039,76 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,3961 = 4,0364 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 4,0364 kPa = 105,3614 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (105,3614 kPa) = 126,4337 kPa
Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 17500 psia = 120658,248 kPa
(Brownell, 1959)
1
Faktor korosi : C = /80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal tangki : PD nC 2SE 1,2P (126,4337 kPa) (0,4754) 10 ( 180 in) 2(120658,248 kPa)(0,8) 1,2(126,4337 kPa) 0,1373 in
t
Tebal standar yang digunakan = 3/16 in
(Brownell, 1959)
Perancangan Sistem Pengaduk :
Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle
: 4 buah
Untuk turbin standar (Geankoplis, 1997), diperoleh :
Universitas Sumatera Utara
Da/Dt = 1/3
; Da = 1/3 × 0,4754 = 0,1585 m
E/Da = 1
; E = 0,1585 m
L/Da = 1/4
; L = 1/4 × 0,1585 = 0,0396 m
W/Da = 1/5
; W = 1/5 × 0,1585 = 0,0317 m
J/Dt = 1/12
; J = 1/12 × 0,4754 = 0,0396 m
dimana :
Dt = D = diameter tangki (m) Da = Diameter impeller (m) E = tinggi turbin dari dasar tangki (m) L = panjang blade pada turbin (m) W = lebar blade pada turbin (m) J = lebar baffle (m)
Kecepatan pengadukan, N = 0,1 putaran/detik Bilangan Reynold, NRe =
ρ N ( Da) 2
1039,76(0,1)(0,1585) 2 20387,8686 0,00064
NRe > 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: P=
KN 3 Da 5 gc
(Badger, 1950)
Dari Tabel 13-1 Badger 1950 untuk impeller jenis turbin, 6 blades, flat blade diperoleh: K = 6,30 P=
(6,30)(0,1)3 (0,1585)5 (1039,76) = 0,0004 hp. 9,8
Efisiensi motor = 80%
(Peters, 1983)
Daya motor = 0,0005 hp. Digunakan daya motor standar ¼ hp. LD.21 Pompa NaOH (PU-111)
Fungsi
: Memompa larutan NaOH dari Tangki Pelarutan NaOH (TP-104) ke Anion Exchanger (AE-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas NaOH ()
= 1039,76 kg/m3 = 64,91079 lbm/ft3
Viskositas NaOH (μ)
= 0,00043 lbm/ft s = 0,64 cP
Laju alir massa (F)
= 0,1461 kg/hari
Debit air/laju alir volumetrik, Q
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
F 5,74.10-8 m3/s = 1,63.10-9 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 0,2
(Peters, 2004)
= 0,133 (1,63.10-9 m3/s)0,4 (0,64/1000 Pa s)0,2 = 3,85.10-6 m = 0,0002 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m
Diameter Luar (OD)
: 0,405 in = 0,0338 ft
Inside sectional area A
: 0,0004 ft2
Kecepatan linier, v =
Q = 0,0001 ft/s A
Bilangan Reynold : NRe =
ρ v D (64,9108 lbm/ft 3 )(0,0001 ft/s )(0,0224 ft ) = 0,00043 lbm/ft s
=0,4857 (aliran viscous) Untuk pipa Commercial Steel pada NRe = 0,4857 diperoleh harga faktor fanning f = 2 (Geankoplis, 2003).
Friction loss :
Universitas Sumatera Utara
A v2 0,00012 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
1 sharp edge entrance hc
= 1,6.10-10 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf = n.Kf.
1 check valve
hf
Pipa lurus 15 ft
Ff = 4f
0,0001 2 v2 = 2(0,75) = 7,2.10-10 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
= n Kf
0,0001 2 v2 = 1(2) = 6,4.10-10 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
L v 2 15 . 0,0001 2 = 4(2) D 2 gc 0,0224 232,174
= 1,72.10-6 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
A v2 0,00012 2 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc
hex
= 3,2.10-10 ft lbf/lbm Total friction loss
F = 1,7. 10-6 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 5 ft
0
32,174 5 0 0,0000017 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 4,8789 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
64,8789 5,74.10-8 64,91079 3,3074108 hp 550
Universitas Sumatera Utara
Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.22 Anion Exchanger (AE-101)
Fungsi
: Mengikat anoin yang terdapat di dalam air
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
= 28oC
Temperatur
= 504061,5167 kg/jam = 1,1720 lbm/s
Laju massa air (F) Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,0670 lbm/ft3 (Geankoplis, 1997)
Kebutuhan perancangan
= 1 jam
Ukuran Anion Exchanger
Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation
= 2 ft = 0,6100 m
- Luas penampang penukar kation
= 3,14 ft2
Faktor keamanan : 20 % Tinggi resin
= 2,5 ft = 0,76201 m
Tinggi silinder = 1,2 2,5 ft = 3 ft = 0,91441 m Diameter tutup = diameter tangki = 1,0668114 m = 3,5 ft = 42,00037 in Direncanakan rasio Tinggi tutup : Diameter tangki = 1 : 4 Tinggi tutup
= ¼ 0,6100 m= 0,1525 m
Tinggi anion exchanger = 0,91441 + 2 (0,1525) = 1,2194 m Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,76201 = 7,4396 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 7,4396 kPa = 108,7646 kPa
Universitas Sumatera Utara
Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (108,7646 kPa) = 130,5175 kPa
Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 17500 psia = 120658,248 kPa
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C = 1/80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : PD nC 2SE 1,2P (130,5175 kPa) (0,6069) 10 ( 180 in) 2(120658,248 kPa)(0,8) 1,2(130,5175 kPa) 0,1412 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in
(Brownell, 1959)
LD.23 Pompa Anion Exchanger (PU-112 )
Fungsi
: Memompa air dari Anion Exchanger (AE-101) ke Deaerator (DE-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,19389 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 2003) (Geankoplis, 2003)
Laju alir massa (F) = 1913,8772 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 0,0005 m3/s = 0,0188 ft3/s ρ
Desain pompa: untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 0,2
(Peters, 2004)
= 0,133 (1,63.10-9 m3/s)0,4 (0,64/1000 Pa s)0,2
Universitas Sumatera Utara
= 0,0002 m = 0,0076 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,2690 in = 0,0068 m = 0,0224 ft
Diameter Luar (OD)
: 0,4050 in = 0,0338 ft
Inside sectional area A
: 0,0004 ft2
Q 0,0001 ft 3/s = 0,2417 ft/s Kecepatan linier, v = = A 0,0004 ft 2 Bilangan Reynold : NRe = =
ρ vD
(Peters, 2004)
(62,0670 lbm/ft 3 )(0,2417 ft/s )(0,0224 ft ) = 613,2623 (aliran laminar) 0,0006 lbm/ft s
Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0067, pada NRe = 613,2623 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0261 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A v2 0,2417 2 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,00047 ft lbf/lbm 2 elbow 90° 2 check valve
0,2417 2 v2 = 2(0,75) = 0,0021 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
hf
= n.Kf.
hf
0,2417 2 v2 = 2(2) = n Kf = 0,0019 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Ff
10. 1,1820 L v 2 = 4f = 4(0,0059) 0,06867 232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 10 ft
= 0,0442 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 1,1820 2 2 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc = 0,0009 ft lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
F = 0,0496 ft lbf/lbm
Total friction loss
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 30 ft
0
32,174 30 0 0,0496 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 37,562 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
37,5620,000162,1939 0,0101 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.24 Deaerator (DE-101)
Fungsi
: Menghilangkan gas-gas yang terlarut di dalam air
Bentuk
: Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
Temperatur Laju massa air (F) Densitas air () Kebutuhan perancangan
= 90oC = 5782,2819 kg/jam = 996,24 kg/m3
(Geankoplis, 2003)
= 24 jam
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vair =
5782,2819 kg/jam 24 jam = 143,6235 m3 996,24 kg/m3
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 143,6235 m3 = 172,3482 m3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi shell tangki : diameter tangki
; Hs : D = 3 : 1
Tinggi tutup tangki : diameter tangki
; Hh : D = 1 : 4
Volume shell tangki (Vs) Vs = ¼ π D2 Hs =
3 π D3 4
Volume tutup tangki (Vh) elipsoidal Vh =
3 D 24
(Brownell,1959)
Volume tangki (V) V = Vs + 2 Vh 172,348 =
5 π D3 6
Maka, diameter tangki
D = 4,0385 m = 158,99 in
tinggi shell tangki
H Hs = s D = 12,115 m D
tinggi tutup tangki
H Hh = h D = 1,0096 m D
tinggi tangki
Ht = Hs + 2 Hh = 14,1347 m
3. Tebal shell tangki 143,6235 m3 × 12,1155 m = 10,0962 m Tinggi cairan dalam tangki, h = 172,3482 m3 Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 10,0962 = 95,6028 kPa
Universitas Sumatera Utara
Tekanan operasi : Poperasi = 101,325 kPa Ptotal = 101,325kPa + 95,6028 kPa = 196,9278 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (196,9278 kPa) = 236,3133 kPa
Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 17500 psia = 120658,248 kPa
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C = 1/80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : PD nC 2SE 1,2P (236,313 kPa) (4,0385) 10 ( 180 in) 2(120658,248 kPa)(0,8) 1,2(236,313 kPa) 0,3199 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = ½ in
(Brownell, 1959)
LD.25 Pompa (PU-108)
Fungsi
: Memompa air dari Menara Air (MA-101) ke Cation Exchanger (CE-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,19389 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997) (Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 5782,2819 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F 0,0016 m3/s = 0,0569 ft3/s ρ
Universitas Sumatera Utara
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13 3
= 0,363 (0,0016 m /s)
(Peters, 2004) 0,45
3 0,13
(996,24 kg/m )
= 0,0493 m = 1,94 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,1997, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 2 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 2,067 in = 0,1723 m = 0,0525 ft
Diameter Luar (OD)
: 2,375 in = 0,1979 ft
Inside sectional area A
: 0,0233 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 0,0569 ft 3 /s = = 2,4436 ft/s A 0,0233 ft 2
Bilangan Reynold : NRe = =
ρ vD
(Peters, 2004)
(62,1938 lbm/ft 3 )(2,4436) ft/s)(0,1723 ft ) = 46597,3316 (aliran turbulen) 0,0006 lbm/ft s
Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0009, pada NRe = 194702,6088 diperoleh harga faktor fanning f = 0,005 (Geankoplis, 2003).
Friction loss : 1 sharp edge entrance hc
A2 v2 2,44 2 = 0,5 1 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,0464 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
2,44 2 v2 = 2(0,75) = n.Kf. = 0,2088 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
2 check valve
hf
= n Kf
2,44 2 v2 = 2(2) = 0,7424 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Universitas Sumatera Utara
20. 2,44 L v 2 = 4(0,007) D 2 gc 0,1723232,174 2
Pipa lurus 20 ft
Ff
= 4f
= 0,2155 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
A v2 2,44 2 2 = n 1 1 = 1 1 0 2132,174 A2 2 gc
hex
= 0,0928 ft lbf/lbm
F = 1,3058 ft lbf/lbm
Total friction loss
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 10 ft
0
32,174 10 0 1,3058 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 14,1323 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
14,13230,0001662,1939 0,09 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/8 hp. LD.26 Ketel Uap (KU-101)
Fungsi
: Menyediakan uap untuk keperluan proses
Jenis
: Ketel pipa api
Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah
: 1 unit
Data :
Universitas Sumatera Utara
Uap lewat jenuh (superheatedd steam) yang digunakan bersuhu 400oC Tekanan superheated steam, P = 5 atm = 506,625 kPa Kalor laten steam = 3272,1 kJ/kg = 1406,6758 Btu/lbm Total kebutuhan uap = 57822,819 kg/jam = 127478,16 lbm/jam Daya Ketel Uap
W
34,5 P 970,3 H
dimana: P = daya ketel uap (hp) W = kebutuhan uap (lbm/jam) H = kalor steam (Btu/lbm)
P
127478,16 1406,6758 = 5356,79 hp 34,5 970,3
Jumlah Tube
Luas permukaan perpindahan panas, A = P 10 ft2/hp = 5356,79 hp 10 ft2/hp = 5356,79 ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: - Panjang tube, L = 30 ft - Diameter tube, 3 in - Luas permukaan pipa, a = 0,917 ft2/ft
(Kern, 1965)
Jumlah tube
Nt
53567,90 A = 634,5405 635 buah ' La 30 2,814
LD.27 Tangki Pelarutan Kaporit (TP-105)
Fungsi
: Membuat larutan kaporit Ca(ClO)2
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-212, Grade B
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Tekanan
= 1 atm
Ca(ClO)2 yang digunakan
= 2 ppm
Laju massa Ca(ClO)2 (F)
= 0,0017 kg/jam
Densitas Ca(ClO)2 70 (ρ)
= 1272 kg/m3 = 79,4088 lbm/ft3
Viskositas Ca(ClO)2 70 (μ) = 0,00067 lbm/ft s = 1 cP Kebutuhan perancangan
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
= 90 hari
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vlarutan =
0,03978 kg/jam 90 hari = 0,004 m3 1272 kg/m3
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,004 m3 = 0,0048 m3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki Hs : D = 3 : 2 Volume tangki (Vt) Vt = ¼ π D2 Hs Vt =
3 π D3 8
0,0048 =
3 π D3 8
Maka, diameter tangki tinggi tangki
D = 0,1601 m = 6,3 in
H Ht = Hs = s D = 0,2402 m D
3. Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki, h =
0,004 m3 × 0,1601 m = 0,1334 m 0,0048 m3
Tekanan hidrostatik : P = × g × h = 1272 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,1334 = 1,6635 kPa Tekanan operasi :
Universitas Sumatera Utara
Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 1,6635 kPa = 102,9885 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (103,1309 kPa) = 123,5862 kPa
Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 17500 psia = 120658,248 kPa
(Brownell, 1959)
1
Faktor korosi : C = /80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal tangki : PD nC 2SE 1,2P 123,5862 kPa) (0,1610 m) 10 ( 180 in) 2(120658,248 kPa)(0,8) 1,2(123,7571 kPa) 0,1290 in
t
Tebal standar yang digunakan = 3/16 in
(Brownell, 1959)
Perancangan Sistem Pengaduk
Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle
: 4 buah
Untuk turbin standar (Geankoplis, 1997), diperoleh : Da/Dt = 1/3
; Da = 1/3 × 0,1610 m = 0,0534 m
E/Da = 1
; E = 0,0534 m
L/Da = 1/4
; L = 1/4 × 0,0534 m = 0,0133 m
W/Da = 1/5
; W = 1/5 × 0,0534 m = 0,0107 m
J/Dt = 1/12
; J = 1/12 × 0,1610 m = 0,0133 m
dimana :
Dt = D = diameter tangki (m) Da = Diameter impeller (m) E = tinggi turbin dari dasar tangki (m) L = panjang blade pada turbin (m) W = lebar blade pada turbin (m) J = lebar baffle (m)
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan pengadukan, N = 3,5 putaran/detik Bilangan Reynold, NRe =
ρ N ( Da ) 2
1272(3,5)(0,0478) 2 10156,3246 10 -3
NRe > 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: 5
P Np N 3 Da ρ
(Geankoplis, 1997)
Np = 5 untuk NRe = 12685,1772
(Geankoplis, 1997)
P 53,5 0,0534 1272 = 0,0678 watt = 9,09.10-5 hp 3
5
Efisiensi motor = 80 % Daya motor = 11,362.10-5 hp Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.28 Pompa Kaporit (PU-113)
Fungsi
: Memompa larutan kaporit dari Tangki Pelarutan Kaporit (TP105) ke Tangki Utilitas (TU-103)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas Ca(ClO)2 ()
= 1272 kg/m3 = 79,4092 lbm/ft3
Viskositas Ca(ClO)2 (μ) = 0,00067 lbm/ft s = 1 cP Laju alir massa (F)
(Perry, 1997) (Othmer, 1968)
= 0,0017 kg/jam
Debit air/laju alir volumetrik, Q
F = 3,71.10-10 m3/s = 1,311.10-8 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 0,2
(Peters, 2004)
Universitas Sumatera Utara
= 0,133 (6,61655 10-10 m3/s)0,4 (1/1000 Pa s)0,2 = 5,6 10-6 m = 0,00022 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m
Diameter Luar (OD)
: 0,405 in = 0,0338 ft
Inside sectional area A
: 0,0004 ft2
Kecepatan linier, v =
Q = 3,2.10-5 ft/s A
Bilangan Reynold : NRe = =
ρ vD
(Peters, 2004)
(79,4092 lbm/ft 3 )(3,2.10 5 ft/s )(0,0224 ft ) 0,000672 lbm/ft s
= 0,0848 (aliran viscous) Untuk pipa Commercial Steel pada NRe = 0,0848, e/D = 0,0067 diperoleh harga faktor fanning f = 1,25 (Geankoplis, 2003). Friction loss:
1 sharp edge entrance hc hc 1 elbow 90°
hf
A v2 (3,2.105 ) 2 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 1,59.10-11 ft.lbf/lbm = n.Kf.
(3,2.105 ) 2 v2 = 1(0,75) 2 gc 2(32,174)
= 1,2.10-11 ft.lbf/lbm 1 check valve
hf
= n Kf
(3,2.105 ) 2 v2 = 1(2) 2 gc 2(32,174)
= 3,19.10-11 ft.lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
Pipa lurus 18 ft
Ff
= 4f
18.(3,2.105 )2 L v 2 = 4(1,25) D 2 gc 0,0224232,174
= 1,070.10-7 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
2 A1 v 2 2 0,000032 = 1 1 0 = n 1 2132,174 A2 2 gc
= 3,19.10-11 ft lbf/lbm F = 1,07.10-7 ft lbf/lbm
Total friction loss
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 10 ft
0
32,174 10 0 1,07.107 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 12,5 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
12,5 1,28.10-8 79,40921 2,3119 .108 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.29 Tangki Utilitas (TU-103)
Fungsi
: Menampung air untuk didistribusikan untuk kebutuhan domestik
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B
Universitas Sumatera Utara
Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
= 28oC
Temperatur Laju massa air (F) Densitas air () Kebutuhan perancangan
= 381,371 kg/jam = 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3 (Geankoplis, 2003) = 24 jam
Perhitungan ukuran tangki :
1. Volume tangki Vair =
381,3731kg/jam 24 jam = 9,1875 m3 3 996,24 kg/m
Faktor kelonggaran : 20 % Volume tangki, Vt = 1,2 × 9,8175 m3 = 11,0250 m3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki Hs : D = 5 : 4 Volume tangki (Vt) Vt = ¼ π D2 Hs Vt =
5 π D3 16
11,0250 =
5 π D3 16
Maka, diameter tangki tinggi tangki
D = 2,2398 m = 7,3482 ft H Ht = Hs = s D = 2,7997 m D
3. Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki, h =
9,1875 m3 × 2,2398 m = 1,8665 m 11,025 m3
Tekanan hidrostatik :
Universitas Sumatera Utara
P = × g × h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,8665 = 18,2225 kPa Tekanan operasi : Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa Ptotal = 101,325 kPa + 18,2225 kPa = 119,5475 kPa Faktor keamanan : 20 % Pdesign = (1,2) (119,5475 kPa) = 143,457 kPa Joint efficiency : E = 0,8
(Brownell, 1959)
Allowable stress : S = 17500 psia = 120658,248 kPa
(Brownell, 1959)
Faktor korosi : C = 1/80 in
(Peters, 2004)
Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : PD nC 2SE 1,2P (143,457 kPa) (2,2398) 10 ( 180 in) 2(120658,248 kPa)(0,8) 1,2(143, 457kPa) 0,1867 in
t
Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in
(Brownell, 1959)
LD.30 Pompa Air Domestik (PU-114)
Fungsi`
: Memompa air dari Tangki Utilitas (TU-103) ke kebutuhan domestik
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 2003) (Geankoplis, 2003)
Laju alir massa (F) = 600 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Debit air/laju alir volumetrik, Q
F = 0,00000675416 m3/s = 0,0002 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran viscous NRe < 2100 Di,opt = 0,133 Q 0,4 0,2
(Peters, 2004)
= 0,133 (6,75 10-6 m3/s)0,4 (0,836/1000 Pa s)0,2 = 0,0003 m = 0,0108 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 1 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m
Diameter Luar (OD)
: 1,315 in = 0,1096 ft
Inside sectional area A
: 0,006 ft2
Kecepatan linier, v =
Q = 0,0398 ft/s A
Bilangan Reynold : NRe =
(62,1939 lbm/ft 3 )(0,0398 ft/s )(0,0874 ft ) ρ vD = 0,000562 lbm/ft s
= 384,7204 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0017, pada NRe =384,72 diperoleh harga faktor fanning f = 0,05 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
1 sharp edge entrance hc
A2 v2 0,03982 = 0,5 1 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,00001228 ft lbf/lbm 2 elbow 90° 2 check valve
0,03982 v2 = 2(0,75) = 0,000037 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
hf
= n.Kf.
hf
0,03982 v2 = 2(2) = n Kf = 0,0001 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Universitas Sumatera Utara
280. 0,0398 L v 2 = 4(0,009) D 2 gc 0,0874232,174 2
Pipa lurus 280 ft
Ff
= 4f
= 0,0157 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 0,03982 2 = 1 1 0 = n 1 1 2132,174 A2 2 gc = 0,0000246 ft lbf/lbm
F = 0,0159 ft lbf/lbm
Total friction loss
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 40 ft
0
32,174 40 0 0,0159 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 50,0199 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
50,01990,000262,1939 0,0013 hp 550
Digunakan daya motor standar 1/64 hp. LD.31 Pompa ke Ketel Uap (PU-116)
Fungsi
: Memompa air dari Deaerator (T-101) ke Ketel Uap (KU-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel
Universitas Sumatera Utara
Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
(Geankoplis, 1997)
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 5782,2819 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F = 0,0001 m3/s = 0,0024 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13 3
= 0,363 (0,0001 m /s)
(Peters, 2004) 0,45
3 0,13
(996,24 kg/m )
= 0,0118 m = 0,465 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 0,5 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 0,622 in = 0,0518 ft
Diameter Luar (OD)
: 0,840 in = 0,07 ft
Inside sectional area A
: 0,0021 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 0,0118 ft 3 /s = =1,1243 ft/s A 0,0021 ft 2
Bilangan Reynold : NRe
(62,1939 lbm/ft 3 )(1,1243 ft/s)(0,0518 ft ) ρ vD = = 0,0006 lbm/ft s
= 6451,68 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0007, pada NRe = 6451 diperoleh harga faktor fanning f = 0,025 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
Universitas Sumatera Utara
A v2 1,1243 2 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
1 sharp edge entrance hc
= 0,0098 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
= n.Kf.
1,1243 2 v2 = 2(0,75) = 0,0442 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
4 check valve
hf
= n Kf
1,1243 2 v2 = 4(2) = 0,0393 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Pipa lurus 20 ft
Ff
= 4f
50. 1,1243 L v 2 = 4(0,025) 0,0518232,174 D 2 gc 2
= 0,2122 ft lbf/lbm 2
hex
1 sharp edge exit
A1 v 2 1,1243 2 2 = 1 1 0 = n 1 2132,174 A2 2 gc = 0,0196 ft lbf/lbm
F = 0,3252 ft lbf/lbm
Total friction loss
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 10 ft
0
32,174 10 0 0,3252 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 12,9065 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
12,90650,002462,1939 550
0,0035 hp
Digunakan daya motor standar 1/64 hp.
Universitas Sumatera Utara
LD.32 Pompa Air Pendingin (PU-107)
Fungsi
: Memompa air dari menara air (MA-101) ke Water Cooling Tower (CT-101)
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997) (Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 498279,2348 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F = 0,1389 m3/s = 4,9064 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13
(Peters, 2004)
= 0,363 (0,1389 m3/s)0,45 (996,24 kg/m3)0,13 = 0,3664 m = 14,425 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 16 in
Schedule number
: 30
Diameter Dalam (ID)
: 15,25 in = 1,2708 ft
Diameter Luar (OD)
: 16 in = 1,333 ft
Inside sectional area A
: 1,2621 ft2
Q 4,904 ft 3 /s Kecepatan linier, v = = =3,8876 ft/s A 1,2621 ft 2
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold : NRe
=
(62,1939 lbm/ft 3 )(3,887 ft/s )(1,27 ft ) ρ vD = 0,0006 lbm/ft s
= 546936,3352 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0007, pada NRe = 546936,3352 diperoleh harga faktor fanning f = 0,005 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
1 sharp edge entrance hc
A v2 3,8876 2 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,1174 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
= n.Kf.
3,8876 2 v2 = 2(0,75) = 0,3523 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
4 check valve
hf
= n Kf
3,8876 2 v2 = 4(2) = 0,0393 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Ff
50. 1,1243 L v 2 = 4(0,025) = 4f 1,2708232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
= 0,0739 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 1,1243 2 2 = 1 1 0 = n 1 1 2132,174 A2 2 gc = 0,2349 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 1,2483 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) 2 gc gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 30 ft
0
32,174 30 0 1,2483 Ws 0 32,174
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 12,9065 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
12,90654,906462,1939 550
0,9030 hp
Digunakan daya motor standar 1 hp. LD.33 Pompa Menara Pendingin Air (PU-115)
Fungsi
: Memompa air dari Water Cooling Tower (CT-101) untuk digunakan sebagai air pendingin
Jenis
: Centrifugal pump
Jumlah
: 1 unit
Cadangan
: 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :
Temperatur
= 28oC
Densitas air ()
= 996,24 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3
Viskositas air () = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s
(Geankoplis, 1997) (Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 498279,2348 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Q
F = 0,1389 m3/s = 4,9064 ft3/s ρ
Desain pompa :
untuk aliran turbulen NRe > 2100 Di,opt = 0,363 Q 0,45 0,13 3
= 0,363 (0,1389 m /s)
(Peters, 2004) 0,45
3 0,13
(996,24 kg/m )
= 0,3664 m = 14,425 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal
: 16 in
Schedule number
: 30
Universitas Sumatera Utara
Diameter Dalam (ID)
: 15,25 in = 1,2708 ft
Diameter Luar (OD)
: 16 in = 1,333 ft
Inside sectional area A
: 1,2621 ft2
Kecepatan linier, v =
Q 4,904 ft 3 /s = =3,8876 ft/s A 1,2621 ft 2
Bilangan Reynold : NRe =
(62,1939 lbm/ft 3 )(3,887 ft/s )(1,27 ft ) ρ vD = 0,0006 lbm/ft s
= 546936,3352 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga = 0,000046 ; /D = 0,0007, pada NRe = 546936,3352 diperoleh harga faktor fanning f = 0,005 (Geankoplis, 2003). Friction loss :
1 sharp edge entrance hc
A v2 3,8876 2 = 0,5 1 2 = 0,5 (1 0) 2(1)(32,174) A 1 2 gc
= 0,1174 ft lbf/lbm 2 elbow 90°
hf
= n.Kf.
3,8876 2 v2 = 2(0,75) = 0,3523 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
4 check valve
hf
= n Kf
3,8876 2 v2 = 4(2) = 0,0393 ft lbf/lbm 2 gc 2(32,174)
Ff
50. 1,1243 L v 2 = 4(0,025) = 4f 1,2708232,174 D 2 gc 2
Pipa lurus 20 ft
= 0,0739 ft lbf/lbm 2
1 sharp edge exit
hex
A v2 1,1243 2 2 = 1 1 0 = n 1 1 2132,174 A2 2 gc = 0,2349 ft lbf/lbm
Total friction loss
F = 1,2483 ft lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
Universitas Sumatera Utara
2 1 g P P 2 v 2 v1 z 2 z1 2 1 F Ws 0 (Geankoplis, 1997) gc 2 gc
dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 30 ft
0
32,174 30 0 1,2483 Ws 0 32,174
Efisiensi pompa, = 80 %
Wp = ‐Ws / = 12,9065 ft lbf/lbm
Daya pompa : P
Wp Q ρ 550
12,90654,906462,1939 550
0,9030 hp
Digunakan daya motor standar 1 hp. LD.34 Menara Pendingin Air (Water Cooling Tower) (CT-101)
Fungsi
: Menurunkan temperatur air pendingin bekas dari temperatur 47,26 oC menjadi 28 oC
Jenis
: Mechanical draft cooling tower
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-53, Grade B
Jumlah
: 1
Data :
Temperatur air masuk, T2
= 47,26 oC = 117,0680 oF
Temperatur air keluar, T1
= 28 oC = 82,4 oF
Suhu udara (TG1)
= 28C = 82,4F
Dari Gambar 9.3-2 Geankoplis(2003) diperoleh suhu bola basah, Tw = 23,75oC = 74,75oF dan H = 0,01 kg uap air/kg udara kering Dari Gambar 12-14, Perry (1999) diperoleh konsentrasi air = 1,7 gal/ft2menit Densitas air (47,26oC)
= 989,000 kg/m3
Laju massa air pendingin bekas
= 668.2416,7918 kg/jam
Laju volumetrik air pendingin
= 6756,7409 = 281,5309 m3/jam
(Geankoplis, 2003)
Universitas Sumatera Utara
= 13513,4819 m3/jam264,17 gal/m3 / 60 menit/jam
Kapasitas air, Q
= 29748,8042 gal/menit = 1,8769 m3/s Faktor keamanan
= 20%
Luas menara, A
= 1,2 × (kapasitas air/konsentrasi air) = 1,2 × (1,8769 gal/menit/(1,7 gal/ft2.menit) = 20999,1559 ft2
Laju alir air tiap satuan luas (L) =
6682416,7918 kg/jam 1 jam (3,2808 ft) 2 20999,1559 ft 2 3600 s 1 m 2
= 0,9515 kg/s.m2 Perbandingan L : G direncanakan
=5:6
Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G)
= 5/6 . 0,9515 = 1,1417 kg/s.m2
Perhitungan Tinggi Menara Dari Pers. 9.3-8, Geankoplis (2003): Hy1 = (1,005 + 1,88 × 0,01).103 (28 – 0) + 2,501.106 (0,01) = 53.676,4 J/kg Dari Pers. 10.5-2, Geankoplis (2003) diperoleh: 0,9515 (Hy2 – 53.676,4) = 1,1417 (4,187.103).(47,26-28)
Entalpi()x103
Hy2 = 120877,75 J/kg 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
garis kesetimbangan garis operasi
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 suhu (0C)
Gambar LD.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)
Universitas Sumatera Utara
Ketinggian menara, z =
G
.
(Geankoplis, 2003)
M.kG.a.P Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin Hy
hy*
1/(hy*-hy)
53,6764
98
0,0226
66,4
115
0,0206
79,8
130
0,0199
86,4
144,8
0,0171
98
178,2
0,0125
116
198,4
0,0121
120,8700
243,6000
0,0081
0.0250
1/(Hy*‐Hy) x103
0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000 60
80
Hy x10‐3 100
120
140
Gambar LD.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*–Hy) Luas daerah dibawah kurva = luas 1 + luas 2 + luas 3 + luas 4 + luas 5 = 0,2744 + 0,2713 + 0,1222 + 0,1716 + 0,2214 = 1,0611 Hy 2
Hy 1
dHy Hy * Hy
= 1,0611
Asumsi : kG.a = 1,207.10-7 kg.mol /s.m3
(Geankoplis, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Maka ketinggian menara , z =
1,1417 1,061 29 1,207 10 7 1,013 10 5
= 3,4167 m Diambil performance menara 90%, maka dari Gambar 12-15, Perry (1999) diperoleh tenaga kipas 0,03 Hp/ft2. Daya yang diperlukan = 0,03 Hp/ft2 20999,155 ft2 = 629,9747 hp Digunakan daya standar 630 hp.
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan Asam Akrilat ini digunakan asumsi sebagai berikut : Pabrik beroperasi selama 300 hari dalam setahun Kapasitas maksimum adalah 100.000 ton/tahun Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-equipment delivered (Peters, 2004)
Harga alat disesuaikan dengan basis 3 Juli 2013, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.925- (Bank Mandiri, 3 Juli 2013) E.1
Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)
E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
A.
Biaya Tanah Lokasi Pabrik
Harga tanah untuk kebutuhan pabrik dan industri di daerah Indramayu adalah Rp. 300.000,- /m2 Luas tanah seluruhnya
= 18.118 m2
Harga tanah seluruhnya
= 18.118 m2 Rp. 300.000,- /m2 = Rp 5.435.400.000,-
Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya (Peters, 2004).
Universitas Sumatera Utara
Biaya perataan tanah = 0,05 Rp 5.435.400.000,- = Rp 271.770.000,Total biaya tanah (A) = Rp 5.435.400.000,- + Rp 271.770.000,= Rp 5.707.170.000,-
B. Harga Bangunan Tabel LE.1 Estimasi Perincian Harga Bangunan No
Nama Bangunan
Luas (m2) 1000
Harga (Rp/m2) 800.000
Jumlah (Rp)
800
700.000
192.500.000
1
Taman
2
Areal bahan baku
3
Areal proses
6000
500.000
500.000.000
4
Areal produk
500
2.000.000
1.600.000.000
5
Ruang kontrol
100
2.500.000
15.000.000.000
6
Perkantoran
250
2.000.000
1.000.000.000
7
Gudang peralatan
100
2.000.000
200.000.000
8
Unit pengolahan air
1500
3.500.000
875.000.000
9
Ruang boiler
100
1.000.000
150.000.000
10
Unit pembangkit listrik
150
2.000.000
225.000.000
11
Laboratorium
100
1.500.000
350.000.000
12
Pemadam kebakaran
100
1.500.000
100.000.000
13
Bengkel
70
1.000.000
56.000.000
14
Poliklinik
40
2.000.000
68.000.000
15
Tempat ibadah
35
800.000
21.000.000
16
Kantin
80
1.700.000
80.000.000
17
Areal perluasan
1400
600.000
1.400.000.000
14.400.000
Universitas Sumatera Utara
18
Perumahan karyawan
2000
1.000.000
3.000.000.000
19
Areal antar bangunan
500
1.000.000
350.000.000
20
Jalan
2600
1.500.000
1.820.000.000
Total
30.101.900.000
18118
Total biaya bangunan (B) = Rp 30.101.900.000,C. Perincian Harga Peralatan
Harga peralatan dibagi menjadi 2 bagian yaitu :
C.1 Harga Peralatan non-Impor
Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses- non-Impor No
Kode
Jumlah Harga / Unit Harga Total (unit) (Rp) (Rp) 1 P-101 2 2.300.000 4.600.000 2 P-102 2 4.500.000 9.000.000 3 P-103 2 2.300.000 4.600.000 4 P-104 2 4.500.000 9.000.000 5 P-105 2 2.300.000 4.600.000 6 P-106 2 2.300.000 4.600.000 7 P-107 2 2.300.000 4.600.000 8 P-108 2 2.300.000 4.600.000 9 JC-101 1 25.410.000 25.410.000 10 JC-102 1 4.700.000 4.700.000 11 BL-101 1 15.600.000 15.600.000 12 BL-102 1 18.000.000 18.000.000 Total 19 106.208.000,Ket : Harga Pompa : PT. Aneka Pompa Teknik Perkasa, 2013 Harga Compressor : Krisbow, 2013 Harga Blower : diasumsikan sama dengan harga impor (canadianblower.com) Untuk beberapa peralatan proses seperti yang ditabelkan di Tabel E.3, harga per alat tersebut merupakan total harga dari tiap bagian peralatan. Contoh : Estimasi Harga V-101 Tangki Penyimpanan Propilen (V-101) dari Lampiran C, dengan bagian :
Universitas Sumatera Utara
Silinder Diameter : 10,56 m Tinggi
: 13,2012 m
Tebal
: 0,1016 m
Maka volume silinder tersebut dapat dihitung : V = 10,556 × 13,2012 × 0,1016 = 14,1658 m3. Densitas carbon steel = 7801 kg/m3
(Geankoplis, 2003)
Maka massa silinder = 110499,2157 kg. Harga per kg carbon steel = Rp 14.500,- (PT Krakatau Steel, 2013) Maka harga silinder = 110499,2157 × 14.500 = Rp 1.602.238.627,7234,
Tutup Atas Diameter : 10,5609 m → r = 5,2805 m Tinggi
: 2,6402 m
Tebal
: 0,0381 m
Maka volume tutup atas (selimut bola kosong) dapat dihitung: V = 4/6 × 3,14 × (5,2805-5,2423)3 V = 6,6235 m3. Densitas carbon steel = 7801 kg/m3
(Geankoplis, 2003)
Maka massa tutup atas = 51670,218 kg. Harga per kg carbon steel = Rp 14.500,- (PT Krakatau Steel, 2013) Maka harga tutup atas = 51670,218 × 14.500 = Rp 749.218.168,71,
Tutup Bawah Diameter : 10,5609 m → r = 5,2805 m Tinggi
: 2,6402 m
Tebal
: 0,1016 m
Maka volume tutup atas (selimut bola kosong) dapat dihitung : V = 4/6 × 3,14 × (5,2805-5,1788)3 V = 17,4507 m3. Densitas carbon steel = 7801 kg/m3
(Geankoplis, 2003)
Maka massa tutup atas = 136132,9919 kg. Harga per kg carbon steel = Rp 14.500,- (PT Krakatau Steel, 2013)
Universitas Sumatera Utara
Maka harga tutup atas = 136132,9919 × 14.500 = Rp 1.973.928.382,28,Maka harga total = harga silinder + harga tutup atas + harga tutup bawah harga total = 1.602.238.627,7234,-+ 749.218.168,71,-1.973.928.382,28,harga total = Rp 4.325.385.178,7284 dengan cara yang sama untuk mendapatkan perkiraan harga untuk alat-alat lainnya seperti ditabelkan di Tabel E.3.
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses - Terangkai No
Kode
1 ,2 3 4 5 5 6
V-101 TT-101 TT-102 R-101 R-102 SP-101 SP-102 Total
Jumlah (unit) 4 3 1 1 1 1 1
Harga / Unit (Rp) 4.325.385.178 7.297.818.643 4.554.374.343 189.219.025 147.514.244 2.019.624 987.392
Harga Total (Rp) 17.301.540.714 21.893.455.929 4.554.374.343 189.219.025 147.514.244 2.019.624 987.392 44.089.111.274
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Pengolahan Air - non-Impor *) No 1 2 3 4 4 5 7 8 9 10 11 12
Kode PU-01 PU-02 PU-03 PU-04 PU-05 PU-06 PU-07 PU-08 PU-09 PU-10 PU-11 PU-12
Jumlah (unit) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Harga / Unit (Rp) 4.500.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000 2.300.000
Harga Total (Rp) 9.000.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000
Universitas Sumatera Utara
13 14 15 16
PU-13 2 2.300.000 PU-14 2 2.300.000 PU-15 2 2.300.000 PU-16 2 2.300.000 Total 32 *) sumber : PT. Aneka Pompa Teknik Perkasa, 2013
4.600.000 4.600.000 4.600.000 4.600.000 78.000.000
Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - Terangkai No
Kode
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
SC-01 TP-101 TP-102 TU-101 SF-101 TU-102 MA-101 TP-103 CE-101 TP-104 AE-101 DE-101 TP-105 TU-103 Total
Jumlah (unit) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Harga / Unit (Rp) 2.262.290 57.245.117 46.077.139 675.767.086 260.094.896 675.767.086 55.536.605 38.597.575 1.459.082 26.325.740 4.463.253 137.179.439 25.967.652 21.476.128
Harga Total (Rp) 2.262.290 57.245.117 46.077.139 675.767.086 260.094.896 675.767.086 55.536.605 38.597.575 1.459.082 26.325.740 4.463.253 137.179.439 25.967.652 21.476.128 1.317.421.990
Perbandingan semen : pasir cor : batu bata = 1 : 2 : 3 Harga pasir
= Rp 140.000,- per m3 (CV. Indah Traso, 2013)
Harga semen
= Rp 50.000,- per 40 kg
(PT Holcim Indonesia, 2013)
Harga batu bata
= Rp 1,000,- per buah (CV. Indah Traso, 2012)
Maka estimasi biaya untuk membuat suatu bangunan dapat dihitung : BP :
Universitas Sumatera Utara
Panjang
= 20,68 m
Lebar
= 10,34 m
Tinggi
= 10,34 m
Luas bangunan = 427,67 m2. Untuk biaya bangunan disusun dengan menggunakan RAB yaitu Rencana Anggaran Biaya Bangunan yaitu perhitungan biaya bangunan berdasarkan gambar bangunan dan spesifikasi pekerjaan konstruksi yang akan dibangun sehingga dengan adanya RAB
dapat
dijadikan
sebagai
acuan
pelaksanaan
pekerjaan
nantinya
(www.ilmusipil.com, 4 Juni 2013) dengan biaya per m2 = Rp 35323,Harga = 427,67 × 35323 = Rp 15.106.661,Cara pehitungan yang sama dilakukan untuk beberapa peralatan lainnya seperti yang ditabelkan di Tabel LE.6 C.2 Harga Peralatan Impor
Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut : X Cx Cy 2 X1
dimana: Cx
m
Ix I y
(Peters, 2004)
= harga alat pada tahun 2012
Cy
= harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia
X1
= kapasitas alat yang tersedia
X2
= kapasitas alat yang diinginkan
Ix
= indeks harga pada tahun 2012
Iy
= indeks harga pada tahun yang tersedia
m
= faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)
Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2012 digunakan metode regresi koefisien korelasi :
r
n ΣX i Yi ΣX i ΣYi n ΣX i 2 ΣX i 2 n ΣYi 2 ΣYi 2
(Montgomery, 1992)
Tabel LE.6 Harga Indeks Marshall dan Swift
Universitas Sumatera Utara
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Total
Tahun (Xi) 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 27937
Indeks (Yi) 895 915 931 943 967 993 1028 1039 1057 1062 1068 1089 1094 1103 14184
Xi.Yi 1780155 1820850 1853621 1878456 1927231 1980042 2050860 2073844 2110829 2121876 2134932 2178000 2189094 2208206 28307996
Xi ² 3956121 3960100 3964081 3968064 3972049 3976036 3980025 3984016 3988009 3992004 3996001 4000000 4004001 4008004 55748511
Yi ² 801025 837225 866761 889249 935089 986049 1056784 1079521 1117249 1127844 1140624 1185921 1196836 1216609 14436786
(Sumber : Tabel 6-2, Peters, 2004) Data :
n = 14
∑ Xi = 27937
∑ XiYi = 28307996 ∑ Xi ² = 55748511
∑ Yi = 14184 ∑ Yi² = 14436786
Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE.2, maka diperoleh harga koefisien korelasi : r=
(14) (28307996) - (27937)(14184) 0.984 {[(14) (55748511) - (27937)²] × [(14)(14436786) - (14184)²]}½ r = 0,984 ≈ 1
Harga koefisien yang mendekati + 1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b X dengan:
Y
= indeks harga pada tahun yang dicari (2013)
X
= variabel tahun ke n
a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh :
Universitas Sumatera Utara
b
n ΣX i Yi ΣX i ΣYi n ΣXi 2 ΣXi 2
a
Yi. Xi 2 Xi. Xi.Yi n.Xi 2 (Xi) 2
(Montgomery, 1992)
Maka : b =
(14 )( 28307996 ) ( 27937 )(14184 ) 53536 16,8088 3185 (14)(55748511) ( 27937 ) 2
a =
(14184 )(55748511 ) ( 27937 )( 28307996 ) 103604228 32528 ,8 3185 (14)(55748511 ) ( 27937 ) 2
Sehingga persamaan regresi liniernya adalah : Y=a+bX Y = – 32528,8 + 16,8088 X Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2013 adalah : Y = – 32528,8 + 16,8088 (2013) Y = 1307,3144 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial (m) Marshall dan Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Peters,
2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya diasumsikan sebesar 0,6 (Peters, 2004). Contoh perhitungan harga peralatan : a. Heater (E-101)
Kapasitas Heater, X2 = 1187,224 ft2. Dari Gambar 14-15 Peters, 2004 diperoleh untuk luas perpindahan panas (X1) 1200 ft2 adalah US $ 30.000. Dari tabel 6-4, Peters et al, 2004, faktor eksponen untuk (m) 0,44. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) adalah 1103. Indeks harga tahun 2013 (Ix) adalah 1307,314. Maka estimasi harga cooler untuk X2 = 1200 ft2 adalah : 1187,22 Cx = US$ 30.000 1200
0 , 44
×
Rp. 9925 1307,31 × 1 US$ 1103
Universitas Sumatera Utara
Cx = Rp. 27.064.070,1760,-/unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel E.8 untuk peralatan proses, Tabel E.9 untuk peralatan utilitas, Tabel E.10 pengolahan limbah
Tabel LE.7 Estimasi Harga Peralatan Proses - Impor No
Kode
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 12 13 14 15
E-101 E-102 E-103 E-104 E-105 E-106 E-107 E-108 CD-101 CD-102 MD RB-101 RB-102 V-101 TT-101 TT-102 Total
Jumlah (unit) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 4 3 1 20
Harga / Unit (Rp) 351.245.628 587.674.879 935.799.831 232.714.389 659.938.946 229.769.561 148.486.262 4.480.974 821.409.986 115.489.315 1.808.506.750 585.321.572 54.994.912 2.721.149.570 2.538.268.618 2.060.792.245
Harga Total (Rp) 351.245.628 587.674.879 935.799.831 232.714.389 659.938.946 229.769.561 148.486.262 4.480.974 821.409.986 115.489.315 3.617.013.500 585.321.572 54.994.912 10.884.598.283 7.614.805.855 2.060.792.245 28.960.579.595
Tabel LE.8 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - Impor No 1 2 3
Kode
Jumlah (unit) Generator 2 Generator 1 CT 1
Harga / Unit (Rp) 342.412.500 248.125.000 560.907.228
Harga Total (Rp) 684.825.000 248.125.000 2.587.961.008
Universitas Sumatera Utara
4
KU-01 1 588.172.956 Total 5 Harga generator : www.depco.com, 5 Juli 2013
310.361.609 902.527.223
Tabel LE.9 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah No
Kode
1
Septic tank Total
Jumlah (unit) 1 1
Harga / Unit (Rp) 129.000.000
Harga Total (Rp) 129.000.000 129.000.000
Total Harga peralatan Tabel LE.10 Rangkuman Total Harga Peralatan dan Jumlah Peralatan No 1 2
Asal Impor Non-Impor Total
Harga (Rp) 32.747.111.587 1.970.376.777 31.044.020.395
Jumlah alat 27 70 97
Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -
Biaya transportasi
= 5
-
Biaya asuransi
= 1
-
Bea masuk
= 15
-
PPn
= 10
-
PPh
= 10
-
Biaya gudang di pelabuhan
= 0,5
-
Biaya administrasi pelabuhan = 0,5
-
Transportasi lokal
= 0,5
-
Biaya tak terduga
= 0,5
Total
= 43
Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -
PPn
= 10
Universitas Sumatera Utara
-
PPh
= 1,5 (Pasal 22 UU No 21/1997)
-
Transportasi lokal
= 0,5
-
Biaya tak terduga
= 0,5
Total
= 12,5
Maka, total harga peralatan adalah: Harga impor = 1,43 x (Rp 32.747.111.587,-)
= Rp. 46.828.369.569,-
Harga non impor = 1,125 (Rp. 1.970.376.777,-)
= Rp. 2.216.673.874,Rp. 49.045.043.444,-
Biaya pemasangan diperkirakan 50 dari total harga peralatan (Timmerhaus 2004). Biaya pemasangan = 0,5 Rp 49.045.043.444,= Rp. 24.522.521.722,Sehingga biaya peralatan + pemasangan (C): = Rp. 49.045.043.444,- + Rp. 24.522.521.722,= Rp.73.567.565.166, Instrumentasi dan Alat Kontrol
Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 46
dari
total
harga
peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D)
= 0,46 Rp. 49.045.043.444,= Rp.22.560.719.984,-
Biaya Perpipaan
Diperkirakan biaya perpipaan 42 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perpipaan (E) = 0,42 Rp 49.045.043.444,= Rp 20.598.918.246,-
Universitas Sumatera Utara
Biaya Instalasi Listrik
Diperkirakan biaya instalasi listrik 25 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,25 Rp 49.045.043.444,= Rp 12.261.260.861, Biaya Insulasi
Diperkirakan biaya insulasi 55 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya insulasi (G) = 0,55 Rp49.045.043.444,= Rp 26.974.773.894, Biaya Inventaris Kantor
Diperkirakan biaya inventaris kantor 7 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya inventaris kantor (H)
= 0,07 Rp 49.045.043.444,= Rp 3.443.153.041,-
Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan
Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I )
=
0,1
Rp.
49.045.043.444,= Rp 4.904.504.344, Sarana Transportasi
Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana transportasi (J) seperti pada tabel berikut.
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.12 Biaya Sarana Transportasi No. Jenis Kendaraan 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Unit
Mobil Dewan Komisaris
Tipe
Chevrolet Tahoe Mobil Direktur 1 New KIA Sorento Mobil Manager 4 Honda Odyssey Mobil Kepala Seksi 14 Minibus L-300 1 Minibus Ambulance 4 Bus Bus Karyawan Truk 5 Truk Mobil Pemadam Kebakaran 2 Truk Sepeda motor 10 Honda Total Biaya Transportasi Total MITL
3
Harga/unit (Rp) 542.082.500
Harga/total (Rp) 1.626.247.500
390.500.000
390.500.000
380.000.000 246.000.000 108.000.000 380.000.000 346.000.000 270.000.000 14.500.000
1.520.000.000 3.444.000.000 108.000.000 1.520.000.000 1.730.000.000 540.000.000 145.000.000 11.023.747.500
= A+B+C+D+E+F+G+H+I+J = Rp 211.007.713.038,-
E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) Pra Investasi
Diperkirakan 50 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Pra Investasi (K)
= 0,50 x Rp 49.045.043.444 ,-
= Rp 24.522.521.772, Biaya Engineering dan Supervisi
Diperkirakan 42 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,42 x Rp49.045.043.444,= Rp. 20.598.918.246, Biaya Legalitas
Diperkirakan 12 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Legalitas (M)
= 0,12 Rp49.045.043.444,= Rp 5.885.405.213,-
Biaya Kontraktor
Universitas Sumatera Utara
Diperkirakan 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 Rp49.045.043.444,-
Biaya Kontraktor (N)
= Rp 4.904.504.344, Biaya Tak Terduga
Diperkirakan 42 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004) . Biaya Tak Terduga (O)
= 0,42 x Rp. 49.045.043.444,-
= Rp 20.598.918.246,-
Total MITTL = K + L + M + N + O = Rp 76.510.267.773,Total MIT
= MITL + MITTL =Rp 76.510.267.773,- + Rp 211.007.713.038,= Rp. 287.517.980.811,-
E.2 Modal Kerja
Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari). E.2.1 Persediaan Bahan Baku A. Bahan baku proses
1. Propilen Kebutuhan
= 10.328,73 kg/jam
Harga
= Rp 12902,5,- /kg
Harga total
= 90 hari 24 jam/hari 10.328,73 kg/jam Rp 12902,5,- /kg
(www.pertamina.com, 2013)
= Rp 287.855.574.748,2. Katalis Kebutuhan
= 25 kg
Harga
= Rp 1.056.836,-/kg
Harga total
=90 hari 24 jam/hari 25 kg x Rp. 1.056.836,-
(http://www.zauba.com/ 9Juli 2013)
= Rp 57.069.161.010,3. MEHQ Kebutuhan
= 2,7778 kg
Universitas Sumatera Utara
Harga
= Rp 1.925.450,-/L
(PT. Bratachem, 2012)
Harga total
= 90 hari 24 jam/hari 2,7778 kg/jam x Rp1.925.450,-/L = Rp 11.552.792.421,-
B. Persediaan bahan baku utilitas
1. Alum, Al2(SO4)3 Kebutuhan
= 25,23 kg/jam
Harga
= Rp 1786,5,-/kg
Harga total
= 90 hari 24 jam/hari 25,23 kg/jam Rp 1786,- /kg
( http//:www.alibaba.com/8 Juli 2013)
= Rp 139.234.536,Diimpor dari China maka harga dikali 43% = Rp 41.867.727,2. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan = 13,628 kg/jam Harga
= Rp 1885,75,-/kg
( http//:www.alibaba.com/8 Juli 2013)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari x 13,628 kg/jam Rp 1885,75,-/kg = Rp. 79.384.727,Diimpor dari China maka harga dikali 43% = Rp 23.870.931,3. Kaporit Kebutuhan = 0,00166 kg/jam Harga
= Rp 11000,-/kg
(PT. Bratachem, 2012)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari 0,00166 kg/jam Rp 11.000,-/kg = Rp 39.466,4. H2SO4 Kebutuhan = 6,609 kg/jam =3,574 ltr/jam Harga
= Rp 116.400-/L
(PT. Sumber Arum Abadi, 2013)
Harga total = 90 hari 24 jam x 6,609 L/jam Rp 116.400-/L = Rp 898.683.440,5. NaOH Kebutuhan
= 0,00608 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Harga
= Rp 12.000,-/kg
(http//:www.tokokimia.com/8 Juli 2013)
Harga total
= 90 hari 24 jam 0,00608 kg/jam Rp 12.000,-/kg = Rp 157.810,-
6. Solar Kebutuhan = 175,15 ltr/jam Harga solar untuk industri per 8 Juli 2013 = Rp 9150,-/ltr (http//:suppliersolar.com, 2012) Harga total = 90 hari 24 jam/hari 175,15 ltr/jam Rp. 9150,-/ltr = Rp 3.461.773.272,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari) : = Rp361.056.801.434,-
E.2.2 Kas
A. Gaji Pegawai Tabel LE.13 Perincian Gaji Karyawan Jabatan
Jumlah
Gaji/bulan
Jumlah Gaji/bulan
(Rp)
(Rp)
Dewan Komisaris
3
50.000.000
50.000.000
Direktur
1
25.000.000
25.000.000
Sekretaris
1
5.000.000
5.000.000
Staff Ahli
3
8.000.000
45.000.000
Manajer Teknik
1
15.000.000
15.000.000
Manajer Produksi
1
15.000.000
15.000.000
Manajer Umum dan Keuangan
1
15.000.000
15.000.000
Universitas Sumatera Utara
Manajer Pembelian dan Pemasaran
1
15.000.000
15.000.000
Kepala Seksi Proses
1
10.000.000
10.000.000
Kepala Seksi Laboratorium R&D
1
10.000.000
10.000.000
Kepala Seksi Utilitas
1
10.000.000
10.000.000
Kepala Seksi Listrik
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Instrumentasi
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Keuangan
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Administrasi
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Personalia
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Humas
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Keamanan
1
6.000.000
6.000.000
Kepala Seksi Pembelian
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Penjualan
1
8.000.000
8.000.000
Kepala Seksi Gudang / Logistik
1
8.000.000
8.000.000
Karyawan Proses
39
4.000.000
156.000.000
Karyawan Laboratorium, R&D
10
4.000.000
40.000.000
Karyawan Utilitas
10
4.000.000
40.000.000
Karyawan Unit Pembangkit Listrik
8
3.500.000
28.000.000
Karyawan Instrumentasi Pabrik
10
3.500.000
35.000.000
Karyawan Pemeliharaan Pabrik
8
3.500.000
28.000.000
Karyawan Bagian Keuangan
4
3.500.000
14.000.000
Karyawan Bagian Administrasi
4
3.500.000
14.000.000
Karyawan Bagian Personalia
4
3.500.000
14.000.000
Karyawan Bagian Humas
4
3.500.000
14.000.000
Petugas Keamanan
10
3.000.000
30.000.000
Karyawan Pembelian
7
3.500.000
24.500.000
Karyawan Penjualan / Pemasaran
8
3.500.000
28.000.000
Karyawan Gudang / Logistik
10
3.500.000
35.000.000
Dokter
1
6.000.000
6.000.000
Perawat
2
2.500.000
5.000.000
Petugas Kebersihan
5
1.500.000
7.500.000
Universitas Sumatera Utara
Supir
5 Total
2.000.000
10.000.000
175
814.000.000
Total gaji pegawai selama 3 bulan = 3 × Rp 814.000.000 = Rp 2.442.000.000,B. Biaya Administrasi Umum
Diperkirakan 20% dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 2.658.000.000,- = Rp 531.600.000,C. Biaya Pemasaran
Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 2.658.000.000,- = Rp 531.600.000,D. Pajak Bumi dan Bangunan
Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut:
Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat 1 UU No.20/00).
Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU No.20/00).
Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97).
Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000,- (Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).
Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).
Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Asam Akrilat
Nilai Perolehan Objek Pajak Tanah
Rp
5.581.170.000,-
Bangunan
Rp
30.101.900.000,-
Total NJOP
Rp
35.683.070.000,-
Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak
Rp
Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak
Rp
35.653.070.000,-
Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP)
Rp
1.782.653.500,-
30.000.000,- –
Universitas Sumatera Utara
Tabel E.14 Perincian Biaya Kas No. 1 2 3 4
Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum Pemasaran Pajak Bumi dan Bangunan Total
Jumlah (Rp) 2.658.000.000 531.600.000 531.600.000 1.782.653.500 5.503.853.500
D. Biaya Start – Up
Diperkirakan 22 dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al, 2004). = 22 Rp 287.517.980.811,- = Rp63.253.955.778,E.2.3 Piutang Dagang
PD
IP HPT 12
dimana:
PD
= piutang dagang
IP
= jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)
HPT
= hasil penjualan tahunan
Penjualan : 1. Harga jual asam akrilat = 2200 US$ = Rp 21.835- /kg (http://www.alibaba.com/9 Juli 2013) Produksi asam akrilat
= 13.888,9 kg/jam
Hasil penjualan asam akrilat tahunan = 13.888,9 kg/jam 24 jam/hari300 hari/thn Rp 21.835,- /kg = Rp. 2.183.501.746.800,2. Harga jual Produk samping yang dijual adalah asam asetat 95 % Harga jual CH3COOH = Rp. 5.458,75 /kg (http://www.permatakimia.indonetwork.co.id /9 Juli 2013) Produksi campuran CH3COOH = 3.054,607 kg/jam Hasil penjualan campuran CH3COOH tahunan = 3.054,607 kg/jam 24 jam/hari300 hari/thn Rp 5.458,75,- /kg = Rp. 120.055.218.921,Total penjualan = Rp 2.303.556.965.721,-
Universitas Sumatera Utara
Piutang Dagang =
1 Rp 2.303.556.965.721,12
= Rp 191.963.080.476 Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.15 Perincian Modal Kerja No. 1 2 3 4
Biaya Jumlah (Rp) Bahan baku proses dan utilitas 361.056.801.434 Kas 2.658.000.000 63.253.955.778 Start up Piutang Dagang 191.963.080.476 Total 618.931.837.689 Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 287.517.980.811,- + Rp 618.931.837.689,= Rp 906.499.818.501,Modal ini berasal dari: - Modal sendiri
= 60 dari total modal investasi = 0,6 Rp 906.499.818.50,= Rp 543.869.891.100,-
- Pinjaman dari Bank
= 40 dari total modal investasi = 0,4 Rp906.499.818.501,= Rp 362.579.927.400,-
E.3 Biaya Produksi Total E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)
A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga (P) Gaji total = (12 + 2) Rp 841.000.000,= Rp 11.396.000.000,B. Bunga Pinjaman Bank
Bunga pinjaman bank adalah 15 % dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Bunga bank (Q) = 0,15 Rp 362.579.927.400,= Rp 54.386.989.110,C. Depresiasi dan Amortisasi
Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif
penyusutan sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia
No. 17 Tahun
2000 Pasal 11 ayat 6 dapat dilihat pada tabel LE.16.
Tabel LE.16 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta
Masa
Tarif
Berwujud
(tahun)
(%)
4
25
Beberapa Jenis Harta
I. Bukan Bangunan 1.Kelompok 1
Mesin kantor, perlengkapan, alat perangkat/ tools industri.
2. Kelompok 2
8
12,5
Mobil, truk kerja
3. Kelompok 3
16
6,25
Mesin industri kimia, mesin industri mesin
20
5
II. Bangunan Permanen
Bangunan sarana dan penunjang
Sumber : (Waluyo, 2000 dan Rusdji, 2004) Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D
PL n
dimana: D
= depresiasi per tahun
P
= harga awal peralatan
L
= harga akhir peralatan
Universitas Sumatera Utara
n
= umur peralatan (tahun)
\ Tabel LE.17 Perhitungan Biaya Depresiasi Komponen
Biaya (Rp)
Bangunan Peralatan proses dan utilitas Instrumentrasi dan pengendalian proses Perpipaan Instalasi listrik Insulasi Inventaris kantor Perlengkapan keamanan dan kebakaran Sarana transportasi TOTAL
30.101.900.000 73.567.565.166 22.560.719.984 20.598.918.246 12.261.260.861 26.974.773.894 3.433.153.041 4.904.504.344 11.023.747.500
Umur (tahun) 20 16 4 4 4 4 4 4 8
Depresiasi (Rp)
1.505.095.000 4.597.972.822 5.640.179.996 5.149.729.561 3.065.315.215 6.743.693.473 858.288.260 1.226.126.086 1.377.968.437 30.169.368.853
Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25 dari MITTL. sehingga : Biaya amortisasi
= 0,25 Rp 76.411.190.179,= Rp 19.102.797.544,-
Total biaya depresiasi dan amortisasi (R)
= Rp 30.164.368.853,- + Rp 19.127.566.943,= Rp 49.291.935.796,-
Universitas Sumatera Utara
D. Biaya Tetap Perawatan
1. Perawatan mesin dan alat-alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%, diambil 10% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perawatan mesin
= 0,1 Rp 73.567.565.166,= Rp 7.356.756.516,-
2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 dari harga bangunan (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 Rp 19.164.400.000,-
Perawatan bangunan
= Rp 1.916.440.000,-
3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 Rp 11.023.747.500,-
Perawatan kenderaan
= Rp 1.102.374.750,4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 Rp 22.560.719.984,-
Perawatan instrumen
= Rp 2.256.071.998,5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 Rp 20.598.918.246,-
Perawatan perpipaan
= Rp 2.059.891.824,6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan listrik
= 0.1 Rp 12.261.260.861,= Rp 1.226.126.086,-
7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 dari harga insulasi (Timmerhaus et al, 2004).
Universitas Sumatera Utara
Perawatan insulasi
= 0,1 Rp 26.974.773.894,= Rp 2.697.477.389,-
8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan inventaris kantor = 0,1 Rp 3.433.153.041,= Rp 343.315.304,9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10 dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 Rp 4.904.504.344,= Rp 490.450.434,Total biaya perawatan (S)
= Rp10.175.707.787,-
E. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 60 dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).
Plant Overhead Cost (T)
= 0,6 x Rp.287.517.980.811,= Rp 172.510.788.486,-
F. Biaya Administrasi Umum
Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp 531.600.000,Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) =
4 Rp 531.600.000,-
= Rp 2.126.400.000,,G. Biaya Pemasaran dan Distribusi
Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp 531.600.000,Biaya pemasaran selama 1 tahun
= 4 Rp 531.600.000,= Rp 2.126.400.000,-
Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi
= 0,5 x Rp 2.126.400.000,= Rp 1.063.200.000,-
Universitas Sumatera Utara
Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp 3.189.600.000,H. Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan
Diperkirakan 40 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004). Biaya laboratorium (W)
= 0,4 x Rp 172.510.788.486,= Rp 69.004.315.394,-
I.
Hak Paten dan Royalti
Diperkirakan 50% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,5 x Rp 287.517.980.811,= Rp 172.510.788.486,J.
Biaya Asuransi
1. Biaya asuransi pabrik adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2007). = 0,0031 Rp 211.007.713.038,= Rp 654.123.910,2. Biaya asuransi karyawan Premi asuransi
= Rp. 375.000,-/tenaga kerja (Asuransi Jiwa Bersama
Bumiputera, 2008) Maka biaya asuransi karyawan = 175 orang x Rp. 375.000,-/orang = Rp 65.625.000,Total biaya asuransi (Y)
= Rp 719.748.910,-
K. Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp 1.155.217.250,Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z = Rp 392.465.060.447,E.3.2 Biaya Variabel
Universitas Sumatera Utara
A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah = Rp 361.056.801.434,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun = Rp 361.056.801.434,- x 300
90
= Rp 1.203.522.671.448,-
B. Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku Biaya perawatan lingkungan
= 0,1 Rp 1.203.522.671.448,= Rp 120.352.267.144,-
2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku Biaya variabel pemasaran
= 0,01 Rp 1.203.522.601.309,= Rp 12.035.226.013,-
Total biaya variabel tambahan
= Rp 132.387.493.859,-
C. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan = 0,05 Rp 132.387.493.859,= Rp 6.619.374.692,Total biaya variabel = Rp 1.342.529.540.001,Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 517.715.693.141,- + Rp 1.342.529.540.001,= Rp 1.860.245.233.143,-
Universitas Sumatera Utara
E.4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan
E.4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan
= total penjualan – total biaya produksi = (Rp2.303.556.965.721,-) - (Rp 1.860.245.233.143,-) = Rp 443.311.732.577,-
Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5% dari keuntungan perusahaan = 0,005 x Rp 441.465.517.798,= Rp 2.216.558.662,Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UU RI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga : Laba sebelum pajak (bruto) = (Rp 441.311.732.577,-) - (Rp 2.216.558.662,-) = Rp 441.095.173.915,E.4.2 Pajak Penghasilan
Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 3 UU No 36 Tahun 2008, tentang Pajak Penghasilan mengikuti aturan sebagai berikut: Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 5. Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 250.000.000,- dikenakan
pajak sebesar 15 . Penghasilan di atas Rp 250.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 .
Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: - 5 Rp 50.000.000
= Rp
5.000.000,-
- 15 Rp 250.000.000-Rp 50.000.000
= Rp
30.000.000,-
- 25 (Rp 500.000.000- Rp 250.000.000) = Rp
62.500.000,-
- 30 (Rp 441.095.173.915 – Rp 500.000.000)
= Rp 132.178.552.174,-
Total PPh
= Rp 132.276.052.175,-
E.4.3 Laba setelah pajak
Laba setelah pajak
= laba sebelum pajak – PPh
Universitas Sumatera Utara
= Rp 441.095.173.915,- – 132.276.052.175,= Rp 308.819.121.740,E.5 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM)
PM =
Laba sebelumpajak 100 total penjualan Rp 441 .095 .173 .915 ,x 100% Rp 2.303.556. 965.721,-
PM =
= 19,1484 % B. Break Even Point (BEP)
BEP
=
BEP
=
Biaya Tetap 100 Total Penjualan Biaya Variabel
Rp 517.715.693.141,Rp 2.303.556.965.721,- Rp 1.342.529.540.001,-
x 100%
BEP = 53,8710 % Kapasitas produksi pada titik BEP
= 53,8710 % 100.000 ton/tahun = 53.871,06 ton/tahun
Nilai penjualan pada titik BEP
= 53,8710 % x Rp 2.303.556.965.721,= Rp 1.240.950.631.878,-
C. Return on Investment (ROI)
ROI
=
Laba setelah pajak 100 Total modal investasi
ROI
=
Rp 308.819.121.740,x 100% = 34,0690 % Rp 906.449.818.501,-
D. Pay Out Time (POT)
Universitas Sumatera Utara
1 x 1 tahun 0,3406
POT
=
POT
= 2,935212 tahun
E. Return on Network (RON)
RON =
Laba setelah pajak 100 Modal sendiri
RON =
Rp 308.819.121.740,x 100% = 56,7818 % Rp 543.869.891.100,-
F. Internal Rate of Return (IRR)
Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut: - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol - Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 - Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan. - Dari Tabel E.18 diperoleh nilai IRR sebesar 37,493%.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN F MATERIAL SAFETY DATA SHEET (MSDS) 1. Propilen (C3H6)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama produk
Propilen
Nama lain
Alamat penyalur
Talavera
Office
Park, 28th Floor Jl.
Propena
TB Kav. Jakarta
Simatupang 26 12430,
Jakarta Penyalur
PT.Tahoma Mandiri
No. Telpon darurat
+62 21 7599 9968
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi bahaya
Gas
mudah terbakar. Dapat meledak jika berada di bawah
tekanan. Dapat menyebabkan kerusakan pada sistem saraf dan
Universitas Sumatera Utara
pernafasan pusat. Pencegahan
Jauhkan dari panas/ percikan api. Dilarang merokok Jangan menghirup asap / gas / kabut / uap / semprotan. Cuci sampai bersih setelah terpegang. Jangan makan, minum atau merokok pada saat menggunakan produk ini.
Penyimpanan
Lindungi dari sinar matahari. Simpan di tempat yang berventilasi baik. BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI
Komponen
Propilen/ CAS# 115-07-1 Propana/ CAS #74-98-6
%
>75
%
<25
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit, kelopak mata terbuka untuk memastikan penyiraman yang memadai. Cari pertolongan medis.
Kontak kulit
Lepaskan pakaian yang terkontaminasi. Dalam kasus terik, radang dingin atau beku luka bakar mencari perhatian medis segera..
Pernafasan
Bawa korban ke udara segar. Jika orang tersebut tidak bernapas, berikan pernapasan buatan. Jika perlu, menyediakan oksigen tambahan setelah pernapasan dikembalikan jika dilatih untuk melakukannya. Mencari bantuan medis segera
Tertelan
Resiko konsumsi sangat rendah. Namun, jika paparan lisan terjadi, segera mencari bantuan medis. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN
Tipe
pemadam Setiap pemadam yang cocok untuk kebakaran Kelas B, dry
kebakaran
chemical, busa pemadam kebakaran, CO2, dan agen gas lainnya
Namun, api tidak boleh padam kecuali aliran gas dapat segera dihentikan. Bahaya
api/ Uap mudah terbakar jauh di bawah suhu kamar dan mudah
ledakan
membentuk campuran yang mudah terbakar dengan udara. Berbahaya kebakaran dan bahaya ledakan bila terkena panas,
Universitas Sumatera Utara
percikan api atau api. Uap lebih berat daripada udara dan bisa melakukan perjalanan jarak jauh ke titik pengapian dan flash back. Kontainer dapat meledak di panas atau api. Limpasan ke
saluran pembuangan dapat menyebabkan kebakaran atau bahaya ledakan. Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri untuk
penanggulangan
mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran. BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang bahan. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA 323 oC
Titik leleh
pH
14 pada 50 g/l, 20oC
Titik didih Tekanan uap
1390 oC pada 1.013 Densitas uap relatif
Informasi
hPa
tersedia
Diabaikan
Densitas relatif
tidak
2,13 g/cm3 pada 20oC
Kepadatan uap
>1
Penguapan standar
Informasi
tidak
tersedia Kelarutan
dalam 1.090 g/l pada 20 oC
air Penampilan bau
Suhu
menyala Informasi
sendiri dan Kristal
tersedia
tidak Sifat eksplosif
berwarna dan tidak
tidak
Informasi
tidak
tersedia
Universitas Sumatera Utara
berbau Titik nyala
Tidak
mudah Sifat oksidasi
Informasi
terbakar
tidak
tersedia
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil
Kondisi yang dihindari
Air, material yang sifatnya tidak sesuai, suhu ekstrim
Bahan-bahan yang dihindari
Suasana asam, cairan yang mudah terbakar, organic halogens, logam, nitro compounds
Produk dekomposisi berbahaya
Natrium oksida
Polimerisasi berbahaya
Tidak akan terjadi
Kondisi untuk dihindari
Tidak diketahui
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Berbahaya dan korosif Dapat berakibat fatal jika tertelan Menyebabkan luka bakar untuk setiap bagian yang terkena
2. Ferro Klorida (FeCl2)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama produk Nama lain
Ferro klorida
Alamat Penyalur
Jl. TB Simatupang no.8
-
Pasar
Jakarta
Rebo 13760
Indonesia Penyalur
Merck Millipore
No. Telpon Darurat
+62 21 2856 5600
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi
Bahan berbahaya, bersifat toksik akut, menyebabkan iritasi kulit,
bahaya
dan kerusakan mata yang serius.
Fasa aman
Tidak tersedia
Fasa berisiko
Tidak tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
FeCl2
% dalam berat
-
Universitas Sumatera Utara
Nomor CAS
CAS# 13478-10-9
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit. Segera cari pertolongan dokter
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar. Buang pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Berkonsultasilah dengan dokter.
BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe pemadam Semua pemadam dapat digunakan. kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar, api mungkin melepaskan uap berbahaya.
ledakan
Api dapat menyebabkan gas HCl. Gunakan water spray jet.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri untuk
penanggulangan mencegah kontak dengan kulit dan pakaian. kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat.
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
105
–
110
mengeliminasi pada
o
C, Densitas uap relatif
Informasi
air
tersedia
tidak
saat
kristalisasi Titik didih
Informasi
tidak Densitas relatif
1,93 g/cm3
tidak Tingkat penguapan
Informasi
tersedia Tekanan uap pH
Informasi tersedia
tersedia
2,5 pada 100 g/l, 20 Sifat eksplosif
Informasi
o
tersedia
C
Kelarutan dalam 1.600 g/l pada 10oC Suhu air
tidak
menyala Tidak menyala
sendiri
Penampilan dan Padatan bau
tidak
hijau
berwarna Temperatur
terang
Informasi
dan dekomposisi
tidak
tersedia
tidak berbau Titik nyala
Informasi
tidak Sifat oksidasi
tersedia
Informasi
tidak
tersedia
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil dibawah kondisi standar (suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Bahan-bahan yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Terbentuk
gas
HCl
disebabkan
oleh
keberadaan api. Reaksi berbahaya yang dapat terjadi
Kemungkinan reaksi hebat dengan logam alkali.
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
Universitas Sumatera Utara
Toksik oral akut LD50 rat dosis: 450 mg/kg
3. Natrium Posfat Dihidrat (Na2HPO4.2H2O)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
di-sodium hidrogen Alamat Penyalur
Jl. TB Simatupang
fosfat dihidrat
no.8 Pasar Rebo
Nama lain
Jakarta
-
13760
Indonesia Penyalur
Merck Millipore
No. Telpon Darurat
+62 21 2856 5600
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Tidak berbahaya
Fasa aman
Informasi tidak tersedia
Fasa Berisiko
-
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Na2HPO4.2H2O
Nomor CAS
CAS# 10028-24-7
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit. Jika terjadi segera cari pertolongan dokter
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum digunakan kembali.
Pernafasan
Panggil dokter. Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan 2 gelas susu atau air. Segera berkonsultasi dengan dokter apabila terdapat keluhan,
BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Gunakan alat pemadam kebakaran yang sesuai untuk
kebakaran
memadamkan lingkungan yang terbakar.
Universitas Sumatera Utara
Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar,api mungkin melepaskan uap berbahaya.
ledakan
Api dapat menyebabkan oksidasi fosfor. Gunakan water spray jet.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang bahan. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan terbuat dari nitrile rubber, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
92,5 oC
Densitas relatif
2,1 g/cm3 pada 20 o
Eliminasi air dari
C
kristalisasi Titik didih pH Sifat oksidasi
Informasi
tidak Densitas uap relatif Informasi
tersedia
tersedia
9 – 9,4 pada 50 g/l, Tingkat penguapan
Informasi
20oC
tersedia
-
Suhu nyala
Tidak
tidak tidak mudah
terbakar Kelarutan
dalam 93 g/l pada 20 oC
Informasi
Flammability
air Penampilan
tidak
tersedia dan Padatan berwarna Viskositas
bau
putih, tidak berbau
Titik nyala
Tidak menyala
Informasi
tidak
tersedia Sifat eksplosif
Tidak meledak
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS
Universitas Sumatera Utara
Stabilitas
Membebaskan air pada kristalisasi ketika dipanaskan
Kondisi yang dihindari
Pemanasan yang kuat
Bahan-bahan yang dihindari
Bereaksi eksotermik dengan asam kuat, antipyrine, dan asetat
Produk dekomposisi berbahaya
Terjadinya oksidasi fosfor disebabkan keberadaan api
Polimerisasi berbahaya
-
Material yang tidak sesuai
Informasi tidak tersedia
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut: LD50 rat > 2.000 mg/kg Menyebabkan iritasi ringan untuk paparan yang lama pada kulit dan mata
4. Dikalium Hidrogen Posfat (K2HPO4)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk Nama lain
Dikalium Hidrogen Alamat Penyalur
Jl. TB Simatupang
Posfat
no.8 Pasar Rebo Jakarta
-
13760
Indonesia Penyalur
Merck Millipore
No. Telpon Darurat
+62 21 2856 5600
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya Fasa Aman
Bahan tidak berbahaya berdasarkan pengesahan Eropa Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Dikalium Hidrogen Posfat
Nomor CAS
CAS# 7758-11-4
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal
Universitas Sumatera Utara
selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum digunakan kembali. Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar. Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi ke dokter apabila belum merasa sehat. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar,api mungkin melepaskan uap berbahaya.
ledakan
Api dapat menyebabkan oksidasi fosfor. Gunakan water spray jet.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Segera bersihkan bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang limbah ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang bahan. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit.
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh Titik didih
Dekomposisi
Densitas
-
Uap Informasi
tidak
Relatif
tersedia
Densitas Relatif
2,44 g/cm3 pada 20oC
Tekanan uap
Informasi
tidak Tingkat penguapan
tersedia pH Kelarutan Penampilan bau
Suhu Dekomposisi
pada Suhu
g/l
20oC
air
sendiri dan
tidak
Tidak menyala
tidak
tersedia
berbau Titik nyala
> 180oC
menyala Informasi
dan Padatan berwarna Sifat eksplosif putih
tidak
tersedia
9 pada 10 g/l, 20 oC
dalam 1.600
Informasi
Tidak
termasuk
bahan
yang
meledak Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar ( temperatur kamar)
Kondisi yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Bahan-bahan yang dihindari
Suasana asam, cairan yang mudah terbakar, organic halogens, logam, nitro compounds
Produk dekomposisi berbahaya
Oksidasi fosfor disebabkan keberadaan api
Kemungkinan reaksi yang berbahaya
Informasi tidak tersedia
Material yang tidak sesuai
Informasi tidak tersedia
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Menyebabkan iritasi ringan pada kontak mata dan kulit Toksik oral akut: LD50 rat 8000 mg/kg
5. Natrium Nitrat (NaNO3)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA
Universitas Sumatera Utara
Nama Produk
Sodium Nitrat
Alamat Penyalur
Jl. TB Simatupang no.8 Pasar Rebo Jakarta
13760
Indonesia Nama lain
-
Penyalur
Merck Millipore
No. Telpon Darurat
+62 21 2856 5600
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan Berbahaya, menyebabkan api bila kontak dengan material yang mudah terbakar, pengoksidasi
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Natrium
Nomor CAS
CAS# 7631-99-4
Hidroksida BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit. Jika terjadi segera cari pertolongan dokter
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar. Menyebabkan gas pembakaran yang
ledakan
berbahaya dengan keberadaan api yaitu nitrogen oksida dan
Universitas Sumatera Utara
gas yang mengandung nitrogen. Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, tertutup rapat, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang mudah terbakar, jauhkan dari panas dan sumber api. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
308 oC
Densitas gas relatif
Tidak teraplikasikan
Titik didih
Tidak
Densitas relatif
20oC
teraplikasikan Tekanan uap pH
Informasi
2,26 g/cm3 pada
tidak Tingkat penguapan
Informasi
tersedia
tersedia
5,5 – 8 pada 50 g/l, Suhu dekomposisi
> 380oC
tidak
20oC Kelarutan
dalam 874 g/l pada 20oC
air Penampilan bau
Suhu
menyala Informasi
sendiri dan Padatan
tersedia
tidak Sifat eksplosif
berwarna dan tidak
tidak
Informasi
tidak
tersedia
berbau Titik nyala
Tidak menyala
Sifat oksidasi
Menyebabkan api, pengoksidasi
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS
Universitas Sumatera Utara
Stabilitas
Stabil pada kondisi standar ( suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Pemanasan (Dekomposisi)
Bahan-bahan yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Menghasilkan nitrogen oksida dan gas yang mengandung nitrogen
Kemungkinan reaksi yang berbahaya
Berisiko
menimbulkan
ledakan
bila
direaksikan dengan : Bubuk logam, aluminium oksida, boron fosfit, sianida, asetat anhidrat, sodium fosfit, sodium tiosulfat, kebaradaan asam, dan polivinil klorida Berisiko
menimbulkan
nyala
atau
pembentukan gas atau uap yang mudah terbakar bila direaksikan dengan: bahan organik mudah terbakar, bahan yang dapat dioksidasi, karbon, dan arsenik oksida. BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut: LD 50 rat 1.267 mg/kg Menyebabkan iritasi mukosa jika tertelan dan iritasi ringan pada mata 6. Natrium Klorida (NaCl)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Sodium klorida
Nama lain
-
Penyalur
Toko Kimia Indonesia
Alamat Penyalur
Surabaya
No. Telpon Darurat
082 228 000 493
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Diklasifikasikan
sebagai
bahan
yang
tidak
berbahaya
berdasarkan pengesahan Eropa Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Sodium klorida
Nomor CAS
CAS# 7647-14-5
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter bila merasa belum baik. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar
ledakan Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Segera kumpulkan bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang bahan. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI
Universitas Sumatera Utara
Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit.
BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
801 oC
Densitas relatif
2,17 g/cm3 pada 20oC
Titik didih
1.461
o
C
pada Densitas uap relatif Informasi
1,013 hPa Tekanan uap
1,3 hPa pada o
pH Kelarutan
tersedia 865 Tingkat penguapan
C
4,5 – 7 pada 100 Suhu dekomposisi
Informasi
g/l, 20oC
tersedia
dalam 358 g/l pada 20oC
Suhu
menyala Informasi
sendiri
bau Titik nyala
Informasi
dan Padatan
tidak
tersedia
air Penampilan
tidak
tidak tidak
tersedia
tidak Sifat eksplosif
Tidak
termasuk
berwarna dan tidak
bahan yang dapat
berbau
meledak
Tidak
Sifat oksidasi
-
teraplikasikan BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar ( suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Bahan-bahan yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Informasi tidak tersedia
Kemungkinan reaksi berbahaya
Reaksi eksotermik dengan logam alkali
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut : LD50 rat 3000 mg/kg Menyebabkan iritasi ringan pada mata
7. Magnesium Diklorida Heksahidrat (MgCl.6H2O)
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Magnesium klorida Alamat Penyalur
Jl. TB Simatupang
heksahidrat
no.8 Pasar Rebo Jakarta
13760
Indonesia Nama lain
-
Penyalur
Merck Millipore
No. Telpon Darurat
+62 21 2856 5600
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya Fasa Aman
Bahan tidak berbahaya berdasarkan pengesahan Eropa Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Magnesium klorida Nomor CAS
CAS# 7791-18-6
heksahidrat BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter bila merasa belum baik. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran
Universitas Sumatera Utara
Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar. Api dapat menyebabkan pelepasan gas
ledakan
HCl. Gunakan water spray jet.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang bahan. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
117 oC
Densitas relatif
1,57 g/cm3 pada 20oC
Titik didih
Tidak
Densitas uap relatif Informasi
teraplikasikan Tekanan uap pH
Informasi
tidak
tersedia tidak Tingkat penguapan
Informasi
tidak
tersedia
tersedia
4,5 – 7 pada 50 g/l, Suhu dekomposisi
>
20oC
mengeliminasi air
117
pada
o
C,
proses
kristalisasi Kelarutan air Penampilan bau
dalam 1.670
g/l
pada Suhu
20oC dan Padatan
menyala Informasi
sendiri
tersedia
tidak Sifat eksplosif
berwarna dan tidak
tidak
Tidak
termasuk
bahan yang dapat
Universitas Sumatera Utara
berbau Titik nyala
meledak
Tidak menyala
Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Membebaskan
air
kristalisasi
ketika
dipanaskan Kondisi yang dihindari
Pemanasan kuat (dekomposisi)
Bahan-bahan yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Menghasilkan
gas
HCl
disebabkan
keberadaan api Informasi tidak tersedia
Informasi tidak tersedia
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut : LD50 rat 8.100 mg/kg Menyebabkan iritasi mukosa ringan jika terhisap
8. Kalium Hidroksida (KOH)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Kalium hidroksida
Nama lain
-
Penyalur
Toko Kimia Indonesia
Alamat Penyalur
Surabaya
No. Telpon Darurat
082 228 000 493
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan Berbahaya, menyebabkan luka bakar pada kulit, korosi pada logam, dan toksik akut.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Kalium hidroksida
Nomor CAS
CAS# 215-181-3
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang
Universitas Sumatera Utara
tercemar. Olesi kulit yang terbakar dengan polietilen glikol 400. Segera panggil dokter. Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar serta jangan mencoba untuk menetralkan. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar.
ledakan Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, tidak terbuat dari aluminium, timah, atau seng, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Simpan pada 5 – 30 oC BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA
Universitas Sumatera Utara
Titik leleh
360oC
Densitas relatif
2,04 g/cm3 pada 20oC
Titik didih
1.320oC
Densitas uap relatif Informasi
tidak
tersedia Tekanan uap pH Kelarutan air Penampilan bau
Pada 20oC tidak Tingkat penguapan
Informasi
teraplikasikan
tersedia
14 pada 56 g/l, Suhu dekomposisi
Informasi
20oC
tersedia
dalam 1.130
g/l
pada Suhu
o
20 C dan Padatan
tidak tidak
menyala Tidak
sendiri
teraplikasikan
tidak Sifat eksplosif
berwarna dan tidak
Informasi
tidak
tersedia
berbau Titik nyala
Tidak
Sifat oksidasi
Informasi
teraplikasikan
tidak
tersedia
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Air, material yang sifatnya tidak sesuai, suhu ekstrim
Bahan-bahan yang dihindari
Berisiko
meledak
amonium,logam
dengan: alkali,
senyawa halogen,
senyawa-senyawa halogen, hidrocarbon halogen, oksihalida nonlogam, senyawa organik
nitrogen,
fosforus,
oksida
nonlogam, hidrokarbon, anhidra, dan asam kuat. Produk dekomposisi berbahaya
Informasi tidak tersedia
Kemungkinan reaksi berbahaya
Informasi tidak tersedia
Reaktivitas
Terjadi pelarutan eksoterm dengan air
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
Universitas Sumatera Utara
Toksik oral akut: LD50 rat 273 mg/kg Menyebabkan membran mukosa terbakar jika tertelan Menyebabkan luka bakar pada kulit dan mata, serta berisiko menyebabkan kebutaan
9. Oksigen (O2)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk Nama lain
Oksigen
Alamat Penyalur -
No. Telpon Darurat
Penyalur
Indonesia PT.Samator Gas Industri
081912473833 BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA
Klasifikasi Bahaya
Bahan Berbahaya, pengoksidasi, dapat menyebabkan api bila kontak dengan bahan yang mudah terbakar,dapat menyebabkan radang dingin, dan menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Oksigen
Nomor CAS
%
100%
7782-44-7 BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA
Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit. Jika terjadi iritasi parah segera cari pertolongan dokter
Kontak Kulit
Tidak diharapkan
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar. Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Karena produk ini berupa gas, maka lebih mengacu kepada bagian pernafasan.
BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan. Tambahan air akan
Universitas Sumatera Utara
kebakaran
melepaskan panas.
Bahaya
api/ Mudah terbakar, menyebabkan kebakaran ekstrim dengan
ledakan
keberadaan material atau kondisi berikut: bahan mudah terbakar dan bahan organik.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Segera hubungi petugas darurat. Hentikan kebocoran jika tanpa risiko. Gunakan peralatan tahan percikan dan tahan ledakan. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Simpan wadah tertutup rapat. Simpan wadah di tempat yang sejuk berventilasi. Terpisah dari asam, alkali, zat pereduksi, dan mudah terbakar. Silinder harus disimpan tegak, dengan topi katup perlindungan di tempat, dan tegas diamankan untuk mencegah jatuh atau menjadi terguling. Suhu silinder tidak boleh melebihi 52 ° C (125 ° F). BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
-218,4 o
o
C (-361,1 Densitas cairan
F)
Titik didih
-183 oC (-297,4oF)
Temperatur kritis
-118,6 o
Densitas uap
1141 kg/m3
o
0,083 lb/ft3
Densitas gas
C (-181,5 Volume spesifik
12,0482 ft3/lb
F)
1,105 kg/m3 BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS
Bahan-bahan yang dihindari
Sangat reaktif atau tidak cocok dengan bahan-bahan berikut:bahan pengoksidasi, dan bahan mudah terbakar.
Stabilitas
Stabil
Produk dekomposisi berbahaya
Tidak akan terbentuk pada kondisi
Universitas Sumatera Utara
penyimpanan dan penggunaan normal Polimerisasi berbahaya
Tidak
akan
terjadi
pada
kondisi
penyimpanan dan penggunaan normal BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Produk ini menunjukkan potensi bioakumulasi yang rendah. 10. Kalium Karbonat (K2CO3)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Kalium karbonat
Nama lain
-
No. Telpon Darurat
Alamat Penyalur Penyalur
China Sichuan Highlight Fine Chemicals
86-28-86026038
Co., Ltd. BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan Berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem pernafasan.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Kalium karbonat
Nomor CAS
CAS# 584-08-7
%
-
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Universitas Sumatera Utara
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar, keberadaan api dapat menyebabkan
ledakan
terbentuknya uap berbahaya.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Simpan bahan pada suhu 5 – 30oC. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
891oC
Densitas relatif
2,43 g/cm3 pada 20oC
Titik didih
Tidak
Densitas uap relatif Informasi
teraplikasikan Tekanan uap pH
Tidak
tidak
tersedia Tingkat penguapan
Informasi
teraplikasikan
tersedia
11,5 – 12,5 pada 50 Suhu dekomposisi
Informasi
g/l, 20oC
tersedia
tidak tidak
Universitas Sumatera Utara
Kelarutan
dalam 1.120
g/l
pada Suhu
o
20 C
air Penampilan
menyala Informasi
sendiri
tersedia
dan Padatan berwarna Sifat eksplosif
bau
putih
dan
tidak
tidak
Tidak
termasuk
bahan yang dapat
berbau
meledak
Titik nyala
Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Air, material yang sifatnya tidak sesuai, suhu ekstrim
Bahan-bahan yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Informasi tidak tersedia
Kemungkinan terjadi reaksi berbahaya
Reaksi hebat/ menghasilkan gas jika kontak dengan : karbon, asam, bubuk logam alkali.
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut: LD50 rat > 2.000 mg/kg Menyebabkan iritasi pada kulit dan mata 11. Karbon Dioksida (CO2)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk Nama lain
Karbondioksida
Alamat Penyalur
Sumatera Utara
-
Penyalur
Tebing Tinggi,
Pabrik Biohidrogen No. Telpon Darurat
081378409220
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya Fasa Aman
Bahan Berbahaya Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Karbondioksida
%
-
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya
Universitas Sumatera Utara
selama 15 menit. Segera cari pertolongan dokter Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum digunakan kembali.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Ini merupakan media pemadam kebakaran.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak berbahaya kebakaran.
ledakan Prosedur
-
penanggulangan kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Simpan pada area berventilasi baik, sejuk, hindari sinar matahari langsung,dan jauh dari panas serta sumber api. Jangan memaparkan tangki penyimpan pada suhu 55oC.
BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Evakuasi area dan ventilasi. Jangan memasuki dimana ada kemungkinan konsentrasi
Universitas Sumatera Utara
tinggi tanpa peralatan perlindungan yang sesuai termasuk perlengkapan pernapasan. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
Informasi
Titik didih Tekanan uap
tidak Suhu
menyala Tidak menyala
tersedia
sendiri
-78,5oC
Penampilan
100 atm
dan Gas tidak berbau
bau
dan berwarna.
Densitas uap
1,873 kg/m3
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi penyimpanan dan penggunaan normal.
Kondisi yang dihindari
Tidak ada
Bahan-bahan yang dihindari
Tidak ada informasi tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Tidak ada
Polimerisasi berbahaya
Tidak akan terjadi
Reaksi berbahaya
Tidak ada BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
Jika menghirup gas ini lebih lama dan pada kondisi atmosfir kekurangan oksigen (oksigen dibawah 18%) dapat mempengaruhi jantung dan tubuh menjadi gelisah.
12.Gas Hidrogen (H2)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Hidrogen
Alamat Penyalur
Tebing Tinggi, Sumatera Utara
Nama lain
-
Penyalur
Pabrik Biohidrogen
No. Telpon Darurat 081378409220
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan Berbahaya dan mudah terbakar serta bertekanan tinggi. Lebih ringan dari udara dan terbakar dengan nyala yang tidak terlihat.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI
Universitas Sumatera Utara
Komponen
Hidrogen
%
99%
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
-
Kontak Kulit
-
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
-
BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam CO2, bahan kimia kering, semprotan atau kabut air.
kebakaran Bahaya
api/ Gas mudah terbakar.
ledakan Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri.
penanggulangan kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Evakuasi area yang terkontaminasi. Eliminasi sumber yang memungkinkan terbentuknya nyala api. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, tertutup rapat, dan jauhkan dari bahan-bahan yang tidak dapat menimbulkan api atau mudah terbakar. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
-259,2oC
Densitas gas
0,08342 kg/m3
Penampilan
dan Gas tidak berwarna
(-434,5oF) Titik didih
-252,8oC (-423oF)
Universitas Sumatera Utara
bau BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil
Kondisi yang dihindari
-
Bahan-bahan yang dihindari
Agen pengoksidasi,
Produk dekomposisi berbahaya
-
Polimerisasi berbahaya
-
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN -
13. Sulfur (S)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Sulfur
Alamat Penyalur
Nama lain
Sumatera utara
-
Penyalur
Tebing Tinggi,
Pabrik Biohidrogen No. Telpon Darurat
081378409220
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya Fasa Aman
Menyebabkan iritasi kulit Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Sulfur
%
-
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit. Jika terjadi iritasi parah segera cari pertolongan dokter
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Universitas Sumatera Utara
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Air, karbondioksida (CO2), busa, dan serbuk kering. Tekan
kebakaran
gas/uap/kabut dengan semprotan air jet. Cegah air pemadam kebakaran mengkontaminasi air permukaan atau sistem air tanah.
Bahaya
api/ Bahan mudah terbakar, perkembangan gas atau uap menyala
ledakan
yang berbahaya mungkin terjadi dalam kejadian kebakaran. Kebakaran dapat menyebabkan berevolusi: sulfur oksida.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Hindari pembentukan debu: jangan menghirup debu. Ambil dalam keadaan kering, bersihkan area yang terkena, dan teruskan ke pembuangan. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang bahan. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
113 – 119oC
Densitas
1,96
–
2,07
g/cm3pada 20oC
Universitas Sumatera Utara
Titik didih
444oC
160oC
Tekanan uap
< 0,01 hPa pada Densitas uap relatif Informasi
Titik nyala
20oC pH
tersedia
Informasi
menyala 235oC, debu.
tidak Suhu
tersedia Kelarutan
sendiri o
dalam Pada 20 C praktis Viskositas
air
17
dan Padatan berwarna Sifat oksidator
bau
mPa.s
pada
120oC, cair
tidak larut
Penampilan
tidak
kuning muda dan
Informasi
tidak
tersedia
berbau khas yang lemah. BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil
Kondisi yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Bahan-bahan yang dihindari
Logam basa, logam alkali-tanah, logam oksida,
nonmetal,
nonmetal
oksida,
fluorin, senyawa halogen, oksidator, senyawa peroksi, nitrit, hidrida, nitrida, karbida, sulfida, lithium silicide, senyawa silikon, karbon disulfida senyawa nitro organik, eter, dan acetylidene. Dekomposisi termal
> 250oC
Reaksi yang hebat dapat terjadi dengan
Klorat, nitrat, perklorat, dan permanganat
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut LD50 rat: > 5.000 mg/kg Menyebabkan iritasi ringan pada mata dan kulit
14. Alum (Al2 (SO4)3)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Aluminium sulfat
Alamat Penyalur
China
Universitas Sumatera Utara
Nama lain
-
Penyalur
www.icis.com
No. Telpon Darurat
-
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem pernafasan.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Kalium karbonat
Nomor CAS
CAS# 7784-31-8
%
100%
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar, keberadaan api dapat menyebabkan
ledakan
terbentuknya uap berbahaya.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Gunakan alat yang sesuai untuk mengambil dan membuang tumpahan.Pembersihan akhir dilakukan dengan menyebarkan air pada permukaan yang terkontaminasi. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
Informasi
tidak Densitas relatif
1,69 gr/cm3
tersedia Titik didih
Informasi
tidak Densitas uap relatif Informasi
tersedia Tekanan uap
tersedia
Tidak
Tingkat penguapan
teraplikasikan pH Kelarutan air Penampilan bau
Informasi
tidak Suhu dekomposisi
tidak
Informasi
tidak
tersedia
dalam 86,9 g/100 ml pada Suhu 0oC
menyala Informasi
sendiri dan
tidak
tersedia
dan Padatan berwarna Sifat eksplosif tidak
Tidak
termasuk
bahan yang dapat
berbau Titik nyala
Informasi tersedia
tersedia
putih
tidak
meledak Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil
Kondisi yang dihindari
Kelembaban
Bahan-bahan yang dihindari
Reaktif dengan agen pengoksidasi
Reaktivitas
Melebur
ketika
dipanaskan
bertahap
pada
250oC,
secara
kehilangan
sejumlah air.
Universitas Sumatera Utara
Korosivitas
Menimbulkan korosi pada logam dengan kehadiran kelembaban, dan tidak korosif pada kaca.
Polimerisasi
Tidak akan terjadi BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
Toksik oral akut: LD50 rat > 9.000 mg/kg
15. Natrium karbonat (Na2CO3)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Natrium karbonat
Nama lain
-
Penyalur
www.icis.com
Alamat Penyalur
China
No. Telpon Darurat
-
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan Berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem pernafasan.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Kalium karbonat
Nomor CAS
CAS# 584-08-7
%
100%
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi
Universitas Sumatera Utara
secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam Semua pemadam dapat digunakan.
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar, keberadaan api dapat menyebabkan
ledakan
terbentuknya uap berbahaya.
Prosedur
Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri
penanggulangan
untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.
kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke saluran air. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Simpan bahan pada suhu 5 – 30oC. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
891oC
Densitas relatif
2,43 g/cm3 pada 20oC
Titik didih
Tidak
Densitas uap relatif Informasi
teraplikasikan Tekanan uap pH
Tidak
tidak
tersedia Tingkat penguapan
Informasi
teraplikasikan
tersedia
11,5 – 12,5 pada 50 Suhu dekomposisi
Informasi
g/l, 20oC
tersedia
tidak tidak
Universitas Sumatera Utara
Kelarutan
dalam 1.120
pada Suhu
g/l
o
20 C
air Penampilan
menyala Informasi
sendiri
tersedia
dan Padatan berwarna Sifat eksplosif
bau
putih
dan
tidak
tidak
Tidak
termasuk
bahan yang dapat
berbau
meledak
Titik nyala
Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Air, material yang sifatnya tidak sesuai, suhu ekstrim
Bahan-bahan yang dihindari
Informasi tidak tersedia
Produk dekomposisi berbahaya
Informasi tidak tersedia
Kemungkinan terjadi reaksi berbahaya
Reaksi hebat/ menghasilkan gas jika kontak dengan : karbon, asam, bubuk logam alkali.
BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN Toksik oral akut: LD50 rat > 2.000 mg/kg Menyebabkan iritasi pada kulit dan mata
16. Kaporit
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Kaporit
Alamat Penyalur
Jl. Gatot Subroto 188
Nama lain Penyalur
PT. Bratachem
No. Telpon Darurat (061) 4518375
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem pernafasan.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI
Universitas Sumatera Utara
Komponen
Klorin dan air
Nomor CAS
CAS# campuran
% air
99,8 %
% klorin
0,1 – 0,3 %
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam -
kebakaran Bahaya
api/ Tidak dapat terbakar.
ledakan Prosedur
-
penanggulangan kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Tumpahan kecil dengan cara mengencerkan dengan air kemudian bersihkan dengan pengepel, atau serap dengan bahan kering inert, dan tempatkan dalam kontainer pembuangan limbah yang sesuai. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan
Universitas Sumatera Utara
yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
Tidak tersedia
Densitas relatif
-
Titik didih
100oC
Densitas uap
0,62 kg/m3
Tekanan uap
Tidak tersedia
Tingkat penguapan
Informasi
tidak
tersedia Temperatur kritis
Tidak tersedia
Suhu dekomposisi
Informasi
tidak
tersedia Kelarutan air
dalam Sangat mudah larut Suhu dalam air dingin
Penampilan
dan Cairan
menyala Informasi
sendiri
tersedia
Sifat eksplosif
Tidak
bau
tidak
termasuk
bahan yang dapat meledak
Titik nyala
Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Tidak tersedia
Bahan-bahan yang dihindari
Sangat reaktif dengan agen pereduksi, bahan mudah terbakar,dan bahan organik.
Produk dekomposisi berbahaya
Tidak tersedia
Polimerisasi
Tidak terjadi BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
17. Asam sulfat (H2SO4)
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA
Universitas Sumatera Utara
Nama Produk
Asam sulfat
Nama lain
-
Penyalur
www.icis.com
Alamat Penyalur
China
No. Telpon Darurat
-
BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA Klasifikasi Bahaya
Bahan sangat berbahaya, menyebabkan iritasi dan korosif pada kulit, mata, pencernaan dan sistem pernafasan.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Asam sulfat
Nomor CAS
CAS# 7664-93-9
%
95-98%
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam -
kebakaran Bahaya
api/ Tidak mudah terbakar.
ledakan Prosedur
-
penanggulangan kebakaran
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Tumpahan kecil dengan cara mengencerkan dengan air kemudian bersihkan dengan pengepel, atau serap dengan bahan kering inert, dan tempatkan dalam kontainer pembuangan limbah yang sesuai. Netralkan residu dengan larutan sodium karbonat. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Jangan tambahkan air pada produk ini dan jangan simpan pada suhu di atas 23oC. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
-35oC
Volatilitas
Tidak tersedia
Titik didih
270oC
Densitas uap
3,4 kg/m3
Tekanan uap
Tidak tersedia
Tingkat penguapan
-
pH
Asam
Suhu dekomposisi
-
Kelarutan air Penampilan
dalam Mudah larut pada Suhu air dingin.
menyala -
sendiri
dan Cairan tidak berbau, tetapi memiliki bau menusuk ketika
bau
panas, dan tidak berwarna.
Titik nyala
-
Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)
Kondisi yang dihindari
Panas yang berlebih
Bahan-bahan yang dihindari
Bahan mudah terbakar,bahan organik, pengoksidasi, amina, basa.
Polimerisasi
Tidak akan terjadi BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
Toksik oral akut: LD50 rat 320 mg/m3
18. Zeolit (Na2O.Al2O3.xSiO2.yH2O)
Universitas Sumatera Utara
BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA Nama Produk
Zeolit
Nama lain
-
Alamat Penyalur
China
Penyalur
Sichuan Highlight Fine
No. Telpon Darurat 86-28-86026038
Klasifikasi Bahaya
Chemicals
Co., Ltd.
Bahan sangat berbahaya, menyebabkan iritasi dan korosif pada kulit, mata, pencernaan dan sistem pernafasan.
Fasa Aman
Tidak Tersedia
Fasa Berisiko
Tidak Tersedia
BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI Komponen
Asam sulfat
Nomor CAS
CAS# 1318-02-1
%
100%
BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA Kontak Mata
Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit.
Kontak Kulit
Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang tercemar.
Pernafasan
Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.
Tertelan
Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara
spontan,
tetapi
jangan
dibuat
muntah.
Jangan
memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar. Segera konsultasi dengan dokter. BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN Tipe
pemadam -
kebakaran Bahaya
api/ Tidak dapat terbakar.
ledakan Prosedur
-
Universitas Sumatera Utara
penanggulangan kebakaran BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN Gunakan alat yang sesuai untuk mengambil dan membuang tumpahan.Pembersihan akhir dilakukan dengan menyebarkan air pada permukaan yang terkontaminasi. BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Jangan tambahkan air pada produk ini dan jangan simpan pada suhu di atas 23oC. BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit. BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA Titik leleh
Tidak tersedia
Volatilitas
Tidak tersedia
Titik didih
Tidak tersedia
Densitas uap
Tidak tersedia
Tekanan uap
Tidak tersedia
Tingkat penguapan
Tidak tersedia
pH
Tidak
Suhu dekomposisi
Tidak tersedia
teraplikasikan Kelarutan air
dalam Larut dingin
pada
air Suhu
dan
menyala Tidak tersedia
air sendiri
panas. Penampilan bau
dan Padatan
tidak Suhu kritis
berbau
Tidak tersedia
dan
berwarna putih Titik nyala
-
Sifat oksidasi
-
BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS Stabilitas
Stabil
Kondisi yang dihindari
-
Bahan-bahan yang dihindari
-
Polimerisasi
Tidak akan terjadi BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BREA AK EVEN PO OINT PABRIK P PEMBUATA AN ASAM AK KRILAT DA ARI PROPILE EN DENGAN N KAPASITA AS PRODUK KSI 100.000 T TON/TAHUN N
Tabe l E.23 Data Perhi tung an IRR
Universitas Sumatera Utara
Pajak
Laba Sesudah Pajak
Net Cash Flow
P/F pada I = 24%
PV pada I = 24%
PF pada I = 25 %
Depresiasi
-
-
308.784.121.741
49.291.935.797
358.076.057.537
-
-
-
1
441.095.173.915
132.311.052.175
339.660.783.915
49.291.935.797
388.952.719.711
0,8065
313.690.368.447
0,8000
311.162.175.7
2
485.204.691.307
145.543.907.392
373.625.112.306
49.291.935.797
422.917.048.103
0,6504
275.065.248.086
0,6400
270.666.910.7
3
533.725.160.437
160.100.048.131
410.985.873.537
49.291.935.797
460.277.809.333
0,5245
241.415.710.995
0,5120
235.662.238.3
4
587.097.676.481
176.111.802.944
452.082.710.890
49.291.935.797
501.374.646.687
0,4230
212.081.475.549
0,4096
205.363.055.2
5
645.807.444.129
193.724.733.239
497.289.231.979
49.291.935.797
546.581.167.776
0,3411
186.438.836.328
0,3277
179.114.648.6
6
710.388.188.542
213.098.956.563
547.016.405.177
49.291.935.797
596.308.340.974
0,2751
164.044.424.602
0,2621
156.292.416.1
7
781.427.007.396
234.410.602.219
601.716.295.695
49.291.935.797
651.008.231.492
0,2218
144.393.625.745
0,2097
136.516.426.1
8
859.569.708.136
257.853.412.441
661.886.175.264
49.291.935.797
711.178.111.061
0,1789
127.229.764.069
0,1676
119.193.451.4
9
945.526.678.949
283.640.503.685
728.073.042.791
49.291.935.797
777.364.978.588
0,1443
112.173.766.410
0,1342
104.322.380.1
10
1.040.079.346.844
312.006.304.053
800.878.597.070
49.291.935.797
850.170.532.867
0,1164
98.959.850.026
0,1074
91.308.315.2
Tahun
Laba Sebelum Pajak
0
Total
1.875.493.070.257
Dengan cara interpolasi, diperoleh nilai IRR : 1.875.493.070.257 24% 25% IRR = 24 % + 1 . 875 . 493 . 070 . 257 ( 1 . 809 . 602 . 017 . 980 )
IRR = 37,493 %.
Universitas Sumatera Utara
PV pada I 25% -
1.809.602.017.9
STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN PABRIK PEMBUATAN ASAM AKRILAT DENGAN OKSIDASI PROPILEN RUPS Keterangan
Staff Ahli
Garis Komando Garis Koordinasi
Dewan Komisaris
Direktur
Sekretaris
Manajer Produksi
Kasie Proses
Kasie Laboratoriu mR&D
Manajer Umum & Keuangan
Manajer Teknik
Kasie Utilitas
Kasie Listrik
Kasie Instrumentasi
Kasie Pemeliharaan Pabrik
Kasie Keuangan
Kasie Administr asi
Kasie Personalia
Manajer Pembelian & Pemasaran
Kasie Humas
Kasie Keamanan
Kasie Pembelian
Kasie Penjualan
Kasie Gudang/ Logistik
Karyawan
Universitas Sumatera Utara
FLOW WSHEET PR ROSES PRODUK KSI PEMBUA ATAN ASAM M AKRILAT DENGAN OKSIDASI PR ROPILEN
TI
V-101 V-102 TT-101 TT-102 E-101 E-102 E-103 E-104 E-105 E-106 E-107 E-108 S-101 M-101 M-102 P-101 P-102 P-103 P-104 P-105 P-106 P-107 P-108 R-101 R-102 JC-101 BL-101 BL-101 SP-101 SP-102 MD-101 MD-102 CD-01 CD-02 AC-01 AC-02 RB-01 RB-02
Tangki Propilen Tangki MEHQ Tangki Asam Asetat Tangki Asam Akrilat Heater Heater Cooler Heater Cooler Cooler Cooler Cooler Splitter Mixing Point I Mixing Point II Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Reaktor Reaktor Kompresor Blower Blower Knock Out Drum Knock Out Drum Destilasi Destilasi Kondensor Kondensor Akumulator Akumulator Reboiler Reboiler
Universitas Sumatera Utara
FLOWSHEET UTILITAS PEMBUATAN ASAM AKRILAT DENGAN OKSIDASI PROPILEN Kondensat Air Pendingin Bekas
Air Pendingin FC
NaOH TP-104
H2SO4
Steam
PU-111
FC
KU-101
FC
TP-103 PU-109
FC
FC
FC
CT-101
SF-01 CL-101
CE-101 PU-110 PU-108
AE-101
FC
PU-112
FC
Lumpur SC-101
TU-101
FC
TU-102
BS-101
PU-113 TU-103
PU-102 FC
PU-105
TP-105
FC
PU-106
Al2(SO4)3
Air Domestik PU-114
TP-101
SC-101
DE-101
Kaporit PU-107
FC
PU-101
FC
PU-116
FC FC
PU-115
PU-103 FC
Na2CO3 TP-102
PU-104
Keterangan : AE = Anion Exchanger CE = Cation Exchanger CL = Clarifier CT = Water Cooling Tower DE = Deaerator KU = Ketel Uap PU = Pompa Utilitas SC = Screening SF = Sand Filter TP = Tangki Pelarut TU = Tangki Utilitas BS = Water Reservoir
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR PABRIK PEMBUATAN ASAM AKRILAT PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ASAM AKRILAT DENGAN OKSIDASI PROPILEN UNTUK KAPASITAS PRODUKSI 100.000 TON/TAHUN
Skala : Tanpa Skala Tanggal Nama : Irza Menka Deviliany Kaban Digambar NIM : 080405026 1.Nama : Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si Diperiksa/ NIP : 19680820 199501 1 001 Disetujui 2.Nama : Ir. Bambang Trisakti, MT NIP : 19660925 199103 1 003
Tanda Tangan
Universitas Sumatera Utara