jam

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Butinediol dari Gas Asetilen dan larutan formaldehid dilaksanakan untuk kapasitas produksi sebesar 2.500 ton/tahun, dengan ketentuan sebagai berikut: Kapasitas produksi

= 2.500 ton/tahun

Waktu operasi

= 330 hari

Basis perhitungan

= 1 jam operasi

Kapasitas produksi

=

2.500 ton 1.000 kg 1 tahun 1 hari x x x 1 tahun 1 ton 330 hari 24 jam

= 315,6566 kg/jam Bahan Baku dan Berat Molekul Bahan Baku yang digunakan (Wikipedia, 2007; Perry, 1999) : −

Formaldehid (HCHO) = 30 kg/kmol

−

Metanol (CH3OH)

−

Air (H2O)

−

Asetilen (C2H2)

−

Butinediol (C4H6O2) = 86 kg/kmol

−

Propargil Alkohol (C3H4O)

= 56 kg/kmol

−

Tembaga Asetilid (Cu2C2)

= 151 kg/kmol

= 32 kg/kmol

= 18 kg/kmol = 26 kg/kmol

Kemurnian butinediol yang dihasilkan = 98,5 % x 315,6566 kg/jam = 310,9217 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Perhitungan neraca massa untuk peralatan yang mengalami perubahan massa: PERHITUNGAN NERACA MASSA

A.1

Mix Point (MP-101) 17

C2H2 C2H2

C2H2

3

2

Neraca massa total : F2 + F17 = F3 Didalam reaktor rasio mol HCHO: mol C2H2 = 2 :1 (Moore, W.P, 1964) = 8,3514 kmol/jam

NHCHO N3C2H2 3

F

(Dari perhitungan M-110)

= ½ x 8,3514 = 4,1757 kmol/jam 3

C2H2=F

= 4,1757 kmol/jam x 26 kg/kmol

= 108,5685 kg/jam

F

= 9,9384 kg/jam

(Dari perhitungan F-310)

F2

= F3 - F17 = (108,5685 -9,9384) kg/jam= 98,6301 kg/jam

17

Tabel A.1 Neraca Massa Mix Point Alur Masuk BM

Alur 2

Alur 17

Alur 3

(Kg/kmol)

F

F

F

(Kg/jam)

(Kg/jam)

(Kg/jam)

Komponen

C2H2 Total

Alur keluar

26

98,6301 108,5685

9,9384

108,5685 108,5685


A.2

Mix Point (MP-102) Cu2C2

21

6

Cu2C2

7

Cu2C2 Neraca massa total : F6 + F21 = F7 F7

= 10 % x F8

F7

= 10% x 626,3570

21

(Moore, W.P, 1964)

F

= 62,0093 kg/jam

F6

= F7 - F21

= 62,6357 kg/jam (Dari perhitungan CF-320) = (62,6357 – 62,0093) kg/jam = 0,6264 kg/jam

Tabel A.2 Neraca Massa Mix Point Alur Masuk

Komponen

Cu2C2 Total

BM

151

Alur keluar

Alur 6

Alur 21

Alur 7

F

F

F

(Kg/jam)

(Kg/jam)

(Kg/jam)

0,6264 62,6357

62,0093

62,6357 62,6357


A.3

Mixer (M-110) Fungsi: Untuk mencampurkan larutan formaldehid dengan katalis tembaga asetilid (Cu2C2).

7 9

Cu2C2

M-110 HCHO CH3OH H2O

P = 1 atm ; T = 300C

10 Cu2C2 HCHO CH3OH H2O

Tabel A.3 Derajat kebebasan pada mixer (M-110) Mixer

8 N7Cu2C2 , N9HCHO , N9CH3OH, N9H2O, N10Cu2C2 , N10HCHO , N10CH3OH, N10H2O.

Jumlah variabel

Jumlah neraca TTSL

Keterangan

4

HCHO, CH3OH, H2O, Cu2C2


X7Cu2C2, X9HCHO, X9CH3OH, X9H2O

Spesifikasi Komposisi

4

Hubungan pembantu Konversi

-

Ratio splitter

-

Ratio laju alir

-

Basis

-

Jumlah

0

Dengan perhitungan alur mundur dengan kapasitas produksi 315,6566 kg/jam, maka bahan baku HCHO (Formaldehid) yang dibutuhkan sebesar 626,3570 kg/jam dengan komposisi HCHO (Formaldehid) 40%, CH3OH (Metanol) 12%, H2O (Air) 48%. (Wikipedia, 2008). Massa Cu2C2 (Tembaga asetilid) yang digunakan adalah 10% dari larutan HCHO (Formaldehid). (Moore, W.P, 1964)

Neraca Massa Total: F7 + F9 = F10 F9 7

= 626,3570 kg/jam 9

F = 10% F

= 10% x 626,3570

= 62,6357 kg/jam

F10= F7 + F9

= 62,6357+626,3570 = 688,9927 kg/jam

F10HCHO

= 40% x 626,3570

= 250,5428 kg/jam

F10CH3OH

= 12% x 626,3570

= 75,1628 kg/jam

F10H2O

= 48% x 626,3570

= 300,6514 kg/jam

Tabel A.4 Neraca massa di Mixer (M-110) Komponen

Alur Masuk

BM (kg/

Alur 7

Alur Keluar Alur 9

Alur 10


kmol)

N (kmol/ja m)

F(kg/ja m)

N (kmol/ja m)

F(kg/jam )

N (kmol/ja m)

F(kg/ja m)

HCHO

30

-

-

8,3514

250,5428

8,3514

250,5248

CH3OH

32

-

-

2,3488

75,1628

2,3488

75,1628

H2O

18

-

-

16,7029

300,6514

16,7029

300,6514

Cu2C2

151

0,4148

62,6357

-

-

0,4148

62,6357

Total

-

0,4148

62,6357

626,3570

27,4031

688,9927

A.4

27,4031

Reaktor (R-210) Fungsi:

Mereaksikan

cairan

C2H2

(asetilen)

dengan

slurry

untuk

memproduksi C4H6O2 (butinediol). Komposisi slurry adalah larutan HCHO (formaldehid) dan Cu2C2 (tembaga asetilid).


12

4

HCHO CH3OH H2O Cu2C2

C2H2

P = 5 atm T = 1200C

R-210

13

C2H2 HCHO CH3OH H2O Cu2C2 C3H4O C4H6O2

Reaktor yang digunakan adalah jenis Reaktor Tangki Berpengaduk (Hort, eugene v, 1977). Pada P = 5 atm dan T = 1200C, fasa HCHO (Formaldehid), C2H2 (Asetilen), CH3OH (Metanol) dan H2O (Air) adalah cair (liquid) Tabel A.5 Derajat kebebasan pada reaktor (R-210) Reaktor Keterangan 12 N4C2H2 , N12 HCHO, N12CH3OH, N12H2O, N12Cu2C2, N13HCHO, N13CH3OH, N13H2O, N13Cu2C2, N13C2H2, N13C4H6O2, N13C3H4O

Jumlah variabel

Jumlah neraca TTSL

6

HCHO, CH3OH, H2O, Cu2C2, C4H6O2, C3H4O


5

Laju Alir

-

X4C2H2, X12HCHO, X12CH3OH, X12H2O, X12Cu2C2


1

Ratio splitter

-

XHCHO


Basis

-

Jumlah

0

Neraca Massa Total : F4 + F12 = F13 Reaksi: Cu2C2 2HCHO (l) + C2H2 (l) HCHO (l) + C2H2(l)

Cu2C2

HOH2C―C

C―CH2OH (l)

HC C―CH2OH (l)

Konversi formaldehid untuk menghasilkan C4H6O2 (Butinediol) dalam reaktor adalah sebesar 90%, dan 4% menghasilkan C3H4O (Propargil alkohol). (Speight, James G, 2002). Rasio mol HCHO: mol C2H2 = 2:1 Massa HCHO BM HCHO

= 250,5428 kg/jam = 30 kg/kmol

N12HCHO

=

=

= 8,3514 kmol/jam

Konversi: X HCHO

= (N12 HCHO – N13 HCHO) / N12HCHO

0,9

= (8,3514 – N13 HCHO) / 8,3514

N13 HCHO

= 0,351 kmol/jam

N4C2H2

= 1/2 x N13HCHO

N13C2H2

= N4 C2H2 - (0,5 x (0,9 x N13HCHO))

= 4,1757 kmol/jam

= 4,1757 – (0,5 x (0,9 x 8,3514) = 0,4176 kmol/jam N13C4H6O2

= 1/2 x (0,9 x N12 HCHO)


= 3,7581 kmol/jam Konversi HCHO sebesar 4% menghasilkan C3H4O, maka: N13C3H4O

= 0,04 x N13 HCHO

= 0,04 x 0,8351 kmol/jam

= 0,0334 kmol/jam

N13HCHO

= N13HCHO – (0,04 x N13HCHO)

sisa

= 0,8017 kmol/jam N13C2H2 sisa

= N13C2H2– (0,04 x N13HCHO) = 0,3842 kmol/jam

2HCHO

+

C2H2

C4H6O2

Mula-mula

8,3514

4,1757

Bereaksi

7,5163

3,7581

Sisa

0,8351

0,4176

3,7581

C2H2

C3H4O

HCHO

+

3,7581

Mula-mula

0,8351

0,4176

Bereaksi

0,0334

0,0334

0,0334

Sisa

0,8017

0,3842

0,0334

Tabel A.6 Neraca Massa Reaktor (R-210) Alur Masuk Komponen

BM (kg/kmo l)

C2H2 HCHO

26 30

Alur 4 N (kmol/ja m)

Alur Keluar Alur 12

F(kg/ja m)

N (kmol/ja m)

Alur 13

F(kg/ja m)

N (kmol/jam )

F(kg/ja m) 9,9883

4,1757

108,568 5

-

-

0,3842

-

-

8,3514

250,524 8

0,8017

24,0521


CH3OH

32

H2O

18

Cu2C2

151

C4H6O2

86

C3H4O

56

Total

-

A.5

-

-

2,3488

75,1628

2,3488

75,1628

-

-

16,7029

300,651 4

16,7029

300,651 4

-

-

0,4148

62,6357

0,4148

62,6357

-

-

-

-

3,7581

323,200 2

-

-

-

-

0,0334

1,8707

4,1757

108,568 5

27,8179

688,992 7

24,4439

797,561 2

Knock Out Drum (F-310) Fungsi: Untuk memisahkan gas asetilen dari keluaran reaktor (R-210).

C2H2

16 T = 400C P= 1 atm

P = 1 atm T = 500C

F-310 C2H2 HCHO CH3OH H2O C4H6O2 C3H4O Cu2C2

14

15

C2H2 HCHO CH3OH H2O C3H4O C4H6O2 CU2C2

Tabel A.7 Derajat kebebasan pada Knock Out Drum (F-310)

Knock out Keterangan drum


15 N14C2H2, N14HCHO, N14CH3OH, N14H2O, N14C4H6OH, N14C3H4O , N14Cu2C2, N16C2H2, N15C2H2, N15HCHO, N15CH3OH, N15H2O, N15C4H6O2, N15C3H4O, N15Cu2C2.

Jumlah variabel

C2H2, HCOH, CH3OH, H2O, Cu2C2, C4H6O2, C3H4O Jumlah neraca TTSL

7

X14C2H2, X14HCHO, X14CH3OH, X14H2O, X14C4H6OH, X14C3H4O , X14Cu2C2, X16C2H2, Spesifikasi Komposisi

7

Hubungan pembantu Laju alir

1

Konversi

-

Ratio laju alir Basis

1

Jumlah

0

Neraca Massa Total : F14 = F16+ F15 Efisiensi Knock Out Drum untuk pemisahan gas asetilen 99,5% (Walas, 1988) Alur 14:

F13 = F14

Alur 16: F16 = F16C2H2 = 0,995 x F14C2H2

= 0,995 x 9,9883 kg /jam

= 9,9384 kg/jam

Alur 15 : F15

= F14- F16 = 797,5612– 9,9384 = 787,6228 kg/jam

F15C2H2 = F14C2H2 - F16C2H2

= (9,9883 -9,9384) = 0,0499 kg/jam

F15HCHO = F13HCHO

= 24,0521 kg/jam


F15CH3OH = F13CH3OH

= 75,1628 kg/jam

F15H2O

= 300,6514 kg/jam

= F13H2O

F15Cu2C2 = F13Cu2C2

= 62,6357 kg/jam

F15C4H602 = F13C4H6O2

= 323,2002 kg/jam

F15C3H4O = F13C3H4O

= 1,8707 kg/jam

Tabel A.8 Neraca Massa di Knock Out Drum (F-310) Alur Masuk

Alur Keluar

BM Komponen

(kg/kmo l)

Alur 14

N (kmol/ja m)

Alur 16

F (kg/jam)

N (kmol/j am)

Alur 15

F

N (kmol/ja m)

(kg/ja m)

F(kg/ja m)

9,9883

0,3822

9,9384

24,0521

-

-

2,3488

75,1628

-

-

2,3488

75,1628

18

16,7029

300,6514

-

-

16,7029

300,651 4

Cu2C2

151

0,4148

62,6357

-

-

0,4148

62,6357

C4H6O2

86

323,2002

-

-

3,7581

323,200 2

C3H4O

56

1,8707

-

-

0,0334

1,8707

Total

-

797,5612

0,3822

9,9384

24,0616

787,622 8

C2H2

26

HCHO

30

CH3OH

32

H2O

A.6

0,3842 0,8017

3,7581 0,0334 24,4439

0,0019 0,8017

0,0499 24,0521

Disk Centrifuge (CF-320)


Fungsi: Untuk memisahkan Cu2C2 (Tembaga asetilid) dari larutan, sehingga Cu2C2 (Tembaga asetilid) dapat digunakan kembali. C2H2 HCHO CH3OH H2O C4H6O2 C3H4O 18 Cu2C2

20 22

CF-320 C2H2 Cu2C2

19 Cu2C2

HCHO CH3OH H2O C4H6O2 C3H4O

T = 400C, t (waktu tinggal) = 2 jam dan kecepatan = 1800 kali kecepatan gravitasi bumi. (Moore, W.P, 1964) Tabel A.9 Derajat kebebasan pada Disk Centrifuge (CF-320) Disk Centifuse

Keterangan

15 N18C2H2, N18HCHO, N18CH3OH, N18H2O, N18C4H6O2, N18C3H4O, N18Cu2C2, N20C2H2, N20Cu2C2, N19Cu2C2, N22HCHO, N22CH3OH, N22H2O, N22C4H6O2, N22C3H4O.

Jumlah variabel

C2H2, HCOH, CH3OH, H2O, Cu2C2, C4H6O2 , C3H4O Jumlah neraca TTSL

7


7

X18C2H2, X18HCHO, X18CH3OH, X18H2O, X18C4H6O2, X18C3H4O, X18Cu2C2,


Hubungan pembantu Efisiensi

1

Ratio splitter

-

Ratio laju alir

-

Basis

-

Jumlah

0 Neraca Massa Total: F18= F20 + F19 + F22 Tembaga asetilid (Cu2C2) yang bisa direcovery pada alur 19 sebesar 99%, sedangkan sisanya yang berupa larutan blood C2H2 dan Cu2C2 pada alur 20 akan dialirkan ke unit utilitas pengolahan limbah. (Moore, W.P, 1964) Alur 18 (dapat dilihat dalam tabel A.8) Alur 19: F19Cu2C2 = F19 = 0,99 x F18Cu2C2 = 0,99 x 62,6357

= 62,0093 kg/jam

Alur 20: F20Cu2C2

= F18Cu2C2 - F20Cu2C2

= 62,6357-62,0093

F20C2H2

= F18C2H2

= 0,0499 kg/jam

F20

= F20Cu2C2 + F20C2H2

= 0,6264 + 0,0499

= F18HCHO

= 24,0521 kg/jam

= 0,6264 kg/jam

= 0,6763 kg/jam

Alur 22: F22HCHO 22

F

18

=F

CH3OH

= 75,1628 kg/jam

CH3OH

F22H2O

= F18H2O

= 300,6514 kg/jam

F22C4H6O2

= F18C4H6O2

= 323,2002 kg/jam

F22C3H4O

= F18C3H4O

= 1,8707 kg/jam

Tabel A.10 Neraca Massa Disk Centrifuge (CF-320) Alur masuk Kompon en

BM

Alur 18 N

Alur keluar

Alur 20 F

N

F

Alur 19 N

F

Alur 22 N


F

C2H2

26

HCHO

30

CH3OH

32

H2O

18

Cu2C2

151

C4H6O2

86

C3H4O

56

Total

-

A.7

0,0499

0,001 9

0,0499

-

-

24,0521

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,004 1

0,6264

0,410 7

62,009 4

-

-

-

-

-

-

-

-

0,006 0

0,6663

0,410 7

62,009 3

0,0019

0,8017 2,3488

75,1628

16,7029

300,651 4

0,4148

62,6357

3,7581

323,200 2

0,0334

1,8707

24,0616

787,622 8

-

0,8017 2,3488

24,0521 75,1628

16,702 300,6514 9 -

3,7581

323,2002

0,0334

1,8707

23,645 724,9372 1

Destilasi (D-330) Fungsi: Untuk memisahkan C4H6O2 (Butinediol) dari larutan HCHO (Formaldehid), H2O (Air), CH3OH (Metanol), dan C3H4O (Propargil alkohol) berdasarkan perbedaan titik didih.


26

25

E-333 TK-334

HCHO CH3OH H2 O C3H4O C4H6O2

24

28

27

P-335

HCHO CH3OH H2 O C3H4O

34 E-332 D-330 31

P-331

32 33

H2O C3H4O P-106 C4H6O2

Tabel A.11 Derajat kebebasan pada Destilasi (D-330) Destilasi

Keterangan

12 N24HCHO, N24CH3OH, N24H2O, N24C4H6O2, N24C3H4O, N28HCHO, N28CH3OH, N28H2O, N28C3H4O, N33H2O, N33C4H6O2, N33C3H4O.

Jumlah variabel

HCOH, CH3OH, H2O, C4H6O2, C3H4O Jumlah neraca TTSL

5


7

Laju Alir

-

X24HCHO, X24CH3OH, X24H2O, X24C4H6O2, X24C3H4O, X33C4H6O2, X33C3H4O.

Hubungan pembantu


Konversi

-

Ratio splitter

-

Ratio laju alir

-

Basis

-

Jumlah

0

Neraca Massa Total : F24

= F28 + F33

708,0168

= F28 + F33

….1)

Komponen masuk ke destilasi yaitu HCHO (Formaldehid), CH3OH (Metanol),dan H2O (Air), C3H4O (Propargil alkohol) dan C4H6O2 (Butinediol). Data Alur 24 didapat dari aliran keluaran Disk Centifuge (CF-101) dari alur 33. Alur 24 = Alur 33 (dalam fraksi massa): F33 24

= F24

= 724,9372 kg/jam 24

= 0,0332

X24 CH3OH

= F24CH3OH / F24

= 0,1037

X24 H2O

= F24 H2O / F24

= 0,4147

X24 C3H4O

= F24C3H4O / F24

= 0,0026

X24 C4H6O2

= F24 C4H6O2 / F24

= 0,4458

X

HCHO

24

= F

HCHO /

F

Data produk komposisi alur 33 yang diinginkan (dalam fraksi massa): X33H2O

= 0,014

X33 C3H4O

= 0,001

X33 C4H6O2

= 0,985

Data komposisi alur 28 : X28 C4H6O2 = 0,03

(Moore, W.P, 1964)

Neraca massa komponen : X24 HCHO F24

= X28 HCHO F28+ X33HCHO F33

0,0332 (724,9372)

= X28HCHO F28+ 0

X24 CH3OH F24

= X28 CH3OH F28 + X33 CH3OH F33

…2)


0,1037 (724,9372)

= X28CH3OH F28 + 0

X24H2O F24

= X28 H2O F28 + X33H2O F33

0,4147 (724,9372)

= X28H2O F28 + 0,014 F33

X24C3H4O F24

= X28 C3H4O F28 + X33 C3H4O F33

0,0026(724,9372)

= X28 C3H4O F28 + 0,001 F33

X24 C4H6O2 F24

= X28C4H6O2 F28 + X33 C4H6O2 F33

0,4458 (724,9372)

= 0,03 F28+ 0,985 F33

323,2002

= 0,03 F28 + 0,985 F33

…3)

…4)

…5)

...6)

Eliminasi persamaan 1) dan 6) 323,2002

= 0,03 F28 + 0,985 F33 x1

323,2002 = 0,03 F28 + 0,985 F33

724,9372

= F28 + F33

21,2405 = 0,03F28 + 0,03 F33

Didapat

: F33 = 315,6566 kg/jam

x 0,03

F28 = 409,3806 kg/jam

Untuk alur 23 : F33 H2O

= 0,014 (315,6566)

= 4,4192 kg/jam

F33 C3H4O

= 0,001 (315,6566)

= 0,3157 kg/jam

F33 C4H6O2

= 0,985 (315,6566)

= 310,9218 kg/jam

Dari persamaan 2: 0,0332 (724,9372)

= X28 HCHO F28 = F28 HCHO

24,0521 kg/jam

= F28HCHO

Dari persamaan 3 : 0,1037 (724,9372)

= X28 CH3OH F28 = F28 CH3OH

F28CH3OH

= 75,1628 kg/jam

Dari persamaan 4 : 0,4147 (724,9372)

= X28 H2O F28 + 0,014 F33

293,6340

= F28H2O + 0,014 (308,2891)

F28 H2O

= 296,2322 kg/jam

Dari persamaan 5 : 0,0026(724,9372)

= X28C3H4O F28 + 0,0010 F33


= F28 C3H4O + 0,0010 (308,2891)

1,84084 F28 C3H4O 28

F

C2H4O6

= 1,5551 kg/jam 24

=F

C2H4O6

– F33 C2H4O6 = 315,6566 – 310,6566 = 12,2784 kg/jam

Tabel A.12 Neraca massa overall di Destilasi (D-330) Alur masuk Komp

B M

Alur 24

N

HCHO

30

CH3O H

32

H2O

18

C3H4O

56

C4H6O

X (% mol)

Alur 28 (D)

F

N

Alur 33(B)

X (% mol)

F

X (% mol)

N

F

0,033 9

24,0521 0,8017

0,0405

24,052 1

-

-

-

0,099 2,3488 3

2,3488

0,1188

75,162 8

-

-

-

300,651 16,457 4 3

0,8321

296,23 22

0,2455

0,063 5

4,4192

0,0278

0,0014

1,5551

0,0056

0,001 5

0,3157

0,8017

16,702 9 0,0334

0,706 4 0,001 4

75,1628

1,8707

86

0,158 3,7581 9

323,200 0.1428 2

0,0072

12,278 3,6154 4

0,935 0

310,92 17

-

23,645 1,000 1 0

724,937 19,778 2 5

1,0000

409,28 3,8665 06

1,000 0

315,65 66

2

Total

Alur keluar

Tekanan uap komponen, dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Antoine : ln P = A -

B (T + C)

(Reklaitis, 1983)


Keterangan : P

= tekanan (kPa)

A,B,C = konstanta Antoine T

= temperatur (K)

Tabel A.13 Konstanta Antoine Komponen Komponen

A

B

C

HCHO

7,4643

1078,3900

254,3770

CH3OH

8,0913

1582,9100

239,0960

H2O

16,5362

3985,44000

-38,9974

C3H4O

8,0311

1838,0500

243,2820

C4H6O2

8,5196

2280,5600

166,4450

(Yaws handbook , 1983)

Menentukan kondisi umpan Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan suhu umpan masuk sampai syarat Σ Ki,Xif = 1 terpenuhi. P = 2 atm

= 202,650 kPa 0

Trial : T = 122,38 C

= 395,53 K

Tabel A.14 Titik Didih Umpan Masuk Destilasi Komponen

Xif

Pi

Ki

Ki.Xif

αiF

HCHO

0,0339

331,9622

1,6434

0,0557

3,8328

CH3OH

0,0993

269,6215

1,3348

0,1326

3,1130

H2O

0,7064

212,2718

1,0509

0,7423

2,4508

C3H4O (LK)

0,0014

173,0925

0,8569

0,0012

1,9985

C4H6O2 (HK)

0,1589

87,6116

0,4388

0,0681

1,0000

Total

1,0000

-

-

1,0000


Maka, suhu umpan (F) adalah 122,38oC = 395,53 K. Menentukan kondisi operasi atas (kondensor total) Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point sampai syarat Σyid/Ki = 1 terpenuhi. P = 2 atm

= 202,650 kPa

Trial : T = 119,53 0C

= 392,68 K

Tabel A.15 Dew Point Destilat Komponen

YiD

Pi

Ki

YiD/Ki

αiD

HCHO

0,0405

329,5449

1,6314

0,0248

3,8844

CH3OH

0,1188

266,6048

1,3198

0,0900

3,1425

H2O

0,8321

193,9871

0,9603

0,8665

2,2865

C3H4O

0,0014

170,8749

0,8459

0,0017

2,0141

C4H6O2

0,0072

84,8384

0,4200

0,0172

1,0000

Total

1,0000

-

-

1,0001=1

-

Maka, suhu destilat (D) adalah 119,53 oC = 392,68 K.

Menentukan kondisi operasi bottom (reboiler) Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial bubble point sampai syarat Σxi.Ki = 1 terpenuhi. P = 2 atm

= 202,650 kPa

Trial : T = 188,525 0C

= 461,675 K

Tabel A.16 Boiling Point Produk Bawah Komponen

XiB

Pi

Ki

Ki.XiB

αiB

HCHO

0,0000

386,9510

1,9156

0,0000

2,9140

CH3OH

0,0000

341,1929

1,6891

0,0000

2,5694

H2O

0,0635

1220,6874

6,0430

0,3837

9,1925

C3H4O

0,0015

226,7386

1,1225

0,0016

1,7075


C4H6O2

0,9350

132,7913

0,6574

0,6147

1,0000

1

-

-

1,0000≈1

-

Total

Maka suhu vapour bottom (Vb) adalah 188,53 oC = 461,68 K.

A.7.1 KONDENSOR (E–333) 25

Vd(16)

26

E-333

Ld(17)

TK-334

24


P-335

27

28


Menghitung laju refluks distilat (R) : Laju refluks distilat dihitung dengan menggunakan metode Underwood :

1− q = ∑

α i .x Fi α i −θ

R Dm + 1 = ∑

α i .x Di α i −θ

(Geankoplis, 1997)

Karena umpan dimasukkan di kondensor adalah zat cair jenuh, maka q = 1 1− q = ∑

α i .x iF sehingga αi − Φ

αi .x iF =0 i −Φ

∑α


Untuk mengetahui suhu pada Vb, maka perlu perhitungan trial omega sampai syarat αi .x iF = 0, terpenuhi. i −Φ

∑α

Trial : Φ = 1,1065 Tabel A.17 Omega Point Destilasi Komponen

XiF

αiF

α i .x iF i −Φ

∑α

HCHO

0,0339

3,8328

0,0477

CH3OH

0,0993

3,1130

0,1541

H2O

0,7064

2,4508

1,2878

C3H4O

0,0014

1,9985

0,0032

C4H6O2

0,1589

1,0000

-1,4924

Total

1,0000

Tabel A.18

Komponen

0,0004≈0

α i .x iD i −Φ

∑α

Yid

αiD

α i .x iD i −Φ

∑α

HCHO

0,0405

3,8844

0,0567

CH3OH

0,1188

3,1425

0,1833

H2O

0,8321

2,2865

1,6123

C3H4O

0,0014

2,0141

0,0031

C4H6O2

0,0072

1,0000

-0,0678

Total

1,0000

1,7876


R Dm + 1 = ∑

αi .x Di αi − Φ

R Dm + 1 = 1,7876 = 0,7876

R Dm RD

= 1,5 RDm

RD

= 1,5 x 0,7876

RD

= 1,1814

Jika : Rd =

(Geankoplis, 1997)

Ld = 1,1814 D

Ld

= 1,1814 x 19,7785

= 23,3670 kmol/jam

Vd

= Ld + D

Vd

= 23,3670 + 19,7785 = 43,1454 kmol/jam

Komposisi : HCHO

: X28HCHO

= XVdHCHO

= XLd HCHO)

= 0,0405

CH3OH

: X28CH3OH

= XVd CH3OH

= XLdCH3OH

= 0,1188

= XVd H2O

= XLd H2O

= 0,8321

H2O

: X28H2O

C3H4O

: X28C3H4O

= XVdC3H4O

: X28C4H6O2

C4H6O2

= XLd C3H4O

= XVdC4H6O2

= 0,0014

= XLdC4H6O2

= 0,0072

Alur 26 (Vd) Total HCHO

: N26

= N27 + N28

= 43,1454 kmol/jam

: X26HCHO N26

= 0,0405 x 43,1454

=

1,7748

: X26 CH3OH N26

= 0,1188 x 43,1454

=

5,1238

kmol/jam CH3OH kmol/jam H2O C3H4O

: X26H2O

N26

= 0,8321 x 43,1454

= 35,9006 kmol/jam

: X26C3H4O N26

= 0,0014 x 43,1454

=

0,0606

: X26C4H6O2 N26

= 0,0072 x 43,1454

=

0,3114

kmol/jam C4H6O2 kmol/jam


Alur 27 (Ld) Total HCHO

: N27 27

:X

HCHO

27

N

= N26 - N28

= 23,3670 kmol/jam

= 0,0405 x 23,3670

= 0,9472 kmol/jam

: X27CH3OH N27

CH3OH

= 0,1188 x 23,3670

= 2,7750

kmol/jam H2O

: X27H2O

N27

= 0,8321 x 23,3670

=

19,4433

: X27C3H4O N27

= 0,0014 x 23,3670

=

0,0328

: X27 C4H6O2 N27

= 0,0072 x 23,3670

=

0,1687

kmol/jam C3H4O kmol/jam C4H6O2 kmol/jam

Tabel A.19 Neraca Massa Kondensor (E-333) Alur masuk

Alur keluar

Alur 26(Vd) Komponen

BM

HCHO

30

CH3OH

32

H2O

18

C3H4O

56

C4H6O2

86

Total

Alur 27(Ld)

F

N

(kg/jam)

(kmol/jam)

F (kg/jam)

Alur 28 (D)

N

F

N

(kmol/jam)

(kg/jam)

(kmol/jam)

52,4681

1,7489

28,4160

0,9472

24,0521

0,8017

163,9629

5,1238

88,8000

2,7750

75,1628

2,3488

646,2114

35,9006

349,9792

19,4433

296,2322

16,4573

3,3923

0,0606

1,8372

0,0328

1,5551

0,0278

26,7846

0,3114

14,5062

0,1687

12,2784

0,1428

892,8192

43,1454

483,5386

23,3670

409,2806

19,7785


A.7.2 REBOILER (E-332)


24

Vb(22) 34 E-332 D-330

Lb(21)

30

P-331

H2O C3H4O C4H6O2

32 33

Karena umpan merupakan zat cair jenuh (q=1) maka: Vd

=

Vb + (1-q)F

43,1454

=

Vb

Vb

=

43,1454 kmol/jam

Lb

=

Vb + B

Lb

=

43,1454 + 3,8665

Lb

=

47,0120 kmol/jam

(McCabe,1997)

Komposisi : HCHO

: X33HCHO

= XVbHCHO

= XLb HCHO

= 0,0000

CH3OH

: X33CH3OH

= XVb CH3OH

= XLbCH3OH

= 0,0000

H2O

: X33H2O

= XVb H2O

= XLb H2O

= 0,0635

C3H4O

: X33C3H4O

= XVbC3H4O

= XLb C3H4O

= 0,0015

C4H6O2

33

: X

C4H6O2

=

XVbC4H6O2

=

XLbC4H6O2

= 0,9350

Alur 21 (Lb) Total HCHO

: N32 : X32HCHO N32

= N32 + N34

= 47,0120 kmol/jam

= 0,0000 x 47,0120

= 0,0000 kmol/jam


CH3OH

: X32CH3OH N32

= 0,0000 x 47,0120

= 0,0000 kmol/jam

H2O

: X32H2O N32

= 0,0635 x 47,0120

= 2,9851 kmol/jam

= 0,0015 x 47,0120

= 0,0685 kmol/jam

32

32

C3H4O

: X

C4H6O2

: X32C4H6O2 N32 = 0,9350 x 47,0120

= 43,9583 kmol/jam

Total

: N34

= N32 – N33

= 43,1454 kmol/jam

HCHO

: X34HCHO N34

= 0,0000 x 43,1454

= 0,0000 kg/jam

CH3OH

: X34CH3OH N34 = 0,0000 x 43,1454

= 0,0000 kmol/jam

H2O

: X34H2O N34

= 0,0635 x 43,1454

= 2,7396 kmol/jam

C3H4O

: X34C3H4O N34

= 0,0015 x 43,1454

= 0,0629 kmol/jam

= 0,9350 x 43,1454

= 40,3429 kmol/jam

C3H4O

N

Alur 22 (Vb)

34

C4H6O2

: X

34

C4H6O2 N

Tabel A.20 Neraca Massa Reboiler (E-332) Alur masuk

Alur keluar

Alur 32 (Lb) Komponen

BM

F (kg/jam)

Alur 34 (Vb)

N (kmol/jam)

F (kg/jam)

Alur 33 (B) N

F

N

(kmol/jam)

(kg/jam)

(kmol/jam)

HCHO

30

-

-

-

-

-

-

CH3OH

32

-

-

-

-

-

-

H2O

18

53,7318

2,9851

49,3126

2,7396

4,4192

0,2455

C3H4O

56

3,8380

0,0685

3,5223

0,0629

0,3156

0,0056

C4H6O2

86

3780,4152

43,9583

3469,4934

40,3492

310,9218

3,6154

3837,9850

47,0119

3522,3283

43,1417

315,6566

3,8665

Total


A.8

Prilling Tower (TK-340) Fungsi : Membentuk partikel-partikel butinediol yang keluar dari Destilasi (D-330) dengan bantuan udara pendingin menjadi butiran butinediol. H2O C 3H4O C4H6O2

36

TK-350

37

H2O C 3H4O C4H6O2

Tabel A.21 Derajat kebebasan pada Prilling Tower (TK-340) Prilling Tower

6 N36H2O, N36C4H6OH, N37C3H4O , N37H2O , N37C4H6OH, N28C3H4O.

Jumlah variabel

Jumlah neraca TTSL

Keterangan

H2O , C4H6O2, C3H4O

3


X36H2O, X36C4H6OH, X36C3H4O ,

3


-

Ratio splitter

-

Ratio laju alir

-

Basis Jumlah

0


Asumsi : Efisiensi pembentukanbutiran terbentuk, artinya semua alur 36 akan membentuk butiran butinediol. Neraca massa total : F36 = F37 Tabel A.22 Neraca Massa Prilling Tower (TK-340)

Komponen

BM

Alur Masuk

Alur Keluar

Alur 36

Alur 37

N (Kmol/jam) H2O

18

C3H4O

56

C4H6O2

86

Total

F (Kg/jam)

N(Kmol/jam)

F (Kg/jam)

0,2455

4,4192

0,2455

4,4192

0,0056

0,3157

0,0056

0,3157

3,6154

310,9218

3,6154

310,9218

3,8665

315,6566

3,8665

315,6566


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis Perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan Operasi

: kJ/jam

Temperatur Referensi : 25 0 C = 298,15 K Kapasitas

: 2.500 Ton/tahun

Perhitungan neraca panas menggunakan rumus sebagai berikut: Perhitungan beban panas pada masing-masing alur masuk dan keluar. Q=H=

∫

T

Tref

n x Cp x dT

(Smith,Van Ness, 1996)

Data-data kapasitas panas, panas perubahan fasa dan panas reakdi komponen: Tabel B.1

Kapasitas Panas Gas Cpg T°K = a + bT + cT2 + dT3+eT4 [ J/mol K ]

Komponen

a (101)

b (10-2)

c (10-4)

d (10-8)

e (10-12)

C2H2 (Asetilen)

1,9400

1,1500

-1,2400

7,2400

-0,116

HCHO (Formaldehid)

3,4400

-2,980

1,5100

-1,2700

0,339

CH3OH (Metanol)

4,0000

-3,830

2,4500

-2,1700

0,559

H2O (Air)

3,4047

-0,965

0,3299

-0,2044

4,341

2,0600

0,2080

-1,1800

2,3900

2,7900

0,3040

-1,5400

1,4800

C3H4O (Propargil Alkohol) C4H6O (Butinediol)

0,190

0,834


Tabel B.2

Kapasitas Panas Cairan Cpl T°K = a + bT + cT2 + dT3 + [J/mol K]

Komponen

a (101)

b (10-1)

c (10-3)

d (10-6)

C2H2 (Asetilen)

2,0019

7,2300

-3,5700

7,6300

HCHO (Formaldehid)

4,4222

3,9900

-1,5400

3,0300

CH3OH (Metanol)

4,0152

3,1000

-1,0300

1,4600

H2O (Air)

1,8296

4,7211

-1,3388

1,3142

C3H4O (Propargil Alkohol)

9,1190

4,5800

-1,2700

1,7900

C4H6O (Butinediol)

4,0652

1,3400

-3,0600

2,8600

Tabel B.3 Kapasitas Panas Padatan Cps T°K = a + bT + [J/mol K] Komponen

a

b


4,0000

0,325

C4H6O (Butinediol)

6,0530

0,375

Tabel B.4 Kapasitas Panas udara Cpg T°K = a + bT [J/mol K] Komponen

a

b

Udara

3,355

0,575

Tabel B.5 Data Panas Perubahan Fasa Komponen (Reklaitis, 1983) Komponen

∆Hvl pada titik didihnya (J/mol)

C2H2 (Asetilen)

16842,3360

HCHO (Formaldehid)

23824,7707


CH3OH (Metanol)

38283,6774

H2O (Air)

42025,9467


42238,0621

C4H6O (Butinediol)

72943,8930

Tabel B.6 Data Panas Reaksi Komponen (Reklaitis, 1983) ∆Hof (J/mol)

Komponen C2H2 (Asetilen)

228,2

HCHO (Formaldehid)

-108,6

CH3OH (Metanol)

-200,9


42,2

C4H6O (Butinediol)

-155

Tabel B.7 Sifat fisika bahan baku Massa Relatif

Titik didih (K)

Suhu Kritis (K)

Tekanan Kritis (Bar)

C2H2 (Asetilen)

26

189,15

308,20

61,39

HCHO (Formaldehid)

30

254,05

408,00

65,86

CH3OH (Metanol)

32

337,85

512,58

80,96

H2O (Air)

18

373,15

647,30

221,09


56

386,75

580,00

65,30

C4H6O (Butinediol)

86

511,15

695,00

58,60

Komponen


Sumber : Reklaitis, 1983 dan Chemcad Database

Perhitungan Cpl (J/mol.K) dengan menggunakan metode Chueh dan Swanson, dimana kontribusi gugusnya adalah: Tabel B.8

Estimasi Kapasitas panas solid Tembaga Asetilid Rumus yang dipakai :

Ei

Komponen

n

C pS = ∑ N i ∆ Ei

= C-

2,18

Cu

26,92

i =1

Sumber : Perry, 1991 Nilai Kapasitas Panas padatan : Tembaga Asetilid (Cu2C2) Cps

= 2(2,18) + 2(26,92) = 58,2 J/mol.K

Beberapa persamaan yang digunakan untuk perhitungan neraca panas adalah sebagai berikut: Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) : Cp = a + bT + cT 2 + dT 3

Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi : T2

∫ CpdT = a (T

2

T1

− T1 ) +

b c 3 d 4 2 2 3 4 (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 = ∫ CpldT + ΔH Vl + ∫ Cp vdT

Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi : T

T

2 2 dQ = r Δ r (T) + N ∫ CpdTout − N ∫ CpdTout dt T1 T1


Perhitungan panas penguapan pada suhu tertentu digunakan persamaan : Hv = A (1 – T/Tc)n Dimana : Tc = suhu kritis masing-masing komponen (K) Hv = panas penguapan pada T (kJ/kmol) Hv1 = panas penguapan pada titik didihnya (kJ/kmol) Td = titik didih masing-masing komponen (K) n

= konstanta pemangkatan

Tabel B.9 Panas penguapan Komponen

Tc (K)

Hv1

Td (K)

A

n

HCHO (Formaldehid)

408,0000

23180,8063

254,0000

30,9600

0,2970

CH3OH (Metanol)

512,5800

35139,3945

337,8000

52,7232

0,3771


480,0000

51515,7717

388,1500

66,4980

0,4112

C4H6O (Butinediol)

501,1500

56596,2256

511,1500

71,8526

0,1792

(Yaws, C. L, 1998)


B.1

Heater (E-119) Pada Heater (E-119) asetilen cair yang berasal dari tangki penyimpanan (TK-

113) dipanaskan terlebih dahulu sebelum diumpankan kedalam reaktor (R-210) sebagai reaktan dari 30 0C hingga menjadi 120 0C. Superheated Steam T=250oC, P=15,35 atm 1 atm; 1200C

1 atm; 300C

3

Asetilen (C2H2)

4

Heater (E-119)

Asetilen (C2H2)

Kondensat T= 200oC, P=15,35 atm

Neraca panas masuk Heater (T= 300C)  Asetilen (C2H2)

∫

30

∫

30

25

25

Cp dT =

∫

303,15

298,15

Cpl dT

∫ [2,0019 + 7,23.10

303,15

Cp dT =

-1

]

T − 3,57.10 -3 T 2 + 7,63.10 −6 T 3 dT

298,15

  7,23.10 −1 × − + × (303,15 2 − 298,15 2 ) 2 , 0019 ( 303 , 15 298 , 15 )   2  =  7,63.10 −6  3,57.10 −3 3 3 4 4  (303,15 − 298,15 ) × (303,15 − 298,15 ) + − 3 4  = 611,8291 kJ/kmol Qin

= n.Cp.dT = 4,1757 kmol/jam . 611,8291 kJ/kmol = 2554,8219 kJ/jam


Neraca panas keluar Heater (T= 1200C)  Asetilen (C2H2) 120

∫

Cp dT =

25

∫

393,15

298,15

Cpl dT

∫ [2,0019 + 7,23.10

393,15

120

∫

Cp dT =

25

-1

]

T − 3,57.10 -3 T 2 + 7,63.10 −6 T 3 dT

298,15

  7,23.10 −1 × (393,15 2 − 298,15 2 ) 2,0019 × (393,15 − 298,15) +  2  = −6 7 , 63 . 10  3,57.10 −3  (393,15 4 − 298,15 4 ) × (393,15 3 − 298,15 3 ) + − 3 4  = 15408,3274 kJ/kmol Qout

= n.Cp.dT = 4,1757 Kmol/jam . 15408,3274 kJ/kmol = 64340,7304 kJ/jam

Panas yang dibutuhkan (Qs): Qs

= Qout - Qin = 64340,7304 kJ/jam - 2554,8219 kJ/jam = 61785,9085 kJ

Dari perhitungan diatas, hasil yang diperoleh dapat ditabulasikan sebagai berikut : Panas Masuk : 303,15  Panas masuk alur 3 = ∑ N 3senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 


Tabel B.10 Panas masuk alur 3 N3 (kmol/jam)

Komponen

298.15∫

303,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

C2H2

4,1757

611,8291

2554,8219

Total

4,1757

611,8291

2554,8219

Panas Keluar : 393,15  4 Panas keluar alur 4 = ∑ N senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 

Tabel B.11 Panas keluar alur 4 Komponen

N4 (kmol/jam)

298.15∫

393,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

C2H2

4,1757

15408,3274

64340,7304

Total

4,1757

15408,3274

64340,7304

Superheated steam pada 15,35 atm (1554,9 kPa), 2500C: H(2500C) = 2921,5 kJ/kg


Saturated steam pada 15,35 atm (1554,9 kPa), 2000C, Hv(2000C) = 2790,9 kJ/kg


Hl(2000C) = 852,4 kJ/kg


Hvl

=[ H(250oC) – Hv(200oC)]-[ Hv(200oC) – Hl(200oC)

Hvl

= 2069,1 KJ/Kg

Massa steam yang diperlukan: m=

61785,9085 kJ/jam Q = Hvl 2069,1 kJ/kg

= 29,8612 kg/Jam


B.2

Heater (E-118) Pada Heater (E-118) Katalis Cu2C2 yang berasal dari tangki penyimpanan

(TK-112) dan campuran formaldehid (formaldehid, metanol dan air) dari tangki penyimpanan (TK-111) dipanaskan terlebih dahulu sebelum diumpankan kedalam reaktor (R-210) sebagai reaktan dari 30 0C hingga menjadi 120 0C.

Superheated Steam T=250oC, P=15,35 atm 1 atm; 1200C

1 atm; 300C Formaldehid (HCHO) Metanol (CH3OH) Air (H2O) Katalis (Cu2C2)

11

12

Heater (E-118)

Formaldehid (HCHO) Metanol (CH3OH) Air (H2O) Katalis (C2Cu2)

Kondensat T=200oC, P=15,35 atm

\ Panas Masuk : 303,15  Panas masuk alur 11 fasa padat = ∑ N 11 senyawa  ∫ Cps dT   298.15 

Tabel B.12 Panas masuk alur 11 Komponen

N11 (kmol/jam)

298.15∫

303,15

cps dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

Cu2C2

0,4148

291,0000

120,7068

Total

0,4148

291,0000

120,7068

303,15  Panas masuk alur 11 fasa cair = ∑ N 11 senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 



N11 (kmol/jam)

298.15∫

303,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

HCHO

8,3514

538,3035

4495,5879

CH3OH

2,3488

400,7148

941,1990

H2O

16,7029

374,7055

6258,6682

Total

27,4031

1313,7238

11695,1618

Panas Keluar : 393,15  Panas keluar alur 12 = ∑ N 12 senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 


N12 (kmol/jam)

298.15∫

393,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

Cu2C2

0,4148

5529,0000

2293,4292

HCHO

8,3514

11871,5741

99144,2637

CH3OH

2,3488

8090,2485

19002,3758

H2O

16,7029

7203,4531

120318,4292

Total

27,8197

32694,2757

240758,6249

Qtotal

= Qout - Qin = 240758,6249 – (11695,4550+120,7068) = 228942,4630 kJ/jam





Hl(2000C) = 852,4 kJ/kg



Hvl


Hvl

= 2069,1 KJ/Kg

Massa steam yang diperlukan: m=

228942,4630 kJ/jam Q = Hvl 2069,1 kJ/kg

= 110,6483 kg/Jam

B.3

Reaktor (R-210) Fungsi : Mereaksikan gas asetilen dengan slurry (larutan formaldehid dan tembaga asetaldehid) untuk memproduksi butinediol.

P = 5 atm P = 5 atm

T = 1200C

Air Pendingin

4

12

T = 1200C C2H2 0

(28 C)

HCHO CH3OH H2O Cu2C2

Air Pendingin (280C) R-210

13

Air Pendingin bekas

C2H2 HCHO CH3OH H2O Cu2C2 C3H4O C4H6O2

P = 5 atm T = 1200C

(550C)

Reaktor yang digunakan adalah reaktor Tangki Berpengaduk (Hort, eugene v, 1977). Pada P = 5 atm dan T = 1200C, fasa HCHO (Formaldehid), C2H2 (Asetilen), CH3OH (Metanol) dan H2O (Air) adalah cair (liquid)

Panas Masuk :


393,15  4 Panas masuk alur 4 = ∑ N senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 

Tabel B.15 Panas masuk alur 4 298.15∫

N4 (kmol/jam)

Komponen

393,15

cpl dT (kJ/kmol)

Q (kJ/jam)

C2H2

4,1757

15408,3000

64340,7304

Total

4,1757

15408,3000

64340,7304

Panas masuk alur 12 = ∑ N

12 senyawa

393,15   ∫ Cpl dT   298.15 


N12 (kmol/jam)

298.15∫

393,15

cpl dT (kJ/kmol)

Q (kJ/jam)

Cu2C2

0,4148

5529,0000

2293,4292

HCHO

8,3514

11871,5741

99144,2637

CH3OH

2,3488

8090,2485

19002,3757

H2O

16,7029

7203,4531

120318,5561

Total

27,8179

32694,2757

240758,6249

Total panas masuk (Qin)

= panas masuk alur 4 + panas masuk alur 12 = 305099,3552 kJ/jam

Panas Keluar : Panas keluar alur 13 = ∑ N

13 senyawa

393,15   ∫ Cpl dT   298.15 


Tabel B.17 Panas keluar alur 13 N13 (kmol/jam)

Komponen

298.15∫

393,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

C2H2

0,3842

15408,3274

5919,8794

HCHO

0,8017

11871,5741

9517,4409

CH3OH

2,3488

8090,2485

19002,3758

16,7029

7203,4531

120318,5561

C3H4O

0,0334

16410,0784

548,0966

C4H6O2

3,7581

24343,9146

91486,8656

Cu2C2

0,4148

5529,0000

2293,4292

Total

24,4439

88856,5961

249086,6436

H2O

Panas Reaksi Reaksi 1 : 2HCHO + C2H2 C4H6O2 N HCHO × X HCHO 8,3514 × (0,9) r1 = = = 3,7581 kmol/jam σ 2

Panas reaksi pada keadaan standar reaksi 1: ∆Hor1,298,15K

= [∆Hof C4H6O2 – (2 ∆Hof HCHO + ∆Hof C2H2) ] = [(-155)-(2x(-108,6)+228,2)] = -166 J/mol

Panas reaksi 1 pada 1200C (393,15oK): 298,15

∆Hr1 (1200 C ) =

∫ Cp

393,15

298,15 (l ) C 2 H 2

dT +

∫ Cp

393,15

393,15

dT + ∆H r 298,15 K + 0

( l ) HCHO

∫ Cp

(l )C 4 H 6O 2

dT

298,15

= [(-15408,3274) + (-11871,5641) + (-166) + 24343,9146] = - 3101,9868 kJ/kmol


Reaksi 2 :

r2 =

HCHO + C2H2

N formal × X formal σ

=

C3H4O

0,8017 kmol × (0,04) = 0,0321 kmol/jam 1

Panas reaksi pada keadaan standar reaksi 2: ∆Hor2,298,15K o = [Hof C3H4O – ( ∆Hof CH2O + ∆Hof C2H2)] = [(-42,2)-(-108,6 + 228,2)] = -77,4 kJ/kmol Panas reaksi 2 pada 1200C (393,15oK): 298,15

ΔHr2 (120 0 C) =

∫ Cp

393,15

298,15 (l) C2H2

393,15

dT +

∫ Cp

dT + ΔH r 298,15K + 0

(l) HCHO

∫ Cp

(l) C3H4O

dT

298,15

393,15

= [-15408,3274 + (-94621,0457) +(-77,4) + 16410,0784] = -10947,2230 kJ/kmol Panas reaksi total (∆Hr tot) : ∆Hr tot

= (r1x ∆Hr1,120C) + (r2x ∆Hr2,120C) = (3,7581 x - 3101,9868) + (0,0321 x -10947,2230) = -12008,9824 kJ/jam

Maka, selisih panas adalah : T

T

2 2 dQ = ΔH r tot + N ∫ CpdTout − N ∫ CpdTin dt T1 T1

dQ = (-14428,0861 ) + (249086,6436) + (305099,3552) dt dQ = dt

- 68021,6940 kJ/jam


Tanda Q negatif, berarti sistem melepas panas sebesar 68021,6940 kJ/jam, Maka untuk menyerap panas ini digunakan air pendingin, Data air pendingin yang digunakan: T masuk

= 28oC  H = 117,43 KJ/Kg

(Geankoplis, 2003)

T keluar

= 55oC  H = 230,23 KJ/Kg

(Geankoplis, 2003)

Air pendingin yang diperlukan adalah :

m=

H Air pendingin

dQ/dt. (28 C ) - H air pendingin (55 0 C) 0

- 68021,6940 kJ/jam (117,43 - 230,23) kJ/kg = 624,4752 kg/jam =

B.4

Cooler (E-211) Pada Cooler (E-211), hasil keluaran reaktor (R-210) didinginkan terlebih

dahulu sebelum diumpankan kedalam knock out drum (F-310) untuk memisahkan gas yang terdapat dalam hasil keluaran reakor (R-210) setelah terjadi penurunan tekanan.

Air Pendingin 28oC C2H2 HCHO CH3OH H20 C3H4O C4H6O2 Cu2C2

1 atm; 1200C

13

1 atm; 400C Cooler (E-221)

14

C2H2 HCHO CH3OH H20 C3H4O C4H6O2 Cu2C2

Air Pendingin bekas 55oC

Panas Masuk : 393,15  Panas masuk alur 13 = ∑ N 13 senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 



298,15∫

N13 (kmol/jam)

393,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

C2H2

0,3842

15408,3274

5919,8794

HCHO

0,8017

11871,5741

9517,4409

CH3OH

2,3488

8090,2485

19002,3758

16,7029

7203,4531

120318,5561

C3H4O

0,0334

16410,0784

548,0966

C4H6O2

3,7581

24343,9146

91486,8656

Cu2C2

0,4148

5529,0000

2293,4292

Total

24,4439

88856,5961

249086,6436

H2O


14 senyawa

313,15   ∫ Cpg dT   298.15 


N14 (kmol/jam)

298,15∫

313,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

HCHO

0,8017

1637,9950

1313,1806

CH3OH

2,3488

1208,8969

2839,4571

H2O

16,7029

1125,7906

18803,9680

C3H4O

0,0334

2461,7694

82,2231

C4H6O2

3,7581

3689,1492

13864,1917

Cu2C2

0,4148

873,0000

362,1204

24,0597

10996,6012

41324,3326

Total

Panas keluar alur 14 := ∑ N

14 senyawa

313,15   TD  14  ∫ Cpl dT  + Hvl + ∑ N senyawa  ∫ Cpg dT  298.15   TD 


Tabel B.20 Panas keluar alur 14 N14 (kmol/jam)

Komp

298,15∫

TD

cpl dT Hvl

TD∫

313,15

cpg dT

Qout (kJ/jam)

C2H2

0,3842

-10549,5648

16842,3360

4272,5377

4059,1917

Total

0,3842

-10549,5648

16842,3360

4272,5377

4059,1917

Q total = Qout - Qin

= ((37265,1409 + 4059,1917) – 249086,6436 ) kJ/jam

= -207762,3110 kJ/jam

Data air pendingin yang digunakan: T masuk

= 28oC  H = 117,43 KJ/Kg

(Geankoplis, 2003)

T keluar

= 55oC  H = 230,23 KJ/Kg

(Geankoplis, 2003)

Air pendingin yang diperlukan adalah :

m=

Q total H Air pendingin (28 0 C ) - H air pendingin (55 0 C)

- 207762,3110 kJ/jam (117,43 - 230,23) kJ/kg = 1841,8645 kg/jam =


B.5

Heater (E-323) Superheated Steam T=250oC, P=15,35 atm 2 atm; 122,380C

2 atm; 400C

CH2O CH3OH H2O C3H4O C4H6O2

23

24

Heater (E-323)

CH2O CH3OH CH2O C3H4O C4H6O2


Panas Masuk : Panas masuk alur 23 = ∑ N

23 senyawa

313,15   ∫ Cpl dT   298.15 


N23 (kmol/jam)

298,15∫

313,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

HCHO

0,8017

1637,9950

1313,1806

CH3OH

2,3488

1208,8969

2839,4571

16,7029

1125,7906

18803,9680

C3H4O

0,0334

2461,7694

82,2231

C4H6O2

3,7581

3689,1492

13864,1917

Total

23,6449

10123,6012

36903,0205

H2O

Panas Keluar : Panas keluar alur 24  TD 24 = ∑ N senyawa  ∫ Cpl dT  298.15

395,53   24 + + Hvl N  ∑ senyawa  ∫ Cpl dT    TD 


Tabel B.22 Panas keluar alur 24 Komp

N24 (kmol/jam)

298,15∫

TD

cpl dT

298,15∫

Hvl

395,53

Qout (kJ/jam)

cpg dT

HCHO

0,8017

-5249,1468

23824,7707

5489,8790

19293,3137

CH3OH

2,3488

2566,4196

38283,6774

4607,5209

106770,8529

16,7029

7265,3211

42025,9467

53,9060

824207,5034

C3H4O

0,0334

23771,5722

-

-

793,9705

C4H6O2

3,7581

68453,2261

-

-

257254,0689

Total

23,6449

96807,3922

104134,3948

10151,3059

1208319,7094

H2O


= (1208319,7094 – 36903,0205) kJ/jam

= 1171416,6889 kJ/jam





Hl(2000C) = 852,4 kJ/kg


Hvl


Hvl

= 2069,1 KJ/Kg

Massa steam yang diperlukan:

m=

Q total 1171416,6889 kJ/jam = Hvl 2069,1 kJ/kg = 566,1479 kg/jam


B.6

Unit Destilasi (D-330) Fungsi: Untuk memisahkan butinediol dengan larutan formaldehid, air, metanol,propagil alkohol berdasarkan perbedaan titik didih.

26

25

HCHO

E-333 TK-334

HCHO

CH3O

24

H2O

CH3O 28

27

P-335

H2O

C 3H4O C4H6O2

C 3H4O

22 E-332 D-330 31

P-331

H2O

32 33

P-106

C 3H4O

C4H6O2

Menghitung panas yang dibawa masing – masing alur:

Tabel B.23 Panas yang dibawa input feed (QF) pada T = 395,53 K

Komponen

Q (kJ/Jam)

n (mol)

HCHO

0,8017

12225,2150

9800,9549

CH3OH

2,3488

8309,3679

19517,0433

16,7029

7386,4201

123374,6363

C3H4O

3,7581

16850,0845

63324,3026

C4H6O2

0,0334

24983,3313

834,4433

-

-

216851,3803

H2O

Total


Tabel B.24 destilat keluar kondensor (QD) pada T = 392,68 K

Komponen

Q (kJ/jam)

n (mol)

HCHO

0,8017

11653,4125

9342,5408

CH3OH

2,3488

7954,4996

18683,5287

16,4573

7089,7580

116678,2743

C3H4O

0,0278

16137,3017

448,6170

C4H6O2

0,1428

23947,0431

3419,6377

-

-

148572,5985

H2O

Total

Tabel B.25 Panas refluks keluar kondensor (QLo) pada T = 392,68 K

Komponen

Q (kJ/jam)

n (mol)

HCHO

0,9472

11653,4125

11038,1123

CH3OH

2,775

7954,4995

22073,7364

19,4433

7089,7579

137848,2917

C3H4O

0,0328

16137,3016

529,3035

C4H6O2

0,1687

23947,0431

4039,8662

-

-

175529,3091

H2O

Total


Tabel B.26 Panas yang dibawa uap masuk kondensor (QV) pada T = 395,53 K Komponen

n (kmol)

n.Hvap (kJ/jam)

Hvap (406,061 K)

Q (kJ/jam)

HCHO

1,7489

10987,7108

19216,4074

20380,6531

CH3OH

5,1238

30208,8019

154783,8596

40757,2650

46062,5000 1653671,3875

254526,5661

H2O

35,9006

C3H4O

0,0606

41517,9269

2515,8652

977,9204

C4H6O2

0,3114

55030,4295

17136,4758

7457,1092

-

-

Total

2171423,5094

Tabel B.27 Panas hasil bawah (QW) pada T = 461,675 K

Komponen

Q (kJ/jam)

n (mol)

HCHO

-

23640,9353

-

CH3OH

-

14885,2175

-

H2O

0,2455

12566,7068

3085,1265

C3H4O

0,0056

29845,1858

167,1331

C4H6O2

3,6154

727347,7883

2629653,1940

-

-

2632905,4536

Total


B.6.1 Kondensor (E-333)

HCHO (g) CH3OH (g) Air (g)

122,38 C alur 25 Air pendingin 28 C 25

C H O( )

26

Air pendingin bekas 55 C

119,53 C alur 26

HCHO (l) CH3OH (l) Air (l)

Neraca Panas di kondensor : Qinput = Qoutput QV

= QLo + QD + QC

QC

= 2171423,5094 – 175529,3101 – 148572,5985 = 1847321,6008 kJ/jam

 Jumlah air pendingin yang dibutuhkan Sebagai pendingin digunakan air yang masuk pada suhu 28°C dan keluar pada suhu 55°C, maka : Data air pendingin yang digunakan: T masuk = 280C → H = 117,43 kl/kg T keluar = 550C → H = 230,23 kJ/kg


Kebutuhan air pendingin di kondensor = 16828,4852 kg/jam

B.6.2 Reboiler (E-332) Superheated Steam T=250oC, P=15,35 atm

2 atm; 122,380C

2 atm; 188,5250C 34

H2O C3H4O C4H602

32

Reboiler (E-332)

33

2 atm; 188,5250C

H2O C3H4O C4H602 H2O C3H4O C4H602


Neraca panas di reboiler Qinput

= Qoutput

QF + QR = QD + QW + QC QR

= 148572,5985 + 2632905,4536+ 1847321,6008 – 216851,3803 = 4411948,2726 kJ/jam

Jumlah steam yang dibutuhkan Sebagai pemanas digunakan superheated steam pada suhu 250 0C, λ = 2061, kJ/kmol, maka : Superheated steam pada 15,35 atm (1554,9 kPa), 2500C: H(2500C) = 2921,5 kJ/kg




Hl(2000C) = 852,4 kJ/kg



Hvl


Hvl

= 2069,1 KJ/Kg

Massa steam yang diperlukan:

m=

Q total 4411948,2726 kJ/jam = Hvl 2069,1 kJ/kg

= 2132,8322 kg/jam Kebutuhan steam di reboiler = 2132,8322 kg/jam

B.7

Cooler (E-337)

Air Pendingin 0 (28 C)

HCHO (l) CH3OH (l)

HCHO (l) 29 0

Cooler

30 0

119,53 C

30 C

Air (l) C3H4O (l) C4H6O2 (l)

CH3OH (l) Air (l)

Air Pendingin bekas 0 (55 C)

Panas Masuk : 391,15  29 Panas masuk alur 29 = ∑ N senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 



298,15∫

N29 (kmol/jam)

391,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

HCHO

0,8017

11577,0693

9281,3365

CH3OH

2,3488

7906,8958

18571,7169

16,4573

7049,8258

116021,0980

C3H4O

0,0278

16041,6130

445,9568

C4H6O2

0,1428

23807,7376

3399,7449

Total

19,7784

66383,1416

147719,8532

H2O


30 senyawa

303,15   ∫ Cpl dT   298.15 


N30 (kmol/jam)

298,15∫

303,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

HCHO

0,8017

538,30350

431,5579

CH3OH

2,3488

400,71482

941,1989

16,4573

374,70548

6166,6405

C3H4O

0,0278

815,93993

22,6831

C4H6O2

0,1428

1222,8989

174,6300

Total

19,7784

3352,56268

7736,7105

H2O


= (7736,7105 – 147719,8532) kJ/jam

= - 139983,1426 kJ/jam Data air pendingin yang digunakan:


T masuk

= 28oC  H = 117,43 KJ/Kg

(Geankoplis, 2003)

T keluar

= 55oC  H = 230,23 KJ/Kg

(Geankoplis, 2003)

Air pendingin yang diperlukan adalah : m=

Q total 0

H Air pendingin (28 C ) - H air pendingin (55 0 C)

- 139983,1426 kJ/jam (117,43 - 230,23) kJ/kg = 1240,9853 kg/jam =

B.8

Cooler (E-341) Air Pendingin (280C) H2O (l)

35

Cooler

360

0

188,525 C

54 C

H2O (l) C3H4O (l)

Air Pendingin bekas 0 (55 C)


35 senyawa

 461,675   ∫ Cpl dT   298.15 


N35 (kmol/jam)

298,15∫

461,675

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

H2O

0,2455

12566,7068

3085,1265

C3H4O

0,0056

29845,1858

167,1330

C4H6O2

3,6154

43397,8394

156900,5485

Total

3,8665

85809,7320

160152,8080


Panas Keluar: 327,15  Panas keluar alur 36 = ∑ N 36 senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 


N36 (kmol/jam)

298,15∫

327,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

H2O

0,2455

2180,6865

535,3585

C3H4O

0,0056

4798,4867

26,8715

C4H6O2

3,6154

7186,4411

25981,8592

Total

3,8665

14165,6143

26544,0892


= (26544,0892 – 160152,8080) kJ/jam

= -133608,7188 kJ/jam Data air pendingin yang digunakan: T masuk

= 28oC  H = 117,43 KJ/Kg (Geankoplis, 2003)

T keluar

= 55oC  H = 230,23 KJ/Kg (Geankoplis, 2003)

Air pendingin yang diperlukan adalah : m=

Q total H Air pendingin (28 0 C ) - H air pendingin (55 0 C)

- 133608,7188 kJ/jam (117,43 - 230,23) kJ/kg = 1184,4745 kg/jam =

B.8

Prilling Tower (TK-340) Fungsi : Membentuk partikel-partikel butimediol yang keluar dari cooler (E341).


36

H2O C3H4O C4H6O2

54 C 1 atm

38

TK-340

34,71 C 1 atm Udara

30 C 1 atm

Udara 30 C 1 atm

40

37 30 C 1 atm

H2O C3H4O C4H6O2


36 senyawa

327,15   ∫ Cpl dT   298.15 


298,15∫

N36 (kmol/jam)

327,15

cpl dT (kJ/kmol)

Qin (kJ/jam)

H2O

0,2455

2180,6865

535,3585

C3H4O

0,0056

4798,4867

26,8715

C4H6O2

3,6154

7186,4411

25981,8592

Total

3,8665

14165,6143

26544,0892

Panas masuk udara Asumsi suhu udara masuk 30 oC (303,15 K) dan massa udara (F= 1000 kg/jam) BM rata-rata udara = (79% x BM N2) + (21% x BM O2) = (0,79 x 28) + (0,21 x 32) = 28,84 kg/kmol Nudara

= F/ BM rata-rata udara = 1000 / 28,84 = 34,6741 kmol/jam

Panas masuk udara = ∑ N

udara masuk senyawa

 298,15   ∫ Cpg dT   273.15 

Tabel B.33 Panas masuk udara Prilling Tower (TK-402)


Komponen

N38udara masuk (kmol/jam)

Udara

298,15∫

303,15

cpg dT (kJ/kmol) 8,8114 x102

34,6741

Total panas masuk

Qin (kJ/jam) 30552,8346

= panas masuk alur 36 + panas masuk udara = 26544,0892 + 30552,8346 kJ/jam = 57096,9238 kJ/jam

Panas Keluar: 303,15  Panas keluar alur 37 = ∑ N 37 senyawa  ∫ Cpl dT   298.15 


N37 (kmol/jam)

298,15∫

303,15

cps dT (kJ/kmol)

Qout (kJ/jam)

H2O

0,2455

374,7055

91,9902

C3H4O

0,0056

518,1899

2,9019

C4H6O2

3,6154

583,4782

2109,5072

Total

3,8665

1476,3736

2204,3993

Perhitungan suhu keluar udara pendingin Panas Keluar

Panas keluar alur 38

303,15 = ∑ N 38 senyawa  ∫ Cps dT  298,15

  = 2204,3993 kJ/jam 

Panas keluar udara

 T  udara = ∑ N senyawa  ∫ Cpg dT  298.15 

Jika diasumsikan Priling Tower bersifat adiabatic maka, panas masuk = panas keluar


T2 303,15  T  dQ = N ∫ CpdTout + N udara  ∫ Cpg dT  − Σ N ∫ CpdTin = 0 dt 298,15 T1  298.15 

T2

Σ N ∫ CpdTin = N T1

  T CpdT N + out udara  ∫ Cpg dT  ∫ 298,15  298.15 

303,15

57096,9238 kJ/jam

  T = 2645.2852 + N udara  ∫ Cpg dT   298.15 

 T  N udara  ∫ Cpg dT  298.15 

= 54892,5241 kJ/jam

Dengan cara trial dan error diperoleh suhu udara keluar sebesar 33,9260 0C Hasil perhitungan udara keluar: 307,855  udara keluar Panas keluar udara keluar = ∑ N senyawa  ∫ Cpg dT   298.15 

Tabel B.35 Panas keluar udara Prilling Tower (TK-340) Komponen Udara

Nudara keluar (kmol/jam)

298,15∫

307,855

cpg dT (kJ/kmol)

34,6741

1583,1003

Qout (kJ/jam) 54892,52416

Tabel B.36 Neraca panas di Prilling tower (TK-340) Komponen

Qmasuk (kJ/jam)

Qkeluar (kJ/jam)

Umpan

26544,0892

-

Udara masuk

30552,8346

-

Produk

-

2152,9660

Udara keluar

-

54892,52416

57096,9238

≈57096,9238

Total


LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

C.1

Tangki Penyimpanan Larutan Formaldehid (TK – 111) Fungsi

: Menyimpan larutan formaldehid untuk kebutuhan 10 hari.

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA – 285 Grade C Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

:

Tekanan

= 1 atm = 101,325 kPa

Temperatur

= 300C = 303,15 0K

Laju alir massa

= 626,3570 kg/jam

Kebutuhan perancangan = 10 hari Faktor kelonggaran

= 20%

Perhitungan:


Tabel C.1 Data pada Alur 9 F

Fraksi Berat

Komponen (kg/jam)

ρ (kg/m3)

ρcampuran (kg/m3)

HCHO

250,5428

0,3999 377,0000

150,7935

CH3OH

75,1628

0,1200 787,0000

94,4426

H2O

300,6514

0,4801 995,6800

477,9402

Total

626,3570

1,0000

723,1764

-

Rumus densitas campuran, ρcampuran : ρcampuran

= ∑%berati.ρi

(Reid, et all., 1977)

a. Volume tangki

Volumen larutan,Vl =

626,3570 kg / jam × 10 hari × 24 jam / hari = 723,1764 kg/m 3

Vl = 207,8672 m3 Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 207,8672 m3 = 249,4352 m3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : • Tinggi shell : diameter (Hs : D = 5 : 4) • Tinggi head : diameter (Hh : D = 1 : 4) -

-

Volume shell tangki ( Vs) Vs

=

1 π Di2 H 4

Vs

=

5 πD 3 16

Volume tutup tangki (Vh)


Vh = -

π 3 D 12

(Walas,1988)

Volume tangki (V) V

= Vs + Vh 19 πD 3 48

249,4352 m3 = Di

= 5,8547 m

Hs

= 7,3184 m

c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup

= diameter tangki

Hh

=

Ht (Tinggi tangki)

= Hs + Hh

= 5,8547 m

 Hh  1  × D =   × 5,80547 = 1,4637 m  D  4 = 8,7821 m

d. Tebal shell tangki

Tinggi cairan dalam tangki = PHidrostatik

2037,8672 m 3 x 7,3184 m = 6,0987 m 249,4352 m 3

=ρxgxl = 723,1764 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 6,0987 m = 43,2219 kPa

Faktor kelonggaran

= 20 %

Pdesign

= (1,2) (43,2219 + 101,325)= 173,4563 kPa

Joint efficiency (E)

= 0,8

Allowable stress (S)

= 13700 psia = 94459,21 kPa

Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Peters, et.al., 2004) (Peters, et.al., 2004)

(Perry&Green,1999)


Tebal shell tangki:

PD + n.C 2SE − 1,2P (173,4563 kPa) (5,8547 m ) = + 10x0,0032m 2(94458,2 kPa)(0,8) − 1,2(173,4563 kPa) = 0,0785 m = 3,0915 in

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 3 1/10 in

(Brownel & Young,1959)

e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan = 3 1/10 in

C.2

Gudang Penyimpanan Cu2C2 (TK–112)

Fungsi

: Tempat penyimpanan tembaga asetilid selama 30 hari

Bentuk

: Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi

: Beton

Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0C Tekanan Cu2C2

= 1 atm

= 62,6357 kg/jam = 62,6357 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari = 45097,7040 kg

Asumsi 1 sak = 25 kg Jumlah kemasan sak plastik =

45097,7040 kg = 1803,9082 sak = 1804 sak 25 kg

Cu2C2 dibeli dalam kemasan karung plastik @ 25 kg dengan massa jenis 4620 kg/m3 dan faktor kelonggaran volume 10% maka :


25 kg = 0,0060 m3 4620 kg/m3

Volume kemasan Cu2C2 = (1+10%) x

Volume total Cu2C2

= 1803,9082 x 0,0060 = 10,7375 m3

Faktor kelonggaran

= 20 % ruang kosong + 20% jalan dalam gudang

Volume

= (1+20%+20%) × 10,7375 m3 = 15,0326 m3

Tinggi susunan kemasan dirancang 2 meter dan gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) ; tinggi (t) = p×l×t

Volume (V)

= l× l×2 = 2l2

Lebar gudang (l)

=

2

V = 2

2

15,0326 2

= 2,7416 m Faktor kelonggaran tinggi gudang ialah 50% dari tinggi susunan kemasan, maka: Tinggi gudang = (1+0,5%) x 2 m = 3 meter C.3

Tangki Penyimpanan Asetilen (TK – 113) Fungsi

: Menyimpan Asetilen untuk kebutuhan 10 hari.




: 1 unit


Kondisi operasi

:

Tekanan

= 5 atm = 506,6250 kPa

Temperatur

= 300C = 303,15 0K

Laju alir massa

= 98,6301 kg/jam

ρAsetilen

= 337 kg/m3

Kebutuhan perancangan = 10 hari Faktor kelonggaran

= 20%

Perhitungan: a. Volume tangki

Volume larutan,Vl =

98,6301 kg / jam × 10 hari × 24 jam / hari = 70,2410 m3 337 kg/m3

Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 70,2410 m3 = 84,2892 m3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : • Tinggi shell : diameter (Hs : D = 5 : 4) • Tinggi head : diameter (Hh : D = 1 : 4) -

-


=

1 π Di2 H 4

Vs

=

5 πD 3 16

Volume tutup tangki (Vh) Vh =

π 3 D 12

(Walas,1988)


-

Volume tangki (V) V

= Vs + 2Vh

84,2892 m3

23 3 πD 48

=

Di

= 3,8264 m

Hs

= 4,7829 m


= diameter tangki

Hh

=

= 0,9566 m

Ht (Tinggi tangki)

= Hs + 2.Hh

= 5,7395 m

 Hh  1  × D =   × 3,8264  D  4

= 3,8264 m

d. Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki = PHidrostatik

70,2410 m 3 x 4,7829 m = 3,9858 m 84,2892 m 3

=ρxgxl = 337 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3,9858 m = 13,1635 kPa

Faktor kelonggaran

= 20 %

Pdesign

= (1,2) (13,1635 + 506,6250)= 623,7462 kPa


= 0,8

(Peters, et.al., 2004)

Allowable stress (S) = 150.000 psia = 1034214 kPa Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 0,125 in = 0,0032


(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:


PD + 0,125 2SE − 1,2P (623,7462 kPa) (3,8264 m) = + 10 × 0,0032 2(1034214kPa)(0,8) − 1,2(623,7462 kPa) = 0,0416 m = 1,6396 in

t=



e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan = 1 3/4 in

C.4

Tangki Penyimpanan Bagian Atas Destilasi (TK – 338) Fungsi

: Menyimpan larutan formaldehid, metanol, air, propargil alkohol dan butinediol untuk kebutuhan 10 hari.




: 1 unit

Kondisi operasi

:

Tekanan

= 1 atm = 101,325 kPa

Temperatur

= 300C = 303,15 0K

Laju alir massa

= 409,9359 kg/jam

Kebutuhan perancangan

= 10 hari

Faktor kelonggaran

= 20%

Perhitungan:


Tabel C.2 Data pada Alur 29 F Komponen (kg/jam)

Fraksi Berat

ρ (kg/m3)

ρcampuran (kg/m3)

HCHO

24,0521

0,0587

377,0000

22,1550

CH3OH

75,1628

0,1836

787,0000

144,5295

H2O

296,2322

0,7237

995,6800

720,6608

C3H4O

1,5551

0,0038

945,0000

3,5906

Butinediol

12,2784

0,0121

1200,0000

35,9999

Total

409,2806

1,0000

926,9359

a. Volume tangki

Volume larutan,Vl =

409,2806 kg / jam × 10 hari × 24 jam/hari = 105,9699 m3 3 926,9359 kg/m

Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 105,9699 m3 = 127,1639 m3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : • Tinggi shell : diameter (Hs : D = 5 : 4) • Tinggi head : diameter (Hh : D = 1 : 4) -

-


=

1 2 π Di H 4

Vs

=

5 πD 3 16

Volume tutup tangki (Vh) Vh =

-

π 3 D 12

(Walas,1988)

Volume tangki (V)


V

= Vs + Vh 19 πD 3 48

127,1639 m3 = Di

= 4,6771 m

Hs

= 5,8463 m


= diameter tangki

= 4,6771 m

Hh

=

= 1,1693 m

Ht (Tinggi tangki)

= Hs + Hh

= 7,0156 m

 Hh  1  × D =   × 4,6771  D  4


105,9699 m 3 Tinggi cairan dalam tangki = x 5,8463 m = 4,8719 m 127,1639 m 3 PHidrostatik


Faktor kelonggaran

= 20 %

Pdesign

= (1,2) (44,2566 + 101,325)= 174,6980 kPa


= 0,8


= 13700 psia = 94458,21 kPa

Faktor korosi

= 0,125 in = 0,0032



Tebal shell tangki:

PD + n.C 2SE − 1,2P (174,6980 kPa) (4,6771 m) = + 10 x 0,0032 2(94458,21 kPa)(0,8) − 1,2((174,6980 kPa) = 0,0649 m = 2,7317 in

t=



e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan = 2 4/5 in.

C.6 Gudang Penyimpanan Butinediol (TK–354) Fungsi

: Tempat penyimpanan butinediol selama 10 hari.

Bentuk

: Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi

: Beton

Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0C Tekanan

= 1 atm

Tabel C.3 Data pada Alur 37 F Komponen (kg/jam)

Fraksi Berat

ρ (kg/m3)

ρcampuran (kg/m3)

H2O

4,4192

0,0140

995,6800

13,9395

C3H4O

0,3156

0,0010

945,0000

0,9448

C4H6O2

310,9218

0,9850

1200,0000

1182,0002

Total

315,6566

1

1196,8845


C4H6O2

= 315,6566 kg/jam = 315,6566 kg/jam × 24 jam/hari × 10 hari = 75757,5840 kg

Jumlah kemasan sak plastik =

75757,5840 kg = 3030,3033 sak = 3030 sak 25 kg

C4H6O2 dijual dalam kemasan karung plastik @ 25 kg dengan massa jenis 1200 kg/m3 dan faktor kelonggaran volume 10% maka :

25 kg = 0,0229 m3 3030,3033 kg/m3

Volume kemasan C4H6O2

= (1+10%) x

Volume total C4H6O2

= 3030,3033 x 0,0229 = 64,4444 m3

Faktor kelonggaran

= 20 % ruang kosong + 20% jalan dalam gudang

Volume

= (1+20%+20%) × 64,4444 m3 = 97,2222 m3

Tinggi susunan kemasan dirancang 2 meter dan gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) ; tinggi (t) Volume (V)

= p×l×t = l× l×2 = 2l2

Lebar gudang (l)

=

2

V = 2

2

97,2222 2

= 6,9721 m Faktor kelonggaran tinggi gudang ialah 50% dari tinggi susunan kemasan, maka:


Tinggi gudang = (1+0,5%) x 2 m = 3 meter C.6

Tangki Pencampur (M – 110) Fungsi

: Mencampur larutan formaldehid, metanol, air dan katalis.

Jenis

: tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan

: Carbon Steel SA – 285 Grade C


: 1 unit

Kondisi operasi

:

Tekanan

= 1 atm = 101,325 kPa

Temperatur

= 300C = 303,15 0K

Laju alir massa

= 688,8747 kg/jam


= 1 jam

Faktor kelonggaran

= 20%

Perhitungan:


Tabel C.4 Data-data pada alur 7 dan 9 Komponen

Laju massa (kg/jam)

%Berat (x)

Densitas (kg/m3)

ρcampuran (kg/m3)

Viscositas,µ Ln µcamp= (cp) (ln µ ). x

HCHO

250,4248

0,3635

736,00

267,5561

0,1154

-0,8634

CH3OH

75,1628

0,1091

787,00

85,8692

0,5389

-0,0742

H2O

300,6514

0,4364

995,68

434,5530

0,8007

-0,1067

Cu2C2

62,6357

0,0909

4620,00

420,0719

0,0000

0,0000

Total

688,8747

1,0000

1208,0503

Densitas campuran (ρcampuran) = 1208,0503 kg/m3

= 75,4185 lbm/ft3

Viskositas campuran (µcampuran) = exp (Ln µcamp)

= exp (-1,0440) = 0,3519 cp

-1,0440

a. Volume tangki

Volume larutan,Vl =

688,8747 kg / jam × 1 jam 1208,0503 kg / m 3

Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 0,5702 m3

= 0,5702 m3 = 0,6843 m3

b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : • Tinggi shell : diameter (Hs : D = 2 : 1) • Tinggi head : diameter (Hh : D = 1 : 4) -

-


=

1 π Di2 H 4

Vs

=

2 πD 3 4

Volume tutup tangki (Vh)


Vh = -

π 3 D 12

(Walas,1988)

Volume tangki (V) V

= Vs + Vh

0,6843 m3

7 πD 3 12

=

Di

= 0,7202 m

Hs

= 1,4404 m


= diameter tangki

= 0,7202 m

Hh

=

= 0,1801 m

Ht (Tinggi tangki)

= Hs + Hh

= 1,6205 m

1  Hh   × D =   × 0,7202 4  D 


Tinggi cairan dalam tangki = PHidrostatik

0,65702 m 3 x 1,4404 m = 1,2004 m 10,4843 m 3


Faktor kelonggaran

= 20 %

Pdesign

= (1,2) (14,2110 + 101,325)= 138,6431 kPa


= 0,8


= 13700 psia = 94458,21 kPa

Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Peters, et.al., 2004) (Peters, et.al., 2004)

(Perry&Green,1999)


Tebal shell tangki:

PD + n.C 2SE − 1,2P (138,6431 kPa) (0,7202 m) = + 10 x 0,0032 2 (94458,21 kPa) (0,8) − 1,2 (138,6431 kPa) = 0,03673 m = 1,4307 in

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 11/2 in


e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan = 11/2 in. •

Pengaduk Jenis pengaduk

: flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3

; Da = 1/3 × 0,7202 m = 0,2401 m = 0,7876 ft

E/Da = 1

; E = 0,2401 0,2551 m

L/Da = ¼

; L = ¼ × 0,2401 m = 0,0600 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 × 0,2401 m = 0,0480 m

J/Dt

= 1/12

; J = 1/12 × 0,7202 m= 0,0600 m

dengan: Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin


W = lebar blade pada turbin J

= lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 4 putaran/det ρcamp

= 1208,0503 kg/m3

= 75,4185 lbm/ft3

µcamp

= 0,3519 cp

= 0,00024 lbm/ft det

Bilangan Reynold, N Re =

N Re =

ρ N (D a )2 μ

(Geankoplis, 1997)

(75,4185)(4)(0,7876)2 0,00024

= 791127,1840

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K T .n 3 .D a ρ gc 5

P=

(McCabe,1999)

KL = 6,3

(McCabe,1999)

6,3(4 put/det) 3 .(0,7876 ft) 5 (75,4135 lbm/ft 3 ) 1hp × 2 550 ft.lbf/det 32,174 lbm.ft/lbf.det = 0,5208 hp

P=

Efisiensi motor penggerak = 80% Daya motor penggerak =

0,5208 = 0,6510 hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 1 hp.

C.7

Reaktor (R-210)


Fungsi

:

Mereaksikan

asetilen

dan

campuran

formaldehid

untukmemproduksi butinediol dan propargil alkohol Jenis

: tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal

Kondisi operasi

: Temperatur (T) Tekanan (P)

: 120oC (393,15 K) : 5 atm = 506,625 kPa

Bahan konstruksi

: Carbon steel, SA-203, Gr. A

Waktu tinggal (τ)

= 120 menit

= 2 jam

(Moore, W.P, 1964)

Tabel C.5 Data pada Reaktor (R-210) F Komponen (kg/jam)

Fraksi Berat

ρ (kg/m3)

ρcampuran (kg/m3)

C2H2

108,5685

0,1361

337,0000

45,8753

HCHO

250,5248

0,3141

736,0000

231,1923

CH3OH

75,1628

0,0942

787,0000

74,1690

H2O

300,6514

0,3770

995,6800

375,3426

Cu2C2

62,6375

0,0785

4620,0000

362,8450

Total

797,5450

1,0000

Vmasuktotal

1089,4242

= (797,5450 kg/jam) / (1089,4242 kg/m3) = 1,0736 m3

Ukuran tangki, Volume tangki yang ditempati bahan = (τ ) × (Vo) = 2 jam x 1,0736 m3 = 2,1471 m3


Faktor kelonggaran

= 20 %

Volume tangki

= (1 + 20%) . (τ ) .(Vo) = (1,2) (2 jam) (1,0736 m3) = 2,5766 m3

Perbandingan tinggi dengan diameter tangki (Hs : D) = 5 : 4

Volume silinder (Vs) =

1 25  5 1 πD 2 (H s ) = πD  D  = πD 3 4 4  4  16

Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor adalah 2 : 1, sehingga, 1 D ................. (Halaman 80, Brownell dan Young. 1959) 6

Tinggi head (Hh)

=

V2 tutup ellipsoidal (Vh)

2 =   D (H h )(2 ) =

π 4

( )

π 2 1  π D  D  (2) = D 3 12 4 6 

( )

5  π  19 3 πD 3  +  D 3  = πD  16   12  48

Vt = Vs + Vh = 

Diameter tangki (D) =

3

48xVt = 19π

3

48 x 2,5766 = 1,2751 m = 50,1994 in 19π

Tinggi silinder (Hs), Hs

=

5 5 D = (1,2751 m) = 1,9126 m = 75,2991 in 4 4

Tinggi tutup ellipsoidal (Hh) = Tinggi tangki (HT)

1 1 D = (1,2751 m) = 0,2125 m = 8,3666 in 6 6

= Hs + (Hh .2) = 1,9126 m + [(0,2125 m).(2)]


= 2,3376 m = 92,0332 in Tekanan desain, Volume tangki

= 2,5766 m3

Volume cairan

= 2,1471 m3

Tinggi tangki

= 2,3376 m

Tinggi cairan dalam tangki

=

=

Tekanan hidrostatis

(V

cairan dalam tangki

)(tinggi tangki)

volume tangki

(2,1471)(2,3376) 2,5766

= 1,9840 m

= (ρ umpan) (g) (tinggi cairan dalam tangki) = (1089,4082 kg/m3) (9,8 m/s2) (1,9480 m) = 20797,7419 Pa = 20,7977 kPa

Poperasi

= Po + Phidrostatik = (506,6250 + 20,7977) kPa = 527,4227 kPa

Faktor keamanan untuk tekanan = 20% Pdesign

= (1 + fk) Poperasi = (1 + 0,2) (527,4227 kPa) = 624,9687 kPa

Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Joint efficiency (E)

= 0,8



= 11200 psia = 77221,3120 kPa (Peters, et.al., 2004)


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

PD + n.C 2SE − 1,2P (632,9073 kPa) (1,2751 m) = + 10 x 0,0032 2(77221,3120 kPa)(0,8) − 1,2(623,9073 kPa) = 0,0303 m = 1,5087 in

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 11/2 in


Tebal tutup tangki, Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan = 11/2 in.

Menghitung Jaket Pendingin, Jumlah air pendingin (28oC) = 624,4752 kg/jam Densitas air pendingin

= 985,655 kg/m3

Laju alir air pendingin (Qw) =

Ditetapkan jarak jaket (γ) Diameter reaktor (d)

(Dari Lampiran B) (Kern. 1950)

624,4752 kg/jam = 0,6336 m3/jam 3 985,655 kg/m

= 1 in ≈ 0,025 m sehingga : = diameter dalam + (2 x tebal dinding) = 50,1994 in + [2 (1,5087 in)] = 53,2169 in = 1,3517 m

Diameter (jaket+reaktor) (D) = 2γ +D1

= (2 x 1) in + 53,2169 in

= 55,2169 in = 1,4025 m


Luas yang dilalui air pendingin (A), A=

π π (D2-d2) = (1,4025 2 - 1,3517 2) = 0,1098 m2 4 4

Kecepatan air pendingin (v),

624,4752 m 3 /jam Qw v= = = 5,7684 m/jam A 0,1098 m 2 Tebal dinding jaket (tj), Tinggi jaket

= tinggi reaktor = 2,3376 m

Phidrostatik

= ρgh = (985,655 kg/m3) (9,8 m/s2) (2,3376 m) = 22,5801 kPa

Pdesain

= (1,2) [(22,5801 + 506,625)] = 634,0461 kPa

Bahan Carbon steel, SA-285, Gr. A Joint efficiency (E)

= 0,8



= 11200 psia = 77221,31 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

Tebal jaket (dj )

:

(Perry&Green,1999)


PR + n.CA 2SE − 1,6P ( 635,0461 ) (53,2196 / 2 ) = + 10 x 0,125 2 ( 77221,31 kPa ) (0,8 ) − 0,6 ( 635,0461 kPa) = 0,0387 m = 1,5252 in

dj =

Dipilih tebal jaket standar 1 ¾ in. (Brownell & Young, 1959)

Pengaduk (impeller), Jenis

: flat six blade open turbin (turbin datar enam daun)

Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3

; Da = 1/3 × 1,2751 m = 0,4250 m = 1,3944 ft

E/Da = 1

; E = 0,4250 m

L/Da = ¼

; L = ¼ × 0,4250 m = 0,1063 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 × 0,4250 m = 0,0531 m

J/Dt

= 1/12

; J = 1/12 × 1,2751 m= 0,1063 m

dengan: Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J

= lebar baffle

Asumsi : Kecepatan pengadukan, N = 4 putaran/det


ρcamp

= 1089,4242 kg/m3

= 68,0123 lbm/ft3

µcamp

= 0,3129 cp

= 0,00021 lbm/ft det

Bilangan Reynold,

N Re

ρ N (D a )2 = μ

N Re =

(Geankoplis, 1997)

(68,0123)(4)(1,3944)2 0,00021

= 2515349,0745

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K T .n 3 .D a ρ P= gc 5

(McCabe,1999)

KL = 6,3

(McCabe,1999)

6,3(4 put/det) 3 .(1,3944 ft) 5 (68,0123 lbm/ft 3 ) 1hp × 550 ft.lbf/det 32,174 lbm.ft/lbf.det 2 = 8,1695 hp

P=


8,1695 = 10,2119 hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 10 hp.

C.8

Knock out Drum (F-310) Fungsi

: Menampung sekaligus memisahkan produk dari reaktor (R210) yang berupa gas setelah didinginkan.

Bentuk

: Silinder horizontal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade B



: 1 unit

Kondisi operasi

:

Temperatur

= 40°C

Tekanan

= 1 atm

Tabel C.6 Komposisi Umpan Masuk pada Knock-out Drum (F-310) Senyawa

BM

N14 (kmol/jam)

% mol

F14 (kg/jam)

% berat

Densitas (kg/m3)

C2H2

26

0,3842

0,0157

11,9860

0,0125

377,00

HCHO

30

0,8017

0,0328

28,8625

0,0302

736,00

CH3OH

32

2,3488

0,0961

90,1954

0,0942

787,00

H2O

18

16,7029

0,6833

360,7816

0,3770

995,68

C4H6O2

86

3,7581

0,1537

387,8402

0,4052

1200,00

C3H4O

56

0,0334

0,0014

2,2449

0,0023

945,00

Cu2C2

151

0,4148

0,0170

75,1628

0,0785

4620,00

24,4439

1

957,0734

1,0000

Total

Laju alir mol gas, Ngas = 0,3842 kmol/jam Laju alir cairan, Fcairan = 945,0874 kg/jam = 2083,5720 lbm/jam ρ gas =

0,0157 × 26 273K % mol × BM 273K × × = = 0,0159 kg/m3 22,4 (40 + 273,15) 22,4 T(K)

= 0,00099 lbm/ft3 ρcairan = (% berat x ρ HCHO) + (% berat x ρ CH3OH) + (% berat x ρ H2O) + (% berat x ρ C3H4O) + (% berat x ρ C4H6O2)


= 960,1475 kg/m3 = 59,9435 lbm/ft3

Volume gas, Vgas =

n RT P

=

0,3842kmol/jam × 0,0821 atm .l/mol.K × 313,15 K 1 atm

= 9,87763 m3/jam = 0,0968 ft3/detik Volume cairan, Vcairan =

F 724,9372 = = 0,8202 m3/jam = 0,0096 ft3/detik ρ 960,1475

Kecepatan linear yang diinzinkan : u = 0,14

= 0,14

ρ ρ gas

−1

(Walas,1988; hal 615)

59,9434 −1 = 34,4030 ft/detik 0,00099

Untuk kecepatan linier pada tangki vertikal: Uvertikal = 34,4030 ft/detik

Diameter tangki:

D=

3000 μ vertikal × ( π /4) ) × 60

(Walas,1988; hal

618)

=

3000 = 1,3606 ft 34,4043 × ( π / 4 ) × 60

Tinggi kolom uap minimum = 5,5 ft Waktu tinggal = 3 menit

(Walas,1988) (Walas,1988; hal 612)


Tinggi cairan , L =

Vliquid × t (π /4)D 2

=

0,0096 ft 3 /detik × 180 detik = 1,1958 ft (π /4) × (1,3604 ft) 2

= Lcairan + Luap

Panjang kolom ; L

= 1,1958 + 5,5 = 6,6958 ft

L 6,6958 = = 4,9209 D 1,3606 Karena L/D < 5 dan L/D > 4, maka tangki dengan L = 6,6958 ft, D = 1,3606 ft, dapat diterima (Walas, 1988; hal 611).

Perhitungan tebal shell tangki : Tinggi cairan

= 1,1958 ft = 0,3644 m

Tekanan operasi = 1 atm = 14,6960 Psi Tekanan hidrostatik : PH

= ρ x g x l = 960,1475 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,3644 m = 3429,76 Pa = 0,4974 Psi

P

= 14,696 Psi + 0,4974 Psi = 15,1934 Psi Faktor kelonggaran

= 20 %

Maka, Pdesign

= (1,05) (15,1934)

Joint efficiency

= 0,8

(Brownell, 1959)

Allowable stress

= 22500 Psi

(Brownell, 1959)

Faktor korosi (CA)

= 0,1250 in/tahun

n

= 10 tahun

= 18,2321 Psi


Tebal shell tangki:

PD + n CA 2SE − 1,2P (18,2321 Psi ) (1,3606 ft) × (12 in/1ft) = + 10(0,125) 2(22500)(0,8) − 1,2(18,2321 Psi) = 1,2582 in

t=

Maka tebal shell yang dibutuhkan

= 1,2582 in

Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in

C.9

(Brownell, 1959)

Disk Centrifuge (CF-320)

Fungsi

: Memisahkan katalis dari larutan keluaran knock out drum (F-310)

Jenis

: Nozzel discharge centrifuge

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi

: Temperatur = 40°C Tekanan

= 1 atm = 14,696 psia

Tabel C.7 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-320) Bahan

C2H2

Laju alir, F (kg/jam)

ρ (kg/m3)

Volume,Q=F/ρ (m3/jam)

0.0499

377,0000

0,0001

HCHO

24,0521

736,0000

0,0327

CH3OH

75,1628

787,0000

0,0955

300,6514

995,6800

0,3019

H2O


C3H4O

1,8707

945,0000

0,0020

323,2002

1200,0000

0,2693

Cu2C2

62,6357

4620,0000

0,0136

Jumlah

787,6228

-

0,7151

C4H6O2

ρ Camp =

= 1115,6038 kg/m3

=

sg campuran = 1,107 Perhitungan : Q = 0,7149 m3/jam = 0,1986 l/s = 2,6210 gal/min Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997). Untuk harga Q (gal/min), diperoleh : Tipe yang sesuai : Nozzle discharge Bowl Diameter

= 10 in

Kecepatan

= 10000 rpm

G/g

= 14200

Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 110, Perry. 1997), diperoleh: v

= 14 ft/s = 0,000559 N2 rp

rp

(Perry, 1997)

= 0,2540 m

Daya centrifuge : P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2

(Perry,1997)

Dimana:


sg

= spesific gravity campuran

Q

= Laju alir volumetrik ( l/s)

N

= Laju putar rotor (rpm)

rp

= radius bucket (m)

Diameter bucket

= 10 in

Radius bucket (rp)

= 0,2540 m

Laju putar rotor (N)

= 10000 rpm

-10

P = 5,984 . 10 .( 1,107). (0,71451) .( 10000. 0,2540)2 = 0,0112 hp Maka dipilih centrifuge dengan daya 1/8 hp.

C.10

Kolom Destilasi (D-330)

Fungsi

: Memisahkan Butinediol dari campuran formaldehid dan propargil alkohol

Jenis

: Sieve – tray

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah

: 1 unit

Dari perhitungan neraca massa dan neraca panas diperoleh data: RD

= 1,1814

XHF

= 0,1589

RDM

= 0,7876

XLF

= 0,0014

XLW

= 0,0015

D

= 19,7785 kmol/jam

XHW

= 0,9350

W

= 3,8665 kmol/jam

XHD

= 0,0014

αLD

= 2,0141

XLD

= 0,8381

αLW

= 1,7075


Suhu dan tekanan pada distilasi D-101 adalah 396,15 K dan 2 atm

α L,av = α LD .α LW =

Nm =

(2,0141)(1,7075) = 1,8550

log[(X LD D/X HD D)(X HW W/X LW W)] log(α L,av )

(Geankoplis,1997) (Geankoplis,1997)

= 16,4108

Dari Fig 11.7-3, Geankoplis, hal. 676 pada diperoleh

N=

Rm R = 0,4766 dan = 0,5773 R m +1 R +1

Nm = 0,58, maka: N

N m 16,3806 = = 28,2945 0,48 0,58

Jumlah tahap = 28,2424-1 = 27,2945 Maka jumlah tray = 27,2424tray ≈ 28piring

log

 X Ne = 0,206log  HF Ns  X LF

Penentuan lokasi umpan masuk 2  W  X LW       (Geankoplis,1997)  D  X HD  

Ne = 1,9670 Ns Ne = 1,9670 Ns

N = Ne + Ns 13 = 1,9670 Ns + Ns Ns = 9,4371 ≈ 10 Ne = 28 – 10 = 18


Jadi, umpan masuk pada piring ke-8 dari bawah.

Desain kolom Direncanakan: Tray spacing (t)

= 0,4 m

Hole diameter (do)

= 4,5 mm

(Treybal, 1981)

Space between hole center (p’)

= 12 mm

(Treybal, 1981)

Weir height (hw)

= 5 cm

Pitch

= triangular ¾ in

l/do

= 0,43

P

= 2 atm

T

= 122,38 0C = 395,53 K

Tabel C.8 Komposisi Bahan Pada Alur Vd Kolom Distilasi (D-330) Komponen

Alur Vd (kmol/jam)

% mol

Mr

% mol × Mr

HCHO

1,7489

0,0408

30

1,2240

CH3OH

5,1238

0,1194

32

3,8208

H2O

35,9006

0,8356

18

15,0408

C3H4O(LK)

0,0606

0,0014

56

0,0784

C4H6O2

0,3114

0,0028

86

0,2408

Total

43,1454

1,0000

-

-

Mrav

-

-

-

20,4048

Laju alir massa gas (G`) = (43,1454/3600) = 0,0121 kmol/s P BM Av (2atm)(20,4048kg/kmol) = = 1,2582 kg/m 3 3 RT (0,082m atm/kmol K)(395,53K) 395,53 Laju alir volumetrik gas (Q’) = 0,0121 × 22,4 × = 0,3924 m3/s 273,15

ρv=

Tabel C.9 Komposisi Bahan Pada Alur Lb Kolom Distilasi (D-330)


Komponen

Alur Lb (kmol/jam)

Alur Lb (kg/jam)

% massa

ρ (kg/m3)

%massa × ρ

HCHO

-

-

-

-

-

CH3OH

-

-

-

-

-

H2O

2,9851

53,7318

0,0139

996,5800

13,9521

C3H4O(LK)

0,0685

3,8380

0,0010

945,0000

0,9450

C4H6O2(HK)

43,9583

3780,4152

0,9850

1200,0000

1182,0000

Total

47,0119

3837,9850

-

-

-

-

1196,8971

ρav

Laju alir massa cairan (L`) = 0,0132 kmol/s BMav = 81,6385 kg/kmol Laju alir volumetrik cairan (q) =

0,0132 x 81,6385 = 0,0009 m3/s 1196,8971

Surface tension (σ) = 0,04 N/m

Ao d = 0,907 o Aa  p'

2

   2 Ao  0,0045  = 0,907  = 0,1275 Aa  0,0120 

q  ρL  Q'  ρ V

  

1/ 2

0,0011  1196,8971  =   0,4665  1,2740 

1/ 2

= 0,0702

α = 0,0744t + 0,01173 = 0,0744(0,4) + 0,01173 = 0,0415

(Tabel 6.2 Treybal, 1981)

β = 0,0304t + 0,05 = 0,0304(0,40) + 0,015 = 0,0272

 σ   1 + β  CF = αlog  (q/Q)(ρ L / ρ V )  0,02   = 0,0862  ρ − ρV VF = C F  L  ρV = 2,6383 m/s

  

0, 2

(Pers 6.30 Treybal, 1981)

0,5


Asumsi 80% kecepatan flooding

An =

(Treybal, 1981)

0,4665 = 0,2210 m2 0,8 x 2,6383

Untuk W = 0,8T dari Tabel 6.1 Treybal (1981), diketahui bahwa luas downspout 8,8%. At =

0,2210 2 = 0,2423 m 1 − 0,088

Column Diameter (T) = [4(0,2423)/π]0,5

= 0,5556 m

Weir length (W)

= 0,4445 m

= 0,8(0,5556)

Downspout area (Ad) = 0,088(0,2423)

= 0,0213 m2

= 0,2423- 2 × 0,0213 = 0,1997 m2

Active area (Aa) Weir crest (h1)

Misalkan h1 = 0,025 m h1/T = 0,025/0,5556 = 0,0450 0,5 2 2 2     Weff   h  T   T   T    =   −   − 1 + 2 1    W   W   T  W   W    

 Weff   W  Weff   W

{[

2

]

2


}

2 0,5  2 2  = (1,25) − (1,25) − 1 + 2(0,0475)(1,25) 

  = 0,9048 

 q  h 1 = 0,666  W

2/3

 Weff     W 

2/3

2/3

 0,0011  2/3 h 1 = 0,666  (0,9048)  0,4445  h 1 = 0,0112 m Perhitungan diulangi sampai h1 konstan yaitu pada nilai 0,0116 m.

Perhitungan Pressure Drop Dry pressure drop Ao = 0,1275 × 0,1997 = 0,0255 m2 uo =

Q = 18,3149 Ao


Co = 0,66 2 2 Vo ρ g C o   Ao  4lf  Ao   +   0,41,25 − + 1 − hd = 2 gρ l   An  d o  An    


 u o 2  ρ v   h d = 51,0 2   C o  ρ L  h d = 41,8696 mm = 0,0419 m Hydraulic head

Va = z=

Q = 2,3360 m/s Aa

T + W 0,5556 + 0,4445 = 0,5001 m = 2 2

h L = 0,0061 + 0,725 h w − 0,238 h w Va ρ V

0,5

q + 1,225  z


h L = 0,0136 m

Residual pressure drop

hR =

6 σ gc = 0,0045 m ρLdog


Total gas pressure drop hG = hd + hL + hR hG = 0,0419 + 0,0136 + 0,0045 hG = 0,0600 m Pressure loss at liquid entrance Ada = 0,025 W = 0,025(0,4445) = 0,0111 m2

3  q  h2 = 2g  A da

2

  = 0,0014 m 


Backup in downspout h3 = hG + h2 h3 = 0,0600 + 0,0014 h3 = 0,0614 m Check on flooding hw + h1 + h3 = 0,05 + 0,0136 + 0,0614


hw + h1 + h3 = 0,1261 m t/2 = 0,4/2 = 0,2 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.

Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom

Tinggi total

= 29 x 0,4 m = 11,6 m 1 = (0,5556 ) = 0,1389 m 4 = 11,6 + 2(0,1389) = 11,8778 m

Tekanan operasi

= 2 atm = 202,650 kPa

Faktor kelonggaran

= 5%

Tinggi tutup


= 0,8


Allowable stress (S) = 13700 psia = 94457,39 kPa Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 0,125 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)

Tekanan uap pada bagian dalam kolom destilasi: Basis perhitungan

= 1 jam operasi

Laju volumetrik gas

= 0,4665 m3/s

Densitas gas (ρv)

= 1,2760 kg/m3

Massa gas pada kolom destilasi = 0,4665 m 3 /s × 1,2760 kg / m 3 × 3600 s = 2142,9285 kg


P=

m×g F = A A 2142,9285 kg × 9,8 m/s 2 = 0,1997 m 2 = 105164,1924 N/m 2 = 105,1642 kPa

Maka Pdesign = (1 + 0,05) x (202,650 kPa + 105,1624 kPa) = 323,2049 kPa Tebal shell tangki:

PD +nC 2SE − 1,2P (323,2049 kPa) (0,5556 m ) = + 10 x0,0032m 2(94457,39 kPa)(0,8) − 1,2(323,2049 kPa) = 0,0329 m = 1,2969 in

t=


= 1,2969 in

Digunakan OD 26 in (0,6604 m), ID 25 in (0,635 m) dan ketebalan dinding 1,5 in (Brownell,1959).

C.11 Accumulator (TK-334) Fungsi

: Menampung distilat dari kolom destilasi (D-330)

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA –285 Grade C

Bentuk

: Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal

Jenis sambungan

: Double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Tekanan

= 2 atm

= 202,65 kPa

Temperatur

= 119,53 oC = 392,68 K

Kebutuhan perancangan = 1 jam


Faktor kelonggaran

= 20%

Tabel C.10 Data pada Alur 26 F

Fraksi Berat

Komponen (kg/jam)

ρ (kg/m3)

ρcampuran (kg/m3)

HCHO

52,4681

0,0598

736,0000

43,2523

CH3OH

163,9628

0,1871

787,0000

144,5295

H2O

646,2114

0,7371

995,6800

720,6608

C3H4O(LK)

3,3923

0,0039

945,0000

3,5905

C4H6O2(HK)

26,7846

0,0121 1200,0000

36,0000

Total

892,8192

1

984,0330

Perhitungan: a. Volume Tangki Volume larutan, Vl

=

892,8192 kg/jam x 1 jam 948,0332 kg/m 3

Volume tangki, Vt

= (1 + 0,2) x 0,9418 m3

Fraksi volum

=

Vl Vt

=

0,9418 1,1301

= 0,9418 m3 = 1,1301 m3 = 0,8333

Dari tabel 10.64 pada buku Perry, Chemical Engineering Handbook diperoleh untuk fraksi volum 0,8333 maka H/D = 0,777

Volume tangki, Vt

  α = LR 2  − sin α cos α    57,30


Dimana cos α

= 1-2H/D

cos α

= 1-2(0,777)

cos α

= -0,554

α

= 123,642 derajat

Asumsi panjang tangki (Lt) = 5 m Maka, volume tangki, Vt

  α = LR 2  − sin α cos α    57,30

1,1301 m3

  2,158 = 5R 2  − sin123,642 cos123,642    57,30

R (radius)

= 0,2938 m

D (diameter)

= 0,5875 m = 23,1314 in

H (tinggi cairan)

= 0,4565 m

b. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA –285 Grade C diperoleh data : Joint efficiency (E)

= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa

Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)

Tekanan Hidrostatik: PHidrostatik = ρ × g × l = 948,0332 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,4565 m

= 4,2413 kPa


Tekanan operasi (Po)

= 202,65 kPa

P

= 202,65 kPa + 4,2413 kPa = 206,8914 kPa

Pdesign

= (1,2) × (206,8914)

= 248,2697 kPa

Tebal shell tangki:

t=

PD + nC 2SE − 1,2P

  (248,2697 kPa) (0,5875 in)  + ( 10x0,0032) =   2(94458,21 kPa)(0,8) − 1,2(248,2697 kPa)  = 0,0327 m = 1,2881 in Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in

(Brownell,1959)

c. Tutup tangki Diameter tutup

= diameter tangki

= 0,5875 m

Ratio axis

=L:D

=1:4

Lh

=

1  Hh   × D =   × 0,5875 = 0,1469 m 4  D 

Lt (panjang tangki)

= Ls + 2 Lh

Ls (panjang shell)

= 5 m - 2(0,1469 m) = 4,7062 m

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal tutup 1 ½ in.


C.12

Prilling Tower (TK-340) Fungsi

:

Membentuk butiran butinediol yang keluar dari cooler (E-341) dengan bantuan udara pendingin dari air cooler (E-342)

Bentuk

:

Silinder tegak dengan alas konus dan tutup datar dilengkapi dengan prills device

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi: Temperatur

= 303,15 K

Tekanan

= 1 atm = 101325 Pa

R

= 8314 ,34 m3Pa/kg mol K

Laju massa udara

= 1000 kg/jam (Dari Perhitungan Lamp B)

Densitas udara

=

P x BM

udara = 101,325 x 28,851 RxT 8,314 x 352,174

= 1,1646 kg/m3 = 0,0727 lbm/ft3 Faktor keamanan

= 20 %

Perhitungan A. Volume tangki Waktu tinggal udara

= 5 menit

= 0,083 jam

Volume udara, Vl = (1000 x 0,083 jam) / 1,1646 = 71,8774 m3 Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 71,8774 m3

= 86,2528 m3

B. Diameter dan tinggi tangki Volume prilling tower = volume silinder + volume konus  Volume Silinder Direncanakan D : Hsilinder = 1 : 4, maka Hsilinder = 4D


=

Volume silinder

1 3 πD 2 H silinder , maka volume silider = πD 4

= πD 3  D = 1,4005 m

86,2528

 Volume Konus = 60 o , maka Hkonus = 0,5 D tan 60o

Sudut Konus Volume konus =

1 πD 2 H konus , maka volume konus= 1/12 π D3 (0,8660) 12

Volume prilling tower = volume silinder + volume konus Volume prilling tower = πD 3 + 1/12 π D2 (0,8660) 86,2528 m = πD 3 + 1/12 π D3 (0,8660) 3

D θ

= 1,4005 m

Hsilinder

= 5,6020 m

Hkonus

= 1,2129 m

5 inc

C.

Tebal tangki

P

= 101,325 kPa

Faktor kelonggaran

= 5%

Maka, Pdesign

= (1,05) (101,325 kPa) = 106,3912 kPa


= 0,8


Allowable stress (S) = 13700 psia = 94458,2 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 0,125 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)


Tebal shell tangki silinder :

PD +nC 2SE − 1,2P (106,3912 kPa) (1,4005 m ) = + 10 x 0,0032 m 2(94458,2 kPa)(0,8) − 1,2(106,3912 kPa) = 0,03274 m = 1,2889 in

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in D. Prills device Prills yang digunakan adalah prills dengan diameter 3,5 mm (Walas, 1988) karena diameter partikel butinediol yang diharapkan (yang akan dipasarkan) adalah 3 mm. Prills yang berputar dengan kecepatan 10005000 rpm (Walas, 1988), diletakkan di atas prilling tower. Butinediol akan masuk ke prills dan keluar dari prills dalam bentuk butiran.

C.13

Heater (E-118)

Fungsi

: Menaikkan temperatur campuran formaldehid dari temperatur 300C menjadi 1200C sebelum masuk ke Reaktor (R-210)

Jenis

: DPHE

Dipakai

: pipa 2 x 1 1

Jumlah

: 1 unit

4

in IPS, 12 ft hairpin

Fluida panas Laju alir fluida masuk

= 110,6438 kg/jam = 243,9352 lbm/jam

Temperatur awal (T1)

= 250°C

= 482°F

Temperatur akhir (T2)

= 200°C

= 392°F


Fluida dingin Laju alir fluida dingin

= 626,3570 kg/jam

= 1380,8666 lbm/jam

Temperatur awal (t1)

= 30°C

= 86 °F

Temperatur akhir (t2)

= 120°C

= 248°F

Panas yang diserap (Q)

= 228942,4630 kJ/jam = 216994,7330 Btu/jam

(1) ∆t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas

Fluida Dingin

Selisih

T1 = 482°F

Temperatur yang lebih tinggi

t2 = 248°F

∆t1 = 234°F

T2 = 392°F

Temperatur yang lebih rendah

t1 = 86°F

∆t2 = 306°F

Selisih

T1 – T2 = 90°F

LMTD =

t2 – t1 = 162°F

∆t2 – ∆t1 = 72°F

Δt 2 − Δt 1 72 = 268,3923 °F =  306   Δt 2  ln   ln 234   Δt  1

(2) Tc dan tc

Tc =

T1 + T2 482 + 392 = = 437 °F 2 2

tc =

t 1 + t 2 86 + 248 = = 167 °F 2 2

Fluida panas : anulus, steam


(3) flow area D2 =

2,067 = 0,1723 ft 12

D1 =

1,66 = 0,1383 ft 12

aa =

(

π D 2 2 − D1 2 4

(Tabel 11, kern)

) = π (0,1723

(D Equivalen diam =

− D1 D1

2 2

2

)

− 0,1383 2 = 0,0083 ft 2 4

2

) = (0,1723

)

− 0,1383 2 = 0,0761 0,1383 2

(4) Kecepatan massa Ga =

W aa

Ga =

243,9390 lbm = 29499,8840 0,0083 jam . ft 2

(5) Pada Tc = 437 0F , μ = 0,016 cP

(Gbr. 15, kern)

μ = 0,016 cP = 0,016 x 2,42 = 0,0387 lbm/ft.jam Re a = Re a =

Da × G a

µ 0,0761 × 29499,8840 = 131233,3400 0,0387

(6) JH = 96

(Gbr.24, kern)

(7) Pada Tc = 347 0F, c = 0,48 Btu/lbm .0F

(Gbr.3, kern)

k = 0,021 Btu/(jam)(ft2)(0F/ft)  c.µ     k 

1

3

 0,48 . 0,0387  =  0,021  

1

3

= 0,9601

\


(8) h o = J H

k  c.µ    De  k 

= 96 ×

1

3

 µ   µW

  

0 ,14

(pers. (6.15b), kern)

0,021 × 0,9601 × 1 0,0761

= 25,4182 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F)

Fluida dingin : inner pipe (3’)

D=

1,38 = 0,115 ft 12

ap =

πD 2 4

(Tabel 11, kern)

= 0,0104 ft 2

(4’) kecepatan massa Gp =

W ap

Gp =

1380,8666 lbm = 133012,7053 0,0104 jam . ft 2

(5’) Pada tc = 167 0F , μ = 0,018 cP

(Gbr. 15, kern)

μ = 0,018 cP = 0,018 x 2,42 = 0,0436 lbm/ft.jam Re p = Re p =

Dp × G p

µ 0,115 × 133012,7053 = 351158,4277 0,0436

(6’) JH = 420 (7’) Pada tc = 167 0F , c = 0,4 Btu/lbm .0F

(Gbr.24, kern) (Gbr.3, kern)

k = 0,0105 Btu/(jam)(ft2)(0F/ft)


 c.µ     k 

1

3

(8’) h i = J H

 0,4 . 0,0436  =   0,0105 

k  c.µ    De  k 

= 420 ×

1

3

1

3

 µ   µW

= 1,1839

  

0 ,14

(pers. (6.15a), kern)

0,0105 × 1,1839 × 1 0,115

= 45,4005 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F)

(9’) h io = h i ×

0,115 ID = 45,4005 × = 37,7462 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F ) (pers.6.5,kern) 0,1383 OD

(10) clean averall coefficient, Uc UC =

h io × h o 37,7462 × 25,4182 = = 15,1890 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F ) h io + h o 37,7462 + 25,4182

(11) UD Rd ketentuan = 0,002 1 1 1 = + RD = + 0,002 UD UC 15,1890 U D = 14,7412 btu/jam ft2 F

(12) luas permukaan yang diperlukan Q = UD x A x Δ t A=

Q 216994,7330 = = 54,8462 ft 2 U D × ∆t 14,7412 + 268,3920

Panjang yang diperlukan =

54,8462 = 126,0833 ft 0,435

Berarti diperlukan 6 pipa hairpin ukuran12 ft.


(13) luas sebenarnya = 6 x 24 x 0,435 = 62,64 ft2

Pressure drop Fluida panas : anulus, steam (1) De’ = (D2 – D1) = (0,1723 - 0,1383) = 0,0339 ft Rea’ =

De' × G a

µ

F = 0,0035 +

=

0,0339 × 29499,8840 = 25840,3340 0,016

0,264 = 0,0072 25840,3340 0,42

(pers.(3.47b),kern)

s = 1, ρ = 0,6000

4 fG a L 4 × 0,0072 x29499,8840 2 × 144 = = 353,6677 ft 2 gρ 2 De 2 × 9.18 × 10 8 × 0,6 2 × 0,0339 2

(2) ΔFa =

(3) V =

Ga 29499,8840 = = 13,6574 Fps 3600 ρ 3600 × 0,6000

V 2   0,0068 2   = 2 ×   = 17,3779 ft Fi = 6 ×   2g '   2 × 32,2  ΔPa =

(353,6677 + 17,3779) × 0,6 = 1,5460 psi ( diperbolehkan = 2 psi) 144

Fluida dingin : inner pipe, (1’) Rep’= 351158,4277 F = 0,0035 +

0,264 = 0,0047 351158,4277

(pers.(3.47b),kern)

s = 0,98 , ρ = 75,4181 lbm/ft3


(2’) ΔFp =

4 fGp 2 L 4 × 0,0047 x 133012,7053 2 × 48 = = 0,0883 ft 2 gρ 2 D 2 × 4.18.10 8 × 75,41812 × 0,115

(3’) ΔPp =

0,0883 × 75,4181 = 0,0462 psi 144

∆Pp yang diperbolehkan = 10 psi

C.14

Heater (E-119)

Fungsi

: Memanaskan asetilen dari temperatur 300C menjadi 1200C sebelum masuk reaktor (R-210)

Jenis

: DPHE

Dipakai

: 2 x 1 ¼ dan panjang 12 ft

Dengan menggunakan perhitungan pada Heater (E-118) didapat hasil perhitungan Heater (E-119) sebagai berikut : Fluida panas (air) w (kg/jam)

29,8612

65,8320

lbm/jam

T1(oC)

250

482

o

T2(oC)

200

392

o

108,5685

239,3501

t1(oC)

30

86

o

t2(oC)

120

248

o

61785,9085

58561,5116

F F

Fluida Dingin (asetilen) w (kg/jam)

Q (kJ/jam)

90

o

t2-t1

162

o

Δt1

234

o

Δt2

306

o

72

o

T1-T2

Δt2 - Δt1

lbm/jam F F

Btu/jam

F F F F F


LMTD

268,3923

Tc

437

o

Tc

167

o

F F

Fluida panas (sisi tube) ID

2,067

In

0,1723 ft

OD

1,66

in

0,1383 ft

aa

0,0083

ft2

De

0,0761

Ft

pada Tc = viskositas (cp) Ret jH

437 0,0160

o

F

0,0387

35.416,5864 110 0,4800

Btu/lbm. oF

K

0,0210

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c. /k)1/3

0,9600

C

hio/φt

lbm/ft.jam

29,1250

Φt

1,0000

Hio

29,1250

Fluida dingin (sisi shell) ID

1,38

In

Ap

0,013

ft2

Gp

23055,5256

Lbm/ft2 jam

pada tc = viskositas (cp) Res jH C

167 0,0125

0,115 ft

o

F

0,0302

lbm/ft.jam

87649,0587 60 0,4400

Btu/lbm. oF


K (c.

0,0160 /k)1/3

ho/φs

0,9405 27,1948

φs

1,0000

Ho

27,1948

Uc

14,0634

Rd

0,002

1/Ud

Btu/jam.lbm.ft. o F

0,0731

Ud

13,6787

Btu/jam ft2 0F

A

15,9514

ft2

L

36,6698

Hairpin A sebenarnya L yang dipakai Ud yang dipakai Rd

1,5279

2

20,88 48 10,4499 0,0246

jika Rd hitung >= Rd batas,maka spek dpt diterima

Pressure Drop (∆P) Fluida panas (sisi tube) De utk Ret

0,0339 6973,6578

F

0,0099

spesifik gravitasi (sg)

1,0000

Densitas ΔFa

ft2/in2

0,4 26,6023

V

5,5287

Fi

0,9493

Fps

ft


ΔPa

0,07653

Psi

diperbolehkan 2 psi

Fluida dingin (sisi shell) utk Rep =

87649,1058

F

0,0057


1,0000

Densitas

Lbm/ft3

21,0387

ΔFp

0,0137

ΔPp

0,0020

C.15

ft2/in2

Psi

diperbolehkan 10 psi

Heater (E-323)

Fungsi

: Memanaskan keluaran Disk Centrifuge dari temperatur 400C menjadi 122,380 C sebelum masuk Destilasi

Jenis

: 2-4 shell and tube exchanger

Dipakai

: 1 in OD tube 18 BWG, panjang = 10 ft, 4-pass

Fluida panas Laju alir fluida masuk

= 566,1479 kg/jam = 1248,1296 lbm/jam

Temperatur awal (T1)

= 250°C

= 482°F

Temperatur akhir (T2)

= 200°C

= 392°F

Fluida dingin Laju alir fluida dingin

= 724,9372 kg/jam = 1598,1965 lbm/jam

Temperatur awal (t1)

= 40°C

= 104°F


Temperatur akhir (t2)

= 122,38 °C = 252,284 °F

Panas yang diserap (Q)

= 1171416,6889 kJ/jam = 1110248,4280 Btu/jam

(1) ∆t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas

Fluida Dingin

Selisih

T1 = 482°F

Temperatur yang lebih tinggi

t2 = 252,284°F

∆t1 = 229,7°F

T2 = 392°F

Temperatur yang lebih rendah

t1 = 104°F

∆t2 = 288°F

Selisih

T1 – T2 = 90°F

LMTD =

R=

S=

t2 – t1 = 148,2°F

∆t2 – ∆t1 = 58,284°F

Δt 2 − Δt 1 = 257,7607 °F  Δt 2   ln Δt  1

T1 − T2 = 0,6069 t 2 − t1 t 2 − t1 = 0,3923 T1 − t 1

Dari Fig. 18 Kern , 1965 diperoleh FT = 0,98 Maka :

∆t = FT × LMTD = 0,98 × 257,7607 = 252,6055 °F

(2) Tc dan tc

Tc =

T1 + T2 482 + 392 = = 437 °F 2 2

tc =

t 1 + t 2 104 + 252,284 = = 178,1420 °F 2 2

Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: -

Diameter luar tube (OD)

= 1 in

-

Jenis tube

= 18 BWG

-

Pitch (PT)

= 1 1/4 in triangular pitch


-

Panjang tube (L)

= 10 ft

a. Dari Tabel 8, hal. 840 (Kern, 1965), heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin heavy organics, diperoleh UD = 6-60, faktor pengotor (Rd) = 0,003 Diambil UD = 20 Btu/jam⋅ft2⋅°F Luas permukaan untuk perpindahan panas,

A=

Q = 219,7594 ft 2 U D × Δt

Luas permukaan luar (a″) = 0,2361 ft2/ft Jumlah tube,

(Tabel 10, Kern)

= 93,0789 = 93 buah

b. Dari Tabel 9, hal 842, Kern, 1965, nilai yang terdekat dengan 60 tube adalah ID shell 17 1/4 in. c. Koreksi UD A = L × Nt × a" = 264,4320 ft 2

UD =

Q Btu = 16,2888 A ⋅ Δt jam ⋅ ft 2 ⋅ °F

Fluida panas : sisi tube (3) Flow area tube,at’ = 0,6390 in2 at =

N t × a 't 144 × n

a t = 0,6390 ft

(Tabel 10, Kern) (Pers. (7.48), Kern)

2

(4) Kecepatan massa


Gt =

w at

(Pers. (7.2), Kern)

Gt = 10045,4697 lbm/jam.ft

2

(5) Bilangan Reynold Pada Tc = 437°F µ = 0,016 cP = 0,0387 lbm/ft2⋅jam

(Fig-15, Kern)

Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID = 0,9020 in = 0,07517 ft

Re t =

ID × G t μ

(Pers.(7.3),Kern)

Re t = 195088,3940 (6) Taksir jH dari Gbr. 24, Kern, diperoleh jH = 100 pada Re t = 195088,3940 (7) Pada Tc = 437°F c = 0,48 Btu/lbm.°F k = 0,021 Btu/jam lbm ft.°F  c.μ     k 

1

3

= 0,9600

k  c.μ  = jH × ×  (8)  ϕt ID  k  hi

1

3

hi = 26,8200 ϕt h io

ϕt h io

ϕt

=

hi

ϕt

×

ID OD

= 24,1917


(9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t = 1 h io =

h io

ϕt

(Kern, 1965)

×ϕt

h io = 24,1917

Fluida dingin: sisi shell (3’) Flow area shell

Ds × C' × B 2 as = ft 144 × PT

(Pers. (7.1), Kern)

Ds = Diameter dalam shell = 17,2500 in B = Baffle spacing = 2 in PT = Tube pitch = 1,25 in C′ = Clearance = PT – OD = 0,25 in as =

17,2500 × 0,25 × 2 2 = 0,0479 ft 144 × 1,25

(4’) Kecepatan massa

Gs =

w as

G s = 33354,1837 lbm/jam.ft

(Pers. (7.2), Kern)

2

(5’) Bilangan Reynold Pada tc = 178,1420°F µcamp = 0,4012 cP = 0,9705 lbm/ft⋅jam Dari Gbr. 28, Kern, untuk 1 in dan 1 1/4 in square pitch, diperoleh De = 0,72 in.


De = 0,72/12 = 0,0600 ft

Re s =

De × Gs μ

(Pers. (7.3), Kern)

Re s = 2061,9913 (6′) Taksir jH dari Gbr. 28, Kern, diperoleh jH = 23 pada Re s = 2061,9913 (7’) Pada tc = 178,1420°F c = 0,9310 Btu/lbm⋅°F k = 0,0660 Btu/jam lbm ft.°F  c.μ     k 

1

3

= 2,3923

k  c.μ  = jH × × (8’)  De  k  ϕs ho

1

3

ho = 60,5240 ϕs (9’) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s = 1

ho =

(Kern, 1965)

ho × ϕ s = 560,5239 ϕs

(10) Clean Overall Coefficient, UC

UC =

h io × h o = 17,2834 Btu/jam ⋅ ft 2 ⋅ °F h io + h o

(Pers. (6.38), Kern) (11) Faktor pengotor, Rd


UC − UD = 0,0035 UC × UD

Rd =

(Pers. (6.13), Kern)

Rd hitung = 0,0050 ≥ Rd batas = 0,003, maka spesifikasi heater dapat diterima

Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1)

Untuk Ret = 19508,3940 f = 0,0002 ft2/in2

(Gbr. 26, Kern)

s = 1,00 φt = 1

(2)

ΔPt =

f ⋅ Gt2 ⋅ L ⋅ n 5,22 ⋅ 1010 ⋅ ID ⋅ s ⋅ φ t


ΔPt = 0,00021 psi (3)

Dari Gbr. 27, Kern, 1965 pada diperoleh

V

2

2g'

=0

4n V 2 . s 2g' (4).(6) .0 = 0,0813 = 0,0144 psi

ΔPr =

∆PT

= ∆Pt + ∆Pr = 0,00021 psi + 0,0144 psi = 0,01461 psi

∆Pt yang diperbolehkan ≤ 10 psi (memenuhi)


Fluida dingin : sisi shell (1′) Untuk Res = 2061,9913 f = 0,002 ft2/in2

(Gbr. 29, Kern)

φs =1 s = 0,8914 (2′)

N + 1 = 12 x

L B

N + 1 = 60


Ds = 17,2500/12 = 1,4375 ft

(3′)

f. G 2 . D . (N + 1) s s ∆P = s 10 5,22.10 . D s. ϕ e. s


∆P = 0,0616 psi s

∆Pt yang diperbolehkan ≤ 10 psi (memenuhi)


C.16

Reboiler (E-332)

Fungsi

: Memanaskan keluaran bottom Destilasi dari temperatur 122,380C menjadi 188,52500C sebelum masuk Destilasi

Jenis


Dengan menggunakan perhitungan pada Heater (E-323) didapat spesifikasi heater (E-332) sebagai berikut : Dipakai

: 1 ½ in OD tube 18 BWG, panjang = 20 ft, 4 pass; Pitch (PT) = 1 ¼ in triangular pitch.

Hasil perhitungan dapat ditabulasikan sebagai berikut : Fluida panas (air) w (kg/jam)

2132,8322

4702,0418

lbm/jam

T1(oC)

250,0000

482,0000

o

T2(oC)

200,0000

392,0000

o

3873,9850

8540,5873

t1(oC)

122,3800

252,2840

o

t2(oC)

188,5250

371,3450

o

4411948,2726

41829889,3500

F F

Fluida Dingin w (kg/jam)

Q (kJ/jam)

90,0000

o

t2-t1

119,0610

o

Δt1

110,6550

o

Δt2

139,7160

o

Δt2 - Δt1

29,0610

o

LMTD

124,6213

T1-T2

R

0,7559

S

0,5183

FT

0,8900

F F F F F


lbm/jam F F

Btu/jam

beda suhu sebenarnya (Δt)

110,9129

o

Tc

437,0000

o

Tc

311,8145

o

UD

60,0000

Rd

0,0030

F F F

2

Btu/jam.ft .F

A

5594,2682

ft2

a''

0,3670

ft2/ft

762,1600

= 762buah

5600,4200

ft2

59,9341

Btu/jam.ft2.F

At

1,5400

in2

jlh pass (n)

4,0000

At

0,5320

ft2

Gt

2304,9974

lbm/jam,ft2

Nt (buah) A UD

(Steam-heavy org ):UD = 660

Fluida panas (sisi tube)

pada Tc =

437,0000

o

F

viskositas (cp)

0,0160

0,0387

lbm/ft.jam

ID (in)

1,4000

0,1166

ft

Ret

6947,7379

jH

350,0000

C

0,4800

Btu/lbm. oF

K

0,0210

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c. /k)1/3

0,9600

hi/φt

60,4792

hio/φt

84,6708


Φt

1,0000

Hio

84,6708

Fluida dingin (sisi shell) Ds

39,0000

in

B

3,0000

in

PT

1,2500

in

C'

0,2500

in

As

0,1625

ft2

Gs

52558,2744

lbm/jam, ft2

pada tc =

311,8145

ID shell = 33 in

o

F

viskositas (cp)

0,2183

0,5281

lbm/ft.jam

De (in)

1,4800

0,1233

ft

Res

167474,1427

jH

310,0000

C

0,7600

Btu/lbm. oF

K

0,2980

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c.

/k)1/3

ho/φs

1,1044 827,1783

Φs

1,0000

Ho

827,1783

Uc

76,8086

Rd

0,0037


Pressure Drop (∆P) Fluida panas (sisi tube) utk Re t F

6947,7379 0,0002

ft2/in2



0,0813

Φt

1,0000

ΔPt

0,0000

V2/2g'

0,0009

ΔPr

0,0009

Psi

ΔPT=ΔPt + ΔPr

0,0141

Psi

Psi


Fluida dingin (sisi shell) utk Res =

167474,1427

F

0,0002

Φs

1,0000


1,0680

N+1

ft2/in2

40,0000

Ds

2,7500

Ft

ΔPs

0,0741

Psi

C.17


Cooler (E-211)

Fungsi

: Mendinginkan keluaran reaktor (R-210) dari temperatur 1200C menjadi 400C sebelum masuk knock out drum (F-310)

Jenis


Dengan menggunakan perhitungan pada Heater (E-323) didapat spesifikasi cooler (E-211) sebagai berikut : -

Dipakai

: 1 in OD tube 18 BWG, panjang = 10 ft, 4 pass; Pitch (PT) =

1 ¼ in triangular pitch Hasil perhitungan dapat ditabulasikan sebagai berikut : Fluida panas w (kg/jam)

797,5612

1758,3034

T1(oC)

120,0000

248,0000

lbm/jam


o

F

T2(oC)

o

40,0000

104,0000

F

1841,8645

4060,5744

t1(oC)

28,0000

82,4000

o

t2(oC)

55,0000

131,0000

o

207762,3110

196919,9012

Fluida Dingin (air) w (kg/jam)

Q (kJ/jam)

144,0000

o

t2-t1

48,6000

o

Δt1

117,0000

o

Δt2

21,6000

o

Δt2 - Δt1

-95,4000

o

LMTD

56,4671

T1-T2

R

2,9630

S

0,2935

FT

0,8500


F

Btu/jam

F F F F

o

Tc

176,0000

o

Tc

106,7000

o

20,0000

F

F

47,9970

UD

lbm/jam

F F F

Btu/jam.ft2.F

(heavy organic-air pendingin): UD = 5-75

Rd

0,0030

A

205,1377

ft2

a''

0,2361

ft2/ft

86,8859

= 87buah

247,9050

ft2

Nt (buah) Koreksi UD A


16,5497

Btu/jam.ft2.F

At

0,6390

in2

jlh pass (n)

4,0000

At

0,1165

ft2

Gt

15094,7577

lbm/jam,ft2

UD Fluida dingin (sisi tube)

pada Tc =

176,0000

o

F

viskositas (cp)

0,4011

0,9703

lbm/ft.jam

ID (in)

0,9020

0,0751

Ft

Ret jH

2700,4907 10 0,7982

Btu/lbm. oF

K

0,1300

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c. /k)1/3

1,8128

C

hi/φt

31,3529

hio/φt

28,2803

Φt

1,0000

Hio

28,2803

Fluida panas (sisi shell) Ds

17,2500

in

B

3,0000

in

PT

1,2500

in

C'

0,2500

in

As

0,0719

ft2

Gs

24463,3520

lbm/jam, ft2

pada tc = viskositas (cp)

106,7000 0,5853

ID shell = 17,25 in

o

F

1,4158

lbm/ft.jam


De (in) Res

0,7200

0,0825

24463,3520

jH

28,0000

C

0,4432

Btu/lbm. oF

K

0,3919

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c.

Ft

/k)1/3

ho/φs

1,1699 137,5416

Φs

1,0000

Ho

137,5416

Uc

23,4574

Rd

0,0178


Pressure Drop (∆P) Fluida panas (sisi tube) utk Ret

2700,4907 ft2/in2

F

0,0004


0,4709

Φt

1,0000

ΔPt

0,0043

V2/2g'

0,0000

ΔPr

0,0000

Psi

ΔPT=ΔPt + ΔPr

0,0017

Psi

Psi



1036,6565

F

0,0030


1,0000

N+1

ft2/in2

40,0000


Ds

1,4375

ft

ΔPs

0,1758

Psi

C.18


Kondensor (E-333)

Fungsi

: Mencairkan keluaran sebelum dari temperatur 122,380C menjadi 119,530C Destilat masuk akumulator

Jenis

: 2-4 shell and tube exchanger Dengan menggunakan perhitungan pada Heater (E-323) didapat

spesifikasi kondensor (E-333) sebagai berikut : -

Dipakai

: 1 ½ in OD tube 18 BWG, panjang = 10 ft, 4 pass; Pitch (PT)

= 1 7/8 in triangular pitch Hasil perhitungan dapat ditabulasikan sebagai berikut : Fluida panas w (kg/jam)

892,8192

1968,3092

lbm/jam

T1(oC)

122,3800

252,284

o

T2(oC)

119,5300

247,154

o

16828,4852

37100,0784

t1(oC)

28,0000

82,4

o

t2(oC)

55,0000

131

o

1847321,6008

1799189,7470

F F


Q (kJ/jam)

5,1300

o

t2-t1

48,6000

o

Δt1

121,2840

o

Δt2

164,7540

o

Δt2 - Δt1

43,4700

o

LMTD

141,9111

T1-T2

R

F F F F F

0,1056


lbm/jam F F

Btu/jam

S

0,2861

FT

1,0000


141,9111

o

Tc

249,7190

o

Tc

106,7000

o

UD

50,0000

F F F

(medium organic-air Btu/jam.ft2.F pendingin): UD = 50-125

Rd

0,0030

A

253,5658

ft2

a''

0,3670

ft2/ft

138,1830

= 138 buah

253,2300

ft2

50,0663

Btu/jam.ft2.F

At

1,5400

in2

jlh pass (n)

4,0000

At

0,3690

ft2

Gt

100553,5724

lbm/jam,ft2

Nt (buah) Koreksi UD A UD Fluida dingin (sisi tube)

pada Tc =

249,7190

o

F

viskositas (cp)

0,7065

1,7089

lbm/ft.jam

ID (in)

1,4000

0,1166

ft

Ret

6864,3312

Jh

40,0000

C

0,8620

K

0,1640

Btu/lbm. oF Btu/jam.lbm.ft.


o

F

(c. /k) 1/3

2,0787

hi/φt

116,8862

hio/φt

109,0938

Φt

1,0000

Hio

109,0938

Fluida panas (sisi shell) Ds

15,2500

in

B

3,0000

in

PT

1,8750

in

C'

0,3750

in

As

0,0635

ft2

Gs

30976,6695

lbm/jam, ft2

pada tc =

106,7000

ID shell = 21,25 in

o

F

viskositas (cp)

0,5853

1,4158

lbm/ft.jam

De (in)

1,0800

0,12

ft

Res

1968,9962

jH

25,0000

C

0,4432

Btu/lbm. oF

0,3919

Btu/jam.lbm.ft. o F

K (c.

/k)1/3

ho/φs

1,1699 127,3577

Φs

1,0000

Ho

127,3577

Uc

58,7602

Rd

0,0030



Pressure Drop (∆P) Fluida panas (sisi tube) utk Re t

6864,3312 ft2/in2

F

0,0004


1,0000

Φt

1,0000

ΔPt

0,0116

V2/2g'

0,0000

ΔPr

0,0000

psi

ΔPT=ΔPt + ΔPr

0,0116

psi

psi



1968,9962

F

0,0025

Φs

1,0000


0,9341

N+1

ft2/in2

20,0000

Ds

1,2708

ft

ΔPs

0,0139

psi



C.19

Cooler (E-337)

Fungsi

: Mendinginkan keluaran accumulator dari temperatur 119,530C menjadi 300C sebelum masuk tangki penyimpanan.

Jenis

: DPHE dan 12 ft (2 x 1 ¼)

Dengan menggunakan perhitungan pada Heater (E-118) didapat hasil perhitungan Cooler (E-337) sebagai berikut : Fluida panas (air) w (kg/jam)

409,2806

902,3000

lbm/jam

T1(oC)

119,5300

247,154

o

T2(oC)

30,0000

86

o

1240,9835

2735,8722

t1(oC)

28,0000

82,4

o

t2(oC)

55,0000

131

o

139983,1426

132677,8976

F F


Q (kJ/jam)

161,1540

o

t2-t1

48,6000

o

Δt1

116,1540

o

Δt2

3,6000

o

-112,5540

o

T1-T2

Δt2 - Δt1 LMTD

lbm/jam F F

Btu/jam

F F F F F

32,3991

Tc

166,5770

o

Tc

106,7000

o

F F


2,0670

in

0,1723 ft

OD

1,6600

in

0,1383 ft

aa

0,0083

ft2

De

0,0761

ft


A’

0,4350

pada Tc = viskositas (cp) Ret

166,5770 0,6660

Tabel 11 o

F

0,0387

lbm/ft.jam

11.661,8200

jH

40,0000

C

0,7982

Btu/lbm. oF

K

0,1300

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c. /k)1/3

2,1469

hio/φt Φt

146,6082 1,0000

Hio

146,6082


1,3800

in

Ap

0,0104

ft2

Gp

263534,3304

Lbm/ft2 jam

pada tc = viskositas (cp) Res

106,7000 0,5853

o

F

0,0302

75,0000

C

0,4432

Btu/lbm. oF

K

0,3919

Btu/jam.lbm.ft. o F

ho/φs φs Ho

lbm/ft.jam

21396,4217

jH

(c.

0,115 ft

/k)1/3

1,5709 401,4979 1,0000 401,4979


Uc

101,8469

Rd

0,002

1/Ud

0,0118

Ud

84,6244

Btu/jam ft2 0F

A

48,3916

ft2

L

111,2451

Hairpin

4,6352

A sebenarnya

52,2000

L yang dipakai

120,0000

Ud yang dipakai Rd

5

78,4503 0,0029


Pressure Drop (∆P) Fluida panas (sisi tube) De utk Ret

0,0339 2296,2559

F

0,0137


1,0000

ft2/in2

61,4818

Lbm/ft3

ΔFa

0,7323

ft

V

0,4930

Fps

Fi

0,0189

ft

ΔPa

0,3207

psi

Densitas

diperbolehkan 2 psi

Fluida dingin (sisi shell)


utk Rep =

21396,4216

F

ft2/in2

0,0075


1 62,5

Lbm/ft2

ΔFp

0,6664

psi

ΔPp

0,2892

psi

Densitas

C.20


Cooler (E-341)

Fungsi

: Mendinginkan keluaran bottom destilasi dari temperatur 188,5250C menjadi 540C ( titik melt butinediol) sebelum masuk prilling tower.

Jenis

: DPHE dan 12 ft ( 2 ½ x 1 ¼) Dengan menggunakan perhitungan pada Heater (E-118) didapat hasil

perhitungan Cooler (E-341) sebagai berikut : Fluida panas (air) w (kg/jam)

315,6566

695,8965

lbm/jam

T1(oC)

188,5250

371,345

o

T2(oC)

54,0000

129,2

o

1184,4745

2611,292483

t1(oC)

28,0000

82,4

o

t2(oC)

55,0000

131

o

133608,7188

126636,1333

F F


Q (kJ/jam)

242,1450

o

t2-t1

48,6000

o

Δt1

240,3450

o

Δt2

46,8000

o

-193,5450

o

T1-T2

Δt2 - Δt1

lbm/jam F F

Btu/jam

F F F F F


LMTD

118,2899

Tc

250,2725

o

tc

106,7000

o

F F


2,469

in

0,2058 ft

OD

1,66

in

0,1383 ft

aa

0,0182

ft2

De

0,1677

ft

A’

0,435

pada Tc = viskositas (cp) Ret jH

250,2725 0,2183

Tabel 11 o

F

0,0387

55.851,19 125 0,7982

Btu/lbm. oF

k

0,1300

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c. /k)1/3

1,4803

c

hio/φt Φt Hio

lbm/ft.jam

143,4482 1,0000 143,4482


1,3800

in

Ap

0,0104

ft2

Gp

67032,6001

Lbm/ft2 jam

pada tc = viskositas (cp) Res jH

106,7000 0,2183

0,115 ft

o

F

0,0302

lbm/ft.jam

14591,9994 448


c

0,4432

Btu/lbm. oF

k

0,3919

Btu/jam.lbm.ft. o F

(c.

/k)1/3

ho/φs φs

0,7476 948,8807 1,0000

Ho

948,8807

Uc

124,6101

Rd

0,002

1/Ud

0,0100

Ud

99,7503

Btu/jam ft2 0F

A

10,7324

ft2

L

24,6721

Hairpin A sebenarnya L yang dipakai Ud yang dipakai Rd

1,0280

1

10,44 24 102,5438 0,0017


Pressure Drop (∆P) Fluida panas (sisi tube) utk Ret

14591,9994

f

0,0082


1,0000

ft2/in2

61,4818

Lbm/ft3

0,000009

psi

V2/2g'

0,0097

ft

ΔPp

0,0042

psi

Densitas ΔFp



Fluida dingin (sisi shell) utk Rep =

18300,3691

F

0,0078


1,0000

Densitas

ft2/in2

62,5000

ft

ΔFa

0,0698

psi

V

0,6374

Fps

Fi

0,0063

ft

ΔPa

0,0330

psi

C.21


Pompa Bahan Asetilen (P-116)

Fungsi

: memompa Asetilen (C2H2) ke reaktor (R-210)

Jenis

: Pompa sentrifugal.

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi

: Temperatur = 30°C

Laju massa C2H2

= 108,5685 kg/jam

= 0,0665 lbm/s

Densitas C2H2

= 377 kg/m3

= 23,5291 lbm/ft3

Viskositas C2H2

= 0,0815 cp

= 0,0001 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, Q =

F 108,5685 = = 0,2879 m3/jam = 0,0028 ft3/s ρ 377

Desain pompa: Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13

(Geankoplis, 2003)

= 3,9 (0,0028)0,45(23,5291)0,13 = 0,4191 in


Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal

: 1/4 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,364 in

= 0,0092 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,54 in

= 0,0137 ft

Inside sectional area (A)

: 0,0007 ft2

Kecepatan linier, v =

=

= 4,0356 ft/s

Bilangan Reynold: NRe =

=

= 52594,4199 Karena NRe > 2100, maka aliran turbulen ; α=1 Untuk pipa commercial steel dan pipa ½ in, diperoleh ε/D = 0,0029 Dari Gambar 2.10-3, Geankoplis, 1997 untuk NRe = 44989,6878

dan ε/D = 0,0029

diperoleh f = 0,008

Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc =0,55


= 0,55 (1-0)

= 0,1392 ft.lbf/lbm

5 elbow 90° :

hf = n.Kf.

=5 (0,75)

= 0,9491 ft.lbf/lbm

2 check valve:

hf = n.Kf.

= 2 (0,75)

= 0,5062 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 20 ft:

Ff

= 4f

= 4 (0,01)

= 5,3400 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:

hex

=

= (1-0)

= 0,2531 ft.lbf/lbm Total friction loss :

∑ F = 7,1876 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli: Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)

dimana: v1 = v2, tinggi pemompaan ∆Z = 4 m = 157,48 in, tekanan konstan, p2 = p1 = 5 atm. maka: Ws = 164,6676 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws

= η × Wp

164,6676 = 0,8 × Wp Wp = 205,8345 ft.lbf/lbm


Daya pompa: P

= m × Wp = 0,0798 lbm / s x 205,8345 ft.lbf/lbm = 13,6814 ft. lbf/s . = 0,0249 hp

Dipilih pompa dengan daya 1/12 hp.

C.23

Pompa Bahan Larutan Formaldehid (P-114)

Fungsi

: Memompa campuran formaldehid menuju Mixer (M-110)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi


Laju massa

= 611,7375 kg/jam = 0,3745 lbm/s

Densitas campuran

= 866,7664 kg/m3

Viskositas campuran = 0,3518 cp

= 54,0962 lbm/ft3 = 0,0002 lbm/ft.s


F 611,7375 = = 0,7057 m3/jam = 0,0069 ft3/s ρ 866,7664


(Geankoplis, 2003)

= 3,9 (0,0069 ft3/s)0,45(54,0962 lbm/ft3)0,13 = 0,6990 in


: 1/2 in

Schedule number

: 40


Diameter Dalam (ID)

: 0,622 in = 0,0518 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,84 in


: 0,0021 ft2


= 0,07 ft

=

= 3,2811 ft/s

Dengan menggunakan perhitungan Friction loss, dan persamaan Bernoulli didapat : Daya pompa: P

= 0,2704 hp

Dipilih pompa dengan daya ½ hp.

C.24

Pompa Keluaran Mixer (P-117)

Fungsi

: Memompa campuran formaldehid dan katalis menuju reaktor (R-210)

Jenis

: Pompa slurry

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi


Laju massa

= 688,9927 kg/jam

= 0,4119 lbm/s

Densitas campuran

= 1207,9695 kg/m3

= 75,3920 lbm/ft3


= 0,0003 lbm/ft.s


F = 0,5570 m3/jam = 0,0054 ft3/s ρ


(Geankoplis, 2003)


= 3,9 (0,0054 ft3/s)0,45(75,3920 lbm/ft3)0,13 = 0,6561 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal

: 1/2 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,622 in = 0,0518 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,84 in


: 0,00211 ft2


= 0,07 ft

=

= 2,5897 ft/s


= 0,25 hp


C.25

Pompa Keluaran Knock Out Drum (P-311)

Fungsi

: Memompa keluaran knock out drum menuju disk sentrifuse (CF- 320)

Jenis

: Pompa slurry

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi


Laju massa

= 787,6228 kg/jam = 0,4119 lbm/s

Densitas campuran

= 1455,5907 kg/m3


= 90,8456 lbm/ft3 = 0,0003 lbm/ft.s



F = 0,4622 m3/jam = 0,0045 ft3/s ρ


(Geankoplis, 2003)


: 3/8 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,493 in = 0,0410 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,675 in = 0,0563 ft


: 0,0013 ft2


=

= 3,4096 ft/s


= 0,1137 hp


C.26

Pompa Keluaran Disk Sentrifuse (P-322)

Fungsi

: Memompa keluaran disk sentrifuse menuju destilasi (D-330)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit


Kondisi Operasi


Laju massa

= 724,9327 kg/jam = 0,4334 lbm/s

Densitas campuran

= 1056,3896 kg/m3


= 65,9309 lbm/ft3 = 0,0003 lbm/ft.s


F = 0,6702 m3/jam = 0,0065 ft3/s ρ


(Geankoplis, 2003)


: 1/2 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,622 in = 0,0518 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,84 in = 0,007 ft


: 0,0021 ft2


=

= 3,1307 ft/s


= 0,25 hp



C.27

Pompa Destilasi bagian Bottom (P-331)

Fungsi

: Memompa keluaran destilasi menuju reboiler (E-332).

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi

: Temperatur = 122,38 °C

Laju massa

= 3873,9850 kg/jam = 2,3714 lbm/s

Densitas campuran

= 1196,8845 kg/m3


= 74,6993 lbm/ft3 = 0,0002 lbm/ft.s


F = 3,2362 m3/jam = 0,0317 ft3/s ρ


(Geankoplis, 2003)


: 11/4 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 1,38 in = 0,1150 ft

Diameter Luar (OD)

: 1,66 in = 0,1383 ft


: 0,0104 ft2


=

= 3,0525 ft/s



= 1,1hp

Dipilih pompa dengan daya 1 ½ hp.

C.28

Pompa Kondensor ke bagian Destilasi (P-335)

Fungsi

: Memompa keluaran Akumulator (TK-334) menuju destilasi.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi


Laju massa

= 483,5386 kg/jam = 0,3043 lbm/s

Densitas campuran

= 948,0332 kg/m3


= 59,1682 lbm/ft3 = 0,0004 lbm/ft.s


F = 0,5242 m3/jam = 0,0051 ft3/s ρ

Desain pompa: Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 3

= 3,9 (0,0051 ft /s)

(Geankoplis, 2003) 0,45

3 0,13

(59,1682 lbm/ft )

= 0,6186 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal

: 3/8 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,493 in = 0,0410 ft


Diameter Luar (OD)

: 0,675 in = 0,0562 ft


: 0,0013 ft2


=

= 3,8664 ft/s


= 0,13 hp


C.29

Pompa Kondensor ke bagian Tangki Penyimpanan (P-336)

Fungsi

: Memompa keluaran Akumulator (TK-334) menuju tangki penyimpanan (TK-338).

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi


Laju massa

= 409,2806 kg/jam = 0,2402 lbm/s

Densitas campuran

= 982,8820 kg/m3


= 61,3432 lbm/ft3 = 0,0005 lbm/ft.s


F = 0,3991 m3/jam = 0,0039 ft3/s ρ


(Geankoplis, 2003)

= 3,9 (0,0039 ft3/s)0,45(61,3432 lbm/ft3)0,13 = 0,5495 in



: 3/8 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,493 in = 0,0125 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,675 in = 0,0171 ft


: 0,0133 ft2


=

= 2,9442 ft/s


= 0,1750 hp


C.30

Pompa Reboiler ke bagian cooler (P-339)

Fungsi

: Memompa keluaran Reboiler menuju cooler (E-341)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi


Laju massa

= 315,6566 kg/jam = 0,1932 lbm/s

Densitas campuran

= 1196,8845 kg/m3


= 74,6994 lbm/ft3 = 0,00015 lbm/ft.s


F = 0,2637 m3/jam = 0,0025 ft3/s ρ



(Geankoplis, 2003)

= 3,9 (0,0025ft3/s)0,45(74,6994 lbm/ft3)0,13 = 0,4681 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal

: 1/4 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 0,364 in = 0,0303 ft

Diameter Luar (OD)

: 0,54 in = 0,045 ft


: 0,0007 ft2


=

= 3,5931 ft/s


= 0,1772 hp


C.30

Blower (JB-352)

Fungsi

: Mengalirkan udara ke prilling tower (TK-340)

Jenis

: blower sentrifugal


Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: carbon steel

Kondisi operasi : P = 101,325 kPa T = 30 oC Laju alir udara

= 34,6741 kmol/jam

(Dari Lampiran B)

(34,6741 kmol/jam)x(8,314 m 3 Pa/mol K) x(335,78 K) Laju alir volum gas,Q = 101,325 kPa

= 862,4933 m3 /jam

Daya blower dapat dihitung dengan persamaan, P=

144 × efisiensi × Q 33000

(Perry, 1997)

Efisiensi blower, η berkisar 40 – 80 %; diambil 80 % Sehingga, P=

144 × 0,8 × 862,4933 = 3,0109 hp 33000

Maka dipilih blower dengan tenaga 3 ¼ hp

C.28 Belt Conveyor I (C-115) Fungsi

: Mengangkut katalis Cu2C2 padat dari gudang penyimpanan (TK-112) menuju Mixer (M-110)


Jenis

: horizontal belt conveyor

Bahan konstruksi : carbon steel Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Laju alir (W)

= 62,6357 kg/jam

Densitas

= 4620 kg/m3

= 28,4168 lb/ft3

Direncanakan (Walas, 1988) : Jarak angkut

= 35 ft = 10,6680 m

Lebar belt

= 20 in

Angle

= 10 derajat

Inklinasi

= 5 derajat

Slope

= 76,2 untuk 100 ft/min bahan

Kecepatan

= 100 rpm

•

Ukuran konveyor Velocity (v)

=

62,6357 kg/jam x 100 ft/min = 82,1990 ft/min 76,2 kg/jam

Panjang konveyor desain (L) = Ketinggian konveyor (H)

35 ft = 35,1336 ft cos 5o

= 35 ft x tan 5o = 3,0621 ft


•

Daya conveyor : P = P horizontal + P vertical + P empty = (0,4 + L/300).(W/100) + 0.001HW + (vk/100) k =faktor koreksi dilihat dari Table 5.5c maka k = 0,5 P = P horizontal + P vertical + P empty = (0,4 + 35,1336/300).(62,6357/100) + (0.001 x 3,0621 x 62,6357) + (82,1990 x 0,5/100) = 1,7657 hp Maka dipakai pompa 2 hp

C.29 Belt Conveyor II (C-321) Fungsi

: Mengangkut katalis Cu2C2 padat dari keluaran disk centrifuse (CF-320) menuju Mixer (M-110)

Jenis



: 1 unit


= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Laju alir (W)

= 62,0093 kg/jam

Densitas

= 1020 kg/m3

= 63,6764 lb/ft3



= 70 ft = 15,2402 m

Lebar belt

= 20 in

Angle

= 10 derajat

Inklinasi

= 5 derajat

Slope

= 76,2 untuk 100 ft/min bahan

Kecepatan

= 100 rpm

•


=

62,0093 kg/jam x 100 ft/min = 81,3770 ft/min 76,2 kg/jam

Panjang konveyor desain (L) = Ketinggian konveyor (H)

•

70 ft = 70,2673 ft cos 5o

= 70 ft x tan 5o = 6,1246 ft

Daya conveyor : P = P horizontal + P vertical + P empty = (0,4 + L/300).(W/100) + 0.001HW + (vk/100) k =faktor koreksi dilihat dari Table 5.5c maka k = 0,5

P = P horizontal + P vertical + P empty = (0,4 + 70,2673/300).(62,0093 /100) + (0.001 x 6,1242 x 62,0093)


+ (81,3770 x 0,5/100) = 1,773 hp Maka dipakai pompa 2 hp

C.34

Belt Conveyor III (C-344)

Fungsi

: Mengangkut partikel butinediol dari keluaran prilling tower (TK-340) menuju tangki penyimpanan produk (TK-354).

Jenis



: 1 unit


= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Laju alir (W)

= 315,6566 kg/jam

ρcamp

= 1196,8845 kg/m3

(Dari Lampiran A) = 74,7190 lb/ft3


= 50 ft = 15,2402 m

Lebar belt

= 20 in

Angle

= 20 derajat

Inklinasi

= 5 derajat


Slope

= 69 untuk 100 ft/min bahan

Kecepatan

= 100 rpm

•


=

615,6566 kg/jam x 100 ft/min = 457,4733 ft/min 69 kg/jam

Panjang konveyor desain (L) = Ketinggian konveyor (H) •

50 ft cos 5 o

= 50,1909 ft

= 50 ft x tan 5o = 4,3744 ft

Daya conveyor : P = P horizontal + P vertical + P empty = (0,4 + L/300).(W/100) + 0.001HW + (vk/100) k =faktor koreksi dilihat dari Table 5.5c maka k = 0,5 P = P horizontal + P vertical + P empty = (0,4 + 50,1909/300).( 315,6566 /100) + (0.001 x 4,3744 x 315,6566) + (457,4733 x 0,5/100) = 4,3744 hp Maka dipakai daya 4 1/2 hp

C.35

Kompresor (JC – 312)

Fungsi : Menaikkan tekanan asetilen sebelum dimasukkan ke Reaktor (R–210). Jenis

: Reciprocating compressor

Jumlah :1 unit


 P 3,03 × 10 −5 k hp = P1q fmi  2 (k - 1).η  P1

  

( k −1) / k

 − 1 

(Timmerhaus,1991) dimana:

qfm i

= laju alir (ft3/menit)

P1

= tekanan masuk = 1 atm

= 2116,22 lbf/ft2

P2

= tekanan keluar = 5 atm

= 10581,12 lbf/ft2

k

= rasio panas spesifik = 1,4

η

= efisiensi kompresor = 75 %

Data: Laju alir massa

= 9,9384 kg/jam

ρ asetilen

= 377 kg/m3 = 23,5355 lbm/ft3

Laju alir volum (qfm i) =

9,9384 kg/jam = 0,0257 m3 /jam 3 377 kg/m

= 0,0152 ft3/menit = 0,0003 ft3/detik

 10581,12  (1, 4 −1) / 1, 4  3,03 × 10 −5 ×1,4 2 3 hp = (2116,22 lbf/ft ) × (0,0152 ft /mnt) − 1  (1,4 − 1) × 0,75  2116,22   = 0,0024 hp

Jika efisiensi motor adalah 75 %, maka : P=

0,00244 = 0,0026 hp 0,75

Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : De =3,9(Q)0,45( ρ )0,13 (Timmerhaus,1991)


= 3,9 (0,0003 ft3/detik)0,45(23,5355 lbm/ft3) 0,13 = 0,1414 in

Dipilih material pipa commercial steel ¼ inci Sch 40: •

Diameter dalam (ID)

= 0,364 in = 1,1928 ft

•

Diameter luar (OD)

= 0,540 in = 1,3333 ft

•

Luas penampang (A)

= 0,141 ft

LAMPIRAN D


PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS

D.1 Screening (SC) Fungsi

: menyaring partikel-partikel padat yang besar

Jenis

: bar screen

Jumlah

: 1

Bahan konstruksi : stainless steel Kondisi operasi: Temperatur

= 30°C

Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3

Laju alir massa (F)

= 2765,4170 kg/jam

Laju alir volume (Q)

=

(Geankoplis, 1997)

2765,4170 kg/jam × 1 jam/3600s = 0,00077 m3/s 3 995,68 kg/m

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 = 30°

Direncanakan ukuran screening: Panjang screen

= 2m

Lebar screen

= 2m

Misalkan, jumlah bar = x


Maka,

20x + 20 (x + 1) = 2000 40x = 1980 x = 49,5 ≈ 50 buah

Luas bukaan (A2) = 20(50 + 1) (2000) = 2.040.000 mm2 = 2,04 m2 Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30% screen tersumbat.

Head loss (∆h) =

Q2 (0,00077 ) 2 = 2,02 x 10-8 m dari air = 2 2 2 2 2 (9,8) (0,6) (2,04) 2 g Cd A 2 2000

2000

20

Gambar LD-1: Sketsa sebagian bar screen , satuan mm (dilihat dari atas)

D.2 Bak Sedimentasi (BS) Fungsi

: untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air.

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: beton kedap air

Data

:

Kondisi penyimpanan

: temperatur

= 30 oC


tekanan

= 1 atm

Laju massa air

: F = 2765,4170 kg/jam

= 1,8776 lbm/detik

Densitas air

: 995,68 kg/m3

= 62,1725 lbm/ft3

Laju air volumetrik, Q =

2765,4170 kg/jam F = = 0,0462 m 3 /menit 3 ρ 995,68 kg/m x60 menit/jam = 1,5347 ft3/menit

Desain Perancangan : Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif

(Kawamura, 1991).

Perhitungan ukuran tiap bak : Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah

(Kawamura, 1991) :

υ 0 = 1,57 ft/min atau 8 mm/s Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki 10 ft (3,0480 m) Lebar tangki 2 ft (0,6096 m)

Q 1,6347 ft 3 /min = = 0,0817 ft/min Kecepatan aliran v = At 10 ft x 2 ft Desain panjang ideal bak :

 h L = K   υ0

  v 

(Kawamura, 1991)

dengan :K = faktor keamanan = 1,5 h = kedalaman air efektif ( 10 – 16 ft); diambil 10 ft.

Maka : L = 1,5 (10/1,57) . 0,0817 = 0,7809 ft = 0,2380 m Diambil panjang bak = 1 ft = 0,3048 m


Uji desain : Waktu retensi (t) : t =

Va Q

= panjang x lebar x tinggi

(10 x 2 x 0,7809) ft 3 = 9,5541 menit = 1,6347 ft 3 / min Desain diterima ,dimana t diizinkan 6 – 15 menit Surface loading :

Q = A

(Kawamura, 1991).

laju alir volumetrik

1,6347 ft3/min (7,481 gal/ft3)

= = 7,8301 gpm/ft2 Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 – 10 gpm/ft2 (Kawamura, 1991). Headloss (∆h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in) : ∆h = K v2 2g = 0,12 [0,0045 ft/min. (1min/60s) . (1m/3,2808ft) ]2 2 (9,8 m/s2) = 1,22 x 10-7 m dari air.

D.3

Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP-01)


Fungsi

: Membuat larutan soda abu (Na2CO3)

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Data: Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Na2CO3 yang digunakan

= 27 ppm

Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat) Laju massa Na2CO3

= 0,0747 kg/jam

Densitas Na2CO3 30 %

= 1327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3

Viskositas Na2CO3 30 % (μ)

= 3,69 10-4 lbm/ft s = 0,549 cP


= 30 hari

Faktor keamanan

= 20%

(Perry, 1999) (Othmer, 1968)

Desain Tangki a. Ukuran tangki Volume larutan, Vl =

0,0747 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari 0,3 × 1327 kg/m

3

= 0,0449 m3

Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,05449 m3 = 0,0539 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 V = πD 2 H 4 1 3  0,0486 m 3 = πD 2  D  4 2  3 0,0486 m 3 = πD 3 8 Maka:

D = 0,35 m H = 0,52 m

b. Tebal dinding tangki Tinggi cairan dalam tangki

volume cairan × tinggi silinder volume silinder 0,0405 × 0,52 = 0,43 m = 0,0486

=


Tekanan hidrostatik, Phid = ρ × g × h = 1327 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,43 m = 5,6184 kPa Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101,325 kPa Poperasi = 5,6184 kPa + 101,325 kPa = 106,9434 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1,05) (106,9434 kPa) = 128,3320 kPa Joint efficiency (E)

= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:

PD + nC 2SE − 1,2P (128,3320 kPa) (0,35 m) = + (10 × 0,0032) 2(94459,21 kPa)(0,8) − 1,2(128,3320 kPa) = 0,03379 m = 1,3302 in

t=


(Brownell,1959)

c. Daya pengaduk Jenis pengaduk


Jumlah baffle

: 4 buah


; Da = 1/3 × 0,35 m = 0,1152 m = 0,3779 ft


E/Da = 1

; E = 0,1152 m

L/Da = ¼

; L = ¼ × 0,1152 m = 0,0288 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 × 0,1152 m = 0,0230 m

J/Dt

= 1/12

; J = 1/12 x 0,35 m

= 0,0288 m


= lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 4 putaran/det Bilangan Reynold,

N Re

N Re

ρ N (D a )2 = μ 2 ( 82,8423)(4 )(0,3779 ) =

3,69 ⋅10− 4

(Geankoplis, 1997)

= 12829,4184

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K T .n 3 .D a ρ gc 5

P=

(McCabe,1999)

KL = 6,3

(McCabe,1999)

6,3(4 put/det)3 .(0,37797 ft)5 (82,8423 lbm/ft3 ) 1hp × 2 32,174 lbm.ft/lbf.det 550 ft.lbf/det = 0,0182 hp

P=



0,0145 = 0,0182 hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 0,02 hp.

D.4

Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-02)

Fungsi

: Membuat larutan alum [Al2(SO4)3]

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283, Grade C

Jumlah

: 1 unit


= 300C

Tekanan

= 1 atm

Al2(SO4)3 yang digunakan

= 50 ppm

Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) Laju massa Al2(SO4)3

= 0,1382 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3 30%

= 1363 kg/m3 = 85,0898 lbm/ft3

Viskositas Al2(SO4)3 30 % (μ)= 6,72 10 lbm/ft s = 1 cP -4


= 30 hari

Faktor keamanan

= 20%

(Perry, 1997) (Othmer, 1968)

Desain Tangki a. Ukuran Tangki

0,1382 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari = 0,2435 m3 3 1363 kg/m Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,2435 m3 = 0,2922 m3 Volume larutan, Vl =

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3


1 πD 2 H 4 1 3  0,2922 m3 = πD 2  D  4 2  3 0,2922 m3 = πD3 8 V=

Maka: D = 0,63 m; H = 0,94 m Tinggi cairan dalam tangki

=

0,2435 × 0,63 = 0,94 m 0,2922

b. Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: P = ρ × g × h = 1363 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,94 m = 10,4919 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa PT = 10,4919 kPa + 101,325 kPa = 111,8168 kPa Faktor kelonggaran = 5% Maka, Pdesign = (1,05) × (111,8168 kPa ) = 117,4077 kPa Joint efficiency (E)

= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:

PD + nC 2SE − 1,2P (117,4077 kPa) × (0,63 m) = + (10 × 0,0032) 2 × (94459,21 kPa) × (0,8) − 1,2 × (117,4077 kPa) = 0,03226 m = 1,2700 in

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 1 ¾ in

(Brownell,1959)




Jumlah baffle

: 4 buah


; Da

= 1/3 × 0,63 m = 0,2095 m = 0,6872 ft

E/Da = 1

; E

= 0,2095 m

L/Da = 1/4

; L

= 1/4 × 0,2095 m

= 0,0524 m

W/Da = 1/5

;W

= 1/5 × 0,2095 m

= 0,0419 m

; J

= 1/12 × 0,2095 m

= 0,0524 m

J/Dt

= 1/12


= lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det Bilangan Reynold, N Re =

N Re =

ρ N (D a )2 μ

(85,0898)(3)(0,6872)2 6,72 ⋅ 10− 4

(Geankoplis, 1997)

= 179390,5677


NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K .n 3 .D a ρ P= T gc

(McCabe,1999)

KL = 6,3

(McCabe,1999)

5

1 hp 6,3 (3 put/det) 3 × (0,6872 ft) 5 × (85,0915 lbm/ft 3 ) × 550 ft lbf/det 32,174 lbm.ft/lbf.det 2 = 0,1253 hp

P=

Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak =

0,1253 = 0,1566 hp 0,8

Digunakan daya motor standar 1/5 hp

D.5

Clarifier (CL)

Fungsi

: Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu

Tipe

: External Solid Recirculation Clarifier

Bentuk

: Circular desain

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-283, Grade C

Jumlah

: 1 unit


= 300C

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air (F1)

= 2765,4170 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 (F2)

= 0,1383 kg/jam

(Perhitungan BAB VII)

Laju massa Na2CO3 (F3)

= 0,0747 kg/jam


Laju massa total, m

= 2765,6299 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3

= 1,3630 gr/ml

(Perry, 1997)

Densitas Na2CO3

= 1,3270 gr/ml

(Perry, 1997)


Densitas air

= 0,99568 gr/ml

(Perry, 1997)

Reaksi koagulasi: Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2 Dari Metcalf & Eddy (1984) diperoleh bahwa untuk clarifier tipe upflow (radial): -

Kedalaman air = 3-5 m

-

Settling time = 1-3 jam

Dipilih : Kedalaman air (H) = 3 m Settling time = 1 jam Diameter dan Tinggi Clarifier Densitas larutan,

ρ=

(2765,6299) 2765,4170 0,1383 0,0747 + + 995,68 1363 1327

Volume cairan, V =

= 995,6235 kg/m3

2765,4170 kg/jam × 1 jam = 2,7776 m3 995,6235

V = ¼ π D2H 1/2

4V  4 × 2,7776  D = ( )1/2 =   πH  3,14 × 3 

= 1,0860 m

Maka, diameter clarifier = 1,0860 m Tinggi clarifier = 1,5 × D = 1,6290 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: Phid

= ρ× g × h = 995,6235 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,6290 m = 15,8945 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,3250 kPa P = 15,8945 kPa + 101,3250 kPa = 117,2195 kPa


Faktor kelonggaran = 5% Maka, Pdesign = (1,05) × (117,2195 ) kPa = 123,0805 kPa Joint efficiency (E)

= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:

PD +nC 2SE − 1,2P (123,0805 kPa) × (1,0806 m) = + (10)(0,00318) 2 × (94458,21 kPa) × (0,8) − 1,2 × (123,0805 kPa) = 0,03789 m = 1,4917 in

t=


= 1,4917 in


(Brownell,1959)

Daya Clarifier P = 0,006 D2 dimana:

(Ulrich, 1984)

P = daya yang dibutuhkan, kW

Sehingga, P = 0,0078 × (1,0806)2 = 0,0070 kW = 0,0100 hp

D.6

Sand Filter (SF)

Fungsi

: Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari Clarifier (CL)

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit


= 300C

Tekanan

= 1 atm


Laju massa air

= 2765,4170 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3 = 62,1600 lbm/ft3

Faktor keamanan

= 20%

(Geankoplis, 1997)

Sand filter dirancang untuk penampungan 1/4 jam operasi. Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 1/3 volume tangki. Perhitungan : a. Volume tangki Volume air: Va =

2765.4170 kg/jam × 0,25 jam 995,68 kg/m

3

= 0,6944 m3

Volume air dan bahan penyaring: Vt = (1 + 1/3) × 0,6944 = 0,9234 m3 Volume tangki = 1,2 × 0,9234 m3 = 1,1082 m3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4

1 πD 2 H 4 1 4  1,1082 m 3 = πD 2  D  4 3  1 1,1082 m 3 = πD 3 3 V=

Maka:

D = 1,0192 m H = 3,0577 m

c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,0192 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1 Tinggi tutup

=

1 × 1,0192 = 0,2548 m 4

Tinggi tangki total = 3,0577 + 2(0,2548) = 3,5672 m d. Tebal shell dan tutup tangki Tinggi penyaring

=

1 × 3,5672 = 0,7644 m 4

0,6944 m 3 Tinggi cairan dalam tangki = × 3,0577 m = 1,9158 m 1,1082 m 3


Phidro

= ρ×g×h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,9158 m = 18,6940 kPa

Ppenyaring

= ρ×g×l = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,9815 m = 7,4589 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa PT = 18,6940 kPa + 7,4589 kPa + 101,325 kPa = 127,4799 kPa Faktor kelonggaran

= 5%

Maka, Pdesign

= (1,05) × (127,4799 kPa) = 133,8518 kPa


= 0,8



Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c) = 1/8 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:


t=

Maka tebal shell yang dibutuhkan =1,4968 in Tebal shell standar yang digunakan = 1 1/2 in

(Brownell,1959)


Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 1 ¾ in.

D.7

Tangki Utilitas 1 (TU-01)

Fungsi

: Menampung air sementara dari Sand Filter (SF)

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit


= 300C

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air

= 2760,4170 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3


= 3 jam

Faktor keamanan

= 20%

(Geankoplis, 1997)

Desain Tangki a. Volume tangki Volume air, Va =

2765,4170 kg/jam × 3 jam 995,68 kg/m

3

= 8,3322 m3

Volume tangki, Vt = 1,2 × 8,3322 m3 = 9,9987 m3

b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3

1 πD2 H 4 1 3  9,9987 m3 = πD2  D  4 2  3 9,9987 m3 = πD3 8 V=

Maka, D = 2,04 m H = 3,06 m


c. Tebal tangki Tinggi air dalam tangki =

Tekanan hidrostatik: P

8,3322 m 3 9,9987 m 3

× 3,06 m = 2,5502 m

= ρ×g×h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,55024 m = 24,8838 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 24,8838 kPa + 101,325 kPa = 126,2088 kPa Faktor kelonggaran

= 5%

Maka, Pdesign

= (1,05) × (126,2088 kPa) = 132,512 kPa


= 0,8



Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:

PD +nC 2SE − 1,2P (135,5192 kPa) × (2,04 m) = + (10 × 0,0032) 2 × (94458,21 kPa) × (0,8) − 1,2 × (135,5192 kPa) = 0,0441 m = 1,7391 in

t=

D.8


= 1,7391 in

Tebal shell standar yang digunakan

= 1 3/4 in

(Brownell,1959)

Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-03)


Fungsi

: Membuat larutan asam sulfat

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Kondisi pelarutan: Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

H2SO4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 5% (% berat) Laju massa H2SO4

= 0,0161 kg/hari

Densitas H2SO4 5 % (ρ)

= 1028,86 kg/m3 = 66,2801 lbm/ft3

(Perry, 1997)

Viskositas H2SO4 5 % (μ)

= 3,5 cP

(Othmer, 1968)


= 90 hari

Faktor keamanan

= 20%

Desain Tangki a. Diameter tangki

0,0161 kg/hari × 90 hari = 0,0339 m3 3 0,05 × 1028,86 kg/m Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0339 m3 = 0,0407 m3 Volume larutan, Vl =

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3.

1 πD2 H 4 1 3  0,0407 m3 = πD2  D  4 2  3 0,0407 m3 = πD3 8 V=

Maka:

D = 0,33 m H = 0,43 m

b. Tebal Dinding Tangki Tinggi larutan H2SO4 dalam tangki =

0,0339 m 3 0,0407 m 3

× 0,43 m = 0,36 m

Tekanan hidrostatik: Phid = ρ × g × h


= 1028,86 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,36 m = 3,6488 kPa Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101,325 kPa Poperasi = 3,6488 kPa + 101,325 kPa = 104,9783 kPa Faktor kelonggaran = 5 %. Maka, Pdesign = (1,05) (104,9783 kPa) = 110,2225 kPa Joint efficiency (E)

= 0,8




Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:

PD + nC 2SE − 1,2P (110,2225 kPa) (0,33 m) = + (10 × 0,0032) 2(94458,21kPa)(0,8) − 1,2(110,2225 kPa) = 0,0334 m = 1,3149 in

t=


= 1,3149 in

Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in c. Daya Pengaduk Jenis pengaduk Jumlah baffle

(Brownell, 1959)

: flat 6 blade turbin impeller : 4 buah


; Da = 1/3 × 0,33 m = 0,1086 m = 0,3562 ft

E/Da = 1

; E = 0,1086 m


L/Da = ¼

; L = ¼ × 0,1086 m = 0,0271 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 × 0,1086 m = 0,0217 m

= 1/12

J/Dt

; J = 1/12 × 0,33 m = 0,0271 m

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det Viskositas H2SO4 5% = 0,012 lbm/ft⋅detik

(Othmer, 1967)

Bilangan Reynold: N Re =

N Re =

ρ N (D a )2 μ

(Geankoplis, 1997)

(66,2801)(1) (0,3562)2 = 679,0473 0,012

Untuk NRe < 10000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K L .n 2 .Da µ gc 3

P=

(McCabe,1999)

KL = 71

(McCabe,1999)

71(1 put/det) 2 .(0,3562 ft) 3 (66,2801 lbm/ft ) 1hp × P= 2 550 ft.lbf/det 32,174 lbm.ft/lbf.det = 0,0014 hp Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak =

0,0014 = 0,0018 hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 1/64 hp.


D.9

Penukar Kation/Cation Exchanger (CE)

Fungsi

: Mengikat kation yang terdapat dalam air umpan ketel

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit


= 30oC

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air

= 2765,4170 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3


= 1 jam

Faktor keamanan

= 20%

(Geankoplis, 1997)

Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: -

Diameter penukar kation

-

Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2

Tinggi resin dalam cation exchanger

= 2 ft = 0,6096 m

= 2,5 ft = 0,7620 m

Tinggi silinder = (1 + 0,2) × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m Direncanakan rasio Tinggi tutup : Diameter tangki = 1 : 4 Tinggi tutup = ¼ × 0,6096 m= 0,1524 m Sehingga, tinggi cation exchanger = 0,9144 m + (2 × 0,1524 m) = 1,2192 m

Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: Phid = ρ × g × h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,7620 m = 7,4354 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa


PT = 7,4354 kPa + 101,325 kPa = 108,7604 kPa Faktor kelonggaran

= 5%

Maka, Pdesain

= (1,05) (108,7604 kPa) = 114,1984 kPa


= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:


t=

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 1,3758 in Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in

(Brownell, 1959)

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 1 ½ in.

D.10

Tangki Pelarutan NaOH (TP-04)

Fungsi

: Membuat larutan natrium hidroksida (NaOH)

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Data:


Laju alir massa NaOH

= 0,0365 kg/jam


NaOH yang dipakai berupa larutan 4% (% berat) Densitas larutan NaOH 4%

= 1039,76 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3

(Perry, 1999)

Viskositas NaOH 4 % (μ)

= 0,00043 lbm/ft s = 0,64 cP

(Othmer, 1968)


= 60 hari

Faktor keamanan

= 20%

Desain Tangki a. Diameter tangki Volume larutan, V1 = Volume tangki

(0,0365 kg/jam)(24 jam/hari)(60 hari) 3

(0,04)(1039,76 kg/m )

= 0,0505 m3

= 1,2 × 0,0505 m3 = 0,0606 m3

Ditetapkan perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki D : H = 2 : 3

1 πD2 H 4 1 3  0,0606 m3 = πD2  D  4 2  3 0,0606 m3 = πD3 8 V=

Maka:

D = 0,37 m H = 0,47 m

b. Tebal dinding tangki Tinggi larutan NaOH dalam tangki =

0,0505 m 3 × 0,56 m = 0,47 m 0,0606 m 3

Tekanan hidrostatik: Phid = ρ × g × h = 1039,76 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,47 m = 4,7387 kPa Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101,325 kPa Poperasi = 4,7387 kPa + 101,325 kPa = 106,0637 kPa Faktor kelonggaran = 5 %. Maka, Pdesign

= (1,05) (106,0637) = 111,3669 kPa



= 0,8




Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:


t=


= 1,3249 in


(Brownell, 1959)



Jumlah baffle

: 4 buah


; Da = 1/3 × 0,37 m = 0,1240 m = 0,4068 ft

E/Da = 1

; E = 0,1240 m

L/Da = ¼

; L = ¼ × 0,1240 m = 0,0310 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 × 0,1240 m = 0,0248 m

J/Dt

= 1/12

; J = 1/12 × 0,37 m

= 0,0310 m

Kecepatan pengadukan, N = 2 putaran/det


Bilangan Reynold: N Re =

N Re =

ρ N (D a )2 μ

(Geankoplis, 1997)

(94,7662)(1) (0,4068)2 = 53727,4970 0,0004

Untuk NRe > 10000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K T .n 3 .D a ρ P= gc

(McCabe,1999)

KT = 6,3

(McCabe,1999)

5

6,3.(2 put/det)3.(0,4069 ft)5 (94,7662 lbm/ft3 ) 1hp × 2 32,174 lbm.ft/lbf.det 550 ft.lbf/det = 0,0663 hp

P=

Efisiensi motor penggerak = 80 %

0,0890 = 0,0829 hp 0,8

Daya motor penggerak =


D.11

Penukar Anion/Anion Exchanger (AE)

Fungsi

: Mengikat anion yang terdapat dalam air umpan ketel

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit


= 300C

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air

= 2765,4170 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3


= 1 jam

(Geankoplis, 1997)


Faktor keamanan

= 20%

Desain Anion Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: -

Diameter penukar anion

= 2 ft = 0,6096 m

-

Luas penampang penukar anion

= 3,14 ft2

-

Tinggi resin dalam anion exchanger

= 2,5 ft = 0,7620

Tinggi silinder = (1 + 0,2) × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 2 ft = 0,6096 m Direncanakan rasio Tinggi tutup : Diameter tangki = 1 : 4 Tinggi tutup

= ¼ × 0,6096 m= 0,1524 m

Sehingga, tinggi anion exchanger = 0,9144 +2( 0,1524) = 1,2192 m

Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: Phid = ρ × g × h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,7620 m = 7,4321 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa PT = 7,4321 kPa + 101,325 kPa = 108,7571 kPa Faktor kelonggaran

= 5%

Maka, Pdesain

= (1,05) (108,7571 kPa) = 114,1949 kPa


= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)


Tebal shell tangki:

PD + nC 2SE − 1,2P (114,1949 kPa) (0,6096 m) = + (10 × 0,0032) 2(94458,21kPa)(0,8) − 1,2(114,1949 kPa) = 0,04748 m = 1,8692 in

t=


= 1,8692 in

Tebal shell standar yang digunakan = 2 in

(Brownell, 1959)

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 2 in.

D.12

Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP-05)

Fungsi

: Membuat larutan kaporit untuk klorinasi air domestik

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Data: Kaporit yang digunakan

= 2 ppm

Kaporit yang digunakan berupa larutan 70% (% berat) Laju massa kaporit

= 0,0025 kg/jam


Densitas larutan kaporit 70% = 1272 kg/m3 = 79,4088 lbm/ft3

(Perry, 1997)

Viskositas Ca(ClO)2 70 % (μ)= 0,00067 lbm/ft s = 1 cP

(Othmer, 1968)


= 90 hari

Faktor keamanan

= 20%

Desain Tangki a. Diameter tangki


Volume larutan, V1 = Volume tangki

(0,0025 kg/jam) (24 jam/hari) (90 hari) 3

(0,7) (1272 kg/m )

= 0,0139 m3

= 1,2 × 0,0139 m3 = 0,0167 m3

Ditetapkan perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki D : H = 2 : 3

1 πD 2 H 4 1 3  0,0167 m3 = πD 2  D  4 2  3 0,0167 m3 = πD3 8 V=

Maka: D = 0,24 m H = 0,36 m

b. Tebal dinding tangki Tinggi larutan NaOH dalam tangki =

0,0139 m 3 0,0167 m 3

× 0,36 m = 0,30 m

Tekanan hidrostatik: Phid = ρ × g × h = 1272 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,30 m = 3,7741 kPa Tekanan udara luar, Po

= 1 atm = 101,325 kPa

Poperasi

= 3,7741 kPa + 101,325 kPa = 105,0991 kPa

Faktor kelonggaran

= 5 %.

Maka, Pdesign

= (1,05) (105,0991 kPa) = 110,3541 kPa


= 0,8



Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)


Tebal shell tangki:


t=


= 1,2983 in


= 1 ½ in

(Brownell, 1959)

c. Daya Pengaduk Jenis pengaduk


Jumlah baffle

: 4 buah


; Da = 1/3 × 0,24 m = 0,0807 m = 0,2649 ft

E/Da = 1

; E = 0,0807 m

L/Da = ¼

; L = ¼ × 0,0807 m = 0,0202 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 × 0,0807 m = 0,0161 m

= 1/12

J/Dt

; J = 1/12 × 0,24m

= 0,0202 m

Kecepatan pengadukan, N = 2 putaran/det Bilangan Reynold:

N Re

ρ N (D a )2 = μ

N Re =

(79,4088)(2) (0,2649 ) 2 0,00067

(Geankoplis, 1997)

= 16631,4386


Untuk NRe > 10000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K .n 3 .D a ρ P= T gc

(McCabe,1999)

KT = 6,3

(McCabe,1999)

5

6,3.(2 put/det)3.(0,2649 ft)5 (79,4088 lbm/ft3 ) 1hp × 2 32,174 lbm.ft/lbf.det 550 ft.lbf/det = 0,0095 hp

P=

Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak =

0,0095 = 0,0118 hp 0,8


D.13

Tangki Utilitas 2 (TU-02)

Fungsi

: Menampung air untuk didistribusikan ke domestik

Bentuk


Bahan konstruksi



= 300C

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air

= 862,1291 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3


= 24 jam

Faktor keamanan

= 20%

(Geankoplis, 1997)

Desain tangki a. Volume tangki Volume air, Va =

862,1291 kg/jam × 24 jam 995,68 kg/m

3

= 20,7809 m3


Volume tangki, Vt = 1,2 × 20,7809 m3 = 24,9370 m3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3

1 πD2 H 4 1 3  24,9370 m3 = πD2  D  4 2  3 24,9370 m3 = πD3 8 V=

Maka, D = 2,77 m H = 3,32 m Tinggi air dalam tangki =

20,7809 m 3 24,9370 m 3

× 3,32 m = 2,7667 m

c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik: Ph

= ρ×g×h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,7667 m = 26,9965 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 26,9965 kPa + 101,325 kPa = 128,3215 kPa Faktor kelonggaran

=5%

Maka, Pdesign

= (1,05) × (128,3215 kPa) = 134,7376 kPa


= 0,8



= 13700 psia = 94458,21 kPa


Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m

(Perry&Green,1999)


Tebal shell tangki:


t=


= 1,9245 in


= 2 in

D.14

(Brownell,1959)

Menara Pendingin Air /Water Cooling Tower (CT)

Fungsi

: Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 55oC menjadi 28oC

Jenis

: Mechanical Draft Cooling Tower

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA–53 Grade B

Kondisi operasi: Suhu air masuk menara (TL2) = 550C = 1310F Suhu air keluar menara (TL1) = 280C = 82,40F = 280C = 82,40F

Suhu udara (TG1)

Dari Gambar 12-14, Perry (1999) diperoleh suhu bola basah, Tw = 770F. Dari kurva kelembaban, diperoleh H = 0,02 kg uap air/kg udara kering. Dari Gambar 12-14, Perry (1999) diperoleh konsentrasi air = 2,3 gal/ft2⋅menit Densitas air (550C)

= 993,6067 kg/m3

Laju massa air pendingin

= 21720,2847 kg/jam

Laju volumetrik air pendingin

= 21720,2847 / 993,6067 = 21,8600 m3/jam

Kapasitas air, Q

(Geankoplis, 1997)

= 21,8600 m3/jam × 264,17 gal/m3 / 60 menit/jam = 96,2461 gal/menit

Faktor keamanan

= 20%

Luas menara, A

= 1,2 × (kapasitas air/konsentrasi air) = 1,2 × (96,2461 gal/menit/2,3 gal/ft2.menit)


= 50,2154 ft2 Laju alir air tiap satuan luas (L) =

21720,2847 kg/jam × 1 jam × (3,2808 ft) 2 650,2154 ft 2 × 3600 s × 1 m 2

= 1,0777 kg/s.m2 Perbandingan L : G direncanakan = 5 : 6 Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G) = 1,0777 kg/s.m2 Perhitungan Tinggi Menara Dari Pers. 9.3-8, Geankoplis (1997): Hy1 = (1,005 + 1,88 × 0,02).103 (28 – 0) + 2,501.106 (0,02) = 79212,8 J/kg Dari Pers. 10.5-2, Geankoplis (1997) diperoleh: 1,0777 (Hy2 – 79212,8) = 1,2933 (4,187.103).(55-28) Hy2 = 214871,6000 J/kg 500 450

E ntalphy Hy [J /kg x10 3]

400 350 300 250

garis operas i

200

garis kes etimbangan

150 100 50 0 0

10

20

30

40

50

60

70

T e m pe ra tur ( C )

Gambar D.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)

Ketinggian menara, z =

Hy

2 dHy G . ∫ M.kG.a.P Hy Hy * − Hy 1

(Geankoplis, 1997)


Tabel D.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin Hy

Hy*

1/(hy*-hy)

79212.8

90000

9.270E-05

100000

116000

6.250E-05

120000

140000

5.000E-05

140000

172000

3.125E-05

160000

204000

2.273E-05

180000

236000

1.786E-05

200000

268000

1.471E-05

214871.6

291794.6

1.300E-05

0.1 0.09

1/(Hy*-Hy) x E -03

0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

Hy x E-03

Gambar D.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*–Hy) Luasan daerah di bawah kurva dari Hy = 79,2128 sampai 214871,6 pada Gambar D.3 adalah

Hy 2

∫

Hy1

dHy = 5,0279 Hy * − Hy

Estimasi kG.a = 1,207.10-7 kg.mol /s.m3 (Geankoplis, 1997). Maka ketinggian menara , z =

1,0777 × 5,0279 29 × 1,207 × 10 −7 × 1,013 × 10 −5

= 15,2818 m


Diambil performance menara 98%, maka dari Gambar 12-15, Perry (1999) diperoleh tenaga kipas 0,04 Hp/ft2. Daya yang diperlukan = 0,04 Hp/ft2 × 22,1050 ft2 = 0,8842 hp Digunakan daya standar 1 hp. D.15

Deaerator (DE)

Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk

: Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA–283 Grade C


= 300C

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air

= 2765,4170 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3


= 1 hari

Faktor keamanan

= 20%

(Dari Perhitungan Bab 7) (Geankoplis, 1997)

Perhitungan: a. Ukuran tangki Volume air, Va =

2765,4170 kg/jam × 24 jam = 66,6580 m3 3 995,68 kg/m

Volume tangki, Vt = 1,2 × 66,6580 m3 = 79,9896 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3

1 πD 2 H 4 1 3  79,9896 m 3 = πD 2  D  4 2  3 79,9896 m 3 = πD 3 8 V=

Maka: D = 4,08 m H = 6,12 m Tinggi cairan dalam tangki

=

66,6580 × 6,12 m = 5,1003 m 79,9896


b. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 4,08 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup, D : H = 4 : 1 Tinggi tutup =

1 × 4,08 m = 1,02 m 4

(Brownell,1959)

Tinggi tangki total = 6,12 + 1,02 = 7,86 m c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik P = ρ×g×h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 5,1003 m = 49,7676 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 49,7676 kPa + 101,325 kPa = 151,0926 kPa

Faktor kelonggaran

= 5%

Maka, Pdesign

= (1,05) × (151,0926 kPa) = 158,6472 kPa


= 0,8



Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:


PD + nC 2SE − 1,2P (158,6472 kPa) (4,08 m) = + (10 × 0,0032) 2(94458,21 kPa)(0,8) − 1,2(158,6472 kPa) = 0,06 154 m = 2,4228 in

t=


= 2,4228 in


= 2 1/2 in

(Brownell,1959)

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 2 1/2 in.

D.16

Ketel Uap (KU)

Fungsi

: Menyediakan uap untuk keperluan proses

Jenis

: Water tube boiler

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Jumlah

: 2 unit

Kondisi operasi : Uap jenuh yang digunakan bersuhu 2500C dan tekanan 1 atm. Dari steam table, Reklaitis (1983) diperoleh panas laten steam 3074,3 kJ/kg = 1321,7320 Btu/lbm. Kebutuhan uap = 2839,4851 kg/jam = 6260,0258 lbm/jam Menghitung Daya Ketel Uap W=

34,5 × P × 970,3 H

dimana:

P

= Daya boiler, hp

W

= Kebutuhan uap, lbm/jam

H

= Panas laten steam, Btu/lbm

Maka, P=

6260,0258 × 1321,7320 /4unit = 61,7923 hp 34,5 × 970,3

Menghitung Jumlah Tube Luas permukaan perpindahan panas, A

= P × 10 ft2/hp


= 61,7923 hp × 10 ft2/hp = 617,9231 ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: -

Panjang tube

= 30 ft

-

Diameter tube

= 3 in

-

Luas permukaan pipa, a’ = 0,9170 ft2 / ft

(Kern, 1965)

Sehingga jumlah tube:

Nt

(617,9231 ft 2 ) A = = 30ft × 0,9170 ft 2 /ft L × a'

Nt

= 22,4618

Nt

= 22 buah

D.17 Tangki Bahan Bakar (TB-01) Fungsi

: Menyimpan bahan bakar Solar

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, grade C Jumlah

: 5 unit

Kondisi operasi

: Temperatur 30°C dan tekanan 1 atm

Laju volume solar

= 346,1908 L/jam

Densitas solar

= 0,89 kg/l = 55,56 lbm/ft3

(Perhitungan Bab VII) (Perry, 1997)

Kebutuhan perancangan = 1 hari Perhitungan Ukuran Tangki : Volume solar (Va) = ((346,1908 L/jam x 1 m 3/1000 L) x7 hari x 24jam/hari) / 5 = 11,6320 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 × 11,6320 m3 = 13,9584 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3


1 πD2 H 4 1 3  13,9584 m3 = πD 2  D  4 2  3 13,9584 m3 = π D3 8 V=

Didapat:

D = 2,28 m H = 3,42m

Tinggi tutup (hh) = ¼ D = ¼ x 2,28

= 0,57 m

Tinggi tangki total = 3,42+ 0,57

= 3,99 m

Tinggi cairan dalam tangki

=

volume cairan x tinggi silinder volume silinder

=

(11,6262)(3,42) = 2,85 m (13,9515)

Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik Phid = ρ x g x l = 890,0712 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 2,85 m = 24,8610 kPa Tekanan operasi, Po

= 1 atm = 101,325 kPa

Poperasi

= 24,8610 + 101,325 kPa = 126,1860 kPa

Faktor kelonggaran

= 5 %.

Maka, Pdesign

= (1,05) ( 126,1860 kPa) = 132,4953 kPa


= 0,8



Umur alat (n)

= 10 tahun

Faktor korosi (c)

= 1/8 in = 0,0032 m


(Perry&Green,1999)

Tebal shell tangki:



t=


= 1,7966 in


= 2 in

(Brownell,1959)

D.18 Pompa Screening (PU-01) Fungsi

: Memompa air dari sungai ke bak pengendapan (BS)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi: - Temperatur

= 300C

- Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,1599 lbm/ft3 (Geankoplis, 1997)

- Viskositas air (µ)

= 0,8007 cP = 0,00054 lbm/ft⋅jam

Laju alir massa (F)

= 2765,4170 kg/jam = 1,9082 lbm/detik

Debit air/laju alir volumetrik, Q =

(Geankoplis, 1997)

2765,4170 kg/jam F = ρ 995,68 kg/m 3 × 3600 s = 0,00077 m3/s = 0,0272 ft3/s

Desain pompa Di,opt

= 0,363 (Q)0,45(ρ)0,13

(Timmerhaus, 2004)

= 0,363 × (0,0272 ft3/s)0,45 × (62,1599 lbm/ft3)0,13 = 0,1227 ft = 1,4727 in Dari Appendiks A.5 (Geankoplis, 1997), dipilih pipa commercial steel : -

Ukuran nominal

: 1 1/4 in


-

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 1,38 in = 0,1149 ft

Diameter Luar (OD)

: 1,66 in = 0,1383 ft

Luas penampang dalam (At)

: 0,0104 ft2

Kecepatan linier: v =

0,0272 ft 3 /s Q = = 2,6196 ft/s A 0,0104 ft 2

Bilangan Reynold : NRe

=

ρ×v×D μ

=

(62,1599 bm / ft 3 )(2,6196 ft / s)(0,15149 ft ) 0,0005 lbm/ft.s

= 34803,9310 Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen α = 1.

Dari Gbr. 12.1, Geankoplis (1997): -

Untuk pipa commercial steel, diperoleh: ε = 0,00005

-

Untuk NRe = 11429,883 dan ε

D

= 0,00034, diperoleh f = 0,007

Friction loss:  A  v2 1 Sharp edge entrance: hc = 0,5 1 − 2  = 1,7159 ft.lbf/lbm  A1  2α

2 elbow 90°:

hf = n.Kf.

v2 2,6196 2 = 2(0,75) = 0,1599 ft.lbf/lbm 2.g c 2(32,174)

2 check valve:

hf = n.Kf.

2,6196 2 v2 = 1(2) = 0,2132 ft.lbf/lbm 2.g c 2(32,174)

Pipa lurus 70 ft:

(70)(. 2,6196 ) ΔL.v2 Ff = 4f = 4(0,007) (0,1149).2.(32,174) D.2.g c 2


= 1,8176 ft.lbf/lbm 2

1 Sharp edge exit:

hex

 A  v2 2,6196 2 2 = n 1 − 1  = 1 (1 − 0) 2(1)(32,174)  A 2  2.α.αc = 0,1066 ft.lbf/lbm

Total friction loss: ∑ F

= 4,0132 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli:

(

)

2 1 P −P 2 v 2 − v1 + g(z 2 − z1 ) + 2 1 + ∑ F + Ws = 0 2α ρ

dimana :

(Geankoplis,1997)

v1 = v2

P1 = P2 ∆Z = 50 ft

32,174ft/s 2 (50 ft ) + 4,0132 + Ws = 0 maka : 0 + 32,174ft.lbm/lbf.s 2 Ws = -54,0132 ft.lbf/lbm Untuk efisiensi pompa 80 %, maka: = - η × Wp

Ws –54,0132 Wp

= –0,8 × Wp = 67,5165 ft.lbf/lbm

Daya pompa : P

= m × Wp =

1 hp 2765,4170 lbm/s × 66,6405 ft.lbf/lbm × (0,45359)(3600) 550ft.lbf/s

= 0,2344 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¾ hp.


D.19 Pompa Sedimentasi (PU-02) Fungsi

: Memompa air dari sungai ke bak pengendapan (BS)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.3 Hasil Perhitungan Pompa Sedimentasi (PU-02) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

2765,4170 kg/jam 1 0,8007 cP 0,00077 m3/s

0,0005 lbm/ft,s 0,02722 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do Schedul number

0,1227 ft

1,4727 In

40

Ukuran nominal

1 ¼ in

Diameter dalam (Di)

1,38 in

0,1149 Ft

Diameter luar (Do)

1,66 in

0,1383 Ft

Luas muka

0,0104 ft2

Kecepatan linear (v)

2,6196 ft/s

Nre

34803,9310

Dari geankoplis Pipa comercial steel ( ) Relative roughness ( /Di) Friction factor (f)

0,000046 0,0004 0,007


Gravitasi (gc)

32,174

ft/s2

Perhitungan ekivalensi 2 check valve fully L/D

0,2132 ft lbf/lbm

3 elbow 90 L/D

0,2399 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0586 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,1066 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

8,9028 ft lbf/lbm

Total ekivalensi pipa (∑ F)

9,5214 ft lbf/lbm

delta Z

30 ft

Ws

39,5214 ft lbf/lbm

Perhitungan daya pompa Efisiensi

0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

49,4018 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,1521 Hp

Pemilihan Pompa

1/5 Hp

D.20 Pompa Alum (PU-03) Fungsi

: Memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum (TP-01) ke Clarifier (CL)

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut :


Tabel D.4 Hasil Perhitungan Pompa Alum (PU-03) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

1363 kg/m3

85,0915

lbm/ft

0,1382 kg/jam 1

Viskositas ( )

6,72x 10-07 cP


2,81x 10-08 m3/s

4,516x 10-07 lbm/ft,s 0,0029 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do

0,0472 ft

Schedul number

40

Ukuran nominal

3/8 in

0,5675 in

Diameter dalam (Di)

0,493 in

0,0410 ft

Diameter luar (Do)

0,675 in

0,0562 ft

Luas muka Kecepatan linear (v) Nre

0,00133 ft2 2,2482 ft/s 17404378,11

Dari geankoplis Pipa comercial steel ( ) Relative roughness ( /Di) Friction factor (f) Gravitasi (gc)

0,000046 0,0011 0,004 32,174

ft/s2


0,1571 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

0,1178 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0432 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,0785 ft lbf/lbm


pipa lurus 30 ft

0,9177 ft lbf/lbm


1,3144 ft lbf/lbm

delta Z

30 ft

Ws

23,4549 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

29,3187 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,0902 Hp

Pemilihan Pompa

1/10 Hp

D.21 Pompa Soda Abu (PU-04) Fungsi

: Memompa Larutan soda abu dari Tangki Pelarutan Soda Abu (TP-02) ke Clarifier (CL)

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.5 Hasil Perhitungan Pompa Alum (PU-04) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit Viskositas ( )

30

0

C

1327 kg/m3

82,8440 lbm/ft

0,0022 kg/jam 1 1,3697E-06 cP

2,48E-07 lbm/ft,s



4,6822E-10 m3/s

1,65E-08 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do

0,0002 ft

Schedul number

40

Ukuran nominal

1/8 in

0,0024 In

Diameter dalam (Di)

0,269 in

0,0104 Ft

Diameter luar (Do)

0,405 in

0,0224 Ft

Luas muka

0,0004 ft2


4,13E-05 ft/s

Nre

309,5708


0,000046 0,0021 0,08 32,174

ft/s2


5,31E-11 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

3,98E-11 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

1,46E-11 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

2,65E-11 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

1,13E-08 ft lbf/lbm


1,15E-08 ft lbf/lbm

delta Z Ws

20 ft 20,0000 ft lbf/lbm

Perhitungan daya pompa Efisiensi P1

0,8 1 atm


P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

25 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,08534 Hp

Pemilihan Pompa

1/8 Hp

D.22 Pompa Clarifier (PU-05) Fungsi

: Memompa air dari Clarifier (CL) ke Sand Filter (SF)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.6 Hasil Perhitungan Pompa Clarifier (PU-05) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

2765,4170 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0008 m3/s

0,0272 ft3/s

0,1227 ft

1,4727 in


40

Ukuran nominal

1 ¼ in

Diameter dalam (Di)

1,38 in

0,1041 ft

Diameter luar (Do)

1,66 in

0,1150 ft

Luas muka

0,0104 in


Kecepatan linear (v) Nre

2,6196 ft/s 34803,9312


0,000046 0,0004 0,008 32,174

ft/s2


0,2132 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

0,1599 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0586 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,1066 ft lbf/lbm

pipa lurus 50 ft

1,4838 ft lbf/lbm


2,0223 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp) Daya pompa, P Pemilihan Pompa

43,4853 ft,lbf/lbm 0,1338 Hp 7/10 Hp


D.23 Pompa Filtrasi (PU-06) Fungsi

: Memompa air dari Sand Filter (SF) ke Tangki Utilitas (TU-01)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.7 Hasil Perhitungan Pompa Filtrasi (PU-06) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

2765,4170 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0008 m3/s

0,0272 ft3/s

0,1227 ft

1,4727 in


40

Ukuran nominal

1 ¼ in

Diameter dalam (Di)

1,38 in

0,1149 ft

Diameter luar (Do)

1,66 in

0,1383 ft

Luas muka

0,0104 ft2


2,6196 ft/s

Nre

34803,9312

Dari geankoplis Pipa comercial steel ( ) Relative roughness ( /Di)

0,000046 0,0004


Friction factor (f)

0,008

Gravitasi (gc)

32,174

ft/s2


0,2132 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

0,1599 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0586 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,1066 ft lbf/lbm

pipa lurus 50 ft

1,4838 ft lbf/lbm


2,0223 ft lbf/lbm

delta Z

30 ft

Ws

32,0223 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

40,0279 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,1232 Hp

Pemilihan Pompa

3/25 Hp

D.23 Pompa ke Cation Exchanger (PU-07) Fungsi

: Memompa air dari Tangki Utilitas (TU-01) ke Cation Exchanger (CE)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.8 Hasil Perhitungan Pompa ke Cation Exchanger (PU-07) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

738,2661 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0002 m3/s

0,0072 ft3/s

0,0677 ft

0,8128 in


40

Ukuran nominal

½ in

Diameter dalam (Di)

0,622 in

0,0417 ft

Diameter luar (Do)

0,840 in

0,0518 ft

Luas muka

0,0021 ft2


3,4634 ft/s

Nre

20739,8688


0,000046 0,0009 0,009 32,174

ft/s2


0,3728 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

0,2796 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,1025 ft,lbf/lbm


sharp edge exit L/D

0,1864 ft lbf/lbm

pipa lurus 20 ft

2,5894 ft lbf/lbm


3,5309 ft lbf/lbm

delta Z

30 ft

Ws

33,5308 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

41,9136 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,0344 Hp

Pemilihan Pompa

1/4 Hp

D.24 Pompa ke Menara Pendingin Air (PU-08) Fungsi

: Memompa air dari Tangki Utilitas I (TU-01) ke Menara Pendingin (CT)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.9 Hasil Perhitungan Pompa ke Menara Air Pendingin (PU-08) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

1165,0218 kg/jam 1


Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s

0,00032 m3/s

0,0114 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do

0,0831 ft

Schedul number

40

Ukuran nominal

3/4 in

Diameter dalam (Di) Diameter luar (Do) Luas muka Kecepatan linear (v) Nre

0,9981 in

0,824 in

0,0686 ft

1,05 in

0,0874 ft

0,00371 ft2 3,0936 ft/s 24541,9617


0,000046 0,0007 0,007 32,174

ft/s2


0,2974 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

0,2231 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0818 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,2231 ft lbf/lbm

pipa lurus 80 ft

4,8520 ft lbf/lbm


5,6031 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8


P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

32,0039 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,0415 Hp

Pemilihan Pompa

¼ Hp

D.24 Pompa ke Tangki Utilitas 2 (PU-09) Fungsi

: Memompa air dari Tangki Utilitas I (TU-01) ke Tangki Utilitas 2 (TU-02)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.10 Hasil Perhitungan Pompa ke Tangki Utilitas 2 (PU-09) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

862,1291 kg/jam 1 0,8007 cP 0,00024 m3/s

0,0005 lbm/ft,s 0,0085 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do Schedul number Ukuran nominal Diameter dalam (Di)

0,0726 ft

0,8718 in

40 1 in 0,824 in

0,0686 ft


Diameter luar (Do) Luas muka Kecepatan linear (v) Nre

1,05 in

0,0874 ft

0,00371 ft2 2,2902 ft/s 18161,3000

Dari geankoplis Pipa comercial steel ( )

0,000067

Relative roughness ( /Di)

0,008

Friction factor (f)

0,008

Gravitasi (gc)

32,174

ft/s2


300,16 ft lbf/lbm

0 elbow 90 L/D

0,0000 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0448 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,0815 ft lbf/lbm

pipa lurus 40 ft

15,1954 ft lbf/lbm


15,4848 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0


70,0530 ft,lbf/lbm 0,0672 Hp 1/10 Hp


D.25 Pompa Asam Sulfat, H2SO4 (PU-10) Fungsi

: Memompa Larutan Asam Sulfat dari Tangki Pelarutan Asam Sulfat (TP-03) ke Cation Exchanger (CE)

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.11 Hasil Perhitungan Pompa Asam Sulfat (PU-10) Suhu (T)

30

0

C

Densitas ( )

1061,7 kg/m3

Laju alir masa(F)

0,0161 kg/jam

Jumlah unit Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

66,2815 lbm/ft

1 0,012 cP 4,22E-09 m3/s

0,0002 lbm/ft,s 7,45E-10 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do

4,22E-05 ft

Schedul number

40

Ukuran nominal

1/8 in

0,0005 in

Diameter dalam (Di)

0.,269 in

0,0224 ft

Diameter luar (Do)

0,405 in

0,0337 ft


0,0004 ft2 1,86E-06 ft/s 0,0129


0,000046 0,0021


Friction factor (f)

0,08

Gravitasi (gc)

32,174

ft/s2


1,08E-13 ft lbf/lbm

3 elbow 90 L/D

1,21E-14 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

2,97E-15 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

5,40E-14 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

2,34E-11 ft lbf/lbm


2,97E-12 ft lbf/lbm

delta Z

20 ft

Ws

20 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

25,0000 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

4,49E-07 Hp

Pemilihan Pompa

1/20 Hp

D.26 Pompa Cation Exchanger (PU-11) Fungsi

: Memompa air hasil Cation Exchanger (CE) ke Anion Exchanger (AE)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit



Tabel D.12 Hasil Perhitungan Pompa Cation Exchanger (PU-11) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

738,2661 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0002 m3/s

0,0072 ft3/s

0,0677 ft

0,8128 in


40

Ukuran nominal

½ in

Diameter dalam (Di) Diameter luar (Do)

0,622 in

0,0518 ft

0,84 in

0,0670 ft

Luas muka

0,0021 ft2


3,4634 ft/s

Nre

20739,8668


0,000046 0,0009 0,007 32,174

ft/s2


0,0372 ft lbf/lbm

3 elbow 90 L/D

0,0419 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,1025 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,1864 ft lbf/lbm

pipa lurus 20 ft

0,2014 ft lbf/lbm



ft lbf/lbm

delta Z

20 ft

Ws

23,0952 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

28,8690 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,0237 Hp

Pemilihan Pompa

1/20 Hp

D.27 Pompa NaOH (PU-12) Fungsi

: Memompa Larutan Natrium Hidroksida dari tangki pelarutan NaOH (TP-04) ke Anion Exchanger (AE)

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.13 Hasil Perhitungan Pompa NaOH (PU-12) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

30

0

C

1518 kg/m3

94,7681 lbm/ft

0,0365 kg/jam 1 0,0006 Pas 6,76E-09 m3/s

0,0423 lbm/ft,s 8,9E-07 ft3/s


Spesifikasi Pipa Do

0,0001 ft

Schedul number

40

Ukuran nominal

1/8 in

0,00124 in

Diameter dalam (Di)

0,269 in

0,0224 ft

Diameter luar (Do)

0,405 in

0,0337 ft


0,0004 ft2 2,3E-05 ft/s 0,0011


0,000046 0,0021 0,08 32,174

ft/s2


1,72E-11 ft lbf/lbm

3 elbow 90 L/D

1,94E-11 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

4,75E-12 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

8,63E-12 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

3,69E-09 ft lbf/lbm


5,25E-10 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8

P1

1 atm

P2

1 atm


Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

25,0000 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

4,06E-08 Hp

Pemilihan Pompa

1/20 Hp

D.28 Pompa Anion Exchanger (PU-13) Fungsi

: Memompa air hasil dari Anion Exchanger (AE) ke Deaeator (DE)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.14 Hasil Perhitungan Pompa Anion Exchanger (PU-13) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

738,2661 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0002 m3/s

0,0072 ft3/s

0,0677 ft

0,8128 in


40

Ukuran nominal

½ in

Diameter dalam (Di) Diameter luar (Do) Luas muka

0,622 in

0,0518 ft

0,84 in

0,0670 ft

0,0021 ft2



3,4634 ft/s 20739,8668


0,000046 0,0009 0,007 32,174

ft/s2


0,3728 ft lbf/lbm

2 elbow 90 L/D

0,4194 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,1025 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,1864 ft lbf/lbm

pipa lurus 20 ft

3,2244 ft lbf/lbm


23,017 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0


55,1236 ft,lbf/lbm 0,0453 Hp 1/8 Hp


D.29 Pompa Kaporit (PU-14) Fungsi

: Memompa larutan kaporit dari Tangki Pelarutan Kaporit (TP-05) ke Tangki Utilitas 2 (TU-02)

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.15 Hasil Perhitungan Pompa Kaporit (PU-14) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

1272 kg/m3 0,0025 kg/jam 1

Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

79,4104 lbm/ft

4,52E-07 lbm/ft,s 5,37E-10 m3/s

2,65E-14 ft3/s

4,98E-07 ft

5,87E-06 in


40

Ukuran nominal

1/8 in

Diameter dalam (Di)

0,269 in

0,0224 ft

Diameter luar (Do)

0,405 in

0,0337 ft


0,0004 ft2 6,6E-11 ft/s 0,0002


0,000046 0,0021


Friction factor (f)

0,08

Gravitasi (gc)

32,174

ft/s2


1,37E-22 ft lbf/lbm

1 elbow 90 L/D

5,15E-23 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

3,77E-23 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

6,86E-23 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

2,94E-20 ft lbf/lbm


2,97E-20 ft lbf/lbm

delta Z

20 ft

Ws

20,0000 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

25,0000 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

9,59E-14 Hp

Pemilihan Pompa

1/20 Hp

D.30 Pompa Domestik (PU-15) Fungsi

: Memompa air dari Tangki Utilitas 2 (TU-02) ke Kebutuhan Domestik

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit



Tabel D.16 Hasil Perhitungan Pompa Domestik (PU-15) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit Viskositas ( ) Laju alir volume (Q)

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

862,1291 kg/jam 1 0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s

0,00024 m3/s

0,0084 ft3/s

Spesifikasi Pipa Do

0,0726 ft

Schedul number

40

Ukuran nominal

3/4 in

Diameter dalam (Di) Diameter luar (Do) Luas muka Kecepatan linear (v) Nre

0,8717 in

0,824 in

0,0686 ft

1,05 in

0,0874 ft

0,00371 ft2 2,2902 ft/s 18161,3250


0,000046 0,0007 0,08 32,174

ft/s2


0,1630 ft lbf/lbm

0 elbow 90 L/D

0,0000 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0448 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,0815 ft lbf/lbm

pipa lurus 40 ft

15,1954 ft lbf/lbm



15,1954 ft lbf/lbm

delta Z

20 ft

Ws

56,0424 ft lbf/lbm


0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

70,0530 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

0,0672 Hp

Pemilihan Pompa

1/5 Hp

D.31 Pompa Menara Pendingin Air (PU-16) Fungsi

: Memompa air dari Menara Pendingin Air (CT) ke unit proses

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.17 Hasil Perhitungan Pompa Domestik (PU-16) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

21720,2847 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0060 m3/s

0,2140 ft3/s



0,3103 ft

3,7237 in

40

Ukuran nominal

3 1/2 in

Diameter dalam (Di)

3,548 in

0,2956 ft

4 in

0,3333 ft

Diameter luar (Do) Luas muka

0,0687 ft2


3,1160 ft/s

Nre

106393,3095


0,000046 0,00015 0,08 32,174

ft/s2


0,3017 ft lbf/lbm

1 elbow 90 L/D

0,1131 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0829 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,1508 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

4,8993 ft lbf/lbm


5,5481 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8

P1

1 atm

P2

1 atm


Beda tekanan

0

Kerja pompa (Wp)

34,5418 ft,lbf/lbm

Daya pompa, P

1,0746 Hp

Pemilihan Pompa

1 ½ Hp

D.32 Pompa Deaerator (PU-17) Fungsi

: Memompa air dari Tangki Deaerator (DE) ke Ketel Uap (KU)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Dengan menggunakan perhitungan yang analog pada pompa screening (PU-01), maka dapat ditabulasikan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel D.18 Hasil Perhitungan Pompa Deaerator (PU-17) Suhu (T) Densitas ( ) Laju alir masa(F) Jumlah unit

30

0

C

995,68 kg/m3

62,1599 lbm/ft

2839,4851 kg/jam 1

Viskositas ( )

0,8007 cP

0,0005 lbm/ft,s


0,0007 m3/s

0,0279 ft3/s

0,1242 ft

1,4905 in


40

Ukuran nominal

11/4 in

Diameter dalam (Di)

1,38 in

0,1149 ft

Diameter luar (Do)

1,66 in

0,1383 ft

Luas muka

0,01414 ft2



1,9796 ft/s 26238,9844


0,000046 0,0004 0,006 32,174

ft/s2


0,1217 ft lbf/lbm

3 elbow 90 L/D

0,1369 ft lbf/lbm

Sharp edge entrance

0,0334 ft,lbf/lbm

sharp edge exit L/D

0,0608 ft lbf/lbm

pipa lurus 30 ft

0,3811 ft lbf/lbm


0,7341 ft lbf/lbm

delta Z Ws



0,8

P1

1 atm

P2

1 atm

Beda tekanan

0


38,4177 ft,lbf/lbm 0,1214 Hp ¼ Hp


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana pra rancangan pabrik Butinediol digunakan asumsi sebagai berikut: Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah 2.500 ton/tahun. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchasedequipment delivered (Timmerhaus et al, 2004). Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp 8.800,- (Bank Mandiri, 10 Maret 2011).

1.

Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)

1.1

Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

1.1.1 Modal untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya = 5.1000 m2 Biaya tanah pada lokasi pabrik di daerah sungai Brantas Gresik Jawa Timur berkisar Rp 1.200.000,-/m2. (www.berandakawasan.wordpress.com,2009) Harga tanah seluruhnya =5.000 m2 × Rp 1.200.000/m2 = Rp 6.000.000.000,-


Biaya perataan tanah diperkirakan 5% Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 6.000.000.000 = Rp 300.000.000,Maka modal untuk pembelian tanah (A) adalah Rp 6.300.000.000,-

No

Tabel E.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya Nama Bangunan Luas (m2) Jumlah (Rp) Harga (Rp/m2)

1

Pos keamanan

2

Areal bahan baku

3

Parkir

4

Taman

20

1250000

25.000.000

130

1250000

162.500.000

100

500000

500.000.000

100

250000

50.000.000

Tabel E.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ................. (lanjutan) No Nama Bangunan Luas (m2) Jumlah (Rp) Harga (Rp/m2) 5

Ruang kontrol

100

1.250.000

125.000.000

6

Areal proses

1450

3.500.000

5.075.000.000

7

Areal produk

140

1.250.000

175.000.000

8

Perkantoran

140

1.250.000

175.500.000

9

Laboratorium

100

1.250.000

125.000.000

10

Poliklinik

50

1.250.000

62.500.000

11

Kantin

80

500.000

40.000.000

12

Tempat ibadah

50

1.250.000

62.500.000

13

Gudang peralatan

100

1.250.000

125.000.000

15

Bengkel

100

1.250.000

125.000.000


16

Unit pemadam kebakaran

50

1.250.000

62.500.000

17

Unit pengolahan Air

330

3.500.000

1.330.000.000

18

Unit pembangkit listrik

100

5.000.000

500.000.000

19

Unit pengolahan limbah

280

2.500.000

700.000.000

20

Areal perluasan *)

300

200.000

60.000.000

21

Jalan *)

500

500.000

250.000.000

22

Perumahan karyawan

480

1.250.000

600.000.000

23

Perpustakaan

50

1.250.000

62.500.000

5.000

33.950.000

10.067.500.000

TOTAL Harga bangunan saja

= Rp 9.657.500.000,-

Harga sarana

= Rp 410.000.000,-

Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp.10.067.500.000,-

1.1.2 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Timmerhaus et al, 2004) :

X  Cx = Cy  2   X1 

m

Ix     I y 

dimana: Cx = harga alat pada tahun 2011 Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 = kapasitas alat yang tersedia X2 = kapasitas alat yang diinginkan Ix = indeks harga pada tahun 2011 Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)


Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2011 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 E.2 Harga Indeks Marshall dan Swift No.

Tahun (Xi)

Indeks (Yi)

Xi.Yi

Xi²

Yi²

1

1987

814

1617418

3948169

662596

2

1988

852

1693776

3952144

725904

3

1989

895

1780155

3956121

801025

4

1990

915,1

1821049

3960100

837408,01

5

1991

930,6

1852824,6

3964081

866016,36

6

1992

943,1

1878655,2

3968064

889437,61

7

1993

964,2

1921650,6

3972049

929681,64

8

1994

993,4

1980839,6

3976036

986843,56

9

1995

1027,5

2049862,5

3980025

1055756,25

10

1996

1039,1

2074043,6

3984016

1079728,81

11

1997

1056,8

2110429,6

3988009

1116826,24

12

1998

1061,9

2121676,2

3992004

1127631,61

13

1999

1068,3

2135531,7

3996001

1141264,89

14

2000

1089

2178000

4000000

1185921

15

2001

1093,9

2188893.9

4004001

1196617,21

16

2002

1102,5

2207205

4008004

1215506,25

Total

31912

15846,4

31612010,5

63648824 15818164,44

Sumber: Tabel 6-2, Timmerhaus et al, 2004


Data :

n = 16

∑Xi = 31912

∑XiYi = 31612010,5 ∑Xi² = 63648824

∑Yi = 15846,4 ∑Yi² = 15818164,44

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r =

(16) . (31612010,5) – (31912)(15846,4) [(16). (63648824) – (31912)²] x [(16)( 15818164,44) – (15846,4)² ]½

≈ 0,9808 = 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 (2011)

X

= variabel tahun ke n – 1

a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh : b=

(n ⋅ ΣX i Yi ) − (ΣX i ⋅ ΣYi ) (n ⋅ ΣX i 2 ) − (ΣX i )2

a =

ΣYi. ΣXi 2 − ΣXi. ΣXi.Yi n.ΣXi 2 − (ΣXi) 2

(Montgomery, 1992)

Maka : b = 16 .( 31612010,5) – (31912)(15846,4) 16. (63648824) – (31912)² = 18,7226


a = (15846,4)( 63648824) – (31912)(31612010,5) 16. (63648824) – (31912)² = -36351,9196

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y=a+b⋅X Y = 18,7226X – 36351,9196

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2011 adalah: Y = 18,7226 (2011) – 36351,9196 Y = 1299,32 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Timmerhaus et al, 2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus et al, 2004).

Contoh perhitungan harga peralatan: a. Tangki Penyimpanan Larutan Formaldehid (TK-111) Kapasitas tangki , X2 = 249,4352 m3. Dari Gambar LE.1 berikut, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X1) 1 m³ adalah (Cy) US$ 6700. Dari tabel 6-4, Timmerhaus, 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) 1102,5.


Purchased cost, dollar

10

6

102

103

Capacity, gal 104

105

105

Mixing tank with agitator 304 Stainless stell

104

Carbon steel 310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical)

103 10-1

P-82 Jan,2002

10

1

10

2

103

Capacity, m3

Gambar E.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan.(Peters et.al., 2004)

Indeks harga tahun 2011 (Ix) adalah 1299,32. Maka estimasi harga tangki untuk (X2) 249,4352 m3 adalah : Cx = US$ 6700 ×

249,4352 1

0 , 49

x

1299,32 1102,5

Cx = US$ 118,011,Cx = Rp 1.035.497.659,-/unit


b. Kolom Distilasi (D-330) Pada proses, kolom distilasi yang dipergunakan berukuran diameter 0,5556 m, dengan tinggi kolom 11,8778 m dengan banyaknya tray dalam kolom sebanyak 29 buah. Dari Gambar LE.2, didapat bahwa untuk spesifikasi tersebut didapat harga peralatan pada tahun 2002 (Iy= 1102,5) adalah US$ 30.000,-.Maka harga sekarang (2011) adalah :

Gambar E.2 Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi. Harga Tidak Termasuk Trays, Packing, atau Sambungan. (Peters et.al., 2004)

Cx,kolom = US$ 30.000 x Cx

1299,32 x (Rp 8.800)/(US$ 1) 1102,5

= US$ 35.356,-

Cx,kolom = Rp 311.130.567,-/ unit


Harga tiap sieve tray adalah US$ 500,- untuk kolom berdiameter 1 m. Maka untuk tray sebanyak 29 piring dengan diameter 0,5556 m diperoleh:

Gambar E.3 Harga Tiap Tray dalam Kolom Distilasi. Harga Termasuk Tanggul, Permukaan Saluran Limpah, Saluran Uap dan Bagian Struktur Lainnya (Peters et.al., 2004)

0,5556 Cx,tray = 29 x US$ 500 x 1

0 ,86

x

1299,32 x (Rp 8.800)/(US$ 1) 1102,5

Cx,tray = Rp 90.716.221,Jadi total harga keseluruhan unit distilasi (D-310) adalah = Rp 311.130.567,- + Rp 90.716.221,= Rp 401846788,-


Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel E.3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel E.4 untuk perkiraan peralatan utilitas.

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - Biaya transportasi - Biaya asuransi - Bea masuk - PPn - PPh - Biaya gudang di pelabuhan - Biaya administrasi pelabuhan - Transportasi lokal - Biaya tak terduga Total

= = = = = = = = = =

5% 1% 15 % 10 % 10 % 0,5 % 0,5 % 0,5 % 0,5 % 43 %

(Rusjdi, 2004) (Rusjdi, 2004) (Rusjdi, 2004)

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - PPn - PPh - Transportasi lokal - Biaya tak terduga Total

= = = = =

10 % 10 % 0,5 % 0,5 % 21 %

(Rusjdi, 2004) (Rusjdi, 2004)

Tabel E.3 Estimasi Harga Peralatan Proses No.

Kode

Unit

Ket*)

1

TK-111 (Tangki larutan Formaldehid)

1

NI

2

TK-112 (Gudang Penyimpanan tembaga asetilid)

1

NI

3

TK-113 (Tangki Penyimpanan Asetilin)

1

NI

Harga / Unit (Rp) 1.038.497.659 66.373.387 610.273.449

Harga Total (Rp) 1.038.497.659 66.373.387 610.273.449


4

TK-338( Tangki Penyimpanan Bagian Atas destilasi)

1

NI

5

TK-340 (Prilling Tower)

1

I

6

TK-354 (Tangki penyimpanan Butinediol)

1

NI

7

M-110 (Tangki Pencampur)

1

I

8

R-210 (Reaktor)

1

I

9

F-310 (knock Out Drum)

1

I

10

CF-320 (Discentrifuge)

1

I

11

D-330 (Destilasi)

1

I

12

Tray

29

I

13

TK-334 (Accumulator)

1

I

14

C-115 ( Belt Conveyer Tembaga Asetilid)

1

I

No.

1.140.264.868 617.199.032 73.668.628 877.667.272 2.444.835.047 166.871.939 311.130.567 90.716.221 3.128.146 23.504.063 57.923.647

1.140.264.868 617.199.032 73.668.628 877.667.272 2.444.835.047 166.871.939 311.130.567 90.716.221 73.777.426 23.504.063 57.923.647

Tabel E.3 Estimasi Harga Peralatan Proses...................................(Lanjutan) Harga / Unit Harga Total (Rp) Kode Unit Ket*) (Rp)

15

C-321 (Belt Conveyer)

1

I

139.832.705

139.832.705

16

C-343 (Belt Conveyer)

1

I

6.446.812

6.446.812

17

E-118 (Heater)

1

I

311.130.567

311.130.567

18

E-119 (Heater)

1

I

10.635.886

10.635.886

19

E-211 (Cooler)

1

I

12.568.422

12.568.422

20

E-323 (Heater)

1

I

12.708.608

12.708.608

21

E-333 (Kondensor)

1

I

12.733.297

12.733.297

22

E-337 (Heater)

1

I

7.967.527

7.967.527


23

E-332 (Reboiler)

1

I

24

E-341 (Cooler)

1

I

26

JB-342 (Blower)

1

I

27

JC-312 (Kompresor)

1

NI

28

P-114 (pompa Formaldehid)

1

NI

29

P-116 (Pompa Asetilen)

1

NI

30

P-117 (Pompa Mixer)

1

NI

31

P-331 (Pompa Knock Out Drum)

1

NI

32

P-322 (Pompa Disk centrifuge)

1

NI

33

P-335 (Pompa Accumulator)

34

P-336 (Pompa Kondensor)

35

P-331 (Pompa Destilasi Bottom)

36

P-339 (Pompa reboiler)

20.258.092

20.258.092 10.258.310

10.258.310

28.197.984

28.197.984

16.584.611

16.584.611

21.637.205

21.637.205

16.082.042

16.082.042

19.995.103

19.995.103

18.801.189

18.801.189

21.253.913

21.253.913 1

NI

19.598.618

19.598.618 1

NI

17.912.178

17.912.178 1

NI

35.735.766

35.735.766 1

NI

15.692.823

15.692.823 Harga Total

Rp

8.317.099.842

Import

Rp

5.156.530.420

Non import

Rp

3.132.371.437


Tabel E.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Ket* No. Kode Alat Unit )

Harga / Unit (Rp)

Harga Total (Rp)

1

SC (Screening)

1

NI

69.485.827

69.485.827

2

BS (Bak Sedimentasi)

1

NI

100.500.000

100.500.000

3

CL ( Clarifier)

1

I

154.739.561

154.739.561

4

SF ( Sand Filter)

1

I

110.304.267

110.304.267

5

TU-1 ( Tangki Utilitas 1)

1

I

95.105.670

95.105.670

6

CT ( Menara Pendingin Air)

1

I

96.325.700

96.325.700

7

DE (Dearator)

1

I

259.738.808

259.738.808

8

KU (Ketel Uap)

4

I

54.984.263

219.937.054

9

CE ( Penukar Kation)

1

I

16.450.326

16.450.326

10

AE ( Penukar Anion)

1

I

16.450.326

16.450.326

11

TP-01 (Tangki pelarut Soda Abu)

1

I

38.025.903

38.025.903

12

TP-02 (Tangki Pelarut Alum)

1

I

15,187.872

15,187.872

13

TP-03 (Tangki pelarutan Asam Sulfat)

1

I

14.474.297

14.474.297

14

TP-04 (Tangki Pelarut NaOH)

1

I

17.591.700

17.591.700

15

TP-05 ( Tangki Pelarut Kaporit)

1

I

9.354.645

9.354.645

16

TU-2 ( Tangki Utilitas 2)

1

I

110.331.153

110.331.153

17

TB ( Tangki Bahan Bakar)

5

I

1.264.257.960

1.264.257.960

18

PU-01 (Pompa Screening)

1

NI

2.141.835

2.141.835

19

PU-02 (Pompa Sedimentasi)

1

NI

2.141.835

2.141.835


20

PU-03 (Pompa Alum)

1

NI

1.000.000

1.000.000

21

PU-04 ( Pompa Soda Abu)

1

NI

1.000.000

1.000.000

22

PU-05( Pompa Clarifier)

1

NI

2.141.835

2.141.835

23

PU-06 (Pompa Filtrasi)

1

NI

1.372.726

1.372.726

24

PU-07 ( Pompa Penukar kation)

1

NI

1.372.726

1.372.726

25

PU-08 ( Pompa ke menara Pendingin Air)

1

NI

1.603.037

1.603.037

26

PU-09 ( Pompa ke Tangki Utilitas)

1

NI

1.000.000

1.000.000

Tabel E.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas........................................(Lanjutan) No.

Kode Alat

Unit

Ket*)

1

NI

Harga / Unit (Rp)

Harga Total (Rp)

1.248.401

1.248.401

1.000.000

1.000.000

1.471.992

1.471.992

1.471.992

1.471.992

27

PU-10 ( Pompa Asam Sulfat)

28

PU-11 ( Pompa Penukar Kation)

1 NI

29

PU-12 ( Pompa NaOH)

1 NI

30

PU-13 (Pompa Penukar Anion)

1 NI

31

PU-14 ( Pompa Kaporit)

1 NI

1.637.505

1.637.505

32

PU-15 (Pompa Domestik)

1 NI

1.372.726

1.372.726

33

PU-16 ( Pompa Menara Pendingin Air)

1 NI

4.231.166

4.231.166

34

PU-17 ( Pompa Dearator)

1 NI

1.002.319

1.002.319

1 NI

100.000.000

100.000.000

35

Generator

Harga Total

Rp

2.735.471.164

Import

Rp

2.438.275.240

Non import

Rp

297,195.923

Keterangan*) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor.


Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered) adalah: = 1,43 x ( Rp. 5.156.530.420,- + Rp. 2.438.275.240,- ) + 1,21 x ( Rp. 3.132.371.437,- + Rp. 297.195.923,- ) =

Rp. 15.010.348.601,-

Biaya pemasangan diperkirakan 39 % dari total harga peralatan (Timmerhaus 2004). Biaya pemasangan = 0,39 × Rp 15.010.348.601,= Rp. 5.854.035.954,-

1.1.3 Harga peralatan + biaya pemasangan (C) : = Rp 15.010.348.601,- + Rp 5.854.035.954,= Rp 20.864.384.555,-

1.1.4 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,26 × Rp. 15.010.348.601,= Rp. 3.902.690.636,-

1.1.5 Biaya Perpipaan Diperkirakan

biaya

perpipaan

60%

dari

total

harga

peralatan

(Timmerhaus et al, 2004). Biaya perpipaan (E) = 0,6 × 15.010.348.601,-


= Rp. 9.006.209.720,-

1.1.6 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 20% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,2 × 15.010.348.601,= Rp 3.002.069.720,-

1.1.7 Biaya Insulasi Diperkirakan

biaya

insulasi

20%

dari

total

harga

peralatan

(Timmerhaus et al, 2004). Biaya insulasi (G)

= 0,2 × 15.010.348.601,= Rp 3.002.069.720,-

1.1.8 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 3% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya inventaris kantor (H)

= 0,03 × 15.010.348.601,= Rp 450.310.458,-

1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) = 0,02 × 15.010.348.601,-


= Rp. 300.206.972,-

1.1.10 Sarana Transportasi Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana transportasi ( J ) seperti pada tabel berikut . Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi No.

Jenis Kendaraan

1

Dewan Komisaris

2

Direktur

3

Unit

2

Tipe

Harga/ Unit

Toyota Harrier

(Rp)

Harga Total (Rp)

600.000.000

1.200.000.000

1

Mitsubishi Pajero

430.000.000

430.000.000

Manajer

3

kijang innova

220.000.000

660.000.000

4

Bus karyawan

2

Bus

350.000.000

700.000.000

5

Mobil karyawan

2

L-300

150.000.000

300.000.000

6

Truk

4

Truk

300.000.000

1.200.000.000

7

Mobil pemasaran

4

minibus L-300

120.000.000

480.000.000

8

Mobil pemadam kebakaran

2

truk tangki

350.000.000

700.000.000

Total

5.670.000.000

Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp 64.864.313.548,-

1.2

Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

1.2.1 Biaya Pra Investasi Diperkirakan 7% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Pra Investasi (K)

= 0,07 × Rp 15.010.348.601,-


= Rp. 1.050.724.402, 1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 30% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,30 × Rp 15.010.348.601,= Rp. 4.503.104.580,-

1.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Legalitas (M)

= 0,04 × Rp 15.010.348.601,=

Rp. 600.413.944,-

1.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 19% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Kontraktor (N)

= 0,19 × Rp 15.010.348.601,=

Rp. 2.851.966.234,-

1.2.5 Biaya Tak Terduga Diperkirakan 37% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004) . Biaya Tak Terduga (O)

= 0,37 × Rp 15.010.348.601,=

Rp. 5.553.828.982,-

Total MITTL = K + L + M + N+O = Rp. 14.560.038.143,-


Total MIT

2.

= MITL + MITTL =

Rp. 62.565.441.221,- + 14.560.038.143,-

=

Rp. 77.125.479.364,-

Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 1 bulan (= 30 hari).

2.1

Persediaan Bahan Baku

2.1.1 Bahan baku proses 1.

Asetilen (C2H2) Kebutuhan

= 108,5685 kg/jam = 287,9801 L/jam

Harga C2H2

= $8,8 /L

Harga total

= 330 hari × 24 jam/hr × 313,9422 L/jam × $8,8/L x Rp8.800,-

(www.usbcd.com,2008)

= Rp. 176.625.340.978,-

2. Formaldehid (HCHO) Kebutuhan

= 626,3570 kg/jam

Harga

= Rp. 2.272,-/Kg

Harga total

= 330 hari × 24 jam/hari × 626,3570 kg/jam x Rp. 2.272,-/Kg

(Chemicals Cost Guide,2006)

= Rp. 11.270.818.184,3. Katalis Kebutuhan

= 0,4148 kg/ jam

Harga

= $17,6 /kg = Rp. 154.880,-/kg

(ICIS Pricing, 2011)


Harga total

= 330 hari × 24 jam/hari x 0,4148 kg/ jam x Rp 154.880,-/kg = Rp. 21.200.594,-

2.1.2 Persediaan bahan baku utilitas 1. Alum, Al2(SO4)3 Kebutuhan

= 0,1383 kg/jam

Harga

= Rp 1.000 ,-/kg

Harga total

= 330 hari × 24 jam/hari × 0,1383 kg/jam × Rp 1.000,- /kg

(www.indonetwork.co.id,2011)

= Rp. 1.095.536,-

2. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan = 0,0747 kg/jam Harga

= Rp 6.000,-/kg

(P.T Noah Funtastic Pools, 2009)

Harga total = 330 hari × 24 jam/hari × 0,0747 kg/jam × Rp 6.000,-/kg = Rp 3.549.744,3. Kaporit Kebutuhan = 0,0025 kg/jam Harga

= Rp 17.000,-/kg

(P.T Noah Funtastic Pools, 2009)

Harga total = 330 hari × 24 jam/hari × 0,0025 kg/jam × Rp 17.000,-/kg = Rp 331.649,4. H2SO4 Kebutuhan

= 0,0161 kg/jam = 0,0088 L/jam

Harga

= Rp 35.500-/L

Harga total

= 330 hari × 24 jam x 0,0088 L/jam × Rp 35.500-/L

(PT. Bratachem, 2009)


= Rp 2.460.150,-

5. NaOH Kebutuhan

= 0,0438 kg/jam

Harga

= Rp 3250,-/kg

Harga total

= 330 hari × 24 jam × 0,0438 kg/jam × Rp 3250,-/kg

(PT. Bratachem 2009)

= Rp 1.126.834,6. Solar Kebutuhan = 346,5786 L/jam Harga solar untuk industri = Rp.6.860,-/liter

(PT.Pertamina, 2011)

Harga total = 330 hari × 24 jam/hari × 346,5786 L/jam × Rp. 6.8600,-/liter = Rp 18.830.031.232,-

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun (330 hari) adalah =

Rp 206.755.954.701,-

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 bulan (30 hari) adalah =

Rp 206.755.954.701,-/12 = Rp. 17.229.662.892,-


2.2

Kas

2.2.1 Gaji Pegawai Tabel E.6 Perincian Gaji Pegawai No

Jabatan

Jumlah

Gaji/orang (Rp) Total Gaji (Rp)

1

Dewan Komisaris

2

22.000.000

44.000.000

2

Direktur

1

30.000.000

60.000.000

3

Sekretaris

2

4.500.000

9.000.000

4

Manajer Teknik dan Produksi

1

12.000.000

12.000.000

5

Manajer R&D

1

12.000.000

12.000.000

6

Manajer Umum dan Keuangan

1

12.000.000

12.000.000

7

Kabag. Keuangan & Administrasi

1

7.000.000

7.000.000

8

Kabag. Umum & Personalia

1

7.000.000

7.000.000

9

Kabag. Teknik

1

7.000.000

7.000.000

10 Kabag. Produksi

1

7.000.000

7.000.000

11 Kabag. R&D

1

7.000.000

7.000.000

12 Kabag. QC / QA

1

7.000.000

7.000.000

13 Kasi. Proses

1

5.000.000

5.000.000

14 Kasi. Utilitas

1

5.000.000

5.000.000

15 Kasi. Mesin Instrumentasi

1

5.000.000

5.000.000

16 Kasi. Listrik

1

5.000.000

5.000.000

17 Kasi. Pemeliharaan Pabrik

1

5.000.000

5.000.000

18 Kasi. Keuangan

1

5.000.000

5.000.000

19 Kasi. Pemasaran

1

5.000.000

5.000.000

20 Kasi. Administrasi

1

5.000.000

5.000.000

21 Kasi. Humas

1

5.000.000

5.000.000

22 Kasi. Personalia

1

5.000.000

5.000.000

23 Kasi. Keamanan

1

3.000.000

3.000.000


24 Karyawan Proses

48

2.500.000

120.000.000

25 Karyawan Lab. QC/QA dan R&D

8

2.500.000

20.000.000

26 Karyawan Utilitas

8

2.500.000

20.000.000

6

2.500.000

15.000.000

28 Karyawan Instrumentasi Pabrik

6

2.500.000

15.000.000

29 Karyawan Pemeliharaan Pabrik

11

2.500.000

27.500.000

30 Karyawan Bag. Keuangan

2

2.500.000

5.000.000

31 Karyawan Bag. Administrasi

2

2.500.000

5.000.000

32 Karyawan Bag. Personalia

2

2.500.000

5.000.000

33 Karyawan Bag. Humas

2

2.500.000

5.000.000

34 Karyawan Penjualan/ Pemasaran

5

2.500.000

12.500.000

35 Petugas Keamanan

8

1.200.000

9.600.000

36 Karyawan Gudang / Logistik

9

1.800.000

16.200.000

37 Dokter

2

4.000.000

8.000.000

38 Perawat

3

1.800.000

5.400.000

39 Petugas Kebersihan

8

1.200.000

9.600.000

40 Supir

6

1.500.000

9.000.000

27

Karyawan Listrik

Total

Unit

Pembangkit

160

504.300.000

Diperkirakan seluruh karyawan bekerja lembur, dimana gaji lembur dihitung dengan rumus: 1/173 x gaji per bulan, dimana untuk 1 jam pertama dibayar 1,5 kali gaji perjam dan jam berikutnya 2 kali dari gaji satu jam (Kep. Men, 2003).


Diperkirakan dalam 1 tahun 12 hari libur dengan 8 jam kerja untuk tiap harinya, artinya dalam satu bulan memiliki 1 hari libur yang dimanfaatkan sebagai lembur, maka: Gaji lembur untuk 8 jam kerja yaitu: 1 jam pertama

= 1,5 x 1 x 1/173 x Rp. 504.300.000 = Rp. 4.372.543,-

7 jam berikutnya

= 2 x 7 x 1/173 x Rp. 504.300.000

Total gaji lembur dalam 1 bulan

= Rp. 40.810.404,-

= Rp 45.182.947,-

Jadi, gaji pegawai selama 1 bulan beserta lembur = Rp 45.182.947,- + Rp 504.300.000,= Rp 549.482.948,Total gaji pegawai selama 1 tahun beserta lembur = Rp 6.593.795.376,-

2.2.2 Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 20 % dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 5.750.448.555,= Rp 1.150.089.711,2.2.3. Biaya Pemasaran Diperkirakan 20 % dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 5.750.448.555,= Rp 1.150.089.711,Tabel E.7 Perincian Biaya Kas No. 1. 2. 3.

Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum Pemasaran Total

Jumlah (Rp) Rp 6.593.795.376,Rp 1.318.759.075,Rp 1.318.759.075,Rp 9.231.313.526,-

Biaya kas untuk 1 bulan = Rp 9.231.313.526,-/12 = Rp. 769.276.127,-


2.2 Biaya Start – Up Diperkirakan 8 % dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al, 2004). = 0,08 × Rp 77.125.479.364,= Rp 6.170.038.349,-

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 Butinediol = 100 RMB/kg 1 RMB

(www.echinachem.com,2011)

= U$ 0,152

Maka Harga Butinediol Produksi Butinediol

= Rp 134.065,- /kg

= 315,6566 kg/jam

Hasil penjualan Butinediol tahunan = 315,6566 kg/jam × 24 jam/hari × 330 hari/tahun × Rp 134.065,- /kg = Rp 335.161.523.363,-

Piutang Dagang =

1 × Rp 335.161.523.363,12

= Rp 27.930.126.947,-

Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini.


Tabel E.8 Perincian Modal Kerja No. 1. 2. 3. 4.

Bahan baku proses dan utilitas Kas Start up Piutang Dagang Total

Rp Rp Rp Rp

Jumlah Bulanan (Rp) 17.229.662.892,769.276.127,6.170.038.349,27.930.126.947,-

Rp

58.269.142.664,-

Total Modal Kerja 1 bulan = Rp.58.269.142.664,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 77.125.479.364,- + Rp. 58.269.142.664,= Rp 135.394.622.028,-

Modal ini berasal dari: - Modal sendiri

= 60 % dari total modal investasi = 0,6 × Rp 135.394.622.028,= Rp. 81.236.773.217,-

- Pinjaman dari Bank

= 40 % dari total modal investasi = 0,4 × Rp 135.394.622.028,= Rp 54.157.848.811,-

3.

Biaya Produksi Total

3.1

Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)


3.1.1 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 549.482.948,= Rp 7.692.761.272,3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah 13,5 % dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2011). = 0,135 × Rp 54.157.848.811,-

Bunga bank (Q)

= Rp 7.311.309.590`,-

3.1.3 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 di bawah ini. Tabel E.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta Berwujud

Masa Tarif (tahun) (%)

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan 1.Kelompok 1

4

25

2. Kelompok 2

8

12,5

Mobil, truk kerja

3. Kelompok 3

16

6,25

Mesin industri kimia, mesin industri mesin

20

5

Mesin kantor, perlengkapan, alat perangkat/ tools industri.

II. Bangunan Permanen

Bangunan sarana dan penunjang

Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji,2004


Depresiasi dihitung berdasarkan tarif (%) penyusutan untuk setiap kelompok harta berwujud sesuai dengan umur peralatan.

D = Px % dimana: D

= Depresiasi per tahun

P

= Harga peralatan

%

= Tarif penyusutan

Tabel E.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000 Umur Komponen Biaya (Rp) Depresiasi (Rp) (tahun) Bangunan

10.067.500.000

20

503.375.000

Peralatan proses dan utilitas

20.864.384.555

17

1.304.024.035

Instrumentrasi dan pengendalian proses

3.902.690.636

5

487.836.330

Perpipaan

9.006.209.160

5

1.125.776.145

Instalasi listrik

3.002.069.720

5

375.258.715

Insulasi

3.002.069.720

5

375.258.715

Inventaris kantor

450.310.458

4

112.577.615

Perlengkapan keamanan dan kebakaran

300.206.972

5

37.525.872

5.670.000.000

10

708.750.000

Sarana transportasi

Rp 5.030.382.425

TOTAL

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 14.560.038.143,= Rp 3.640.009.536,-

Total biaya depresiasi dan amortisasi (R) = Rp 5.030.382.452,- + Rp 3.640.009.536,= Rp 8.670.391.961,-

3.1.4 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 20.864.384.455,= Rp 2.086.438.445,-

2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan bangunan

= 0,1 × Rp 10.067.500.000,= Rp 1.006.750.000,-

3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan kenderaan

= 0,1 × Rp 5.670.000.000,-


= Rp 567.00.000,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 × Rp. 3.902.690.636,-

Perawatan instrumen

=

Rp 390.269.063,-

5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004). = 0,1 × Rp. 9.006.209.160,-

Perawatan perpipaan

= Rp

900.620.916,-

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan listrik

= 0,1 × Rp 3.002.069.720,=

Rp 300,206,972,-

7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 % dari harga insulasi (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan insulasi

= 0.1 × Rp 3.002.069.720,=

Rp 300.206.972,-

8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan inventaris kantor = 0,1 × Rp 450.310.458,=

Rp 45.031.046,-


9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10 % dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 × Rp 300.206.972,= Total biaya perawatan (S)

Rp 30.020.697,-

= Rp 5.626.544.122,-

3.1.5 Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20 % dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Plant Overhead Cost (T)

= 0,2 x Rp 77.125.479.364,= Rp 15.425.095.873,-

3.1.6 Biaya Administrasi Umum Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = Rp. 1.318.759.075,-

3.1.7 Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran selama 1 tahun

= Rp 1.318.759.075,-

Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi = 0,5 x Rp 1.318.759.075,- = Rp 659.379.538,Biaya pemasaran dan distribusi (V)

= Rp 1.978.138.613,-

3.1.8 Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan Diperkirakan 5 % dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004). Biaya laboratorium (W)

= 0,05 x Rp 15.898.083.387,= Rp 771.254.794,-


3.1.9 Hak Paten dan Royalti Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 x Rp 77.125.479.364,= Rp 771.254.794,-

3.1.10 Biaya Asuransi 1. Biaya asuransi pabrik. adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2009). = 0,0031 × Rp 62.565.441.221,= Rp 193.952.868,-

2. Biaya asuransi karyawan. Biaya asuransi pabrik adalah 4,24% dari gaji (PT. Jamsostek, 2007). Maka biaya asuransi karyawan = 0,0424 x Rp 6.593.795.376,= Rp 279.576.924,Total biaya asuransi (Y)

= Rp 473.529.792,-

3.1.11 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 Butinediol

Nilai Perolehan Objek Pajak •

Tanah

Rp 6.000.000.000,-

•

Bangunan

Rp 9.657.500.000,-

Total NPOP

Rp 15.657.500.000,-

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak

(Rp.

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak

Rp 15.687.500.000,-

Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP) (Z)

Rp 784.375.000,-

30.000.000,- )

Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y +Z = Rp 50.823.414.884,-


3.2

Biaya Variabel

3.2.7 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 330 hari adalah Rp 206.755.954.701,Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 1% dari biaya variabel bahan baku Biaya variabel Perawatan dan Penanganan Lingkungan: = 0,01 × Rp 206.755.954.701,= Rp 2.067.559.547,-

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 10 % dari biaya variabel bahan baku Biaya Pemasaran dan Distribusi = 0,1 × Rp 206.755.954.701,= Rp 20.675.595.470,Total biaya variabel tambahan

= Rp 22.743.155.751,-

3.2.8 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 % dari biaya variabel tambahan = 0,05 × Rp 22.743.155.751,-


= Rp 1.137.157.751,-

Total biaya variabel = Rp 230.636.267.469,-

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 50.544.757.488,- + Rp 230.636.267.469,= Rp 281.181.024.957,-

4

Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

4.1

Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan

= total penjualan – total biaya produksi = Rp 335.161.523.363,- - Rp 281.459.682.353,= Rp 53.701.841.011,-

Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5 % dari keuntungan perusahaan = 0,005 x Rp 53.701.841.011,= Rp 268.509.205,-

Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga : Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 53.701.841.011,- − Rp 268.509.205,= Rp 53.433.331.806,-

4.2

Pajak Penghasilan


Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004):  Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10%.  Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 15 %.  Penghasilan di atas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: - 10 % × Rp 50.000.000

= Rp

5.000.000,-

- 15 % × (Rp 100.000.000- Rp 50.000.000)

= Rp

7.500.000,-

- 30% × (Rp 53.433.331.806,- – Rp 100.000.000)

= Rp

15.999.999.542,-

= Rp

16.012.499.542,-

Total PPh

Laba setelah pajak Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh = Rp 53.701.841.011,- – Rp 16.021.499.542,= Rp 37.420.832.264,-

5

Analisa Aspek Ekonomi

5.1

Profit Margin (PM) PM =

PM =

Laba sebelum pajak × 100 % total penjualan

Rp 53.433.331.806,x 100% Rp 335.161.523.363,-

= 15,94 %


5.2

Break Even Point (BEP) BEP =

Biaya Tetap × 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel Rp 50.823.414.884,x 100% Rp 335.161.523.363,- - Rp 230.636.267.469,-

BEP =

= 48,62 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 48,62 % × 2.500 ton/tahun = 1.215,5774 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 48,62 % x Rp 335.161.523.363,= Rp 162.965.907.227,-

5.3

Return on Investment (ROI) ROI

=

Laba setelah pajak × 100 % Total modal investasi

ROI

=

Rp 37.420.832.264,x 100% Rp 135.394.622.028,-

= 27,64 %

5.4

Pay Out Time (POT)

1 x 1 tahun 0,2764

POT

=

POT

= 3,62 tahun


5.5

Return on Network (RON) RON =

Laba setelah pajak × 100 % Modal sendiri

RON =

Rp 37.420.832.264,x 100% Rp 81.236.773.217,-

RON = 46,06 %

5.6

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.11, diperoleh nilai IRR = 39,13 %


Tabel E.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)

IRR = 39% +

Rp. 453.234.345,× (39% - 40%) Rp 453.234.345,- − (-Rp 2. 982.051.016,-)

= 39,13%


Gambar E.4 Kurva Break Even Point Pabrik Pembuatan Butinediol


jam

Recommend Documents