tahun BAB III

Prarancangan Pabrik Kimia Propilena Oksida dengan proses Hydroperoxide Kapasitas 50.000 ton/Tahun

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES Spesifikasi alat proses utama terdiri dari reaktor gelembung, menara distilasi, reaktor batch, flash drum-01, adsorber, dan flash drum-02. Reaktor gelembung berfungsi untuk mereaksikan bahan baku isobutana dan oksigen menjadi tert-butyl hydroperoxide ( TBHP ). Menara distilasi menggunakan tipe sieve tray kolom. Hasil keluaran menara distilasi yang berupa TBHP, TBA, dan nC4H10 direaksikan dengan propilena didalam reaktor batch menghasilkan propilen oksida. Setelah itu, propilen oksida yang masih bercampur dengan senyawa yang lain kemudian dipisahkan dalam flash drum-01. Hasil keluaran flash drum-01 diproses dalam adsorber tipe menara bahan isian untuk menjerap katalis dan TBHP. Produk keluaran flash drum-02 adalah propilen oksida dengan kemurnian 99,99 %, dengan pengotor air 0,05 % dan TBA 0,025 %. Selain masing-masing alat tersebut akan disebutkan spesifikasi lain seperti jumlah, volume, kondisi operasi, bahan konstruksi, dan dimensi alat.. Selain dari alat proses pada bab ini dapat pula dilihat spesifikasi tangki penyimpanan bahan baku dan tangki penyimpanan produk. Spesifikasi alat penukar panas ( Heat exchanger) dapat dilihat dan spesifikasi pompa. Spesifikasi alat proses pendukung terdiri dari kompressor, kondensor, accumulator, reboiler, expander, hopper. Kompressor berfungsi sebagai alat penekan udara pada udara bahan baku. Sebelum bahan baku di reaksikan di dalam reaktor terlebih dahulu dicampur di dalam mixer. Reboiler berfungsi untuk menguapkan sebagian hasil bawah menara distilasi. Accumulator berfungsi untuk menampung sementara hasil keluaran menara distilasi, flash drum-01, dan flash drum-02. Expander berfungsi untuk menurunkan tekanan dari menara distilasi menuju reaktor batch, flash drum-01 menuju adsorber, tangki penyimpanan isobutana menuju reaktor gelembung dan dari tangki penyimpanan propilena menuju reaktor batch.

Diah Ayu Karnilawati D500110012

42


Tabel 3.1. Spesifikasi reaktor gelembung Kode

R-01

Fungsi

Mereaksikan bahan baku isobutana dengan oksigen

Tipe/jenis

Reaktor gelembung

Jumlah

1

Volume, m3

19,86

Kondisi Operasi : P, atm

13,9

T, °C

120

Bahan konstruksi

Carbon steel SA 283 grade C

Dimensi : Diameter, m

2,22

Tinggi, m

5,12

Tebal shell, m

0,0413

Tebal head, m

0,0381

Jenis pendingin

Koil

Jumlah lilitan

33

Diameter koil, m

0,35

Harga Alat, $

181.000

Tabel 3.2. Spesifikasi menara distilasi Kode

MD-01

Fungsi

Memisahkan isobutana dan TBHP

Tipe/jenis

Sieve Tray

Kondisi menara atas : P, atm

13,59

T, °C

83,20

Kondisi menara bawah : Diah Ayu Karnilawati D500110012

43


Lanjutan Tabel 3.2 P, atm

13,99

T, °C

185,112


2,58

Tinggi, m

14,15

Tebal shell, m

0,041

Tebal head, m

0,031

Tinggi head, m

0,417

Jumlah plat aktual

35

Bahan konstruksi

Carbon steel SA 283 grade C

Harga Alat, $

54.000

Tabel 3.3. Spesifikasi reaktor batch Kode

R-02

Fungsi

Mereaksikan bahan baku propilena dengan TBHP menggunakan katalis MoO3

Tipe/jenis

Reaktor batch

Jumlah

7

Volume, m3

11,19

Kondisi operasi : P, atm

20,23

T, °C

110


1,81

Tinggi, m

4,76

Tebal shell, m

0,0254

Tebal head, m

0,047


44


Lanjutan Tabel 3.3 Jenis pendingin

Koil

Jumlah lilitan

8

Diameter koil, m

0,35

Harga Alat, $

133.400

Tabel 3.4. Spesifikasi Flash drum-01 Kode

H-01

Fungsi

Memisahkan propilena dengan TBHP

Jumlah

1


5,5

T, °C

110


4,18

Tinggi, m

6,24

Tebal shell, m

0,007

Tebal head, m

0,007

Tinggi head, m

0,578

Bahan Konstruksi Harga Alat, $

Carbon steel SA 283 grade C 20.000 Tabel 3.5. Spesifikasi Adsorber

Kode

AD-01

Fungsi

Menjerap katalis dan TBHP

Tipe/jenis

Menara dengan bahan isian


1

T, °C

59,77

Dimensi : Diameter,m Diah Ayu Karnilawati D500110012

3,08

45


Tinggi, m

9,24

Tebal shell, m

0,047

Tebal head,m

0,006

Tinggi head, m

0,468

Bahan konstruksi

Stainless steel

Harga Alat, $

23.000

Tabel 3.6. Spesifikasi Flash drum-02 Kode

H-02

Fungsi

Memisahkan propilen oksida dengan TBA

Jumlah

1


1

T, °C

59,65


1,20

Tinggi, m

4,72

Tebal shell, m

0,0047

Tebal head, m

0,0047

Tinggi head, m

0,0047

Bahan Konstruksi Harga Alat, $

Carbon steel SA 283 grade C 20.000

Tabel. 3.7. Spesifikasi tangki penyimpanan bahan baku Nama alat Kode Fungsi

Jumlah Volume, m3

Tangki isobutana F-01 Menyimpan kebutuhan bahan baku isobutana selama 7 hari 4


Tangki Propilena F-02 Menyimpan bahan baku propilena selama 7 hari 2

Tangki MoO3 F-03 Menampung MoO3 sebelum masuk mixer 1 0,0518

46


Kondisi operasi : P, atm T, °C Dimensi : Diameter,m Panjang, m Tebal head, m Tebal shell, m Tinggi head, m Harga Alat, $

30 31

31 30

8,37 14,01 0,07 0,08 1,401 376.400

2,62 7,878 0,060 0,059 0,984 396.000

1 33 0,362 0,466 5.500

Tabel 3.8. Spesifikasi tangki hasil samping Nama alat

Tangki TBHP, MoO3,H2O

Kode Fungsi

Jumlah Volume, m3 Kondisi Operasi : P, atm T, °C Dimensi : Diameter, m Tinggi, m Tebal plat roof, m Tebal plat bottom, m Bahan konstruksi Harga Alat, $


Tangki TBA dan H2O F-04 F-06 Menampung hasil bawah Menyimpan produk adsorber selama 14 hari samping TBA selama 14 hari 1 0,746

1 113,992

1

1

30

30

6,046 6,046

28,176 10,56

0,0047 0,012

0,0047 0,015

Carbon Stee 71.400

Carbon steel 454.400

47


Tabel 3.9. Spesifikasi alat penukar panas ( Heat exchanger ) Nama alat Kode Fungsi

Tipe Beban kerja, kJ/jam Luas transfer panas, ft3 Tube side Fluida Suhu operasi, °C ( in/out) OD tube,m Layout Pitch, in Panjang, m Jumlah tube Pass Bahan kostruksi ΔP, atm Shell side Fluida Suhu operasi, °C ( in/out) ID shell,m Baffle spacing, in Bahan kostruksi ΔP, atm Harga Alat, $


Heat exchanger-01 E-01 Menaikkan suhu bahan baku dari tangki penyimpanan ke reaktor gelembung Shell and Tube 10.345.511,74 543,31

Heat exchanger-02 E-02 Menurunkan suhu keluar reaktor gelembung sebelum masuk MD Shell and tube 2.772.885,67 389,51

Fluida panas Bahan baku dari tangki penyimpanan 30/120

Fluida panas Prduk reaktor gelembung 120/100,27

0,019 Triangular 15/16 3,65 239 1 Carbon steel 0,00066 Fluida dingin air 30/70

0,0254 Triangular 1,25 3,65 130 4 Carbon steel 0,0019 Fluida dingin air 30/65

0,4 15 Carbon steel 0,00013 23.100

0,4 14 Carbon steel 0,00054 50.700

48


Lanjutan Tabel 3.9 Nama alat Kode Fungsi

Tipe Beban kerja, kJ/jam Luas transfer panas, ft3 Tube side Fluida Suhu operasi, °C ( in/out) OD tube,m Layout Pitch, in Panjang, m Jumlah tube Pass Bahan kostruksi ΔP, atm Shell side Fluida Suhu operasi, °C ( in/out) ID shell,m Baffle spacing, in Bahan kostruksi ΔP, atm Harga Alat,$

Heat exchanger-03 E-03 Menurunkan produk keluaran MD sebelum masuk reaktor batch Shell and Tube 3.704.096,39 213,09 Fluida panas Produk MD 217,98/110

Heat exchanger-04 E-02 Menaikkan suhu keluar tangki propilen Double pipe 1.359.419,58 103,41 Annulus Steam 150

0,019 0,07 Square 1 3,65 0,20 90 1 Carbon steel Carbon steel 0,00066 0,0000311 Fluida dingin Inner air Produk keluaran MD 30/65 30/110 0,336 13 Carbon steel 0,00014 23.900

0,04 Carbon steel 0,00022 49.900


Tipe Beban kerja, kJ/jam Luas transfer panas, ft3 Tube side Fluida Diah Ayu Karnilawati D500110012

Heat exchanger-05 E-05 Menurunkan produk keluaran MD sebelum masuk reaktor batch Double pipe 504,96 0,019 Annulus Steam

Heat exchanger-06 E-06 Menurunkan suhu keluaran flash drum01 sebelum masuk adsorber Shell and tube 3.500.010,80 399,92 Fluida panas Produk flash drum-01 49


Suhu operasi, °C ( in/out) OD tube,m Layout Pitch, in Panjang, m Jumlah tube Pass Bahan kostruksi ΔP, atm Shell side Fluida Suhu operasi, °C ( in/out) ID shell,m Baffle spacing, in Bahan kostruksi ΔP, atm Harga Alat, $

150

110,59,77

0,07 0,20 Carbon steel 0,000000058 Inner Produk keluaran mixer 30/110

0,019 Square 1 3,65 177 1 Carbon steel 0,0459 Fluida dingin Air 30/50

0,04 Carbon steel 0,000000014 20.900

0,04 14 Carbon steel 0,00022 22.900


Tipe Beban kerja, kJ/jam Luas transfer panas, ft3 Tube side Fluida Suhu operasi, °C ( in/out) OD tube,m Layout Pitch, in Panjang, m Jumlah tube Diah Ayu Karnilawati D500110012

Heat exchanger-07 E-07 Menurunkan produk keluaran Adsorber sebelum masuk tangki penyimpanan Double pipe 5.169,96 70,52 Tube Produk adsorber

Heat exchanger-08 E-08 Menurunkan suhu keluaran flash drum02 sebelum masuk tangki penyimpanan TBA Shell and tube 456.442,99 399,92

59,77

Tube Produk flash drum02 59,77

0,11 0,51 -

0,019 3,65 -

50


Pass Bahan kostruksi ΔP, atm Shell side Fluida

Carbon steel 0,000076 Annulus Produk keluaran mixer

Suhu operasi, °C ( in/out) ID shell,m Baffle spacing, in Bahan kostruksi ΔP, atm Harga Alat, $

59,77/1

Carbon steel 0,0039 Annulus Produk keluaran flash drum-02 59,77/1

0,04 Carbon steel 0,0000051 22.900

0,66 Carbon steel 0,000073 23.000

Tabel 3.10. Spesifikasi pompa Nama

Pompa 01

Pompa 02

Pompa 03

Kode

L-01

L-02

L-03

Fungsi

Mengalirkan

Mengalirkan hasil

Mengalirkan hasil

bahan baku

keluaran reaktor

keluaran atas MD

isobutana ke

gelembung ke MD

ke reaktor

alat

reaktor

gelembung

gelembung Tipe

Axial flow

Axial flow

Axial flow

impeller,

impeller,

impeller,

sentrifugal, single

sentrifugal, single

sentrifugal, single

stage pump

stage pump

stage pump

Jumlah

1

1

1

Kapasit

113,44

265,80

191,35

3

3

2

as, m3/jam Power


51


pompa, Hp NPSH

42,835

32,33

83,66

Carbon stell

Carbon stell

Carbon stell

0,203

0,254

0,203

0,203

0,254

0,200

11.500

13.200

12.500

require d, m Bahan konstru ksi Pipa : Nomina l, m ID pipa, m Harga Alat, $

Lanjutan Tabel 3.10 Nama alat

Pompa 04

Pompa 05

L-04

L-05

Mengalirkan hasil

Mengalirkan bahan baku

bawah MD ke

propilena ke reaktor batch

Kode Fungsi

reaktor batch Tipe

Mixedflow

Mixedflow impeller, sentrifugal,

impeller,

single stage pump

sentrifugal, single stage pump Jumlah Kapasitas,

1

1

46,19

28,32

m3/jam


52


Power

1

0,25

110,35

213,66

Carbon stell

Carbon stell

Nominal, m

0,154

0,106

ID pipa, m

0,154

0,102

9.700

7.000

pompa, Hp NPSH required, m Bahan konstruksi Pipa :

Harga Alat, $

Lanjutan Tabel 3.10 Nama

Pompa 07

Pompa 08

Pompa 09

alat L-07

L-08

L-09

Mengalirkan hasil

Mengalirkan hasil

Mengalirkan hasil

keluaran Reaktor

atas flash drum-01

bawah flash

batch ke flash

ke reaktor batch

drum-01 ke

Kode Fungsi

drum-01 Tipe

adsorber

Axial flow

Radial flow

Mixed flow

impeller,

impeller,

impeller,

sentrifugal, single

sentrifugal, single

sentrifugal, single

stage pump

stage pump

stage pump

Jumlah

1

1

1

Kapasit

108,42

1,19

47,68

1,5

0,25

3

as, m3/jam Power


53


pompa, Hp NPSH

514,74

185,96

43,96

Carbon stell

Carbon stell

Carbon stell

0,154

0,019

0,152

0,154

0,020

0,154

9.700

2.000

9.700

required ,m Bahan konstru ksi Pipa : Nomina l, m ID pipa, m Harga Alat, $


Pompa 10 Pompa 11 Pompa 12 Pompa 13 L-10 L-11 L-12 L-13 Mengalirkan Mengalirkan Mengalirkan Mengalir produk atas hasil bawah hasil bawah kan hasil dari adsorber adsorber ke flash drum-02 atas flash ke flash tangki ke tangki drum-02 drum-02 penyimpanan penyimpanan ke tangki penyimpa nan Tipe Axial flow Radial flow Radial flow Mixed impeller, impeller, impeller, flow sentrifugal, sentrifugal, sentrifugal, impeller, single stage single stage single stage sentrifuga pump pump pump l, single stage pump Jumlah 1 1 1 1 Kapasitas, 43,18 0,283 31,51 11,69 m3/jam Diah Ayu Karnilawati D500110012

54


Power pompa, Hp NPSH required, m Bahan konstruksi Pipa : Nominal, m ID pipa, m Harga Alat, $

0,50

0,25

15

0,75

2,29

2,36

59,84

2,75

Carbon steel

Carbon steel

Carbon steel

Carbon steel

0,154

0,019

0,101

0,063

0,154

0,020

0,102

0,062

9.700

9.700

7.000

4.900

Tabel 3.11. Spesifikasi Kondensor dan Reboiler Nama alat Kode Fungsi

Jumlah Tipe Beban kerja, kJ/jam Luas transfer panas, ft2 Kondisi operasi : Suhu masuk, °C Suhu keluar, °C Tube side

Kondensor 01

Kondensor 02

Kondensor 03

E-09 E-10 E-11 Mengkondensa Mengkondensa Mengkondensa sikan produk si produk atas sikan produk atas MD flash drum-01 atas flash drum-02

Reboile r E-12 Mengu apkan hasil bawah MD 1 Double pipe 1.953.1 08,10

1 Double pipe

1 Double pipe

1 Shell and tube

1.886,52

41.501,87

207.616,67

0,102

18,45

355,143

191,72

30

30

59,77

185,11

50

45

31

217,80

Annulus

Annulus

Fluida panas

Annulu s


55


Fluida

OD tube, m Layout Pitch, in Panjang, m Jumlah tube Pass Bahan konstruk si ΔP, atm Shell side Fluida ID shell, m Baffle ΔP, atm Harga Alat, $

Produk atas MD

Produk atas flash drum-01

Produk atas flash drum-02

0,11

0,07

0,01

Produk bawah MD 0,11

0,30

0,30

Square 1 3,65

0,51

-

-

150

-

Carbon steel

Carbon steel

4 Carbon steel

Carbon steel

0,026

0,000227

0,023

Inner

Inner

Fluida dingin

0,0000 113 Inner

air 0,10

air 0,04

air 0,015

air 0,08

0,0000000 19.000

0,00066 19.000

14 0,00000080 19.000

0,00072 20.900

Tabel 3.12. Spesifikasi expander Nama alat

Expander-01

Expander-02

Kode Fungsi

Ex-01 Menurunkan tekanan MD menuju Reaktor batch

Ex-02 Menurunkan tekanan flash drum-01 menuju adsorber

Sentrifugal single stage

Sentrifugal single stage

Tipe/jenis


Expander-03 Expander -04 Ex-03 Ex-04 Menurunkan Menurun tekanan dari kan tangki tekanan penyimpanan dari isobutana ke tangki reaktor penyimp gelembung anan propilen ke reaktor batch Sentrifugal Sentrifug single stage al single 56


stage Jumlah Kondisi operasi: P, atm( in/out) T, °C ( in/out ) Power, Hp Harga Alat, $

1

1

1

1

13,9/5,53

5,53/1

30/13,9

31/5,53

185,112/110

110/59,77

31/110

31/110

5 20.700

15 21.800

5 17.300

5 17.500

Tabel 3.13. Spesifikasi Accumulator Nama alat

Accumulator-01

Kode Fungsi

Tipe/jenis Volume,m3 Kondisi Operasi : P, atm T, °C Dimensi : Panjang,m Diameter,m Tebal shell, m Tebal head, m Bahan konstruksi Harga Alat, $


Accumulator-02

F-07 Menampung sementara kondensat dari MD Horizontal drum

F-08 Menampung sementara kondensat dari flash drum-01 Horizotal drum

25,78

0,284

Accumulator03 F-09 Menampung sementara kondensat dari flash drum-02 Horizontal drum 1,624

13,9 83

5,52 110

1 59,77

4,82 2,41 0,041 0,063 Carbon steel 27.400

1,074 0,537 0,044 0,057 Carbon steel 27.400

1,921 0,960 0,0047 0,0047 Carbon steel 27.400

57


Tabel 3.15. Spesifikasi tangki Produk Nama alat Kode Fungsi

Tangki Propilena Oksida F-09 Menampung produk propilena oksida selama 14 hari

Jumlah Volume, m3 Kondisi Operasi : P, atm T, °C Dimensi : Diameter, m Tinggi, m Tebal plat shell, in Tebal plat bottom, in

1 53,698 1 30 4,089 4,089 0,5625 0,1875

Bahan konstruksi Harga Alat, $

Carbon Steel 218.800

Tabel 3.16. Spesifikasi Belt conveyor dan Bucket elevator Nama Alat Kode Fungsi

Jenis Kapasitas, kg/jam Lebar Belt, in Kecepatan Belt, fpm Kapasitas maksimal, ton/jam Sudut iklinasi, ° Panjang, m Power, Hp Harga, $ Diah Ayu Karnilawati D500110012

Belt Conveyor I-01 Mengangkut MoO3 padat dari truk menuju Bucket elevator

Bucket Elevator I-02 Mengangkut padatan MoO3 dari Belt conveyor ke Mixer

Belt Conveyor 11,60 14 100

Bucket elevator 11,60 7 225

32

-

0 10 1 49.200

45 1 1,6 9.000

58



59

tahun BAB III

Recommend Documents