V. SPESIFIKASI ALAT
Pada lampiran C telah dilakukan perhitungan spesifikasi alat-alat proses pembuatan pabrik furfuril alkohol dari hidrogenasi furfural. Berikut tabel spesifikasi alat-alat yang digunakan. Tabel. V.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Furfural (ST - 101) Alat
Tangki Penyimpanan Furfural
Kode
ST - 101
Fungsi
Menyimpan Furfural pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 30 hari
Bentuk
Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head) berbentuk torispherical
Kapasitas
81.724,6250 ft3 = 2.314,1962 m3
Dimensi
Diameter (D) = 50 ft = 600 in = 14,5119 m Tinggi (Hs)
= 36 ft = 423 in = 10,7388 m
Tebal shell
= 1 7/16 in
Tutup atas
Bentuk torispherical head
Tekanan Desain
38,8477 psi
Tebal head
2 ¼ in
Tutup bawah
Bentuk plat
Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah
1 buah
55
Tabel V.2. Spesifikasi Adsorber-101 (AD-101) Fungsi
Tempat berlangsungnya adsorpsi H2O dari furfural (C5H4O2)
Jenis
Zeolit 3A Adsorber
Bentuk
Silinder tegak dengan isian zeolit 3A dengan tutup atas dan bawah torispherical
Kondisi
P = Tekanan design = 16,17 psi = 1,1 atm t = Waktu adsorpsi = 20 menit = 1200 s
Dimensi
Tinggi = 3,66 m = 12 ft = 144 in
Adsober
ID = 1,2192 m = 4 ft = 48 in ts = 5/16 in th = 5/16 in Material = Stainlees Steel AISI tipe 316
Pressure Drop
0,3233 atm = 4,7525 psi
Jumlah
2 buah
Tabel. V.3. Spesifikasi Vaporizer (VP - 101) Untuk menguapkan sebagian bahan baku furfural Fungsi
dengan medium pemanasnya adalah steam temperatur 220 oC
Jenis
kettle vaporizer (Pump through with isotermal boiling) Shell Diameter dalam (ID) = 10 in
Dimensi
Baffle space (B)
= 2,5 in
Passes
=1 Tube
Diameter luar (OD)
= 0,75 in
Diameter dalam (ID) = 0,62 in
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
56
Luas Perpindahan Panas Pressure drop
Susunan tube
= triangular pitch
Pitch (pt)
= 1 in
Panjang tube (L)
= 16 ft
Jumlah tube
= 52 buah
Passes
=1
A
= 163,3216 ft2
ΔP Shell
= 1,3446 psi
ΔP tube
= 0,7833 psi
Tabel V.4. Spesifikasi Separator Drum (SD-301)
Fungsi
Bentuk
Memisahkan fasa gas dan fasa cair yang keluar dari Vaporizer (VP-101) Silinder tegak (vertikal) dengan bentuk head dan bottom torispherical head IDs
Dimensi Shell
= 2,2879 ft = 0,6973 m
Panjang (L) = 6,6763 ft = 2,0350 m Tebal
= 3/16 in
Dimensi Head
Tinggi
= 6,3991 in = 0,1625 m
dan Bottom
Tebal
= 1/4 in
Holding Time
12 menit
Tekanan Desain
35,2800 psi
Bahan konstruksi
Carbon Stell SA 285 grade A
Jumlah
1 buah
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
57
Tabel V.5.Spesifikasi Ekspander 101 (EX -101) Nama alat Kode alat Fungsi
Kapasitas Dimensi
Jumlah alat
Expansion Valve EV-102 Menurunkan tekanan gas hidrogen keluaran storage tank 102 menuju mixed point 2 dari 9 atm menjadi 2 atm. 58,3085 kg/jam Pipa inlet OD, in = 1,9 in ID, in = 1,61 in a't in = 2,04 in2 Pipa outlet OD, out = 4,5 in ID, out = 4,026 in a't out = 12,7 in2 1 buah
Tabel.V.6. Spesifikasi Heater (HT-101) Fungsi
: Untuk memanaskan produk MP-102 menjadi umpan di MP-103
Kode Alat
: HT-101
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi Dimensi
: Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316 : Inner Pipe (produk) IPS
1
in
Sch. No.
40
ID
1.0490
in
OD
1.3200
in
a"
0.3440
ft2/ft
IPS
2
in
Sch. No.
40
Annulus (steam)
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
58
ID
2.0670
in
OD
2.3800
in
a"
0.6220
ft2/ft
lanjutan
Surface Area Pressure Drop
ft2
13.7600 : Inner Pipe
0,0038
Annulus
0.0110
Dirt factor Jumlah hairpin
psi psi 2
0.0039
hr.ft .°F/btu
1
in series
Tabel V.7. Spesifikasi Ekspander Valve (EV - 201) Menurunkan tekanan aliran liquid dari 1,995 atm
Fungsi
menjadi 1 atm.
Jenis alat
Globe Valve
Diameter
1,5 in
Bahan Konstruksi
Stainless steel AISI tipe 316
Jumlah
1 buah
Tabel V.8. Spesifikasi Reaktor (RE-201)
Fungsi
Mereaksikan Furfural dengan Hidrogen untuk membentuk Furfuril alkohol
Kode
R – 201
Jenis
Reaktor Fixed Bed Multitubular
Kondisi Operasi
Dimensi
T = 190 oC P = 2 atm Diameter
= 1,3620 m
Tinggi
= 6,4008 m
Jumlah tube
= 500
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
59
Tinggi bed
= 6,1455 m
Diameter tube = 0,0325 m Material
= Stainless steel AISI 304
lanjutan
Rancangan Alat
Tebal dinding
= 1 in
Posisi alat
= vertikal
1
Jumlah
buah
Tabel.V.9. Spesifikasi Kondensor (CD-201) Mengkondensasikan campuran vapor-gas yang berasal Fungsi
dari reaktor. Dimana gas H2, O2 dan N2 sebagai gas non condensable tidak akan terkondensasi, sedangkan gas lainnya seluruhnya akan terkondensasi menjadi cairan.
Jenis
Shell and Tube (Counter Current) Shell Diameter dalam (ID) = 10 in Baffle space (B)
= 10 in
Passes
=1 Tube
Dimensi
Diameter luar (OD)
= 1 in
Diameter dalam (ID) = 0,87 in Susunan tube
= triangular pitch
Pitch (pt)
= 1,25 in
Panjang tube (L)
= 8 ft
Jumlah tube Luas Perpindahan Panas Pressure drop
A
= 127,7584 ft
= 61 buah 2
ΔP Shell
= 0,7048 psi
ΔP tube
= 0,4582 psi
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
60
Tabel V.10. Spesifikasi Separator Drum (SD-201) Memisahkan fasa gas dan fasa cair yang keluar dari
Fungsi
Kondensor (CD-201) Silinder tegak (vertikal) dengan bentuk head dan bottom
Bentuk
torispherical head IDs
= 2,0815 ft = 0,6344 m
Panjang (L) = 7,9370 ft = 2,4192 m
Dimensi Shell
Tebal
= 3/16 in
Dimensi Head
Tinggi
= 5,9797 in = 0,1519 m
dan Bottom
Tebal
= 1/4 in
Holding Time
5 menit
Tekanan Desain
34,4897 psi
Bahan konstruksi
Carbon Stell SA 285 grade A
Jumlah
1 buah
Tabel. V.11. Spesifikasi Menara Distilasi (DC-301) Alat
Menara Distilasi
Kode
DC-301
Fungsi
Untuk memurnikan produk (C5H6O2) atas dasar perbedaan titik didih
Jenis
Plate tower (sieve tray)
Bahan Konstruksi Stainless steel AISI 304 Dimensi
Diameter kolom : 1,1853 m Tinggi : 12,8893 m Tebal shell : 0,25 in Tebal head : 0,25 in Jumlah tray : 36 buah Tebal tray : 0,005 m Diameter hole : 0,005 m
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
61
Jumlah
1 buah
Tabel.V.12. Spesifikasi Reboiler (RB-301) Alat
Reboiler
Kode
RB – 301
Fungsi
Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian produk bawah DC–301 untuk dikembalikan lagi ke dalam kolom distilasi.
Bentuk
Shell and Tube Heat Exchanger Shell
Dimensi
Tube
ID
= 8 in
Number
= 16
Passes
= 1 buah
Length
= 8 ft
ΔPs
=-
OD
=1
BWG
= 16
Pitch
= 1,25 in triangular
Passes
=2
ΔPt
= 0,7424 < 1 psi
Δt
= 81,6861 oF
A
= 33,5104 ft2
Uc
= 250 btu/jam ft2.oF
Ud
= 101,1565 btu/jam ft2.oF
Rd
= 0,0059 diperlukan : 0,002
Bahan Konstruksi
Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
Jumlah
1 buah
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
62
Tabel.V.13. Spesifikasi Kondensor (CD-301) Fungsi
: Untuk mengembunkan sebagian produk atas DC- 301
Kode Alat
: CD-301
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
Dimensi
: Inner Pipe IPS
1
in
Sch. No.
40
ID
1.0490
in
OD
1.3200
in
a"
0.3440
ft2/ft
IPS
2
in
Sch. No.
40
ID
2.0670
in
OD
2.3800
in
a"
0.6220
ft2/ft
Annulus
ft2
Surface Area
13.7600
Pressure Drop
: Inner Pipe
4.0784
psi
Annulus
0.3199
psi
Jumlah hairpin
hr.ft2.°F/btu
0.0086
Dirt factor :
1
in series
Tabel V.14. Spesifikasi Separator Drum (SD-301)
Fungsi
Bentuk
Memisahkan fasa gas dan fasa cair yang keluar dari Kondensor (CD-301) Silinder tegak (vertikal) dengan bentuk head dan bottom torispherical head
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
63
lanjutan
Dimensi Shell
IDs
= 2,1720 ft = 0,6620 m
Panjang (L) = 6,1667 ft = 1,8796 m Tebal
= 3/16 in
Dimensi Head
Tinggi
= 6,1012 in = 0,1550 m
dan Bottom
Tebal
= 3/16 in
Holding Time
21 menit
Tekanan Desain
16,7580 psi
Bahan konstruksi
Carbon Stell SA 285 grade A
Jumlah
1 buah
Tabel.V.15. Spesifikasi Cooler (HE-301)
Fungsi Jenis
Mendinginkan produk bawah DC-301 sebagai produk yang akan di jual dari suhu 174,6188OC menjadi 35OC Shell and Tube (Counter Current) Shell Diameter dalam (ID) = 10 in Baffle space (B)
= 10 in
Passes
=1 Tube
Dimensi
Diameter luar (OD)
= 0,75 in
Diameter dalam (ID) = 0,62 in Susunan tube
= triangular pitch
Pitch (pt)
= 1 in
Panjang tube (L)
= 12 ft
Jumlah tube Luas Perpindahan
A
= 122,4912 ft
= 52 buah 2
Panas
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
64
lanjutan
Pressure drop
Jumlah
ΔP Shell
= 0,8575 psi
ΔP tube
= 0,9638 psi
1 buah
Tabel.V.16. Spesifikasi Heater (HT-201)
Fungsi
: Untuk memanaskan produk SD-301 menjadi umpan di DC301
Kode Alat
: HT-201
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
Dimensi
: Inner Pipe (produk) IPS
1
in
Sch. No.
40
ID
1.0490
in
OD
1.3200
in
a"
0.3440
ft2/ft
IPS
2
in
Sch. No.
40
ID
2.0670
in
OD
2.3800
in
a"
0.6220
ft2/ft
Annulus (steam)
Pressure Drop
Dirt factor Jumlah hairpin
ft2
13.7600
Surface Area
: Inner Pipe
0,0018
psi
Annulus
0.4929
psi
0.0043
hr.ft2.°F/btu
1
in series
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
65
Tabel. V.17. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Furfuryl alcohol (ST - 301) Alat
Tangki Penyimpanan Furfuryl alcohol
Kode
ST - 301
Fungsi
Menyimpan Furfuryl alcohol pada suhu 35oC dan pada tekanan atmosferik selama 7 hari Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom)
Bentuk
dan atap (head) berbentuk torispherical Kapasitas
19418,7690 ft3 = 549,8812 m3
Dimensi
Diameter (D) = 30 ft = 600 in = 9,1441 m Tinggi (Hs)
= 24 ft = 423 in = 7,3152 m
Tebal shell
= 13/16 in
Tutup atas
Bentuk torispherical head
Tekanan Desain
31,9101 psi
Tebal head
1¼ in
Tutup bawah
Bentuk plat
Bahan konstruksi
Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah
1 buah
Tabel V.18. Spesifikasi Centrifugal fan (CF - 201) Mengalirkan gas campuran H2 dari separator Fungsi
drum SD 201 menuju mixed point 03 (MP 03) sekaligus menaikan tekanan 1,995 – 2 atm
Jenis alat
Centrifugal fan
Diameter inlet
1,5 in
Bahan Konstruksi
Stainless steel AISI tipe 316
Jumlah
1 buah
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
66
Tabel V.19. Spesifikasi Kompresor (K - 301) Untuk Menaikan tekanan vapor yang keluar dari
Tugas
accumulator (ACC-301) dari 0,9 atm menjadi 2 atm.
Jenis alat
Centrifugal Compressor
Stage
1 stage
Kerja polytropik, W
30,0597 kj/kmol
Kerja aktual
44,2054 kj/kmol
Efisiensi polytropik
68 %
Power kompresor
0,5 HP
Efisiensi motor
75 %
Power motor
0,5 HP
Tabel V.20. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 101) Mengalirkan bahan baku furfural dari
Fungsi
tangki penyimpanan ke AD-101 Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
10,458 GPM
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
18,671 m
NPSHr
0,196 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.21.Spesifikasi Pompa Proses (PP - 102) Fungsi
Mengalirkan bahan baku furfural dari tangki AD-101 ke vaporizer
Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
10,458 GPM
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
67
lanjutan
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
18,671 m
NPSHr
0,196 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.22. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 103)
Fungsi
Mengalirkan bahan baku furfural dari tangki SD-101 ke bagian mixed point 1
Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
3,142 GPM
Tenaga Pompa
0,5 HP
NPSHA
3,138 m
NPSHr
0,08 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.23. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 201) Fungsi
Mengalirkan produk dari kondenser CD201 ke separator drum SD-201
Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
15,3051 GPM
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
16,4 m
NPSHr
0,06 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
68
Tabel V.24. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 202) Mengalirkan produk dari separator drum
Fungsi
SD-201 ke heater HE 201 Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
15,3051 GPM
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
7,841 m
NPSHr
0,06 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.25. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 203) Mengalirkan produk dari heater HE 201
Fungsi
menuju kolom distilasi MD 301 Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
15,7093 GPM
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
3,9 m
NPSHr
0,072 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.26. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 301) Fungsi
Mengalirkan produk dari accumulator ACC-301 ke menara distilasi MD-301
Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
0,9425 GPM
Tenaga Pompa
0,5 HP
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
69
lanjutan
NPSHA
0,5 m
NPSHr
0,04 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.27. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 302) Mengalirkan produk dari bottom distilasi
Fungsi
MD-301 ke reboiler RE-301 Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
16,965 GPM
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
2,48 m
NPSHr
0,27 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Tabel V.28. Spesifikasi Pompa Proses (PP - 303) Fungsi
Mengalirkan produk dari cooler CO 301 ke storage tank ST 301
Tipe
Pompa sentrifugal
Kapasitas
15,3051GPM
Tenaga Pompa
1 HP
NPSHA
7,841 m
NPSHr
0,06 m
Bahan
Carbon steel SA 285 grade C
Jumlah
2 buah (1 cadangan)
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
70
Tabel V.29. Spesifikasi Hydrogen Storage Tank (ST-102) Alat
Tangki Penyimpanan Hidrogen
Kode
ST-102 A sampai ST-102 B
Fungsi
Menyimpan Hidrogen pada suhu 30oC dan pada tekanan 9 atm selama 2 hari
Bentuk
Spherical Tank
Kapasitas
1958,6780 m3
Dimensi
Diameter (D) = 12,884 m Tebal shell
= 1 ¼ in
Bahan konstruksi
Stainless Steel (austenitic) SA-167 Grade 11 AISI tipe 316
Jumlah
1 buah
Prarancangan Pabrik Furfuril Alkohol dari Furfural dan Hidrogen Kapasitas 20.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Lampung
