Pemilihan Proses PERENCANAAN JAKET 1. Penentuan Dimensi Jaket

Tinjauan Pustaka II- 4 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat Produk NH 4 NO 3 berbentuk larutan dengan kadar 70. Reaksi diatas menimbulkan panas sehingga larutan mendidih. Dari Netralizing Vessel NH 4 NO 3 dialirkan ke vakum evaporator sampai kadar 98 dengan dilakukan pemanasan sampai suhu305 – 308 o F. Selanjutnya dipompa dari graining kettle. Larutan panas tersebut diaduk perlahan – lahan sehinga kadar air 0,1 dan keluar Kristal – Kristal ammonium nitrat. Untuk selanjutnya diproses lagi untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar pupuk. II.1.4. Proses Vakum Kristalizer Larutan ammonium nitrat 50 yang terbentuk dalam reactor dinaikkan konsentrasinya denganpenguapan pada suhu 65 o C sampai berkadar 75 – 80 substansi kering. Kemudian dibawa ke dalam vakum kristalizer pada suhu 36 o C dan tekanan absolute 25 mmHg 0,032 atm. Produk diambil dari bawah kristalizer dengan kandungan slurry 40 berat Kristal menuju centrifuge. Mother liquor kemudian dikembalikan ke proses awal, sedangkan Kristal dengan kandungan 1 berat dialirkan menuju counter flow rotary dryer dengan temperature 82 o C sehingga kadar air turun menjadi 0,1. Kemudian Kristal ammonium nitrat dengan clay dikirim ke unit pengepakan.

II.2. Pemilihan Proses

Dengan memperhitungkan segi operasi, segi ekonomi dan lain-lain maka dipilih proses Grainer. Hal ini disebabkan : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Tinjauan Pustaka II- 5 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat • Proses mudah ditangani. • Tidak membutuhkan biaya yang besar. • Konversi produk besar.

II.3 Uraian Proses

Bahan baku asam nitrat, HNO 3 50 dari tangki dialirkanke reactor dengan memakai pompa. Sedangkan bahan baku ammonia disimpan dalam tangki berbentuk bola dan seterusnya diumpankan dalam reactor untuk di kontakkan dengan asam nitrat yang masuk. Dalam reaktor ini, system umpan gas ammonia adalah berupa pipa distributor dengan lubang-lubang orifice. Gas ammonia masuk reactor melewati lubang – lubang tersebut dan berkontak dengan asam nitrat membentuk gelembung – gelembung yang bergerak naik. Pada pengontakan kedua umpan tersebut langsung terjadi reaksi kimia merupakan reaksi netralisasi, reaksinya adalah sebagai berikut : NH 3g + HNO 3l NH 4 NO 3 aq + panas Larutan NH 4 NO 3 tersebut selanjutnya mengalir keluar melalui lubang pengeluaran dan turun secara gravitasi lewat perpipaan. Pada posisi bawah ditempatkan tangki umpan evaporator yang akan menampung aliran tersebut sesampainya di tangki umpan evaporator larutan dialirkan lagi memakai Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Tinjauan Pustaka II- 6 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat pompa menuju evaporator. Tangki umpan evaporator dilengkapi dengan pengaduk untuk mendispersikan komponen – komponen sehingga tercampur dengan merata. Di dalam evaporator, larutan mengalami pemekatan lebih lanjut sejumlah air akan terpisah dalam larutannya membentuk gelembung – gelembung uap. Untuk mempercepat kondisi vakum digunakan steam ejector. Proses pemekatan ini menghasilkan larutan NH 4 NO 3 98. Untuk memenuhi kebutuhan panas pada evaporator ini digunakan steam. Kemudian larutan ammonium nitrat dipompa ke graining kettle, di dalam graining kettle larutan ammonium nitrat yang sangat pekat mengalamiproses pengadukan yang lambat sehingga diperoleh grain ammonium nitrat dengan kandungan air 0,1. Setelah keluar dari graining kettle kemudian diseragamkan ukurannya lalu keluar menjadi produk. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Massa III- 1 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas produksi : 90.000 tontahun Operasi pabrik : 330 hari Satuan : kgjam

1. Neraca Massa Reaktor

massa masuk kgjam massa keluar kgjam dari tangki NH ₃ ke scrubber NH ₃ NH ₃ H ₂O HNO ₃ dari tangki HNO ₃ ke tangki umpan evaporator HNO ₃ inert H ₂SO₄ H ₂O inert NH ₄NO₃ H ₂O NH ₄₂SO₄ dari scrubber NH ₃ air proses Total Total 0,8520 6,5787 87,2940 15328,1635 23,3361 10974,0991 4236,0037 2.332,3322 11,7203 8729,3970 0,6326 23,2194 309,5917 6,5787 3914,6918 15.328,1635 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Massa III- 2 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 2. Neraca massa Scrubber massa masuk kgjam massa keluar kgjam dari reaktor didapat ke atmosfer NH ₃ NH ₃ HNO3 HNO3 air proses ke reaktor NH ₃ air proses Total Total 0,1167 87,2940 420,2217 23,2194 309,5917 87,2940 309,5917 23,3361 420,2217

3. Neraca Massa Tangki umpan Evaporator

Massa masuk kgjam massa keluar kgjam dari reaktor inert inert H ₂O H ₂O NH ₄NO₃ NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ NH ₄₂SO₄ dari centrifuge inert H ₂O NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ Total Total 0,8596 6,6368 4236,0037 0,8092 15249,5677 15217,5335 6,5787 0,8520 0,0581 11005,2585 10974,0991 4236,8129 32,0342 31,1594 0,0075 15249,5677 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Massa III- 3 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 4. Neraca Massa Evaporator Massa masuk kgjam Massa keluar kgjam dari tangki umpan evaporator : ke kondensor : inert H ₂O H ₂O NH ₄NO₃ ke graining kettle : NH ₄₂SO₄ inert H ₂O NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ Total Total 4019,7121 11229,856 0,8596 15249,5677 11005,2585 4236,8129 15249,5677 4019,7121 6,6368 217,1008 6,6368 11005,2585 0,8596

5. Neraca Massa Graining Kettle

Massa masuk Massa keluar NH ₄NO₃ mother liquor NH ₄₂SO₄ NH ₄NO₃ H ₂O NH ₄₂SO₄ inert H ₂O inert kriztal NH₄NO₃c Total Total 217,1008 11229,8556 6,6368 11005,2585 0,8596 217,1008 743,8699 0,8596 6,6368 11229,8556 10261,3886 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Massa III- 4 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 6. Neraca Massa Centrifuge Massa masuk kgjam massa keluar kgjam dari graining kettle ke tangki umpan evaporator : NH ₄NO₃ NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ NH ₄₂SO₄ H ₂O H ₂O inert inert NH ₄NO₃c ke Rotary Dryer NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ H ₂O inert NH ₄NO₃c Total Total 428,3939 6,6368 10261,3886 11229,8556 10801,462 11229,8556 121,0679 3,7010 10261,3886 2,9357 96,0329 0,3802 414,8248 0,4793 743,8699 0,8596 217,1008 329,0451

7. Neraca Massa Rotary Dryer

massa masuk kgjam massa keluar kgjam NH ₄NO₃ ke cyclone NH ₄₂SO₄ NH ₄NO₃ H ₂O NH ₄₂SO₄ inert H ₂O NH ₄NO₃c inert NH ₄NO₃c ke rotary cooler NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ H ₂O inert NH ₄NO₃c Total Total 1026,1389 41,4825 9621,9763 10801,4617 1179,4853 0,4793 0,0479 373,3423 3,3309 9235,2497 0,4314 121,0679 3,7010 10801,4617 414,8248 10261,3886 9,6220 0,3701 111,4460 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Massa III- 5 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 8. Neraca Massa Cyclone Dryer Massa masuk kgjam Massa keluar kgjam NH ₄NO₃ ke atmosfer NH ₄₂SO₄ NH ₄NO₃ H ₂O NH ₄₂SO₄ inert H ₂O NH ₄NO₃c inert NH ₄NO₃c ke rotary cooler NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ inert NH ₄NO₃c Total Total 1057,3590 1179,4853 1179,4853 0,0475 0,3664 1015,8775 41,0677 10,2614 41,4825 0,0479 122,1263 0,4148 111,4460 0,0005 0,3701 111,4460 1026,1389 0,0037

9. Neraca Massa Rotary Cooler

Massa masuk kgjam Massa keluar kgjam Dari Rotary Dryer ke cyclone cooler NH ₄NO₃ NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ NH ₄₂SO₄ H ₂O H ₂O inert inert NH ₄NO₃c NH ₄NO₃c Dari Cyclone Dryer ke Coating drum NH ₄NO₃ NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ NH ₄₂SO₄ inert H ₂O NH ₄NO₃c inert NH ₄NO₃c Total Total 3,3276 1015,8775 9226,0145 10679,3353 10679,3353 9611,4018 41,0677 372,9690 9,6220 0,9622 3,3309 0,3697 373,3423 41,4410 0,4314 0,0479 9621,9763 1067,9335 1025,1127 1057,3590 0,0475 0,4310 0,3664 8,6598 9235,2497 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Massa III- 6 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 10. Neraca Massa Cyclone Cooler Massa masuk kgjam Massa keluar kgjam NH ₄NO₃ ke atnosfer NH ₄₂SO₄ NH ₄NO₃ H ₂O NH ₄₂SO₄ inert H ₂O NH ₄NO₃c inert NH ₄NO₃c ke coating drum NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ H ₂O inert NH ₄NO₃c Total Total 1057,2542 41,0266 0,0474 1067,9335 1067,9335 0,9526 0,3660 0,0037 0,0479 0,4144 0,9622 0,0005 0,3697 0,0096 10,2511 41,4410 10,6793 1025,1127 1014,8616

11. Neraca Massa Coating Drum

Massa masuk kgjam Massa keluar kgjam Dari Rotary cooler ke bin produk NH ₄NO₃ NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ NH ₄₂SO₄ H ₂O H ₂O inert inert NH ₄NO₃c NH ₄NO₃c Dari cyclone cooler NH ₄NO₃ NH ₄₂SO₄ H ₂O inert NH ₄NO₃c Clay Clay Total Total 41,0266 0,0474 0,9526 0,3660 1014,8616 10998,6144 10998,6144 413,9955 0,4784 9,6124 3,6936 10240,8761 329,9584 329,9584 372,9690 0,4310 8,6598 3,3276 9226,0145 9611,4018 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 1 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat BAB IV NERACA PANAS Satuan : kilo kalori Waktu operasi : 24 jam Suhu reference : 25 ˚C = 273,15 ˚K

1. Neraca Panas Heater-1

2. Neraca Panas Heater-2

Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj ∆H HNO₃ ∆H HNO₃ ∆H H₂SO₄ ∆H H₂SO₄ ∆H H₂O ∆H H₂O Q steam Q loss Total Total 195909,9989 9795,4999 242438,6236 242438,6236 26952,0132 134760,0662 3,1527 15,7635 19573,4588 97867,2940 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 2 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 3. Neraca Panas Reaktor Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj dari Heater-1 NH ₃ ΔH NH 3 H ₂O ΔH HNO 3 dari Heater-2 ke tangki umpan evaporator HNO3 ΔH H 2 O H2SO4 ΔH NH 4 NO 3 H2O ΔH NH 4 2 SO 4 dari Heater-3 Q pendingin NH ₃ H ₂O ∆ H R Total Total 23790,6459 58,6013 97867,2940 236,8462 3506825,4430 1424,4997 232643,1237 15,7635 134760,0662 614220,533 947463,5589 5078482,4944 7739,7914 23849,2472 ke scrubber 7816,0838 7976,6375 5078482,4944 732,3760 4814013,4860

4. Neraca Massa Scrubber

Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj dari reaktor ke atmosfer ΔH NH 3 ΔH NH 3 ΔH HNO 3 ΔH HNO 3 air proses ke reaktor ΔH NH 3 ΔH H 2 O Qloss Total Total 3460,8757 457,0685 1547,9583 3460,8757 1455,8489 2625,1209 300,3807 77,9048 0,4006 457,0685 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 3 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 5. Neraca Panas Heater-3 Panas Masuk kkalj Panas keluar kkalj dari tangki Ammonia Ke reaktor NH 3 NH 3 H 2 O H 2 O Q supply Q Loss Total Total 2625,121 7739,7914 5549,2502 277,4625 8254,1000 8254,1000 79,7289 236,8462 6. Neraca Panas Tangki Umpan Evaporator Panas Masuk kkalj Panas keluar kkalj dari Reaktor ke Evaporator ΔH H 2 O ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH NH 4 2 SO 4 dari centrifuge Qloss ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 Total Total 1540978,2881 1540978,2881 0,8357 156290,1638 614220,533 732,3760 463,8253 1,1150 543733,0746 20,2299 947463,5589 840954,214 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 4 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 7. Neraca panas Evaporator Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj dari tangki umpan evaporator ke condensor ΔH H 2 O ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ke Graining kettle ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH steam Qloss Total Total 840954,214 0,8357 3812756,3218 2428068,1975 3812756,3218 28102,4916 848221,5432 242806,8197 2692965,9096 659,5576 543733,0746

8. Neraca Panas Baromatik Condensor

Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj dari evaporator H uap terkondensasi H 2 O H uap tak terkondensa Q pendingin Total Total 2632670,2285 2692965,9096 2692965,9096 2692965,9096 6029,568117 54266,11306 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 5 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 9. Neraca Panas Graining Kettle Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj ΔH H 2 O Mother Liquor ΔH NH 4 NO 3 ΔH H 2 O ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 Q Kristalisasi kriztal ∆H NH₄NO₃ c Q terserap Total Total 28102,4916 848221,5432 659,5576 829889,8022 5427,5198 11072,9316 127,3867 101972,5491 1588273,0073 1706873,3946 1706873,3946

10. Neraca Panas Centrifuge

Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj Mother Liquor ke Tanki umpan evaporator ΔH H 2 O ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH NH 4 2 SO 4 kriztal ke Rotary Cooler ∆H NH₄NO₃ c ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ∆H NH₄NO₃ c Q loss Total Total 3918,4207 5427,5198 81578,0393 1920,6572 118600,3873 11072,9316 127,3867 118600,3873 2421,3586 4939,9245 56,8306 101972,5491 45,0788 23720,0775 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 6 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat

11. Neraca Panas Rotary Dryer

Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj ΔH H 2 O ke Cyclone dryer ΔH NH 4 NO 3 ΔH H 2 O ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH NH 4 NO 3 ∆H NH₄NO₃c ΔH NH 4 2 SO 4 ∆H NH₄NO₃c ke Rotary Cooler ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ∆H NH₄NO₃c Q udara panas masuk Q loss Total Total 191,8031 166864,1713 13545,7676 135457,6762 224453,8292 5417,1426 1200,5943 13,8120 721,6482 16672,2453 19826,64 81578,0393 224453,8292 2421,3586 4939,9245 56,8306

12. Neraca Panas Rotary Cooler

Panas masuk kkalj Panas keluar kkalj dari rotary Dryer ke Cyclone cooler ΔH H 2 O ΔH H 2 O ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 NO 3 ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH NH 4 2 SO 4 ∆H NH₄NO₃c ∆H NH₄NO₃c dari Cyclone dryer ke Hooper ΔH NH 4 NO 3 ΔH H 2 O ΔH NH 4 2 SO 4 ΔH NH 4 NO 3 ∆H NH₄NO₃c ΔH NH 4 2 SO 4 ∆H NH₄NO₃c ΔH udara dingin masuk ΔH udara dingin keluar Q loss Total Total 288979,2950 129,8967 3331,1146 38,3223 191,8031 166864,1713 1188,5884 13,6739 83698,7865 19628,3783 19,2440 493,4985 5,6774 8149,6461 721,6482 16672,2453 288979,2950 55010,1113 209246,9662 12554,8180 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Neraca Panas IV- 7 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 13. Neraca Panas Heater Udara H udara bebas : H udara ke dryer : Udara + H 2 O uap Udara + H 2 O uap Q supply Q loss Total Total Panas Masuk 223947,4252 11197,3713 232845,7768 232845,7768 kkalj Keluar kkalj 8898,3516 221648,4055 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 1 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

1. Asam Nitrat Storage Tank F-110

spesifikasi : fungsi : menampung bahan baku asam nitrat jenis : tangki vertikal dengan tutup atas disched head dan tutup bawah plat datar kapasitas : kgj diameter : ft = m tinggi : ft = m tebal shell : 38 in tebal tutup : 24 in bahan konstruksi : Carbon stell SA-285 grade B Jumlah : 6 buah Volume tiap tangki : ft 3 9617,6353 32,5410 9,9 12651,3 21,6940 6,6

2. Pompa Asam Nitrat L-120

Spesifikasi : Fungsi Mengalirkan asam nitrat Tipe : Centrifugal Pump Bahan : Carbon Steel Rate volumetrik : Total Dynamic Head : ft 3 dt Effisiensi motor : ft.lbflbm Power : hp 25,9696 80 0,0954 1

3. Heater-2 E-130

Spesifikasi : Fungsi : memanaskan bahan sampai dengan suhu 50 o C Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger fixed tube Tube : OD = 34 in16 BWG panjang = 16 ft pitch = 1 in square jumlah tube, Nt = 76 passes = 2 Shell : ID = passes = 1 Heat Exchanger area, A = ft 2 = 22 m 2 jumlah exchanger = 1 buah 12 238,701 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 2 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

4. Liquid Amonia Storage Tank F-111

Spesifikasi : Fungsi : menampung gas amonia dalam bentuk liquid Type : silinder horizontal dengan tutup dished Volume : cuft = M 3 Tekanan : atm Diameter : 13 ft Panjang : 39 ft tebal shell : 2 in Tebal tutup : in Bahan konstruksi : Carbon Steal SA-283 grade C Brownell : 253 jumlah : 5 buah 18,3 4 12 136,4450 4820,5057

5. Heater 1 E-131

Spesifikasi : Fungsi : memanaskan bahan sampai dengan suhu50 o C Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger fixed tube Tube : OD = 34 in16 BWG panjang = 6 ft pitch = 1 in square jumlah tube, Nt = 68 passes = 6 Shell : ID = passes = 1 Heat Exchanger area, A = ft 2 = 45 m 2 jumlah exchanger = 1 buah 12 53,4072 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 3 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

6. Tangki Penampung Scrubber F-230

spesifikasi : fungsi : menampung bahan recycle absorber jenis : tangki vertikal dengan tutup atas disched head dan tutup bawah plat datar kapasitas : kgj diameter : ft = m tinggi : ft = m tebal shell : 14 in tebal tutup : 14 in bahan konstru Carbon stell SA-285 grade B Jumlah : 1 Volume tiap tangki : buah ft 3 11,4786 0,7014 1,0521 332,8110 2,3012 3,4517

7. Pompa Penampung Scrubber L-250

Spesifikasi : Fungsi : Mengalirkan recycle absorber Tipe : Centrifugal Pump Bahan : Carbon Steel Rate volumetrik : Total Dynamic Head : ft 3 dt Effisiensi motor : ft.lbflbm Power : hp 80 0,1 23,3794 0,0032

8. Heater-3 E-260

Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 4 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

9. Reaktor Bubbling R-210

Dapat di lihat di bab Perancangan alat utama

10. Scrubber D-220

11. Tangki Penampung Evaporator F-231

spesifikasi : fungsi : menampung ammonium nitrat jenis : tangki vertikal dengan tutup atas disched head dan tutup bawah plat datar kapasitas kgj diameter ft = 7,2 m tinggi ft = 11 m tebal shell : 38 in tebal tutup : 24 in bahan konstruksi : Carbon stell SA-285 grade B Jumlah 5 buah Volume tiap tangki : ft3 12596,9 15249,56766 23,7358302 35,6037453

12. Pompa Penampung Evaporator L-251

Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 5 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

13. Evaporator V-270

Spesifikasi : Fungsi = memekatkan larutan ammonium nitrat sampai dengan 98 Type = Short-tube vertical Kondisi operasi suhu = 310 ˚F tekanan = 760 mmHg = 14,7 Psia Jumlah steam = lbj Tebal tutup atas = 14 in Tebal shell = 14 in Tebal tutup bawah = 14 in Jumlah tube = H tube = 9 m H total = 19 m 1388 5046,464328

14. Barometik Condensor E-272

spesifikasi Fungsi : mengkondensasi uap dan menjaga tekanan evaporator Type : multi jet spray Bahan konstruksi : Carbon steel Volumetrik uap : cuftj Diameter pipa : 12 in Panjang total pipa : 34 ft Air pendingin : kgj jumlah : 1 buah 132818,887 131633,5114

15. Steam Jet Ejector E-274

Spesifikasi : Fungsi = Memvacumkan evaporator Type = Single stage steam jet ejector Bahan kontruksi = Carbon steel inlet suction = in Panjang = in kapasitas design = lbj Kebutuhan steam = lbj Jumlah alat = 1 buah 5,6980 51,2819 4577,16 3777,3 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 6 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

16. Screw Conveyor J-280

Spesifikasi : Fungsi : Untuk mengangkut kristal ke Graining kettle Type : Plain sponts or chutes Kapasitas : lb jam Panjang : 30 ft Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 80 rpm Power : 2 hp Jumlah : 1 buah 24757,56421

17. Graining Kettle E-251

Spesifikasi : Fungsi = Mengkristalkan ammonium nitrat Type = Graining kettle Kapasitas = cuft Diameter = 7,2 ft Panjang = 24 ft Luas Cooling area = ft2 Power = 18 hp Jumlah = 1 buah 1121,93 714,184

18. Centrifuge H-310

Spesifikasi Perry 7th ed, tabel 18-12, hal 18-112 Type : Disk Bowl Diameter Kapasitas : gallonmenit Bowl diameter : 13 in Kecepatan putar : rpm Power motor : 6 hp Bahan konstruksi : Carbon Stell Jumlah : 3 buah 7500 72,5717 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 7 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

19. Screw Conveyor J-320

Spesifikasi : Fungsi : Untuk mengangkut kristal ke rotary dryer Type : Plain sponts or chutes Kapasitas : lb jam Panjang : 30 ft Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 80 rpm Power : 2 hp Jumlah : 1 buah 23813,11843

20. Rotary Dryer B-330

SPESIFIKASI : Fungsi = mengeringkan ammonium dengan bantuan udara panas Type = rotary drum Kapasitas = kgjam Isolasi = batu isolasi Tebal Isolasi = in Tebal Shell = in Panjang = ft 577 Diameter = ft Tinggi bahan = ft Sudut rotary = o Time of passes = 10 menit Power = HP Jumlah = 1 buah 5,066 0,122 1,4 10801,4617 12 0,125 28,610 58

21. Blower G-151

Spesifikasi : Fungsi : Untuk menghembuskan udara menuju preheter udara Tipe : Centrifugal blower Kapasitas : cuftmenit HP shaft : hp Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah : 1 buah 3252,7440 11,5 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 8 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

22. Heater Udara E-132

Spesifikasi : Type : Shell and tube, 1-2 exchanger Shell side : ID : in B : in n : 1 passes Tube side : Nt : L : 16 ft OD : in BWG : n : 4 passes Pitch : Square pitch 1 Bahan konstruksi : Carbon Steel 0,75 16 17,25 5,00 150

23. Cyclone Dryer H-350

24. Belt Conveyor J-340

Spesifikasi : Fungsi : Untuk mengangkut ammonium nitrat ke Rotary cooler Type : Troughed belt on 45 o idlers with rolls of equal length Kapasitas maksimum : 32 tonjam Belt width : 14 in Belt speed : 100 ftmin Trough width : 9 in Skirt seal : 2 in Panjang : ft Sudut elevasi : Power : 4 hp Jumlah : 1 buah 55,9 26.6 o Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 9 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

25. Rotary Cooler B-331

Spesifikasi : Tipe : Single Shell Direct Rotary Cooler Ukuran : Diameter = ft Panjang = ft Slope = ftft Putaran : rpm Kecepatan udara : lbj ft 2 Kecepatan rotary cooler : ftmenit Time of passage : menit Jumlah flight : 10 buah Tinggi radial flight : ft Power : Hp Jumlah : 1 buah 3,5990 1500 100 10 0,8849 60,0 8,8490 48,8568 0,0400

26. Blower G-152

Spesifikasi : Fungsi : Untuk menghembuskan udara menuju Rotary Cooler Tipe : Centrifugal blower Kapasitas : cuftmenit HP shaft : 60 hp Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah : 1 buah 19192,1867

27. Cyclone Cooler H-351

Spesifikasi : Fungsi : Memisahkan padatan dari aliran udara panas Type : Cyclone Separator Kapasitas : lbj Ukuran : Bc = ft ; Lc = ft Dc = ft ; Sc = ft De = ft ; Zc = ft Hc = ft ; Jc = ft Tebal shell = 38 in Tebal tutup atas = 14 in Tebal tutup bawah = 14 in Bahan konstruksi = Carbon Steel SA 283 Grade C Jumlah = 1 buah 94573,5486 18,8504 150,8030 75,4015 9,4252 37,7007 150,8030 37,7007 18,8504 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 10 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

28. Belt Conveyor J-342

Spesifikasi : Fungsi : Untuk mengangkut ammonium nitrat ke coater Type : Troughed belt on 45 o idlers with rolls of equal length Kapasitas maksimum : 32 tonjam Belt width : 14 in Belt speed : 100 ftmin Trough width : 9 in Skirt seal : 2 in Panjang : ft Sudut elevasi : Power : 4 hp Jumlah : 1 buah 55,9 26.6 o

29. Coating Drum B-332

Spesifikasi : Fungsi = Untuk melapisi ammonium nitrat dengan clay agar dalam proses penyimpanan tidak jadi proses penggumpalan kapasitas = kgj Diameter dalam = 4 ft Putaran = rpm Kemiringan = ftft waktu tinggal = menit Bahan = Carbon steel Power = 2 Hp Jumlah = 1 buah 0,09843 2,92428 5,971 10668,65599 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 11 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

30. Belt Conveyor J-344

Spesifikasi : Fungsi : Untuk mengangkut produk ke packing Type : Troughed belt on 45 o idlers with rolls of equal length Kapasitas maksimum : 32 tonjam Belt width : 14 in Belt speed : 100 ftmin Trough width : 9 in Skirt seal : 2 in Panjang : ft Sudut elevasi : Power : 4 hp Jumlah : 1 buah 55,9 26.6 o

31. Bucket Elevator J-345

Fungsi : Untuk mengangkut produk dari belt conveyor ke packing Type : Centrifugal discharge bucket elevator Kapasitas : tonjam Tinggi Elevasi : 25 ft Kecepatan Bucket : ftmenit Bucket Spasing : 12 in Ukuran Bucket : 6 x 4 x 4.25 Power : 2 hp 10,9986 176,7634

32. Bin Produk F-361

Spesifikasi : Fungsi : Menampung sementara ammonium nitrat Type : Silinder dengan tutup bawah berbentuk konical dengan posisi vertikal Kapasitas : cuft Diameter dalam silinder : 3 ft Tinggi silinder : 36 ft Tebal shell : 3 16 in Diameter atas conical : 3 ft Diameter bawah conical : 1 ft Tinggi conical : 1 ft Cone angle : Tebal angle : 3 16 in Jumlah : 1 533,4516 45 buah Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber V- 12 Pra Rencana Pabrik Aluminium Fluorida

33. Bin Clay F-360

Spesifikasi : Fungsi : Menampung sementara Clay Type : Silinder dengan tutup bawah berbentuk konical dengan posisi vertikal Kapasitas : cuft Diameter dalam silinder : 3 ft Tinggi silinder : 36 ft Tebal shell : 3 16 in Diameter atas conical : 3 ft Diameter bawah conical : 1 ft Tinggi conical : 1 ft Cone angle : Tebal angle : 3 16 in Jumlah : 1 buah 4,9091 45 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 1 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat

BAB VI SPESIFIKASI ALAT UTAMA

vvvvvvv

VI. A. Keterangan Alat

Nama Alat : Reaktor Netralizer R-210 Fungsi : mereaksikan Ammonia dengan asam nitrat Type : Reaktor bubble

VI. B. Dasar Pemilihan Berdasarkan pertimbangan atas fase zat yang bereaksi, dan kapasitas

produksi, maka reaktor dapat dibedakan jenisnya yaitu : reaktor berpengaduk mixed flow dan reaktor pipa alir plug flow . Pada reaktor ini, ammonia merupakan fase gas, sedangkan asam sulfat berfase liquid. Maka, dapat dipilih jenis reaktor bubble reaktor. Bubble reaktor bentuknya berupa silinder tegak Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 2 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk dishead yang dilengkapi jaket pendingin. Umpan asam sulfat masuk dari tutup atas reaktor melalui nozzle yang diikuti dengan umpan ammonia melalui sparger dari bagian bawah reaktor. Sedangkan air pendingin dialirkan melalui jaket untuk mengondisikan reaktor mencapai suhu yang diinginkan. VI.C Kondisi Operasi Tekanan operasi : 4,5 atm Suhu operasi : 170 o C Ullmann’s, vol3 VI.D Dasar Perencanaan Penentuan volume reaktor : Suhu Operasi : C Tekanan Operasi : atm = psi Rate Asam Nitrat : Kgjam = lbjam Rate Gas Ammonia : Kgjam = lbjam Rate Ammonium Nitrate : Kgjam = lbjam maka volume reaktor = ltjam = ft 3 jam V tutup = 0,000049 D 3 Brownell pers. 5.11 hal 88 39606,7649 1398,700028 12651,3000 27891,05598 2367,2718 5218,887485 15304,8274 33741,02256 170 4,5 66,105 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 3 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat H ₂SO₄ inert = Kgliter = lbft 3 Total massa masuk = kg jam = kg jam x lb = lb jam Jumlah tangki yang dibutuhkan sebanyak 1 buah. Ditetapkan volume bahan = volume reaktor 0,00004 1,834 0,6326 6,5787 0,00004 0,0004 1,834 = 727,417 ft 3 80 58,0693 80 Volume Reaktor = 100 x 581,934 15328,1635 15328,1635 2,2046 33792,4692 Volume Liquid = 33792,4692 = 581,9339 ft 3 jam + 0,5971 1,052 1 0,9301 58,0693 ρ campuran = 1 0,1537 + 0,5695 + 0,2764 H 2 O 4236,0037 0,2764 1 15328,1635 1,0000 NH 3 2355,5516 0,1537 0,5971 HNO 3 8729,3970 0,5695 1,052 Komposisi Berat kg Xi sg

6.2.2. Menentukan Waktu tinggal

= jam Dipakai waktu tinggal di dalam reaktor = jam maka volume reaktor = x = ft 3 727,4174 ft 3 jam 0,15089691 109,7650 = 581,9339 3856,5000 0,1509 0,15089691 t = Volume bahan Rate Pompa Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 4 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat

6.2.3. Menentukan Dimensi Tangki

H D Volume dished head, V = Di 3 B Y , Pers 5.11 Volume total = + 2 x π 3 4 π 2 3 4 = Di 3 + Di 3 Di 3 = ft 3 = ft = ft H 6,8011 Di 109,765 1,1775 0,000098 93,2110 Di 4,5341 0,000049 Di 109,765 = Di 1,5 D + 0,000098 0,000049 Volume Shell Volume dished head 109,765 = Di 2 H + 2 x Ditetapkan rasio dimensi, = 1,5

6.2.4. Tebal Shell a. Menentukan Tinggi Liquid pada Shell h liq

Volume Liquid pada shell = π 2 3 4 2 x = - 3 = ft

b. Menentukan Tekanan Design

Bejana beroperasi pada tekanan 4 atm, maka tekanan perencanaan ditentukan oleh tekanan hidrostatiknya. x = psi P operasi bawah = P operasi + P hidrostatis = + = psi Untuk keamanan diambil P design = x = psi 68,2992 1,1 68,2992 75,1291 = 58,0693 5,4411 144 2,1942 66,105 2,1942 4,5341 h liq 5,4411 P operasi = P hidrostasik = ρ x h liquid 144 Di 0,785 4,5341 h liq 87,8120 0,000049 Volume Total Liquid - Volume Tutup Bawah Di x h liq = 87,8120 - 0,000049 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 5 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 6 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 7 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat

6.2.6. Tinggi Tangki Total Tinggi tangki total

= tinggi shell + 2 OA = + 2 x = ft

6.2.7. Tinggi Tutup Bawah dan Tinggi Liquid Total hl Tinggi total bahan dlm reaktor

= Hl = + Hl = ft ρ x h liquid x P design = x = psi Tebal tutup bawah untuk standard dished pada tabel 5.7, Brownell Young, pada OD = 90 Code ASME , diperoleh : r = 90 dan icr = untuk icr = r icr r maka : P Keterangan : th = tebal tutup, in P = tekanan design, psi f = maksimum allowable stress = psi Ri = jari-jari dalam, in e = joint effisiensi = r = rc = 90 in maka ; x x 90 x - x = in dari tabel 5.7, B Y dipilih tebal tutup in 0,1469 316 + 0,125 12650 0,8 0,1 2,7811 12650 0,8 th = 0,885 2,7811 th = 0.885 . P . rc + c ASME CODE, B Y, pers 13-12 f . e - 0,1 2,7811 5 1 2 6 = 5 12 = 0,0611 90 6,2697 = 2,5283 psi 144 1,1 2,5283 P hidrostasik = 144 P hidrostasik = 58,0693 0,8286 8,4583 tinggi bhn dlm shell + tinggi tutup bawah 5,4411 0,8286 6,2697 6,8011 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 8 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 6.3. PERENCANAAN JAKET 6.3.1. Penentuan Dimensi Jaket Tutup jaket mempunyai bentuk yang sama dengan tutup bawah reaktor = o C = o F Q yang dikeluarkan = kcal = Btu 19103449,7165 Dari neraca panas, suhu yang dijaga 170 338 4814013,4860 = = Densitas air = kgm 3 = = ft 3 jam = ft 3 det = 3 Kern : T.12, hal 845 ft 3 det ftdet = ft 2 π 4 D 2 = diameter jaket D 1 = diameter luar bejana = D 1 = + 2 = ft = in 4,5887 55,065 D 1 2 dengan : ID bejana + 2 t s 4,534 516 12 = 2,2933 3 0,7644 Luas Penampang = D 2 2 - 2,2933 Asumsi kecepatan aliran ftdet Luas Penampang = Rate volumetrik Kecepatan aliran = 515414,501 lbjam 62,43 lbft 3 8255,8786 1000 62,43 lbft 3 Rate volumetrik = Kebutuhan pendingin Densitas air Kebutuhan pendingin 233788,363 kgjam 515414,50 lbjam Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 9 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat π 4 π 2 4 = - = = ft = in D 2 - D 1 2 - 2 = ft = in 4,1015 Spasi = = 5,2723 4,5887 0,3418 0,785 D 2 2 21,8208 D 2 5,2723 63,2677 0,7644 = D 2 2 - 4,5887 0,7644 0,785 D 2 2 21,0564 Luas Penampang = D 2 2 - D 1 2 Penentuan tebal jaket : Tebal jaket berdasarkan ASME Code untuk cylindrical : dengan : t min = , in P = R = , in C = , in = in e = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint = f = stress allowable, bahan konstruksi yang dipilih adalah Carbon Steel SA - 283 Grade C, f = psi B Y : T.13-1, hal 251 x x = in digunakan tebal jaket = in 0,1399 216 + 0,125 12650 0,8 - 0,6 66,1050 jari - jari tangki faktor korosi 18 0,8 12650 t min = 66,1050 x 2,2670 Brownell Young : Pers. 13-1, hal 254 tebal shell minimum tekanan tangki , psig C P e f R P t + − = 6 , . . min Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 10 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat Perhitungan tinggi jaket : Kern hal 718 maka, dari Fig.20.2 diperoleh : j = = dengan : Di = ft k = Btu jam ft o F ft c = Btulb. o F µ = lbft.s = lbft.jam x 13 maka, = Btujm.ft 2 . o F x 1 4,534 297,6987 h j = = 1500 x 0,342 x 2,6312 0,468 0,0037 13,32 = 1 = 13,3200 = 2,6312 0,342 1500 4,5341 0,342 14 . 3 1 − −               w i j k c k D h µ µ µ 14 .         w µ µ 3 1       k c µ 14 . 3 1               w k c Di k j µ µ µ Untuk air pendingin dalam jacket, h i = Btujm.ft 2 . o F ID OD Btu jam ft o F h j x h io Kern, pers. 6.38 h j + h io x + = Btujm.ft 2 . o F 221,8243 Uc = = 297,6987 870,3446 297,6987 870,3446 = 1000 x 4,5887 = 870,3446 5,2723 1000 hio = hi x Rd = 1 Rd = 500 0,002 0,002 h d = = 1 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber Perancangan Alat Utama VI- 11 Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat 1 1 Ud Uc Uc x h d Uc + h d x + = 153,6553 Ud = = 221,8243 500 221,8243 500 = + Rd