Bahan : High alloy steel SA 240 Grade M type 316
Jumlah : 1 buah
a.2 Storage bahan gas, berupa Spherical tank
Fungsi : Menampung bahan baku oksigen selama 30 hari, dengan laju alir 14767,23 kgjam Type
: Sperical tank Dasar perancangan :
Temperatur : 298 K
Tekanan : 14 atm = 14,1855 bar = 205,74 psi
Rate O
2
: 14767,23 kgjam Kapasitas storage O
2
= 14767 ,23kg jamx30harix
24 jam hari
= 10632404,98 kg
• Menentukan densitas O
2
Dari Smith Van Ness, table B1 hal 635, didapatkan : Tc
= 154,6 K Pc
= 50,43 bar = 5043000 Pa Zc
= 0,288 Dari data diatas, maka :
Dari table 2-396, Perry hal 2-361 didapat harga Z
RA
= 0,289 n = 1 + 1 – Tr
27
n = 1 + 1 – 1,93
27
= 1
ρ= Pc
RTc 1
Z
RA n
ρ= 5043000
8314 x 154 ,6 1
0,289
1
= 13,576 kmolm3 = 434,43 kgm3 = 26,935 lbft3
• Menentukan volume storage
Volume= Kapasitas
ρ
Volume= 10632404
434 , 43kgm
3
= 24474,27 m3 Direncanakan tangki dibagi menjadi 3 buah, sehingga :
74
V
t
= 24474 ,27
3
= 8158,09 m3 Bahan akan mengisi tangki sebesar 80 dari volume total, maka :
V
tan gki
= 8158,09
0,8 =
10197,62m
3
Dari Ulrich tabel4-27, hal 248, volume maksimum untuk spherical tank adalah 15000 m
3
. Maka rancangan volume tangki diatas sudah memenuhi.
• Menentukan diameter tangki
V
tan gki
= 43 xπ xD
3
D=
3
√
V 4 3 xπ
D=
3
√
10197,62 43x 3,14
= 13,45 m = 14 m = 45,92 ft R = 7 m = 275,59 in = 22,97 ft
• Menentukan P desain
TekananHidrostatik= Ph= ρ H −1
144
= 26, 935 lbft
3
22 , 97 ft−1 144
= 4, 109 psi
P
design
= P + P
h
= 205,8 psi + 4,109 psi = 209,909 psi
= 195,209 psig
• Menentukan tebal tangki ts
ts= pi .r
2f . E−0,6 pi +
C
Dimana : pi
= tekanan dalam tangki r
= jari-jari tangki in f
= stress yang diijinkan psi = 17.500 psi E
= Efisiensi = 0,8 C
= factor korosi 116
75
ts= 195,209 x275,59
217500 x 0,8−0,6 x195,209 +
1 16
= 2 in
Spesifikasi alat : Nama
: Storage O
2
F-141 Fungsi
: Menampung bahan baku oksigen selama 30 hari Type
: Spherical Tank Kapasitas
: 10197,62 m
3
Dimensi:
d : 14 m
ts : 2 in Bahan
: High Alloy Steel SA 240 Grade B Jumlah
: 3 buah
b. Alat Pemroses b.1 Tangki Pengencer
Fungsi : Untuk mengencerkan MEA dari konsentrasi 100 menjadi 25
Type : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standard dished dan tutup bawah
berbentuk konis dan dilengkapi dengan pengaduk.
Dasar perancangan : Kapasitas
= 22422,67 kgjam = 49419,56 lbjam Densitas
= 63,58 lbft
3
Tekanan = 1 atm
Waktu tinggal = 1 jam Bahan konstruksi = Carbon Steel SA 240 Grade M type 316
• Menentukan dimensi tangki
VolumeLiquid= m
ρ xWaktuTinggal
= 49419,56lb jam
63,58lbft
3
x1 jam
= 777,28ft3 Volume liquid diasumsikan 80 dari volume tangki dan Ls = 1,5 di
VolumeTangki= 777 ,28
0,8 =
971 ,60ft
3
Volume tangki = volume tutup atas + volume silinder + volume tutup bawah
971 ,60 ft
3
= 0,0847 di
3
+ 1
4 π xdi
3
x1,5+ π xdi
3
24 tg
1 2
α
971,60 = 0,0847 di3 + 1,1775 di3 + 0,22661 di3
76
di3 = 932,29
di3 = 9,77 ft = 117,23 in
• Menentukan tinggi shell
Ls = 1,5 di Ls = 1,5 x 117,23 = 175,84 in
• Menentukan tinggi liquid dalam shell
L
ls
= Vliquid
3,14 4
xdi
2
= 777 ,28
3,14 4
x 9, 77 =
12 , 97 ft =155 , 63in
• Menentukan tekanan design Pi
TekananHidrostatik= ρx H−1
144 =
63 ,58 x 12 , 97−1 144
= 5, 28 psi
Tekanan design Pi = 14,7 psi + 5,28 psi
= 19,98 psi
= 5,28 psig
• Menentukan tebal silinder
ts= Pixdi
2fxE−0,6 xPi +
1 16
ts= 5,28 x177,23
218750 x 0,8−0,6 x5,28 +
1 16
= 0,0625 in = 316 in Standarisasi :
do = di + 2 ts = 117,23 + 2 316
= 117,60 in Standarisasi di dari Brownell and Young hal 91 :
do = 120 in di baru = do – 2 ts
= 120 – 2 x 3 316 = 119,6 in
• Menentukan tebal tutup atas berbentuk standard dished tha
tha= 0,885 xPixdi
fxE−0,1 xPi +
1 16
tha= 0,885x 5,28 x 119,16
18750 x0,8−0,1x 5,28 +
1 16
= 0,10 in = 516 in
• Menentukan tebal tutup bawah berbentuk conis thb
77
tha= Pixdi
2 fxE−0,6 xPi cos 1
2 α
+ 1
16
tha= 5,28 xdi
218750 x 0,8−0,6 x 5,28cos60 +
1 16
= 0,04 in = 316 in •
Menentukan tinggi tangki Tinggi tutup atas berbentuk standard dished
ha = 0,169 x di = 0,169x 119,6 in
= 20,21 in Tinggi tutup bawah berbentuk conis
hb=
1 2
di tg
1 2
α
=
1 2
x199 ,16 tg60
= 41,47 in Tinggi tangki = ha + Ls + hb
= 20,21 in + 175,84 in + 41,47 in = 237,53 in
• Menentukan system pengaduk
Perencanaan :
digunakan pengaduk jenis axial turbin dengan 4 buah blade pada 45
o
angle
digunakan High alloy steel SA 240 Grade M type 316 sebagai kionstruksi dari impelar
digunakan Hot Roller SAE 1020 sebagai bahan konstruksi dari pengaduk
Dari G.G Brownell and Young hal.507 diperoleh data-data sebagai berikut : DtDi = 2,4 – 3,0
ZlDi = 2,7 – 3,9 ZiDi = 0,75 – 1,3
WDi = 0,17 Dimana :
Dt = Diameter dalam silinder Di = Diameter impeller
Zi = Tinggi impeller dari dasar tangki Zl = Tinggi liquid dalam silinder
W = Lebar daun impeller
• Menentukan diameter impeller
DtDi = 3,0 Di = Dt3,0
Di = 120 in 3,0 = 60 in = 5 ft
• Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki
ZiDi = 1,3
Zi = 1,3 Di
78
= 1,3 x 60 in = 78 in
• Menentukan panjang impeller
WDi = 0,17
W = 0,17 Di
= 0,17 x 60 in = 10,2 in
• Menentukan tebal blades
JDt = 110
J = Dt10
= 120 in 10 =12 in
• Menentukan jumlah pengaduk
n= Hliquid
2 xDi
2
= 155 , 63
2x 120
2
= 0, 005=1 buah
• Daya pengaduk
Rumus :
P= Φxρ xn
3
xDt
5
gc
Dimana : P = daya pengaduk lbf.ftdtk
Φ
= power number dengan menghitung NRe
• Menghitung bilangan Reynold
Rumus :
N Re= nxDi
2
xρ μ
Dimana : n = putaran pengaduk, ditetapkan = 120 rpm = 2 rps Di = diameter impeller
ρ = densitas
μ = viscositas = 0,001 lbft.dtk
N Re= 2x5
2
x63,58 0,001
= 3153916 ,892100 AliranTurbulen
• Menghitung poros pengaduk
Dari G.G. Brown fig 4.77 hal 507 diperoleh
Φ
= 4
N= 162 ,1
D
1 2
= 162 ,1
0,33 x5
12
.60 =
1,935 putaran detik
Maka daya pengaduk :
P= 4 x 63,58x1,935
3
x0,33 x5
5
32,174 x550 =
1,27 Hp
Kehilangan karena gesekan = 10 Kehilangan karena system transisi = 20
79
Power input = 0,3 x 1,27 + 1,27 = 1,66 Hp
Efisiensi motor ditentukan = 80
PowerMotor= 1,66
0,8 =
2, 07 Hp≈2,5 Hp
Spesifikasi Alat : Nama
: Tangki pengencer M-143 Fungsi
: Mengencerkan larutan MEA dari konsentrasi 100 menjadi konsentrasi 25
Type : Silinder tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conis dan
dilengkapi pengaduk Kapasitas
: 22422,67 kg Dimensi :
do = 120 in ts = 316 in
Ls = 175,84 in tha= 516
thb= 316 ha = 20,21 in
hb = 41,47 in H = 237,53 in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316 Jumlah : 1 buah
b.2 Kolom Distilasi D-130
Kategori