SPESIFIKASI PERALATAN Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil Eter Dari Syngas Hasil Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Produksi 50.000 Ton/Tahun

LC.2 Landfill Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit T-101 Fungsi : Tempat penampungan sementara umpan TKKS Bahan konstruksi : Dinding bata beton dengan atap seng dan tiang beton Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit Kondisi penyimpanan Temperatur : T = 30°C 303,15 K Tekanan operasi : P = 1 atm 101,325 kPa Kebutuhan perancangan : t = 7 hari Laju alir massa : F = 76053,000 lbjam Densitas TKKS : ρ w = 1250 kgm 3 Laju alir Volume TKKS : Q = 60,9144 m 3 jam = 10233,62 m 3 minggu Spesifikasi Volume landfill : V = 11256,98 m 3 Panjang landfill : p = 33,61749 m Lebar landfill : l = 22,412 m LC.3 Bin Olivine T-103 Fungsi : Tempat penyimpanan Olivine Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Ellipsoidal Head Bin Jumlah : 1 unit Kondisi penyimpanan Temperatur : T = 30°C 303,15 K Tekanan operasi : P = 1 atm 101,325 kPa Kebutuhan perancangan : t = 6 bulan Laju alir massa : F = 72751 lb Stok 6 bulan Densitas Olivine : ρ w = 100 lbft 3 Spesifikasi Jari-jari dalam bin : R = 10,263 ft = 3,335 m Hc = 7,36236 ft = 2,326 m Hh = 5,9436 ft = 1,424 m Tinggi total bin : H = 31,5426 ft = 9,426m Volume Bin : V bin = 1235,74 ft 3 LC.4 BIN MgO T-104 Fungsi : Tempat penyimpanan MgO Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Ellipsoidal Head Bin Jumlah : 1 unit Kondisi penyimpanan Temperatur : T = 30°C 303,15 K Tekanan operasi : P = 1 atm 101,325 kPa Kebutuhan perancangan : t = 6 bulan Laju alir massa : F = 2536 lb Stok 6 bulan Densitas MgO : ρ w = 223,500 lbft 3 Spesifikasi Jari-jari dalam bin : R = 1,426 ft = 0,32353 m Hc = 1,3235 ft = 0,353 m Hh = 0,356 ft = 0,264 m tinggi total bin : H = 3,4632 ft = 1,0323 m Volume Bin : V bin = 12,235 ft 3 LC.5 Gasifier R-201 Fungsi : Mengubah umpan tandan kosong kelapa sawit TKKS menjadi gas sintesa gasifikasi Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Fliudized Bed Reactor Jumlah : 2 unit Kondisi operasi Tekanan : P = 1,701 atm Temperatur : T = 870 o C Densitas gas : ρ g = 0,68905 kgm 3 Densitas char : ρ char = 966 kgm 3 Densitas partikel : ρ p = 2574 kgm 3 Percepatan gravitasi : g = 9,8 ms 2 Diameter partikel char : dp char = 0,5 mm = 0,0005 m Diameter partikel olivine : dp olivine = 0,2 mm = 0,0002 m Viskositas gas : μ g = 0,00000994 Nsm 2 Pa-s Massa gas : m g = 34637 kgjam Massa char : m char = 17474 kgjam Massa olivine : m olivine = 236377 kgjam Massa partikel total : m p = 473478 kgjam Densitas olivine : ρ olivine = 2600 kgm 3 Spesifikasi Diameter partikel rata-rata : dp” = 0,0002 m Kecepatan sirkulasi solid : Gs = 5,646 kgm 2 s Tinggi freeboard : Hf = 2,473 m tinggi bed pada Umf : Lmf = 16,347 m Tinggi gasifier : Ht = 19,433 m Tinggi dense phase : Hd = 17,777 m Kecepatan gas melalui orifice : Uor = 474,37 ms Jumlah tuyere per area distributor : Nor = 100 tuyerem 2 Diameter orifice pada inlet gas tuyere : dor = 10,8588 mm Jumlah lubang per tuyere : Nh = 6 Diameter lubang tersebut : dh = 4,5888 mm Jumlah tuyere total : n tuyere = 4274 tuyeres Jumlah lubang total : n hole = 34663 holes Waktu tinggal : = 8,666 s LC.6 Cyclone S-201 Fungsi : Memisahkan mayoritas 99,9 olivine dan char yang berasal dari gasifier R-201 Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation Vesuvius Cercast 3300 castable refractory Jumlah : 2 unit Kondisi operasi Massa gas : m g = 9862,32 kgjam Massa char : m char = 55264 kgjam Massa olivine : m olivine = 464622 kgjam Massa total : m total = 23808 kgjam Densitas char : ρ char = 520,6 kgm 3 Densitas olivine : ρ olivine = 1601,846251 kgm 3 Densitas campuran partikel : ρ p = 1524,416381 kgm 3 Densitas campuran gas : ρ g = 0,254087297 kgm 3 Diameter partikel char : dp char = 200 μm Diameter partikel olivine : dp olivine = 200 μm Viskositas gas : μ g = 0,05748 kgm.jam laju alir volumetric : Q = 18555,680 m 3 jam = 32,546 m 3 s Efisiensi pemisahan : = 99,9 Spesifikasi Lebar inlet cyclone : W = 0,7325 m Kecepatan aliran masuk cyclone : V = 31,322 ms = 113526,1601 mjam Tinggi inlet cyclone : H = 1,2232 m Panjang badan cyclone : L b = 5,566 m Panjang kerucut cyclone : L c = 9,2236m Jumlah putaran di dalam vorteks terluar : Ne = 5,5 Diameter badan cyclone : D = 1,6627 m Diameter outlet gas : De = 0,778 m Diameter pemecah vorteks : S = 0,853 m Diameter outlet partikel : Dd = 0,6346 m LC.7 Cyclone S-202 Fungsi : Memisahkan 99,9 olivine dari gas pembakaran lalu olivine dikirim kembali ke gasifier R-201 Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation Vesuvius Cercast 3300 castable refractory Jumlah : 2 unit Kondisi operasi Massa gas : m g = 47333 kgjam Massa char : m char = 1,36 kgjam Massa olivine : m olivine = 36255 kgjam Massa total : m total = 146441kgjam Densitas char : ρ char = 446 kgm 3 Densitas olivine : ρ olivine = 1401,27643 kgm 3 Densitas campuran partikel : ρ p = 1467,455 kgm 3 Densitas campuran gas : ρ g = 0,2557 kgm 3 Diameter partikel char : dp char = 200 μm Diameter partikel olivine : dp olivine = 200 μm Viskositas gas : μ g = 0,0558 kgm.jam laju alir volumetric : Q = 28624 m 3 jam = 80,70 m 3 s Efisiensi pemisahan : = 99,9 Spesifikasi : Lebar inlet cyclone : W = 0,76 m Kecepatan aliran masuk cyclone : V = 32,073 ms = 14641 mjam Tinggi inlet cyclone : H = 2,223m Panjang badan cyclone : L b = 6,358 m Panjang kerucut cyclone : L c = 11,138 m Jumlah putaran di dalam vorteks terluar : Ne = 5,5 Diameter badan cyclone : D = 1.356 m Diameter outlet gas : De = 0,945 m Diameter pemecah vorteks : S = 0,946 m Diameter outlet partikel : Dd = 0,748 m LC.8 Char Combustor R-202 Fungsi : Membakar char arang TKKS hasil dari gasifikasi pada gasifier R-201 Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Fliudized Bed Reactor Jumlah : 2 unit Kondisi operasi Tekanan : P = 1,5 atm = 15436,5 Pa Temperatur : T = 1021 o C Densitas gas : ρ g = 1,5 kgm 3 Densitas char : ρ char = 970 kgm 3 Densitas olivine : ρ olivine = 160,8 kgm 3 Densitas partikel : ρ p = 2566 kgm 3 Percepatan gravitasi : g = 9,8 ms 2 Diameter partikel char : dp char = 0,2 mm = 0,0002 m Diameter partikel olivine : dp olivine = 0,2 mm = 0,0002 m Viskositas gas : μ g = 2,124 x 10 -5 Nsm 2 Pa-s Massa gas : m g = 14665 kgjam Massa char : m char = 17339 kgjam Massa olivine : m olivine = 984623 kgjam Massa partikel total : m p = 1004373 kgjam Spesifikasi Diameter partikel rata-rata : dp” = 0,0002 m Kecepatan sirkulasi solid : Gs = 5,44 kgm 2 s Tinggi freeboard : Hf = 2,249 m tinggi bed pada Umf : Lmf = 16,9 m Tinggi gasifier : Ht = 19,42 m Tinggi dense phase : Hd = 16,578 m Kecepatan gas melalui orifice : Uor = 326,42 ms Jumlah tuyere per area distributor : Nor = 100 tuyerem 2 Diameter orifice pada inlet gas tuyere : dor = 9,846 mm Jumlah lubang per tuyere : Nh = 6 Diameter lubang tuyere : dh = 4,032 mm Jumlah tuyere total : n tuyere = 5407 tuyeres Jumlah lubang total : n hole = 32329 holes Waktu terbakar penuh : Tbc = 1,537 jam LC.9 Reformer R-203 Fungsi : Membakar char arang TKKS hasil dari gasifikasi pada gasifier R-201 Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Bubbling Fliudized Bed Reactor Jumlah : 1 unit Kondisi operasi Tekanan : P = 1,497 atm Temperatur : T = 870 o C Densitas gas : ρ g = 0,243 kgm 3 Densitas olivine : ρ olivine = 45,360 kgm 3 Percepatan gravitasi : g = 9,8 ms 2 Diameter partikel olivine : dp olivine = 0,2 mm = 0,0002 m Viskositas gas : μ g = 9,979 × 10 -7 Nsm 2 Pa-s Massa gas : m g = 77453,384 kgjam Massa olivine : m olivine = 143,248 kgjam Spesifikasi Operating gas velocity : Uf = 0,24 ms tinggi bed pada Umf : Lmf = 0,14463 m tinggi bed pada Umf : Lmf = 16,943 m Tinggi reformer : Ht = 12 m Tinggi bed yang terekspansi gas : He = 0,14 m Kecepatan gas melalui orifice : Uor = 4,938 ms Jumlah tuyere per area distributor : Nor = 100 tuyerem 2 Diameter orifice pada inlet gas tuyere : dor = 25,771 mm Jumlah lubang per tuyere : Nh = 6 Diameter lubang tuyere : dh = 10,5461 mm Jumlah tuyere total : n tuyere = 707 tuyeres Jumlah lubang total : n hole = 4343 holes waktu reaksi : t rx = 54,110 s

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan, spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang disebut disturbance gangguan Stephanopoulus, 1984. Adanya gangguan tersebut menuntut penting dilakukannya pemantauan secara terus-menerus maupun pengendalian terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin tercapainya tujuan operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan engineer sebagai operator terhadap peralatan tersebut sehingga kedua unsur ini membentuk satu sistem kendali terhadap pabrik. Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat recorder , dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses kontrol manual atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan kontrol otomatis Timmerhaus, 2004. Variabel-variabel proses yang biasanya dikontroldiukur oleh instrumen adalah: 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. 2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya. Sistem pengendalian diterapkan untuk memenuhi tiga kelompok kebutuhan yaitu: 1. Menekan pengaruh gangguan eksternal 2. Menjamin terjadinya kestabilan suatu proses 3. Optimasi kinerja suatu proses Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat recorder. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah Timmerhaus,2004: 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran 2. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses

6.1.1 Tujuan Pengendalian

Tujuan perancangan sistem pengendalian dari pabrik pembuatan dimetil eter dari syngas hasil gasifikasi tandan kosong kelapa sawit adalah demi keamanan operasi pabrik, yaitu mencakup: Mempertahankan variabel-variabel proses seperti temperatur dan tekanan tetap berada dalam rentang operasi yang aman dengan harga toleransi yang kecil. Mendeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat, karena beberap zat yang digunakan pada pabrik pembuatan hidrogen ini berbahaya bagi manusia. Pendeteksian dilakukan dengan menyediakan alarm dan sistem penghentian operasi secara otomatis automatic shut down systems. Mengontrol setiap penyimpangan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja maupun kerusakan pada alat proses.