Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
BAB XI KESIMPULAN
Hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan kapasitas 3.600 tontahun diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu:
1. Kapasitas produksi etilen oksida 3.600 tontahun menggunakan bahan
baku etilen sebanyak 586,0413 kgjam.
2. Bentuk hukum perusahaan yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas PT
3. Bentuk organisasi yang direncanakan adalah garis dan staf dengan jumlah
tenaga kerja yang dibutuhkan 150 orang. 4.
Luas tanah yang dibutuhkan adalah 11.090 m
2
5. Analisa ekonomi:
•
Modal Investasi Total : Rp 120.390.793.095,-
•
Biaya Produksi : Rp 126.256.179.454,-
•
Hasil Penjualan : Rp 168.886.906.306,-
•
Laba Bersih : Rp 29.709.801.253,-
•
Profit Margin : 25,12
•
Break Even Point : 57,71
•
Return on Investment : 15,59
•
Pay Out Time : 6,41 tahun
•
Return on Network : 25,99
•
Internal Rate of Return : 28,86
Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik Pembuatan Etilen Oksida ini layak untuk didirikan.
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Analisa, 28 September 2007. Anonim. 2000. Seri Perpajakan: Pajak Bumi dan Bangunan 2000. Jakarta:
Penerbit Sinar Grafika. Antara. 2007. Harga BBM Industri dan Pertamax Naik.
http:www.antara.co.id Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI. 2006. Data Premi Perusahaan
Asuransi Indonesia. Brownell, L.E. dan Young, E.H. 1959. Process Equipment Design. New Delhi:
Wiley Eastern, Ltd. Clark, Jim. 2003. Epoxyethane Ethylene Oxide.
http:www.chemguide.co.ukorganicpropsalkenesepoxyethane.html Degremont. 1991. Water Treatment Handbook. Sixth Edition. France:
Lavoisier Publishing. Devanney, Michael T. 2007. Ethylene.
http:www.sriconsulting.comCEHPublicReports432.0000 Devanney, Michael T. 2007. Ethylene Oxide.
http:www.sriconsulting.comCEHPublicReports654.5000 Emulsifiers. 2007. Ethylene Oxide.
http:www.emulsifiers.inabout_ethylene_oxide.htm Engineering Toolbox. 2005. Gases and Densities.
http:www.engineeringtoolbox.comgas-density-d_158.html EPA. 1986. Locating And Estimating Air Emissions From Sources Of Ethylene
Oxide. http:www.epa.govttnchiefleethoxy.pdf Geankoplis, C.J. 1997. Transport Process and Unit Operation. Ally and Bacon:
New York. ICIS. 2007. Ethylene Oxide.
http:www.icispricing.comil_sharedSamplesSubPage151.asp Kern, D.Q. 1965. Process Heat Transfer. McGraw Hill: New York
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Kemmer, Frank N. 1988. The Nalco Water Handbook. 2
nd
Edition. New York: McGraw-Hill Book Company.
Levenspiel, Octave. 1962. Chemical Reaction Engineering. 2
nd
ed. New York: John Wiley and Sons.
Lyman. 1982. HandBook of Chemical Property Estimation Methods. New York: John Wiley and Sons Inc.
Madura, Jeff. 2000. Introduction to Business.2
nd
Edition. USA: South- Western College Publishing.
Martínez, Isidoro. 2007. Properties Of Several Substances. http:imartinez.etsin.upm.esdat1eLIQ.htm
McCabe, W.L., Julian Smith dan Peter Harriott. 1999. Operasi Teknik Kimia. Jakarta: Erlangga.
Menteri Negara Lingkungan Hidup. 1998. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 3 Tahun 1998 Tentang Baku Mutu Limbah
Cair Bagi Kawasan Industri. http:www.menlh.go.idiartpdf. Metcalf Eddy. 1991. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse.
New Delhi: McGraw-Hill Book Company. Metcalf Eddy. 2003. Wastewater Engineering, Treatment Reuse. 4
rd
Edition. New Delhi: McGraw-Hill Book Company. Montgomery, Douglas C. 1992. Reka Bentuk dan Analisis Uji Kaji
Terjemahan. Kuala Lumpur: Penerbit Universiti Sains Malaysia Pulau Pinang.
NAPM-New York Commodity Corner. 2007. Commodity Price Forecast. http:www.napm-ny.orgresourcescommodity.html
Othmer, Kirk. 1949. Encyclopedia of Chemical Engineering Technology. New York: John Wiley and Sons Inc.
Perry, Robert H. dan Dow W. Green. 1999. Chemical Engineering HandBook. 7
th
Edition. New York: McGraw-Hill Book Company. Peters, M.S, Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E. West. 2004. Plant Design
and Economics for Chemical Engineer. 5
th
Edition. International Edition. Singapore: Mc.Graw-Hill.
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Petrochemical Manufacturing. 2004. Petrochemical News. http:www.chemicalhouse.com.
PT. Bratachem Chemical. 2007. Price Product List. Jakarta. PT. Prudential Life Assurance. 2005. Prufast-Start Training: Product
Knowledge. Reklaitis, G.V. 1983. Introduction to Material and Energy Balance. New York:
McGraw Hill Book Company. Rusjdi, Muhammad. 2004. PPh Pajak Penghasilan. Jakarta: PT Indeks
Gramedia Rusjdi, Muhammad. 2004. PPN dan PPnBM: Pajak Pertambahan Nilai dan
Pajak atas Barang Mewah. Jakarta: PT Indeks Gramedia. Sanepr. 2007. Demand For Ethylene Glycol And Ethylene Oxide Will Grow By
Robust 6.5-7 a Year. http:www.sanepr.com Shell Chemicals Limited, 2006. Product overview: Ethylene oxide.
http:www.shellchemicals.comethylene_oxide1,1098,1502,00.html Siagian, Sondang P. 1992. Fungsi-fungsi Manajerial. Jakarta: Offset Radar
Jaya. Siregar, Sopia. 2007.Chandra Asih Investasi US40 Juta Untuk Ekspansi
Produksi. http:www.media-indonesia.comberita.asp?id=131664 Smith, J.M. dan H.C. Van Ness. 2006. Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics. 6
th
ed. New York: McGraw Hill Book Company. Smith, J.M. dan H.C. Van Ness. 1981. Chemical Engineering Kinetics. 3
th
ed. New York: McGraw Hill Book Company.
Sutarto. 2002. Dasar-dasar Organisasi. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
The Silver Institute. 2007. Price History: 2000 to Present. http:www.silverinstitute.orgprice
Theis, Gerhard dan Vansant. 2002. Method For Producing Ethylene Oxide By Directly Oxidizing Ethylene With Air And Oxygen.
http:www.freepatentsonline.com6397599.pdf
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Thermexcel. 2003. Physical Characteristics Of Water. http:www.thermexcel.comenglishtableseau_atm.htm.
Treybal, Robert E. 1987. Mass Transfer Operations. USA: Mc.GrawHill Book Company.
Ulrich, G.D. 1984. A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. New York: John Wiley and Sons.
Walas, Stanley M., 1988. Chemical Proses Equipment. Department of Chemical and Petroleum Engineering. University of Kansas.
Waluyo. 2000. Perubahan Perundang-undangan Perpajakan Era Reformasi. Jakarta: Penerbit Salemba Empat.
Wikipedia. 2007. www.wikipedia.com. WVUProject. 2007. Ethylene Oxide Production.
http:www.che.cemr.wvu.edu.pdf.
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Basis perhitungan = 1 jam operasi
Satuan berat
= kilogram
kg Bahan baku
= - Etilen C
2
H
4
- Oksigen
O
2
Produk akhir = Etilen Oksida C
2
H
4
O Kemurnian etilen oksida
= 99,9594 Kapasitas produksi
= 3600 tontahun = 454,7302 kgjam Jumlah hari operasi
= 330 hari Jumlah jam operasi
= 24 jam
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
A.1 Mixing Point
I M-101
Data WVU Project, 2001:
-
3
4 2
w
H C
= 5,6101
-
3
4 2
w
O H
C
= 0,0545
-
3
2
w
CO
= 0,2663
-
3
2
w
O
= 18,6241
- Basis perhitungan, F
1
= 586,0413 kgjam
Neraca Massa Total:
F F
F
21 1
3
+ =
F 586,0413
F
21 3
+ =
1 Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
F F
F
21 1
3
4 2
4 2
4 2
H C
H C
H C
+ =
F 586,0413
F 5,6101
21 3
4 2
H C
+ =
2 C
2
H
4
O :
F F
21 3
4 2
4 2
O H
C O
H C
= F
F 0,0545
21 3
4 2
4 2
O H
C O
H C
=
3 CO
2
:
F F
21 3
2 2
CO CO
= F
F 0,2663
21 3
2 2
CO CO
=
4 O
2
:
F F
21 3
2 2
O O
=
C
2
H
4 g
1 3
21
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
C
2
H
4 g
= 5,6101 C
2
H
4
O
g
= 0,0545 CO
2 g
= 0,2663 O
2 g
= 18,6241 N
2 g
H
2
O
g
M-101
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
F F
18,6241
21 3
2 2
O O
=
5 N
2
:
F F
21 3
2 2
N N
=
6 H
2
O :
F F
21 3
2 2
O H
O H
=
7
A.2 Mixing Point
II M-201
Data WVU Project, 2001:
-
4
2
w
O
= 21 -
F
4
= 25 F
1
-
145117 ,
F F
7 O
7 H
C
2 4
2
=
8
Maka F
4
= 25 × 586,0413 = 14651,0331 kgjam Neraca Massa Total:
F F
F
3 4
7
+ =
F 14651,0331
F
3 7
+ =
9 Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
F F
3 7
4 2
4 2
H C
H C
= F
5,6101 F
3 7
4 2
=
H C
10 O
2
:
F F
F
3 4
7
2 2
2
O O
O
+ =
F 18,6241
14651,0331 21
F
3 7
2
+ ×
=
O
3
4 7
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
O
2 g
= 21 N
2 g
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
M-201
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
F 18,6241
3076,6182 F
3 7
2
+ =
O
11 Dari persamaan 8 diperoleh :
7 O
7 H
C
2 4
2
F 145117
, F
= F
18,6241 076,6182
3 0,145117
F 5,6201
3 3
+ ×
=
3
F
= 15356,1182 kgjam Dari persamaan 9 diperoleh:
7
F
= 30007,1513 kgjam
Neraca Massa Komponen: C
2
H
4
:
F 5,6201
F
3 7
4 2
=
H C
= 861,4981 kgjam C
2
H
4
O :
3 7
F 0,0545
F
4 2
=
O H
C
= 8,3643 kgjam CO
2
:
3 7
F 0,2663
F
2
=
CO
= 40,8927 kgjam O
2
:
F 18,6241
3076,6182 F
3 7
2
+ =
O
= 5936,5637 kgjam N
2
:
F 11574,4149
F
3 7
2 2
N N
+ =
12 H
2
O :
F F
3 7
2 2
O H
O H
=
13 Dengan demikian maka alur 21 dapat dihitung:
C
2
H
4
:
F 586,0413
15356,1182 5,6101
21
4 2
H C
+ =
×
2
21
4 2
F
H C
= 275,4568 kgjam C
2
H
4
O :
F F
0,0545
21 3
4 2
4 2
O H
C O
H C
=
3
21
4 2
F
O H
C
= 8,3643 kgjam CO
2
:
F F
0,2663
21 3
2 2
CO CO
=
4
21
2
F
CO
= 40,8927 kgjam
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
O
2
:
F F
18,6241
21 3
2 2
O O
=
5
21
2
F
O
= 2859,9455 kgjam
A.3 Reaktor I
R-201
Data WVU Project, 2001:
- Konversi C
2
H
4
pada reaksi I = 19,29
-
9
2
w
CO
= 0,2130 -
1,015158 N
N
9 H
9 CO
2 2
=
O
14 C
2
H
4
+ ½ O
2
C
2
H
4
O M :
X B :
0,1929X S : 0,8071X
Karena reaksi II berlangsung sempurna maka :
9
4 2
F
H C
= 0,8071 X × 28,05 X = 0,044171
9
4 2
F
H C
Dari reaksi I di atas diperoleh bahwa r
1
= 0,1929X = 0,008521
9
4 2
F
H C
15
Neraca Massa Total:
F F
7 9
=
= 30007,1513 kgjam
Neraca Massa Komponen:
CO
2
:
1 7
9
2 N
N
2 2
r
CO CO
+ =
1 7
9
022 ,
88 F
F
2 2
r
CO CO
+ =
Reaktor I R-201
7 9
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
= 0,2130 O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
1
022 ,
88 40,8927
63,9273 r
+ =
r
1
= 5,8740 kmoljam Dari persamaan 15 diperoleh
9
4 2
F
H C
= 689,3905 kgjam C
2
H
4
:
2 1
7 9
4 2
4 2
N N
r r
H C
H C
− −
=
2 1
7 9
056 ,
28 r
056 ,
28 F
F
4 2
4 2
r
H C
H C
− −
=
2
056 ,
28 5,8740
056 ,
28 861,4981
689,3905 r
× −
× −
=
r
2
= 0,2617 kmoljam C
2
H
4
O :
1 7
9
N N
4 2
4 2
r
O H
C O
H C
+ =
1 7
9
052 ,
44 F
F
4 2
4 2
r
O H
C O
H C
+ =
8740 ,
5 052
, 44
8,3643 F
9
4 2
× +
=
O H
C
9
4 2
F
O H
C
= 267,1160 kgjam O
2
:
2 1
7 9
3 5
, N
N
2 2
r r
O O
− −
=
2 1
7 9
96 16
F
2 2
r r
F
O O
− −
= 2617
, 96
8740 ,
5 16
5936,5637
9
2
× −
× −
=
O
F
9
2
F
O
= 5817,4555 kgjam Dari persamaan 14 :
016 ,
18 N
015158 ,
1 01
, 44
N
9 H
9 CO
2 2
× =
×
O
9 H
9 CO
2 2
F 2,479856
F
O
=
9
2
F
O H
= 25,7786 kgjam H
2
O :
2 7
9
2 N
N
2 2
r
O H
O H
+ =
2 7
9
032 ,
36 F
2 2
r F
O H
O H
+ =
2617 ,
032 ,
36 F
7786 ,
25
7
2
× +
=
O H
7
2
F
O H
=
3
2
F
O H
=
21
2
F
O H
= 16,3491 kgjam N
2
:
9 9
9 9
9 9
7 9
2 2
2 4
2 4
2 2
2
F F
F F
F F
F F
O H
O CO
O H
C H
C N
N
− −
− −
− =
=
7 9
2 2
F F
N N
=
= 23143,4834 kgjam Dari persamaan 12 diperoleh :
F 11574,4149
F
3 7
2 2
N N
+ =
21 3
2 2
F F
N N
=
= 11569,0685 kgjam
A.4 Absorber
I T-201
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Data WVU Project, 2001:
-
12
4 2
F
H C
= 99,92
9
4 2
F
H C
-
13
4 2
F
O H
C
= 92,5
9
4 2
F
O H
C
-
12
2
F
CO
= 99,99
9
2
F
CO
-
12
2
F
O
= 99,99
9
2
F
O
-
12
2
F
N
= 99,99
9
2
F
N
-
13
2
F
O H
= 99,7
11 9
2
F F
O H
+
-
11
F
= 0,35
9
F
16
Neraca Massa Total:
F F
F F
12 13
11 9
+ =
+
Dari persamaan 16 diperoleh :
11
F
= 0,35
9
F
= 10502,5030 kgjam
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
689,3905 99,92
F
12
4 2
× =
H C
= 688,8390 kgjam
F F
F
12 C
9 C
13 C
4 2
4 2
4 2
H H
H
− =
= 0,5515 kgjam C
2
H
4
O :
267,1160 92,5
F
13
4 2
× =
O H
C
= 247,0823 kgjam
F F
F
13 C
9 C
12 C
4 2
4 2
4 2
O H
O H
O H
− =
= 20,0337 kgjam CO
2
:
63,9273 9,99
9 F
12
2
× =
CO
= 63,9209 kgjam
F F
F
12 CO
9 CO
13 CO
2 2
2
− =
= 0,0064 kgjam Absorber I
T-201 9
11 12
13
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
H
2
O
l
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
O
2
:
5817,4555 9,99
9 F
12
2
× =
O
= 5816,8741 kgjam
F F
F
12 O
9 O
13 O
2 2
2
− =
= 0,5817 kgjam N
2
:
23143,4834 9,99
9 F
12
2
× =
N
= 23141,1689 kgjam
F F
F
12 N
9 N
13 N
2 2
2
− =
= 2,3143 kgjam H
2
O :
10502,5030 25,7786
9,7 9
F
13
2
+ ×
=
O H
= 10496,6967 kgjam
F F
F F
13 H
11 9
H 12
H
2 2
2
O O
O
− +
=
= 31,5848 kgjam
A.5 Reaktor II R-202
Data WVU Project, 2001:
- Konversi C
2
H
4
pada reaksi I = 19,29
-
15
2
w
CO
= 0,2749 C
2
H
4
+ ½ O
2
C
2
H
4
O M :
X B :
0,1929X S : 0,8071X
Karena reaksi II berlangsung sempurna maka :
15
4 2
F
H C
= 0,8071 X × 28,05 X = 0,044171
15
4 2
F
H C
Dari reaksi I di atas diperoleh bahwa r
1
= 0,1929X = 0,008521
15
4 2
F
H C
17
Neraca Massa Total:
F F
12 15
=
= 29762,4214 kgjam
Neraca Massa Komponen:
CO
2
:
1 12
15
2 N
N
2 2
r
CO CO
+ =
1 12
15
022 ,
88 F
F
2 2
r
CO CO
+ =
Reaktor II R-202
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
12 15
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
= 0,2749 O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
1
022 ,
88 63,9209
81,8113 r
+ =
r
1
= 4,6979 kmoljam Dari persamaan 17 diperoleh
15
4 2
F
H C
= 551,3604 kgjam C
2
H
4
:
2 1
12 15
4 2
4 2
N N
r r
H C
H C
− −
=
2 1
12 15
056 ,
28 r
056 ,
28 F
F
4 2
4 2
r
H C
H C
− −
=
2
056 ,
28 4,6979
056 ,
28 688,8390
551,3604 r
× −
× −
=
r
2
= 0,2033 kmoljam C
2
H
4
O :
1 12
15
N N
4 2
4 2
r
O H
C O
H C
+ =
1 12
15
052 ,
44 F
F
4 2
4 2
r
O H
C O
H C
+ =
6979 ,
4 052
, 44
20,0337 F
15
4 2
× +
=
O H
C
15
4 2
F
O H
C
= 226,9780 kgjam O
2
:
2 1
12 15
3 5
, N
N
2 2
r r
O O
− −
=
2 1
12 15
96 16
F
2 2
r r
F
O O
− −
= 2033
, 96
6979 ,
4 16
5816,8741
15
2
× −
× −
=
O
F
15
2
F
O
= 5722,1944 kgjam N
2
:
12 15
2 2
F F
N N
=
= 23141,1689 kgjam H
2
O :
2 12
15
2 N
N
2 2
r
O H
O H
+ =
2 12
15
032 ,
36 F
2 2
r F
O H
O H
+ =
0,2033 032
, 36
31,5848
15
2
× +
=
O H
F
15
2
F
O H
= 38,9084 kgjam
A.6 Absorber
II T-202
Absorber II
15 17
18 19
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
H
2
O
l
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Data WVU Project, 2001:
- F
17
= F
11
- F
19
= 2 × F
21
F
17
= F
11
= 10502,5029 kgjam F
19
= 2 × 14770,0769 = 29540,1538 kgjam
Neraca Massa Total:
F F
F F
18 19
17 15
+ =
+ 29540,1538
10502,5029 29762,4214
F
18
− +
=
F
18
= 10724,7705 kgjam
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
F F
F
18 C
19 C
15 C
4 2
4 2
4 2
H H
H
+ =
550,9136 -
551,3604 F
18 C
4 2
=
H
18 C
4 2
F
H
= 0,4468 kgjam C
2
H
4
O :
F F
F
18 C
19 C
15 C
4 2
4 2
4 2
O H
O H
O H
+ =
16,7286 -
226,9780 F
18 C
4 2
=
O H
18 C
4 2
F
O H
= 210,2494 kgjam CO
2
:
F F
F
18 CO
19 CO
15 CO
2 2
2
+ =
81,7854 -
81,8113 F
18 CO
2
=
18 CO
2
F
= 0,0259 kgjam O
2
:
F F
F
18 O
19 O
15 O
2 2
2
+ =
5719,8910 -
5722,1944 F
18 O
2
=
18 O
2
F
= 2,3034 kgjam N
2
:
F F
F
18 N
19 N
15 N
2 2
2
+ =
23138,1370 -
23141,1689 F
18 N
2
=
18 N
2
F
= 3,0319 kgjam H
2
O :
18 N
18 O
18 CO
18 C
18 C
18 18
H
2 2
2 4
2 4
2 2
F F
F F
F F
F −
− −
− −
=
O H
H O
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
18 H
2
F
O
= 10508,7131 kgjam
A.7 Splitter
I SP-201
Data WVU Project, 2001: F
20
= F
21
Maka: F
20
= F
21
= 14770,0769 kgjam Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
21 C
20 C
4 2
4 2
F F
H H
=
= 275,4568 kgjam C
2
H
4
O :
F F
21 C
20 C
4 2
4 2
O H
O H
=
= 8,3643 kgjam CO
2
:
21 CO
20 CO
2 2
F F
=
= 40,8927 kgjam O
2
:
21 O
20 O
2 2
F F
=
= 2859,9455 kgjam N
2
:
21 N
20 N
2 2
F F
=
= 11569,0685 kgjam H
2
O :
21 H
20 H
2 2
F F
O O
=
= 16,3491 kgjam
A.8 Mixing Point
III M-301
Neraca Massa Total:
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
SP-201
19 21
20
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
M-
13 18
22
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
22 18
13
F F
F =
+
22
F
= 10747,2329 + 10724,7705
22
F
= 21472,0034
kgjam
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
F F
F
18 13
22
4 2
4 2
4 2
H C
H C
H C
+ =
0,4468 0,5515
F
22
4 2
+ =
H C
22
4 2
F
H C
= 0,9983 kgjam C
2
H
4
O :
F F
F
18 13
22
4 2
4 2
4 2
O H
C O
H C
O H
C
+ =
210,2494 247,0823
F
22
4 2
+ =
O H
C
22
4 2
F
H C
= 457,3317
kgjam CO
2
:
F F
F
18 CO
13 22
2 2
2
+ =
CO CO
0,0259 0,0064
F
22
2
+ =
CO
22
2
F
CO
= 0,0323 kgjam O
2
:
F F
F
18 O
13 22
2 2
2
+ =
O O
2,3034 0,5817
F
22
2
+ =
O
22
2
F
O
= 2,8851
kgjam N
2
:
F F
F
18 N
13 22
2 2
2
+ =
N N
3,0319 2,3143
F
22
2
+ =
N
22
2
F
N
= 5,3462 kgjam H
2
O :
F F
F
18 H
13 22
2 2
2
O O
H O
H
+ =
10508,7131 10496,6967
F
22
2
+ =
O H
22
2
F
O H
= 21005,4098 kgjam
A.9 Kolom Distilasi
T-301
22 29
32
26
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
C
2
H
4 g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
C
2
H
4
O
l
= 99,9594 H
2
O
l
Kolom Distilasi T-301
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Data WVU Project, 2001:
-
32
4 2
w
O H
C
= 99,9594 -
26
4 2
w
O H
C
= 0,0133
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
O :
F F
F
26 32
22
4 2
4 2
4 2
O H
C O
H C
O H
C
+ =
26 32
F 0,0133
F 99,9594
457,3317 +
=
18 H
2
O :
F F
F
26 H
32 22
2 2
2
O O
H O
H
+ =
F 9867
, 99
F 0,0406
21005,4098
26 32
+ =
19 Persamaan 18 dan 19 dieliminasi menghasilkan:
F
32
= 454,7302 kgjam F
26
= 21008,0113 kgjam Neraca Massa Total:
26 29
32 22
F F
F F
+ +
=
29
F
= 21472,0034- 454,7302 - 21008,0113
29
F
= 9,2619 kgjam
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
22 29
4 2
4 2
F F
H C
H C
=
= 0,9983
kgjam CO
2
:
22 29
4 2
4 2
F F
O H
C O
H C
=
= 0,0323 kgjam O
2
:
F F
22 29
2 2
O O
=
= 2,8851
kgjam N
2
:
F F
22 29
2 2
N N
=
= 5,3462 kgjam
A.10 Splitter II SP-301
C
2
H
4
O
l
= 0,0133 H
2
O
l
C
2
H
4
O
l
H
2
O
l
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Data WVU Project, 2001: reflux ratio = 0,89
F
31
= 0,89 F
32
= 404,7100 kgjam
Neraca Massa Total:
32 31
30
F F
F +
=
30
F
= 859,4402 kgjam
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
O :
F F
F
32 31
30
4 2
4 2
4 2
O H
C O
H C
O H
C
+ =
454,5454 404,5455
F
30
4 2
+ =
O H
C
30
4 2
F
O H
C
= 859,0909 kgjam
H
2
O :
F F
F
32 H
31 30
2 2
2
O O
H O
H
+ =
0,1848 0,1645
F
30
2
+ =
O H
30
2
F
O H
= 0,3493 kgjam A.11 Reflux Drum D-301
Neraca Massa Total:
Reflux Drum D-301
29
30 28
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
l
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
C
2
H
4
O
l
H
2
O
l
C
2
H
4 g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
SP-301
30 31
32
C
2
H
4
O
l
H
2
O
l
C
2
H
4
O
l
H
2
O
l
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
29 30
28
F F
F +
=
28
F
= 859,4402 + 9,2619
28
F
= 868,7021 kgjam Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
F F
29 28
4 2
4 2
H C
H C
=
= 0,9983 kgjam C
2
H
4
O :
F F
30 28
4 2
4 2
O H
C O
H C
=
= 859,0909 kgjam CO
2
:
29 28
2 2
F F
CO CO
=
= 0,0323 kgjam O
2
:
F F
29 28
2 2
O O
=
= 2,8851 kgjam N
2
:
29 28
2 2
F F
N N
=
= 5,3462 kgjam H
2
O :
30 28
2 2
F F
O H
O H
=
= 0,3493 kgjam
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
A.12 Kondensor E-302
27
F
=
28
F
= 868,7021 kgjam Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
:
F F
28 27
4 2
4 2
H C
H C
=
= 0,9983 kgjam C
2
H
4
O :
F F
28 27
4 2
4 2
O H
C O
H C
=
= 859,0909 kgjam CO
2
:
28 27
2 2
F F
CO CO
=
= 0,0323 kgjam O
2
:
F F
28 27
2 2
O O
=
= 2,8851 kgjam N
2
:
28 27
2 2
F F
N N
=
= 5,3462 kgjam H
2
O :
28 27
2 2
F F
O H
O H
=
= 0,3493 kgjam
A.13 Reboiler E-303
Berdasarkan Geankoplis 1997, untuk kondisi umpan campuran fase uap dan cair, nilai q berkisar antara 0 q 1. Nilai q dihitung dari banyaknya
fraksi cair dalam umpan. q =
∑ ∑
total mol
jumlah cair
mol jumlah
=
mol mol
6302 ,
1176 9308
, 1165
= 0,9997
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Vd = Vb + 1-q F
Geankoplis, 1997 F
27
= F
25
+ 1 - 0,9997 × F
22
868,7023 = F
25
+ 1 - 0,9997 × 21472,0037 F
25
= 862,9122 kgjam
Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
O :
25 25
F 0,0133
F
4 2
=
O H
C
862,9122 0,0133
F
25
4 2
× =
O H
C
25
4 2
F
O H
C
= 0,1145 kgjam H
2
O :
F 99,9867
F
25 25
2
=
O H
862,9122 99,9867
F
25
2
× =
O H
25
2
F
O H
= 862,7977 kgjam
Lb
= Ld + q.F Geankoplis,
1997 F
24
= F
31
+ 0,9997 × F
22
F
24
= 404,7100 + 0,9997 × 21472,0034 F
24
= 21870,9235 kgjam Neraca Massa Komponen:
C
2
H
4
O :
24 24
F 0,0133
F
4 2
=
O H
C
21870,9235 0,0133
F
24
4 2
× =
O H
C
24
4 2
F
O H
C
= 2,9008 kgjam H
2
O :
F 99,9867
F
24 24
2
=
O H
21870,9235 99,9867
F
24
2
× =
O H
24
2
F
O H
= 21868,0227 kgjam
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan operasi : kJjam
Temperatur basis : 25
o
C Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas, C
pg
= a + bT + cT
2
+ dT
3
+ eT
4
[Jmol K]
Komponen a
b c
d e
C
2
H
4
16,8346 5,15193E-02
2,16352E-04 -3,45618E-
07 1,58794E-10
C
2
H
4
O 17,9573 2,43445E-02
3,51051E-04 -4,78345E-
07 1,90011E-10
CO
2
19,0223 7,96291E-02
-7,37067E- 05
3,74572E-08 -8,13304E-
12 O
2
29,8832 -1,13842E-
02 4,33779E-05
-3,70062E- 08
1,01006E-11 N
2
29,4119 -3,00681E-
03 5,45064E-06
5,13186E-09 -4,25308E-
12 H
2
O 34,0471 -9,65064E-
03 3,29983E-05
-2,04467E- 08
4,30228E-12 Sumber: Reklaitis, 1983
Tabel LB.2 Kapasitas Panas Liquid, C
pl
= a + bT + cT
2
+ dT
3
[Jmol K]
Komponen a
b c
d
C
2
H
4
O 7,41259 7,42687E-01
-2,71320E-03 3,90092E-06
H
2
O 18,2964 4,72118E-01
-1,33878E-03 1,31424E-06
Sumber: Reklaitis, 1983
Tabel LB.3 Panas Laten [Jmol]
Komponen ΔH
v
C
2
H
4
13511,1 C
2
H
4
O 25526,5
CO
2
16560,9 O
2
6820,5 N
2
5577,5 H
2
O 40656,2
Sumber: Reklaitis, 1983
Tabel LB.4 Panas Reaksi Pembentukan [kkalmol]
Komponen ΔH
f
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
C
2
H
4
12,5 C
2
H
4
O -12,58
CO
2
-94,05 O
2
N
2
H
2
O -57,8
Sumber: Reklaitis, 1983
Tabel LB.5 Data Tekanan Uap Antoine: ln P kPa = A – BT+C
Komponen A
B C
C
2
H
4
13,8182 1427,22
-14,308 C
2
H
4
O 14,5116 2478,12
-33,1582 CO
2
15,3768 1956,25
-2,1117 O
2
13,6835 780,26
-4,1758 N
2
13,4477 658,22
-2,854 H
2
O 16,5362 3985,44
-38,9974 Sumber: Reklaitis, 1983
Tabel LB.6 Data Air Pemanas dan Air Pendingin yang Digunakan
T
o
C H kJkg
kJkg
Air Saturated steam
28 48
260 117,3
200,9 -
- -
1661,6538 Sumber: Reklaitis,1983
B.1 Heater 1 E-101
Panas masuk Heater 1
=
∫ ∑
160 15
, 298
1
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.7 Panas Masuk Heater 1 E-201
Komponen F
1 senyawa
N
1 senyawa
∫ c
pl
dT H
vl
∫ c
pg
dT N
1
∫ c
p
dT
C
2
H
4
586,0413 20,8927 3369,2438 2822,8387 -6511,7029 -62831,7364 Total
-62831,7364
Heater I E-101
1 2
Kondensat 260
o
C C
2
H
4 l
1,5 bar, -113,15
o
C C
2
H
4 g
1,2 bar, -57
o
C Saturated steam
260
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Panas keluar Heater 1 =
∫ ∑
15 ,
216 15
, 298
2
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.8 Panas Keluar Heater 1 E-101
Komponen F
2 senyawa
N
2 senyawa
∫ c
pg
dT N
2
∫ c
pg
dT
C
2
H
4
586,0413 20,8927 547,0944 14253,1381
Total 14253,1381
dQdt = Q
out
- Q
in
= 14253,1381 – -62831,7364 = 77084,8745 kJjam
Steam yang diperlukan adalah:
kgjam 46,3905
kJkg 1661,6538
kJjam 77084,8745
C 260
dQdT m
o
= =
=
λ
B.2 Cooler 1 E-102
Panas masuk Cooler 1 =
∫ ∑
34 ,
432 15
, 298
4
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.9 Panas Masuk Cooler 1 E-102
Komponen F
4 senyawa
N
4 senyawa
∫ c
pg
dT N
4 senyawa
∫ c
pg
dT
O
2
3076,6182 96,1443 4012,9523
385822,5185 N
2
11574,4149 413,0769 3921,9263
1620057,1454 Total
2005879,6639 Cooler I
E-102 4 5
O
2 g
N
2 g
3 bar, 159,19
o
C O
2 g
N
2 g
2,7 bar, 45
o
C Air pendingin
1 bar, 28
o
C
Air pendingin 1 bar, 48
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Panas keluar Cooler 1 =
∫ ∑
15 ,
318 15
, 298
5
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.10 Panas Keluar Cooler 1 E-102
Komponen F
5 senyawa
N
5 senyawa
∫ c
pg
dT N
5 senyawa
∫ c
pg
dT
O
2
3076,6182 96,1443
590,0582 56730,7353
N
2
11574,4149 413,0769
582,2999 240534,6554
Total 297265,3907 dQdt = Q
out
- Q
in
= 297265,3907 - 2005879,6639 = -1708614,2732 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah:
m H + dQdt = 0
kgjam 20437,9698
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
32 1708614,27
C H28
- C
H50 dQdT
- m
o o
= =
=
B.3 Cooler 2 E-103
Panas masuk Cooler 2 =
∫ ∑
26 ,
479 15
, 298
5
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.11 Panas Masuk Cooler 2 E-103
Komponen F
5 senyawa
N
5 senyawa
∫ c
pg
dT N
5 senyawa
∫ c
pg
dT
O
2
3076,6182 96,1443
5450,5281 524037,2565
N
2
11574,4149 413,0769
5305,0100 2191377,0838
Total 2715414,3404 Cooler 2
E-103 5
6
O
2 g
N
2 g
9 bar, 206,11
o
C O
2 g
N
2 g
8,7 bar, 45
o
C Air pendingin
28
o
C
Air pendingin 48
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Panas keluar Cooler 2 =
∫ ∑
15 ,
318 15
, 298
6
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.12 Panas Keluar Cooler 2 E-103
Komponen F
6 senyawa
N
6 senyawa
∫ c
pg
dT N
6 senyawa
∫ c
pg
dT
O
2
3076,6182 96,1443
590,0582 56730,7353
N
2
11574,4149 413,0769
582,2999 240534,6554
Total 297265,3907 dQdt = Q
out
- Q
in
= 297265,3907 - 2715414,3404 = -2418148,9497 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah:
m H + dQdt = 0
kgjam 28925,2267
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
97 2418148,94
C H28
- C
H50 dQdT
- m
o o
= =
=
B.4 Heater 2 E-201
Panas masuk Heater 2
=
∫ ∑
89 ,
379 15
, 298
7
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.13 Panas Masuk Heater 2 E-201
Komponen F
7 senyawa
N
7 senyawa
∫ c
pg
dT N
7 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
861,4981 30,7129
3905,8163 119959,1206
C
2
H
4
O 8,3643 0,1899
4121,9338 782,6791
CO
2
40,8927 0,9292
3177,7114 2952,6269
Heater 2 E-201
7 8
Kondensat 260
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
26,8 bar, 106,74
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
26,5 bar, 240
o
C Saturated steam
260
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
O
2
5936,5637 185,5176
2428,3242 450496,8994
N
2
23143,4834 825,9630
2384,1175 1969192,8054
H
2
O 16,3491 0,9075
2765,8003 2509,9056
Total 2545894,0369
Panas keluar Heater 2 =
∫ ∑
15 ,
513 15
, 298
8
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.14 Panas Keluar Heater 2 E-201
Komponen F
8 senyawa
N
8 senyawa
∫ c
pg
dT N
8 senyawa
∫ c
pg
dT
C
2
H
4
861,4981 30,7129
11692,8778 359122,7082
C
2
H
4
O 8,3643 0,1899
12610,0971 2394,4246
CO
2
40,8927 0,9292
8887,2075 8257,7064
O
2
5936,5637 185,5176
6501,3278 1206110,7652
N
2
23143,4834 825,9630
6309,2303 5211190,7918
H
2
O 16,3491 0,9075
7387,7565 6704,2335
Total 6793780,6298 dQdt = Q
out
- Q
in
= 6793780,6298 - 2545894,0369 = 4247886,5929 kJjam
Steam yang diperlukan adalah:
kgjam 2556,4209
kJkg 1661,6538
kJjam 29
4247886,59 C
260 dQdT
m
o
= =
=
λ
B.5 Reaktor 1 R-201
Reaktor 1 R-201
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
26,5 bar, 240
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
25,75 bar, 240
o
C Air pendingin
28
o
C Air pendingin
48
o
C
8 9
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Panas masuk Reaktor 1 = Panas keluar Heater 2 = 6793780,6298 kJjam Reaksi yang berlangsung dalam Reaktor 1 antara lain:
Reaksi I: C
2
H
4
+ ½ O
2
C
2
H
4
O H
1
= H
o f
produk – H
o f
reaktan = [-12,58 – 12,5 – 0] kkalmol × 4,184 kJkkal × 1000 molkmol
= -104934,72 kJkmol H
1
260
o
C = H
1
25
o
C +
s
∫ c
p
dT = -104934,72 + 1 × 12610,0971 – 1 × 11692,8778 – ½ ×
6501,3278 =
-107268,1645 kJkmol
Reaksi II: C
2
H
4
+ 3 O
2
2 CO
2
+ 2 H
2
O H
2
= H
o f
produk – H
o f
reaktan = 2 × -94,05 + 2 × -57,08 – 12,5 – 0
= -316,2 kkalmol × 4,184 kJkkal × 1000 molkmol = -1322980,8 kJkmol
H
2
260
o
C = H
2
25
o
C +
s
∫ c
p
dT = -1322980,8 + 2 × 8887,2075 + 2 × 7387,7565 – 11692,8778 –
3 × 6501,3278 = -1321627,733 kJkmol
Panas reaksi total: H
r
= r
1
× H
1
+ r
2
× H
2
= 5,8740 × -107268,1645 + 0,2617 × -1321627,733 = -975964,4018 kJjam
Panas keluar Reaktor 1 =
∫ ∑
15 ,
513 15
, 298
9
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.15 Panas Keluar Reaktor 1 R-201 Komponen
F
9 senyawa
N
9 senyawa
∫ c
pg
dT N
9 senyawa
∫ c
pg
dT
C
2
H
4
689,3905 24,5772
11692,8778 287378,2169
C
2
H
4
O 267,1160 6,0639
12610,0971 76466,7107
CO
2
63,9273 1,4526
8887,2075 12909,2215
O
2
5817,4555 181,7955
6501,3278 1181912,0789
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
N
2
23143,4834 825,9630
6309,2303 5211190,7918
H
2
O 25,7786 1,4309
7387,7565 10570,9443
Total 6780427,9641 Neraca energi total sistem:
dQdt = Q
out
– Q
in
+ H
r
= 6780427,9641 - 6793780,6298 + -975964,4018 = -989317,0675 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah: m H + dQdt = 0
kgjam 11833,9362
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
5 989317,067
C H28
- C
H48 dQdT
- m
o o
= =
=
B.6 Cooler 3 E-202
Panas masuk Cooler 3 = Panas keluar Reaktor I = 6780427,9641 kJjam
Panas keluar Cooler 3 =
∫ ∑
15 ,
318 15
, 298
10
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.16 Panas Keluar Cooler 3 E-202
Komponen F
10 senyawa
N
10 senyawa
∫ c
pg
dT N
10 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
689,3905 24,5772 891,4519
21909,3940 C
2
H
4
O 267,1160 6,0639 930,2137
5640,7480 Cooler 3
E-202 9
10
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
25,75 bar, 240
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
25,45 bar, 45
o
C Air pendingin
28
o
C
Air pendingin 48
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
CO
2
63,9273 1,4526 751,6464
1091,8131 O
2
5817,4555 181,7955 590,0582
107269,9163 N
2
23143,4834 825,9630 582,2999
480958,2100 H
2
O 25,7786 1,4309 672,9543
962,9123 Total
617832,9939 dQdt = Q
out
- Q
in
= 617832,9939 – 6780427,9641 = -6162594,9702 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah: m H + dQdt = 0
kgjam 73715,2508
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
02 6162594,97
C H28
- C
H48 dQdT
- m
o o
= =
=
B.7 Heater 3 E-203
Panas masuk Heater 3
=
∫ ∑
45 ,
303 15
, 298
12
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.17 Panas Masuk Heater 3 E-203
Komponen F
12 senyawa
N
12 senyawa
∫ c
pg
dT N
12 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
688,8390 24,5575 232,1438
5700,8809 C
2
H
4
O 20,0337 0,4548 241,5748
109,8669 CO
2
63,9209 1,4524
197,4699 286,8086
O
2
5816,8741 181,7773 156,1340
28381,6117 N
2
23141,1689 825,8804 154,2591
127399,6081 Heater 3
E-203 12 14
Kondensat 260
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
30 bar, 30,30
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
29,7 bar, 240
o
C Saturated Steam
260
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
H
2
O 31,5848 1,7532
178,1259 312,2824
Total 162191,0587
Panas keluar Heater 3 =
∫ ∑
15 ,
513 15
, 298
14
dT c
N
p senyawa
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Tabel LB.18 Panas Keluar Heater 3 E-203
Komponen F
14 senyawa
N
14 senyawa
∫ c
pg
dT N
14 senyawa
∫ c
pg
dT
C
2
H
4
688,8390 24,5575
11692,8778 287148,3143
C
2
H
4
O 20,0337 0,4548
12610,0971 5735,0033
CO
2
63,9209 1,4524
8887,2075 12907,9306
O
2
5816,8741 181,7773
6501,3278 1181793,8877
N
2
23141,1689 825,8804
6309,2303 5210669,6727
H
2
O 31,5848 1,7532
7387,7565 12951,8840
Total 6711206,6927 dQdt = Q
out
- Q
in
= 6711206,6927 - 162191,0587 = 6549015,6340 kJjam
Steam yang diperlukan adalah:
kgjam 3941,2635
kJkg 1661,6538
kJjam 40
6549015,63 C
260 dQdT
m
o
= =
=
λ
B.8 Reaktor 2 R-202
Panas masuk Reaktor 2 = Panas keluar Heater 3 = 6711206,6927 kJjam
Reaksi yang berlangsung dalam Reaktor 2 antara lain:
Reaksi I: C
2
H
4
+ ½ O
2
C
2
H
4
O Reaktor 2
R-202
C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
26,5 bar, 240
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
25,75 bar, 240
o
C Air pendingin
28
o
C
14 15
Air pendingin 48
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
H
1
= H
o f
produk – H
o f
reaktan = -12,58 – 12,5 – 0
= -25,08 kkalmol × 4,184 kJkkal × 1000 molkmol = -104934,72 kJkmol
H
1
260
o
C = H
1
25
o
C +
s
∫ c
p
dT = -104934,72 + 1 × 12610,0971 – 1 × 11692,8778 – ½ ×
6501,3278 =
-107268,1645 kJkmol
Reaksi II: C
2
H
4
+ 3 O
2
2 CO
2
+ 2 H
2
O H
2
= H
o f
produk – H
o f
reaktan = 2 × -94,05 + 2 × -57,08 – 12,5 – 0
= -316,2 kkalmol × 4,184 kJkkal × 1000 molkmol = -1322980,8 kJkmol
H
2
260
o
C = H
2
25
o
C +
s
∫ c
p
dT = -1322980,8 + 2 × 8887,2075 + 2 × 7387,7565 – 11692,8778 –
3 × 6501,3278 = -1321627,7330 kJkmol
Panas reaksi total: H
r
= r
1
× H
1
+ r
2
× H
2
= 4,6979 × -107268,1645 + 0,2033 × -1321627,7330 = -772565,4170 kJjam
Panas keluar Reaktor 2 =
∫ ∑
15 ,
513 15
, 298
15
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.19 Panas Keluar Reaktor 2 R-202 Komponen
F
15 senyawa
N
15 senyawa
∫ c
pg
dT N
15 senyawa
∫ c
pg
dT
C
2
H
4
551,3604 19,6563
11692,8778 229839,2333
C
2
H
4
O 226,9780 5,1527
12610,0971 64976,5061
CO
2
81,8113 1,8589
8887,2075 16520,6475
O
2
5722,1944 178,8186
6501,3278 1162558,1997
N
2
23141,1689 825,8804
6309,2303 5210669,6727
H
2
O 38,9084 2,1597
7387,7565 15955,0628
Total 6700519,3220
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Neraca energi total sistem: dQdt = Q
out
– Q
in
+ H
r
= 6700519,3220 - 6711206,6927 + -772565,4170 = -783252,7876 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah:
m H + dQdt = 0
kgjam 9369,0525
kJkg 17,3
1 9
, 200
kJjam 6
783252,787 C
H28 -
C H48
dQdT -
m
o o
= −
= =
B.9 Cooler 4 E-204
Panas masuk Cooler 4 = Panas keluar Reaktor 2 = 6700519,3220 kJjam
Panas keluar Cooler 4 =
∫ ∑
15 ,
318 15
, 298
16
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.20 Panas Keluar Cooler 4 E-204
Komponen F
16 senyawa
N
16 senyawa
∫ c
pg
dT N
16 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
551,3604 19,6563 891,4519
17522,6862 C
2
H
4
O 226,9780 5,1527 930,2137
4793,1458 CO
2
81,8113 1,8589
751,6464 1397,2539
O
2
5722,1944 178,8186 590,0582
105513,3652 N
2
23141,1689 825,8804 582,2999
480910,1142 Cooler 4
E-204 15
16
Air pendingin 28
o
C
Air pendingin 48
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
25,75 bar, 240
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
g
25,45 bar, 45
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
H
2
O 38,9084 2,1597
672,9543 1453,3542
Total 611589,9196
dQdt = Q
out
- Q
in
= 611589,9196 – 6700519,3220 = -6088929,4024 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah: m H + dQdt = 0
kgjam 72834,0838
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
24 6088929,40
C H28
- C
H48 dQdT
- m
o o
= =
=
B.10 Cooler 5 E-301
Panas masuk Cooler 5 =
∫ ∑
23 ,
325 15
, 298
22
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.21 Panas Masuk Cooler 5 E-301
Komponen F
22 senyawa
N
22 senyawa
∫ c
pl
dT ∫ c
pg
dT N
22 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
0,9983 0,0356 -
1217,0737 43,3190
C
2
H
4
O 457,3317 10,3821
- 1271,6665 13202,5767
CO
2
0,0323 0,0007
- 1021,8926
0,7503 O
2
2,8851 0,0902 -
799,5288 72,0887
N
2
5,3462 0,1908 -
788,5688 150,4562
H
2
O 21005,4098 1165,9308
2035,7971 - 2373598,5528
Total 2387067,7438
Cooler 5 E-301
22 23
Air pendingin 28
o
C
Air pendingin 48
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
30 bar, 52,08
o
C C
2
H
4 g
C
2
H
4
O
g
CO
2 g
O
2 g
N
2 g
H
2
O
l
29,7 bar, 45
o
C
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Panas keluar Cooler 5 =
∫ ∑
15 ,
318 15
, 298
48
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.22 Panas Keluar Cooler 5 E-301
Komponen F
23 senyawa
N
23 senyawa
∫ c
pl
dT ∫ c
pg
dT N
23 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
0,9983 0,0356 -
891,4519 31,7293
C
2
H
4
O 457,3317 10,3821
- 930,2137
9657,5769 CO
2
0,0323 0,0007
- 751,6464
0,5519 O
2
2,8851 0,0902 -
590,0582 53,2020
N
2
5,3462 0,1908 -
582,2999 111,1008
H
2
O 21005,4098 1165,9308
1502,1083 - 1751354,4219
Total 1761208,5828
dQdt = Q
out
- Q
in
= 1761208,5828 – 2387067,7438 = -625859,1610 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah:
m H + dQdt = 0
kgjam 7486,3536
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
625859,161 C
H28 -
C H48
dQdT -
m
o o
= =
=
B.11 Kondensor E-302
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Untuk mengetahui suhu pada destilat, diperlukan perhitungan suhu umpan masuk hingga K
i
x
i
= 1 terpenuhi. Trial titik didih umpan pada bagian atas kolom distilasi
T = 172,983
o
C = 446,133 K P = 10 bar = 1000 kPa
Tekanan Uap Antoine:
C K
T B
A kPa
P +
− =
ln Tabel LB.23 Titik Didih Umpan Pada Bagian Atas Kolom Distilasi
Komponen x
if
Pa K
i
= PaP K
i
.x
if
C
2
H
4
0,0046 36794,78 36,79478
0,0017 C
2
H
4
O LK
2,1299 4968,848 4,968848
0,1058 CO
2
0,0002 58165,22
58,16522 0,0001
O
2
0,0134 149946,7 149,9467
0,0201 N
2
0,0249 156813,3 156,8133
0,0390 H
2
O HK 97,8270
851,6925 0,851692
0,8332 Total 100
1,0000 Maka, suhu bagian atas kolom distilasi adalah 446,133 K
Untuk mengetahui suhu pada destilat, maka perlu perhitungan trial dew point sampai syarat y
id
K
i
= 1 terpenuhi. Trial dew point destilat
T = 85,735
o
C = 358,885 K P = 10 bar = 1000 kPa
Tabel LB.24 Dew Point Kondensor
Komponen y
id
Pa K
i
= PaP Y
id
K
i
C
2
H
4
0,1149 15934,66
15,93466 0,000072
C
2
H
4
O LK
98,8936 995,8824
0,995882 0,993025
CO
2
0,0037 19803,74
19,80374 0,000002
O
2
0,3321 97127,77
97,12777 0,000034
N
2
0,6154 108981
108,981 0,000056
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
H
2
O HK 0,0402
58,9874 0,058987
0,006817 Total 100
1,000006 Maka, suhu destilat D adalah 358,885 K dan suhu L
d
358,885 K
Panas masuk Kondensor =
∫ ∑
133 ,
446 15
, 298
27
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.25 Panas Masuk Kondensor E-302 Komponen
F
19 senyawa
N
19 senyawa
∫ c
pg
dT N
19 senyawa
∫ c
pg
dT
C
2
H
4
0,9983 0,0356
7567,1326 269,3354
C
2
H
4
O 859,0909
19,5026 8076,9945
157522,6455 CO
2
0,0323 0,0007
5941,7982 4,3628
O
2
2,8851 0,0902
4433,5255 399,7443
N
2
5,3462 0,1908
4327,7091 825,7121
H
2
O 0,3493
0,0194 5043,1806
97,7809 Total
159119,5809
Panas keluar Kondensor =
∫ ∑
885 ,
358 15
, 298
28
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.26 Panas Keluar Kondensor E-302 Komponen
F
28 senyawa
N
28 senyawa
∫ c
pl
dT ∫ c
pg
dT N
28 senyawa
∫ c
p
dT
C
2
H
4
0,9983 0,0356
- 2836,2196 100,9490
C
2
H
4
O 859,0909
19,5026 5905,4962
- 115172,7149 CO
2
0,0323 0,0007
- 2335,1107 1,7146
O
2
2,8851 0,0902
- 1799,8532 162,2819
N
2
5,3462 0,1908
- 1770,2527 337,7581
H
2
O 0,3493
0,0194 4585,0102
- 88,8976 Total
115864,3160
dQdt = Q
out
- Q
in
= 115864,3160 – 159119,5809 = -43255,2649 kJjam
Air pendingin yang diperlukan adalah:
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
m H + dQdt = 0
kgjam 517,4075
kJkg 117,3
- 00,9
2 kJjam
43255,2649 C
H28 -
C H48
dQdT -
m
o o
= =
=
B.12 Reboiler E-303
Untuk mengetahui suhu pada V
b
, maka perlu perhitungan trial bubble point sampai syarat K
i
x
i
= 1 terpenuhi. Trial bubble point bottom
T = 179,749
o
C = 452,899 K P = 10 bar = 1000 kPa
Tabel LB.27 Bubble Point Kondensor E-302
Komponen x
ib
Pa K
i
= PaP K
i
x
ib
C
2
H
4
O LK 0,0133
5473,485 5,473485
0,00073 H
2
O HK 99,9867
999,4896 0,99949
0,99936 Total
1,00008 Maka, suhu V
b
adalah 452,899 K.
Panas masuk Reboiler =
∫ ∑
17 ,
318 15
, 298
24
dT c
N
p senyawa
Tabel LB.28 Panas Masuk Reboiler E-303
Komponen F
24 senyawa
N
24 senyawa
∫
c
p
l
dT N
24 senyawa
∫
c
p
l
dT
C
2
H
4
O 2,9008 0,0659
1858,0882 122,3581
H
2
O 21868,0227 1213,8112
1503,6146 1825104,2493
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Total 1825226,6074 Panas keluar Reboiler =
∫ ∑
∫ ∑
+
17 ,
318 15
, 298
26 889
, 452
15 ,
298 25
dT c
N dT
c N
p senyawa
p senyawa
Tabel LB.29 Panas Keluar Vb alur 25 Reboiler E-303
Komponen F
25 senyawa
N
25 senyawa
∫ c
pl
dT N
25 senyawa
∫ c
pl
dT
C
2
H
4
O 0,1145 0,0026
8510,9980 22,1129
H
2
O 862,7977 47,8906
5277,9289 252763,3789
Total 252785,4918
Tabel LB.30 Panas Keluar B alur 26 Reboiler E-303
Komponen F
26 senyawa
N
26 senyawa
∫ c
pl
dT N
26 senyawa
∫ c
pl
dT
C
2
H
4
O 2,7863 0,0633
1858,0882 117,5304
H
2
O 21005,2250 1165,9206
1503,6146 1753095,1876
Total 1753212,7180
Panas keluar Reboiler = 252785,4918 + 1753212,7180 =
2005998,2098 kJjam
dQdt = Q
out
- Q
in
= 2005998,2098 – 1825226,6074 = 180771,6024 kJjam
Steam yang diperlukan adalah:
kgjam 108,7902
kJkg 1661,6538
kJjam 4
180771,602 C
260 dQdT
m
o
= =
=
λ
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
C.1 Tangki Penyimpanan Etilen TT-101
Fungsi :
Menyimpan etilen untuk kebutuhan 20 hari
Bahan konstruksi : Low Alloy Steels SA-353
Bentuk : Silinder
vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal
Jenis sambungan : Single welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi
Tekanan =
1,5 bar
Temperatur =
-113,15 °C
Laju alir massa = 586,0413 kgjam
ρ
etilen
= 577 kgm
3
Martinez, 2007
Kebutuhan perancangan = 20 hari Faktor kelonggaran
= 20 Perhitungan:
a. Volume tangki
Volume etilen,V
l
=
3
577 24
20 0413
, 86
5 m
kg hari
jam hari
jam kg
× ×
= 487,5214 m
3
Volume tangki, V
t
= 1 + 0,2 × 487,5214 m
3
= 585,0256 m
3
b. Diameter dan tinggi shell
Direncanakan: •
Tinggi shell : diameter H
s
: D = 5 : 4 •
Tinggi head : diameter H
h
: D = 1 : 4 -
Volume shell tangki V
s
V
s
=
π 4
1
D
i 2
H V
s
=
3
16 5
D
π
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
- Volume tutup tangki V
h
V
h
=
3
24 D
π
Brownell,1959
- Volume tangki V
V = V
s
+ 2V
h
585,0256 m
3
=
3
48 19
D
π D
i
= 7,78 m H
s
= 9,72 m c.
Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki
= 7,78 m H
h
= ×
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
= ×
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
4 1
Hh D
D 7,78
= 1,94 m H
t
Tinggi tangki = H
s
+ 2H
h
= 13,61 m d.
Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki =
3 3
585,0256 487,5214
m m
× 9,72 m = 8,10 m Tekanan
hidrostatik: P
= ρ × g × h
= 577 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 8,10 m = 45818,6 Pa = 45,8186 kPa
P
o
= Tekanan operasi = 1,5 bar = 150 kPa
P
total
= 150 kPa + 45,8186 kPa = 195,8186 kPa
Faktor kelonggaran =
20 P
design
= 1,2 × 195,8186 = 234,9823 kPa Joint efficiency E
= 0,8
Brownell,1959 Allowable stress S
= 155131,4984 kPa Brownell,1959
Tebal shell tangki:
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
in 0,2903
m 0,0074
kPa 23
1,2234,98 kPa0,8
984 2155131,4
m 7,78
kPa 234,9823
1,2P 2SE
PD t
= =
− =
− =
Faktor korosi
=
1 8
in Maka tebal shell yang dibutuhkan
= 0,2903 in +
1 8
in = 0,4153 in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in
Brownell,1959 e.
Tebal tutup tangki
in 0,1450
m 0,0037
kPa 23
0,2234,98 kPa0,8
984 2155131,4
m 7,78
kPa 234,9823
0,2P 2SE
PD t
= =
− =
− =
Faktor korosi
=
1 8
in Maka tebal tutup yang dibutuhkan = 0,1450 in +
1 8
in = 0,27 in Tebal tutup standar yang digunakan = ½ in
Brownell,1959
C.2 Pompa Etilen J-101
Fungsi : Memompa etilen ke Heater 1 E-101
Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi:
P
Suction
= 1 bar P
Discharge
= 1 bar T
= 28
o
C F
= 586,0413 kgjam
ρ
etilen
= 577 kgm
3
Martinez, 2007
Viskositas = 1,0466 cP = 0,0007 lbmft s
Perry, 1999
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Laju alir volumetrik, m
v
=
3
577 586,0413
m kg
jam kg
= 0,0003 m
3
s = 0,01 ft
3
s = 4,4720 galmenit
Desain pompa:
Di
,opt
= 0,363 m
v 0,45
ρ
0,13
Timmerhaus, 2004
= 0,363 0,0003 m
3
s
0,45
577 kgm
3 0,13
= 0,0210 m = 0,8255 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis 1997, dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal
: 1 in Schedule number
: 40 Diameter Dalam ID
: 1,049 in = 0,0874 ft Diameter Luar OD
: 1,315 in = 0,1096 ft Inside sectional area
: 0,006 ft
2
Kecepatan linier, v =
A Q
=
2 3
006 ,
0,01 ft
s ft
= 1,6606 fts Bilangan Reynold:
N
Re
=
μ ρ
D v
× ×
Timmerhaus, 2004
=
lbmft.s 0,0007
0874 ,
6606 ,
1 0211
, 36
3
ft s
ft ft
lbm
= 7434,4161 Turbulen
Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε = 0,000046 Timmerhaus,
2004 Pada N
Re
= 7434,4161 dan εD =
m m
0266 ,
0000463 ,
= 0,0017
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
maka harga f = 0,0075 Timmerhaus, 2004
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,5
α
2 1
2 1
2
v A
A ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ −
=
174 ,
32 1
2 1,6606
1 5
,
2
−
= 0,0214 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 12
174 ,
32 2
1,6606
2
= 0,0857 ft.lbflbm
Pipa lurus 10 ft: F
f
= 4f
c
g D
v L
. 2
. .
2
Δ = 40,0075
174 ,
32 .
2 .
2803 ,
1,6606 .
10
2
= 0,1471 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= n
c
g v
A A
. .
2 1
2 2
2 1
α ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ − = 1
174 ,
32 1
2 1,6606
1
2 2
−
= 0,0429 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,2970 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli:
2 1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v ρ
α
Geankoplis,1997 dimana: v
1
= v
2
P
1
= 1,5 bar P
2
= 1,5 bar ∆P = 0
tinggi pemompaan ΔZ = 15 ft
maka : 2970
, 15
174 ,
32 174
, 32
= +
+ +
+
s
W
Ws = 15,2970 ft.lbflbm
Efisiensi pompa,
η= 80 Ws =
η × Wp 15,2970
= 0,8 × Wp
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Wp = 19,1213 ft.lbflbm
Daya pompa: P = m × Wp
= lbm
lbf ft
s lbm
hp s
lbf ft
. 1213
, 19
. .
550 3600
45359 ,
586,0413 ×
= 0,0125 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 hp.
C.3 Heater 1 E-101
Fungsi : menaikkan temperatur etilen sebelum dimasukkan ke
kompresor 1 JC-101
Jenis :
Double Pipe Heat Exchanger Dipakai
: 2 × 1¼ in IPS, panjang hairpin 20 ft Jumlah
: 1 unit Fluida panas:
Laju alir steam masuk = 46,3905 kgjam = 778,8448 lbmjam
Temperatur awal T
1
= 260°C = 500°F
Temperatur akhir T
2
= 260°C = 500°F
Fluida dingin: Laju alir cairan masuk
= 586,0413 kgjam = 1292,0067 lbmjam Temperatur awal t
1
= -113,15°C = -171,67°F
Temperatur akhir t
2
= -57°C = -70,6°F
Panas yang diserap Q = 77084,8745 kJjam = 73062,0766 Btujam
1
Δt = beda suhu sebenarnya
Fluida Panas Fluida dingin
Selisih
T
1
= 500 °F
Temperatur yang lebih tinggi
t
2
= -70,6 °F
Δt
1
= 570,6 °F
T
2
= 500 °F
Temperatur yang lebih rendah
t
1
= -171,67 °F
Δt
2
= 671,07 °F
T
1
– T
2
= 0 °F
Selisih t
2
– t
1
= 101,07
°F Δt
2
– Δt
1
= 101,07 °F
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
762 ,
619 570,6
671,67 ln
101,07 t
t ln
t t
LMTD
1 2
1 2
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ =
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
− =
°F
101,07 t
t T
T R
1 2
2 1
= =
− −
= 0,15
67 ,
171 500
101,07 t
T t
t S
1 1
1 2
= +
= −
− =
Untuk nilai R = 0, maka Δt = LMTD = 619,762°F
2 T
c
dan t
c
500 2
500 500
2 T
T T
2 1
c
= +
= +
=
°F
-121,135 2
6 ,
70 67
, 171
2 t
t t
2 1
c
= −
− =
+ =
°F
Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi:
- Diameter dalam tube 2 in D
2
= 2,067 in = 0,1723 ft
- Diameter luar tube 1,25 in D
1
= 1,66 in = 0,1383 ft
- External surface = 0,435 ft
2
ft
-
Panjang hairpin = 12 ft
- R
d
= 0,001
a.
Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin gas, diperoleh U
D
= 2-50, dan dari tabel 12, hal. 845 diperoleh faktor pengotor R
d
= 0,001 Diambil U
D
= 40 Btujam ⋅ft
2
F Luas permukaan untuk perpindahan panas,
2 o
o 2
D
ft 9472
, 2
F 762
, 619
F ft
jam Btu
40 Btujam
73062,0766 t
U Q
A =
× ⋅
⋅ =
× =
Panjang pipa yang dibutuhkan = ft
lin 7751
, 6
435 ,
ft 2,9472
2 2
= ft
ft
Hairpin =
1 2823
, 12
2 ft
lin 6,7751
2 ≈
= ×
= ×
ft L
pipa panjang
b. Koreksi U
D
A = hairpin × 2L × external surface
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
= 1 × 2 × 12 ft × 0,435 ft
2
ft =
10,44 ft
2
F ft
jam Btu
2919 ,
1 1
F 19,762
6 ft
44 ,
10 Btujam
73062,0766 t
A Q
U
2 2
D
° ⋅
⋅ =
° ×
= ⋅
= Fluida panas:
steam, anulus
3 Flow area
anulus D
2
= ID 2 in =
12 067
, 2
in
= 0,1723
ft Tabel
11, Kern
Kategori