h = 1
39 ,
1 39
, 1
1545 5461,1826
39 ,
1 1
39 ,
1
1 = 144874,1356 ft
Hp = 0,67975 144874,1356
= 3,7302 Hp 33000 0,8
14. Reaktor Hidrogenasi R
Fungsi :
Untuk mereaksikan asam oleat dan linoleat dengan gas hidrogen untuk menghasilkan asam stearat.
Jumlah : 1
buah Tipe
: Tangki berbentuk silinder vertikal, bagian bawah
dan tutup elipsoidal Bahan
: Carbonsteel Brownell Young,1959
Kondisi operasi : 180
o
C.3atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 2509,5939 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1033,81 kgm
3
= 64,3936 lbft
3
Reaksi yang terjadi: C
17
H
33
COOH + H
2
C
17
H
35
COOH Oleat A B
Stearat C Diketahui
Konversi reaksi, x
A
= 98
Waktu tinggal,
= 45 menit = 0,75 jam Q
=
3
81 ,
1033 5939
, 2509
m kg
jam kg
= 2,4275 m
3
jam F
Ao
= 5,3287 kmoljam
Lampiran A C
Ao
= jam
m jam
kmol 4275
, 2
5,3287
3
= 2,1951 kmolm
3
F
Bo
= 5,3287 kmoljam
Lampiran A F
Ao
= F
Bo
= 5,3287 kmoljam Untuk
F
Ao
= F
Bo
maka laju reaksi adalah sebagai berikut:
-r
A
= k C
Ao 2
1-x
A 2
Universitas Sumatera Utara
k = 1 molliter.detik
Levenspiel, 1999 =
3600 kmolm
3
jam -r
A
= 3600 2,1951 kmolm
3 2
1-0,98
2
= 6,9386
kmolm
3
jam
Waktu tinggal;
= C
A0
XA A
A
r dX
= 2,1951
kmolm
3
98 ,
3
jam kmolm
9386 ,
6 98
,
= 0,3100
jam =
18,6 menit
Volume reaktor, V = F
Ao
A A
r x
= 5,3287
kmoljam jam
kmolm 9386
, 6
98 ,
3
= 0,7526
m
3
Karena selain asam oleat, masih ada lagi komponen lain yang tidak ikut bereaksi sehingga volumenya turut diperhitungkan, yaitu;
Volume = jam
x 3100
, kgm
1033,81 kgjam
1,9539 547,0915
1533,3619 2509,5939
3
= 0,1287 m
3
Total volume Reaktor = 0,7526 + 0,1287
= 0,8813 m
3
Faktor keamanan = 20 Volume reaktor
= 1,2 x 0,8813 m
3
= 1,0576 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = Dt Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
1,0576 m
3
=
3
14 ,
3 4
1 Dt
1,0576 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,1045 m = 3,6237 ft
Jari – jari tangki, R = 2
m 1,1045
= 0,5522 m = 21,7402 in Tinggi tangki; Hs = 3,6237 ft
Universitas Sumatera Utara
Tinggi elipsoidal; He = 2
4 1
x 1,1045 m = 0,5522 m Tinggi tangki total; H
T
= 1,1045 m + 0,5522 m = 1,6567 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe
dkk,1993 Dimana Po = Tekanan awal 3 atm = 44,1 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6237 ,
3 64,3936
3
ft
ft lb
= 45,2733 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 45,2733 Psi = 54,3280 Psi Tebal silinder, ts
= nc
P SE
R x
P
6 ,
Dimana; P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts = tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 54,3280
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 7402
, 21
Psi 54,3280
= 0,1789 in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 3,6237 ft = 1,0871 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 1,0871 ft = 0,2174 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 1,0871 ft = 0,2718 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 3,6237 ft
= 0,9059 ft
Universitas Sumatera Utara
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P =
550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 3936
, 64
1,0871 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0348 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0348
= 0,0435 hp = 110 hp
Perancangan jaket pemanas
Desain jaket yang diinginkan sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan disekeliling tangki
Massa steam pemanas yang dibutuhkan; m = 3911,5046 kgjam Specifik volume steam;
pada T = 200
o
C = 0,1237 m
3
kg Perry dkk,1999 Waktu tinggal pemanas = ½ menit
Penentutuan volume jaket, Vj Vj
= 3911,5046 kgjam x 0,1237 m
3
kg 60
5 ,
x = 4,0321 m
3
Penentuan R
1
Vj = [
R
1 2
}- R
2
+ t
p 2
] x Hs
R
2
R
1
Universitas Sumatera Utara
Dimana: R
2
= jari – jari votator; m Tp
= tebal shell ; m Hs
= tinggi shell ; m 4,0321 = [
R
1 2
}- 0,5509 + 0,0033
2
x 1,4691 4,0321 = [
R
1 2
}- 0,3071] x 1,4691
R
1 2
=
3071
, 0491
, 3
= 3,3562 m
R
1
= 1,832 m
Penentuan tebal jaket, t
j
R
1
= R
2
+ t
p
+ t
j
t
j
= R
1
– R
2
+ t
P
= 1,832 – 0,5509+ 0,0033 = 1,2778 m
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,1018 m
Tinggi Tangki; HT
= 2,02 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk
= 1,0845 ft
Daya motor = 110 hp
Tipe pengaduk
= propeler
Tebal jaket = 1,2778 m
15. Pompa Reaktor P-05
