A-199
6. Maksimum superfisial velocity V flood = k
− 0,5
Pers.11.81, Coulson
= 0,102 x 807.373
− 2.799 2.799
0,5
= 1.729312904 ms Diambil superfisial velocity = 70 supaya tidak terjadi flooding
hal 459 coulson
x = 70 x Vflood
= 70 x 1.729312904 ms = 1.210519033 ms
7. Kecepatan volume fase uap
A-200
Qv = 3600
= 92.6847194
kg kgmol
x 199.6130685 kmol
jam 2.799 kgm
3
x 3600 = 1.836 m
3
s 8. Luas area
Net area An = Qvx =
1.836
3
1.210519033 = 1.5167 m
2
9. Menentukan Luas Area Netto At Luas down spot untuk w =0,6T adalah 5,2577
tabel 6.1 Treybal
Total area At = An
1-0,052577
= 1.5167
1 − 0,052577
= 1.60088442 m
2
10. Diameter bawah Diameter bawah =
4 x At 3,14
0,5
= 4 x 1.60088442
3,14
0,5
=1.428055746 m hasil memenuhi range nilai trial.
A-201
Dengan pertimbangan diameter atas dan bawah, maka ambil diameter paling besar yaitu diameter bottom = 1.428055746 m.
g. Menentukan Jenis Aliran Flow Pattern
Kecepatan volumetris maksimum cairan:
B L
B w
B L
L Q
, ,
,
Q
L,B
=
3
373 .
807 17525581
. 6
m kg
s kg
= 0.007648579 m
3
s Keterangan:
Q
L.bot
= laju alir volumetrik bagian bottom m
3
s L
w
= laju alir massa cairan bagian bottom kgs ρ
L
= densitas cairan bagian bottom kgm
3
dari figure 11.28 Coulson, 1983 untuk Q
L,B
= 0.007648579 m
3
s dan
D=1.428055746 m, maka jenis alirannya adalah crossflow single pass.
A-202
h. Perancangan Tray
Diameter menara , D
c
= 1.428055746 m Luas menara, A
c
4xDc
2
= 0.938085098 m
2
Luas downcomer,A
d
= 0,12 A
c
= 0.046904255 m
2
Luas aktif, A
a
= A
c
– 2,A
d
= 0.84427589 m
2
Luas hole, A
h
= 0,1,A
a
= 0.0258289 m
2
Dari figure11.31 Coulson, 1983, untuk A
d
A
c
= 0,05 maka :
A-203 l
w
D
c
= 0.6
Panjang weir,l
w
= 0.6 x D
c
= 0.6 x 1.428055746 m = 0.856833447 m
Tinggi Weir h
o
Untuk menara distilasi yang tekanan operasi di atas tekanan atmosfer, tinggi weir
yang digunakan antara 40-90 mm. Tinggi weir yang direkomendasikan adalah antara 40
– 50 mm Coulson,1983. Tinggi weir yang digunakan h
o
= 40 mm = 0,04 m
Diameter Hole d
h
Diameter hole yang biasa yang digunakan adalah antara 2,5 – 12 mm, dan
yang direkomendasikan adalah 5 mm Coulson, 1983. Diameter hole yang digunakan = 5 mm
Tebal Tray
Material = stenlis steel Tebal tray yang digunakan = 3 mm
Menentukan Jumlah Hole
Luas 1 lubang =
2
4
h
xd
A-204 =
4 14
, 3
x 5 mm
2
= 19,625 mm
2
1,9625.10
-5
m
2
Jumlah lubang =
lubang 1
luas A
h
=
2 5
- 2
10 1,9625
0.02528298 m
m
= 1290.613893 buah
Spesifikasi Tray :
Diameter tray = 1.428055746 m
Diameter lubang d
h
= 0,005 m Jumlah hole
= 1290.613893 buah Material tray
= Stenlis steel Material downcomer
= Stenlis steel Tray spacing
= 0,6 m Tray thickness
= 0,003 m Panjang weir
= 0.856833447 m Tinggi weir
= 0,04 m
i. Pemeriksaan Weeping Rate
Kecepatan aliran cairan maksimum :
A-205 L
w
,max = 6.1275255805 kgs
turn-down ratio = 0,80
Kecepatan aliran cairan minimum : L
w
,min = 0,8 x 6.1275255805 kgs
= 4.940204644 kgs
Tinggi weir liquid crest h
ow
:
3 2
750
w L
w ow
I L
h
Coulson, 1983 : pers. 11.85
keterangan : L
w
= liquid flow rate, kgs I
w
= weir length, m
L
= densitas liquid, kgm
3
h
ow
= weir crest, mm liquid
h
ow
max =
m m
kg s
kg 856833447
. 373
. 807
175255805 .
6 750
3
= 32.27385408 mm liquid
h
ow
min =
m m
kg s
kg 856833447
. 373
. 807
940204644 .
4 750
3
A-206 = 27.81276432 mm liquid
Pada minimum rate, h
o
+ h
ow
= 67.81276432 mm liquid
Dari fig. 11. 30 Coulson, 1983 :
K
2
= 30.6 Kecepatan uap minimum desain dihitung dengan persamaan Eduljee :
2 1
2
4 ,
25 90
,
h h
d K
u
Coulson, 1983 : pers. 11.84
Keterangan:
h
u
= kecepatan uap minimum desain, ms K
2
= konstanta
A-207 d
h
= diameter hole, mm
v
= densitas uap, kgm
3
2 1
3
799 .
2 5
4 ,
25 90
, 6
. 30
m kg
mm u
h
= 7.315969317 ms Kecepatan uap minimum aktual u
am
:
h b
v am
A Q
u 8
,
,
=
2 3
02528298 .
8 ,
836 .
1 m
s m
= 57.99085476 ms
u
am h
u
min sehingga tidak terjadi weeping
G. Desain Mekanis Menara Distilasi
A-208
OD
ID A
B icr
b = tinngi dish
a t
r
OA
sf
C
Gambar 13.2. Torispherical flanged and dished head Keterangan :
t
h
= Tebal head in icr
= Inside corner radius in
r = Radius of dish
in sf
= Straight flange in
OD = Diameter luar in
ID = Diameter dalam in
b = Depth of dish in
OA = Tinggi head in
Menentukan Tebal Shell
Data perhitungan :
A-209 P
operasi
= 1 atm P
design
= 1,2 x P
operasi
= 1,2 atm = 17,635 psi
Material = Stainless steel SA 212 grade B f = 17500 psi Peters and Timmerhaus, 1991, Tabel 4, Hal. 538
c = 0,125 in Brownell and Young, 1959 E = 0,85 Brownell and Young, 1959, Tabel 13.2
Jari-jari menara = 28.1112774 in
Brownell Young,1959, pers. 13.11
=
in psi
in psi
125 ,
635 ,
17 6
, 85
, 17500
1112774 .
28 635
, 17
= 0.160447007 in Digunakan tebal plate standar untuk shell : 316 in = 0,1875 in brownel,tabel
5.7 Keterangan :
c P
E f
r P
t
i
.
6 ,
. .
A-210 t
s
= Tebal shell in P = Tekanan operasi psi
f = Allowable stress psi r
i
= Jari-jari shell in E = Efisiensi pengelasan
c = Faktor korosi in
Menentukan Tebal Head
OD = ID + 2 x ts
= 56.2225547 + 2 x 316 = 56.22554719 in ~ 60 in
t shell = 0,1875 in dari Tabel 5.7 Brownell and Young :
icr = 3 58 in
rc = 60 in
icr r
w
c
3 .
4 1
= 1,767 in
c P
f w
r P
t
c h
2
, 2
. .
= 0,1918 in
t head standar = 316 = 0,1875 in
