LC.10 Reaktor Deprotonasi R-101
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi pembentukan garam
bisfenol Tipe
: Reaktor Tangki Berpengaduk Bentuk
: Silinder vertikal dengan tutup datar dan alas ellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B
Jenis Sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
a. Volume reaktor
Tabel LC.1 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Deprotonasi R-101 Komponen
Laju alir kgjam ρ kgm
3
V m
3
jam Bisfenol-a
3513,4890 1195
2,9402 NaOH
1232,8032 1520,3
0,8109 Total
4746,2922 -
3,7511 Tabel LC.2 Komposisi Bahan Keluar dari Reaktor Deprotonasi R-101
Komponen Laju alir kgjam
ρ kgm
3
V m
3
jam Bisfenol-a
175,6745 1195
0,1470 NaOH
61,6402 1520,3
0,0405 Garam Bisfenol
3981,9543 1312
3,0350 Air
527,0234 992,25
0,5311 Total
4746,2922 -
3,7537 Dalam hal ini terjadi perubahan densitas ρ karena perubahan jumlah mol selama
reaksi, yaitu : ρ
Campuran masuk
= 1279,4935 kgm
3
ρ
Campuran keluar
= 1274,8700 kgm
3
perubahan densitas sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Maka harga faktor volume
ε yaitu ε = 0. Reaktor dirancanng dengan space time , = 1 jam
o o
V V
V V
V = 1 jam × 3,7511 m
3
jam = 3,7511 m
3
Universitas Sumatera Utara
Maka volume reaktor adalah 3,7511 m
3
b. Diameter D
i
dan Tinggi Reaktor H
R
Diambil H
s
: D
i
= 1 : 1 H
h
: D
i
= 1 : 4 volume reaktor V
R
= volume tutup dan alas + volume silinder 3,7511 m
3
= 2
s i
i
H D
D 4
24
2 3
Brownell dan Young, 1959
3,7511 m
3
= 2
i i
i
D D
D 4
24
2 3
3,7511 m
3
= 1,3083 D
i 3
D
i
= 1,4206 m R
= 0,7103 m Tinggi silinder H
s
= 1,4206 m Tinggi tutup h
= 0,3552 m Tinggi reaktor H
R
= H
s
+ 2h = 2,1309 m Tinggi larutan dalam reaktor H
i
: V = 2
i i
i
H D
D 4
24
2 3
3,7511 = 0,2617 D
i 3
+ 0,7850 D
i 2
H
i
3,7511 = 0,7503 + 2,4719 H
i
H
i
= 1,2140 m.
Kecepatan reaksi masing – masing komponen, yaitu:
i o
i
c c
r
Komponen : Bisfenol = A
A o
A A
c c
r
1 7705
, 4100
, 15
A
r
14,6395 kmolm
3
.jam
Komponen : NaOH = B
Universitas Sumatera Utara
B o
B B
c c
r
1 5410
, 1
8201 ,
30
B
r
29,2791 kmolm
3
.jam
Komponen : Garam bisfenol = C
C o
C C
c c
r
1 6395
, 14
B
r
14,6395 kmolm
3
.jam
Komponen : Air = D
D o
D D
c c
r
1 2791
, 29
B
r
29,2791 kmolm
3
.jam
c. Tebal silinder t
s
dan tebal head t
h
Tekanan rencana P
o
= 1 atm × 14,6960 psi = 14,6960 psi Tekanan hidrostatik P
p
= ρ × g × h
= 1279,4935 kgm
3
× 9,8 ms
2
× 1,2140 m. = 15.221,8502 Pa
= 2,1941 Psi Tekanan desain P
desain
= P
o
+ P
p
= 16,8901 Psi Tekanan operasi maksimum dinaikkan sebesar 10, maka :
Tekanan operasi P
op
= 1,1 × 16,8901 = 18,5791 Psi Dimana bahan konstruksi reaktor adalah Stainlees Steel SA-212 dengan data sebagai
berikut : Joint efficiency
, E = 0,8 Brownell, 1959
Allowable stress , S = 17500 psia = 120658,248 kPa
Brownell, 1959 Faktor korosi, C = 180 in
Peters, 2004 Umur alat, n = 10 tahun
Tebal silinder, t
s
: t
s
= nC
P SE
D P
2 ,
1 2
Universitas Sumatera Utara
t
s
=
80 1
10 7591
, 18
2 .
1 8
, 17500
2 37
, 39
4206 ,
1 5791
, 18
in psi
psi m
in m
psi
t
s
= 0,1621 in
head berbentuk ellipsoidal dishead head, maka :
tebal head t
h
: t
h
=
nC P
SE D
P 2
. 1
2
t
h
=
80 1
10 7591
, 18
2 .
1 8
, 17500
2 37
, 39
4206 ,
1 5791
, 18
in psi
psi m
in m
psi
t
h
= 0,1621 in
d. Perencanaan sistem pengaduk
