VIII-63
BAB VIII UTILITAS
Pada pabrik Propylene Glycol dari Propylene Oxide dengan proses Hidrasi ini diadakan suatu unit pembantu, yaitu unit utilitas, sebagai unit yang berfungsi
untuk menyediakan bahan maupun tenaga pembantu sehingga membantu kelancaran operasi dari pabrik.
Unit utilitas ini berfungsi untuk : 1.
Penyediaan a.
Steam Steam digunakan sebagai pemanas dalam proses.
b. Air
Air digunakan untuk bermacam-macam kebutuhan, antara lain untuk : • Proses
• Pendingin • Umpan boiler
• Sanitasi • Kebutuhan yang lain
c. Tenaga listrik
Tenaga listrik digunakan untuk penggerak motor dan penerangan d.
Bahan bakar Bahan bakar digunakan untuk proses
2. Pengolahan air
Kebutuhan air secara keseluruhan adalah sangat besar sehingga perlu dibuat system pengolahan air sendiri karena lebih ekonomis dan
menjamin berjalannya pabrik secara terus-menerus.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
VIII.1 UNIT PENGOLAHAN AIR
Air sebagai penunjang proses diperoleh dari sungai dengan membuat suatu system pompa air yang digunakan sebanyak 2 buah, sebuah beroperasi sedangkan
sebuah lagi sebagai cadangan. Pengolahan air untuk memperoleh air yang jernih dilakukan dengan cara
pengendapan, penggumpalan dan penyaringan. Adapun tahap-tahap pengolahan air adalah seperti diuraikan dibawah ini :
Air sumur bor dipompakan ke unit pengolahan air melalui pipa, selanjutnya air diproses dalam unit pengolahan air secara berurutan sebagai berikut :
1. Bak Penampung
Air yang diperoleh dari sungai ditampung dan dibiarkan beberapa saat dengan agar partikel yang berukuran besar dan berat dapat
mengendap. Selanjutnya air dipompakan ke Clarifier, sedangkan endapannya dibuang.
2. Clarifier
Air dari bak penampung yang masih mengandung kotoran berupa partikel-partikel kecil ditambahkan koagulan dengan cara diinjeksi pada
pipa yang menuju Clarifier. Koagulan yang dipakai adalah Al
2
SO
4 3
. Pada Clarifier ini terjadi flokulasi dimana partikel-partikel kecil menjadi flok-
flok yang lebih mudah mengendap. Endapan dibuang sedangkan air ditampung sementara dalam bak penampang.
3. Bak penampung air jernih
Air dari clarifier ditampung sementara sebelum disaring didalam pressure sand filter.
4. Pressure Sand Filter
Air yang dipompakan dari bak penampung disaring dalam pressure Sand Filter. Didalam pressure Sand Filter terdapat 2 lapisan yaitu yang
paling bawah adalah lapisan kerikil kasar setebal beberapa inch sedangkan lapisan dibagian atasnya berupa lapisan pasir setebal 2-4 ft. Air yang
masuk dari atas akan mengenai baffle yang berfungsi mencegah kerusakan lapisan pasir karena aliran langsung. Endapan yang tertahan akan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
menyumbat pasir dan dihilangkan dengan air yang disemprotkan dari bagian bawah. Air ini keluar dari bagian atas dan dibuang. Air jernih
keluar dari bagian bawah dan dianggap sudah bebas dari zat-zat tersuspensi atau koloid-koloid, tetapi masih mengandung ion-ion yang
dapat mempengaruhi kesadahan air. Kemudian air ini ditampung dalam bak penampung air jernih.
5. Bak penampung air bersih
Bak ini berfungsi sebagai penyimpanan air sementara, kurang lebih satu hari. Air dalam bak ini sudah dapat digunakan untuk kepentingan
proses, sedangkan untuk ketelpembangkit steam, air perlu diproses lagi pada demineralizer dan air untuk sanitasi perlu ditambahkan kaporit.
6. Demineralizer
Didalam demineralizer dilakukan proses penghilangan ion-ion yang terkandung dalam air dengan menambahkan resin dan diharapkan air
dari tangki ini sudah bebas dari ion air demineralisme. 7.
Feed Water Boiler Tank Air dari demineralizer ditampung dalam tangki ini untuk dialirkan
ke boiler. 8.
Bak Sanitasi Air dari bak penampung ditambahkan kaporit untuk keperluan
sanitasi.
VIII.2 UNIT PENYEDIAAN STEAM
Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam yang digunakan sebagai media pemanas pada heater. Jumlah steam yang
dibutuhkan untuk proses pembuatan Propylene Glycol adalah sebagai berikut :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Kebutuhan air steam : Nama Alat
Kebutuhan air kgjam Heater Propylene Oxide
Heater Air Evaporator
Heater Feed Distilasi Reboiler 01
Reboiler 02 354,0360
187,7813 168,9381
170,9776 11642,2824
6662,698 Total 19186,5852
Jadi kebutuhan air untuk steam sebesar 19186,5852 kgjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi maka
direncanakan 1,25 lebih dari kebutuhan normal, Jumlah total steam yang dibutuhkan = 1,25 x kebutuhan normal
= 1,25 x 19186,5852 kgjam =
23983,2315 kgjam
= 52873,9118
lbjam Steam :
Suhu =
270 C Tekanan =
5505,8 kPa
Kebutuhan bahan bakar dapat dihitung sebagai berikut : mf = ms h – hf
Severn, p. 143 eb . F
dimana : mf
= massa bahan bakar yang dipakai, lbjam ms
= massa uap yang dihasilkan, lbjam h
= enthalpy dari uap, Btulb hf
= enthalpy dari liquid, Btulb eb
= effisiensi bahan boiler = 60 - 85 Severn,hal 143
Ditetapkan eb = 70 F
= nilai kalor bahan bakar, Btulb Boiler dipakai untuk menghasilkan steam jenuh bertekanan 5505,8 kPa
dan pada suhu 270 C
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Digunakan diesel oil 33 API, Sulfur 0,22, Sg 0,85 Perry 6
ed
tab.27-6 didapat density 52,87 lbft
3
= 7,0672 lbgal
maka : h – hf = 694,10 Btulb
F = 137000 Btugal
= 19385,2279 Btulb Perry 6
ed
fig.27-3 Maka :
mf = 52873,9118 x 694,10
0,7 x 19385,2279 = 2704,5470 lbjam
= 64909,1284 lbhari Jadi diesel oil yang dibutuhkan sebesar 64909,1284 lbhari
Menghitung Power Boiler :
hp = ms .
λ Severn,hal
140 970,3 x 34,5
Dimana : Angka 970,3 dan 34,5 adalah penguapan 34,5 lb airjam pada 212 F
menjadi uap kering untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar 970,3 Btulb
Maka : hp
= 52873,9118 x 694,10 970,3000 x 34,5
= 1096,3226 hp
Menghitung kapasitas Boiler
Q = ms . h – hf
1000 = 52873,9118 x 694,10
1000 = 36699,7822 kBtujam
Air yang dibutuhkan = 1,1 x Jumlah air yang dibutuhkan = 1,1 x 52873,9118
= 58161,3030
lbjam Density air pada 30 C
= 62,43 lbft
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Volumetric air = 58161,3030
62,43 =
931,6243 ft
3
jam Menghitung heating surface boiler
Untuk 1 hp boiler = 10 ft
2
heating surface Severn, hal 140
Spesifikasi :
Nama alat : Boiler
Fungsi : Menghasilkan steam untuk pemanasan
Type : Fire tube boiler, medium low pressure
Heating surface : 10963,2258 ft
2
Kapasitas air boiler : 58161,3030 lbjam
Rate steam : 52873,9118 lbjam
Jenis steam : Saturated steam pada 5505,8 kPa, 270 C
Effisiensi boiler : 70
Bahan bakar : Diesel Oil 33 API
Rate bahan bakar : 2704,5470 lbjam
Jumlah : 2 buah
Power : 1096,3226 hp
VIII.3.1 AIR PENDINGIN
Air untuk proses pendinginan harus memenuhi beberapa syarat yaitu bebas korosi, bebas mikroorganisme dan jamur dan pH netral.
Dari perhitungan neraca panas diperoleh kebutuhan air pendingin sebagai berikut :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Density air : 62,43 lbft
2
Nama Alat Kebutuhan Air kgjam
Kebutuhan Air ft
3
hari Reaktor
Kondensor Evaporator Kondensor Distilasi 01
Cooler Propylene Glycol Kondensor Distilasi 02
Cooler Dipropylene Cooler Tripropylene
37535,6145 3415,8753
223245,9863 8909,3463
127757,7650 3726,8707
773,1404 31812,30811
2895,0340 189206,1763
7550,8786 108277,6834
3158,6098 655,2545
Total 405364,5985 343555,9477
Jadi kebutuhan air untuk pendinginan adalah sebesar 343555,9477 ft
3
hari Kehilangan air karena evaporasi dan drift loss berkisar 2 - 5
Dari rate masuk Perry 7
ed
, hal 12-16 Dianggap kehilangan air pada waktu sirkulasi adalah 0,05 dari total air pendingin.
Sehingga sirkulasi air pendingin adalah 0,95 Air yang disirkulasi = 0,95 x 343555,9477 ft
3
hari =
326378,1475 ft
3
hari Air yang ditambahkan sebagai make-up water
= 0,05 x 343555,9477 =
17177,7972 ft
3
hari Untuk keperlun ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut :
Cooling Tower P-173 Fungsi
: Mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai Kapasitas
: 326378,1475 ft
3
hari = 326378,1475 x 7,481
1440 = 1695,5798 gpm
T air masuk pada Cooling Tower T
1
= 50 C 122 F
T air keluar pada Cooling Tower T
2
= 50 C 86 F
T wet bulb T
wb
= 68 F
Diambil kondisi 70 relative humidity 30 C
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Temperatur approach = T
2
– T
wb
= 18 F
Temperatur range = T
1
– T
2
= 36 F
Dengan dasar perhitungan dari Perry, edisi 3, hal 795, diperoleh : -
Tinggi Cooling Tower : 35 ft
- Jumlah Deck
: 12 buah -
Lebar Cooling Tower : 10 ft
- Kecepatan angin
: 3 miljam L
= gpm x w Perry,edisi 3 hal 795
C x 12 x CW x CH Dengan :
L = Panjang Cooling Tower, ft
W = Wind convection factor
C = Konsentrasi airft
2
Cooling CW
= Wet bulb correction factor Digunakan Counter Flow Induced Draft Cooling, dari fig. 12-14 Perry’s Chemical
Engineer’s Handbook, 6
th
ed., p.12-15 didapat : Konsentrasi air C =
2,8 gpm
W =
1 Perry ed. 3 fig.56, hal 794
CW =
1,25 Perry ed. 3 fig.54, hal 794
CH =
0,97 Perry ed. 3 fig.55, hal 795
L = 1695,5798 x 1
2,8 x 12 x 1,25 x 0,97 =
42 ft
Luas yang dibutuhkan = 1695,5798
2,8 =
605,5642 ft
2
Diambil standart tower performances 1,0 dari figure 12-14 Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6
th
ed., p. 12-15 didapat : hp fan
= 0,04 sq ft tower area
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Maka power untuk fan = 0,04 x 605,5642
= 24
hp Spesifikasi Alat :
Nama alat : Cooling Tower
Fungsi : Untuk mendinginkan kembali air pendingin yang
dipakai. Type
: Counter Flow Induced Draft Cooling Tinggi
: 35
ft Panjang
: 42 ft Jumlah deck
: 12 buah Bahan konstruksi
: Kayu jati Power fan
: 24 hp Luas pendingin
: 606 sqft Jumlah
: 1
buah
VIII.3.2 AIR UMPAN BOILER
Air yang digunakan untuk menghasilkan steam didalam boiler. Air umpan boiler harus memenuhi syarat tertentu, karena kelangsungan operasi boiler sangat
bergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
1. Bebas dari zat penyebab korosi seperti asam dan gas-gas terlarut
2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang
tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silica. Kesadahan maksimum 550 ppm
3. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat-zat organic,
anorganic dan minyak 4.
Kandungan logam dari impurities seminimal mungkin. Kebutuhan air untuk Boiler = 931,6243 ft
3
jam = 22358,9824 ft
3
hari Dengan adanya blow down, kotoran dan lain-lain dianggap kehilangan air
kondensat =
0,2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah : = 0,2 x 22358,9824
= 4471,7965 ft
3
hari
VIII.3.3 AIR SANITASI
Air sanitasi dipakai untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi dan sebagainya. Pada umumnya air sanitasi harus memenuhi syarat kwalitas, yaitu :
a. Syarat fisis
Suhu : Dibawah suhu kamar
Warna : Jernih
Rasa :
Tidak berasa
Bau :
Tidak berbau
b. Syarat kimia
Tidak mengandung logam berat seperti Pb, As, Cr, Cd, Hg dan tidak mengandung zat-zat kimia yang beracun.
c. Syarat Bakteorologi
Tidak mengandung kuman maupun bakteri terutama bakteri pathogen. Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini :
Air Untuk Karyawan Standart kebutuhan air sanitasi untuk kebutuhan dalam negeri adalah 100
ltorang untuk tiap harinya. Asumsi Jadi kebutuhan air untuk seluruh karyawan :
= 125 x 100 = 12500 lthari
= 441,4334 ft
3
hari Air untuk Laboratorium
Diperkirakan kebutuhan air untuk laboratorium = 1500 literhari
= 52,9720
ft
3
hari Air untuk Taman
Diperkirakan kebutuhan air untuk taman, jalan dll = 529,7201 ft
3
hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Kebutuhan air sanitasi = 441,4334 + 52,9720 + 529,7201
= 1024,1256
ft
3
hari Untuk kebutuhan lain – lain diperkirakan sebanyak 0,34 dari kebutuhan air yang
dibutuhkan untuk sanitasi : = 0,34 x 1024,1256 ft
3
hari =
348,2027 ft
3
hari Kebutuhan total air sanitasi :
= 1024,1256 + 348,2027 =
1372,3283 ft
3
hari
VIII.3.4 AIR PROSES
Kebutuhan air proses pabrik pada Heater Air E-113 : = 688,7976 kgjam = 1518,5370 lbjam = 583,7720 ft
3
hari Kebutuhan air yang disirkulasi :
= Air sanitasi + Air pendingin + Air untuk Steam + Air proses = 1372,3283 + 17177,7972 + 4471,7965 + 583,7720
= 23710,7196 ft
3
hari Sehingga diperoleh make-up air sumur bor = 1,0 x 23710,7196
= 23710,7196
ft
3
hari =
987,9466 ft
3
jam
VIII.4.1 PERLENGKAPAN PENGOLAHAN AIR 1.
Bak Penampung Air Sumur Bor A-110
Fungsi : mengendapkan lumpur dan menampung air sumur bor
Rate air : 987,9466 ft
3
jam Waktu tinggal
: 2 jam Volume air
: 2 x 987,9466 : 1975,8933 ft
3
Volume air : 0,8 volume penampung
Volume penampung = 1975,8933 = 2469,8666 ft
3
0,8
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-63
Dipakai untuk pesergi panjang dengan perbandingan : Tinggi =
2x Panjang =
5x Lebar =
3x Volume penampung
= 30x
3
2469,8666 = 30x
3
x = 4,4 ft
maka ukuran bak : Tinggi
= 2 x 4,4 = 8,7 ft
Panjang = 5 x 4,4
= 22 ft Lebar
= 3 x 4,4 = 13 ft
Spesifikasi alat : Nama alat
: Bak Penampung Air Sumur Bor Kode :
A-110 Fungsi
: Menampung air sumur bor dan mengendapkan lumpur Kapasitas
: 2469,8666 ft
3
Dimensi : - Tinggi
= 8,7 ft - Panjang
= 22 ft - Lebar
= 13 ft Bentuk
: Persegi panjang bersekat Bahan konstruksi : Beton bertulang
Jumlah :
1 buah
2. Clarifier A-120
Kategori