Kondisi operasi Sistem Pengaduk

PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 2 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi

VI.2 Prinsip Kerja

Berdasarkan atas fase zat yang bereaksi, maka reaktor dapat dibedakan jenisnya yaitu : reaktor berpengaduk mixed flow dan reaktor pipa plug flow. Pada reaktor ini natrium phenate berbentuk liquid dan karbon diioksida berbentuk gas maka dipilih jenis reaktor berpengaduk mixed flow untuk memudahkan dan mempercepat kontak reaksi. Reaktor berpengaduk mixed flow ini berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk dishead yang dilengkapi dengan pengaduk, jaket pendingin, dan sparger. Larutan natrium phenate diumpankan dari atas sedangkan gas karbon dioksida diumpankan dari bawah melalui sparger dan kemudian terjadi reaksi antara natrium phenate dengan karbon dioksida membentuk natrium salisilat.

VI.3 Kondisi operasi

Tekanan operasi : 6 atm Keyes : 646 Suhu operasi : 160 o C Keyes : 646 Waktu tinggal : 0,5 jam US patent 4.376.867 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 3 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi

VI.4 Perencanaan Reaktor

VI.4.1 Penentuan volume tangki massa larutan natrium phenate masuk reaktor C 6 H 5 ONa NaOH H 2 O rate massa = kgjam = lbjam ρ campuran = Foust 671 Σ Fraksi berat ρ komponen ρ campuran = = lbcuft massa gas CO 2 masuk reaktor CO 2 H 2 O rate massa = kgjam = lbjam ρ gas pada P = 6 atm T = 160 o C = 779,67 R ; suhu udara STP = 492 R 5207,3631 11480,1526 komponen rate kgjam 3105,5670 118,9872 1982,8088 xf 0,5964 0,0228 0,3808 total 1297,0681 1,0000 total + + 0,3808 62,4280 1 komponen rate kgjam BM 1 0,5964 0,0228 56,0600 131,0980 59,1300 = = 11480,1526 = 194,1511 cuftjam 59,1300 1295,7711 0,9990 44 1,0000 5207,3631 ρ lbcuft 56,06 131,098 62,428 xf 1297,0681 2859,5164 rate volumetrik larutan rate massa 1,2971 0,0010 18 ρ campuran Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 4 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi Himmelblau : 249 T BM campuran = x + x = = lbcuft total rate volumetrik = rate volumetrik larutan + rate volumetrik gas = + = waktu tinggal dalam reaktor = jam volume bahan dalam reaktor = rate volumetrik total x waktu tinggal = x = cuft bahan mengisi 80 dari volume reaktor, maka volume reaktor : x BM 359 0,999 44 0,001 18 ρ gas = 492 x P 1 atm 43,974 ρ gas = 492 x 6 x 43,974 1 atm 359 779,67 = 1638,5117 80 = 2048,1397 cuft = 3082,8724 cuftjam rate volumetrik gas 0,9275 2859,5164 0,9275 = rate gas ρ gas = 194,1511 3082,8724 3277,0235 cuftjam 0,5 3277,0235 0,5 1638,5117 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 5 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi VI.4.2 Penentuan dimensi reaktor

1. Menentukan diameter reaktor

2. Menentukan tinggi liquid pada shell h liq

Diambil H D = volume silinder V s V s = π4 x Ds 2 x Hs V s = π4 x 1,5 x Ds 3 = Ds 3 V tutup atas = V tutup bawah = V t = V s + V tutup atas + V tutup bawah = Ds 3 + + Ds 3 = Ds = ft = m H = ft = m H D 18,0345 5,5 Cek = 18,0345 = 1,5 memenuhi 12,0230 1,5 Ds 3 12,0230 0,000049 1739,2520 Ds 3 0,000049 0,000049 Ds 3 0,000049 Ds 3 1,1775 2048,1397 3,7 1,1775 Volume liquid pada shell = π 2 3 4 x 2 x = - 3 0,000049 Volume Total liquid - Volume Tutup Bawah 12,0230 Di x h liq = 97,0755 - 0,000049 Di 0,785 12,0230 h liq 97,0755 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 6 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi

3. Menentukan tekanan design

= ft h liq 0,8547 ρ x ggc x h liquid x x = psi P operasi bawah = P operasi + P hidrostatis = + = psi Untuk keamanan diambil P design = x = psi Bahan yang digunakan = Carbon Steel SA - 283 Grade C f = psi Sambungan Double Welded Butt Joint e = Faktor korosi c = P 1,1 88,5510 97,4061 0,3510 88,2 0,3510 88,5510 P hidrostasik = 144 = 59,1300 1 0,8547 144 12650 B Y, tabel 13.1, hal 251 0,8 0,125 ts = P . Ri + c B Y, ASME Code, pers 13-1 f . e - 0,6 Keterangan : t s = tebal shell, in Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 7 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi

4. Tebal tutup atas dan bawah

P = tekanan design, psi f = maks allowable stress = psi Ri = jari-jari dalam, in e = joint effisiensi = maka : x x x - x = in dari tabel 5.7, B Y dipilih tebal shell in 12650 B Y, tabel 13.1, hal 251 0,8 ts = 97,4061 6,0115 12 + 0,125 12650 0,8 0,6 97,4061 0,8234 78 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 8 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi b icr sf ID t a r c

5. Menentukan tinggi tutup

Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 9 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi

VI.5 Sistem Pengaduk

VI.5.1 Perhitungan power pengaduk Dipilih pengaduk type flat blade turbine dengan jumlah blade 6 Tinggi bahan total, H L = ft = in Diameter dalam tangki, D t = ft = in 10,2569 12,0230 144,2760 0,8547 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 10 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi Ukuran pengaduk diambil dari Mc. Cabe ed 4th, hal 235 : 1 3 1 4 1 5 Keterangan : = Diameter pengaduk = Diameter tangki = Panjang blade = Lebar blade = Jarak pengaduk dari dasar tangki = Lebar baffle D t D a 12 1 J = D t D a L = D t L D a D a W = D a E = 1 W E J = Diameter impeler Da = 13 diameter shell = x = ft Lebar blade w = 15 diameter impeller = x = ft 0,3333 4,0077 0,2 4,0077 12,0230 0,8015 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 11 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi Panjang blade L = 14 diameter impeler = x = ft Jarak impeler dari dasar E = 13 diameter shel = x = ft Lebar baffle J = 112 diameter shell = x = ft sg bahan = ρ reference = μ berdasarkan sg bahan : μ bahan = sg reference = lbft.dt Dari Joshi hal 389 didapat, kecepatan putaran pengadukan jenis turbin antara 200-250 mmin Ditetapkan kecepatan pengaduk, N = rpm = rps Putaran pengaduk, V = π x N x Da = π x x x = mmin memenuhi x x 1,00 in 1 0,9472 1,0019 0,25 0,8015 10 = x = 0,08 ft 4,0077 = 12,0230 12,0230 0,0833 4,0077 Tebal pengaduk 1 62,4280 0,9472 sg reference = 59,1300 ρ bahan x 0,9618 1,0019 0,3333 0,00085 sg bahan x = 0,3048 55 55 4,0077 210,9594 0,9167 μ reference 0,0008 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 12 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi Bilangan Reynolds Nre : Putaran pengaduk N = rpm = rps μ campuran = lbft.s ρ campuran = lbcuft x 2 x μ = Perhitungan power pengaduk yang dibutuhkan : Diperoleh nilai N Re 10000, sehingga Np = K T K T = Np = McCabe 5ed., tabel 9.2, hal.254 McCabe 5ed., pers.9-24, hal.253 x 3 x 5 x = ft.lbf s = = hp Power Losses pada Gland 10 hp = x = hp 0,0008 1081322,0886 4,0077 0,9167 K T n 3 Da 5 ρ g c 5,75 32,17 4,0077 0,9167 55 0,0008 1,5302 59,1300 15,3022 0,1 15,3022 ρ x D 2 x N = 59,1300 0,9167 N Re P = 8416,2148 8416,2148 550 P = 5,75 59,1300 = Diambil power = hp Power input dengan gland losses = + = hp Transmission sistem losses 20 = x = hp 16,8324 3,3665 0,5 15,3022 1,5302 16,8324 0,2 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 13 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi VI.5.2 Penentuan poros pengaduk Power total = + = hp Efisiensi motor = 85 Sehingga power motor = 20,1682 = 23,7273 24 hp 0,85 16,8068 3,3614 20,1682 hp ≈ Bahan konstruksi Commercial cold rolled steel Joshi, hal 413 Permissible shear stress in shaft = kgcm 2 Elastic limit intension = kgcm a. Panjang Poros Panjang poros = Tinggi bejana + Tinggi poros diatas bejana - Tinggi poros diatas dasar tangki Ditetapkan tinggi poros diatas bejana = in Panjang poros = x + - x = in = ft = m 12 180,3220 15,0268 4,5802 18,0345 12 12 4,0077 550 2460 12 b. Diameter Poros - Torsi momen puntir hp x x Joshi, pers 14.8 2 x π x N Tc = 75 60 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 14 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi Torsi maksimum Tm = 1.5 - 2.5 Tc Diambil Tm = Tc = x = kg m Tm Z p π x dp 3 Joshi, pers 14-9 Keterangan : f s = Shear stress Z p = Polar atau modulus section d p = Diameter poros Tm kg.m cmm f s kgcm 2 = cm 3 π x dp 3 x dp 3 d p = cm 16 - f s = Z p = Z p = = Z p 550 309,5988 464,3982 464,3982 100 1,5 1,5 3,14 16 16 7,5478 = 84,4360 = 84,4360 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber PERENCANAAN ALAT UTAM A VI - 15 Pra Rencana Pabrik Asam Salisilat dari Phenol dengan Proses Karboksilasi

VI.6 Perancangan Jaket Pendingin

Dokumen yang terkait

Pra Rancangan Pabrik Asam Salisilat Dari Phenol dan Natrium Hidroksida Dengan Kapasitas 7.500 Ton / Tahun.

44 153 387

Rancangan Pabrik Asam Salisilat Dari Phenol dan Natrium Hidroksida Dengan Kapasitas 7.500 Ton / Tahun.

13 115 387

Pra Rancangan Pabrik Asam Salisilat Dari Phenol dan Natrium Hidroksida Dengan Kapasitas 5.000 Ton / Tahun

22 111 375

PRARANCANGANPABRIK METIL SALISILAT DARI METANOL DAN ASAM SALISILAT Prarancanganpabrik Metil Salisilat Dari Metanol Dan Asam Salisilat Kapasitas 9.500 Ton/Tahun.

0 2 13

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI METANOL DAN ASAM SALISILAT Prarancangan Pabrik Metil Salisilat Dari Metanol Dan Asam Salisilat Kapasitas 20.000 Ton/Tahun.

0 3 13

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN Prarancangan Pabrik Metil Salisilat Dari Asam Salisilat Dan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.

1 2 16

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN Prarancangan Pabrik Metil Salisilat Dari Asam Salisilat Dan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.

1 3 14

PRARANCANGANPABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN Pabrik Metil Salisilat Dari Asam Salisilat Dan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 10.000 Ton/Tahun.

0 2 16

BAB 1PENDAHULUAN Pabrik Metil Salisilat Dari Asam Salisilat Dan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 10.000 Ton/Tahun.

0 6 11

PRARANCANGANPABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN Pabrik Metil Salisilat Dari Asam Salisilat Dan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 10.000 Ton/Tahun.

1 6 16