Pra Rencana Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate VI - 1
BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA
VI.1. Keterangan Alat
Nama Alat : Reaktor Berpengaduk
Fungsi : Mereaksikan Formaldehyde dengan Urea menghasilkan
Urea Formaldehye Concentrate. Type
: Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk Dishead dilengkapi jaket pemanas.
Bahan Kontruksi : Carbon steel, SA – 283 Grade C.
Rate bahan : 12360,6901 lbjam
VI.2. Prinsip Kerja
Berdasarkan pertimbangan atas fase zat yang bereaksi dan kapasitas produksi, maka reaktor dapat dibedakan jenisnya yaitu : reaktor berpengaduk
mixed flow dan reaktor pipa alir plug flow. Pada reaktor ini bahan baku formaldehyde dan urea
merupakan cair – padat, sedangkan produk merupakan padatan terlarut maka dipilih jenis reaktor berpengaduk mixed flow untuk
memudahkan dan mempercepat kontak reaksi.
VI.3. Kondisi Operasi
Suhu Operasi : 80
˚C. Tekanan Operasi
: 1 atm. Waktu reaksi
: 60 menit Rate Formaldehyde : 2934,8889 kg jam = 6470,3148 lb jam.
VI - 2
Pra Rencana Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate
Rate Urea : 546,6561 kg jam = 1205,1689 lb jam.
Rate NH
4
OH 5 : 2103,5359 kgjam = 4637,5054 lb jam.
Rate Na
2
CO
3
H
2
O : 21,6369 kg jam = 47,7011 lb jam.
Rate Produk : 5606,7214 kg jam = 12360,6901 lb jam.
VI.4. Tahap – tahap Perencanaan
1. Dimensi Reaktor 2. Sistem Pengadukan
3. Sistem Pemanas 4. Perencanaan nozzle
5. Sistem Penyangga
VI.4.1. Dimensi Reaktor
Bentuk reaktor : silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah
berbentuk dishead. Suhu operasi
: 80 ˚C.
Waktu reaksi : 60 menit
Dimensi rasio,HD : ditetapkan H = 1,5 D
Penentuan volume tangki :
Densitas campuran = 84,9423 lbcuft
Rate bahan = 5606,7214 kg jam = 12360,6901 lb jam.
Volumetrik bahan =
9423 ,
84 12360,6901
=
145,5187 cuft jam Direncanakan waktu operasi 60 menit dengan 1 buah tangki, sehingga :
VI - 3
Pra Rencana Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate
Volume bahan = 1
5187 ,
145
=
145,5187 cuft Volume bahan mengisi 80 volume tangki, sehingga volume tangki :
Volume tangki = 80
5187 ,
145 = 181,8983 cuft
Penentuan ukuran tangki dan ketebalannya :
Dimensi ratio, HD : H = 1,5 D Volume dishead, V = 0,000049Di
3
B Y, persm 5.11 V
total
= V
shell
+ 2 x Volume dishead 181,8983
=
000049 ,
2 Di
4
3 2
Di x
H x
x +
π
181,8983 =
000098 ,
5 ,
1 Di
4
3 2
Di D
x x
+
π
181,8983 = 1,1774 D
3
+ 0,000098 Di
3
Di
3
= 1774
, 1
181,8983
=
154,5410
Di =
3 1
154,5410
Di = 5,3658 ft
Penentuan tebal shell : a.
Menentukan tinggi liquid pada shell h
liq
Volume liquid pada shell = Volume total liquid – volume tutup bawah
liq 2
h x
Di x
4 π
=
145,5187 – 0,000049Di
3
liq 2
h x
5,3658 x
4
π
=
145,5187 – 0,000049 x 5,3658
3
VI - 4
Pra Rencana Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate
h
liq
= 6016
, 22
5111 ,
145
= 6,4381 ft
b. Menentukan tekanan design
Bejana beroperasi pada tekanan atmosfir, maka tekanan perencanaan oleh tekanan hidrostatiknya.
P
operasi
= P
hidrostatik
= 144
h
liq
ρ
=
144 6,4381
x 9423
, 84
= 3,7977 psi Untuk keamanan diambil P
design
= 1,1 x 3,7977 = 4,1775 psi Karena tekanan dalam reaktor jauh lebih kecil dari tekanan dinding luar tekanan
steam, maka digunakan tekanan dinding luar tekanan steam 69,09 psi. Untuk keamanan dimabil P
design
= 1,1 x 69,0900 = 75,9990 psi.
C 0,6P
- ri
x
min
+ =
fE P
t
Brownell,persm. 13-1, hal 254 Dengan :
t
min
= tebal shell minimum ; in P
= tekanan tangki ; psia
Ri = jari – jari tangki
; in 12D C
= faktor korosi ; in digunakan 18 in
E = faktor pengelasan digunakan double welded, E = 0,8
f = stress allowable, bahan kontruksi carbon steel SA-283 grade C, maka
f = 12650 psi [ Brownell, T.13-1].
VI - 5
Pra Rencana Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate
Ri = ½ D = ½ x 64,390 = 32,19 in 0,125
75,9990 x
0,6 -
0,8 x
12650 32,19
x 999
, 75
min
+ =
t = 0,3679 in = 38 in
c. Menentukan tinggi shell
Kategori