R C
C C
C k
p p
v p
=
1,0002 = 0,0002
5 ,
1
1 1
2 1
K
K p
P P
T C
H
Rules of Thumb for Chemical Engineers Third Edition Hal 129
ΔH = 2.027,8419 kJkmol
p
1 1
2 1
2
C H
K K
P P
T T
Rules of Thumb for Chemical Engineers Third Edition Hal 129
T
2
= 303,09575 K = 29,9458
o
C ≈ 30
o
C
Panas aliran keluar EV-102
T
out
= 30
o
C = 303,15 K T
ref
= 25
o
C = 298,15 K
Tabel. Panas aliran keluar EV-102 Komponen
n kmol ∫Cp dT kJkmol ∆Hout kJ
Asetat Anhidrid 24,7574
940,8851 23.293,8532
Metil Asetat 2,7508
701,4846 1.929,6439
Air 12,5654
373,3939 4.691,8352
Total 40,0736
29.915,3323
Untuk menurunkan tekanan dari 5 atm menjadi 1 atm, kerja expander valve menghasilkan panas, sehingga perlu di hitung panas expander valve :
∆H
ev
= ∆H
in
- ∆H
out
= 30.244,1636 kJjam – 29.915,3323 kJjam
= 328,8313 kJjam
Neraca Energi Total EV-102
Tabel. Neraca energi EV-102
Aliran Panas Masuk Aliran Panas Keluar
∆H
in
30.244,1636 ∆H
out
29.915,3323 -
∆H
ev
328,8313
Total 30.244,1636 30.244,1636
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
1. Storage Tank Metil Asetat ST - 101
Fungsi :
Menyimpan metil asetat 90 selama 14 hari dengan kapasitas
766.113,1144 kg Tipe Tangki
: Silinder vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk Torispherical Roof
Bahan : Carbon Steel SA
– 7 Kondisi Operasi :
Temperatur : 30
o
C Tekanan : 1 atm
Gambar :
ST-301
LI
Gambar.C.1. Tangki penyimpanan bahan baku Metil Asetat
1. Menghitung Kapasitas Tangki
Waktu tinggal = 14 hari
Digunakan waktu tinggal 14 hari karena faktor transportasi dan sumber bahan baku berasal dari luar kota.
Jumlah bahan baku per jam = 2280,0986 kgjam
Jumlah bahan baku untuk 14 hari = 2280,0986 kgjam x 24 jam x 14 hari =
7
66.113,1144 kg Jumlah bahan baku metil asetat yang harus disimpan dalam 14 hari
sebanyak
766.113,1144
kg yang disimpan di dalam satu tangki.
a. Menentukan Temperatur dan Tekanan Penyimpanan
Saat siang hari, temperatur dinding tangki diperkirakan mencapai 35
o
C. Perancangan akan dilakukan pada temperatur tersebut dengan tujuan untuk
menjaga temperatur fluida di dalam tangki untuk menghindari adanya transfer panas dari dinding tangki ke fluida. Jika terjadi transfer panas dari
dinding tangki ke fluida akan menyebabkan tekanan uap fluida semakin besar. Dengan peningkatan tekanan uap, perancangan dinding tangki akan
semakin tebal. Semakin tebal dinding tangki, maka transfer panas dari dinding ke fluida akan semakin kecil, sehingga dapat diabaikan.
Berikut adalah perhitungan tekanan fluida pada temperatur 35
o
C. Dengan cara trial tekanan pada temperatur 35
o
C, maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel C.2.1 Tekanan uap metil asetat Komponen
A B
C D
E Metil Asetat
33,7240 -2.7204E+03 -3,1182E+00
-3,4310E-11 3,3102E-06
Air
29,8605 -3152E+03 -7,304E+00
2,425E-09 1,809E-06
Tabel C.2.2. Hasil perhitungan tekanan fluida di dalam tangki
Komponen Kgjam
kmoljam Zf
Pi, mmHg Ki = PiP
yf = Ki . zf
C
3
H
6
O2
2035,607 27,508
0,0686 266,7974
1,2569 0,8652
H
2
O
226,1786 12,5655
0,3136 31,8649
0,1501 0,0468
Jumlah
2280,0986 40,3212
1,0000 298,6623
1,4070 1,4070
T = 35
o
C P
= 0,2760 atm Sehingga desain tangki dilakukan pada kondisi:
T = 35
o
C P
= 1 atm + 0,2760 atm = 1,2760 atm
= 18,7514 psi
b. Menghitung Kapasitas Tangki
Waktu tinggal = 14 hari Jumlah bahan baku per jam
= 2280,0986 kgjam Jumlah bahan baku untuk 14 hari
= 2280,0986 kgjam x 24 jam x 14 hari
= 766.113,1144 kg Jumlah bahan baku metil asetat yang harus disimpan dalam 14 hari
sebanyak 766.113,1144 kg yang disimpan di dalam satu tangki.
Volume liquid =
liqud liquid
ρ m
Menghitung densitas campuran : Tabel.C.2.3. Densitas campuran
Komponen Kgjam
Wi
kgm3 wi
C
3
H
6
O2
2035,607 0,9008
914,2893 0,0010
H
2
O
226,1786 0,00992
1018,4091 0,0001
Jumlah
2280,0986 1,0000
0,0011
liquid =
wi
wi
= 0,0011
1
liquid = 923,6568 kgm
3
= 57,6619 lbft
3
Sehingga dapat dihitung volume liquid : Volume liquid =
liqud liquid
ρ m
=
3
kgm 923,6568
kg 44
766.113,11 = 923,6568 m
3
= 29.290,1473 ft
3
Over Design = 20 Peter and Timmerhaus, 1991,hal. 37
V
tangki
= 10080 x V
liquid
= 1,1 x 923,6568 m
3
= 1.036,7936 m
3
= 36.612,6841 ft
3
c. Menentukan Rasio H
s
D V
tangki
= V
shell
+ V
tutup
= ¼ π D
2
H + 0,000049 D
3
+ ¼ π D
2
sf A
tangki
= A
shell
+ A
tutup
= ¼ π D
2
+ π D H + 0,842 D
2
Keterangan : D
= diameter tangki, in sf
= straight flange, in dipilih sf = 3 in Berdasarkan Tabel 4-27 Ulrich 1984, dimana :
D H
s
2 Ulrich, 1984
Rasio HD yang diambil adalah rasio yang memberikan luas tangki yang paling kecil. Hasil trial rasio HD terhadap luas tangki dapat dilihat pada
Tabel C.2.4. berikut. Tabel C.2.4. Hasil Trial H
s
D Terhadap Luas Tangki
trial HD
D ft H ft
A ft
2
Vsilinder , ft
3
Vhead, ft
3
Vsf, ft
3
Vtotal ft
3
1 0,5
38.0000
19.0000 4616.4680
21537.2600 4646.1220
283.3850 26466.7670
2 0,6
38.5566
23.1340 5219.4926
26997.0989 4853.2874
291.7475 32142.1337
3 0,7
38.5481
26.9837 5683.7818
31475.7892 4850.0783
291.6189 36617.4863
4 0,74
39.2244
29.0261 6078.2097
35056.6412 5109.8570
301.9411 40468.4393
5 0,8
39.6608
31.7286 6510.5603
39178.1617 5282.3142
308.6971 44769.1730
6 0,9
39.5288
35.5760 6957.9405
43636.9302 5229.7610
306.6463 49173.3375
Maka untuk selanjutnya digunakan rasio H
s
D = 0,7 D
= 38,5481 ft = 462,5772 in
= 11,7496 m D
standar
= 43 ft 516 in H
= 26,9837 ft = 323,8040 in
= 8,2246 m