Cooler CO-201 Expander Valve EV-102

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