LAMPIRAN Prarancangan Pabrik Asam Nitrat Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat Kapasitas 90.000 Ton/Tahun.
107
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
LAMPIRAN
R e a k t o r (R-01)
Fungsi : mereaksikan asam sulfat dan natrium nitrat membentuk asam nitrat dan
natrium bisulfat
Kondisi operasi:
1.Tekanan
1
atm
2.Suhu 150⁰C kec reaksi
3.Konversi
90%
Reaksi:
H2SO4
+ NaNO3 ---------------------> HNO3 + NaHSO4
Reaksi antara asam sulfat dan natrium nitrat merupakan reaksi cair-padat.
(heterogen).
Asumsi :
Campuran diaduk secara sempurna, sehingga konsentrasi masing-masing
komponen didalam reaktor sama
Padatan masuk reaktor dianggap sama atau seragam, sehingga waktu
tinggal didalam reaktor dihitung
dari waktu yang dibutuhkan oleh
padatan untuk bereaksi
Menurut Levenspiel, (1976), untuk reaksi padat-cair waktu reaksi diperhitungan
berdasarkan waktu mendifusi dari cair asam sulfat ke padatan natrium nitrat
karena waktu reaksi dianggap cepat sehingga diabaikan.
Visualisasi :
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
108
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Dari hal 578 Levenspiel asumsi bahan baku ukuran butiran kecil ukuran butiran 50200 mm, Levenspiel hal 592. Untuk padatan berukuran kecil dapat menggunakan
persamaan shrinking sebagai berikut :
Small Particles :
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
109
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
= b . ks . CAS
Dimana :
Dikombinasikan kedua persamaan dan diintegrasikan
R = Ro
t=0
R=R
t=t
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
110
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Jika reaksi sempurna :
Dimana :
Ro
= Jari-jari padatan kalsium karbonat awal
rB
= Densitas padatan (solid), kg/m3
b
= Koefisien reaksi
D
= Diffusivitas padatan ke film, m/dt
CAS = Konsentrasi liquid di film, kg/m3
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
111
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
sehingga diperoleh persamaan
Neraca Massa Reaktor (R-01)
Komponen
Arus 1
NaNO3
Arus 2
Arus 16
29959,2559
H2O
6815,9109
241,6069
H2SO4
Arus 3
6815,9109
705,2173
34555,6479
Arus 4
3823,5296
HNO3
35,0276
911,7966
3823,5296
14,3882
2,0228 22203,0727
NaHSO4
42295,4200
Subtotal
30200,8628
Total
35260,8652
10639,4404 52971,9109 23129,2575
76101,1684
76101,1684
Arus 1
Komponen
kg
NaNO3
H2O
frak
BM
kmol
frak
µ,kg/m3
2016,730 2000,596
29959,26
0,9920
85
352,4618
0,9633
241,61
0,0080
18
13,4226
0,0367
30200,86
1,0000
365,8844
1,0000
956,166
µ,x
7,649
2008,245
Arus 2
komponen
H2SO4
kg
fraksi
BM
kmol
fraksi
34.555,6479
0,9800
98
352,6087
0,9000
705,2173
0,0200
18
39,1787
0,1000
35.260,8652
1,0000
391,7874
1,0000
H2O
µ,kg/m3
µ,x
1674,38 1640,892
956,17
19,123
1660,016
Massa umpan :
komponen
NaNO3
kg
36.775,17
fraksi
ƿ,kg/m3
0,4832 2016,73
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
ƿ,x
974,57
Fv =m/ƿ
18,2350
µ, cP
7,7721
µx
3,7558
112
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
H2O
H2SO4
Fv =
946,82
0,0124 956,166
11,90
0,9902
0,1792
0,0022
38.379,18
0,5043 1674,38
844,42
22,9214
3,2567
1,6424
76.101,17
1,0000
1830,88
42,1467
42,1467
m3/jam
Digunakan tekanan 1 atm
Menghitung waktu reaksi :
ukuran butiran 50-200 µm, Levenspiel hal 592
Diambil ukuran rata-rata 100 µm
Ro
=
=
100
µm
0,0001
m
kg/m3
µB
=
2008,25
b
=
1
Menghitung difusifitas :
Untuk menghitung diffusivitas cairan digunakan persamaan wilke chang
(Coulson, hal 291)
Dimana :
DL = diffusivitas cairan, m2/dt
= factor asosiasi untuk pelarut, 1 (Coulson hal 191)
M = berat molekul pelarut, 98 kg/kmol
µ= viskositas pelarut, kg/m dt
=
0,003257
kg/m dt
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
5,4004
113
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Vm = volume molar pelarut pada keadaan boiling point
H2SO4 =
m3/kmol
0,0626
T = temperatur, K
T=
423,1500
K
117,3x10 -18 x(1 x 98)0,5x423,15
DL =
0,003257x0,06260,6
DL =
m2/dt
7,9557E-10
Menghitung konsentrasi padatan CAS :
CAS =
352,4618
kmol/jam
42,1467
m3/jam
=
8,3627 kmol/m3
=
0,0084 mol/cm3
Menghitung waktu reaksi :
=
2,0082E-05
(1 - (1 - 0,9)2/3)
6,6532E-09
=
=
2368,1735 dt
0,6578 jam
Menghitung volume :
Volume reaktor : kecepatan laju alir volumetrik x waktu reaksi sempurna
V=
42,1467 m3/jam x 0,6578 jam
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
114
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
27,7252 m3
V=
over design 20%
Menghitung volume :
=
1,2 x
27,7252
33,2702 m3
=
Menurut Walas diameter : tinggi cairan = 1 : 1
agar hasil pengadukan lebih homogen
Sehingga dirancang diameter dan tinggi shell 1 : 1
Volume tangki =
=
3,4865 m
=
137,2656 in
Digunakan diameter standart :
=
144
in
=
3,6576
m
Vdish = 0,000049xDs3
(Brownell page 86)
(Brownell, hal 88)
Dimana :
Ds = diameter shell, in
Vdish = volume, ft3
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
115
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
sf =
2
in
???
Vsf =
Vhead =
2x (Vtangki + Vsf)
2x (0,000049 x D3)
=
=
330,3064 ft3
=
9,3543 m3
+
Volume reaktor = Volume shell + Volume head
=
33,2702
+
=
42,6245 m3
9,3543
Dengan spesifikasi reaktor sebagai berikut :
Diameter shell =
3,6576
m
Tinggi shell =
3,6576
m
Volume shell =
33,2702
m3
Volume head =
9,3543
m3
42,6245
m3
Volume reaktor =
Volume cairan dalam shell
Volume bottom : 0,5 x Volume head
=
4,6771 m3
Volume cairan = volume shell - volume bottom
=
28,5931 m3
Tinggi cairan dalam shell :
=
2,7227 m
=
8,9327 ft
Jenis pengaduk
Densitas campuran dan viskositas
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
116
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
r=
1830,8816
kg/m3
m=
5,40044
cP
Penentuan berdasar :
T=
423,15 °C
m=
5,40044
cP
r=
1830,8816
kg/m3
V reaktor =
33,2702
m3
Berdasarkan fig 10.57 hal 419 Coulson. µL = 5,40044 Ns/m2
dan volume = 33,2702 m3 dapat digunakan pengaduk propeler atau turbin
Dari tabel 8.3 Rase, 1977 :
Sistem : reaction in solution : Turbine (max : 20.000 gal)
Propeller (max : 11000 gal (± 9.5 m3))
Paddle (max : 500 gal)
Dipilih : Turbin, karena :
- Hp turbin tidak dipengaruhi Viskositas diatas reynold 500-1000
- Percampuran sangat baik, bahkan dalam sekala mikro
Dari Rase,hal 356 :
Dipilih :
Di/DR = 1/3 L =Di/4
E =Di = 1
B =D/10
W = Di /5
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
117
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Diameter reaktor (DR) =
3,6576 m
Diameter pengaduk (DI) =
1,2192 m
Pengaduk dari dasar (E) =
1,2192 m
Tinggi Pengaduk (W) =
0,2438 m
Lebar pengaduk (L) =
0,3048 m
Lebar baffle (B) =
0,3658 m
Menghitung jumlah impeler :
WELH =
tinggi bahan x sg
=
2,7227 m x
=
4,9849 m
1830,882/1000
Impeller =
=
4,9849 / 3,6576
=
1,3629 »2
Putaran pengaduk :
(Rase, 1977, hal. 345)
=
68,3028
=
1,1384 rps
rpm
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
118
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Jenis motor : Fixed speed belt (harga murah, mudah mengganti bagian-bagiannya)
dengan kecepatan putaran standar 104 rpm (Rase, 1977 tabel 8.9).
.N.Di 2
N Re
Bilangan Reynolds :
m
NRe =
52410,0239
Np = Po
Dari fig. 9.13 McCabe, Nre =
52410,024 .=====>
=
Power pengaduk :
P
P=
N 3 .Di 5 . .Np
550.gc
34,45
Efisiensi motor 0,88
Hp
(fig. 14.38, Peters, hal 521)
Daya motor :
Daya motor
P
39,1449
Hp
Dipakai motor dengan daya =
40
Menentukan tebal shell (t)
Dirancang menggunakan Baja nirkarat
P.r
C
ts = ( f .E 0,6.P)
(Brownell, hal 140)
Dalam hubungan ini :
ts =
tebal shell, in
P=
tekanan dalam vessel
Pcairan = density . h .g/gc
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Hp
Nema standard
1
119
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
= 1830,8816 kg/m3 x 1 lb/0,4536 kg x 1 m3/35,3134 ft3 x 2,7227
ft x 32,2 ft /s2 /32,2
Pop
= 311,2052
lb/ft2
= 2,1611
lb/in2
= Pcairan + Preaktor
= 2,1611 + 14,7
= 16,9 psi
r
= Jari-jari
= ½ .Diameter Reaktor
= 0,5 x 144
= 72 in
E =
effisiensi pengelasan = 0,85
C=
faktor korosi
f =
tegangan yang diijinkan pada tabel 13.2
=
0,125
Coulson hal 254 diperoleh allowable stress 130 N/mm2
f =
18854,906 psi
ts =
0,20080 in
digunakan tebal standar 0,2500 in
Menentukan tebal head (th)
Dari tabel 5-7 Brownell,
untuk OD =
144
in
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
120
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
ts =
0,2500 in
icr =
6,5
in
r=
102
in
r
1
3
w= 4
icr
=
1,7403
th =
in
P.r.w
C
(2. f .E 0,2.P)
th = 0,2183 in (digunakan tebal standar 1/4 in)
Diambil sf = 2
OD
b
A
sf
OA
icr
B
r
t
ID
a
C
a =
=
AB =
ID
2
71,75 in
ID - icr
2
= 65,25 in
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
121
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
BC = r – irc
= 95,5000 in
AC = (BC2- AB2)1/2
= 69,733 in
b = r – AC
= 32,2670 in
Tinggi head = th + b + Sf
= 34,5170 in
= 0,8767 m
Tinggi reaktor = 2 x tinggi head + tinggi shell
= 1,7535 + 3,6576
= 5,4111 m
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
LAMPIRAN
R e a k t o r (R-01)
Fungsi : mereaksikan asam sulfat dan natrium nitrat membentuk asam nitrat dan
natrium bisulfat
Kondisi operasi:
1.Tekanan
1
atm
2.Suhu 150⁰C kec reaksi
3.Konversi
90%
Reaksi:
H2SO4
+ NaNO3 ---------------------> HNO3 + NaHSO4
Reaksi antara asam sulfat dan natrium nitrat merupakan reaksi cair-padat.
(heterogen).
Asumsi :
Campuran diaduk secara sempurna, sehingga konsentrasi masing-masing
komponen didalam reaktor sama
Padatan masuk reaktor dianggap sama atau seragam, sehingga waktu
tinggal didalam reaktor dihitung
dari waktu yang dibutuhkan oleh
padatan untuk bereaksi
Menurut Levenspiel, (1976), untuk reaksi padat-cair waktu reaksi diperhitungan
berdasarkan waktu mendifusi dari cair asam sulfat ke padatan natrium nitrat
karena waktu reaksi dianggap cepat sehingga diabaikan.
Visualisasi :
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
108
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Dari hal 578 Levenspiel asumsi bahan baku ukuran butiran kecil ukuran butiran 50200 mm, Levenspiel hal 592. Untuk padatan berukuran kecil dapat menggunakan
persamaan shrinking sebagai berikut :
Small Particles :
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
109
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
= b . ks . CAS
Dimana :
Dikombinasikan kedua persamaan dan diintegrasikan
R = Ro
t=0
R=R
t=t
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
110
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Jika reaksi sempurna :
Dimana :
Ro
= Jari-jari padatan kalsium karbonat awal
rB
= Densitas padatan (solid), kg/m3
b
= Koefisien reaksi
D
= Diffusivitas padatan ke film, m/dt
CAS = Konsentrasi liquid di film, kg/m3
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
111
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
sehingga diperoleh persamaan
Neraca Massa Reaktor (R-01)
Komponen
Arus 1
NaNO3
Arus 2
Arus 16
29959,2559
H2O
6815,9109
241,6069
H2SO4
Arus 3
6815,9109
705,2173
34555,6479
Arus 4
3823,5296
HNO3
35,0276
911,7966
3823,5296
14,3882
2,0228 22203,0727
NaHSO4
42295,4200
Subtotal
30200,8628
Total
35260,8652
10639,4404 52971,9109 23129,2575
76101,1684
76101,1684
Arus 1
Komponen
kg
NaNO3
H2O
frak
BM
kmol
frak
µ,kg/m3
2016,730 2000,596
29959,26
0,9920
85
352,4618
0,9633
241,61
0,0080
18
13,4226
0,0367
30200,86
1,0000
365,8844
1,0000
956,166
µ,x
7,649
2008,245
Arus 2
komponen
H2SO4
kg
fraksi
BM
kmol
fraksi
34.555,6479
0,9800
98
352,6087
0,9000
705,2173
0,0200
18
39,1787
0,1000
35.260,8652
1,0000
391,7874
1,0000
H2O
µ,kg/m3
µ,x
1674,38 1640,892
956,17
19,123
1660,016
Massa umpan :
komponen
NaNO3
kg
36.775,17
fraksi
ƿ,kg/m3
0,4832 2016,73
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
ƿ,x
974,57
Fv =m/ƿ
18,2350
µ, cP
7,7721
µx
3,7558
112
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
H2O
H2SO4
Fv =
946,82
0,0124 956,166
11,90
0,9902
0,1792
0,0022
38.379,18
0,5043 1674,38
844,42
22,9214
3,2567
1,6424
76.101,17
1,0000
1830,88
42,1467
42,1467
m3/jam
Digunakan tekanan 1 atm
Menghitung waktu reaksi :
ukuran butiran 50-200 µm, Levenspiel hal 592
Diambil ukuran rata-rata 100 µm
Ro
=
=
100
µm
0,0001
m
kg/m3
µB
=
2008,25
b
=
1
Menghitung difusifitas :
Untuk menghitung diffusivitas cairan digunakan persamaan wilke chang
(Coulson, hal 291)
Dimana :
DL = diffusivitas cairan, m2/dt
= factor asosiasi untuk pelarut, 1 (Coulson hal 191)
M = berat molekul pelarut, 98 kg/kmol
µ= viskositas pelarut, kg/m dt
=
0,003257
kg/m dt
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
5,4004
113
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Vm = volume molar pelarut pada keadaan boiling point
H2SO4 =
m3/kmol
0,0626
T = temperatur, K
T=
423,1500
K
117,3x10 -18 x(1 x 98)0,5x423,15
DL =
0,003257x0,06260,6
DL =
m2/dt
7,9557E-10
Menghitung konsentrasi padatan CAS :
CAS =
352,4618
kmol/jam
42,1467
m3/jam
=
8,3627 kmol/m3
=
0,0084 mol/cm3
Menghitung waktu reaksi :
=
2,0082E-05
(1 - (1 - 0,9)2/3)
6,6532E-09
=
=
2368,1735 dt
0,6578 jam
Menghitung volume :
Volume reaktor : kecepatan laju alir volumetrik x waktu reaksi sempurna
V=
42,1467 m3/jam x 0,6578 jam
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
114
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
27,7252 m3
V=
over design 20%
Menghitung volume :
=
1,2 x
27,7252
33,2702 m3
=
Menurut Walas diameter : tinggi cairan = 1 : 1
agar hasil pengadukan lebih homogen
Sehingga dirancang diameter dan tinggi shell 1 : 1
Volume tangki =
=
3,4865 m
=
137,2656 in
Digunakan diameter standart :
=
144
in
=
3,6576
m
Vdish = 0,000049xDs3
(Brownell page 86)
(Brownell, hal 88)
Dimana :
Ds = diameter shell, in
Vdish = volume, ft3
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
115
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
sf =
2
in
???
Vsf =
Vhead =
2x (Vtangki + Vsf)
2x (0,000049 x D3)
=
=
330,3064 ft3
=
9,3543 m3
+
Volume reaktor = Volume shell + Volume head
=
33,2702
+
=
42,6245 m3
9,3543
Dengan spesifikasi reaktor sebagai berikut :
Diameter shell =
3,6576
m
Tinggi shell =
3,6576
m
Volume shell =
33,2702
m3
Volume head =
9,3543
m3
42,6245
m3
Volume reaktor =
Volume cairan dalam shell
Volume bottom : 0,5 x Volume head
=
4,6771 m3
Volume cairan = volume shell - volume bottom
=
28,5931 m3
Tinggi cairan dalam shell :
=
2,7227 m
=
8,9327 ft
Jenis pengaduk
Densitas campuran dan viskositas
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
116
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
r=
1830,8816
kg/m3
m=
5,40044
cP
Penentuan berdasar :
T=
423,15 °C
m=
5,40044
cP
r=
1830,8816
kg/m3
V reaktor =
33,2702
m3
Berdasarkan fig 10.57 hal 419 Coulson. µL = 5,40044 Ns/m2
dan volume = 33,2702 m3 dapat digunakan pengaduk propeler atau turbin
Dari tabel 8.3 Rase, 1977 :
Sistem : reaction in solution : Turbine (max : 20.000 gal)
Propeller (max : 11000 gal (± 9.5 m3))
Paddle (max : 500 gal)
Dipilih : Turbin, karena :
- Hp turbin tidak dipengaruhi Viskositas diatas reynold 500-1000
- Percampuran sangat baik, bahkan dalam sekala mikro
Dari Rase,hal 356 :
Dipilih :
Di/DR = 1/3 L =Di/4
E =Di = 1
B =D/10
W = Di /5
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
117
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Diameter reaktor (DR) =
3,6576 m
Diameter pengaduk (DI) =
1,2192 m
Pengaduk dari dasar (E) =
1,2192 m
Tinggi Pengaduk (W) =
0,2438 m
Lebar pengaduk (L) =
0,3048 m
Lebar baffle (B) =
0,3658 m
Menghitung jumlah impeler :
WELH =
tinggi bahan x sg
=
2,7227 m x
=
4,9849 m
1830,882/1000
Impeller =
=
4,9849 / 3,6576
=
1,3629 »2
Putaran pengaduk :
(Rase, 1977, hal. 345)
=
68,3028
=
1,1384 rps
rpm
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
118
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
Jenis motor : Fixed speed belt (harga murah, mudah mengganti bagian-bagiannya)
dengan kecepatan putaran standar 104 rpm (Rase, 1977 tabel 8.9).
.N.Di 2
N Re
Bilangan Reynolds :
m
NRe =
52410,0239
Np = Po
Dari fig. 9.13 McCabe, Nre =
52410,024 .=====>
=
Power pengaduk :
P
P=
N 3 .Di 5 . .Np
550.gc
34,45
Efisiensi motor 0,88
Hp
(fig. 14.38, Peters, hal 521)
Daya motor :
Daya motor
P
39,1449
Hp
Dipakai motor dengan daya =
40
Menentukan tebal shell (t)
Dirancang menggunakan Baja nirkarat
P.r
C
ts = ( f .E 0,6.P)
(Brownell, hal 140)
Dalam hubungan ini :
ts =
tebal shell, in
P=
tekanan dalam vessel
Pcairan = density . h .g/gc
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Hp
Nema standard
1
119
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
= 1830,8816 kg/m3 x 1 lb/0,4536 kg x 1 m3/35,3134 ft3 x 2,7227
ft x 32,2 ft /s2 /32,2
Pop
= 311,2052
lb/ft2
= 2,1611
lb/in2
= Pcairan + Preaktor
= 2,1611 + 14,7
= 16,9 psi
r
= Jari-jari
= ½ .Diameter Reaktor
= 0,5 x 144
= 72 in
E =
effisiensi pengelasan = 0,85
C=
faktor korosi
f =
tegangan yang diijinkan pada tabel 13.2
=
0,125
Coulson hal 254 diperoleh allowable stress 130 N/mm2
f =
18854,906 psi
ts =
0,20080 in
digunakan tebal standar 0,2500 in
Menentukan tebal head (th)
Dari tabel 5-7 Brownell,
untuk OD =
144
in
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
120
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
ts =
0,2500 in
icr =
6,5
in
r=
102
in
r
1
3
w= 4
icr
=
1,7403
th =
in
P.r.w
C
(2. f .E 0,2.P)
th = 0,2183 in (digunakan tebal standar 1/4 in)
Diambil sf = 2
OD
b
A
sf
OA
icr
B
r
t
ID
a
C
a =
=
AB =
ID
2
71,75 in
ID - icr
2
= 65,25 in
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta
121
Prarancangan Pabrik Asam Nitrat
Dari Asam Sulfat Dan Natrium Nitrat
Kapasitas 90.000 Ton/Tahun
BC = r – irc
= 95,5000 in
AC = (BC2- AB2)1/2
= 69,733 in
b = r – AC
= 32,2670 in
Tinggi head = th + b + Sf
= 34,5170 in
= 0,8767 m
Tinggi reaktor = 2 x tinggi head + tinggi shell
= 1,7535 + 3,6576
= 5,4111 m
Anang Baharuddin Sahaq
D 500 100 032
Universitas Muhammadiyah Surakarta