Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 1
BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA
Nama alat : Distilasi Pemisahan asam asetat dari campuran liquida masuk dengan berdasarkan perbedaan titik didih
Fungsi : Memisahkan asam asetat dari fraksi-fraksi yang lain
Jenis : Kolom distilasi sieve tray dilengkapi dengan kondensor dan reboiler Kondisi
operasi : Tekanan
operasi = 1 atm
Umpan dan daur ulang pada keadaan liquid jenuh q = 1
A. Neraca Massa
Dari hasil perhitungan neraca massa Appendiks A diperoleh aliran massa sebagai berikut :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 2
Aliran Umpan F Komponen
Massa Kg Mol kgmol Fraksi mole Xi
CH
3
COOH 16093,3734 268.2229
0,6488 HCOOH 382,1419
8,3074 0,0201
H
2
O 2463,8785 136,8821
0,3311 Total 18939,3939
413,4125 1,0000
Aliran Distilat D : Komponen
Massa Kg Mol kgmol
Fraksi mol Xi CH
3
COOH 160,9337 2,6822
0,0189 HCOOH 301,6751
6,5582 0,0463
H
2
O 2383,4117 132,4118
0,9348 Total 2846,0205
141,6521 1,0000
Aliran Bagian Bawah B : Komponen
Massa Kg Mol kgmol
Fraksi mol Xi CH
3
COOH 15932,4397 256,5407
0,9771 HCOOH 80,4669
1,7493 0,0064
H
2
O 80,4669 4,4704
0,0164 Total 16093,3734
271,7603 1,0000
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 3
A.1. Menghitung BM Rata-rata
a Bagian Enriching
Tabel VI.2.1. Perhitungan BM campuran zat cair Komponen
Xi BM
Xi . BM CH
3
COOH 0,0189 60
1,1361 HCOOH 0,0463
46 2,1297 H
2
O 0,9348 18
16,8258
Total
1,0000 20,0916
BM campuran zat cair = 20,0916 lblbmol Tabel VI.2.2. Perhitungan BM campuran uap
Komponen Yi
BM Yi . BM
CH
3
COOH 0,0181 60
1,0868 HCOOH 0,0456
46 2,0973
H
2
O 0,9363 18
16,8534
Total
1,0000 20,0375
BM campuran uap = 20,0375 lblbmol
b Bagian tray umpan
Table VI.2.3. Perhitungan BM campuran zat cair Komponen
Xi BM
Xi . BM CH
3
COOH 0,6488 60
38,9281 HCOOH 0,0201
46 0,9244 H
2
O 0,3311 18
5,9599 Total 1,0000
45,8123
BM campuran zat cair = 45,8123 lblbmol
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 4
Tabel VI.2.4. Perhitungan BM campuran uap Komponen
Yi BM
Yi . BM CH
3
COOH 0,6375 60
38,2510 HCOOH 0,0203
46 0,9344
H
2
O 0,3421 18 6,1586
Total 1,0000 45,3440
BM campuran uap = 45,3440 lblbmol
c Bagian Exhausting
Table VI.2.5. Perhitungan BM campuran zat cair Komponen
Xi BM
Xi . BM CH
3
COOH 0,9771 60
58,6288 HCOOH 0,0064
46 0,2961
H
2
O 0,0164 18 0,2961
Total 1,0000 59,2190
BM campuran zat cair = 59,2190 lblbmol Tabel VI.2.6. Perhitungan BM campuran uap
Komponen Yi
BM Yi . BM
CH
3
COOH 0,9760 60
58,5623 HCOOH 0,0066
46 0,3041
H
2
O 0,0173 18 0,3119
Total 1,0000 59,1783
BM campuran uap = 59,1783 lblbmol
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 5
Table VI.2.7. Ringkasan perhitungan BM campuran
Enriching Tray
umpan Exhausting
BM zat cair BM uap
20,0916 20,0375
45,8123 45,3440
59,2190 59,1783
B. Penentuan Spesifikasi Kolom
Asumsi : Equimolar overflow
Dari neraca massa diperoleh data : R
op
= 0,0284 L
= L
o
= R
op
x D = 0,0284 x 141,6521
= 4,0233 kgmoljam =
8,8699 lbmoljam
V = R
op
+ 1 x D = 0,0284 + 1 x 141,6521
= 145,6755 kgmoljam =
321,1562 lbmoljam
Umpan masuk dalam keadaan liquid jenuh, sehingga q = 1 L’
= q x F + L = 1 x 413,4125 + 4,0233
= 417,4358 kgmoljam = 920,2790 lbmoljam
V’ = q – 1 x F + V
= 1 – 1 x 413,4125 + 145,6755 = 145,6755 kgmoljam
= 321,1562 lbmoljam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 6
Laju Alir Gas Laju Alir Zat Cair
kgmoljam kgjam kgmoljam kgjam Enriching
Atas Bawah
Exhausting Atas
Bawah 145,6755
145,6755
145,6755 145,6755
2918,9789 6605,5138
6605,5138 8620,8260
4,0233 4,0233
417,4358 417,4358
977,26077 184,3188
19123,7126 2470,1293
Karena beban terbesar terdapat pada Exhausting bawah, maka perancangan didasarkan pada kolom bagian Exhausting bawah.
L = 2470,1293 kgjam
= 54497,9971 lbjam V
= 8620,8260 kgjam = 19005,4729 lbjam
BM
cair
= 59,2190 lblbmol BM
uap
= 59,1783 lblbmol Densitas uap :
BM T
o
P
1
ρ
uap
= x x V
o
T
1
P
o
59,1783 x 273,15 x 1 ρ
uap
= 359 x 374,614 x 1
= 0,1201947 lbft
3
= 0,0019253 grcm
3
= 0,0000325 grmolcm
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 7
Table VI.3.1. Perhitungan densitas zat cair =
3 1
1
4
2 1
C
C T
C C
kmolm
3
Perry ed.7 hal 2-98
T = 390,4565 K Komponen
Xi C1 C2 C3 C4
Xi .
CH
3
COOH 09771 1,4486 0,25892 591,9500 0,25290 15,9705
15,6050 HCOOH 0,0064
1,9380 0,24225 588,0000 0,24435 24,1856 0,1557
H
2
O 0,0164 5,4590 0,30540 647,1300 0,08100 54,0161
0,8886 Total 1,0000
16,6492
cair
= 16,6492 kmolm
3
= 61,5508 lbft
3
= 0,0166 molcm
3
Surface Tension Tegangan Permukaan
Harga-harga tegangan permukaan diprediksi dengan menggunakan persamaan 3– 152 Perry, Chemical Engineers’ Handbook, Edisi 6.
mix 14
= ∑[P
i
] ρ
L mix
. X
i
– ρ
G mix
. Y
i
Dari table 3 – 343 Perry ed.6 hal 3-288, diperoleh harga-harga sebagai berikut : a
Asam asetat CH
3
–COOH [P]
= 55,5 + 73,8 = 129,3
b Formiat H-COOH
[P] = 15,5 + 73,8
= 89,3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 8
c Air H
2
O [P]
= 15,5 + 29,8 = 45,3
Komponen Pi
L mix
Xi
G mix
Yi [Pi]
L mix
.Xi-
G mix
.Yi CH
3
COOH 129,3 0,0166
0,9771 0,0000325 0,9760 2,0994 HCOOH 89,3
0,0166 0,0064 0,0000325 0,0066
0,0096 H
2
O 45,3 0,0166
0,0164 0,0000325 0,0173 0,0124
Jumlah 1,0000
2,1213
mix 14
= ∑[P
i
] ρ
L mix
. X
i
– ρ
G mix
. Y
i
mix 14
= 2,1213
mix
= 2,1213
4
= 20,2494 dynecm
B.1. Diameter Kolom
Dengan mengambil jarak antar tray = 18 dan tegangan permukaan sebesar 20,2494 dynecm maka dari figure 8.50 Ludwig volume II hal 67 didapatkan :
C
faktor
= 550 W
= C x [ ρ
uap
ρ
cairan
– ρ
uap
]
12
= 500 x [0,1201947 61,5508 – 0,1201947]
12
= 1494,5063 lbjam ft
2
V
m
D = 1,13 x { }
12
W 8620,8260
= 1,13 x { }
12
1494,5063 = 2,7140 ft
Ditetapkan diameter kolom = 3 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 9
B.2. Spesifikasi Kolom
V V
m
= 3600 x
ρ
uap
8620,8260 V
m
= 3600 x 0,1201947
= 19,9233 ft
3
detik L
x 7,48
Q
m
= 60
x ρ
cairan
24720,1293 x 7,48 Q
m
= 60 x 61,5508
= 50,0688 gpm a
Beban maksimum V
maks
= 1,3 x V
m
= 1,3 x 19,9233 = 25,9003 ft
3
detik Q
maks
= 1,3 x Q
m
= 1,3 x 50,0688 = 65,0894 gpm
b Beban minimum
V
min
= 0,7 x V
m
= 0,7 x 19,9233 = 13,9463 ft
3
detik
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 10
Q
min
= 0,7 x Q
m
= 0,7 x 50,0688 = 35,0482 gpm
Jenis tray : Cross flowdari table 8.3 Ludwig volume II hal 69 c
Menentukan panjang weir dan tinggi zat cair diatas weir. Panjang weir antara 55 sampai 85 diameter
Q h
ow
= { }
23
2,98 x L
w
L
w
D L
w
h
ow maks
h
ow min
0,55 19,800
1,0676 0,7066
0,60 21,600
1,0075 0,6668
0,65 23,400
0,9551 0,6322
0,70 25,200
0,9091 0,6017
0,75 27,000
0,8682 0,5746
0,80 28,800
0,8316 0,5504
0,85 30,600
0,7987 0,5286
Dengan ketentuan 4 ≥ h
w
+ h
ow
≥ 2 , dan h
w
= 1,5 – 2 inci Pada table diatas diambil harga berubah setiap 0,5 inci.
d Tinggi zat cair diatas plate h
l
h
l
= h
w
+ h
ow
+ Δ ;
Δ diabaikan h
ow
= h
ow maks
; diambil h
w
= 2 inci L
w
D h
ow maks
h
l
0,55 1,0676
3,0676 0,60
1,0075 3,0075
0,65 0,9551
2,9551 0,70
0,9091 2,9091
0,75 0,8682
2,8682 0,80
0,8316 2,8316
0,85 0,7987
2,7987
e Downcomer Clearance h
c
Dengan ketentuan h
w
– h
c
= ¼ - ½ inci Diambil h
w
– h
c
= ¼ inci
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 11
f Kehilangan zat cair head dalam downcomer h
d
Q h
d
= 0,03 { }
2
100 x A
p
Q = 65,0894 gpm
Q
maks
A
p
diambil dari harga yang terkecil antara harga A
dc
dan A
d
. A
d
A
t
diambil dari Matthew van Winkle, “Distillation”, table 14.10 hal 589 π
A
t
= x D
2
4 = 3,14 4 x 3
2
= 7,0650 ft
2
h
c
= h
w
– 0,250 = 2 – 0,250
= 1,750 inci h
c
x L
w
A
dc
= ft
2
144 L
w
D A
d
A
t
A
d
A
dc
A
p
h
d
0,55 0,0392
0,2769 0,2406
0,2406 0,2195
ok 0,60
0,0520 0,3674
0,2625 0,2625
0,1845 ok
0,65 0,0680
0,4804 0,2844
0,2844 0,1572
ok 0,70
0,0878 0,6203
0,3063 0,3063
0,1355 ok
0,75 0,1122
0,7927 0,3281
0,3281 0,1180
ok 0,80
0,1424 1,0061
0,3500 0,3500
0,1038 ok
0,85 0,1808
1,2774 0,3719
0,3719 0,0919
ok
Syarat h
d
≤ 1 inci
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 12
g Luas untuk aliran uap dalam kolom
A
c
= A
t
- A
d
Dimana : A
c
= luas untuk aliran uap dalam kolom L
w
D A
d
A
c
0,55 0,2769
6,7881 0,60
0,3674 6,6976
0,65 0,4804
6,5846 0,70
0,6203 6,4447
0,75 0,7927
6,2723 0,80
1,0061 6,0589
0,85 1,2774
5,7876
h Luas untuk lubang A
a
Untuk jenis : cross flow A
a
= 2 [x r
2
– x
2 12
+ r
2
sin
-1
x r] D W
d
+ W
s
x = –
2 12 D W
l
r = –
2 12 Karena diameter kolom 5 ft, maka digunakan :
W
s
= 3 inci W
l
= 2 inci W
d
= HD x D W
s
= lebar daerah penenang, inci W
l
= clearance terhadap dinding, inci W
d
= lebar downcomer, inci
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 13
L
w
D H D
W
d
x ft r ft
A
a
ft
2
A
d
ft
2
0,55 0,0825
2,9700 1,0025
1,3333 4,4010
ok 0,2769
not ok 0,60
0,1000 3,6000
0,9500 1,3333
4,3070 ok
0,3674 Ok
0,65 0,1200
4,3200 0,8900
1,3333 4,1670
not ok 0,4804
ok 0,70
0,1430 5,1480
0,8210 1,3333
3,9680 not ok
0,6203 ok
0,75 0,1695
6,1020 0,7415
1,3333 3,6960
not ok 0,7927
ok 0,80
0,2000 7,2000
0,6500 1,3333
3,3380 not ok
1,0061 ok
0,85 0,2365
8,5140 0,5405
1,3333 2,8560
not ok 1,2774
not ok
Syarat h
d
≤ 1 inci A
a
: sekitar 60 – 75 dari luas total A
d
: sekitar 5 – 15 dari luas total Untuk L
w
= 60 – 70 diameter, syarat-syarat diatas sudah terpenuhi
i Diameter lubang dan tebal tray
Diameter lubang pada umumnya adalah : 332 , 18 , dan 316 inci Digunakan diameter lubang d
o
= 18 inci Dipilih tebal tray = 516 inci
j Total luas lubang A
o
Untuk perhitungan total luas lubang, dipilih pitch bentuk segitiga π
A
o
luas lubang = ½ x x d
o 2
4 A
a
luas lubang aktif = 0,5 n . d
o
. n . d
o
. sn 60 β = A
o
A
a
= 0,9065 n
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 14
Menurut Hunt harga n umumnya berkisar antara 2,5 – 4. n
A
o
2,5 0,6250
3,0 0,4340
3,5 0,3190
4,0 0,2440
k Pressure drop untuk uap
Pressure drop untuk plate kering h
p
= 12 ρ
uap
– ρ
liq
1,14 U
o 2
2 g
c
0,41,25 – A
o
A
c
+1 – A
o
A
c 2
U
o
= V
maks
A
o
; V
maks
= 25,9003 ft
3
detik ρ
uap
ρ
liq
= 0,1202 61,5508 = 0,0020 n
2,5 3,0 3,5 4,0 A
o
A
c
U
o maks
h
p
inci 0,0921
41,4405 0,9179
0,0648 59,6781
1,9941 0,0484
81,1921 3,7933
0,0379 106,1487
6,5982
l Residual pressure drop h
r
h
r
= 31,2 ρ
liq
= 31,2 61,5508 = 0,5069 inci
m Total pressure drop h
t
h
t
= h
p
+ h
r
+ h
l maks
n h
t
inci 2,5
4,4924 3,0
5,5084 3,5
7,2553 4,0
10,0142
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 15
n Tinggi zat cair dalam downcomer h
b
h
b
= h
l
+ h
t
+ h
d
n h
b
inci 2,5
7,7796 3,0
8,7003 3,5
10,3676 4,0
13,0588
o Jarak antar tray
Syarat : T ≥ 2 h
b
- h
w
n 2 h
b
– 1,5” 2 h
b
– 2” 2,5
14,0591 13,5591
3,0 15,9007
15,4007 3,5
19,2352 18,7352
4,0 24,6175
24,1175
Dari table diatas dapat diketahui bahwa jarak antar tray, T = 18 inci memenuhi syarat untuk h
w
= 1,5 – 2 inci n
= 2,5 dan 3,0 inci p
Stabilitas Syarat operasi stabil : h
pm
≥ h
pw
h
pw
= 0,2 + 0,05 x h
l
h
w
= 2 inci h
pm
= 12 ρ
uap
ρ
liq
1,14 U
o 2
2 g
c
0,41,25 – A
o
A
c
+1 – A
o
A
c 2
U
o
= V
min
A
o
V
min
= 13,9463 ft
3
detik
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 16
n A
o
A
c
U
o
h
pw
h
pm
2,5 0,0921
22,3141 0,3534
0,9179 3,0
0,0648 32,1344
0,3504 1,9941
Dari table diatas, h
pm
≥ h
pw
memenuhi syarat untuk : L
w
= 60 n
= 3 inci
q Entrainment :
e = 0,22 x 73
x U
c
T
1
x 3,2 T
l
= T – 2,5 x h
l
U
c
= V
maks
A
c
; V
maks
= 25,9003 ft
3
detik
= 20,2494 dynecm eo
= 0,02 Syarat : eo e
≥ 1 n
3,0 U
c
3,8671 T
l
10,4814 eo
0,02 eo e
1,143 ok
Dari table diatas, syarat terpenuhi untuk : L
w
= 60 n
= 3 inci r
Pelepasan uap dalam downcomer W
= 0,8 x h
ow
x T + h
w
– h
b 12
h
ow
= h
ow maks
; h
w
diambil 2 inci
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 17
Syarat = W
1
W
d
≤ 0,6 n
3,0 h
b
8,7003 W
l
2,6992 W
d
3,6000 W
l
W
d
0,7498 ok
Dari table diatas, memenuhi syarat untuk : L
w
= 60 n
= 3 inci
s Fleksibilitas
Syarat : h
b
T + h
w
≤ 0,5 h
pm
h
pw
≥ 1 n
3 h
b
T + h
w
0,6529 h
pm
h
pw
5,6913 ok
Dari table diatas, syarat terpenuhi untuk : L
w
= 60 n
= 3 inci Untuk selanjutnya dipilih L
w
D = 60 n
= 3
h
w=
= 2 inci
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 18
C. Penentuan Tinggi Kolom Total C.1. Tinggi Total Tray Yang Dibutuhkan
a Menentukan jumlah plate minimum metode Fenske
N
m
=
avg B
LK HK
D HK
LK
X X
X X
log
log
Geankoplis pers. 11.7-12 hal
683
Avg
=
0283 ,
1 .
0294 ,
1 .
LB LD
Geankoplis pers. 11.7-13 hal 683 =
1,0289
N
m
=
0289 ,
1 log
0013 ,
955 ,
02 ,
036 ,
log
B D
= 207,8507 b
Menentukan jumlah stage teorotis Metode Gilliland Dari perhitungan neraca massa Appendiks A :
Diperoleh R
m
+ 1 = 1,0189 R
m
= 1,0189 – 1 = 0,0189 Ditetapkan : R = 1,5 x R
m
Geankoplis hal 668 R
= 1,5 x 0,0189 R
= 0,0284
Jumlah Stage Teoritis – Metode Gilliland
009206 ,
1 0284
, 0189
, 0284
, 1
R R
R
m
N
min
= 6 sd 8 Van Winkle,fig 5.17
Digunakan N
min
= 7
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 19
Dari fig.19.5 Mc.Cabe, fifth edition hal 609 diperoleh :
1
N
N N
m
= 0,7
1 7
N N
= 0,7 N = 25,6667
T bubble feed = 100,924 C
Komponen Xi
Xi .
CH
3
COOH 0,6488 0,43
0,3568 HCOOH 0,0201
0,48 0,0096
H
2
O 0,3311 0,24
0,0795 Total 1,0000
0,4460
Data dari Mc.Cabe 5
ed
,app.9 hal 1094,1993 camp = 0,4460 cP
Avg
x camp = 0,4588
dari figure 8.18 Ludwig volume II, diperoleh : Effisiensi tray
= 55 N sesungguhnya
= 25,6667 0,55 = 46,6667 = 47 plate
Tray spacing = 18 in Tinggi total tray = T x N sesungguhnya
= 18 x 46,6667 = 840 in
= 70 ft = 21,3665 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 20
c Menentukan plate umpan :
Log NeNs = 0,260 x log X
hf
X
lf
BD X
lb
X
hd 2
Geankoplis hal 687
Dimana : Ne
= Jumlah plate teoritis di atas umpan Ns
= Jumlah plate teoritis di bawah umpan Log NeNs = 0,26 x log 0,0201 0,6488 x 16093,3734 2846,0205 x
0,9771 0,0463
2
log NeNs = 0,4920
NeNs = 3,1043
Ne = 3,1043 Ns
N = Ne + Ns
47 = 3,1043 Ns + Ns
Ns =
11 Ne
= 47 – 11 = 36
C.2. Tinggi Ruang Kosong Diatas Tray
Ditetapkan tinggi ruang kosong diatas tray = 3 ft masing-masing 2 ft diatas dan 1 ft dibawah lubang pemasukan daur ulang
C.3. Tinggi Hold Up Zat Cair Bagian Bawah Kolom
Ditetapkan hold up time zat cair = 10 menit
L = 54497,9971 lbjam
D = 3 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 21
ρ
zat cair
= 61,5508 lbft
3
A = ¼ x
π x D
2
= ¼ x π x 4
2
= 7,065 ft
2
Tinggi menara bagian penampung zat cair : = L x hold up time 60 x 1
ρ
zat cair
x 1 A = 54497,9971 x 10 60 x 1 61,5508 x 1 7,065
= 20,8873 ft
C.4. Tinggi Ruang Kosong Diatas zat Cair
Ditetapkan tinggi ruang kosong diatas zat cair = 2 ft
C.5. Tinggi Tutup
Direncanakan tutup atas = tutup bawah Jenis tutup adalah torisperical dished head.
a Tebal tutup minimum
Dari Brownell Young, persamaan 13.12, diperoleh : 0,885 x P x Rc
t
mn
= + C f . E – 0,1 . P
Dgunakan Rc = ID = 3 ft ρ
zat cair
= 61,5508 lbft
3
h = Tinggi total tray + tinggi ruang kosong diatas tray
= 70 + 3 = 73 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 22
P
hid
= ρ
cairan
x g gc x h = 61,5508 x 1 x 73
= 4493,2103 lbft
2
= 31,2028 psig P
op
= 760 mmHg = 14,696 psia = 0 psig
P
t
= P
hidrostatik
+ P
operasi
= 31,2028 psig P
design
= 1,050 x P
t
= 1,050 x 31,2028 = 32,7630 psig
Bahan konstruksi : Baja stanless SA 240 grade M tipe 316 Stress yang diijinkan, f = 18750 psi
Pengelasan dengan double welded butt joint dengan thermally stress relieved. E
= 0,850 C
= 0,125 0,885 x 32,7630 x 36
t
min
= + 0,125 18750 x 0,85 – 0,1 x 32,7630
= 0,1905 inci Digunakan tebal tutup 14 inci
b Tinggi Tutup
Rc = ID = 3 x 12
= 36 inci icr
= 1,5 inci table 5.4 Brownell Young hal 847
Tinggi tutup = t + OB + sf
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 23
Untuk t = 0,25 inci, maka sf = 1,5 inci table 5.6 Brownell
Young AB
= 0,5 x ID – icr AC
= Rc – icr OB
= Rc - BC Dimana :
BC = AC
2
+ AB
2 12
AB = 0,5 x 36 – 1,5
= 16,5 AB
2
= 272,25 AC
2
= 36 – 1,5
2
= 1190,25 OB
= Rc – AC
2
– AB
2 12
= 36 – 1190,25 – 272,25
12
= 5,7015 inci Tinggi tutup OE = 0,25 + 1,5 + 5,7015 = 7,4515 inci
Tinggi tutup atas + tinggi tutup bawah = 7,4515 + 7,4515 = 14,9030 inci
= 1,2419 ft Tinggi kolom total
= 70 + 2 + 20,8873 + 1,2419 =
94,1293 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 24
D. Penentuan Tebal Bejana dan Tebal Tutup D.1. Penentuan Tebal Minimum Bejana
Menurut ASME Code : P . ri
t
min
= + C f . E – 0,6 . P
dimana : t
= Tebal dinding, inci P
= Tekanan dalam bejana, psig ri
= Jari-jari bejana, inci E
= Effisiensi las C
= Allowable corrosion = 18 inci f
= Allowable stress Bahan konstruksi
: Stainless steel SA 240 grade M tipe 316 f
= 18750 psi Pengelasan dengan double welded butt joint dengan thermally stress relieved.
E = 0,850
ri = 3 x 12 2
= 18 inci Menghitung tekanan kolom :
P
hid
= ρ
liq
x g gc x h h
= 94,1293 ft dianggap bejana terisi penuh zat cair ρ
liquid
= 61,5508 lbft
3
P
hid
= ρ
cairan
x g gc x h
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan alat utama
Pra rencana acetic acid
VI- 25
= 61,5508 x 32,174 32,174 x 94,1293 ft = 5793,7337 lb
f
ft
2
= 40,2343 psig P
op
= 760 mmHg = 14,696 psia = 0 psig
P
t
= P
hidrostatik
+ P
operasi
= 40,2343 + 0 = 40,2343 psig
P
design
= 1,050 x P
t
= 1,050 x 40,2343 = 42,2460 psig
42,2460 x 18 t
min
= + 0,125 18750 x 0,85 – 0,1 x 42,2460
= 0,1727 inci Maka digunakan tebal plat 316 inci
D.2. Penentuan Tebal Tutup
Ditetapkan tutup kolom atas dan bawah berbentuk torispherical dished head. Dari perhitungan tebal tutup diatas, diperoleh t
min
= 0,1905 inci. Digunakan tebal tutup sebesar 14 inci.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Instrumentasi dan keselamatan kerja
Pra rencana acetic acid VII- 1
BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
Kategori