A-153
Tabel 10.2. Data perbedaan temperatur pada CD-201
Hot
o
F Cold
o
F Difference
o
F 410
Higher 113
297 224
Lower 86
138 186
Difference 27
159
T
LMTD
= 159
Ln 297
138 = 207,4422
o
F D. Overall heat transfer koefisien
medium organik, range Ud = 50-125
tabel 8 kern
Dipilih perancangan Ud = 50 Btujam.ft
2
.
o
F E. Luas transfer panas A
A = Qc
Ud x T
LMTD
= 3411735.658 Btujam
50 Btujam.ft
2
.
°
F x 207,4422 ℉
= 219.8962 ft
2
F. Pemilihan pipa
tabel 10 kern
Tabel.10.3. Spesifikasi pipa Tube
Shell OD
34 in ID
13.25 in ID
0.482 in Passes
1 BWG
10 ft at
0,182 in ao
0,1963 Sch no
40 Passes
2
A-154
Jumlah pipa Nt =
A L x ao
= 219.8962 ft
2
10 ft x 0.1963 = 112.0205 ft
Standarisasi jumlah pipa = 114 pipa
tabel 9 kern
Ud terkoreksi = Qc
L x ao x Nt x T
LMTD
= 3411735.658 Btujam
10 ft x 0.1963 x 114 x 207,4422 ℉
= 49.13 Btujam.ft
2
.
o
F A terkoreksi =
Qc Ud terkoreksi x T
LMTD
= 3411735.658 Btujam
49.13Btujam.ft
2
℉ x 207,4422 ℉ = 223.782 ft
2
Perhitungan tube side water 1.
Luas perpipaan at’
at = Nt x at
144 n
persamaan 7.48 kern
= 114 x 0,182 in
2
144 x 2
A-155
= 0.072 ft
2
2. Kecepatan massa air pendingin Gt Gt =
Wa at
= 126360.5799 lbjam
0.072 ft
2
= 1753993.012 lbjam.ft
2
3. T averange tube = ta ta =
t1+t2 2
= 30
℉ + 45 ℉ 2
= 37,5
o
F Sifat fisik untuk air pada ta = 37,5
o
C = 0,6654 cp = 1,61027 lbft.jam
ρ = 1,0138 kgL = 63,2611 lbft
2
k = 0,36117 Btujam.ft
2
.
o
F 4. Kecepatan linier air pendingin
Vt = Gt
3600 x ρ
= 1753993.012 lb jam.ft
2
3600 x 63,2611 lbft
2
= 2,2801 fts 5. Harga Reynold
ID = 0.482in = 0.040167 ft
A-156 Re
t =
persamaan 7.3 kern
= 0.040167 ft x 1753993.012 lb jam.ft
2
1,61027 lb ft.jam = 43751.75601
Dari figure 25 kern, pada Vt = 7.7017334 fts pada T = 37,5
o
C = 99,5
o
F Didapatkan heat transfer koefisien hi = 600 Btujam.ft
2
.
o
F Sehingga hio = hi x
ID OD
= 600 x 0.040167
0,0625 = 385.6 Btujam.ft
2
.
o
F Pehitungan shell side hot fluid
1. Jarak baffle B B =
ID shell 2
= 13.25
2 = 6.6 in
2. Luas flow area as Diketahui Pt= 0.9375 in triangular pitch
as = ID shell x C
x B 144 Pt
dimana C’ = 13.25 – 1 = 12.25 in as =
12 x 12.25 x 6.6 144 x 0.9375
= 0.564 ft
2
A-157
3. Kecepatan aliran pada shell Gs =
Fv as
= 36301.7448 lbjam
0.564 ft
2
= 64412.1833 lbjam.ft
2
G” = Fv
L x Nt
23
= 36301.7448 lbjam
10 x 114
23
= 154.4037 lbjam Asumsi ho = 200 Btujam.ft
2
.
o
F Dari hitungan tube, hio = 385.6 Btujam.ft
2
.
o
F tw = ta+
ho hio+ho
tv-ta
= 99,5 ℉+
200 lb jam.ft
2
385.6+200 lb jam.ft
2
200-99,5
= 205.5451
o
F = 96.413
o
C =
+ 2
= 410 + 96.413
2 = 307.7725
o
F Berdasarkan Carl L yaws, didapat:
- Densitas = 0,76 kgL = 47,424 lbft
3
- Viskositas = 0,94 cp = 2,2748 lbft.jam
A-158
- Thermal konduktivity = 0,099 Btujam.ft - Kapasitas panas = 0,15 Btulbm.
o
F - Spesific grafity = 1,2
Dari grafik 12.9 Kern didapat ho = 190 Btujam.ft
2
.
o
F
ho trial ≈ ho hitung, memenuhi Clean overall koefisien Uc
Uc = hio x ho
hio+ho =
385.6 190 385.6 + 190
= 127.2828 Btujam.ft
2
.
o
F Faktor pengotor:
Rd = Uc-Ud
Uc x Ud =
127.2828 − 49.13
127.2828 49.13 = 0,012497
Rd Rd hitung = 0,0003
Menghitung Pressure drop P Pipa air pendingin
Untuk Re = 39511,22729 Pada figure 26 kern, didapatkan faktor friksi f = 0,000092 ft
2
in
A-159 ΔPt =
2
5,22 10
10
∗
= 0,000092 1753993.012
2
10 2 5,22 10
10
0,040167 1 = 2.69 psi
ΔPr = 4
2
2 ′
= 4 2 7.701733
2
1 2 32,2 = 7.368 psi
P tube = Pt + Pr = 2.69 + 7.368
= 10.058 psi Shell hot fluid
Data fisik umpan pada T = 93,5
o
C berdasarkan Carl L Yaws.
- Densitas = 0,82 kgL = 51,168 lbft
3
- Viskositas = 0,74 cp = 1,7908 lbft.jam - Thermal konduktivity = 0,092 Btujam.ft
- Kapasitas panas = 8,14304 Btulbm.
o
F
Nilai Reynold:
Re =
A-160
= 13.25 − 075
1 12
64412.1833 1,7908
= 37467.06739 Dari figure 29, didapat f=0,001 ft
2
in
2
Number of crosses: N+1
= 12 x LB = 12 x 106.625
= 18 crosses
S =
= 51,168
62,5 = 0,81869
ΔPshell =
2
+ 1 2 5,22 10
10
pers 12.74 kern
= 0,001 64412.1833
2
13.2512 18 2 5,22 10
10
13.25 0,8187 = 7.33x10
-5
psi P shell P shell allowable 10 psi, sehingga P shell bisa diterima.
Tabel 10.4. Spesifikasi condenser CD-201
A-161 Alat
: Condensor Kode
: CD-201 Fungsi
: Mengembunkan sebagian uap yang keluar dari reactor RE-201. Bentuk
: Shell and Tube Heat Exchanger Dimensi : Shell
Tube ID
13,2500 in Number
114 Baffle space
6,6000 in Length
10,0000 ft Passes
1 OD
0,7500 in t
207,4422 F A
223.782 ft2 Uc
127.2828 Btuhr.ft2.oF Ud
49.13 Btujam.ft2 oF Rd
0,0125 Bahan
: Carbon Steel SA 212 Grade A Jumlah
: 1 buah
A-162
10. Centrifuge CF-301
Fungsi : Memisahkan padatan terepthalic acid dari air dan
impurities lainnya Tipe
: nozzle discharge disk centrifuge Bentuk
: Silinder tegak, alas ellipsoidal, dan tutup ellipsoidal
Dasar Pemilihan : - Untuk pemisahan padatan halus berukuran 150 µm Figure 10.16, Coulson, Vol 6:320
Kondisi Operasi:
P = 1 atm dan T = 85
o
C
Gambar C.11.1 Nozzle discharge disk centrifuge
A-163
C. Menentukan Densitas Campuran Umpan
Persamaan untuk menghitung densitas campuran ρ
campuran
adalah sebagai berikut:
ρ
campuran
=
i i
x 1
Coulson, Richardson, Vol.6
th
, 1983, Hal. 238
Tabel C.11.1 Aliran Umpan
Komponen Massa kgjam
w
i
ρ
i
kgm
3
w
i
ρ
i
C8H10 201,3786
0,0237 827,4579
0,00002859 CH3COOH
24,1012 0,0028 1.005,8709 0,00000282
HBr 1,5711
0,0002 1.005,8709 0,00000018 CH3COO2Co
0,5036 0,0001 1.005,8709 0,00000006
CH3COO2Mn 0,4407
0,0001 1.005,8709 0,00000005 C8H6O4
7.499,9847 0,8812 1.835,0699 0,00048021
H2O 782,9838
0,0920 994,8173
0,00009248
Total
8.510,9638 1,0000
0,00060439
ρ
feed
= 1.654,5664 kgm
3
Laju alir volumetrik : Q
feed
= ρ
F
=
3
kgm 5664
, 654
. 1
kgjam 8.510,9638
A-164 = 5,1439
jam m
3
= 22,6478 galmenit = 1,429 . 10
3
s cm
3
D. Menentukan Densitas Mother Liquor
Tabel C.11.2 Aliran Mother Liquor
Komponen Massa kgjam
w
i
ρ
i
kgm
3
w
i
ρ
i
C8H10 201,3786
0,4674 827,4579
0,00056491 CH3COOH
24,1012 0,0559
1.005,8709 0,00005562
HBr 1,5711
0,0036 1.005,8709
0,00000363 CH3COO2Co
0,5036 0,0012
1.005,8709 0,00000116
CH3COO2Mn 0,4407
0,0010 1.005,8709
0,00000102 H2O
404,1967 0,9382
994,8173 0,00094311
Total 430,8133
1,0000 0,00100453
ρ
M.Liquor
= 995,4932 kgm
3
E. Menentukan Densitas Produk
Tabel C.11.3 Aliran Produk Komponen
Massa kgjam
w
i
ρ
i
kgm
3
w
i
ρ
i
C8H6O4 7.499,9847
0,9519 1.835,0699
0,00051874 H2O
378,7871 0,0481
994,8173 0,00004833
Total 7.878,7718
1,0000 0,00056707
ρ
produk
= 1.763,4607 kgm
3
F. Menghitung Kecepatan Terminal Heavy Liquid U
g
U
g
=
18
g .
d .
2 s
Coulson, Richardson, Vol.6
th
, 1983, Pers. 10.2, Hal. 323
A-165 d
s
= diameter partikel padatan = 100 µm = 0,01 cm g = percepatan gravitasi = 981 cms
2
feed
= viskositas cairan = 1,024 cp
= densitas produk – densitas mother liquor
= 767,9674 kgm
3
= 0,7680 gcm
3
Maka, Ug = 8,7251 x 10
-4
cms
G. Menentukan Laju Volumetrik Umpan terhadap Luas Centrifuges Q∑ dan Pemilihan Jenis Centrifuges
Berdasarkan Pers. 10.1 dan 10.2, Hal. 323, Coulson, Ricahardson, Vol. 6
th
, 1983, didapatkan persamaan untuk menghitung
Q∑ yaitu:
feed
Q 2 x U
g
= 1,745 x 10
-4
ms Berdasarkan Tabel. 10.6, Hal. 324, Coulson, Richardson, Vol. 6
th
, 1983, untuk Q
feed
sebesar 5,1439 m
3
jam pada Q∑ sebesar 1,7 x 10
-4
cms digunakan tipe scrool discharge Centrifuges
.
Berdasarkan tipe centrifuges yang dipilih, berdasarkan Tabel. 18-11, Hal. 18-112, Perry’s, Ed.7
th
, 1999, didapatkan spesifikasi nozzle discharge Centrifuges, antara lain :
Tipe = Nozzle discharge disk centrifuge
Bowl Diameter = 16 in
Speed = 6.250 rpm
