Pra Perancangan Pabrik MBK (Metal Isobutil Keton) Dari Bahan Aseton Dengan Proses Hidrogenasi...

Pra perancangan pabrik MBK (metal Isobutil Keton) dari bahan aseton dengan proses hidrogenasi kapasitas 24.000/ton/tahun Dedik irawan (0205010002) Syaiful anwar (0205010013 Dosen pembimbing Ir. Bambang Ismuyanto, MS Susy Yuniningsih, ST.MT Teknik kimia 2008

I-1

BAB IPENDAHULUAN

1. PERKEMBANGAN INDUSTRI

Metil Isobutil Keton (MIBK) mulai ditemukan proses pembuatannya pada

awal perang dunia II oleh Hibernia-Scholven. Walaupun telah ditemukan proses

pembuatannya, namun belun diproduksi secara massal karena kurangnya

permintaan atau konsumsi MIBK oleh pabrik industri lainnya. Pada awal tahun

1965 industri cat dan thiner di Eropa mulai banyak didirikan sehingga permintaan

MIBK sebagai salah satu pelarut atau Solven dalam industri cukup meningkat

tajam.(wikipedia .com)

Pada tahun 1975, perusahaan di Amerika mengembangkan proses

pembuatan MIBK melalui hidrogenasi dalam sebuah kolom, sehingga kualitas

MIBK yang didapatkan mempunyai kemurnian yang lebih baik dari pada proses

produksi sebelumnya. Berawal dari proses yang dikembangkan oleh Amerika,

permintaan MIBK semakin bertambah besar didalam negeri ataupun didalam

negeri diantaranya adalah negara jepang, Korea, Belanda, Australia, Brazil.

Jepang adalah salah satu negara pengimport MIBK paling besar sehingga pada

tahun 1986 jepang mulai memproduksi MIBK dan mengeksportnya ke kawasan

Asia. (wikipedia .com)

Indonesia mulai menggunakan MIBK pada awal tahun 1991 dengan

mengimportnya dari jepang, terutama setelah dikeluarkannya Undang-undang

PMA pada tahun 1967 yang kemudian diikuti dengan adanya Undang-undang

PMDA pada tahun 1968, industri cat dan thiner di dalam negeri mengalami

I-2

perkembangan yang cukup pesat. Semenjak pendirian pabrik cat baru maupun

perluasan pabrik semakin gencar sehingga kapasitas produksi semakin meningkat.

Hal inilah yang menyebabkan adanya peningkatan konsumsi MIBK sebagai salah

satu bahan pelarut untuk industri cat, thiner dan tinta cetak sampai saat ini, dan

juga permintaan dari industri lain ataupun untuk laboratorium.

1.2 PEMBUATAN

Metil Isobutil Keton (C6H12O) dapat diproduksi dengan cara

menghidrogenasi mesytil Oxide yang diperoleh dari aseton melalui serangkaian

reaksi seperti yang diuraikan sebagai berikut : dua molekul aseton direaksikan

dengan NaOH dengan temperatur reaksi 30 °C (M.B Smith & J.March 2001).

Kemudian diaseton alkohol (CH3C(O)CH2C(OH)(CH3)2) yang terbentuk

didehidrasi dengan menggunakan asam fosfat dengan temperatur 110°C - 130°C

(Conant, J. B.; Tuttle, N ,1941).

Untuk menghasilkan mesytil oxide. Selanjutnya mesityl oxide

dihidrogenasi dengan bantuan katalis logam sehingga dihasilkan Metil Isobutil

Keton (MIBK) (Uhde,2005)

1.3 PENGGUNAAN

Penggunaan MIBK atau metil isobutil keton dalam industri sangat

bervariasi diantaranya adalah sebagai pelarut dalam industri cat dan thiner, dan

http://en.wikipedia.org/wiki/James_Bryant_Conant

I-3

bahan pembuat tinta cetak, rubber antiozonants, sintetik organik, bahan pembuat

atil amil keton, metil amil keton peroksida, poliester, fiberglass, pelarut dalam

ekstraksi metal, bahan pembuat pestisida, minyak sayur, bahan larutan pembersih

pengeras, parfum, antioksidan, bahan campuran penyimpanan zat kimia, pelarut

untuk vernis( Smith, M. B.; March, J, 2001)

1.4 SIFAT-SIFAT BAHAN DAN PRODUK

1.4.1 Bahan Baku

A. Aseton (96%)

Sifat-sifat fisika :

1. Berwujud cairan bening tidak berwarna

2. Mudah menguap atau folatil

3. Mudah terbakar

4. Baunya harum

5. Spesifik grafity pada 2 °C = 0,79

6. Melting point = -94 °C

7. Boiling Point = 87 °C

Sifat-sifat kimia :

1. Massa molekul relatif = 58

2. Dapat larut dalam air, alkohol dan eter pada suhu kamar

3. Sedikit larut dalam kloroform

1.4.2 Bahan Pembantu

A. Natrium Hidroksida (NaOH 5%)

I-4


1. Berbentuk liquid tak berwarna

2. Melting Point = 318,4°C

3. Boiling point = 1390°C

Sifat-sifat kimia :

1. Massa Molekul relatif = 40

2. Dapat larut dalam air

3. dapat larut dalam alkohol, eter dan gliserin

B. Asam Fosfat (H3PO4 98% )


1. Berbentuk liquid tak berwarna

2. Spesifik grafity pada 18,2°C = 0,79

3. Melting point = 42,35 °C

4. Boiling Point = 213°C

Sifat-sifat kimia :


2. Dapat larut dalam air,

3. Larut dalam alkohol

C. Nikel (Ni)


1. Berbentuk padatan

I-5

2. Spesifik grafity pada = 8,90

3. Melting point = 1452°C

4. Boiling Point = 2900°C

Sifat-sifat kimia :

1. Massa molekul relatif = 56,69

2. Tidak dapat larut dalam air dan NH3

3. Sedikit larut dalam HCL dan H2SO4

D. Hidrogen (H2)


1. Berwujud gas dan tidak berwarna

2. Spesifik grafity pada - 252,7 °C = 0,0709

3. Boiling Point = - 25,27°C

Sifat-sifat kimia :


2. Kelarutan = 2,1 cc pada 0°C dan 0,8 pada 80 °C

1.4.3 Produk

A. Metil Isobutil Keton (MIBK)


1. Berwujud cairan tidak berwarna

2. Baunya harum

3. Spesifik grafity pada 20°C = 0,8042

4. Melting point = -84 °C

5. Boiling Point = 114 °C

I-6

Sifat-sifat kimia :

1. Rumus molekul C6H12O


3. Kelarutan dalam air 29 gr per 100gr pada 20 °C

1.5 Penentuan Kapasitas

Berdasarkan nilai import dan konsumsi MIBK di Indonesia maka kapasitas

produksi dengan perhitungan ditentukan sebagai berikut :

Import + kapasitas lama + kapasitas baru = (0.5 x Kapasitas Baru) + konsumsi

Tabel 1.1 Import MIBK di Indonesia

Tahun Volume (ton) Kenaikan (%)

2001 7.398,974 -

2002 7894,4504 6,6965

2003 8.550,7818 8,1720

2004 9.251,0710 8,1898

2005 10256,0649 10,8635

Tabel 1.2 produksi MIBK di Indonesia


2001 16.773,4500 -

2002 17.499,0034 4,325

2003 18.095,4471 3,4084

2004 19.450,2266 7,48869

2005 20.812,62075 6,5461

I-7

Tabel 1.3 Konsumsi MIBK di Indonesia


200124.172,42

-

200225.393,45 4,808443

200326.646,23 4,70151

200428.701,30 7,160194

200530.979,52 7,353977

Sumber : data statistik surabaya

Dari tabel 1.1 : kenaikan rata-rata import per tahun = 8,4805 %

Dari tabel 1.2 : kenaikan rata rata Produksi per tahun = 5,442048%

Dari tabel 1.2 : kenaikan rata rata konsumsi per tahun = 6,006031 %

RUMUS : M1 + M2 + M3 = M4 + M5

Dimana : Input = Output

Input terdiri dari:

jumlah impor ( M1 )

jumlah produksi (M2)

Kapasitas produksi ( M3 )

Output terdiri dari:

Jumlah ekspor ( M4 )

Perkiraan jumlah konsumsi ( M5 )

Dengan memakai rumus : P = Po ( 1 + i )n

Dimana : P = Jumlah kapasitas yang diperkirakan

Po = Data impor tahun terakhir

I-8

i = % kenaikan rata-rata

n = Rencana pendirian pabrik (dihitung dari data terakhir)

Dari rumusan tersebut dapat kita hitung perkiraan jumlah konsumsi,

jumlah produksi dan jumlah impor MIBK tahun 2012, yaitu :

a. Perkiraan jumlah impor MIBK pada tahun 2007 ( M1 )

P = 10.256,0649 ( 1 + 0,081805)5

= 15.407,39237 ton

Penurunan impor karena adanya pendirian pabrik baru diasumsikan sebesar

3,5 %. Jadi jumlah impor MIBK tahun 2012 (M1) diperkirakan sebesar

14.868,13364 ton

b. Perkiraan jumlah produksi MIBK pada tahun 2007 (M2)

P = 20.812,62075 ( 1 + 0,05442048)5

= 27.124,00128 ton

c. Perkiraan jumlah konsumsi MIBK pada tahun 2007 ( M5 )

P = 30.979,52 ( 1 + 0,06006031 )5

= 43.959,967 ton

d. Jumlah ekspor MIBK yang diperkirakan tahun 2007 ( M4 )

M4 = 30 % dari kapasitas Produksi (M3)

e. Kapasitas produksi MIBK yang diperkirakan tahun 2007 ( M3 )

M3 + M2 + M4= M1+ M5

(Jumlah Ekspor +Jumlah Produksi + Kapasitas Produksi = Jumlah Impor +

Perkiraan Jumlah Konsumsi)

I-9

Dari persamaan di atas dapat dihitung kapasitas produksi MIBK tahun

2007, yaitu :

M3 = ( M1 + M5 ) – ( M4 + M2 )

= (M1 + M5 ) – (0,3 M3 + M2)

M3 = (14.868,13364 + 43.959,967 ) – (0,3 M3+ 27.124,00128 )

= 24.475,18203 ton

Kapasitas produksi MIBK tahun 2012 ditentukan sebesar 24.000 ton /th

karena pertimbangan bahan baku, dan pangsa pasar dan pemenuhan terhadap

import, export.

10

BAB IISELEKSI DAN URAIAN PROSES

2.1 MACAM MACAM PROSES

Metil isobutil keton dapat di produksi dengan dua proses, yaitu :

a. Kondensasi pada temperatur tinggi

b. Kondensasi pada temperatur rendah

2.1.1 Kondensasi Aseton Pada Suhu Tinggi

Proses ini dimulai dengan kondensasi aseton pada temperatur tinggi pada

fase liquid dengan menggunakan katalis basa sehingga membentuk phoron dan

bereaksi samping membentuk diaseton alkohol. Karena diaseton alkohol hanya

sebagai produk samping, maka jika dilanjutkan dengan reaksi dehidrasi, mesityl

oxide yang terbentuk hanya dalam jumlah yang kecil, sehingga pada hidrogenasi

mesityl oxide hanya sedikit pula metil isobutil keton yang dihasilkan.

2.1.2 Kondensasi Aseton Pada Temperatur Rendah

Proses hidrogenasi dengan kondensasi aseton pada temperatur rendah

dikembangkan oleh Hibernia-Scholven yaitu dengan cara mengkondensasi aseton

dengan menggunakan katalis NaOH di dalam suatu reaktor dengan temperatur

reaksi 30 oC, kemudian diaseton alkohol yang terbentuk didehidrasi dengan asam

fosfat pada temperatur 120 oC, sehigga dihasilkan mesityl oxide yang selanjutnya

didehidrasi dengan katalis nikel pada temperatur 120 oC dan tekanan 1 atm

sehingga terbentuk metil isobutil keton.

11

2.2 SELEKSI PEMILIHAN PROSES

Dari dua metode pembuatan metil isobutil keton diatas, maka dipilih

pembuatan metil isobutil keton dengan proses hidrogenasi dengan kondensasi

aseton pada temperatur rendah.

Pemilihan ini didasarkan pada hal sebagai berikut:

Tabel 2-2 . Seleksi pemilihan pproses

Parameter Kondensasi tinggi Kondensasi rendah

1.aspek operasi :

* Suhu

* Tekanan

50 – 100 oC

4 atm

30 oC

1 atm

2. aspek proses :

* Konversi

* Yield

* Kemurnian

10%

45%

80%

80%

72%

98%

3.aspek ekonomi :

* Investasi

* POT

* ROI

Besar

5 tahun

26%

Sedang

2 tahun

35,27%

Pemilihan proses dengan kondensasi rendah juga dapat mencegah

terjadinya proses hidrogenasi secara berlebihan oleh katalis logam sehingga

terbentuk produk kondensasi yang lebih tinggi (C6 atau C12 ) yang dapat

menyebabkan deaktivasi katalis itu sendiri. (Uhde,2005).

12

2.3 URAIAN PROSES

Proses pembuatan metil isobutil keton dapat dibagi menjadi 4 tahap, yaitu :

1. Tahap Persiapan

2. Tahap Kondensasi

3. Tahap Dehidrasi

4. Tahap Hidrogenasi

2.3.1 Tahap Persiapan

Pada tahap ini dilakukan persiapan bahan pembantu yang diangkut dari

storage (F-151) dibawa ke Mixer (M-150) yang dilengkapi dengan pengaduk yang

kemudian dialirkan ke reaktor (R-110)

2.3.2 Tahap Kondensasi

Pada tahap ini aseton dari storage (F-112) diangkut dengan pompa (L-111)

menuju reaktor (R-110) yang dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pendingin

untuk kondensasi dengan larutan NaOH 5% pada temperatur 30 oC, tekanan 1 atm

dengan waktu tinggal satu jam; reaksi yang terjadi adalah eksoterm sehingga

digunakan jaket pendingin. Setelah reaksi selesai, diaseton alkohol (DAA) yang

terbentuk ditampung dalam tangki DAA (F-113) selama satu jam

Reaksi yang terjadi :

2C3H6O NaOH C6H12O2

2.3.3 Tahap Dehidrasi

Diaseton alkohol dari tangki DAA (F-113) dialirkan oleh pompa (L-122)

menuju reaktor ( R-120) yang dilengkapi dengan pengaduk dan coil pemanas

untuk direksikan dengan asam fosfat yang dialirkan dari storage (F-123) dengan

13

teperatur reaksi 120 oC dan tekanan 1 atm sehingga terbentuk mesityl oxide (MO).

Sisa aseton dan sebagian air yang menguap akibat suhu reaksi yang tinggi masuk

kedalam kondensor (E-121), lalu dipisahkan aseton dari air pada kolom destilasi

(D-130), aseton sebagai produk atas direcycle ke reaktor (R-110), sedangkan air

produk bawah dibuang. Reaksi berlangsung secara endotermis. Mesityl oxide

yang terbentuk ditampung dalam tangki MO (F113) selama satu jam.


C6H12O298%H3PO4 C6H10O + H2Osteam + P

2.3.4 Tahap Hidrogenasi

Mesityl Oxide dari tangki MO(F113) dialirkan oleh pompa (L-122) menuju

heater (E-143) untuk dipanaskan sampai suhu bahan mencapai 120 oC kemudian

masuk ke kolom Hidrogenasi (D-140) untuk dihidrogenasi dengan mengggunakan

katalis nikel dengan temperatur reaksi sebesar 120 oC dan tekanan sebesar 1 atm.

Hidrogen yang digunakan dialirkan oleh blower (G-146A) dari storage (F-148A)

menuju heater (E-144A) dan heater (E-144B) untuk dipanaskan sampai suhunya

mencapai 120 oC, kemudian tekanannya diturunkan dari 3 atm menjadi 1,5 atm

dengan menggunakan Ekspander(G-149). Reaksi hidrogenasi diatas menghasilkan

metil isobutil keton (MIBK) dengan kemurnian sebesar 98%. Kelebihan gas

hidrogen dialirkan kembali kedalam kolom oleh blower (G-146B),sedangkan

MIBK yang telah terbentuk dialirkan oleh pompa (L-147) menuju tangki MIBK

(F-148C) untuk kemudian dikemas dan dipasarkan.


C6H10O + H2 C6H12O

BAB IIINERACA MASSA

Kapasitas Produksi = 24.000 ton/tahun = 3333,33333 kg/jam

Waktu operasi = 300 hari/tahun ; 24 jam/hari

Satuan = kg/jam

Kapasitas Bahan Baku = 5770,79338 kg aseton /jam

1.TANGKI PENGENCER (M-150)

Masuk Keluar

Dari F-151 : ke R-110

NaOH = 8,3333 NaOH = 8,3333

air = 12,5000 air = 158,3334

Air proses :

air = 145,8333

Total = 166,6667 Total = 166,6667

2. REAKTOR (R-110)

Masuk Keluar

Dari F-112 : Ke F-113 :

aseton = 4431,96908 DAA = 4431,96908

air = 184,66538 NaOH = 0,83333

Dari F-134 : aseton = 1107,99256

asetonR = 1107,99256 air = 386,165

Air = 46,16636

Dari M-150 :

air = 158,3334

NaOH = 8,3333

Total = 5937,96908 Total = 5937,96908

3. Reaktor (R-120)

Masuk Keluar

Dari F-113 : Ke F-124 :

DAA = 4431,96908 MO = 3369,82506

aseton = 1107,99256 DAA = 4431,19656

air = 389,165 air = 66,66633

Ke E-121 :

aseton = 1107,99256

Dari F-123 : air = 954,3498

H3PO4 = 163,334 Hilang dalam proses :

H3PO4 = 163,334

Total = 6092,46064 Total = 6092,46064

4. KOLOM DESTILASI (D-130)

Masuk Keluar

Dari E-121 : ke F-134 :

aseton = 1107,99256 Hasil Atas :

air = 954,3498 aseton = 1107,99256

air = 46,16636

Ke buangan :Bottom :Air = 907,88804

Total = 2062,34236 Total = 2062,34236

5. KOLOM HIDROGENASI (D-140)

Masuk Keluar

Dari F-124 : ke E-141 :

MO = 3369,82506 Hasil Atas :

DAA = 4431,19656 MIBK = 3266,66700

air = 66,66633 air = 66,66633

Dari 148A : H2 = 6,533334

H2 = 65,33334 Ke buangan :

Hasil bawah :

MO = 168,49140

DAA = 4431,19656

Total = 3951,55463 Total = 3951,55463

14

BAB IIINERACA MASSA

Kapasitas Produksi = 24.000 ton/tahun = 3333,33333 kg/jam

Waktu operasi = 300 hari/tahun ; 24 jam/hari

Satuan = kg/jam

Kapasitas Bahan Baku = 4431,96908 kg aseton /jam


Masuk Keluar

Dari F-151 : ke R-110

NaOH = 0,83333 NaOH = 0,83333

air = 1,25000 air = 15,83334

Air proses :

air = 14,58333

Total = 16,66667 Total = 16,66667

2. REAKTOR (R-110)

Masuk Keluar

Dari F-112 : Ke F-113 :

aseton = 4431,96908 DAA = 4431,96908

air = 184,66538 NaOH = 0,83333

Dari F-134 : aseton = 1107,99256

asetonR = 1107,99256 air = 246,66508

Air = 46,16636

Dari M-150 :

air = 15,83334

NaOH = 0,83333

Total = 5787,46005 Total = 5787,46005

15

3. Reaktor (R-120)

Masuk Keluar

Dari F-113 : Ke F-124 :

DAA = 4431,96908 MO = 3369,82506

NaOH = 0,83333 DAA = 4431,19656

aseton = 1107,99256 air = 66,66633

air = 246,66508 Ke E-121 :

aseton = 1107,99256

Dari F-123 : air = 819,47962

H3PO4 = 1,63334 Hilang dalam proses :

air = 0,03333 H3PO4 = 1,63334

NaOH = 0,83333

Total = 5789,12683 Total = 5789,12683


Masuk Keluar

Dari E-121 : ke F-134 :

aseton = 1107,99256 Hasil Atas :

air = 819,47962 aseton = 1107,99256

air = 46,16636

Ke buangan :Bottom :Air = 773,31326

Total = 1927,47218 Total = 1927,47218

16


Masuk Keluar

Dari F-124 : ke E-141 :

MO = 3369,82506 Hasil Atas :

DAA = 4431,19656 MIBK = 3266,66700

air = 66,66633 air = 66,66633

Dari 148A : H2 = 6,533334

H2 = 65,33334 Ke buangan :

Hasil bawah :

MO = 168,49140

DAA = 4431,19656

Total = 3951,55463 Total = 3951,55463

17

BAB IV

NERACA PANAS

Satuan = kkal/jam


Masuk Keluar

∆H1 = 50,00071112 ∆H2 = 50,00071112

Total = 50,00071112 Total = 50,00071112

2. REAKTOR (R-110)

Masuk Keluar

∆H1 = 428,578570 ∆H2 = 1242,04893

∆HR = 6440,504577

Q1 = 5283,58006

Qloss = 343,45416

Total = 6869,08315 Total = 6869,08315

3. REAKTOR (R-120)

Masuk Keluar

∆H1 = 1242,04893∆H2 = 1242,04893

∆H3 = 211742,09180

∆HR = 309536,05840

Q1 = 59271,92778

Qloss = 30829,41796

Total = 310778,10730 Total = 310778,10730

18

4. KONDESOR (E-121)

Masuk Keluar

∆H1 = 211742,09180 ∆H2 = 26463,68072

Q1 = 174691,30650

Qloss = 10587,10459

Total = 211742,09180 Total = 211742,09180


Masuk Keluar

∆H1 = 50675,96672∆H4 = 2289,45889

∆H7 = 58000,04113

Q2 = 662465,17690Q1 = 617194,58640

Qloss = 35657,05718

Total = 713141,14362 Total = 713141,14362


Masuk Keluar

∆H1 = 6488,57271∆H4 = 2289,45889

∆H7 = 32,28843

Q2 = 1268191,04100Q1 = 1141095,18900

Qloss = 127467,96130

Total = 1274679,61400 Total = 1274679,61400

19

BAB VSPESIFIKASI ALAT

1. Tangki Penampung NaOH (F-151)

Fungsi : Menyimpan bahan pembantu NaOH

Kapasitas : 114,87509 ft3

Bentuk : Silinder tegak, tutup atas datar dan tutup bawah conical

Diameter : 4,469 ft

Tinggi : 9,34 ft

Tebal : 3/16 in

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M

Jumlah : 1 buah

2. Tangki Penampung Aseton (F-112)

Fungsi : Menyimpan bahan baku aseton


Bentuk : Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas conical

Diameter : 19,938 ft

Tinggi : 35,805 ft

Tebal : 5/16 in


Jumlah : 8 buah

20

3. Tangki Penampung Asam Fosfat (F-123)

Fungsi : Menyimpan bahan pembantu asam fosfat



Diameter : 3,469ft

Tinggi : 5,137 ft

Tebal :3/16 in


Jumlah : 1 buah

4. Tangki Penampung hydrogen (F-148)

Fungsi : Menyimpan bahan pembantu hydrogen


Bentuk : Spherical


Tebal : 1/16 in

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA-167 Grade 3

Jumlah : 4 buah

5. Tangki Penampung DAA (F-113)

Fungsi : Menyimpan sementara DAA



Diameter : 6,479 ft

Tinggi : 11,741 ft

21

Tebal : 2/16 in


Jumlah : 1 buah

6. Akumulator (F-134)

Fungsi : menampung sementara aseton yang akan di-recycle


Bentuk : Silinder horizontal, tutup bawah-atas dished


Lebar : 4,8435 ft

Tebal : 5/16 in


Jumlah : 1 buah

7. Akumulator (F-148B)

Fungsi : menampung produk (MIBK) sementara


Bentuk : Silinder horizontal, tutup bawah-atas standar dished

Diameter : 14,.1368 ft

Lebar : 42,4104 ft

Tebal : 5/16 in


Jumlah : 1 buah

22

8. Tangki Penampung MIBK (F-148C)

Fungsi : menyimpan produk sebelum dipasarkan


Bentuk : Silinder tegak, tutup atas conical tutup bawah plat datar


Tinggi : 32,228 ft

Tebal : 5/16 in


Jumlah : 2 buah

9. Tangki Pengencer (M-150)

Fungsi : mengencerkan NaOH 40% menjadi NaOH 5%


Bentuk : Silinder tegak, tutup atas dan bawah standar dished


Tinggi : 1,39253 ft

Tebal : 3/16 in


Pengaduk : impeller jenis aksial dengan 4 buah plat blade tanpa baffle

Daya Pengaduk : 1 Hp

Jumlah : 1 buah

23

10. Pompa (L-111)

Fungsi : memompa aseton dari tangki penampung ke reaktor

Kapasitas : 180,72 ft3/j

Daya : 0,5 Hp

Jenis : centrifugal

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

11. Pompa (L-122)

Fungsi : memompa DDA dari tangkivF-113 ke reactor R-120


Daya : 0,5 Hp

Jenis : centrifugal

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

12. Pompa (L-145)

Fungsi : memompa bahan dari F-124 ke kolom Hidrogenasi D-140


Daya : 0,5 Hp

Jenis : centrifugal

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

24

13. Pompa (L-147)

Fungsi : memompa produk dari F-148B ke tangki MIBK F-117


Daya : 0,5 Hp

Jenis : Centrifugal

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

14. Pompa (L-133)

Fungsi : memompa aseton dari akumulator F-134 ke reactor R-110


Daya : 0,5 Hp

Jenis : Centrifugal

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

15. Blower (G-146B)

Fungsi : Alat transportasi H2 dari kolom Hidrogenasi D-140 untuk

direcycle

Type : Blower sentrifugal


Daya Motor : 4 Hp

Bahan : carbon steel

Jumlah : 1 buah

25

16. Blower (G-146B)

Fungsi : Alat transportasi H2 dari tangki H2 F-148A ke

Hidrogenator D-140

Type : Blower sentrifugal


Daya Motor : 30 Hp

Bahan : carbon steel

Jumlah : 1 buah

17. Kondesor (E-121)

Fungsi : mengembunkan hasil atas dari reactor R-120

Type : Condesor horizontal dengan 1-2 sheel and tube

Beban panas : 840259,7335 BTU/j

Rate aliran : Uap = 4249,30517 lb/j

Air dingin = 27508,88958 lb/j

Ukuran :

Bagian sheel : Diameter dalam = 10 in

Baflle spacing = 10 in

Bagian Tube : 1 in OD, 15 BWG, 1,25 in square pitch

Jumlah = 32 buah

Passes = 2

Panjang = 12 ft

Luas heat transfer : 96,52 ft

Bahan konstruksi : Carbon steel

26

Jumlah : 1 buah


Fungsi : mengembunkan hasil atas dari kolom destilasi D-130





Ukuran :

Bagian sheel : Diameter dalam = 15,25 in

Baflle spacing = 15,25 in


Jumlah = 76 buah

Passes = 2

Panjang = 16 ft



Jumlah : 1 buah


Fungsi : mengembunkan hasil atas dari kolom hidrogenasi (D-140)





27

Ukuran :

Bagian sheel : Diameter dalam = 21.25 in

Baflle spacing = 21,25 in


Jumlah = 166 buah

Passes = 2

Panjang = 16 ft



Jumlah : 1 buah

20. Reboiler (E-132)

Fungsi : menguapkan sebagian aseton yang keluar dari bawah D-130

Type : kettle Reboiler 1-2 sheel and tube


Rate aliran : Uap air = 2881,30746 lb/j

Cairan = 4249,30517 lb/j

Ukuran :



Jumlah = 32 buah

Passes = 2

Panjang = 12 ft


28


Jumlah : 1 buah


Fungsi : menguapkan sebagian MIBK yang keluar dari D-140

Type : kettle Reboiler 1-2 sheel and tube


Rate aliran : Uap air = 5585,08214 lb/j

Cairan = 8711,59734 lb/j

Ukuran :



Jumlah = 32 buah

Passes = 2

Panjang = 16 ft



Jumlah : 1 buah

22. Kolom Hidrogenasi (D-140)

Fungsi : Sebagai tempat reaksi hidrogenasi MO menjadi MIBK

Type : sieve tray

Kapasitas :123 ,311 ft3

Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standar dished

head

29

Diameter : 5 ft

Tinggi : 36 ft

Tebal : 3/16 in

Bahan konstruksi : high alloy steel SA-240 Grade type 316

Jumlah : 1 buah

23. Kolom Destilasi (D-130)

(lihat di perancangan alat utama)

24. Reactor (R-110)

(lihat diperancangan alat utama)

25. Reactor (D-120)

Fungsi : Mereaksikan DAA dengan bantuan katalis asam fosfat

Tipe : Mixed flow


Bentuk : Silinder tegak, tutup atas standar dan tutup bawah conical


Tinggi : 5,137 ft

Tebal :2/16 in

Bahan konstruksi : High alloy steel SA-240 Grade S type 316

Jumlah : 1 buah

Jenis pengaduk : axial

Bahan : High Alloy steel SA-140 Grade type 316

Jumlah : 1 buah

Daya : 23 Hp

30

26. Tangki Penampung MO (F-124)

Fungsi : menyimpan sementara MO


Bentuk : Silinder tegak, tutup atas datar tutup bawah Conikal

Diameter : 6,479 ft

Tinggi : 8,994 ft

Tebal : 2/16 in


Jumlah : 1 buah

27. Ekspander (G-149)

Fungsi : menurunkan tekanan dari 5 atm menjadi 1,5 atm

Kapasitas : 153,1157 m3

Tipe : multistage Reciprocating

Daya : 1 Hp

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 buah

28. Heater (E-144A)

Fungsi : memanaskan gas hydrogen dari 30 oC menjadi 75 oC

Tipe : DPHE


Rate aliran : Hydrogen = 144,03388 lb/j

Steam = 84,11002 lb/j

Ukuran : Anulus : aan = 1,19 in2

31

de = 0,915 in

de’ = 0,40 in

Tube : ap = 1,5 in2

di = 1,38 in

do = 1,66 in


Jumlah : 1 buah

29. Heater (E-144A)

Fungsi : memanaskan gas hydrogen dari 75 oC menjadi 120 oC

Tipe : DPHE


Rate aliran : Hydrogen = 144,03388 lb/j

Steam = 84,11002 lb/j


de = 0,915 in

de’ = 0,40 in

Tube : ap = 1,5 in2

di = 1,38 in

do = 1,66 in


Jumlah : 1 buah

30. Heater (E-144A)

Fungsi : memanaskan bahan dari 100 oC menjadi 120 oC

32

Tipe : DPHE


Rate aliran : Liquid = 12762,70901lb/j

Steam = 3857,26043 lb/j


de = 0,915 in

de’ = 0,40 in

Tube : ap = 1,5 in2

di = 1,38 in

do = 1,66 in


Jumlah : 1 buah

VI-1

BAB VIPERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat : Kolom destilasi

Kode : D-130

Fungsi : memisahkan aseton sebagai produk atas dari air berdasarkan

perbedaan titik didih.

Tipe : Sieve Tray

Data perancangan :

1. Feed masuk pada suhu 86,81 oC =359,95 K

Rate feed : 64,62997 kgmol/j

Xf : 0,29558

2. Destilat Produk masuk pada suhu 74,19 oC = 347,34 K

Rate : 21,66812 kgmol/j

Xd : 0,886

3. Bottom produk pada suhu 100,002 oC = 373,152 K

Rate : 42,96185 kgmol/j

Xb : 0

4. Tekanan operasi = 1 atm

5. Aseton keluar sebagai produk atas dengan kadar 96% (berat).

6. Feed dan refluks dalam keadaan satureted liquid.

7. dari Appendix B didapat data :

Enriching :

VI-2

V = 73,84842 kgmol/j

L = 52,18030 kgmol/j

Exchauching :

V’ = 73,84842 kgmol/ j

L’ = 116,81027 kg mol/j

Dari grafik kesetimbangan aseton dan air diperoleh :

R = 2,40816

Rm = 1,20408

Jumlah tray teoritis = 12 buah

Dimana : Xf = 0.29558 Yf = 0,57

Xd = 0,68 Yd = 0,8816

Xb = 0,03 Yb = 0,04

Perhitungan :

1. Menentukan BM campuran

Enriching

a. Bagian atas

BM liquid = Xd.BM1 + (1-Xd).BM2

= (0,68 x 58) + (1-0,68) x 18

= 45,2

BM uap = Yd.BM1 + (1-Yd). BM2

= (0,8816 x 58) + (1- 0,8816) x 18

= 53,264

VI-3

b. Bagian bawah

BM liquid = Xf.BM1 + (1-Xf).BM2

= (0,29558 x 58) + (1- 0,29558) x 18

= 29,8232

BM uap = Yf.BM1 + (1-Yf). BM2

= (0,57 x 58) + (1- 0,57) x 18

= 40,8

Exchausting

a. Bagian atas

BM liquid = 29,8232

BM uap = 40,8

b. Bagian bawah

BM liquid = Xb.BM1 + (1-Xb).BM2

= (0,03 x 58) + (1-0,03) x 18

= 19,2

BM uap = Yb.BM1 + (1-Yb). BM2

= (0,04 x 58) + (1-0,04) x 18

= 19,6

VI-4

2. Perhitungan beban Destilasi

Perhitungan beban destilasi dapat dilihat pada tabel 6-1 :

Tabel 6-1. Perhitungan rate uap dan rate liquid

Rate uap Rate liquid

Komponen lbmol/j BM lb/j lbmol/j BM lb/j

Enriching

B. Atas 162,80623 53,264 8671,710861 115,0366894 45,2 5199,65836

B.bawah 162,80623 40,8 6642,494051 115,0366894 29,8232 6642,49405

Exchausthing

B. Atas 162,80623 40,8 6642,494051 257,5199212 29,8232 6642,494005

B.bawah 162,80623 19,6 3191,002044 257,5199212 19,2 3191,002044

Beban terbesar :

V = 8671,710861 lb/j ; BM uap = 53,264

L = 6642,49405 lb/j ; BM liquid = 29,8232

3. Perhitungan densitas campuran

a. Densitas uap (v)

Persamaan yang digunakan :

v =359,96x1x359

273,15x1x53,264.1.

1..

PoTVoPToBMv

= 0,112586493 lb/cuft

b. Densitas liquid (l)


VI-5

l = xPoTVo

ml

.1.i

l = 375,4947218,192799256,1107 x x 5,62

47218,192747962,819 x

= 54,95519468 lb/cuft

4. Menentukan diameter dan Tray spacing

Data perancangan :

V = 8671,7109 lb/j

L = 6642,4941 lb/j

v = 0,112586493 lb/cuft

l = 54,95519468 lb/cuft

= 0,8 dyne/cm

harga : Shell = $ 2,8/ ft 2

Tray = $ 0,79/ft2

Down Comer = $ 0,5 /ft2


G = C x )( vl

D =GVm

13,1

Dimana :

Vm = 1,3 V = 1,3 x8671,7109 lb/j = 9799,033273

C = Konstanta ( Gb. 8-38, Ludwig Hal. 56)

Harga shell = (.d.T/12)x harga Shell

VI-6

Harga tray = (/4.d2 – 5%./4.d2)x harga tray

Harga down comer = ( 60%.d..T/12)x harga down comer

Dengan persamaan diatas dapat dihitung diameter dan tray spacing yang

kolom nominal perhitungan dapat dilihat pada tabel 6-2:

Tabel 6-2 perhitungan diameter dan Tray spacing kolom yang optimal

T d Harga ($)

in C G ft Shell Tray Down Comer Total

10 5 12,4243 31,7347 697,528 593,319 95,2040 1386,05103

12 30 74,5458 12,9556 341,7175 98,8865 46,6402 487,24429

15 100 248,4862 70.961 233,958 29,6660 31,9324 295,55635

18 135 335,4563 6,1073 241,.6308 21,9748 31,9796 296.58520

20 165 410,0022 55.243 242,8481 17,9794 33,1458 293.97322

24 230 571,5182 4,619 246,8277 12,8982 33,689 293.41494

30 320 795,1557 3,9668 261,573 9,2706 35,7015 306.54511

36 340 8844,853 3,8484 3045157 8,7253 41,5627 354.80363

Dari tabel 6-2 perhitungan diameter dan tray spacing kolom yang optimal

D = 5 ft = 60 in

T = 24 in

5. Menentukan tipe Tray

L = 6642,4941lb/j x 7,48 gal/cuft = 15,14581786 gal/menit

60 menit x 54,9952 lb/cu

Berdasarkan Gb.8.63 ludwig hal.96, maka tipe aliran adalah reverse flow.

VI-7

6. Pengecekan Terhadap Liquid Head


Qmax = 1,3.L = 1,3 x 15,144581786 = 19,68956322 gpm

Qmin = 0,7.L = 0,7 x 15,144581786 = 10,60207250 gpm

Lw/d = % x d

howmax = 3/2

.98,2max

xLw

Q

howmin = 3/2

.98,2min

xLw

Q

hw = 1,5 in <hw<3,5 in

hl = how + hw

dari persamaan diatas dapat ditentukan optimasi Lw/d, perhitungannya

dapat dilihat pada tabel 6-3.optimasi nilai lw/d

Lw/d 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85

Lw 19,8 21,6 23,4 25,2 27 28,8 30,6

howmax 0,4811018 0,453988 0,4303976 0,4096504 0,3912352 0,3747590 0,3599146

howmin 0,3184249 0,300479 0,2848655 0,2711336 0,2589452 0,2480402 0,2382152

Hlmax 3,7311018 3,703988 3,6803977 3,6596504 3,6412352 3,6247590 3,6099146

Hlmin 3,5684249 3,550479 3,5348655 3,5211336 3,5089452 3,4980402 3,4882152

hw 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25

Optimasi diameter kolom dstilasi dengan :

Lw/d = 55%

VI-8

Ad = 4% x At (Gb,”Applied Process Design ludwig hal.56)

Perhitungan :

Diambil : hw –hc = ¼ in, sehingga hc =3,25 – ¼ = 3 in

Ac = Lw x hc = (19,8 x 3)/ 144 = 0,4125 ft2

Ad = 4% x At = )0,04 x (π/4,52) = 0,785 ft2

Ap = harga terkecil antara Ac dan Ad 0,4125 ft2

hd = 0,03 x

Ap

Q.100

max2

= 0,03 x

4125,0.100

6896,192

x

= 0,00683511 in

ketentuan : hd < 1 in (memenuhi)

7. Pengecekan harga tray spacing (T = 24 in )

Data perncangan :

Lw/d = 55% how = 0,4811in

d = 5 ft = 60 in hd = 0,006835 in

T = 24 in hl = 3,3711018 in

Susunan segitiga

Ketentuan : hb≤0,05

T + hwPerhitungan :

Ao 0,9065=

Aa n 2

Aa = 2{

rxx rxr sin 1222 .)( }

VI-9

Dimana :

Wd : 8% d = 0,08 x 60 = 4,8 in

Ww : 3 in

Ws : 3 in

Maka :

X = ftWsWdd

85,112

38,425

122

r = ftWwd

25,2123

25

122

Sehingga :

Aa =2 [ 85,12

25,22

85,1

25,285,1

sin1

25,22 ] ft

2512,14

Ditrial : n = 3,5, maka : Ao = 1,073888 ft2

Maka :

Uo : Vmax /Ao

Vmax = 1,3 V = dtkcuftjdtkcuftxlb

jlbx /8104,27/3600/1126,0

/7109,86713,1

Uo = (27,8104 cuft/dtk)/ 1,073888ft2 = 25,8104 cuft/dtk

Ac = At – Ad

= π/4.d2 – 4%( π/4.d2)

= π/4.52 – 4%( π/4.52)

= 18,84 ft2

VI-10

AcAoUo

AcAo

gcv

hp 12

2

25,14,0.2

14,112

Maka :

84,18

073888,11

2

84,18073888,1

25,14,02,322

9,252

14,195519,54

11259,012

xhp

= 0,39891 in VI-10

hr = 31,2/pl = 31,2/ 54,95519468 = 0,567735228 in

ht = hp + hr + hl

= 0,39891 + 0,567735228 + 3,3711018

= 4,697743959 in

hb = hl + ht + hd

= 3,3711018 + 4,697743959 + 0,006835

= 8,435680844 in

Cek ketentuan :

hb≤0,05

T + hw

30956627,03,2524

48,43568084

≤0,5 (memenuhi)

8. Stabilitas tray dan weeping

Ketentuan : hpm > hpw

Dengan :

Ac

Ao

AcAo

gcUov

hpm 1

2

25,14,0.2

214,112

VI-11

dimana :

V = 0,7 V = 0,7jdtcuftxlb /3600/1126,0

7109,8671 =14,97483

Uo = Vmin / Ao = (14,97483 cuft/dtk) 1,073888 ft2 = 13,9445

Maka :

84,18

073888,11

2

84,18073888,1

25,14,02,322

9445,132

14,195519,54

11259,012

xhpm

= 0,398906955 in

Hpw = 0,05 hl + 0,2 =0,20049573 in

Kerena Hpm > hpw maka memenuhi syarat

9.Entraiment

syarat tidak terjadi Entraiment : ( Eo/E) ≤1

Dimana :

Eo = 0,1

E = 0,22 (73/σ) (Uc/Tc)3,2

Uc = Vmax / Ac = (27,8104 cuft/dt) 18,84 ft2 = 1,47614 ft/dt

Tc = T – 2,5 hl = 24 – 2,5(3,37311018) = 14,67224556 in

Sehingga :

E = 0,22 ( 73//0,8) ( 1,47614/14,67224556) 3,2 = 0,012919256

Maka :

Eo / E = 0,1 / 0,0112919256 = 7,7403835 ≥1 (memenuhi )

10. Pelepasan uap dalam down comer

syarat pelepasan uap yang baik : WI/Wd ≤0,6

VI-12

Dimana :

WI = 0,8 (how x (T + hw – hb)) ½

= 0,8 (0,4811 x (24 + 3,25 – 8,43568)) ½

= 2,40687 in

Wd = 4,8 in

Maka :

WI/Wd = 2,40687 / 4,8 = 0,501413 < 0,6 (memenuhi)

11. Efisiensi Tray

Dari pers. 11.5-1 Geankoplis hal. 654 didapatkan hubungan sebagai

berikut :

εo = jumlah plate teoritis/ jumlah plate aktual

Sehingga :

jumlah plate aktual = jumlah plate teoritis / εo

Dimana :

Jumlah plate teoritis = 12 buah

Efisiensi tray untuk hidrokarbon = 50 -85 %

Efisiensi tray overall = 85 %

Maka :

Jumlah palte aktual = 12/ 0,85 = 15 buah

VI-13

12. Penentuan lokasi Feed

Penentuan lokasi Feed untuk destilasi multikomponen dengan

menggunakan metode kirkbride ( pers. 11.7-21 Geankoplis hal 677) :

Log

XHD

XLw

D

B

XLF

XHFf

Ns

Ne2

log206,0

Dimana :

X HF = 0,29558

XLF = 0,70442

B = 42,96185 kgmol/j

D = 21,66812 kgmol/j

XLw = 1

XHD = 0,8816

Maka :

Log

8816,0

12

66812,2196185,42

70442,029558,0

log206,0NsNe

Log 006089761,0NsNe

Ne = 1,006108341. Ns

Dimana :

N = Ne + Ns

12 = 1,006108341. Ns + Ns

Ns = 5,981730774

Jadi feed masuk pada tray ke-6 secara teoritis.

VI-14

13. Menghitung dimensi kolom destilasi

a. Menetukan tinggi kolom

Tinggi kolom = (n-1) Tray Spacing + tinggi puncak + tinggi ruang

bawah

Menghitung tinggi ruang bawah yang akan tempati liquida dalam

kolom destilasi

Rate liquid = 6642,494051 lb/j

Residence = 10 menit

Volume liquid = (m/) x resindence time

= (6642,494051 / 54,9552) x 1/6 jam

= 20,14518096 cuft

jika ditentukan tinggi ruang bawah 2 ft, maka :

volume ruang bawah = /4. d2 . L = /4. 52 .2 = 39,25 cuft

karena volume ruang bawah > volume ruang liquid, maka tinggi

ruang bawah memenuhi syarat.

Menghitung tinggi ruang atas yang akan ditempati oleh uap dalam

kolom destilasi

Rate gas = 8671,710861 lb/j

Residance time = 10 menit

Volume uap = (m/) x resindence time

= (8671,710861 / 54,9552) x 1/6 jam

= 26,2993625 cuft

jika ditentukan tinggi ruang atas 2 ft, maka :

VI-15


karena volume ruang atas > volume uap, maka tinggi ruang atas

memenuhi syarat.

Sehingga :

Tinggi kolom destilasi = (15 -1)(24/12) + 2 + 2 = 32 ft = 9,7536 dm

b. Menetukan tebal menara

Dengan menggunakan persm. 3-6 B&Y hal. 4 didapat hubungan

sebagai berikut :

ts = CpifE

dipi ).6,0(2

`.

direncanakan :

bahan konstruksi : SA-240 Grade M tipe 316

dari APP. D B&Y Hal. 342 didapatkan :

f = 18750 psi

C = 2/16 in

E = 0,85

Pi = 1 atm = 14,7 psia

Sehingga :

ts =163

16443,2

162

)7,14.6,085,018750(2)125(7,14

xxx

distandarisasi untuk diameter luar (OD) dari tabel 5-7 B&Y

didapat OD standart = 60 in, sehingga :

ID = OD- 2.ts = 60 – 2(3/16) = 59,625 in

VI-16

c. Menetukan tebal tutup menara

Direncanakan : tutup atas dan bawah berbentuk standart dished

head

Dari persamaan B& Y hal. 259 :

th = CpifE

Rcpi

).1,0(2`..885,0

Maka :

th = inx

xx163

167788,2

162

)7,14.1,085,018750(2625,597,14885,0

penentuan tekanan yang mampu diterima tutup menara :

pi =).1,0.885,0(

..tRo

tEf

pi = psipsix

xx7,146505527322,56

)163

.1,0625,59885,0(

163

85,018750

d. Penentuan tinggi tutup.

a = ID / 2 = 625,59 / 2 = 29,8125 in

b = r - ABBC 22

dimana :

AB = ID/2 – Icr

BC = r – icr

VI-17

Dari tabel 5-6 B&Y, untuk OD = 60 in dengan tebal 3/16 in,

didapatkan icr = 9/16 in, dan dari tabel 5-6 B&Y didapat sf = 2 in,

maka :

AB = 29,8125 -9/16 = 29,25 in

BC = 59,625 – 9/16 = 59,0625 in

Sehingga :

b = 59,625 - 25,292

59,06252 = 7,9882353 in

OA = t + b + sf

= 3/16 + 7,9882353 + 2

= 10,1757353 in

= 0,847978 ft.

14. Menentukan Ukuran Nozzle

a. Noszzle feed masuk

Rate masuk = 1927,47218 kg/j

= 4249,30517 lb/j

= 1,18036 lb/dtk

Densitas liquid campuran (ρl) :

Tabel 6-4. perhitungan densitas liquid campuran

Komponen Massa ( kg/j) Xi ρi (lb/cuft) Xi. ρi

Aseton 1107,99256 0,5748 49,375 28,38075

Air 819,47962 0,4252 62,5 26,575

Total 1927,47218 1 - 54,95575

VI-18

Didapat : ρl = 54,95575 lb/cuft

Viskositas liquid campuran (μl) :

Tabel 6-5 perhitungan viskositas campuran

Komponen Massa ( kg/j) Xi μi (cps) Xi. ρi

Aseton 1107,99256 0,5748 0,19 0,10921

Air 819,47962 0,4252 0,33 0,14032

Total 1927,47218 1 - 0,24953

Didapat : μl = 0,2495375 cps = 0,30364 lb/j.ft

Rate volumetrik (ql) = m/ ρl

= 1,18036 lb/dtk / 54,95575 lb/cuft

= 0,02148 cuft/dtk

Asumsi : aliran turbulen

Dari peter and Timmerhaus ed.4 Hal. 496 didapatkan hub :

Di opt = 3,9 x q0,45 x ρl 0,13

= 3,9 x 0,021480,45 x 54,95575 0,13

= 1,16595 in

Jika digunakan standar (APP.K B & Y Hal. 387), dipilih pipa standart yaitu:

D nom = 1,5 in

OD = 1,9 in

Sch = 40 ST 405

ID = 1,610 in

Cheking asumsi :

VI-19

NRe =..vID

Dimana :

V = laju aliran fluida

= q/A

= 0,02148/ (π/4. (1,61/12)2)

= 1,52 ft/dtk

Maka :

NRe = 21003696.6683860364,0

360095575,5452,1.12

61,1

xxx

I

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi.

b. Noszzle uap keluar top kolom

Rate keluar = 3933,55076 kg/j

= 8671,906 lb/j

= 2,40886 lb/dtk




Aseton 3776,20484 0,96 49,375 47,4

Air 157,34592 0,4 62,5 2,5

Total 3933,55076 1 - 49,9

Didapat : ρl = 49,9lb/cuft

VI-20




Aseton 3776,20484 0,96 0,21 0,2016

Air 157,34592 0,4 0,40 0,0160

Total 3933,55076 1 - 0,2176

Didapat : μl = 0,2176cps = 0,5264 lb/j.ft


= 2,40886 lb/dtk / 49,9 lb/cuft

= 0,04827 cuft/dtk



Di opt = 3,9 x q0,45 x ρl 0,13

= 3,9 x 0,048270,45 x 49,9l 0,13

= 1,6576 in


D nom = 2 in

OD = 2,375 in

Sch = 40 ST 405

ID = 2,067 in

Cheking asumsi :

VI-21

NRe =..vID

Dimana :


= q/A

= 0,04937/ (π/4. (2,067/12)2)

= 4,2838 ft/dtk

Maka :

NRe = 21005132,2518115264,0

36009,492838,4.12067,2

xxx

Sehingga asumsi aliran turbulen adalah memenuhi

c. Noszzle uap keluar top kolom


= 6127,45245 lb/j

= 1,702 lb/dtk




Aseton 2668,21576 0,96 49,375 47,4

Air 111,17844 0,4 62,5 2,5

Total 2779,39420 1 - 49,9

VI-22

Didapat : ρl = 49,9lb/cuft




Aseton 2668,21576 0,96 0,21 0,2016

Air 111,17844 0,4 0,40 0,0160

Total 2779,39420 1 - 0,2176

Didapat : μl = 0,2176cps = 0,5264 lb/j.ft


= 1,702 lb/dtk / 49,9 lb/cuft

= 0,0341 cuft/dtk



Di opt = 3,9 x q0,45 x ρl 0,13

= 3,9 x 0,03410,45 x 49,9l 0,13

= 1,4176 in


D nom = 1,5 in

OD = 1,9 in

Sch = 40 ST 405

ID = 1,610 in

Cheking asumsi :

VI-23

NRe =..vID

Dimana :


= q/A

= 0,0341/ (π/4. (1,61/12)2)

= 2,413 ft/dtk

Maka :

NRe = 2100387,110485264,0

36009,49413,.2.1261,1

xxx


d. Noszzle uap keluar bottom


= 4635,35858 lb/j

= 1,2876 lb/dtk



Komponen Massa ( kg/j) Xi ρi

(lb/cuft)

Xi. ρi

Aseton 0 0 49,375 0

Air 2102,58486 1 62,5 62,5

Total 2102,58486 1 - 62,5

VI-24





Aseton 0 0 0,18 0

Air 2102,58486 1 0,26 0,26

Total 2102,58486 1 - 0,26



= 1,2876 lb/dtk / 62,5 lb/cuft

= 0,0206 cuft/dtk



Di opt = 3,9 x q0,45 x ρl 0,13

= 3,9 x 0,02060,45 x 62,5 0,13

= 1,1635 in


D nom = 1,5 in

OD = 1,9 in

Sch = 40 ST 405

ID = 1,610 in

Cheking asumsi :

VI-25

NRe =..vID

Dimana :


= q/A

= 0,0206/ (π/4. (1,61/12)2)

= 1,4758 ft/dtk

Maka :

NRe = 210097058,69963629,0

36005,624578,1.1261,1

xxx


e. Noszzle uap keluar reboiler


= 2930,51208 lb/j

= 0,814 lb/dtk



Komponen Massa ( kg/j) Xi ρi lb/cuft) Xi. ρi

Aseton 0 0 49,375 0

Air 1329,27156 1 62,5 62,5

Total 1329,27156 1 - 62,5

VI-26





Aseton 0 0 0,18 0

Air 1329,27156 1 0,26 0,26

Total 1329,27156 1 - 0,26



= 0,814 lb/dtk / 62,5 lb/cuft

= 0,013 cuft/dtk



Di opt = 3,9 x q0,45 x ρl 0,13

= 3,9 x 0,0130,45 x 62,5 0,13

= 10,9458 in

Jika digunakan standar (APP.K B & Y Hal. 387), dipilih pipa standart

yaitu:

D nom = 1in

OD = 1,315 in

Sch = 40 ST 405

ID = 1,049 in

VI-27

Cheking asumsi :

NRe =..vID

Dimana :


= q/A

= 0,013/ (π/4. (1,049/12)2)

= 2,167 ft/dtk

Maka :

NRe = 210081438,67761629,0

36005,62167,2.12049,1

xxx


15. Sambung tutup dengan shell dan antar shell

Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikan kolom destilasi,

maka tutup menara dihubungkan dengan shell, dan hubungan shell adalah

dengan menggunakan sistem flange dan bolting.

Data-data :

1. flange

Bahan : HAS SA-240 grade S Type 304 ( App. D, B & Y hal. 324)

Tensile strength minimum : 75000 psia

Allowable Stress : 17.000 psi

Type Flange : Range Flange Root

2. Bolting

VI-28

Bahan : HAS SA -240 Grade B.6 Type 416 (App.D B & Y hal. 344)

Tensile Streght minimum : 75.000 psi

Allowable Stress : 19.300 psia

3. Gasket

Bahan : asbestos ( Gb. 12.11 hal. 228 B&Y)

Tebal :1/8 in

Gasket faktor (m) : 2

Minimum design seating Stress (Y) : 1.600 psia

Pi : 14,7 psia

Perhitungan

A. menentukan lebar gasket

Dengan menggunakan Pers. 12-2 B & Y yaitu :

)1(

5,0

mpYpmY

DIDo

)12(7,141600)27,14(1600

5,0

xDIDo

DO = 1,0047 x DI

= 1,0047 x 59,625

59,905 in

lebar gasket minimum = (DO - DI) / 2

= (59,905 – 59,625) / 2

= 0,14 in

VI-29

Diambil lebar gasket (n) = 0,25 in

Diameter rata – rata gasket = 60 in + 0,25 in = 60,25 in

B. Menentukan jumlah dan beban baut

a. Perhitungan beban uap

Beban supaya gasket tidak bocor (Hy), dengan pers. 12-88 B&Y

yaitu :

Wm2 = Hy = b x x Gy

Dari Gb. 12 – 12 B&Y hal .299 :

Bo = n / 2 = 0,25 / 2 = 0,125 in

Untuk bo 0,25, maka b = bo, sehingga :

Hy = 0,125 x x 60,25 x 1600

= 37837 lb

beban tanpa tekanan (Hp) :

dari pers. 12-40 B&Y hal 240 yaitu :

Hp = 2.b..G.m.P

= 2x0,125xx 60,25 x 2 x 14,7

= 1390,50975 lb

beban baut karena internal pressure (H) :

H = .G2.P/4

= x 60,252 x (14,7/4)

= 41889,10622 lb

total beban operasi (Wim1) :

VI-30

Wm1 = Hp + H

= 1390,590975 + 41889,10622

= 43279,61597 lb

karena Wm1>Wm2, maka yang mengontrol adalah Wm1

b. perhitungan luas minimum Bolting Area

dari pers.12-92 B&Y hal.240 yaitu :

Am1 = WM1 / fb

= 43279,61597 / 19300

= 2,2425 in2

c. perhitungan Bolt Optimum

dari tabel 10.4 B&Y hal.188 dicoba:

ukuran baut = ¾ in

root area = 0,302 in2

maka jumlah botling minimum :

jumlah baut minimum = Am1 / root area

= (2,2425 in2) / (0,302 in2)

= 7,425

= 8 buah

dari tabel 10.4 B&Y didapat :

bolting spacing distance (Bs) = 3 in

minimal radial distance (R) = 1 1/8 in

edge distance (E) = 13/16 in

bolting circle dioameter (C) :

VI-31

C = ID shell + 2 (1,4159.go + R)

Dengan : go = tebal shell = 3/16 in

Maka :

C = 59,625 + 2((1,4159 x (3/16)) + 1 1/18

= 62,406 in

diameter luar flange :

OD = C + 2E

= 62,406 + 2(13/16)

= 64,031

checking lebar gasket :

Ab aktual = jumlah bolt x root area

= 8 x 0,302

= 2,416 in2

lebar gtasket minimum = Ab aktual xGy

f...2

= 2,416 x25,6016002

17000xxx

= 0,0678 in < 0,25 in (memenuhi)

d. perhitungan moment

untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam), maka :

dari pers. 12-94 B&Y hal.242 yaitu :

w=2

/)( faAmAb =

.217000)2425,2416,2(

=39597,25 lb

dari pers. 12-98 B&Y hal. 242, yaitu :

VI-32

hg =2

GC =

225,60406,62

=1,078 in

moment flange (Ma):

Ma = W x hg

= 39597,25 x 1,078

= 42685,8355 in-lb

beban dalam keadaan operasi :

W = Wm1 = 43279,61597 lb

Hirostatic and force pada daerah dalam flange (HD) :

HD = 0,78 x B2 x P

= 0,78 x 602 x 14,7

= 41542,2 lb

jika radial dari bolt circle pada aksi HD :

hg =2

BC =2

60406,62 =1,203 in

moment MD :

MD = hD x HD = 1,203 x 41542,2 = 49975,2666 in-lb

Hg = W-H = 43279,61597–41889,10622 = 1390,50975 lb

Mg = Hgxhg = 1390,50975-1,078 = 1498,9695 in-lb

HT = H – HD = 41889,10622 – 41542,2 = 346,90622 lb

hT =2

hGhD=

2078,1203,1

=1,1405 in

MT = HT x hT = 346,90622 x 1,1405 = 395,6465 in-lb

Moment total pada keadaan operasi (Mo) :

VI-33

Mo = MD + Mg + MT

= 49975,2666 + 1498,9695 + 395,6465

= 51869,8826 in-lb

Jadi Mmax = Mo, karena Mo > Ma

e. perhitungan tebal flange.

Dari pers. 12-85 B&Y hal.239 yaitu :

5,0max

fb

MYt

k = A/B = OD/B = 64,031/60 = 1,067

dari gb.12-22 B&Y hal.239, untuk k = 1,067 didapat :

y = 30

Maka :

5,0

60170008826,5186930

xx

t = 1,2351 in

digunakan tebal flange = 1,5 in

16. Perhitungan diameter penyangga

Penyangga dirancang untuk menahan beban kolom destilasi dan

perlengkapannya.

Beban – beban yang ditahan oleh penyangga terdiri dari :

a. berat bagian shell

1. berat shell

2. berat tutup

b. berat perlengkapan bagian dalam

VI-34

1. berat down comer

2. berat tray

c. berta perlewngkapan bagian luar

1. berat pipa

2. berat isolasi

3. berat tangga

4. berat kelengkapan nozzle, valve dan alat kontrol

direncanakan :

1. bahan konstruksi kolom secara keseluruhan adalah HAS SA-240 Grade

M Type 316.

2. sistem penyangga yang digunaka adalah leg.lug dan base plate

Dimensi menara :

A. Berat bagian shell

1. berat shell

keliling = x do = x 5 = 15,57 ft

tinggi = tinggi total – tinggi tutup

= 32 – (2x0,848)

= 30,304 ft

luas = keliling x tebal shell

= 15,57 x (1/64)

= 0,2453 ft2

volume = luas x tinggi

= 0,2453 x 30,304

VI-35

= 7,4336 ft3

berat = volume x HAS

= 7,4336 ft2 x 490 lb/ft3

= 3642,464 lb

2. berat tutup

mencari DO blanko :


DO blanko = DO + (DO/42) + 2.sf + 2/3 icr

Dari tabel 5.6 B&Y, untuk tebal = 3/16 in, maka :

Sf = 2 in

Icr= 9/16 in

Maka :

DO blanko = 60 + (60/42)+(2x2)+(2/3x9/16)

= 65,8036 in

= 5,4836 ft

volume = /4.Do blanko 2 x tebal tutup

= /4 x 5,48362 x 1/16

= 0,4188 ft2

berat tutup = 2 x (volume tutup x HAS)

= 2 x (0,4188 x 490)

= 410,424 lb

B. berat perlengkapan bagian dalam

1. berat Down comer

VI-36

dipakai dasar perhitungan dengan down comer tanpa lubang

aliran uap :

Luas = /4.di2

= /4 x (59,625/12)2

= 19,3805 ft2

volume = luas x tebal down comer

= 19,3805 x 1/64

= 0,2982 ft2


= 0,2982 x 490

= 146,118 lb/plate

berat plate total = 15 plate x 146,118 lb/plate

= 2191,77 lb

berat liquida = 4249,305168 lb/j

maka:

berat total = 2191,77 + 4249,305168 = 6441,0752 lb

2. berat tray

ditetapkan berat tiap tray = 25 lb/ft2

luas tray = Ac – Ao = 18,84 – 1,0739 = 17,7661 ft2

jumlah tray = 15 buah

maka :

berat tray = n x luas tray x berat tray/ft2

= 15 x 17,7661 x 25

VI-37

= 6662,2875 lb

3. berat penyangga

ukuran : 2 ½ x 2 ½ x 3/8 (equal angles,item 5.a9,App.G B&Y

p.357)

berat : 5,9 lb/ft

berat penyangga = 5,9 lb/ft x 15 x 24/12 = 177 lb

C. berat perlengkapan bagian luar

1. berat puipa (feed, uap, refluks, kondensor,bottom,destilat)

ditetapkan : 4 x tinggi kolom destilasi

dari App. K B&Y hal. 387 diambil :

pipa = 3 in sch 40

berat = 7,58 lb/ft

maka :

berat pipa = 4 x 32 x 7,58 = 970,24 lb

2. berat isolasi

ditetapkan : bahan = 50 llb/ft2

tebal isolasi = 3-6 in diambil 4 in

maka:

berat isolasi = .d.tisolasi.Lshell.bahan

= x 5 x (4/12) x 32 x 50

= 8373,333 lb

3. berat tangga

ditetapkan : berat tangga = 15 lb/ft tinggi kolom

VI-38

maka:

brerat tangga = 15 lb/ft x 32 ft = 480 lb


ditetapkan :

berat kelengkapan total = 1 ton = 2204,6 lb

jadi berat total yang harus ditopang kaki support adalah :

Wtotal = Wshell + Wkelengkapan bagian dalam + Wkelengkapan bagian luar

= (3642,464 + 410,424) + (2191,77 + 6662,2875 + 177) +

(970,24 + 8373,333 + 480 + 2204,6)

= 25112,1185 lb

untuk keamanan digunanan kelebihan 20%,maka :

Waktual = 1,2 x 25112,1185 = 30134,5422 lb

17. Penyangga (Lug) Bentuk I-Beam

sebagai penyanga digunkanan sistem lug, sehingga berlaku rumus :

nW

DbcnHPwp

.)1.(.4 (pers.10-76 B&Y hal.197)

dimana :

Pw = total beban permukaan karena angin (lb)

H = tinggi vesel dari pondasi (ft)

L = jarak antara level denganm dasar pondasi (ft)

Dbc = diameter (ft)

n = jumlah support (4 buah)

W = berat total (lb)

VI-39

P = beban kompresi total maklsimum untuk tiap lug

Kolom dianggap terletak dalam ruangan, sehingga tekanan angin tidak

dikontrol, sehingga berlaku rumus :

P =nW

=4

5422,30134= 7533,6356 lb

Menentukan kolom support :

Data :

Bahan tiap kolom 7533,6356 lb

Tinggi bejana total (H) : 30,304 ft

Tinggi kolom (l) :

;l = 0,5 H + 5 ft = (0,5 x 30,304) + 5 = 20,152 ft = 241,824 in

jadi tinggi leg = 20,152 ft = 241,824 in

Trial ukuran I – beam :

Untuk pemilihan I-beam, dicoba 10” dengan :

Ukuran = 10 x 4 5/8

Berat = 35 lb

Pemasangan I-Beam dengan beban eksentrik (terhadap sumbu)

Dari App. G B&Y hal.355 didapat :

B = 4,944 in

H = 10 in

Ay = 10,22 in2

r1-1= 3,78 in

Maka :

VI-40

9746,6378,3824,241

rl

untuk l/r < 120 maka :

fc aman = 17000 – 0,485 (l/k)2

= 17000 – 0,485 (63,9746)2

= 15015,01652 psi

luas (A) yang dibutuhkan :

A =01652,150156356,7533

amanfc

p= 0,5017 in 2

Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia, maka I-beam dengan ukuran

diatas telah memenuhi.

Kesimpulan pemakaian I-beam :

Ukuran = 10”, 10 x 4 5/8 in

Berat = 35 lb

Peletakan beban dengan beban eksentrik.

18. perencanaan Base plate

Berdasarkan Hess hal. 163 :

Dibuat : base plate dengan toleransi panjang 5 % dan toleransi lebar 20%

Bahan : concrete ( beton)

Maka : fbp = 600lb/in2 (tabel Hess hal 162)

Menentukan luas base plate

VI-41

Ab =fbpP

Dimana :

Abp = luas base plate (in2)

P = beban tiap kolom = 7533,6356 lb

fbp = 600 lb/in2

Maka :

A base plate =600

6356,7533= 12,5561 in2

Menentukan panjang dan lebar base plate :

Abp = l x p

Dimana :

l = lebar base plate = 2m + 0,8b

p = panjang base plate = 2n + 0,95d

Dengan I-beam 6x 3 3/8 in, diperoleh :

h = d = 10 in

b = 4,944 in

Dengan mengasumsikan m = n, maka :

Abp = ( 2n + 0,95d) x (2m + 0,8b)

12,561 = ( 2m + 0,95x 10 ) x (2m + 0,8x 4,944)

12,561 = ( 2m + 9,5 ) x (2m + 3,9552)

4m2 + 26,9104m + 25,0183 = 0

Dengan menggunakan rumus ABC :

VI-42

m1,2 =4,2

29104,26 )0183,254.49104,26(5,0

x

Didapat:

m1 = 1,114 in

m2 = -5,613 in

Diambil :

m = n = 1,114 in

Maka :

l = 2m + 0,8b = (2x 1,114) + ( 0,8 x 4,944) = 6,1832 in = 7 in

p = 2m + 0,95d = (2x 1,114) + ( 0,95 x 10) = 11,728 in = 12 in

Ditetapkan ukuran base plate : 7” + 12” dengan :

A = 7” x 12” = 84 in2

Beban yang harus ditahan adalah :

f =84

6356,7533

AP

= 89,6861 Psia < 600 psia

karena f < fbp, maka dimensi base plate adalah memenuhi.

Cek harga m dan n :

Panjang base plate :

12 = 2n + ( 0,95 x 10 )

n = 1,25 in

lebar base plate :

7 = 2m + (0,8 x 4,944)

m = 3,0448 in

VI-43

karena m > n, maka m dijadikan sebagai acuan :

Menentukan tebal base plate :

dengan menggunakan Pers. 7-12 Hess Hal. 163 yaitu :

tbp = (1,5.10-4 x P x n2) 0,5

= (1,5.10-4 x 89,6861 x 3,04482) 0,5

= 0,2024 in

= 4/16 in

= 0,25 in

Menghitung dimensi baut :

Data :

Beban baut 7533,6356 lb

Jumlah baut = 4 buah

Maka :

Beban untukl 1 baut = 7533, 6356 / 4 = 1883,4089 lb

Luas baut :

fsPbAb

dimana :

Ab = luas baut

Pb = baban tiap baut

Fs = stress tiap baut maksimum = 12000 psi

Maka :

VI-44

157,012000

4089,1883Ab in 2

dari tabel 10-4 B & Y hal. 188, didapatkan :

ukuran baut : 5/8 in

Dengan dimensi :

Ukuran baut = 5/8 in

Bolt cycle = 1 ½ in

Jarak radial min = 15/16 in

Edge distance = ¾ in

Nut dimention = 1 1/6 in

Radius fillet max = 5/16 in

Menentukan dimensi lug dan gusset

Digunakan : 2 plate horizontal (lug) dan 2 plate Vertikal (gusset)

Dari Gb. 10.6 B& Y hal.192, didapatkan :

A = Lebar lug = ukuran baut + 9 in = 5/8 + 9 = 9,625 in

B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in = 5/8 = 8 = 8,625 in

L = lebar Gusset

= 2 x ( lebar kolom – 0,5 ukuran baut)

= 2 x ( 4,944 – 0,5 x 5/8 )

= 9,263 in

lebar lug atas (a) :

a = 0,5 x ( L + ukuran baut )

VI-45

= 0,5 x ( 9,263 + 5/8 )

= 4,944 in

Perbandingan tebal plate = B/L = 8,625 / 9,263 = 0,931

Dari tabel 10.6 B & Y hal.192 : untuk B/L = 0,931; maka = 0,565

Sedangkan :

e = 0,5 x nut dimension

= 0,5 x 1 1/16

= 0,5313 in

Bending momen max sepanjang sumbu radial :

My =

)1(

.

.2ln).1(.4

e

lp (pers. 10-40 B&Y Hal. 192)

Dimana :

P = beban tiap baut

= poison ratio ( 0,3 untuk steel )

L = Panjang horizontal plate bawah

E = nut dimension

=0,565

Maka :

My =

)3,01(

3,0.263,92

ln).3,01(.44089,1883

x

= 687,7476

Tebal plate horizontal :

Thp =

120007476,6876

..6 5,0

5,0

xallowedf

My

= 0,5864 in

VI-46

Maka digunakan plate dengan tebal 0,5864 in

Dari Gb. 10.6 B & Y hal. 191, didapat :

Tebal gusset min (tg) :

tg = 3/8 x thp = 3/8 x 0,5864 = 0,2199 in = 3,5184/16 in =4/16 in

Tinggi gusset (Hg) :

Hg = A + ukuran baut = 9,625 + 5/8 = 10,25 in

Tinggi lug = Hg + 2.thp = 10,25 + 2(0,5864) = 11,4228 in

Kesimpulan dimensi lug dan gusset

Lug : lebar = 9,625 in

Tebal = 0,5864 in

Tinggi = 11,4228 in

Gusset : lebar = 9,263 in

Tebal = 4/16 in

Tinggi = 10,25 in

19. Menentukan Dimensi pondasi

beban total yang harus ditahan oleh pondasi :

1. berat beban bejana total

2. berat kolom penyangga

3. berat base plate

ditentukan :

1. Masing-masing kolom penyangga diberi pondasi

2. spesifikasi pondasi didasarkan atas berat badan setiap kolom

penyangga pada sistem pondasi.

VI-47

3. spesifikasi smua penyangga sama.

Data :

1. beban yang ditanggung tiap penyangga = 7533,6356 lb

2. beban tiap penyangga = berat x tinggi

= 35 lb/in x 11,4228 in

= 399,798 lb

3. beban tiap base plate :

Wbp = p x l x t x

Dimana :

Wbp = beban base plate (lb)

P = panjang base plate = 12 in = 1 ft

l = lebar base plate = 7 in = 0,583 ft

t = tebal base plate = 0,25 in = 0,0208 ft

= densitas bahan konstruksi = 493,75 lb/cuft

maka :

Wbp = 1 x 0,583 x 0,0208 x 493,75 = 5,987 lb

Berat total :

W = 7533,6356 + 399,798 + 5,987 = 7939,4206 lb

Gaya yang bekerja pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat

total kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujursangkar dengan

perencanaan ukuran :

Luas tanah untuk atas pondasi = luas pondasi atas

= 15 x 15

VI-48

= 225 in2

Luas tanah untuk dasar pondasi = luas pondasi bawah

= 40 x 40

= 1600 in2

Tinggi pondasi = 16 in

Luas rata-rata permukaan (A) :

A = 0,5 x (15 + 40)2 = 756,25 in 2

Volume pondasi (V) :

V = A x t = 756,25 in2 x 16 in = 12100 in3

Berat pondasi (W) :

W = V x

Dimana :

Densitas Wet Gravel = 126 lb/ cuft ( tabel 3-118 Perry’s Ed 6)

Maka :

W = 12100 in 3 x 126 lb/ft 3 x ( 1 ft3/1728 in3) = 882,2917 lb

Asumsi :

Tanah atas pondasi berupa cement sand dan gravel dengan minimum

safe bearing power = 5 ton/ft3 , dan maksimum safe bearing = 10 ton/ ft3

(tabel 12-2 Hess Hal. 224)

berat total pondasi ( W total) :

W total : 7939,4206 + 882,2917 = 8821,7123 lb

Tekanan dari sistem pondasi terhadap luas tanah (P) :

VI-49

P = W total / A = 8821,7123 lb/1600 in2 = 5,5136 lb/in3

Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing poer yaitu 6000

kg/ft2 atau sebesar 91,8617 lb/in2, karena tekanan tanah = 5,5136 lb/ in2

kurang dari 91,8617 lb/in2, berarti pondasi dapat digunakan.

Kesimpulan Pondasi

Luas atas = 15 x 15 = 225 in2 = 0,145 m2

Luas bawah = 40 X40 = 1600 in2 = 1,0323 m2

Tinggi = 16 in = 0,4064 m

Bahan Konstruksi cemen and Gravel.

1

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama Alat : Reaktor

Kode alat : R- 120

Fungsi : Sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi mesityl

oxide dengan bantuan katalis asam fosfat.

Type : Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah

konikal.

Perlengkapan : Pengaduk

Kondisi operasi :

- fase : Liqiud – liquid

- tekanan : 1 atm = 14,7 psia

- waktu tinggal : 1 jam

Dasar perancangan :

1. massa masuk : 57789, 12683 kg/ j

2. bahan konstruksi : carbon Steel SA-240 grade m Type 316

f = 18750 psi

3. jenis pengelasan : Double Welded Butt joint, = 0,85

4. faktor korosi : 1/16

5. densitas campuran : 54,02 lb/cuft

6.1. Rancangan Dimensi Tangki

A. Menentukan volume liquid

Rate volumetrik :

V = m / campuran =ft54,02lb/culb/j5789,12683

x 1 jam= 236,258969 cuft

2

Meghitung diameter tangki (di):

- Volume liquid : 236,258969 cuft/j

- Volume koil pemanas,pengaduk dan ruang kosong = 25 % Vtotal

- Asumsi volume larutan = 75% volume total tangki, maka :

Volume tangki =%75

tanvolumelaru=

0,75cuft236,258969

=78,75299 ft3

V tangki = V1 + V2 + V3

Dimana :

V1 = Volume tutup atas = 0,0847 di3

V2 = Volume silinder = ¼..di2. Ls

V3 = Volume tutup bawah =

21tan24

. 3di

Asumsi : Ls = 1,5. di

Maka :

78,75299 = 0,0847 di3 + ¼ .. di2 .1,5di +60tan24

. 3di

78,75299 = 1,33774.di3

di = 3,890 ft

= 46,68 in

Menentukan tinggi liquid (Lls)

Volume liquid dalam shell :

V1iquid = V 1 + V2

236,258969 cuft = (0,0847 x 3,8903)+(/4 x di3 x Lls)

236,258969 cuft = 4.985769704 +46.20813717 Lls

46.20813717 Lls = 473.8666

Lls = 10.25505 ft = 123.06056 in

3

Menghitung Tekanan design :

P design = P operasi + P hidrostatik

P hidrostatik = . ( H-1)/ 144

= 54,02.(55,69674- 1) / 144

= 20,396179 psi

Sehingga :

P design = (14,7 + 20,396179)psi – 14,7 psi = 20,396179 psi

Perencanaan tebal silinder (ts)

ts = CPifE

dipi

).6,0.(2.

dimana :

ts = tebal silinder (in)

Pi = tekanan design (psi)

di = diameter dalam (in)

maka :

ts = inxx

163

16478,0

)396179,206,018750.(268,46396179,20

standarisasi do :

do = di + 2 ts = 46,68 + 2 (3/16) = 47,055 in

dari tabel 5-7 B& Y hal 89, diadapatkan :

Do = 47 in Ts = 3/16 in

Di = do – 2ts = 47 – 2 (3/16) = 46.625 in

Icr = 6% x 46.625 = 2.79 in r = di = 46.625 in = 3,9 ft

ts = 5/16 in

Menentukan tinggi silinder (Ls)

Volume tangki = V1 + V2 + V3

4

78,75299 ft3 = (0,0847 x 3,8903) +/4(3,8903)Ls + 4,4486

78,75299 ft3 = 58,86387 + 46.20814Ls + 4,4486

46.20814Ls = 762.0037645

Ls = 16.49068 ft = 197.8882 in

Cek hubungan Ls dengan di :

Ls/di = 16.49068 / 3.930488 = 4.195581 ft (memenuhi)

Perancangan tutup silinder

1. tutup atas (tha)

tha = CPifErcpi

).1,0(

..885,0

Dimana :

tha = tebal tutup atas (in)

Pi = tekanan design (Psi)

rc = diamater dalam (in)

f = tekanan yang diperbolehkan (Psi)

c = faktor korosi = 1/16 in

Maka :

tha =161

6179)(0,1x20,39-5)(18750x0,8x46,62520,396179885,0

x

= 0,052 x = ≈

2. tutup bawah (thb)

thb = CPifEdipi

2/1cos).6,0(2

.

Dimana :

thb = tebal tutup bawah (in)

1616

16845,0

163

5


f = Tekanan yang diijinkan (psi)

= sudut konikal = 120 o

E = tipe pengelasan = 0,85


Maka :

thb = inxx 16

31644,2

161

60cos)396179,206,085,018750(2x46,62520,396179

menentukan tinggi tutup

1. tinggi tutup atas (ha)

a = di / 2 = 46,625 / 2 = 23.3125 in

AB = a – icr = 23,3125 – 2.79 = 20.515 in

BC = r – Irc =46,625 – 2,79 = 43.8275 in

AC = = = = 38.72963 in

b = r – AC = 46,625 – 38,72963 = 7.89537 in

maka ha = tha + b + Sr = 3/16 in + 7.89537 in + 1,5 in = 9.58287 in

2. tinggi tutup bawah (hb)

hb = ha = 9.58287 in

menentukan tinggi total tangki

H = ha + Ls + hb

= 9.58287 + 197.8882 + 9.58287 = 217.0539 in = 18.29765 ft

6.2 Perhitungan Dimensi Pengaduk

Perencanaan :

1. digunakan pengaduk jenis aksial .

2. bahan konstruksi impeller High alloy Steel SA-240 Grade M Type 316

Data :

22 ABBC 22 515.208275.43

6

1. Dt/Di = 3

2. Z1/Di = 0.4 - 3

3. Zi /Di = 0,4 – 0.25

4. W/Di = 0,25

Sehinga :

a. Menentukan diameter impeller :

Dt/Di = 3

Di = Dt/3 = 3,9 /3 = 1.3 ft = 15.6 in

b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki :

Zi/Di = 0,4

Zi = 0,4 x Di = 0,4 x 1.3 = 0.524065 ft = 6.216667 in

c. Menentukan tinggi liquid dalam tangki :

ZL/Di = 2,4

ZL = Di/2,4 = 15.6/2,4 = 37.3 in = 3.14439 ft

d. Menentukan lebar impeller :

W/Di = 0,25

W = 0,25 x Di = 0,25 x 15,56 = 3.885417 in = 0.327540625 ft

e. Menentukan tebal Blades :

J/Dt = 1/12 ( Mc Cabe Hal 253)

J = Dt/12 = 3,9 / 12 = 0.325 ft = 3.9 in

f. menentukan panjang impeler

L/Di = ¼ x Di = ¼ x 1.3 = 0.325 ft = 3.9 in

g. Menentukan jumlah impeller :

n = buahxdi

Hliq 0.25283615.6)(2

123.0606.2 22 = 1 buah

h.Daya pengaduk :

7

gcP Din

53...

Dimana :

P = daya pengaduk (lb/ft.dt)

= Po = Power number ( fig. 477 Brown hal. 507)

harga Po didapatkan berdasarkan harga Nre :

Nre =

Din2

..

Dimana :

n = putaran pengaduk = 150 rpm = 2,5 rps = 9000 rph

Di = diameter ipeller = 1.3 ft

= densitas larutan = 54,02 lb/cu ft

= Viskositas larutan = 1,20955 . 10-4 lb/ft.dt = 0,43544 lb/ft j

Maka :

NRe =101.3

4

2

.20955,1

02,54.5,2

xx=1902937,5

Untuk NRe turbulen dengan harga diatas , didapatkan : Po = 7, maka :

P = Hpdtftlbfxxx

2596,6/.98343,3122,32

02,54.7 1.35,2 23

≈6 HP

jika efisiensi motor 87% = P = = 7,1950 ≈7 HP

Menghitung Poros Pengaduk

1. diameter poros pengaduk (Hesse,pers.16-2, hal;465)

T = = = = 7325,9167 lb in

87,02596,6

16

3ds60

63025 P60

763025

8

dari Hesse, tabel 16-1 hal.467,untuk bahan rolled stell SAE 1020,

mengandung bahan karbon 20% dengan elastisitas 36000 lb/m2

diketahui; S = 20% x 36000 = 7200 lb/m2

D = = = 1,7321 in = 0,1447 ft

Menentukan panjang poros

L = H + Z - Zi

H = Tinggi silinder ditambah tutup atas = 197.8882 + 9.58287 = 207.47107 in

Z = panjang poros diatas tangki = 0,4 m = 1.3123 ft = 15.748 in

Zi = jarak impeler dari dasar tangki = 6.216667 in

jadi panjang poros pengaduk :

L = (207,47107 + 15,748) – 6.21667 = 217.002403 in = 18.29330257 ft

6.3 Perhitungan Koil Pemanas

Dasar Perencanaan :

Q = 128337,189 BTU/j

M = 1352,01899 lb/j

Bahan : Karbon Steel SA-240

T1=302oF

t1=68oF

t2=248oF

T2 = 302oF

1. Menentukan T LMTD

∆t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54oC∆t2 = T2 – t1 = 302 – 68 = 234 oC

31

16

sT

31

72009167,735216

9

t LMTD =

23454

ln

23454 = 122,75 oF

2. Temperatur kalorik :

tc = ½ (T1 + T2) = 302oF

tc = ½ (t1 + t2) = 158oF

Dari Kern, tabel 11,hal. 844,untul IPS 1 ½ Sch.40 in diperoleh :

do = 1,9 in a’ = 1,76 in

di = 1,5 in a” = 0,498 ft

3. Luas Perpindahan Panas

Evaluasi Perindahan Panas

Shell Tube

1.aS = = 0.014167 ft2

2.Gs = M/aS =

= 4079136.502 lb/j.ft3

3.N Res =42.219.0

)7313.158003)(12/61.1(x

= 16862.49351 > 2100

4.JH = 1200 (kern fig 20.2 hal.718)

5.Ho = JH.3/1.

kCp

dek

= 1200

= 12.89847 Btu/j.ft2.oF

Hio =

= 12.89847 x

= 10.92976 Btu/j.ft2.oF

14404.2 2in

0.0141671268357789,

3/1

385.00019.09363.0

12/61.1385.0

x

dodihox

12/9.1)12/61.1(

10

2.UC =hohio

hioxho

=12.8984710.9297612.8984710.92976

x = 5.916393 Btu/j.ft2.oF

3.jika ditetapkan harga rd = 0,004 ft2oF/BTU

Rd =UCxUD

UDUC

0,004 =UDUD

.5.9163935.916393

UD = 5.892727 Btu/j.Ft2 .OF

Luas Perpindahan Panas

4. A =LMTDUDx

Q0

=75,1225.892727

/189,1228337x

jBTU = 177.4249 ft2

5. Panjang koil :

L ="a

A=

498,0177.4249

= 356.275 ft

6. Jumlah Lilitan:

N =dcL.

=5

356.275x

= 22.69267≈23 buah

7. Tinggi Lilitan Koil :

jika antara 2 koil = 2 in maka :

Lc = (N-1)(jarak+do)+do= 87.7 in = 7.39311ft

6.4 Perhitungan Nozzle

A. Nozzle Pada Tutup Atas

1. Menentukan nozzle untuk memasukkan DAA :

Bahan rate bahan masuk : 4431.96908 Kg/j = 9770.719034 lb/j

Densitas campuran : 54,02 lb/cuft

Rate Volumetrik (Qf) : m/ρ= 9770.719034/54,02 = 180.8722516 ft3/j

Dari peter & timmerhaus, persamaan 15, hal. 525 didapat :

11

Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (180.8722516) 0.45x (54,02) 0.13

= 67.93820649 in

Standarisasi ID dari Geankoplis App. 5-1 hal. 892, dipilih pipa 3 in sch 40 dengan

ukuran :

- ID = 3.068 in

- OD =3.500 in

- A = 0.05130 ft2

Pengecekan asumsi :

V = Qf/A = 180.8722516/0.05130 = 3,52578 ft/j

NRe = D x V x ρ/ μ= 3.068x 3,52578 x 54,02 / 0,43544

= 1341.951511 > 2100 (tidak memenuhi )

2. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan NaOH





Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (0.34008873) 0.45x (54,02) 0.13

= 4.031932106 in


ukuran :

- ID = 2.067 in

- OD =32.375 in

- A = 0.02330 ft2

Pengecekan asumsi :

V = Qf/A = 0.34008873/0.02330 = 14.59608282 ft/j

12

NRe = D x V x ρ/ μ= 2.067x 14.59608282 x 54,02 / 0,43544

= 3742.855444 > 2100 (memenuhi)

3. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan H3PO4





Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (6.665792973) 0.45x (54,02) 0.13

= 15.38260974 in


ukuran :

- ID = 2.067 in

- OD =32.375 in

- A = 0.02330 ft2

Pengecekan asumsi :

V = Qf/A = 0.34008873/0.02330 = 14.59608282 ft/j

NRe = D x V x ρ/ μ= 2.067x 14.59608282 x 54,02 / 0,43544

= 3742.855444 > 2100 (memenuhi)

4. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan aseton®





Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (45.21807475) 0.45x (54,02) 0.13

13

= 36.40718769 in


ukuran :

- ID = 2.067 in

- OD =32.375 in

- A = 0.02330 ft2

Pengecekan asumsi :

V = Qf/A = 0.34008873/0.02330 = 14.59608282 ft/j

NRe = D x V x ρ/ μ= 2.067x 14.59608282 x 54,02 / 0,43544

= 3742.855444 > 2100 (memenuhi)

5. Menentukan Nozzle Untuk pemasukan koil pemanas

dari perhitungan koil diperoleh Diopt= 1.610 in


ukuran :

- ID = 2.067 in

- OD =32.375 in

- A = 0.02330 ft2

B. Nozzle pada tutup bawah

1. Menentukan Nozzle Pengeluaran produk

- rate bahan masuk = 57789, 12683 kg/ j = 127401.909 lb/j

V = m / campuran =ft54,02lb/culb/j5789,12683 x 1 jam= 236,258969 cuft


Diopt = 3.9 x (Qf)0.45 x (ρ)0.13 = 3.9 x (2.358421122) 0.45x (54,02) 0.13

= 9.637764554 in

14


ukuran :

- ID = 3.068 in

- OD =3.500 in

- A = 0.05130 ft2

Pengecekan asumsi :

V = Qf/A = 2.358421122/0.05130 = 0.03831093 ft/j

NRe = D x V x ρ/ μ= 3.068x 0.03831093 x 54,02 / 0,43544

= 1341.951511

dari Brownell & Young table 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange untuk semua

nozzle , dipilh flange standart type welding neck dengan dimensi nozzle sebagai

berikut :

Nozzle NPS A T R E K L B

A

B

C

D

E

F

3

2

½

1 ¼

2

3

7 1/2

6

3 ½

4 5/8

6

7 ½

1 5/16

¾

7/16

5/8

¾

1 5/16

5

3 5/8

1 1/8

2 ½

3 5/8

5/16

4 ¼

3 1/16

1 3/16

2 5/16

3 1/16

4 ¼

3.05

2.38

0.84

1.66

2.36

3.50

2 ¾

2 ½

1 7/8

2 ¼

2 ½

2 ¾

3.07

2.07

0.62

1.38

2.07

3.07

Keterangan :

- Nozzle A : Nozzle untuk pemasukan DAA

- Nozzle B : Nozzle untuk pemasukan H2SO4

- Nozzle C : Nozzle untuk pemasukan H3PO4

- Nozzle D : Nozzle untuk pemasukan aseton®

- Nozzle E : Nozzle untuk pemasukan koil pemanas

15

- Nozzle F : Nozzle untuk Pengeluaran produk

6.5. Perhitungan Tutup Dengan Dinding Tangki Reaktor

A Gasket

bahan : asbestos

gasket faktor (m) = 2

minimum designt seating stress (y) = 1600 psi

perhitungan :

tebal gasket

dari Brownell & young,pers. 12-2,hal 226

)1(

mPyPxmy

dido

dimana :

do = diameter luar gasket

di = diameter dalam gasket

P = internal pressure = 14.7 psia

Diketahui do = do Sheel = 47 in

Sehingga :

)12(7.14160027.14160047

xdi

di = 47.26409312 in

jadi lebar gaket minimum

n =2

4726409312,472

dodi= 0.132046562 in x 16/16 = 2.112744999/16

≈2/16 in

diameter rata – rata gasket (G)

16

G = do + n = 47 + 0.1= 47.1 in

beban gasket suoaya tidak bocor (Hy)

Wm2 = Hy = μ.B.G.y

Dimana :

B = lebat efektif gasket

G = diameter rata – rata gasket

Y = yield stress = 1600 psia

Lebar seating gasket bawah = bo =2n =

21.0 = 0.05 in

Jika bo > 0.25, maka b = bo, sehingga didapatkan

Wm2 = Hy= πx0.25x47.1x1600 = 59157.6 lb

beban baut supaya tidak bocor (Hp)

Hp = 2.c.B.G.m.P

= 2x πx0.25x47.1x2x14.7= 1087.0209 lb

Beban Karena Tekanan dalam (H)

H = π/4.G2.P = π/4.(47.1)2.14.7= 25599.3422 lb

Total Beban baut pada kondisi Operasi

Wm1 = H + Hp

= 25599.3422 + 1087.0209 = 26686.3631 lb

jika Wm1 < Wm2,maka beban yang mengontrol dalam operasi adalah Wm1

B. Bolting

bahan : ASTM A-139 Grade B-7

Allowable Strees (f) = 20000 lb

Luas Minimum Bolting area

Am1=Wm1/f = 26686.3631/ 20000 = 1.33431815 in2

17

Perhitungan Bolting Optimum

Ukuran baut = ¾ in

Root area = 0.302 in2

Actual = 76

Jumlah Bolting Optimum = Am1/root area = 1.33431815/ 0.302 = 4.418272036

= 4 buah

Bolting Circle diameter (C)

C = di shell + 2 (1.4159 x gO x R)

Dimana :

Di shell = 46.625 in

Go = n = 0.1

R = 1 1/8

C = 46.625 + 2 (1.4159 x 0.1 x 1 1/8) = 46.9435775 in

Diameter luar flange

OD = C + 2 E = 46.9435775 + (2 x ¾) = 48.4435775 in2

Cek lebar gasket

Ab actual = jumlah bolt x Root Area = 4 x 0.302 = 1.208 in2

Lebar gasket minimum (L) :

L = Ab actual xGy

F...2

= 1.208 x1.4716002

20000xxx

= 0.05 in < 0.5 (L<n,maka lebar gasket memadai)

Perhitungan Momen

- Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam )

18

W = abm xf

AA2

)(

= 200002

)208.11.33431815( x = 25423.1815 lb

- Jarak Radial dari beban gasket yang beraksi terhadap Bolt Circle (hG)

hG = ½ . (C - G) = ½ . (48.9435775 -47.1 ) = 1.8435775 in

Momen Flange (Ma)

Ma = hG x W = 1.8435775 x 25423.1815 = 46869.6054 lb.in

Dalam KOndisi operasi

W = Wm1 = 26686.3631 lb

Gaya hidrostatik pada daerah flange (HD)

HD = 0.785 x b2 x P

Dimana :

B = do shell tangki reactor = 47 in

P = tekanan Operasi = 14.7 lb/in2

Maka : HD = 0.785 x (472) x 14.7 = 25490.7555lb

Jarak Radial bolt circle pada aksi (hD)

hD = ½ x (C - G) = ½ . (48.9435775 -47.1 ) = 1.8435775 in

Momen Komponen (MD)

MD = HD x hD = 25599.3422 x 1.8435775 = 47194.37129 lb.in

Perbedaan antara baut flang dan gaya hidrostatik total (HG)

HG = W – H = Wm1 – H = 26686.3631 - 25599.3422 = 1087.0209 lb

Momen Flange (MG)

MG = HG – hG = 1087.0209 - 1.8435775 = 1085.177323lb.in

Perbedaan anatra gaya hidrostatik total dengan gaya hidrostatik dalam area

Flange (HT)

19

HT = H – HD

= 25599.3422 - 25490.7555 = 108.5867 lb

hT = ½ (hD x hG) = ½ x (1.8435775 x 1.8435775) = 3.398777999 in

Momen Komponen (MT)

MT = HT x hT = 108.5867 x 3.398777999 = 369.0620869 lb.in

Momen total pada kondisi operasi (Mo)

Mo = MD + MG + MT = 47194.37 + 1085.17 + 369.1 = 48648.64 lb.in

Karena Ma < Mo, maka Mmaks = Mo = 48648.64 lb.in

C. Flange

Perhitungan :

Tebal Flange

Dari Brownell & young,pers.12.85,hal. 239

FT =xBt

YxMo2 sehingga didapat

t =fxB

YxMmaks k =BA

dimana :

A = diameter luar Flange (48.44in2)

B = diameter dalam Flange (47 in)

F = strees yang dizinkan untuk flange = 18750 psi

Maka k = 48.44/47 = 1.030638 in

Dari Brownell&Young, pers. 12.22,hal 238, didapat :

Y = 9.75

Sehingga tebal flange :

t =4718750

64.4864875.9x

x= 0.733648603 ≈2 in

20

6.6 Perhitungan System Penyangga Reaktor

penyangga dirancang untuk mampu menyangga berat bejana total dengan

perlengkapannya.

Berta total terdiri dari :

- berat silinder

- berta tutup atas dan tutup bawah

- berat larutan dala reactor

- berat koil pemanas

- berat poros pengaduk dan poerlengakapannya

- berat attachment

- berat impeller

1. Perhitungan menentukan berat reactor

Berat Silinder (Ws)

Ws = xHxIDODx )(4

22

Dimana :Ws : berat bagian sinder

OD : Diameter luar = 47 in = 3.948 ft

ID : Diameter dalam : 46.625 in = 3.9165 ft

H = tinggi silinder = 217.0539 in = 18.29765 ft

ρ = densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2

sehingga :

Ws = 48929765.18)9165.3948.3(4

22 xxx

= 1731.772254 lb = 785.526741 kg

Berat tutup atas dan tutup bawah

W da = A x tha x ρ

21

A = 6.28 x Rc x tha

Dimana :

Wda : Berat tutup atas,lb

Tha : tebal tutup atas = 3/16 in

ρ : densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft2

A : luas tutup atas, in2

Rc : Crown Radius = ID = 46.625 in = 3.9165 ft

Ha : tinggi tutup = 9.58287 in

Jadi A = 6.28 x 46.625 x (3/16) = 54.9009 in2

Sehingga : Wda = A x tha x ρ = 54.9009 x (3/16) x 0.2741 = 2.82157 lb

Untuk tutup atas dan bawah = 2 x Wda = 2 x 2.82157 = 5.64313 lb = 2.559707028 kg

Berat larutan dalam reactor

Wl = m x T

Dimana : m = berat liquid = 57789, 12683 kg/ j

T = lama pengisian = 0.5 jam

W1 = 57789, 12683 kg/ j x 0.5 jam = 28894.56342 kg

Berat Attacment

Merupakan berat seluruh perlengkapan berupa nozzle dan lain – lain :

Wa = 18% x Ws

Dimana : Ws = berat silinder = 785.526741 kg

Wa = 18% x 785.526741 = 141.394813 kg

Berat Koil Pemanas

Wc= xHxIDODx )(4

22

Dimana :Ws : berat bagian sinder

OD : Diameter luar = 1,9 in = 0.0583 ft

22

ID : Diameter dalam : 1,5 in = 0.1342 ft

H = panjang koil = 4275.3 in = 356.275 ft


sehingga Wc = 489275.365)1342.00583.0(4

22 xxx

= 8.58303 lb = 3.89323665 kg

Berat poros pengaduk

Wp=

xxDpxLp 2

4Dimana :

Wp = berat poros pengaduk.kg

Dp = diameter poros pengaduk = 1,7321 in = 0,1447 ft

Lp = panjang poros pengaduk = 18.29330257 ft


sehingga :

Wp = 488929330257.181447.04

2 xxx

= 18587.9409 lb

= 8431.434668 kg

Berat Impeler

W1 = V x ρ

V = 4 x (ρ x l x t )

Dimana :

Wi = berat Impeler , Kg

V = Volume total blade

L = lebar Blade = 0.327540625 ft

T = tebal blade = 3.9 in

P = panjang 1 kepingan blade

23

P = Di/2 = 0,1447 ft/2 = 0.07235 ft

Di = diameter pengaduk = 0,1447 ft


dari Pherry ,edisi 6,table 3-118,hak3-95

Volume impeller pengaduk

V = 4 x (0.07235 x 0.327540625 x 3.9 ) = 0.369682 ft3

Sehingga

Wi = 0.369682 ft3 x 489 lb/ft3 = 180.7745 lb = 81.99877478 kg

Jadi berat reactor :

WT = WS + Wd + Wl + Wa + WC + WP + Wi

= 785.526741 + 2.559707028 + 28894.56342 + 141.394813 +

3.89323665 + 8431.434668 + 81.99877478 = 38341.371 Kg

= 84527.3873 lb

untuk faktor keamanan diambil 10% berlebih berat reactor

WT = 10% x 84527.3873 lb = 8452.73873 lb

Sehingga WTactual = 84527.3873 + 8452.73873 = 92980.12603 lb

2.Penyangga (Lug) Bentuk I-Beam


nW

DbcnHPw

p

.

)1.(.4(pers.10-76 B&Y hal.197)

dimana :




Dbc = diameter baut (ft)

24




Vessel dianggap terletak dalam ruangan, sehingga tekanan angin tidak


P =nW =

4392980.1260 = 23245.03151 lb

Menentukan jarak pondasi ke dasar kolom (L)

L = 5 ft = 60 in

Menentukan tinggi vessel di atas dasar tangki (H)

H = Ls + ha + hb + L

= 197.8882 + 9.58287 + 9.58287 + 60 = 277.05394 = 23.35564714 ft

Menentukan panjang penyangga (l)

I = ½ H + ½ L

= (1/2x23.35564714) + (1/2 x 5) = 14.17782357 ft

Jadi tinggi penyangga (leg) = 14.17782357 ft =

Trial ukuran I Beam

Untuk ukuran I Beam diambil ukuran (5x3) in dengan pemasangan tanpa

beban eksentrik.


Nominal Size : 5 in

Area of Section (A) : 2.87 in2

Depth of Beam (h) : 5 in

Width of Flange (b) : 3.00 in

Axis I1-1 : 12.1 in

Axis r1-1 : 2.05 in2

25

a : 1.5 in

Maka :

05.2170.13388

rl

= 82.99213798 in

karena l/r berada diantara 60 - 120 maka fc = 18000

fc =18000

)/(1

180002rl

=18000

)99213798.82(1

180002

= 15364.0428


A =15364.0428

123245.0315fc

p = 1.512950192 in 2




Ukuran : 5 x 3 in

Area of Section (A) : 2.87 in2

Depth of Beam (h) : 5 in

Width of Flange (b) : 3.00 in

Jumlah penyangga : 4 buah


1. perencanaan Base plate





26


Ab =fbpP

Dimana :


P = beban kolom = 23245.03151 lb

fbp = 600 lb/in2

Maka :

A base plate =600

123245.0315= 38.74171918 in2


Abp = l x p

Dimana :



Dari B&Y, appendik G,hal. 355, diperoleh :

h = d = 5 in b = 3.00 in


Abp = ( 2n + 0,95d) x (2m + 0,8b)

38.74171918 = ( 2m + 0,95x 5 ) x (2m + 0,8x 3.00)

38.74171918 = ( 2m + 4.75) x (2m + 2.4)

38.74171918 = 11.4 + 9.5m + 4.8m + 4m2

27.34171918 = 14.3m + 4 m2

4m2 + 14,3 m – 27.34171918 = 0


27

m1,2 =42

23.14 ))34171918.27(443.14(5,0

xxx

Didapat:

m1 = 1.379610046 in

m2 = - 4.954610046 in

Diambil :

m = n = 1.38 in

Maka :

l = 2m + 0,8b = (2x 1.38) + ( 0,8 x 3.00) = 5.16 in = 5 in

p = 2m + 0,95d = (2x1.38) + ( 0,95 x 10) = 12.26 in = 12 in


A = 7” x 12” = 60 in2


f =60

123245.0315

AP

= 387.4171918 lb/in2 < 600 lb/in2




tbp = (1,5.10-4 x P x m2) 0,5

= (1,5.10-4 x 123245.0315 x 1.382) 0,5

= 2.576853838 in

= 3/16 in



Maka :

Beban untukl 1 baut = 23245.03151 / 4 = 5811.257878 lb

28

Luas baut :

fsPb

Ab

dimana :

Ab = luas baut



Maka :

0.4842714912000

85811.25787Ab in 2

Dari tabel 10-4 B & Y hal. 188, didapatkan :

Ukuran baut : 5/8 in

Dengan dimensi :









Perhitungan :

all

y

f

xMthp

6 (B&Y, hal.193)

My =

)1(2ln))1(

4 1yex

xlxxxP

29

Dimana :

thp : tebal plate horizontal .in

My : Bending Moment pada baut

fall : Allowable working stress = 12000 lb/in2

t : teabal shell : 3/16 in = 0.1875 ft

P : beban baut : 23245.03151 lb

μ : Poisson ration = 0.33 (untuk baja)

l : panjang horizontal plate bagian bawah = 0.5 + b = 0.5 + 3 = 3.5 in

e : nut dimention =283

2= 1.1875 in

jarak antara gusket (b):

b : ukuran baut + 8 = 1 ½ + 8 = 9.5 in

jari – jari luar bearing plate (l)

= 2 x (b – ½ x ukuran baut) = 2 x [3 – (1/2 x 1 ½ )] = 4.5 in

konstruksi dan perhitungan momen (y1) =

lb

=5.45.9

l= 2.1 in

sehingga :

My =

)565.01(

1875.15.32ln).3.01(

.403151.23245

xx

= 1462.997675 lb.in


1200051462.997676x

thp = 0.855277053 in


L = lebar gusset = 2 x (lebar kolom – 0.5 ukuran baut)

= 2 x (9.5 – 0.5x5/8) = 18.375 in

30


tg = 3/8 x thp = 3/8 x 0.855 = 0.3207in = 5.132/16 in =5/16 in


A = ukuran baut + 9 in = 5/8 + 9 = 9.625 in


Tinggi lug = Hg + 2.thp = 10,25 + 2(0.855277053) = 11.96055411 in



Tebal = 0.855277053 in

Tinggi = 12 in

Gusset : lebar = 18 in

Tebal = 5/16 in

Tinggi = 10,25 in

Menentukan Dimensi pondasi




3. berat base plate

ditentukan :


2. spesifikasi semua penyangga sama.

Perhitungan :

beban yang ditanggung tiap kolom

W = 92980.12603 lb

31

Wbp = px l x t x ρ

Dimana :



l = lebar base plate = 5 in = 0.4215ft

t = tebal base plate = 0.2 in = 0.016 ft

= densitas bahan konstruksi = 489 lb/cuft

maka :

Wbp = 1 x 0,4215 x 0,016 x 489 = 3.297816 lb

beban tiap kolom

Wp = L x A x f x ρ

Dimana :

L = tinggi kolom reactor = 14.17782357 ft

A = luas kolom I beam = 2.87 in2 = 0.0119 ft2

F = faktor koreksi = 3.4

ρ = 489 lb/cuft

Wp = 14.17782357 x 0.0119 x 3.4 x 489 = 280.50739 lb

Beban total

WT = W + Wbp + Wp = 92980.12603 + 3.297816 + 280.50739

= 93263.931 lb

Gaya yang bekerja pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat total

kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujursangkar dengan perencanaan

ukuran :

32


= 15 x 15 = 225 in2


= 40 x 40 = 1600 in2



A = 0,5 x (15 + 40)2 = 756,25 in 2


V = A x t = 756,25 in2 x 16 in = 12100 in3

Berat pondasi (W) :

W = V x

Dimana :


Maka :


Asumsi :

Tanah atas pondasi berupa cement sand dan gravel dengan minimum safe

bearing power = 5 ton/ft3 , dan maksimum safe bearing = 10 ton/ ft3



W total : 7939,4206 + 882,2917 = 8821,7123 lb



33




Kesimpulan Pondasi :

Luas atas = 15 x 15 = 225 in2 = 0,145 m2

Luas bawah = 40 X40 = 1600 in2 = 1,0323 m2

Tinggi = 16 in = 0,4064 m


BAB VIPERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat : Reaktor

Fungsi : Sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi

mesityl oxide dengan bantuan katalis asam fosfat.

Type : Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup

bawah konikal.

Dasar perancangan :

1. massa masuk : 57789, 12683 kg/ j

2. suhu reaksi : 120 oC

3. tekanan : 1 atm

Perhitungan Vessel

a. Menentukan diameter Campuran

Menghitung densitas campuran

campuran = (mi / m Total )x i

Susunan bahan masuk :

DAA : 4431,96908 kg/j

Aseton : 1107,99256 kg/j

NaOH : 8,3333 kg/j

H3PO4 : 163,3334 kg/j

Total : 5789,12683 kg/j

Diket :

DAA : 0,938 g/mL = lb/cuft

Aseton : 789,900 lb/cuft

NaOH : 8,3333 lb/cuft

H3PO4 : 163,3334 lb/cuft

Maka dengan memasukkan data ke persamaan diatas didapat :

campuran = 54,02 lb/cuft

Menghitung volume tangki

Rate volumetrik :

V = m / = 12762,70901 / 54,02 = 236,258969 cuft/j

Direncanakan : - volume pengaduk dan coil = 20% volume total

- ruang kosong 5 %

Maka :

V = 0,25 x 236,258969 cuft/j = 59,064742 cuft

Bila tangki berisi 75% bahan, maka :

V tangki = 59,064742 / 0,75 = 78,75299 cuft

Meghitung diameter tangki :


Dimana :




2/1tan.24

.3

di


Maka :

78,75299 = 0,0847 di3 + ¼ .. di2 .1,5di +60tan.24

. 3

d

78,75299 = 1,33774.di3

di = 3,890 ft

= 46,68 in


V1 = V larutan – V3

= 283,51075 -60tan.24

. 562,6 3

= 262,16721 cuft

Tinggi liquid dalam tangki :

H = V1 / (1/4. . di2)

H = 262,16721 / (1/4. . 6,5622)

H = 7,75597 ft



Dimana :


= 54,02.(7,75597- 1) / 144

= 2,53443 psi

Sehingga :

P design = 14,7 + 2,53443 = 17,23443 psi

b. Perencanaan tebal silinder

Direncanakan :

1. bahan : hogh Alloy Stell SA-240 Grade M Type 316

2. f allowable : 18750 psi


4. Type pengelasan : Double Welded butt joint ( E =0,85)

Menghitung tebal shell

ts = CPifE

dipi ).6,0.(2.

dimana :




maka :

ts = inxx

x162

1668,1

161

)23443,176,085,018750.(2744,7823443,17


Do = 84 in

Icr = 5 1/8

r = 84 in

ts = 5/16 in

maka :

Di = Do- 2ts

= 84 – 2(5/16)

= 83,375 in

= 6,94792 ft

Cek hubungan Ls dengan Di :

378,01433 = 0,0847 6,947923 + ¼ .. 6,947923. Ls +60tan.24

. 94792,63

Ls = 8,55747 ft

Ls/Di = 8,55747 / 6,94792 = 1,2 <1,5 (memenuhi )

c. perancangan tutup silinder (th)

1. tutup atas (tha)

tha = CPifErcpi

).1,0(

..885,0

Dimana :






Maka :

tha =161

)23443,171,085,018750(375,8323443,17.885,0

xx

x

dari fig. 5-6 B &Y hal 87, didapatkan :

a = Di/2

AB = a – icr

BC = r – icr

AC = ACBC22

b = r-AC

OA = ts + b + sf

Dimana :

Di = diameter dalam = 83,375 in

ts = tebal silinder = 2/16 in

Icr = Knukle radius = 5 1/8 in

Sehingga :

a = 83,375 / 2 = 41,6875 in

AB = 41,6875 – 5 1/8 = 36,5625 in

BC = 84- 36,.5625 = 47,4375 in

AC = 5625,364375,4722

= 30,224 in

b = 84 – 30,224 = 53,776 in

Dari tabel 5-6 B&Y hal. Untuk ts = 2/16 in didapat :

Sf = 1,5 -2 (diambil sf = 1,5 )

Maka :

OA = 3/16 + 53,776 + 1,5 = 55,4635 in = 4,62195 ft


thb = CPifEdipi

2/1cos).6,0(2.

Dimana :







Maka :

thb = inxxx

163

1644,2

161

60cos)23443,176,085,018750(2375,8323443,17

Dari tabel 5-6 B&Y hal. 88, Untuk ts = 2/16 in didapatkan :

sf = 1,5 – 2 ( diambil sf = 1,5 )

b = indi

06829,2460tan

375,83.2/12/1tan

.2/1

OA= b + f = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft

Jadi tinggi vessel = tutup atas + tinggi silinder + tinggi tutup bawah

= 4,62195 ft + 8,55747 ft + 2,13069 ft

= 15,31011 ft

perhutingan pengaduk

perencanaan :



Data :

1. Dt/Di = 3

2. Z1/Di = 2,7 -3,9

3. Zi /Di = 0,75 – 1,3

4. W/Di = 0,17

Sehinga :


Dt/Di = 3

Di = Dt/3 = 83,375/3 = 27,79167 in = 2,31597 ft


Zi/Di = 0,75 – 1,3 ( diambil Zi/Di = 0,9)

Zi = 0,9 x Di = 0,9 x 27,79167 = 25,0125 in = 2,08438 ft

c. Menentukan panjang impeller :

L/Di = 1/3

L = Di/3 = 27,79167/3 = 9,26389 in = 0,77199 ft


W/Di = 0,17

W = 0,17 x Di = 0,17 x 27,79167 = 4,72458 in = 0,39372 ft

e. Menentukan jumlah impeller :

n = 09823,094792,6

88,075597,7tan.

x

gkidiameterSgHliq

= 1buah

f. Menentukan tebal Blades :


J = Dt/12 = 83,375 / 12 = 6,94792 ft


n = buahx

H

Di72,0

2

75597,7

.2 31597,222 = 1buah

h. Daya pengaduk :

gcP Din

53 ...

Dimana :




Nre =

Din 2..

Dimana :


Di = diameter ipeller = 2,31597 ft



Maka :

NRe =1031597,2

4

2

.20955,1

02,54.5,2

xx


P = Hpdtftlbfxxx

22893,22/.91639,122252,32

02,54.7 31597,25,223

Diambil : daya pengaduk = 23 Hp

Perhitungan Koil Pemanas

a.Dari App. B diketahui :

Q = 128337,189 BTU/j

M = 1352,01899 lb/j

b. TLMTD

t1=68oF

T1=302oF

T2=302oF

T2 = 248oF

t LMTD =

23454ln

23454= 122,75 oF

c. tc = ½ (T1 + T2) = 302oF

tc = ½ (t1 + t2) = 158oF

d. ukuran pipa yang digunakan :

data – data : do = 1,9 in

di = 1,5 in

a’ = 1,76 in

a” = 0,498 ft2/ft

Shell Tube

1.N Re =

..2 Ndp

Dp = (1/2 – 1/3 ) di( bejana )

Dp = 6.94792 x 1/3 = 2,31597 ft

NRe =42,219,0

88,016015031597,2 2

xxxx

= 92389,348 > 2100 (aliran

turbulen)

2.JH = 1200 (kern fig 20.2 hal.718)

3.Ho = JH.14,03/1.

wkCp

dik

=

12003/1

085,0.19,061,0

31597,2085,0

x

= 48,8377

Hio = 15000BTU/j.ft2oF

2.UC =hohio

hioxho

=8377,4815008377,481500

x

= 47,29776


Rd =UCxUD

UDUC

0,004 =UD

UD.29776,47

299776,47

UD = 39,77305

4. a =LMTDUDx

Q0

=75,12277305,39

/189,1228337x

jBTU=251,59801 ft2

L ="a

A =i498,0

59801,251 = 505,21689 ft

Hc =dcL.

=5

21689,505x

= 32,179,42 ≈32 buah

Jika hv = 2, Lc = (hc-1)(hc+do)+do=122,8 in = 10,23 ft

1.Perhitungan diameter penyangga

Penyangga dirancang untuk menahan beban kolom destilasi dan

perlengkapannya.

Beban – beban yang ditahan oleh penyangga terdiri dari :

a. berat bagian shell

1. berat shell

2. berat tutup

b. berat perlengkapan bagian dalam

1. berat down comer

2. berat tray

c. berta perlewngkapan bagian luar

1. berat pipa

2. berat isolasi

3. berat tangga


direncanakan :

1. bahan konstruksi kolom secara keseluruhan adalah HAS SA-240 Grade

M Type 316.

2. sistem penyangga yang digunaka adalah leg.lug dan base plate

Dimensi menara :

A. Berat bagian shell

1. berat shell

keliling = x do = x 5 = 15,57 ft

tinggi = tinggi total – tinggi tutup

= 32 – (2x0,848)

= 30,304 ft

luas = keliling x tebal shell

= 15,57 x (1/64)

= 0,2453 ft2

volume = luas x tinggi

= 0,2453 x 30,304

= 7,4336 ft3


= 7,4336 ft2 x 490 lb/ft3

= 3642,464 lb

2. berat tutup

mencari DO blanko :


DO blanko = DO + (DO/42) + 2.sf + 2/3 icr

Dari tabel 5.6 B&Y, untuk tebal = 3/16 in, maka :

Sf = 2 in

Icr= 9/16 in

Maka :

DO blanko = 60 + (60/42)+(2x2)+(2/3x9/16)

= 65,8036 in

= 5,4836 ft

volume = /4.Do blanko 2 x tebal tutup

= /4 x 5,48362 x 1/16

= 0,4188 ft2

berat tutup = 2 x (volume tutup x HAS)

= 2 x (0,4188 x 490)

= 410,424 lb

B. berat perlengkapan bagian dalam

1. berat Down comer

dipakai dasar perhitungan dengan down comer tanpa lubang

aliran uap :

Luas = /4.di2

= /4 x (59,625/12)2

= 19,3805 ft2

volume = luas x tebal down comer

= 19,3805 x 1/64

= 0,2982 ft2


= 0,2982 x 490

= 146,118 lb/plate

berat plate total = 15 plate x 146,118 lb/plate

= 2191,77 lb

berat liquida = 4249,305168 lb/j

maka:

berat total = 2191,77 + 4249,305168 = 6441,0752 lb

2. berat tray

ditetapkan berat tiap tray = 25 lb/ft2

luas tray = Ac – Ao = 18,84 – 1,0739 = 17,7661 ft2

jumlah tray = 15 buah

maka :

berat tray = n x luas tray x berat tray/ft2

= 15 x 17,7661 x 25

= 6662,2875 lb

3. berat penyangga

ukuran : 2 ½ x 2 ½ x 3/8 (equal angles,item 5.a9,App.G B&Y

p.357)

berat : 5,9 lb/ft

berat penyangga = 5,9 lb/ft x 15 x 24/12 = 177 lb

C. berat perlengkapan bagian luar

1. berat puipa (feed, uap, refluks, kondensor,bottom,destilat)

ditetapkan : 4 x tinggi kolom destilasi

dari App. K B&Y hal. 387 diambil :

pipa = 3 in sch 40

berat = 7,58 lb/ft

maka :

berat pipa = 4 x 32 x 7,58 = 970,24 lb

2. berat isolasi

ditetapkan : bahan = 50 llb/ft2

tebal isolasi = 3-6 in diambil 4 in

maka:

berat isolasi = .d.tisolasi.Lshell.bahan

= x 5 x (4/12) x 32 x 50

= 8373,333 lb

3. berat tangga

ditetapkan : berat tangga = 15 lb/ft tinggi kolom

maka:

brerat tangga = 15 lb/ft x 32 ft = 480 lb


ditetapkan :

berat kelengkapan total = 1 ton = 2204,6 lb

jadi berat total yang harus ditopang kaki support adalah :

Wtotal = Wshell + Wkelengkapan bagian dalam + Wkelengkapan bagian luar

= (3642,464 + 410,424) + (2191,77 + 6662,2875 + 177) +

(970,24 + 8373,333 + 480 + 2204,6)

= 25112,1185 lb

untuk keamanan digunanan kelebihan 20%,maka :

Waktual = 1,2 x 25112,1185 = 30134,5422 lb

2.Penyangga (Lug) Bentuk I-Beam


nW

DbcnHPw

p

.

)1.(.4(pers.10-76 B&Y hal.197)

dimana :




Dbc = diameter (ft)




Kolom dianggap terletak dalam ruangan, sehingga tekanan angin tidak


P =nW

=4

5422,30134= 7533,6356 lb

Menentukan kolom support :

Data :

Bahan tiap kolom 7533,6356 lb

Tinggi bejana total (H) : 30,304 ft

Tinggi kolom (l) :

;l = 0,5 H + 5 ft = (0,5 x 30,304) + 5 = 20,152 ft = 241,824 in

jadi tinggi leg = 20,152 ft = 241,824 in

Trial ukuran I – beam :

Untuk pemilihan I-beam, dicoba 10” dengan :

Ukuran = 10 x 4 5/8

Berat = 35 lb

Pemasangan I-Beam dengan beban eksentrik (terhadap sumbu)


B = 4,944 in

H = 10 in

Ay = 10,22 in2

r1-1= 3,78 in

Maka :

9746,6378,3824,241

rl

untuk l/r < 120 maka :

fc aman = 17000 – 0,485 (l/k)2

= 17000 – 0,485 (63,9746)2

= 15015,01652 psi


A =01652,150156356,7533

amanfcp = 0,5017 in 2




Ukuran = 10”, 10 x 4 5/8 in

Berat = 35 lb


3.perencanaan Base plate






Ab =fbpP

Dimana :


P = beban tiap kolom = 7533,6356 lb

fbp = 600 lb/in2

Maka :

A base plate =600

6356,7533= 12,5561 in2


Abp = l x p

Dimana :



Dengan I-beam 6x 3 3/8 in, diperoleh :

h = d = 10 in

b = 4,944 in


Abp = ( 2n + 0,95d) x (2m + 0,8b)

12,561 = ( 2m + 0,95x 10 ) x (2m + 0,8x 4,944)

12,561 = ( 2m + 9,5 ) x (2m + 3,9552)

4m2 + 26,9104m + 25,0183 = 0


m1,2 =4,2

29104,26 )0183,254.49104,26(5,0

x

Didapat:

m1 = 1,114 in

m2 = -5,613 in

Diambil :

m = n = 1,114 in

Maka :

l = 2m + 0,8b = (2x 1,114) + ( 0,8 x 4,944) = 6,1832 in = 7 in

p = 2m + 0,95d = (2x 1,114) + ( 0,95 x 10) = 11,728 in = 12 in


A = 7” x 12” = 84 in2


f =84

6356,7533

AP

= 89,6861 Psia < 600 psia


Cek harga m dan n :

Panjang base plate :

12 = 2n + ( 0,95 x 10 )

n = 1,25 in

lebar base plate :

7 = 2m + (0,8 x 4,944)

m = 3,0448 in

karena m > n, maka m dijadikan sebagai acuan :



tbp = (1,5.10-4 x P x n2) 0,5

= (1,5.10-4 x 89,6861 x 3,04482) 0,5

= 0,2024 in

= 4/16 in

= 0,25 in


Data :

Beban baut 7533,6356 lb


Maka :

Beban untukl 1 baut = 7533, 6356 / 4 = 1883,4089 lb

Luas baut :

fsPbAb

dimana :

Ab = luas baut



Maka :

157,012000

4089,1883Ab in 2

dari tabel 10-4 B & Y hal. 188, didapatkan :

ukuran baut : 5/8 in

Dengan dimensi :









Dari Gb. 10.6 B& Y hal.192, didapatkan :

A = Lebar lug = ukuran baut + 9 in = 5/8 + 9 = 9,625 in

B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in = 5/8 = 8 = 8,625 in

L = lebar Gusset

= 2 x ( lebar kolom – 0,5 ukuran baut)

= 2 x ( 4,944 – 0,5 x 5/8 )

= 9,263 in

lebar lug atas (a) :

a = 0,5 x ( L + ukuran baut )

= 0,5 x ( 9,263 + 5/8 )

= 4,944 in

Perbandingan tebal plate = B/L = 8,625 / 9,263 = 0,931

Dari tabel 10.6 B & Y hal.192 : untuk B/L = 0,931; maka = 0,565

Sedangkan :

e = 0,5 x nut dimension

= 0,5 x 1 1/16

= 0,5313 in

Bending momen max sepanjang sumbu radial :

My =

)1(

.

.2ln).1(.4

e

lp (pers. 10-40 B&Y Hal. 192)

Dimana :

P = beban tiap baut

= poison ratio ( 0,3 untuk steel )

L = Panjang horizontal plate bawah

E = nut dimension

=0,565

Maka :

My =

)3,01(3,0.

263,92ln).3,01(.44089,1883

x = 687,7476


Thp =12000

7476,6876.

.6 5,05,0

xallowedf

My

= 0,5864 in

Maka digunakan plate dengan tebal 0,5864 in



tg = 3/8 x thp = 3/8 x 0,5864 = 0,2199 in = 3,5184/16 in =4/16 in



Tinggi lug = Hg + 2.thp = 10,25 + 2(0,5864) = 11,4228 in



Tebal = 0,5864 in

Tinggi = 11,4228 in

Gusset : lebar = 9,263 in

Tebal = 4/16 in

Tinggi = 10,25 in

19. Menentukan Dimensi pondasi




3. berat base plate

ditentukan :


2. spesifikasi pondasi didasarkan atas berat badan setiap kolom

penyangga pada sistem pondasi.

3. spesifikasi smua penyangga sama.

Data :

1. beban yang ditanggung tiap penyangga = 7533,6356 lb

2. beban tiap penyangga = berat x tinggi

= 35 lb/in x 11,4228 in

= 399,798 lb

3. beban tiap base plate :

Wbp = p x l x t x

Dimana :



l = lebar base plate = 7 in = 0,583 ft

t = tebal base plate = 0,25 in = 0,0208 ft

= densitas bahan konstruksi = 493,75 lb/cuft

maka :

Wbp = 1 x 0,583 x 0,0208 x 493,75 = 5,987 lb

Berat total :

W = 7533,6356 + 399,798 + 5,987 = 7939,4206 lb

Gaya yang bekerja pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat

total kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujursangkar dengan

perencanaan ukuran :


= 15 x 15

= 225 in2


= 40 x 40

= 1600 in2



A = 0,5 x (15 + 40)2 = 756,25 in 2


V = A x t = 756,25 in2 x 16 in = 12100 in3

Berat pondasi (W) :

W = V x

Dimana :


Maka :


Asumsi :

Tanah atas pondasi berupa cement sand dan gravel dengan minimum

safe bearing power = 5 ton/ft3 , dan maksimum safe bearing = 10 ton/ ft3



W total : 7939,4206 + 882,2917 = 8821,7123 lb






Kesimpulan Pondasi

Luas atas = 15 x 15 = 225 in2 = 0,145 m2

Luas bawah = 40 X40 = 1600 in2 = 1,0323 m2

Tinggi = 16 in = 0,4064 m


DAFTAR PUSTAKA

Brownel, l.E and Young, E.M, 1959, “ Process Equipment design “, Willey

Estern Limited, New York.

Coulson, J.M and Richardson, J.F, 1985, “ An Introduction to Chemical

Engineering Design”, Chemical Engineering Vol. 6, Pergarnon Press Oxford.

Foust, A.S, “ Principle Unit operation” 2nd Edition, D. van Nostrand Company

Inc., Tokyo.

Genakoplis, C.J, 1983,” Transport Process and Unit Operation ”, 2nd Edition,

Allya and Bacon., New York.

Hesse, H.C and Rushton, J.H 1959, “ Process Equipment design “,2nd Edition,

D. van Nostrand Company Inc., New York

Hougen, O.A, Watson, K.M and Ragazt, R.A 1976, “Chemical process

Principles”, 2nd Edition,A. Wileyinternational Edition, john Willey and Sons Inc.,

New York.

Kern, D.Q, “ Proccess Heat Transfer “, Iternational student edition. Mc Graw

Hill Itnternational Book company,Tokyo.

Kir And Othmer, D.F, “ Encyclopedia of Chemical Technology “3rd Edition,

john Willey And Sons, New York 1969.

Ludwig, E.E 1964, “ Applied Process Design for Chemical and Petro Chemical

Plant”, Vol. 2, Gult Publising Co., Houtson, Texas.

Mc. Cabe, W.L, Smith, J.T and Harriot, P, 1985, “ Unit Operation of Chemical

Engineering. “, 4th Edition, Mc. Graw Hill Book Co.,Singapore .

Perry, R.H, 1950, “ Chemical Engineering Hand Book “, 3rd Edition, Mc Graw

Hill, Koggakusha Company, Ltd, Tokyo.

Petter, M.S and Thimmerhause, K.D 1981, “ Plant design and Economics for

Chemical Engineering “, 3rd Edition Mc Graw Hill Book Co, Singapore.

Smith, J.M and Van Ness, H.C, 1984, “ Introdution to Chemical Engineering

Thermodynamics “, 3rd Edition, Mc Graw Hill Co., Singapore.

Ulrich, G.D, 1984, “ A guide to Chemical Engineering process design

Economic”, John Willey and Sons Inc., New York.

Van Winkle, M,V, 1967, “Destilation”, Mc Graw Hill Book Co., New York.

VII-1

BAB VIIINSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

7.1 Instrumentasi

Alat control (instrumentasi ) sangat penting dalam operasi suatu pabrik,

terutama dalam industri kimia. Adapun tujuan utama dari penggunaan alat control

dari penggunaan alat control adalah untuk mengukur dan mencatat segala

perubahan yang terjadi selama berlangsungnya proses operasi. Bila diinginkan

suatu hasil dengan kondisi tertentu pula, maka hal ini akan data tercapai dengan

bantuan instrument. Instrument disini berfungsi sebagai alat ukur yang terdiri dari

indicator (petunjuk), pencatat dan alat kontrol (pengendali). Adapun yang

dikendalikan meliputi :

Suhu, tekanan, rate aliran, tinggi bahan dalam suatu tangki dan sebagainya.

Pengendalian proses bisa dilakukan secara otomatis atau manual.

Pengendalian secara manual diguankan apabila pengendali sepenuhnya ditangani

oleh mausia pengendalian secara otomatis, bila pengendalian proses dilakukan

oleh alat control yang bisa bekerja sendiri. Dengan adanya alat control ini

diharapkan jalanya proses dapat dijaga pada kondisi yang diinginkan.

Tujuan utama pemasangan alat instrumentasi secara spesifik adalah :

a. menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan :

menjaga variable-variabel proses agar berada dalam batas operasi

yang aman.

Mendeteksi situasi bahaya dengan membuat tanda-tanda bahaya

dan memutuskan hubungan secara proses otomatis.

VII-2

b. Mendapatkan rate produksi yang diinginkan.

c. Menjaga kualitas produk.

d. Meningkatkan efisiensi kerja

e. Menjamin keselamatan kerja karyawan.

Pengendalian proses dilakukan secara otomatis apabila tidak

memungkinkan dilakukan secara manual atau biaya operasi alat control otomatis

lebih murah dibandingkan jika dengan menggunakan tenaga manusia. Disamping

itu pengendalian proses secara otomatis mempunyai keuntungan yaitu :

Keselamatan kerja lebih terjamin

jumlah pegawai lebih sedikit

ketelitian yang cukup tinggi (akurat)

ketelitian dapat dipertanggung jawabkan

oleh karena itu perencanaan pendirian pabrik ini cenderung pada pemakaian alat

secara otomatis. Namun tenaga manusia juga masih dibutuhkan dalam

pengoperasian dan dan pengawasan proses

7.1.1 pemilihan instrumentasi

untuk menentukan alat instrumentasi apa saja yang digunakan maka perlu

ditinjau kondisi input dan kondisi operasi yang menjadi persyaratan. Jadi harus

diketahui parameter apa yang tidak dapat dikontrol (disturbance) dan yang dapat

dikontrol (manipulative parameter) serta outputnya. Disamping itu harus

dipertimbangkan pula segi keuntungan ekonomisnya maupun keuntungan

prosesnya. Kriteria alat pengendali tersebut adalah :

mudah dalam pengopersiaanya.

VII-3

Mudah mendapatkan suku cadangnya

Mudah dalam perawatannya

Terjamin kualitasnya dan harganya murah

7.1.2 Macam-macam instrumentasi

1. pengatur suhu

a. Temperature indicator (TI)

Fungsi : mengetahui secara langsung suhu fluida pada aliran tertentu.

b. Temperature Controller (TC)

Fungsi : mengendalikan suhu fluida dalam aliran proses agar sesuai

dengan harga yang ditentukan.

c. Temperatur Recorder (TR)

Fungsinya : mencatat suhu dari suatu aliran kontinyu.

d. Temperatur Recorder Controller (TRC)

Fungsi : mencatat secara kontinyu da mengendalikan suhu pada harga

yang ditetapkan.

2. Pengatur |Tekanan

a. Temperature indicator (TI)

Fungsi : mengetahui tekanan pada peralatan setiap saat

b. Pressure recorder (PR)

Fungsi : untuk mencatat dalam peralatan secara kontinyu.

c. Pressure recorder Controller (PRC)

Fungsi : mengendalikan dan mencatat tekanan dalam peralatan secara

kontinyu.

VII-4

d. Pressure Controller

Fungsi : mengatur tekanan dalam alat proses secara kontinyu agar sesuai

dengan harga yang dikehendaki.

3. pengatur aliran

a. flow recorder (FR)

Fungsi : mencatat laju alir fluida secara kontinyu..

b. Flow Cotroller (FC)

Fungsi : mengendalikan laju fluida melalui perpipaan.

c. FloW Recorder Controller (FRC)

Fungsi : mencatat dan mengukur laju alir fluida melalui perpipaan.

4. Pengatur Tinggi cairan

a. Level Indicator (LI)

Fungsi : mengetahui secara langsung tinggi fluida.

b. Level Controller (LC)

Fungsi : mengatur tinggi fluida dalam tangki agar tidak melebihi dari batas

tertinggi dasn terendah yang ditentukan.

Pemasangan instrumentasi pada pra rencana pabrik MIBK ditabelkan sebagi

berikut

Alat-alat kontrol yang digunakan :

Temperature Controller (TC)

Pressure Controller (PC)

Ratio Controller (RC)

Level Controller (LC)

VII-5

Flow Controller (FC)

Level Indicator (LI)

Pressure Indicator (PI)

Temperature Indicator (TI)

Tabel 7.1. Alat-alat control pabrik MIBK

No Nama alat Parameter instrmn

1

2

3

4

5

6

Mixer (M-151)

Reactor (R-110)

Storage NaOH (F-151)

Reactor (R-120)

Destilator (D-130)

Reboiler (E-132)

- Laju alir NaOH sebagai input

- Ketinggian NaOH dalam tangki

- Tekanan reaksi dalam tangki

- Laju alir bahan dalam tangki

- Ketinggian bahan dalam tangki

- Temperature bahan keluar

- Keluaran bahan dari tangki


- Tekanan udara dalam tangki


- Temperature bahan dalam tangki

- Laju alir bahan masuk




- Temperature bahan dalam tangki

- Temperature steam

VII-6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Kondesor (E131))

Akumulator (F-134)

Hidrogenator (134)

Reboiler (E-142)

Kondesor (E-141)

Akumlulator (F-148)

Storage (148B)

Gas Holder (F-149A)

Tangki DAA (F-113)

Tangki MO (F-124)

Tangki MIBK (F-148C)

Heater (E-144A)

Heater (E-144B)

- Temperatur Pendingin


- Temperatur bahan dalam tangki




- Temperature steam

- Temperature pendingin


- Ketinggian tangki

- Tekanan gas dlam tnagki




- Temperatur steam

- Temperatur steam

7.2. Keselamatan Kerja

7.2.1 Usaha Keselamatan Kerja

kecelakaan kerja adalah kecelakaan yang mnimpa seseorang dalam

hubungannya dengan pekerjaannya. Kecelakaan kerja ini jelas menimbulkan

kerugian bagi karyawan, perusahaan, maupun masyarakat. Kerananya

penanggulangannya sangat perlu diwujudkan dalam rumus nyata yang kosisten.

VII-7

Keselamatan kerja merupakan factor yang harus diperhatikan dalam suatu

pabrik untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan, sehingga para pekerja

dapat menjalankan tugasnya dengan aman. Di dalam pembuatan MIBK ada

kemungkinan terjadi kebakaran dan kecelakaan lain yang memerlukan perhatian,

ketelitian dan penanganan khusus dalam proses operasinya.

Usaha untk mencegah terjadinya kecelakaan dilakukan dengan tindakan

“usaha keselamatan kerja”. Pelaksanaan usaha keselamatan kerja bertujuan untuk

menghindari terjadinya kecelakaan kerja, kebakaran, maupun penyakit akibat

kerja dalam lingkungan kerja. Disamping itu juga untuk meningkatkan

produktifitas serta profit keuntungan perusahaan.

Usaha-usaha ini difokuskan untuk mengetahui sebab-sebab terjadinya

kecelakaan kerja, sehingga dapat diambil langkah-langkah preventif untuk

menghindarinya.

7.2.2 sebasb-sebab terjadinya kecelakaan kerja

a. Bahan-bahan kimia pembantu berbahaya

Dalam memproduksi MIBK diperlukan bahan-bahan kimia yang sebagian

dapat menimbulkan dampak keracunan maupun kerusakan lainnya, antara

lain : NaOH dan H2PO4 yang dapat menyebabkan sesak nafas, iritasi ringan

pada kulit dan mata.

b. Lingkungan Fisik

Meliputi mesin-mesin, peralatan lingkungan kerja (suhu,penerangan dan

bangunan itu sendiri). Kecelakaan yang terjadi akibat kesalahan

perencanaan, kerusakan alat karena kesalahan waktu pembelian, peletakan/

VII-8

penyusunan peralatan yang tidak tepat, serta lingkungan kerja yang tidak

memenuhi syarat (panas, bising, penerangan yang kurang dan lain lain)

c. Manusia

Sebab-sebab kecelakaan kerja karena faktor manusia adalah :

Ketidak mampuan fisik, mental, serta factor bakat lainnya.

Ketidak cocokan terhadap lingkungan kerja.

Kurangnya pengetahuan dan ketrampilan kerja

Kurang adanya motivasi dan kesadaran akan keselamatan kerja.

d. system manajemen

kesalahan system manajemen yang dapat mengakibatkan kecelakaan

adalah:

manajemen yang tidak memperhatikan keselamatan kerja

tidak diterapkannya prosedur kerja dengan baik.

Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharan dan

modifikasi pabrik.

Tidak jalannya inspeksi peralatan.

Tidak adanya system penanggulangan bahaya atau isyarat dini

akan adanya bahaya.

7.3. Peningkatan Usaha Keselamatan Kerja

7.3.1 Bahan – bahan kimia pembantu yang berbahaya

Penempatan pada tempatr khusus dan harus diberi tanda peringatan

akan bahaya yang ditimbulkan ataupun usaha penanggulangan pertama

jika terjadi kecelakaan.

VII-9

7.3.2 lingkungan fisik

Penanganan lingkungan fisik dapat meliputi:

Perencanaan dan penempatan mesin – mesin serta dengan

memperhatikan segi keselamatan kerja.

Bangunan tiap unit harus terpisah (diberi sarana jalan antar bangunan ),

sehingga dapat menghambat apabila ada suatu unit yang terbakar.

Menciptakan suasana kerja yang nyaman.

7.3.3 Manusia

Pemilihan, penempatan dan pembinaan (training) karyawan agar

terwujud “the right man on the right job” dengan kesdaran tinggi terhadap

keselamatan kerja karyawan perusahaan tersebut.

7.3.4 Sistem Manajemen

System manajemen yang baik dan benar meliputi :

Pokok – pokok kebijaksanaan direksi dalam bidang keselamatan kerja

dan kesehatan kerja dengan disertai pelaksanaan dan pengawasan.

Melaksanaan prosedur kerja dengan berpedoman pada buku pedoman

keselamatan kerja yang telah ada.

Membuat usaha – usaha untuk mengatasi bahaya yang mungkin timbul

di tempat kerja karena ketidak siplinannya karyawan.

7.4 Alat Perlindungan Diri

Berdasarkan Undang Undang Keselamatan kerja No.1 tahun 1970, untuk

mengurangi tejadinya kecelakaan kerja maka setiap perusahaan diwajibkan untuk

VII-10

menyediakan alat pelindung diri bagi setiap karyawan sesuai dengan

pekerjaannya.

Macam – macam alat perlindungan diantaranya:

Masker (alat pelindung pernafasan)

Alat pelindung mata

Topi atau helm pengaman

Alat pelindung muka

Sepatu pengaman

Baju pelindung

Sarung tangan

7.5 Keselamatan Kerja

Kesehatan kerja juga merupakan hal yang sangat penting, meliputi:

a. Industrial hygiene/kesehatan perusahaan

Menyangkut bidang teknis da dititik beratkan pada persoalan kebersihan

dan lain – lain yang berhubunngan dengan kesehatan bagi tenaga kerja.

b. Hyperkas/kesehatan perusahaan dan keselamatan kerja

Menyangkut bidang teknis dan bidang medis, dimana seluruh karyawan

dituntut untuk ikut terjun secara aktif dalam persoalan – persoalan

hyperkas atau keselamatan kerja.

c. toksilogi

yaitu ilmu yang mempelajari masalah – masalah racun daalm industri dan

penyakit akibat terjadinya keracunan.

d. gizi kerja

VII-11

yaitu memenuhi gizi yang dibutuhkan tenaga kerja di perusahaan yang

bertujuan untuk meningkatkan produktifitas.

e. sanitasi industri

menangani masalah – masalah hubungan pabrik yang dikaitkan dengan

rantai lingkungan kerja serta penyakit yang ditimbulkan.

f. ventilasi industri

pemasangan kipas yang bertujuan untuk meningkatkan sirkulasi udara

di lingkungan pabrik sehingga memberi rasa nyaman bagi pekerja.

Keselamatan dan kesehatan kerja yang terpacu pada proses industri

merupakan syarat yang harus dipenuhi demi kelancaran kegiatan

produksi.

Syarat – syarat tersebut diatas apabila dapat diterapkan secara

harmonis antara perusahaan dan karyawan akan dapat memberi rasa aman

bagi semua pihak yang terkait dan akhirnya akan meningkatkan motivasi

dan produktivitas kerja para karyawan untuk meningkatkan kualitas

produksi.

7.6. Pengaman Alat

Untuk menghindari kerusakan alat seperti peledakan, kebakaran, dan lain –

lainnya, maka pada alat – alat tertentu pula dipasang suatu alat pengaman seperti

safety valve, isolasi dan alat pemadam kebakaran.

7.7. keselamatan kerja karyawan

Para karyawan terutama operator perlu diberikan bimbingan atau

pengarahan agar karyawan dapat melaksanakan tuugasnya dengan baik dan tidak

VII-12

membahayakan keselamatan jiwa orang lain. Alat – alat pelindung yang

diperlukan pada pra rencana pabrik MIBK ini dapat dilihat pada table 7.2.

Table 7.2. alat – alat keselamatan kerja pada pabrik MIBK

No Alat Pelindung Unit

1

2

3

4

5

Masker

Topi

Sarung Tangan

Sepatu Karet

PMK

Unit bahan baku, unit proses

Semua Unit Proses

Semua Unit Proses

Semua Unit Proses

Semua Unit Proses

Disamping itu, perusahaan juga melakukan upaya untuk menunjang dan

menjamin keselamatan kerja para karyawan dengan tindakan:

Memasang penerangan dan ventilasi yang baik, system pemipaan yang

teratur dan menutup motor – motor yang bergerak.

Memasang tanda – tanda bahaya dan instruksi keselamatan kerja ditempat

yang rawan .

Menyediakan sarana pemadam kebakaran yang mudah dijangkau.

Pengaturan peralatan yang baik sehingga para pekerja dapat

mengoperasikan peralatan dengan baik.

VII-13

VIII-1

BAB VIIIUTILITAS PABRIK

Utilitas adalah salah satu bagian yang sangat penting dan diperlukan untuk

menunjang jalannya proses dalam suatu industri kimia. Pada pra rencana pabrik

MIBK ini terdapat empat unit utilitas yaitu :

Unit penyediaan air

Unit penyediaan steam

Unit penyediaan listrik

Unit penyediaan bahan bakar

8.1 unit penyediaan air

a. Air pendingin

Berfungsi sebagai pendingin pada alat reactor dan kondesor. Untuk

penghematan, air yang telah didinginkan pada cooling water dapat

digunakan lagi. Kebutuhan air pendigin pada pabrik MIBK dapat dilihat

pada apenddik D sebesar 104761,4545 kg/jam

Air digunaka untuk media pendingin dengan alasan :

Air merupakan materi yang banyak didapat

Mudah menyerap panas

Tidak mudah menyusut karena pendinginan

Tidak mudah terkondensasi

Syarat-syarat air yang bisa digunakan untuk pendingin, air harus

memenuhi persyaratan tertentu yaitu tidak mengandung :

Besi sebagai penyebab korosi

VIII-2

Silica yang dapat menyebab kan karat

Kesadahan air harus rendah (hardness) karena kesadahan tinggi berarti

mengandung Mg dan Caq yang banyak sehingga berefek pada

pembentukan kerak

b. Air umpan

Iar umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi

sebagai media pemanas. Steam yang digunakan mempunyai tekanan 6 atm

(88,2 Psia).

Untuk keperluan ini, perlu dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air

untuk memenuhi persyaratan sebagai berikut : (Perry’s. ed.hal 9-76)

Total padatan (total Disolved solid) = 3.500 ppm

Alkalinitas = 700 ppm

Padatan terlarut = 300 ppm

Silica = 60- 10 ppm

Besi = 0,1 mg/L

Tembaga = 0,5 mg/L

Oksigen = 0,007 mg/L

Kesadahan (hardness) = 0

Kekeruhan (turbinity) = 175 ppm

Minyak = 7 ppm

Residual fosfat = 140 ppm

VIII-3

Selain harus memenuhi persyaratan diatas, air umpan boiler juga harus bebas

dari :

Zat-zat yang menyebabkan korosi, seperti gas-gas terlarut O2,CO2, H2S

dan NH3 dengan jumlah besar

Zat-zat yang menyebabkan busa, yaitu zat organic, anorganik, dan zat

yang tak terlarut dengan jumlah besar

Zat-zat yang dapat menimbulkan kerak seperti garam Ca, Mg sulfat dan

garam garam karbonat (CaCO3, MgCo3). Untuk ion Ca dan Mg dapat

dihilangkan dengan cara menurunkan kesadahannya. Pengurangan

kesadahan ini dengan cara pertkaran ion dalam on exchanger.

c. Air sanitasi

Air sanitasi adalah air yang disanitasi untuk pabrik MIBK dapat dilihat

pada appendik D sebesar 1386 kg/jam

Standar air sanitasi yang harus dipenuhi :

Syarat fisika :

Tidak berwarna

Tidak berbau

Tidak berasa

Mempunyai suhu dibawah suhu udara

Kekeruhan kurang dari 1 ppm SiO2

pH netral

syarat kimia :

Tidak beracun

VIII-4

Tidak mengandung bakteri non pathogen yang dapat merubah sifat

fisik air.

d. Air Proses

Pada Pra rencana pabrik MIBK, air proses digunakan pada mixer (M-150)

yaitu sebesar 14,58333 kg/jam. Air proses harus memenuhi standar

kualitas sebagai berikut :

Syarat Fisik :

Tidak berwarna

Tidak berbau

Tidak berasa

Mempunyai suhu dibawah suhu udara

Kekeruhan kurang dari 1 ppm SiO2

pH netral

Syarat kimia :

Tidak beracun

Tidak mengandung zat terlarut baik organic maupun anorganik

dalam jumlah melewati yang ditantukan

Syarat biologi :

Tidak mengandung bakteri pathogen

Tidak mengandung bakteri pathogen yang dapat mengubah sifat

fisik air

8.2 Unit Penyediaan Steam

VIII-5

Bahan baku pembuatan steam adalah air umpan boiler. Steam yang

dihasilkan dalam utilitas ini mempunyai kondisi :

Tekanan : 6 atm = 88,2 Psia

Temperature : 170 C = 339,8 F

Zat yang terkandung dalam umpan boiler yang dapat menyebabkan

kerusakan pada boiler :

Kadar zat terlarut yang cukup tinggi

Zat padat terlarut (suspensed solid )

Garam-garam kalsium dan magnesium

Zat organic

Silica, sulfat, asam bebas dan oksida

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh umpan boiler untuk steam :

1. Tidak boleh membuih

Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended solid matter dan

suspended matte. Dengan adanya busa dapat menyebabkan :

Kesulitan pembacaantinggi permukaan dalam reboiler

Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat sehingga dapat

menyebabkan adanya solid yang menempeldan mengakibatkan

terjadinya korosi.

Untuk mengatasi hal ini perl adanya pengontrolan yang baik terhadap

kandungan Lumpur, kerak dan alkalinitas air umpan boiler.

2. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler

Kerak dalam boiler dapat menyebabkan :

VIII-6

Perpindahan panas terhambat

Menimbulkan kebocoran karena tekanan yang kuat dalam boiler

yang disebabkan pecahnya kerak sewaktu-waktu.

3. Tidak menyebabkan korosi pada pipa

Korosi pada pipa disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak dan

lemak, bikarbonat, bahan organic dan gas-gas seperti H2S, SO2, CO2 dan

O2 yang terlarut dalam air. Reaksi elektro kimia antara besi dan air akan

membentuk lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja, yaitu :

Fe 2+ + H2O Fe(OH)2 + 2H+

Tetapi jika terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hydrogen yang

terbentuk akan bereaksi dengan oksigen membentuk air. Akibat hilangnya

lapisan pelindung tersebut terjadilah korosi menurut reaksi sebagai berikut

: 4H + + O2 2H2O

4Fe(OH) + H2O 4Fe (OH)2

adanya bikarbonat dalam air akan menyebabkan terbentuknya CO2 karena

adanya pemanasan dan tekanan. CO2 yang terjadi bereaksi dengan air

menjadi asam bikarbonat. Dengan adanya pemanasan, garam bikarbonat

ini membentuk CO2 lagi

reaksi yang terjadi :

Fe + 2H2CO3 4Fe(HCO3)2 + H2O

4Fe(HCO3)2 + H2O + panas FeO2 + 2H2O + 2CO2

Dalam pra rencana pabrik MIBK perincian kebutuhan steam dapat dilihat

pada Appendix D sebesar 4497,39952 kg/ j.

VIII-7

Proses Pengolahan Air pada Unit Pengolahan Air

Secara garis besar proses pengolahan air untuk mendpatkan air bersih

dibagi menjadi beberapa tahapan :

1. Pre-Treatment

setelah dilakukan penyaringn awal untuk menghilangkan kotoran-kotoran

ukuran besar, kemudian air ditampung dalam bak Pre sedimentasi untuk

mengendapkan partikel-partikel padat dengan gaya gravitasi. Pada proses ini

tidak ada penambahan bahan kimia dan aliran air harus laminaragar proses

pengendapan dapat berlangsung dengan baik, sehingga kotoran-kotoran dan

Lumpur yang telah mngendap tidak tercampur lagi.

2. Koagulan dan flokulasi

langkah berikutnya dalam proses penjernihan air, bahan-bahan ringan yang

tercampur terlepas dari semua kotoran dan mengendap bersama-sama. Bahan

kimia yang menjadi flok disebut koagulan (bahan penggumpal) dan yang

paling sering diguanakan adalah aluminiumsulfat. Koagulan ini banyak

digunakan karena sangat baik dalam membentuk flok-flok, ekonomis, stabil

dan mudah dalam pengerjaannya. Karena koagulan ini bersifat asam, maka

dalam limbah ditambahkan Ca(OH)2, dimana pembentukan flok yang

optimum pada pH = 7.

3. Sedimentasi

Setelah proses koagulasi dan flokulasi, air dialirkan menuju bak sedimentasi.

Tujuan dari pengendapan adalah memisahkan padatan yang tidak larut dalam

VIII-8

air. Gumpalan-gumpalan flok mengendap berdasarkan berat jenisnya (gaya

gravitasi).

4. Filtrasi

Tujuan dari filtrasi adalah untuk memisahkan padatan-padatan tersuspensi

yang masih terikat dalam air yang tidak terendapkan, dengan cara mengalirkan

ke medium porous padatan-=padatan yang halus akan membentuk lapisan

seperti gelatin disekitar media filter. Bahan filter yang dipakai adalah pasir

kuarsa, yang perlu dijaga dalam saringan pasir agar lapisan terbentuk tidak

retak dan air tidak mengalir begitu saja sehingga fungsi penyaringan tidak ada.

5. Klorinasi dan demineralisasi

Setelah melewati proses filtrasi, untuk kebutuhan air sanitasi perlu

ditambahkan klorin (Cl2) yang bertujuan untuk :

Membunuh bakteri yang berbahaya (sebagai desinfektan)

Menghancurkan materi organic yang tidak dikehendaki

Untuk kebutuhan air boiler, air jernih perlu dilunakkan untuk menurunkan

kesadahannya dengan jalan demineralisasi dengan tujuan mencegah timbulnya

kerak dalam boiler

Proses pelunakan air

Untuk pelunakan air (water softening) dilakukan dengan proses pertukaran

ion dalam suatu tangki pelunakan (ion Exchanger) dengan menggunakan resin

H2Z ( zeolit ). Air yang dialirkan kedalam tangki pelunakan ini akan melewati

resin-resin H2Z.

VIII-9

Setelah keluar dari tangki pelunakan ini diharapkan air sudah tidak

mengandung ion Ca2+ dan Mg2+, segingga air siap digunakan sebagai air pengisi

boiler. Untuk menghilangkan kandungan oksigen dalam air umpan boiler

ditambahkan hidrazin, N2H4 yang bereaksi dengan oksigen membentuk gas

nitrogen.

N2H4 + O2 2H2O + N2

Gas nitrogen yang dihasilkan ini tidak berbahaya lagi bagi steam dan tidak

menyebabkan bertambahnya total solid. Efisiensi dan kemurnian hidrazin dapat

mencapai 100% yaitu 1 ppm hidrazin akan menghilangkan 1 ppm oksigen dengan

bertambahnya temperature. Selain itu hidrazin juga melindungi permukaan besi

sehingga dapat terhindar dari korosi.

Pemakaian resin yang terus menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi

dan ini dapat diketahui dari pemerikasaan kesadahan air yang terus menerus

dilakukan regenerasi terhadap resin dilakukan dengan mengganti ion-ion Ca dan

Mg dengan ion Na untuk digunakan NaOH sebagai reagen.

Resin ziolit tidak dapat diregenerasi 100% karena ion Ca dan Mg akan

tetap dikombinasi dengan butir-butir ziolit. Yang terpenting dalam proses

regenerasi ini adalah jumlah minimum NaOH yang digunakan untuk

menghasilkan air yang mempunyai derajat kesadahan maksimum yang

diperbolehkan.

8.3 Unit Penyediaan Listrik

Tenaga listrik yang dibutuhkan peabrik, direncanakan didapat dengan

berlangganan dari PLN dan dengan pengadaan sendiri, agar lebih efisien.

VIII-10

Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan

untuk masing-masing ruangan dan daerah sekitar pabrik.

Adapun jumlah listrik untuk penerangan pabrik maupun untuk keperluan

utilitas dan proses produksi adalah sebagai berikut :

1.Perincian kebutuhan listrik untuk peralatan proses dapat dilihat pada appendik

D sebesar 70,5 Hp

2.perincian kebutuhan listrik utilitas dilihat di appendix D sebesar 173 Hp.

3.Sehingga total kebutuhan listrik = 181,58 Hp

Kebutuhan listrik untuk penerangan

Untuk keperluan penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas

bangunann dan areal tanah kemudian dihitung dengan rumus :

α = (a x F) / (UxD)

dimana :

α = lumen per outlet

a = luas daerah (ft2)

f = food candle

U = Koefisien utilitas (0,8)

D = Efisiensi rata-rata perorangan (0,75)

Kebutuhan listrik untuk penerangan lokasi dapat dilihat pada appendix. D

dengan luas total area = 85032,44 ft2 dan lumen sebesar 856607,01 ft3

Untuk jalan, taman ruang proses produksi, utilitas dan gudang produk akan

digunakan lampu merkuri 250 watt dengan outlet lumen 10.000.dari appendix D

didapatkan jumlah lampu mercusuar yang diperlukan = 86 buah

VIII-11

Untuk penerangan daerahlainnya digunakan lampu TL 40 watt dimana lampu Tl

40 watt output lumen yang dihasilkan = 1960, sehingga jumlah lampu yang

dibutuhkan 428 buah.

Maka : kebutuhan listrik untuk penerangan = 38,62 kwatt

Kebutuhan listrik seluruhnya = 220,2 kwatt

Kebutuhan listrik didapat dengan menggunakan 1 buah generator 1 buah

generator dengan kapasitas sebesar 300 kwatt atau 300 kVA.

8.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar

bahan baker yang dibutuhkan oleh pabrik adalah berasal dari 2 sumber,

yaitu boiler dan generator. Pemilihan jenis bahan baker yang digunakan

berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

Harganya relative lebih murah

Mudah didapat

Viscositasnya relative rendah sehingga mudah mengalami pengabutan

Heating valuenya relative lebih tinggi

Tidak menyebabkan kerusakan pada alat

1. Boiler

Kebutuhan bahan baker : 730L/ hari

2. Generator

Kebutuhan bahan baker : 5173,716 l/hari

Maka :

Kebutuhan bahan bakar total : 5903,716 L/ hari

VIII-12

VIII-13

IX-1

BAB IX

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

Pemilihan lokasi pabrik merupakan faktor yang sangat berkaitan erat

dengan efisiensi perusahaan dan harus dapat dipertanggungjawabkan baik dari

segi teknis maupun ekonomis sedangkan tata letaknya merupakan faktor

dipertimbangkan agar kelancaran operasional pabrik menjadi sangat efektif. Oleh

karena itu lokasi dan tata letak pabrik merupakan dua faktor yang tidak

terpisahkan untuk menciptakan lingkungan kerja yang efektif dan efisien. Tapi hal

yang paling mendasar adalah tersedianya infrastruktur yang harus diciptakan oleh

pemerintah setempat agar investor menjadi tertarik untuk mendirikan pabrik di

daerahnya sehingga tercipta kawasan industri yang dapat meningkatkan

Pendapatan Asli Daerah (PAD) sebagai kompensasi dari daerah yang kini

memiliki otonomi yang luas untuk merealisasikan kebijakan arah pembangunan.

Rencana pendirian pabrik Metal Isobutil Keton ini di desa loh bener,

kabupaten Indramayu, Jawa Barat.

9.1. Penentuan Lokasi Pabrik

Dalam pendirian suatu pabrik, pemilihan lokasi menjadi faktor yang

sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup pabrik baik sekarang maupun

masa mendatang. Oleh karena itu perencanaannya harus mempertimbangkan

beberapa faktor yaitu :

IX-2

1. Faktor utama

a. Bahan baku

b. Marketing

c. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik)

d. Keadaan geografis dan masyarakat

2. Faktor Khusus

a. Tenaga Kerja

b. Transportasi

c. Karakteristik lingkungan lokasi.

d. Perluasan pabrik

9.1.1. Faktor Utama

A. Bahan baku.

Lokasi pabrik jika ditinjau dari keberadaan bahan baku maka pabrik

hendaknya didirikan dekat dengan sumber bahan baku agar sistem transport

bahan baku menjadi efisien yang akhirnya dapat mengurangi biaya produksi.

Bahan baku dari pabrik Metil Isobutyl Keton dasar ini adalah aseton

dan hidrogen. Gas hidrogen akan diperoleh dari PT. Pupuk Kujang di kawasan

industri Cikampek. Karena sumber bahan baku ini diproduksi oleh salah satu

pabrik petrokimia milik pemerintah yang terbesar di Indonesia, maka

kapasitas dan keberadaannya dapat diandalkan untuk pengadaan bahan baku

pabrik ini untuk jangka waktu yang lama. Sedangkan aseton diperoleh dari

Selain itu Indramayu merupakan kota sentral dari pertemuan beberapa

jalur ekonomi dan bisnis di Pulau Jawa. Pemilihan lokasi ini juga ditunjang

IX-3

dengan jaraknya yang strategis dari beberapa kota-kota besar seperti Bandung

(130 Km ke arah selatan), Jakarta (205 Km ke arah barat), Semarang (210 Km

ke arah timur jalur utara), dan Jokjakarta (340 Km ke arah timur jalur selatan).

Kota-kota besar ini sangat strategis dan prospektif sebagai sumber bahan baku

MIBK (metal isobutyl keton).

B. Marketing.

Marketing merupakan salah satu faktor yang penting didalam industri

kimia karena strategi marketing sangat menentukan keuntungan perusahaan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

1. Daerah marketing.

2. Proyeksi kebutuhan produk masa sekarang dan akan datang.

3. Pengaruh persaingan dagang.

4. Jarak dan sarana pengangkutan untuk lokasi pemasaran.

Indramayu merupakan jalur utama distribusi bisnis dan ekonomi yang

strategis di Pulau Jawa sebagai pulau terpadat di Indonesia. Sebagai jalur

pertemuan dari beberapa kota besar diharapkan perusahaan akan memperoleh

keuntungan bisnis yang besar.

C. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik).

Faktor utilitas menjadi sangat penting karena menyangkut kelancaran

proses produksi. Utilitas meliputi kebutuhan bahan bakar, air, dan listrik.

Bahan bakar digunakan untuk menggerakkan generator atau alat yang

menghasilkan panas seperti boiler.

IX-4

Untuk memenuhi kebutuhan air sehari-hari diambil dua sumber : air

sungai dan air PDAM. Air sungai diolah terlebih dahulu pada unit utilitas

untuk menghasilkan air yang berkualitas sesuai dengan ketentuan. Apabila

dalam masa kemarau air sungai surut maka digunakan air PDAM untuk

memenuhi kebutuhan sehari-hari. Jadi air PDAM hanya bersifat cadangan. Air

digunakan untuk sanitasi dan untuk kebutuhan proses (air pendingin).

Sumber listrik diperoleh dari PLN, walaupun demikian tenaga

generator sangat diperlukan sebagai cadangan yang harus siap bila setiap saat

diperlukan karena listrik PLN tidak akan selamanya berfungsi dengan baik

yang disebabkan pemeliharaan atau perbaikan jaringan listrik.

D. Keadaan geografis dan masyarakat.

Keadaan geografis dan masyarakat harus mendukung iklim industri untuk

menciptakan kenyamanan dan ketentraman dalam bekerja. Hal-hal yang perlu

diperhatikan adalah :

1. Kesiapan masyarakat setempat untuk berubah menjadi masyarakat

industri.

2. Keadaan alam seperti gempa bumi, banjir, angin topan, dll.

3. Kondisi tanah tempat pabrik berdiri yang dapat menyulitkan pemasangan

konstruksi bangunan atau peralatan proses.

9.1.2. Faktor Khusus

A. Tenaga Kerja.

Kebutuhan tenaga kerja baik tenaga kasar atau tenaga ahli sangat mudah

didapat karena letaknya yang tidak jauh dari kota-kota besar. Tingkat

IX-5

pendidikan masyarakat dan tenaga kerja juga menjadi pendukung pendirian

pabrik ini.

B. Transportasi.

Transportasi di daerah Indramayu dapat dilakukan dari darat dan laut.

Distribusi bahan baku dan pemasaran produk dapat terjangkau dengan waktu

yang tidak terlalu lama karena letaknya yang strategis.

C. Perluasan pabrik.

Karena kawasan industri di daerah Indramayu tidak terlalu banyak, maka

harga tanah industri tidak terlalu tinggi sehingga perluasan pabrik perlu

direncanakan untuk meningkatan kapasitas produksi sebagai konsekuensi dari

meningkatnya permintaan produk.

Berdasarkan beberapa pertimbangan faktor-faktor diatas, maka dipilih

lokasi pabrik di daerah Lohbener – Balongan – Indramayu, Jawa Barat

(gambar 9.1.1).

Gambar 9.1.1. Lokasi Pabrik

Losarang

Karangampel

Gegesik

Balongan

Lohbener

Kandanghaur

Lokasi Pabrik

INDRAMAYU

Skala 1:1.750.000

IX-8

ArjawinangunJatibarang

IX-9

Tata Letak Pabrik (Plant Lay out)

Plant Lay Out Pra Rencana Pabrik MIBK metal Isobutil keton perlu

disusun sebelum pembangunan infrastruktur pabrik seperti perpipaan, listrik dan

peralatan proses untuk menciptakan kegiatan operasional yang baik, konstruksi

yang ekonomis, distribusi dan transportasi (bahan baku, proses, dan produk) yang

efektif, ruang gerak karyawan yang memadai sehingga kenyamanan dan

keselamatan kerja alat maupun seluruh karyawan terpenuhi.

Lay out pabrik ini dibagi menjadi 2 bagian besar, yaitu :

1. Tata ruang pabrik (plant layout).

2. Tata ruang peralatan proses (process layout).

9.1.3. Tata Ruang Pabrik

Pengaturan posisi bangunan diatur sedemikian rupa agar transportasi

proses dan lalu lintas manusia menjadi efektif dan efisien.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam tata ruang pabrik adalah :

1. Letak bangunan hendaknya memperlancar keperluan administrasi.

2. Bahan baku dan produk dapat didistribusikan dengan mudah ke dalam

maupun keluar pabrik.

3. Letak bangunan proses berpisah dari perkantoran.

4. Menempatkan bahan-bahan yang berbahaya di daerah terisolasi.

5. Menyediakan lahan kosong untuk perluasan pabrik.

IX-10

Tata letak Pabrik MIBK (metal isobutyl keton) dapat dilihat pada gambar

9.2.1.

2 1 212

4

3

5 5

12

3

10

1

15

10

5 5

16

5

1714

11

2 2

28

Jalan Raya

20

8

18

19

13

14

7

9

8

6

6

22

5

21

23

24

25

26

27

30

29

U

S

TB

Gambar 9.2.1. Tata Letak Pabrik Metil Isobutil Keton

IX-11

Keterangan gambar :

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.

Pos KeamananTamanTempat Parkir TamuFront OfficeToiletRuang DapurRuang Serbaguna (Aula)Ruang RapatPenelitian & Pengembangan (R & D)Tempat Parkir Kendaraan Operasional dan KaryawanGudang Distribusi ProdukTimbangan Truk OperasionalGudang Distribusi Bahan BakuGudang ProdukArea ProsesFactory ManagerDept. ProduksiLaboratorium Pengendalian Mutu (Quality Control)Dept. TeknikMusollahATM BankRuang Makan Karyawan (Kantin)Koperasi KaryawanPoliklinikRuang KontrolRuang GeneratorBoiler/Utilitas (Unit Pengolahan Air)Bengkel (Workshop)Area Perluasan Pabrik

9.1.4. Tata Ruang Peralatan Proses

Dalam perencanaan process layout ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan, yaitu :

1. Aliran bahan baku dan produk.

Pengaturan aliran bahan baku dan produk yang tepat dapat menunjang

kelancaran dan keamanan produksi. Pemasangan elevasi perlu

IX-12

memperhatikan ketinggian. Biasanya pipa atau elevator dipasang pada

ketinggian minimal 3 meter agar tidak mengganggu lalu lintas

karyawan.

2. Aliran udara.

Aliran udara di sekitar area proses harus lancar agar tidak terjadi

stagnasi udara pada tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan

kimia berbahaya sehingga mengancam keselamatan pekerja.

3. Pencahayaan.

Penerangan seluruh area pabrik terutama daerah proses harus memadai

apalagi pada tempat-tempat yang prosesnya berbahaya sangat

membutuhkan penerangan khusus.

4. Lalu lintas manusia.

Dalam perencanaan process layout perlu memperhatikan ruang gerak

pekerja agar dapat mencapai seluruh alat proses dengan mudah dan

cepat sehingga penanganan khusus seperti kerusakan alat (trouble

shooting) dapat segera teratasi.

5. Efektif dan efisien.

Penempatan alat-alat proses diusahakan agar dapat menekan biaya

operasi tapi sekaligus menjamin kelancaran dan keamanan produksi

pabrik sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomis.

IX-13

6. jarak antar alat proses.

Untuk alat proses bertekanan tinggi atau bersuhu tinggi sebaiknya

berjauhan dari alat lainnya agar bila terjadi ledakan atau kebakaran

tidak cepat merambat ke alat proses lainnya.

Tata letak peralatan proses ini secara garis besar berorientasi pada

keselamatan dan kenyamanan pekerja sehingga dapat meningkatkan

produktifitas kerja. Tata letak peralatan proses dapat dilihat pada gambar

9.2.2.

Gambar 9.2.2. Tata Letak Peralatan Pabrik Metil Isobutil Keton

1

2

5

3

4

6

7

8

9

10

11

12

IX-14

Keterangan Gambar 9.3

1. Tangki NaOH

2. Tangki Aseton

3. Tangki H3PO4

4. Tangki H2

5. Mixer

6. Reaktor

7. Tangki Diaseton Alkohol (DAA)

8. Rekator

9. Tangki Mesityl Oxide

10. Kolom Destilasi

11. Kolom Hidrogenasi

12. Tangki Metil Isobutil Keton (MIBK)

X-1

BAB X

STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN

Suatu perusahaan biasanya memiliki bentuk organisasi yang berfungsi

sebagai penghubung yang sifatnya dinamis, dalam arti dapat menyesuaikan diri

terhadap segala perubahan, dan pada hakekatnya struktur organisasi merupakan

suatu ebntuk yang dengan sadar diciptakan manusia untuk mencapai tujuan

tertentu.

Pada umumnya organisasi dibuat dalam suatu struktur yang merupakan

gambaran skematis tentang hubungan atau kerjasama antar departemen yang

terdapt dalam kerangka usaha untuk mencapai suatu tujuan tersebut.

10.1. Dasar Perusahaan

Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT)

Lokasi pabrik : Lohbener,Balongan, Indramayu, Jawa Barat

Kapasitas produksi : 24.000 ton/thn

Status investasi : Penanaman Modal Dalam Negeri (PMDN).

10.2. Bentuk Perusahaan

Pabrik MIBK dasar direncanakan berstatus perusahaan swasta nasional

yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT), bentuk ini digunakan dengan alasan :

1. Terbatasnya tanggung jawab para pemegang saham karena segala sesuatu

yang menyangkut kelancaran perusahaan dipegang oleh pimpinan perusahaan

dan setiap pemegang saham hanya mungkin menderita kerugian sebesar

jumlah yang ditanamkan pada PT yang bersangkutan.

X-2

2. Kedudukan atau wewenang antara pimpinan perusahaan dan para pemegang

saham (pemilik) terpisah satu sama lain.

3. Kemungkinan terhimpunnya modal yang besar dan mudah, yaitu dengan

membagi modal atas sejumlah saham-sahamnya. PT dapat menarik modal

dari banyak orang.

4. Kehidupan PT lebih terjamin karena tidak berpengaruh oleh berhentinya salah

seorang pemegang saham, direktur atau karyawan. Ini berarti suatu PT

mempunyai potensi hidup lebih permanen dari bentuk perusahaan lainnya.

5. Adanya efisiensi dalam perusahaan. Tiap bagian dalam PT dipegang oleh

orang yang ahli dalam bidangnya. Tiap orang atau tiap bagian mempunyai

bagian dengan tugas yang jelas, sehingga ada dorongan untuk mengerjakan

sebaik-baiknya.

10.3. Struktur Organisasi

Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem garis dan staff. Alasan

pemilihan sistem garis dan staff adalah :

1. Terdapat kesatuan pimpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik.

2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi kontinu.

3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara massal.

4. Masing-masing kepala bagian/manager secara langsung bertanggung jawab

atas aktivitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan.

5. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung

jawab kepada Dewan Komisaris. Anggota Dewan Komisaris merupakan

X-3

wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan staff ahli yang

bertugas memberikan saran kepada direktur.

Di samping alasan tersebut ada beberapa kebaikan yang dapat mendukung

pemakaian sistem organisasi staf dan garis yaitu :

1. dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun

luas tugasnya dan betapapun kompleks susunan organisasinya.

2. pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya

staf ahli.

3. perwujudan “the right man in the right place” lebih mudah dilaksanakan.

Dari kelebihan-kelebihan sistem organisasi garis dan staf di atas maka

dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan sistem organisasi

perusahaan pada MIBK (metal Isobutil keton) yaitu menggunakan sistem

organisasi garis dan staf. Pembagian tanggung jawab dan wewenang berdasarkan

departementasi. Pada setiap departemen dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang

lebih kecil lagi yaitu divisi. Selanjutnya tiap divisi dibagi lagi menjadi unit-unit.

Setiap departemen dipimpin oleh seorang manajer yang dibantu oleh

asisten manajer, sedangkan untuk divisi dikepalai oleh seorang divisi manajer

yang dibantu oleh asisten divisi manajer.

X-4

10.4. Tugas dan Tanggung Jawab Organisasi

1. Pemegang Saham

Pemegang saham adalah sekelompok orang yang ikut dalam pengumppulan

modal untuk mendirikan pabrik dengan cara membeli saham perusahaan.

Pemegang saham adalah pemilik perusahaan yang besarnya tergantung dari

prosentase kepemilikan saham. Kekayaan pribadi pemegang saham tidak

dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan.

Penanam saham wajib menanamkan modalnya paling sedikit 1 tahun. Rapat

Umum Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang saham yang

memiliki kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusan untuk kepentingan

perusahaan. RUPS biasanya dilakukan paling sedikit sekali dalam setahun,

atau selambat-lambatnya enam bulan sejak tahun buku yang bersangkutan

berjalan (neraca telah aktif).

2. Dewan Komisaris

Dewan komisaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan. Pemegang

saham adalah pihakpihak yang menanamkan modalnya untuk perusahaan

dengan cara membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikan pemegang

saham terhadap perusahaan tergantung/sesuai dengan besarnya modal yang

ditanamkan, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak

dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan.

Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun.

Tugas dan wewenang dewan komisaris adalah :

X-5

a. Bertanggung jawab terhadap pabrik secara umum dan memberikan laporan

pertanggungjawaban kepada para pemegang saham dalam RUPS.

b. Menerima pertanggungjawaban dari para manager pabrik.

3. Direktur Utama

Posisi direktur utama merupakan pemimpin tertinggi perusahaan secara

langsung dan penanggung jawab utama dalam perusahaan scara keseluruhan

selama perusahaan berdiri. Tugas dan wewenang direktur utama adalah :

a. menetapkan strategi perusahaan, membuat perencanaan kerja dan

menginstruksikan cara-cara pelaksanaannya kepada manager.

b. Mengurus harta kekayaan perusahaan.

c. Menetapkan sistem organisasi yang dianut dan menetapkan pembagian

ekrja, tugas, dan tanggung jawab dalam eprusahaan untuk mencapai

tujuan atau target perusahaan yang telah direncanakan.

d. Mengadakan koordinasi yang tepat pada seluruh bagian organisasi.

e. Memberikan instruksi resmi kepada bawahannya untuk melaksanakan

tugas masin-masing.

f. Mempertanggungjawabkan kepada dewan komisaris semua anggaran

pembelanjaan dan pendapatan perusahaan.

g. Selain tugas diatas, direktur utama berhak mewakili perseroan secara sah

dan langsung dalam segala hal dan kejadian yang berhubungan dengan

keperntingan perusahaan. Dan harus berkonsultasi kepada dewan

komisaris setiap akan melakukan tindakan perusahaan yang krusial seperti

X-6

peminjaman uang ke Bank, memindahtangankan perseroan untuk

menanggung hutang perusahaan, dll).

4. Penelitian dan Pengembangan (R&D).

Divisi LITBANG bersifat independent. Divisi ini bertanggung jawab langsung

kepada direktur utama. Divisi LITBANG bertugas mengembangkan secara

kreatif dan inovatif segala aspek perusahaan terutama yang berkaitan dalam

peningkatan kualitas produksi sehingga mempu bersaing dengan produk

kompetitor.

5. Manajer Pabrik

Manager pabrik diangkat dan diberhentikan oleh direktur utama. Manager

pabrik bertanggung jawab penuh terhadap kelancaran produksi, dimulai dari

perencanaan produksi, perencanaan bahan baku, perangkat produksi. Tugas

utamanya adalah merencanakan, mengontrol, dan mengontrol semua kegiatan

yang berkaitan dari mulai bahan baku sampai menghasilkan produk.

6. Manager Admnistrasi

Manager administrasi memiliki ruang lingkup kerja yang lebih luas dari

amnager produksi. Manager administrasi bertanggung jawab atas segala

kegiatan kerja diluar produksi. Semua manajemen perusahaan diatur dan

dijalankan oleh bagian administrasi, termasuk strategi pemasaran, pengaturan

keuangan perusahaan, hubungan masyarakat, dan mengatur masalah

ketenagakerjaan.

X-7

7. Departemen Quality Control (Pengendalian Mutu)

Departemen QC bertugas mengawasi mutu bahan baku yang diterima dan

produk yang dihasilkan. Selama mengawasi mutu produk, tidak hanya produk

jadi saja yang di analisis tapi juga pada setiap tahapan proses. Misalnya pada

tahap dewatering dan defueling, departemen QC harus mengontrol apakah

base oil yang keluar dari alat flash drum II sudah memenuhi ketentuan yang

ditetapkan untuk dialirkan ke proses selanjutnya.

8. Departemen Produksi

Kepala Dept. Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses produksi

sesuai yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan baku

agar target produksi terpenuhi.

a. Divisi Produksi

Divisi produksi bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi atas

kelancaran proses. Divisi ini juga mengatur pembagian shift dan kelompok

kerja sesuai spesialisasinya pada masing-masing tahapan proses dan

mengendalikan kondisi operasi sesuai prosedurnya.

b. Divisi Gudang

Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi atas ketersedian bahan

baku yang dibutuhkan sesuai banyaknya produksi yang diinginkan

sehingga tidak terjadi kekurangan atau kelebihan, mengatur aliran

distribusi bahan baku dari tangki supply ke dalam gudang dan selain itu

juga mengatur aliran distribusi produk untuk dialirkan ke tangki suply.

X-8

9. Departemen Teknik

Kepala Dept. Teknik bertanggung jawab atas kelancaran alat-alat proses

selama produksi berlangsung, termasuk pemeliharaan alat proses dan

instrumentasinya. Apabila ada keluhan pada alat penunjang produksi maka

dept. teknik langsung mengatasi masalahnya.

a. Divisi Utilitas

Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Teknik mengenai kelancaran alat-

alat utilitas.

b. Divisi Bengkel & Perawatan

Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumen yang rusak

c. Divisi lingkungan

Bertugas untuk penanganan pengolahan limbah dan pemanfaatannya

Departemen Pemasaran

Kepal Dept. Pemasaran bertanggung jawab dalam mengatur masalah

pemasaran produk, termasuk juga melakukan research marketing agar

penentuan harga dapat bersaing di pasaran, menganalisis strategi pemasaran

perusahaan maupun kompetitor, mengatur masalah dsitribusi penjualan

produk ke daerah-daerah, melakukan promosi pada berbagai media massa baik

cetak maupun elektronik agar produk dapat terserap konsumen.

a. Divisi Penjualan

Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Pemasaran mengenai penjualan

produk pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei kebutuhannya

agar dapat dipasok setiap saat.

X-9

b. Divisi promosi

Melakukan promosi ke berbagai sumber tentang kelebihan produk

perusahaan minimal masyarakat konsumen mengetahui produk yang

diproduksi perusahaan.

c. Divisi Research Marketing

Melakukan analisis pasar untuk memenangkan persaingan dengan

kompetitor dan selalu membuat strategi pemasaran setiap saat sesuai

perkembangan di lapangan.

d. Divisi Transportasi

Mengatur distribusi produk agar tepat sasaran dan tepat waktu.

10. Departemen Keuangan

Kepala Dept. Keuangan bertanggung jawab mengatur neraca perusahaan

dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya baik pemasukan ataupun

pembelanjaan untuk kebutuhan perusahaan, selain itu juga membayarkan gaji

ke rekening bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan. Dan juga

membayarkan jaminan sosial atas pemutusan hak kerja (PHK) karyawan.

Dept. Keuangan membawahi 2 divisi yaitu :

a. Divisi Pembukuan Keuangan

b. Divisi Penyediaan & Pembelanjaan

11. Departemen Sumber Daya Manusia (SDM)

Kepala Dept. SDM bertugas merencanakan, mengelola, dan mendayagunakan

SDM, baik yang telah bekerja ataupun yang akan dipekerjakan. Selain itu

Dept. SDM mengatur masalah jenjang karier dan masalah penempatan

X-10

karyawan, atau pemindahan karyawan antar departermen atau antar divisi

sesuai dengan tingkat prestasinya.

a. Divisi Kesehatan

Bertugas memperhatikan kesehatan karyawan. Apabila poliklinik yang

tersedia tidak dapat mengatasi masalah kesehatan karyawan maka dapat

diintensifkan di rumah sakit langganan perusahaan sesuai kebutuhan

pengobatan.

b. Divisi Ketenagakerjaan

Mengatur kesejahteraan karyawan seperti pemberian fasilitas atau bonus

perusahaan untuk karyawan yang berprestasi. Selain itu merekrut tenaga

kerja sesuai dengan kebutuhan perusahaan.

12. Departemen Hubungan Masyarakat (HUMAS)

Kepala Dept. Humas bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik di

dalam perusahaan, antar instansi ataupun dengan masyarakat setempat. Selain

itu menjaga kenyamanan, keindahan, dan keamanan perusahaan dari mulai

keindahan taman, toilet sampai kebersihan gudang dan produksi. Keamanan

perusahaan meliputi pengontrolan setiap kendaraan yang masuk perusahaan

baik kendaraan bahan baku, produk, sampai kendaraan tamu. Dan juga

menjaga keamanan dan ketertiban di lingkungan kerja di seluruh area pabrik.

Dept. Humas membawahi 2 divisi yaitu :

a. Divisi Keamanan

b. Divisi Kebersihan

X-11

10.5. Jaminan Sosial

Jaminan sosial adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika

terjadi sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya menyebabkan dia tidak dapat

melakukan pekerjaan.

Jaminan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan adalah :

a. Tunjangan

Tunjangan di luar gaji pokok, diberikan kepada tenaga kerja tetap

berdasarkan prestasi yang telah dilakukannya dan lama pengabdiannya

kepada perusahaan tersebut.

Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang bekerja di luar

jam kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk tenaga kerja shift)

b. Fasilitas

Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan, perlengkapan

keselamatan kerja (misal helm, sarung tangan, sepatu boot, kacamata

pelindung dan lain-lain), antar jemput bagi karyawan, kendaraan dinas, tempat

tinggal dan lain-lain.

c. Pengobatan

Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan di poliklinik

perusahaan dan diberikan secara cuma-cuma kepada karyawan yang

membutuhkan dengan ketentuan sebagai berikut :

Untuk pengobatan dan perawatan yang dilakukan pada rumah sakit yang

telah ditunjuk akan diberikan secara cumacuma

Karyawan yang mengalami kecelakaan atau terganggu kesehatannya

X-12

dalam menjalankan tugas perusahaan, akan mendapat penggantian ongkos

pengobatan penuh.

d. Insentive atau bonus

Insentive diberikan dengan tujuan untuk meningkatkan produktivitas dan

merangsang gairah kerja karyawan. Besarnya insentive ini dibagi menurut

golongan dan jabatan. Pemberian insentive untuk golongan operatif (golongan

kepala seksi ke bawah) diberikan setiap bulan sedangkan untuk golongan di

atasnya diberikan pada akhir tahun produksi dengan melihat besarnya

keuntungan dan target yang dicapai.

e. Cuti

Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan

permohonan satu minggu sebelumnya untuk dipertimbangkan ijinnya

Cuti sakit bagi tenaga kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan

surat keterangan dokter

Cuti hamil selama 3 bulan bagi tenaga kerja wanita

Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi

tertentu perusahaan

10.6. Jadwal dan Jam Kerja

Pabrik MIBK (metal Isobutil Keton) ini direncanakan akan beroperasi

selama 330 hari dalam setahun dan 24 jam per hari, sisa harinya digunakan untuk

perbaikan dan perawatan atau dikenal dengan istilah shut down.

X-13

a. Untuk pegawai non shift

Bekerja selama 6 hari dalam seminggu (total kerja 40 jam per minggu)

sedangkan hari minggu dan hari besar libur. Pegawai non shift ini termasuk

karyawan yang tidak langsung menangani operasi pabrik, misalnya : direktur,

kepala departemen, kepala divisi, karyawan kantor/administrasi dan

divisidivisi di bawah tanggung jawab non teknik atau yang bekerja di pabrik

dengan jenis pekerjaan tidak kontinu.

Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut :

Senin – Kamis : 08.00 – 16.00 (Istirahat : 12.00 – 13.00)

Jum’at : 08.00 – 16.00 (Istirahat 11.00 – 13.00)

Sabtu : 08.00 – 15.00

b. Untuk pegawai shift

Sehari bekerja 24 jam, yang terbagi dalam 3 shift. Karyawan shift ini termasuk

karyawan yang secara langsung menangani proses operasi pabrik, misalnya :

kepala shift, operator, karyawan-karyawan shift, gudang serta keamanan dan

keselamatan kerja. Ketentuan jam kerja pegawai shift sebagai berikut :

Shift I : 07.00 – 15.00

Shift II : 15.00 – 23.00

Shift III : 23.00 – 07.00

Jadwal kerja dibagi dalam empat minggu dan empat kelompok (regu). Setiap

kelompok kerja akan mendapatkan libur satu kalil dari tiga kali shift. Jadwal

kerja karyawan shift dapat dilihat pada tabel 10.1.

X-14

Tabel 10.1. Jadwal Kerja Karyawan Pabrik

MingguRegu Pertama Kedua Ketiga KeempatIIIIIIIV

LiburPagiSiangMalam

PagiSiang

MalamLibur

SiangMalamLiburPagi

MalamPagiSiangMalam

Karena kemajuan suatu pabrik atau perusahaan tergantung pada

kedisiplinan karyawannya, maka salah satu cara untuk menciptakan kedisiplinan

adalah dengan memberlakukan presensi. Dari mulai direktur utama sampai

karyawan kebersihan diberlakukan presensi setiap jam kerjanya yang nantinya

dapat menjadi pertimbangan perusahaan dalam meningkatkan karier

karyawannya.

PEMEGANG

SAHAM

DEWAN

KOMISARIS

DIREKTUR UTAMA

DIREKTUR TEKNIK DIREKTUR

ADMINISTRASI

KABAG UMUM KABAG

PEMASARAN

KABAG KEUANGAN KABAG SDMKABAG TEKNIK KABAG PRODUKSI

Kasie

Bengkel dan

perawata

Kasie Utilitas Kasie Proses Kasie Kontrol dan

Laboratorium

KAsie Humas Kasie kesehatan dan

kesejahteraan

KAsie Keamanan

dan Transportasi

Kasie Penjualan Kasie IKlan dan

Promosi

Kasie Penyediaan

dan Purchasing

Kasie Personalia KAsie Pelatihan dan

tenaga kerja

LITBANG

Kasie Lingkungan

XI-1

BAB XI

ANALISA EKONOMI

Perencanaan suatu pabrik juga perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang

menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Factor-faktor yang

perlu dipertimbangkan adalah penentuan untung rugi dalam mendirikan pabrik

Metil Isobutil keton, sebagai mana berikut :

Return Of Investment (ROI)

Pay Out Point (POT)

Break Event Point (BEP)

Sedangkan untuk menghitung factor factor diatas perlu diadakan penaksiran

beberapa hal yang enyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu :

11.1 Faktor-Faktor Panentu

11.1.1 Total Capital Investment (TCI)

Total capital investment yaitu modal yang akan dibutuhkan untuk

mendirikan pabrik sebelum berproduksi, terdiri dari :

1. Fixed Capital Investment (FCI)

a. Biaya langsung (Direct Cost), meliputi :

Pembelian alat

Instrumentasi

Perpipaan terpasang

Listrik terpasang

Isolasi

XI-2

Bangunan

Halaman pabrik

Fasilitas Workshop

Pemasangan dan instalasi

b. Biaya tak langsung

Engginering

Konstruksi

2. Working Capital Investment (WCI)

Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan denganlaju

produksi, yang meliputi :

a) Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu

b) Pengemasan produk dalam waktu tertentu

c) Utilitas dalam waktu tertentu

d) Gaji dalam waktu tertentu

e) Uang tunai

Sehingga : TCI = FCI + WCI

11.1.2 Total Ongkos Produksi

total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik

dan biaya perjalanan produk, meliputi :

a. Biaya pembuatan terdiri dari

Biaya produksi langsung (DPC)

Biaya produksi tetap (FC)

Biaya Overhead pabrik

XI-3

b. Biaya Umum (general Expenses), terdiri dari :

Administrasi

Distribusi dan pemasaran

Penelitian dan pengembangan( research and development)

Adapun ongkos produksi total terbagi menjadi :

a. Ongkos Variabel (VC)

Yaitu segala biaya yang pengeluarannya berbanding lurus dengan laju


Biaya bahan baku

Biaya utilitas

Baiya pengepakan

b. Ongkos semi Variabel (SVC)

Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju

produksi, meliputi :

Plant Over head

Pemeliharaan dan perbaikan

Laboratorium

Operating supplies

General Expenses

c. Ongkos Tetap

Ongkos tetap meliputi :

Depresiasi

Asuransi

XI-4

Pajak

Bunga

11.1.3 penaksiran harga alat

haraga satuan alat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi

ekonomi. Untuk itu digunakan beberapa cara konversi harga alat terhadap harga

alat pada beberapa tahun yang lal, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan

harga sekarang .

harga lat dalam Pra rencana pabrik Metil Isobutil Keton didasarkan pada

data harga alat yang terdpat pada peter dan timmerhaus dan Gd Ulrich.

Sedangkan untuk menaksir harga alat pada tahun 2009 digunakan persamaan

berikut :

Cx = lx x Cklk

dari perhitungan Appendix E, didapatkan harga peralatan untuk pabrik metal

Isobutil Keton sebesar Rp. 26.306.092.143,-

11.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI)

11.2.1 Modal Tetap

A. Modal langsung (Direct Cost = DC)

XI-5

1 harga peralatan Rp 26,306,092,143

2 instrumentasi dan kontrol (10%E) Rp 2,630,609,214

3 perpipaan (17%E) Rp 4,414.3725.611

4 listrik terpasang (10%E) Rp 2,630,609,214

5 bangunan (18% E) Rp 4,735.096.585

6 Pengembangan lahan (5%) Rp 1,315.304.607

7 Fasilitas pelayanan umum(20% E) Rp 5.261.218.428

8 Fasilitas dan Bengkel (40%E) Rp 10,522.436.857

9 tanah dan gedung (App.E) Rp 2,645.600.000

10 Pemasangan (35%E) Rp 9.207.132.250

Total Modal langsung Rp 70,168,471,903

XI-6

B. Biaya Tak langsung (Indirect Cost =IC)

1 Engineering and Supervisi (5% DC) Rp 3,508,423,595

2 konstruksi Rp 4,911,793,033

Total biaya Tak langsung Rp 8,420,216,628

C. Biaya Langsung dan Tak Langsung (Total Plant Cost =TPC)

TPC = TPDC + TPIC

= Rp 70,168,471,903 + Rp 8,420,216,628

= Rp 78,588,688,531

Total Plant Cost Rp 78,588,688,531

Kontaraktor (5% TPC) Rp 3,929,434,427

Biaya tak terduga Rp 5,501,208,197

Modal Tetap (FCI) Rp 88,019,331,155

11.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment = WCI)

Modal kerja (15%FCI) Rp13,202,899,673.00

Total capital investment = Modal kerja (WCI) + Modal Tetap (FCI)

= Rp 13,202,899,673 + Rp 88,019,331,155

= Rp 101,222,230,828.00

XI-7

Modal Perusahaan

a. 60% modal sendiri (60% TCI) Rp 60,733,338,497

b. 40% modal pinjam (40TCI) Rp 40,488,892,331

11.3 Biaya Produksi Total (TPC)

Biaya Produksi Total = Biaya Manufacture + Biaya Umum

11.3.1 Biaya Manufactur

A. Biaya Produksi Langsung (DPC)

1 Bahan baku (per 1 tahun) Rp 160,043,000,000

2 Gaji karyawan (per 1 tahun) Rp 3,957,600,000

3 Biaya utilitas Rp 49,574,112,480

4 Biaya pengemasan (per 1 tahun) Rp 9,024,503,524

5 Biaya laboratorium (10% Gaji) Rp 395,760,000

6 Pemeliharaan (2%FCI) Rp 1,760,386,623

7 Op. Supplies (10% Pemeliharaan) Rp 17,603,866

Total DPC Rp 224,772,966,493

XI-8

B. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost = FPC)

1 Depresiasi (10% FCI) Rp 8,801,933,116

2 Pajak Kekayaan (1%FCI) Rp 880,193,312

3 Asuransi (1% FCI) Rp 880.193.311

4 Bunga Pinjaman (15%x40%FCI) Rp 5.281.159.869

Total FPC Rp 15.843.479.608

C.B Overhead (57% gaji +pemeliharaan) Rp 3,259.252.375

Total Biaya Manufaktur Rp 243,868,096,674

11.3.2 Biaya Umum (GE)

ABiaya Administrasi (18% gaji+pemeliharaan ) Rp 1,029,237,592

BBiaya distribusi = BiayaAdministrasi Rp 1,029,237,592

C Biaya Penelitian Rp 1,029,237,592

Total GE Rp 3,087,712,776

Total TPC Rp 246,955,809,450

XI-9

11.3 Laba perusahaan

Besar laba perusahaan :

Laba perusahaan = penjualan (S) – Biaya produksi (TPC)

Dimana :

penjualan (S)Rp 300,000,000,000

sehingga

laba kotor perusahaan Rp 50.285.671.800

pajak penghasilan = 30%

maka :laba bersih Rp 35.199.970.260

11.4 Analisa Profitabilitas

A. Return Of Investment (ROI)

ROI bt = (laba kotor/ modal tetap) x 100%

= (Rp 50,285,671,800/ Rp 88,019,331,155) x 100%

= 57,13 %

ROI at = (laba bersih / modal tetap) x 100%

= (Rp 35,199,970,260/ Rp 88,019,331,155) x 100%

= 39,99 %

B. Pay Out Time (POT)

Cash Flow = laba bersih + Depresiasi

Cash Flow = Rp 35,199,970,260 + Rp 8,801,933,116

= Rp 44,001,903,376

XI-10

POT = (modal tetap/Cash flow ) x 1 tahun

= (Rp 88,019,331,155 / Rp 44,001,903,375) x 1 tahun

= 2,00 tahun

C. Break Even Point (BEP)

FC + 0,3 SVCBEP = x 100%

S – 0,7. SVC – VC

Dimana :

1 Biaya Tetap (FC) Rp 18,836,136,867

2 Biaya Variabel (VC)

Bahan baku Rp 160,043,000,000

Gaji karyawan Rp 3,957,600,000

Biaya utilitas Rp 49,574,112,480

Biaya pengemasan Rp 9,024,503,524

Pemeliharaan Rp 1,760,386,623

Total Variabel Cost Rp 224,360,000,000

3 Biaya Semi Variabel (SVC)

Biaya umum Rp 3,087,712,776

biaya laboratorium Rp 395,760,000

operating Suplies Rp 176,038,662

biaya Overhead Pabrik Rp 2,858,993,312

Total Semi Variabel Cost Rp 15,366,969,612

Sehingga :

Rp 18,836,136,867 – (0,3x Rp 15,366,969,612)BEP =

Rp 300,000,000,000 – (0,7x Rp 15,366,969,612) - Rp 224,360,000,000

= 36,14 %

XI-11

D. NPV (Net Present Value)

Data :

Bunga Bank = 15 % per tahun

Masa konstruksi = 2 tahun

Penngembalian Pinjaman

Umur pabrik = 10 tahun

Maka :

Ca-2 = 50% FCI (1 + i) n

= 50% x Rp 88,019,331,155 (1 + 0,15) ²

= Rp. 55.012.081.972,-

Ca-1 = 50% FCI (1 + i) n

= 50% x Rp 88,019,331,155 (1 + 0,15)¹

= Rp. 82,518,122,958,-

Ca-0 = - (Ca-2 – Ca-1)

= - Rp. 137.530.000.000,-

perhitungan NPV dapat dilihat pada table berikut :

XI-12

Tahun ke Cash Flow Fd (I = 15%) PV (Rp)0 137.530.000.000 1 137.530.000.0001 44.001.903.375 0,86 37.841.636.9032 44.001.903.375 0,756 33.265.438.9523 44.001.903.375 0,6575 28.931.251.4694 44.001.903.375 0,5717 25.155.888.1595 44.001.903.375 0,4971 21.873.346.1686 44.001.903.375 0,4323 19.022.022.8297 44.001.903.375 0,3759 16.540.315.4798 44.001.903.375 0,3269 14.384.222.2139 44.001.903.375 0,2842 12.505.340.93910 44.001.903.375 0,24718 10.876.390.47611 13.202.899.673 0,2149 2.837.303.140

Total 85.703.156.726

NVP yang diperoleh memiliki harga positif, sehingga dapat disimpulkan

pabrik ini layak dirancang dengan kondisi tingkat bunga 15 % per tahun

E. Internal Rate of Return (IRR)

Metode ini menghitung tingkat bunga yang menyamakan nilai sekarang

investasi dipenuhi persamaan dibawah ini dengan mencoba-coba harga I

yaitu laju bunga

NPV1IRR = i1 + x (i2 –i1)

NPV1 – NPV2

Dimana :

i1 = besarnya bunga pinjaman (ke-1) yang ditrial = 14%

XI-13


perhitungan NPV pada masing-masing trial bunga pinjaman dapat dilihat

pada table :

Tahun Fd Fd

ke Cash Flow (I = 14%) PV (Rp)(I =

16%) PV (Rp)

0 -137,530,000,000 1 137.530.000.000 1 -137,530,000,000

1 44.001.903.375 0,87 38.281.655.936 0,86 37.841.636.903

2 44.001.903.375 0,769 33.837.463.695 0,756 33.265.438.952

3 44.001.903.375 0,6749 29.696.884.588 0,6575 28.931.251.469

4 44.001.903.375 0,592 26.049.126.798 0,5717 25.155.888.159

5 44.001.903.375 0,5193 22.850.188.423 0,4971 21.873.346.168

6 44.001.903.375 0,4555 20.042.866.987 0,4323 19.022.022.829

7 44.001.903.375 0,3996 17.583.160.589 0,3759 16.540.315.479

8 44.001.903.375 0,3505 15.422.667.133 0,3269 14.384.222.213

9 44.001.903.375 0,3075 13.530.585.288 0,2842 12.505.340.939

10 44.001.903.375 0,2697 11.867.313.340 0,24718 10.876.390.476

11 13.202.899.673 0,2366 3.123.806.063 0,2149 2.837.303.140

Total 94.755.718.840 85.703.156.726

Sehingga :

94.755.718.840IRR = 14+ x (16 –14)

94.755.718.840 – 85.703.156.726

= 34,93%

XI-14

karena nilai IRR yang diperoleh lebih besar dsari besarnya bunga pinjama

bank yang ditetapkan, maka dapat disimpulkan bahwa pabri ini layak untuk

didirikan dengan tingkat bunga pinjaman sebesar 15% per tahun.

Rp / tahun

(Milyar)300(S)

226 (VC+SVC)

(0.3.SVC)0.46

18 (FC)

36.14kapasitas

(%)

BAB XI

ANALISA EKONOMI

Perencanaan suatu pabrik juga perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang

menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Factor-faktor yang

perlu dipertimbangkan adalah penentuan untung rugi dalam mendirikan pabrik

metal Isobutil keton, sebagai mana berikut :

Return Of Investment (ROI)

Pay Out Point (POT)

Break Event Point (BEP)

Sedangkan utuk menghitung factor factor diatas perlu diadakan penaksiran

beberapa hal yang enyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu :

11.1 Faktor-Faktor Panentu

11.1.1 Total Capital Investment (TCI)

Total capital investment yaitu modal yang akan dibutuhkan utnk

mendirikan pabrik sebelum berproduks, terdiri dari :

1. Fixed Capital Investment (FCI)

a. Biaya langsung (Direct Cost), meliputi :

Pembelian alat

Instrumentasi

Perpipaan terpasang

Listrik terpasang

Isolasi

Bangunan

Halaman pabrik

Fasilitas Workshop

Pemasangan dan instalasi

b. Biaya tak langsung

Engginering

Konstruksi

2. Working Capital Investment (WCI)

Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan denganlaju


a) Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu

b) Pengemasan produk dalam waktu tertentu

c) Utilitas dalam waktu tertentu

d) Gaji dalam waktu tertentu

e) Uang tunai

Sehingga : TCI = FCI + WCI

11.1.2 Total Ongkos Produksi

total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik

dan biaya perjalanan produk, meliputi :

a. Biaya pembuatan terdiri dari

Biaya produksi langsung (DPC)

Biaya produksi tetap (FC)

Biaya Overhead pabrik

b. Biaya Umum (general Expenses), terdiri dari :

Administrasi

Distribusi dan pemasaran

Penelitian dan pengembangan( research and development)

Adapun ongkos produksi total terbagi menjadi :

a. Ongkos Variabel (VC)

Yaitu segala biaya yang pengeluarannya berbanding lurus dengan laju


Biaya bahan baku

Biaya utilitas

Baiya pengepakan

b. Ongkos semi Variabel (SVC)

Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju

produksi, meliputi :

Plant Over head

Pemeliharaan dan perbaikan

Laboratorium

Operating supplies

General Expenses

c. Ongkos Tetap

Ongkos tetap meliputi :

Depresiasi

Asuransi

Pajak

Bunga

11.1.3 penaksiran harga alat

haraga satuan alat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi

ekonomi. Untuk itu digunakan beberapa cara konversi harga alat terhadap harga

alat pada beberapa tahun yang lal, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan

harga sekarang .

harga lat dalam Pra rencana pabrik Metil Isobutil Keton didasarkan pada

data harga alat yang terdpat pada peter dan timmerhaus dan Gd Ulrich.

Sedangkan untuk menaksir harga alat pada tahun 2009 digunakan persamaan

berikut :

Cx = lx x Cklk

dari perhitungan Appendix E, didapatkan harga peralatan untuk pabrik metal

Isobutil Keton sebesar Rp. 26.306.092.143,-

11.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI)

11.2.1 Modal Tetap

A. Modal langsung (Direct Cost = DC)

1 harga peralatan Rp 26,306,092,143

2 instrumentasi dan kontrol (10%E) Rp 2,630,609,214

3 perpipaan (17%E) Rp 4,414.3725.611

4 listrik terpasang (10%E) Rp 2,630,609,214

5 bangunan (18% E) Rp 4,735.096.585

6 Pengembangan lahan (5%) Rp 1,315.304.607

7 Fasilitas pelayanan umum(20%) Rp 11,311.619.620

8 Fasilitas dan Bengkel (40%E) Rp 10,522.436.857

9 tanah dan gedung (App.E) Rp 2,645.600.000

10 Pemasangan (35%E) Rp 9.207.132.250

Total Modal langsung Rp 70,168,471,903

B. Biaya Tak langsung (Indirect Cost =IC)

1 Engineering and Supervisi (5% DC) Rp 3,508,423,595

2 konstruksi Rp 4,911,793,033

Total biaya Tak langsung Rp 8,420,216,628

C. Biaya Langsung dan Tak Langsung (Total Plant Cost =TPC)

TPC = TPDC + TPIC

= Rp 70,168,471,903 + Rp 8,420,216,628

= Rp 78,588,688,531

Total Plant Cost Rp 78,588,688,531

Kontaraktor (5% TPC) Rp 3,929,434,427

Biaya tak terduga Rp 5,501,208,197

Modal Tetap (FCI) Rp 88,019,331,155

11.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment = WCI)

Modal kerja (25%FCI) Rp13,202,899,673.00

Total capital investment = Modal kerja (WCI) + Modal Tetap (FCI)

= Rp 13,202,899,673 + Rp 88,019,331,155

= Rp 101,222,230,828.00

Modal Perusahaan

a. 60% modal sendiri (60% TCI) Rp 60,733,338,497

b. 40% modal pinjam (40TCI) Rp 40,488,892,331

11.3 Biaya Produksi Total (TPC)

Biaya Produksi Total = Biaya Manufacture + Biaya Umum

11.3.1 Biaya Manufactur

A. Biaya Produksi Langsung (DPC)

1 Bahan baku (per 1 tahun) Rp 160,043,000,000

2 Gaji karyawan (per 1 tahun) Rp 3,957,600,000

3 Biaya utilitas Rp 49,574,112,480

4 Biaya pengemasan (per 1 tahun) Rp 9,024,503,524

5 Biaya laboratorium (10% Gaji) Rp 395,760,000

6 Pemeliharaan (2%FCI) Rp 1,760,386,623

7 Op. Supplies (10% Pemeliharaan) Rp 17,603,866

Total DPC Rp 224,772,966,493

B. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost = FPC)

1 Depresiasi (10% FCI) Rp 8,801,933,116

2 Pajak Kekayaan (1%FCI) Rp 880,193,312

3 Asuransi (1% FCI) Rp 352,077,325

4 Bunga Pinjaman (15%x40%FCI) Rp 8,801,933,116

Total FPC Rp 15.843.479.608

C.B Overhead (57% gaji +pemeliharaan) Rp 3,259.252.375

Total Biaya Manufaktur Rp 243,868,096,674

11.3.2 Biaya Umum (GE)

ABiaya Administrasi (18% gaji+pemeliharaan ) Rp 1,029,237,592

BBiaya distribusi = BiayaAdministrasi Rp 1,029,237,592

C Biaya Penelitian Rp 1,029,237,592

Total GE Rp 3,087,712,776

Total TPC Rp 246,955,809,450

11.3 Laba perusahaan

Besar laba perusahaan :

Laba perusahaan = penjualan (S) – Biaya produksi (TPC)

Dimana :

penjualan (S)Rp 300,000,000,000

sehingga

laba kotor perusahaan Rp 50.285.671.800

pajak penghasilan = 30%

maka :laba bersih Rp 35.199.970.260

11.4 Analisa Profitabilitas

A. Return Of Investment (ROI)

ROI bt = (laba kotor/ modal tetap) x 100%

= (Rp 50,285,671,800/ Rp 88,019,331,155) x 100%

= 57,13 %

ROI at = (laba bersih / modal tetap) x 100%

= (Rp 35,199,970,260/ Rp 88,019,331,155) x 100%

= 39,99 %

B. Pay Out Time (POT)

Cash Flow = laba bersih + Depresiasi

Cash Flow = Rp 35,199,970,260 + Rp 8,801,933,116

= Rp 44,001,903,376

POT = (modal tetap/Cash flow ) x 1 tahun

= (Rp 88,019,331,155 / Rp 44,001,903,375) x 1 tahun

= 2,00 tahun

C. Break Even Point (BEP)

FC + 0,3 SVCBEP = x 100%

S – 0,7. SVC – VC

Dimana :

1 Biaya Tetap (FC) Rp 18,836,136,867

2 Biaya Variabel (VC)

Bahan baku Rp 160,043,000,000

Gaji karyawan Rp 3,957,600,000

Biaya utilitas Rp 49,574,112,480

Biaya pengemasan Rp 9,024,503,524

Pemeliharaan Rp 1,760,386,623

Total Variabel Cost Rp 224,360,000,000

3 Biaya Semi Variabel (SVC)

Biaya umum Rp 3,087,712,776

biaya laboratorium Rp 395,760,000

operating Suplies Rp 176,038,662

biaya Overhead Pabrik Rp 2,858,993,312

Total Semi Variabel Cost Rp 15,366,969,612

Sehingga :

Rp 18,836,136,867 – (0,3x Rp 15,366,969,612)BEP =

Rp 300,000,000,000 – (0,7x Rp 15,366,969,612) - Rp 224,360,000,000

= 36,14 %

D. NPV (Net Present Value)

Data :

Bunga Bank = 25 % per tahun

Masa konstruksi = 2 tahun

Penngembalian Pinjaman

Umur pabrik = 10 tahun

Maka :

Ca-2 = 50% FCI (1 + i) n

= 50% x Rp 88,019,331,155 (1 + 0,15) ²

= Rp. 55.012.081.972,-

Ca-1 = 50% FCI (1 + i) n

= 50% x Rp 88,019,331,155 (1 + 0,15)¹

= Rp. 82,518,122,958,-

Ca-0 = - (Ca-2 – Ca-1)

= - Rp. 137.530.000.000,-

perhitungan NPV dapat dilihat pada table berikut :

Tahunke Cash Flow Fd (I = 25%) PV (Rp)

0 -137,530,000,000 1 -137,530,000,000

1 44,001,903,375 0.8 35,201,522,700

2 44,001,903,375 0.64 28,161,218,160

3 44,001,903,375 0.512 22,528,974,528

4 44,001,903,375 0.4096 18,023,179,623

5 44,001,903,375 0.32768 14,418,543,698

6 44,001,903,375 0.262144 11,534,834,958

7 44,001,903,375 0.2097152 9,227,834,958

8 44,001,903,375 0.16777216 7,382,294,373

9 44,001,903,375 0.134217728 5,905,835,449

10 44,001,903,375 0.107374182 472,668,399

11 13,202,899,673 0.085899346 1,134,120,446

Total 15,966,804,484

NVP yang diperoleh memiliki harga positif, sehingga dapat disimpulkan

pabrik ini layak dirancang dengan kondisi tingkat bunga 25 % per tahun

E. Internal Rate of Return (IRR)

Metode ini menghitung tingkat bunga yang menyamakan nilai sekarang

investasi dipenuhi persamaan dibawah ini dengan mencoba-coba harga I

yaitu laju bunga

NPV1IRR = i1 + x (i2 –i1)

NPV1 – NPV2

Dimana :



perhitungan NPV pada masing-masing trial bunga pinjaman dapat dilihat

pada table :

Tahunke Cash Flow

Fd(I = 14%) PV (Rp)

Fd(I = 16%) PV (Rp)

0 -137,530,000,000 1 -137,530,000,000 1

1 44,001,903,375 0.81 35,641,541,734 0.79 34,761,503,666.25

2 44,001,903,375 0.65 28,601,237,194 0.63 27,721,199,126.25

3 44,001,903,375 0.52 22,880,989,755 0.5 22,000,951,687.50

4 44,001,903,375 0.42 18,480,799,418 0.4 17,600,761,350.00

5 44,001,903,375 0.34 14,960,647,148 0.31 13,640,590,046.25

6 44,001,903,375 0.28 12,320,532,945 0.25 11,000,475,843.75

7 44,001,903,375 0.22 9,680,418,743 0.2 8,800,380,675.00

8 44,001,903,375 0.18 7,920,342,608 0.16 7,040,304,540.00

9 44,001,903,375 0.14 6,160,266,473 0.12 5,280,228,405.00

10 44,001,903,375 0.12 5,280,228,405 0.1 4,400,190,337.50

11 13,202,899,673 0.09 1,188,260,971 0.08 1,056,231,973.84

Total 25,717,364,192 15,966,804,484

Sehingga :

25,717,364,192IRR = 24+ x (26 –24)

25,717,364,192 – 15,966,804,484

= 29.27 %

karena nilai IRR yang diperoleh lebih besar dsari besarnya bunga pinjama

bank yang ditetapkan, maka dapat disimpulkan bahwa pabri ini layak untuk

didirikan dengan tingkat bunga pinjaman sebesar 25% per tahun.

Rp / tahun

(Milyar)300(S)

226 (VC+SVC)

(0.3.SVC)0.46

18 (FC)

36.14kapasitas

(%)

BAB XII

DISKUSI DAN KESIMPULAN

12.1 DISKUSI

sistem dan cara pengelolaan yang baik dan tepat pada proses manajemen

pemasaran adalah merupakan kunci utama keberhasilan dalam suatu industri

Didukung dengan kualitas produk yang baik juga akan menjadi daya saing di

pasaran.

Produksi Metil Isobutil keton dalam pra rencana pabrik ini diharapkan

dapat memperoleh hasil pemasaran yang baik, karena sampai saat ini belum ada

pabrik di Indonesia yang memproduksi MIBK ini.

Untuk mengetahui sampai seberapa jauh kelayakan pabrik MIBK ini,

maka perlu dilakukan tinjauan segi ekonomi, proses dan manajemen perusahaan.

12.1.1 EKONOMI

seperti telah diketahui bahwa perhitunga ekonomi merupakan

pertimbangan utama untuk mendirikan pabrik.adapun beberapa analisa ekonomi

yang dapat dipakai untk menilai sejauh mana kelayakan pabrik ini adalah :

Laju pengembalian modal (ROI)

Waktu penmegmbalian modal (POT)

Titik impas (BEP)

Dari perhitungan analisa pada Bab XI terlihat bahwa secara ekonomis

pabrik ini layak untuk didirikan.

12..1.2 PROSES

proses yang dipilih adalah roses kondensasi dengan temperatur rendah. Alasa

pemilihan proses ini adalah :

Mudah dalam pengendalian operasi

Kapasitas yang dihasilkan dalam jumlah besar

12.1.3 MANAJEMEN

bentuk perusahaa perseroan terbatas, sehingga diharapkan dalam

perkembangan selanjutnya, modal dapat diperoleh dengan menjual saham kepada

masyarakat, sedang bentuk struktur organisasi yang dipilih adalah garis dan staf,

dimana dalam hal ini kesatuan dalam pimpinan tetap diperhatikan, demikian pula

dalam pembagian pekerjaanh juga disesuaikan dengan kemampuan setiap

individu.

NO123456

910111213141516171819202122

KODED-210AD-210B

L-211F-212F-213F-214

F-217

L-219Q-220

L-222L-223F-224L-225L-226F-227

F-229L-228

L-230

NAMA ALATKATION EXCHANGERANION EXCHANGERPOMPA AIR SUNGAISKIMMERPOMPA SKIMMERTANGKI CLARIFIERSAND FILTERBAK AIR BERSIHPOMPA AIR BERSIHBAK AIR LUNAKPOMPA KE DEAERATORBOILERDEAERATORPOMPA KE BOILERPOMPA KE BAK AIR PENDINGINBAK AIR PENDINGINPOMPA KE PERALATANPOMPA KE BAK KLORINASIBAK KLORINASI

BAK AIR SANITASIPOMPA BAK SANITASI

POMPA KEPERLUAN SANITASI

F-218

78

F-215L-216

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG

UNIT PENGOLAHAN AIRPRA RENCANA PABRIK

METIL ISOBUTIL KETON (MIBK)

DISETUJUIDOSEN PEMBIMBING :

OLEH :

SYAIFUL ANWAR020 .501.0013

DEDIK IRAWAN020 .501.0002

F-216

PERALATAN

PERALATAN

SUNGAI

L-219

F-218L-217

F-214

L-211

L-224

L-233

D-210A

D-210B

F-223

L-222

F-225

L-226

F-221

Q-220

L-222

Fuel Oil Gas

BLOW DOWN

P -227

F-230 F-232

LARUTANALUM

AIR SANITASI

L-231

Cl2

F-212

D-221

Ir. BAMBANG ISMUYANTO, MT.

SUSY YUNININGSIH.ST,MT

steam

L-230

23 L-240 COOLING TOWER

P-3

F-215

P-5

V -1V-2

Air Proses

P-8

P -9

BUANGAN

P-10

10 ,18 in

5/8 in

¼ in

5

6

11 /16

11/16

3 5/8

2 9/16

3 1 /16

1.61

2.07

1.52 7 /8

5

5

4 1/4

3/4

11 /16

9/16

2 7/8

2 7/8

2

2 9 /16

2 9/16

1 15/16

2

1.5

1.5

1

2.07

2.07

1.05

1.90

2.30

2 7 /16

2 1 /2

2 3 /16

2 7/16

2 7/16

1.90

1.90

1.32

T R E K L B NPS

A1

TAMPAK SAMPING TAMPAK DEPAN

DETAIL PONDASI

DETAIL BASE PLATE

DETAIL FLANGE DAN BAUT

DETAIL LUBANG TRAY

TAMPAK ATAS

DETAIL LUG DAN LEG

60 in

A1

A2

A3

A4

A5

A

2 in

DETAIL NOZZLE

B

K

R

A

T

E

4

DETAIL TUTUP

60 in

59 ,625in

29 .813 in

60 in

9/16 in

3/16 in

20 in

12 in 40 in

12 in

16 in

0.25 in

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG

PERANCANGAN ALAT UTAMAKOLOM DESTILASI

DISETUJUIDOSEN PEMBIMBING :

OLEH :

DEDIK IRAWAN

Ir.BAMBANG ISMUYANTO MS

SUSY YUNININGSIH ST, MT

A413

14

A1

A21

2

10

7

6

A3

10,18 In

363,648in

TAMPAK SAMPING

A512

16

17

15

A4

241,824

c

V-1

3/16 in

A3

9

3

4

3/16 in

A5

A2

8

12 in

POTONGAN MEMBUJUR

0.875 in

0,25 in

60 In

59,625 inOUTLET

DOWN COMER

INLETDOWN COMER

DETAIL TRAY TAMPAK ATAS

NAMA BAGIAN

5

11

17 PONDASI16 ANCHOR BOLT15 BASE PLATE14 NOZZLE BUTTOM13 HEAD BUTTOM12 NOZZLE REBOILER11 PENYANGGA10 LUG & GUSSET9 NOZZLE FEED8 SIEVE TRAY7 SHELL (SILINDER)6 NOZZLE REFLUK5 FLANGE4 GASKET3 BAUT2 TUTUP ATAS1 NOZZLE TOP COLOUM

NO

APPAENDIK E

ANALISA EKONOMI PABRIK

1. Metode Penafsiran Harga

Penafsiran harga tiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan kondisi

perekonomian yang ada. Untuk penafsiran harga peralatan, diperlukan

indeks yang dapat digunakan utnuk mengkonversi harga peralatan pada

massa lalu, sehingga diperoleh harga pada saat ini, digunakan persamaan:

Cx = CkIkIx

( peter & timmerhaus, hal 164 )

Dimana :

Cx = tafsiran harga alat saat ini

Ck = tafsiran harga alat pada tahun k

Ix = indeks harga pada saat ini

Ik = indek harga tahun k

Sedangkan untuk menafsirkan harga alat yang sama dengan kapasitas

berbeda digunakan persamaan sebagai berikut:

CB

CAn

VBvA

dimana :

VA = Harga alat A

VB = Harga alat B

CA = Kapasitas alat A

APPENDIK E

2

CB = kapasitas Alat B

n = eksponen harga alat ( peter & timmerhaus)

harga alat pada Pra rencana pabrik MIBK didasarkan pada harga Alat yang

terdapat pada Peter &timerhaus dan Ulrich GD

Tabel E.1 Indek harga Alat pada tahun sebelum evaluasi

No Tahun indeks harga X2 X.Y

1 1975 182 33124 359450

2 1976 192 36864 379392

3 1977 204 41616 403308

4 1978 219 47961 433182

5 1979 239 57121 472981

6 1980 261 68121 516780

7 1981 297 88209 588357

8 1982 314 98596 622348

9 1983 317 100489 628611

10 1984 323 104329 640832

11 1985 325 105625 645125

12 1986 318 101124 631548

13 1987 324 104976 643788

14 1988 343 117649 681884

15 1989 355 126025 706095

16 1990 356 126736 708440

31720 4569 1358565 9062121

APPENDIK E

3

Kenaikan harga tiap tahun merupakan fungsi linier tahun dan indeks harga

tahun k sehingga membentuk persamaan garis lurus :

Y = m X + c .............................................................................(1)

Dimana :

C = konstanta

m = gradien

Y = tahun

X = indeks harga

Untuk mencari harga m dan c, didapatkan dengan metode kuadrat terkecil

sebagai berikut :

Misal : selisih ruas kiri dan kanan persamaan 1 = R

R = mX + c –Y

R2 = (mX + c –Y) 2

mR

= 2 (mX + c- Y)X

sedangkan :

mR 2

= 0

maka :

0 = 2(mX + c – Y) X

m.X2 + X. X = XY................................................................... (2)

m.X+ n.C = Y................................................................... .........(3)

APPENDIK E

4

Dimana :

C = n.c

n = jumlah data

dari persamaan (2) dan (3) diperoleh :

m =)(22

.

Xxn

XYXYn

m =)(22

..

XXn

XYXYX

Maka :

m =)4569(2

)135856516(

)317204569()906212116(

x

xx=0,075766

m =)4569(2

)135856516(

)90621214569()135856531720(

x

xx= 1960,86396

jadi persamaan harga indeks adalah :

Y = 0,075766.X + 1960,86396

Indeks harga (X) pada 2012 ( Y= 2012) adalah :

2012 = 0,075766.X + 1960,86396

X = 582,53095

2. penafsiran harga peralatan

Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga

didapatkan harga peralatan proses seperti terlihat pada Tabel E.2, dan

harga peralatan utilitas dapat dilihat pada tabel E.3dan tabel E.4.

APPENDIK E

5

Contoh perhitungan peralatan :

Berikut adalah contoh perhitungan penafsiran harga pompa jenis

centrifugal dengan daya 0,5 hp:

Dari Gb. 5-49 sampai gambar G.5-51 Ulrich hal 310, untuk pompa jenis

centrifugal dengan daya 0,5 hp diperoleh :

Cp : $ 2.000

FBM : 1,9

Sehingga :

CBM = Cp x FBM = $ 2.000x 1,9 = $ 3.800

Maka :

Harga alat tahun 2012 =19822012

tahunindekstahunindeks

x Harga tahun 1982(CBM)

=31553095,582

x $ 3.800

= $ 7027

jika diasumsikan : $ 1 = 9500

maka :

harga pompa sentrifugal = $ 7027 x Rp. 9500

= Rp. 66.756.500 ,-

Dengan cara yang sama harga peralatan proses dapat dilihat pada tabel berikut :

APPENDIK E

6

Tabel. E.2 Penafsiran Harga peralatan Proses

NoNama Alat

Proses kode jumlah satuan (Rp) Total (Rp)

1 Reaktor R-110 1 4.996.582.940 4.996.582.940

2 Pompa L-111 1 6934822,62 6.934.823

3 Tangki Aseton F-112 8 482911222,6 3.863.289.781

4 Tangki DAA F-113 1 4996589875 4.996.589.875

5 Reaktor R-120 1 5286468371 5.286.468.371

6 Kondesor E-121 1 150279115,3 150.279.115

7 Pompa L-122 1 69348922 69.348.9228 Tangki H3PO4 F-123 1 42164144,95 42.164.1459 Tangki MO F-124 1 274725757 274.725.757

10 Kolom destilasi D-130 1 849662999,9 849.663.000

11 Kondesor E-131 1 150279115,3 150.279.115

12 Reboiler E-132 1 227291093,9 227.291.094

13 Pompa L-133 1 69348922,62 69.348.92314 Akumulator F-134 1 296064305,8 296.064.306

15KolomHidrogenasi D-140 1 1263259974 1.263.259.974

16 Kondesor E-141 1 154093306,1 154.093.30617 Reboiler E-142 1 205758253,4 205.758.253

18 Heater E-143 1 164703691,2 164.703.691

19 Heater E-144A 1 168171137,4 168.171.13720 Heater E-144B 1 183774644,9 183.774.645

21 Pompa L-145 1 69348922,62 69.348.923

22 Blower G-146A 1 109224553,1 109.224.553

23 Blower G-146B 1 96221630,13 96.221.63024 Pompa L-147 1 69348922,62 69.348.92325 Tangki H2 F-148A 4 461170335,5 1.844.681.342

26 Akumulator F-148B 1 220078805,9 220.078.806

27 Tangki MIBK F-148C 2 466440853,6 932.881.707

28 Expander G-149 1 442446126,3 442.446.12629 Mixer M-150 1 196084078,7 196.084.07930 Tangki NaOH F-151 1 51387551,66 51.387.552

TOTAL 22.805.427.878

APPENDIK E

7

Tabel E.3 Penafsiran Harga Peralatan Utilitas

No Nama Alat Proses Kode Jumlah Bahan Harga Total1 Pompa air sungai L-219 2 Cast Iron 158115543,6

2 Pompa Clarifier L-217 2 Cast Iron 155341586,73 Clarifier F-216 1 Carbon Steel 300419532,84 Pompa sand filter L-215 2 Cast Iron 155341586,75 sand filter F-214 1 Carbon Steel 122539546,36 Pompa bak air bersih L-224 2 Cast Iron 155341586,77 Cooling Tower P-227 1 Cast Iron 5547913818 Pompa Demineralizer L-211 2 Cast Iron 155341586,7

9 Kation ExchangerD-

210A 1 Carbon Steel 325939936,3

10 Anion ExchangerD-

210B 1 Carbon Steel 325939936,311 Pompa deaerator L-222 2 Cast Iron 155341586,712 Deaerator P-221 1 Carbon Steel 135923888,313 Boiler Q-220 1 Carbon Steel 195563961,814 Pompa air proses L-233 2 Cast Iron 155341586,715 Pompa air sanitasi L-231 2 Cast Iron 155341586,716 pompa air pendingin L-226 2 Cast Iron 155341586,7

Total 3206624833

Tabel E.4 Penafsiran Harga Peralatan dari beton

No Nama Alat Proses Kode Jumlah Harga Total1 skimer F-218 1 4507699,72 Bak penampung F-215 1 41609353,573 Bak air bersih F-212 1 41609353,574 Bak air pendingin F-225 1 65881476,495 Bak air lunak F-223 1 35367950,546 Bak klorinasi F-230 1 31207015,187 Bak air sanitasi F-232 1 33287482,86

Total 294039431,9

APPENDIK E

8

Sehingga :

Harga total peralatan = harga peralatan proses + harga peralatan utilitas + harga

peralatan dari beton

= Rp.22.805.427.878 + Rp.3.206.624.833 Rp.294.039.431,9

= Rp.26306092143

3. Bahan baku

Pengeluaran bahan baku tiap tahun dapat dilihat pada tebel berikut:

Tabel E.6 Harga kebutuhan bahan baku

No Nama Bahan Jumlah (kg/j) HargaSatuan(Rp/kg)

Harga total(Rp/tahun)

1

2

3

4

5

Aseton

NaOH

H3PO4

H2

Nikel

4431,96908

16,66667

1,6667

65,33334

0,47724

5000

3000

4500

8000

7000

159.550.000.000

360.000.072

54.001.080

3.763.200.384

24.052.896

TOTAL 160043000000

4. Utilitas

Pengeluaran untuk utilitas tiap tahun dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel E.6 Harga Kebutuhan Utilitas

NO UtilitasKebutuhan (tiap

jam)harga pembelian

(Rp/tahun)1 Listrik 300 kW 48600000000

2Bahanbakar 245,988 L 974112480

TOTAL 49574112480

APPENDIK E

9

5. Pengemasan

Produksi : 3333,3333 Kg/jam = 24000000 kg/tahun

Densitas MIBK = 797,827823 kg/m3

Maka :

Volume MIBK : 24000000 / 797,827823 kg/m3

: 30081,67841 m3 /tahun

: 30081678,41 L/tahun

kemasan berupa jirigen dengan kapasitas 25 L MIBK tiap jirigen

harga Jirigen : Rp. 7500,- per biji

jumlah jirigen tiap tahun = 30081678,41/ 25 = 1203267,136 biji

= 1203268 biji

sehingga :

Biaya pengemasan per tahun = Rp. 7500 x 1203268 = Rp. 9024503524,-

6. Penjualan

Kapasitas Produksi 3333,33333 kg/jam = 24000000 kg/tahun

Jumlah produk = 1203268 jirigen/tahun

Harga Jual = Rp. 12500 per tahun

Maka :

Harga penjualan MIBK per tahun = Rp. 12.500 x 24000000

= Rp. 300.000.000.000,-

harga jual satuan Jirigen = Rp. 300.000.000.000 / 1203268

= Rp. 249,321,0158

APPENDIK E

10

7. Gaji Karyawan

Perhitungan gaji karyawan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel E.7 Daftar Gaji Karyawan

Jabatan Jumlah Gaji/bulan/orangGaji total

/bulanDirut 1 Rp8.000.000 Rp8.000.000Litbeng 4 Rp5.000.000 Rp20.000.000direktur 2 Rp6.000.000 Rp12.000.000kep.Bagian 6 Rp4.000.000 Rp24.000.000Quaity Control 3 Rp4.000.000 Rp12.000.000Kasie. Produksi 2 Rp3.000.000 Rp6.000.000Kasie. Teknik 3 Rp3.000.000 Rp9.000.000

Kasie. Pemasaran 3 Rp3.000.000 Rp9.000.000Kasie. SDM 4 Rp3.000.000 Rp12.000.000Kasie. Humas 2 Rp3.000.000 Rp6.000.000Kasie. Keuangan 2 Rp3.000.000 Rp6.000.000Unit Produksi/ shift 115 Rp1.500.000 Rp172.500.000Unit perawatan 3 Rp1.000.000 Rp3.000.000Unit produksi 4 Rp1.500.000 Rp6.000.000Unit Utilitas 4 Rp1.000.000 Rp4.000.000Unit Pemasaran 3 Rp1.500.000 Rp4.500.000Unit Keuangan 2 Rp1.500.000 Rp3.000.000

Unit SDM 9 Rp800.000 Rp7.200.000Sopir 4 Rp500.000 Rp2.000.000Satpam 4 Rp500.000 Rp2.000.000Kebersihan 4 Rp300.000 Rp1.200.000Parkir 2 Rp200.000 Rp400.000Total 186 Rp329.800.000

Maka pengeluaran untuk gaji pegawai tiap tahun = Rp3.957.600.000,-

APPENDIK E

11

8. Harga Tanah dan Bangunan

Perhitungan tanah dan bangunan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel E.8 Harga Tanah dan Bangunan

No keterangan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Total (Rp)1 Tanah 7.694 250.000 1.923.500.0002 Bangunan 4.814 150.000 722.100.000

TOTAL 2.645.600.000

Appendik D- 1

APPENDIK D

PERHITUNGAN UTILITAS

Uniy utilitas merupakan sarana yang sangat penting bagi kelanggengan

proses produksi. Unit utilitas yang diperlukan pada pra perancangan pabrik MIBK

ini meliputi :

Unit penyediaan air




1. unit penyediaan air

a. air sanitasi.

Air ini digunakan untuk karyawan, laaboratorium, taman dan lain –

lain. Kebutuhan air sanitasi dapat diperinci sebagai berikut :

kebutuhan karyawan = 30 L/hari tiap orang

dari perincian tenaga kerja (bab. 10) didapat tenaga kerja secara

keseluruhan berjumlah 186 karyawan.

Kebutuhan air untuk 186 karyawan setiap hari :

= 186 orang x 30 liter/hari

= 232.5 liter/jam

= 0,2325 m3/jam

jika air = 995,68 kg/m3 maka:

kebutuhan air karyawan = 0,2325 m3/jam x 995,68 kg/m3

= 231.4956 kg/jam = 232 kg/jam

Appendik D- 2

laboratorium dan taman

air untuk kebutuhan karyawan laboratorium dan taman di

perkirakan 50% dari kebutuhan karyawan, maka :

= 50% x 232 kg/jam

= 116 kg/jam

jika kebutuhan air sanitasi secara keseluruhan :

= 232 + 116

= 348 kg/j

= 8352 kg/hari

b. air boiler

air boiler digunakan pada peralatan – peralatan berikut :

No Nama Alat Jumlah (kg/hari)

1.

2

3.

4.

5.

Reaktor (R-120)

Reboiler (E-132)

Reboiler (E-142)

Heater (E-143)

Heater (E-144)

14718,52296

31366,85976

60801,03936

488,86560

562,30080

Total 107937,58848

c. Air Pendingin

d. Air pendingin digunakan pada peralatan – peralatan berikut :


1. Reaktor (R-110) 15661,04568

Appendik D- 3

2

3.

4.

kondensor (E-121)

kondensor (E-131)

kondensor (E-141)

299470,81104

1058047,86240

1141095,18888

Total 2514274,90800

e. air proses

air proses digunakan pada tangki pengencer (M-150) yaitu untuk

mengencerkan NaOH 40% menjadi NaOH 5% sebesar 14,58334 kg/hari.

Jadi total air yang harus disuplai adalah :


1.

2

3.

4.

Air Sanitasi

Air Boiler

Air Pendingin

Air Proses

33264

107937,58848

2514274,90800

350

Total 2655826,49648

Untuk menghemat kebutuhan air, maka dilakukan sirkulasi air.Diperkiraka

air yang dapat disirkulasi adalah 95% dari air pendingin dan kondensat.

Maka jumlah air yang dapat di sirkulasi adalah :

Air pendingin = 2514274,90800 x 0,95 = 2388561,16260 kg/hari

Air kondensat = 107937,58848 x 0,95 = 102540,70906 kg/hari

= 2491101,87166 kg/hari

make Up = kebutuhan air total – sirkulasi air

= 2655826,49648 – 2491101,87166

= 164724,62482 kg/hari

= 6863,52603 kg/jam

Appendik D- 4

untuk faktor keamanan disediakan cadangan 30% dari kebutuhan air yang

harus masuk, maka :

kebutuhan air total = 1,3 x 6863,52603

= 8922,58384 kg/jam

pra perancangan pabrik MIBK ini menggunakan air sungai untuk

memenuhi kebutuhan air sanitasi, air boiler, air pendingin dan air proses.

Peralatan yang digunakan pada bagian pengolahan air ini adalah sebagai

berikut :

1. Pompa (L-219)

Fungsi : mengalirkan air dari sungai ke skimer.

Tipe : sentrifugal

Rate aliran = 8922,58384 kg/j

= 19670,7283 lb/j

= 5,4641 lb/dt

densitas : 62,5 lb/cuft

vioskositas = 0,85 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft/dt

= 0,0006 lb/ft.dt

menghitung rate volumetrik

Q = (5,4641 lb/dt)(62,5 lb/cuft)

= 0,0874 cuft/dt

= 5,2455 cuft/mt

= 39,2419 gal/mnt

asumsi : aliran turbulen

Appendik D- 5

dari peter and timmerhaus :

ID optimal = 3,9 Q0,45.0,13

= 3,9 x 0,08740,45 x 62,50,13

= 2,2295 in

standarisasi ID = 2,5 in sch. 40 (tabel 11,kern) diperleh :

ID = 2,469 in = 0,2058 ft

OD= 2,88 in

Flow area = 4,79 in2 = 0,0333 ft2

Menghitung kecepatan aliran fluida dal;am pipa

V1 = Q/A1 (kecepatan aliran air dari sungai)

= 0 ft/dt (karena A1 sungai terlalu besar)

V2 = Q/A2

= (0,0874 cuft/dt)/(0,0333 ft2)

= 2,6246 ft/dt

V = V2 – V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt

Menghitung Reynold Number

21008625,562640006,0

2058,06246,25,62

xxVDN re

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe > 2100)

Menentukan panjang pipa

direncanakan :

Pipa lurus (L) = 30 ft

Appendik D- 6

Elbow 90o sebanyak 3 buah

L /D = 32 ( tabel 1 Peter and Timmerhaus hal 484 )

L elbow = 32. ID

= 3 x 32 x 0,0258 ft

= 19,7568 ft

Gate Valve sebanyak 2 buah

L / D = 7 ( tabel 1 peter and timmerhaus hal 485)

L gate valve = 7. ID

= 2 x 7 x 0,2058 ft

= 2,8812 ft

Globe valve sebanyak 1 buah


L globe valve = 300. ID

= 7 x 0,2058 ft

= 61,74 ft

Entrance valve = 1,9 ft

Exit valve = 3,8 ft

Panjang total sistem perpipaan :

L pipa = 30 + 19,7568 + 2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8

= 118,6374 ft

Menghitung friction loss

Bahan yang digunakan : comerrcial steel

Maka : = 0,000046 ( genakoplis hal. 88)

Appendik D- 7

/D = 0,000733

Didapatkan : f = 0,005

1. pada straight pipe :

F1 =( 4xf x V2x ΔL) / (2 x D x gc)

=(4 x 0,005 x 2,62462 x 118,6374)/ (2x32,2x0,2058 )

= 1,2332 lbf.ft/ lbm

2. Kontraksi dan Pembesaran

Kc = 0,4 x (1,25 – A1/A2)

(A2/A1, dianggap = 0, karena A1 sungai besar )

maka :

Kc = 0,4 x (1,25 – 0) = 0,5

F2 = ( Kc x V2) / (2 x ά x gc)

= 0,5 x 2,62462 / 0,5 x 2,62462 / 2x1x32,2

= 0,0535 lbf.ft/lbm

3. sudden enlargement from expantion loss at river entrance

Kex = 1 – (A2/A1)2 = 1

F3 = ( Kex x V2) / (2 x ά x gc)

= 1 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,107 lbf.ft/lbm

4. friction in 3 elbow 90o

Kf = 0,75

F4 = ( Kf x V2) / (2 x ά x gc)

= 0,75 x 2,62462 / 2x1x32,2 = 0,2407 lbf.ft/lbm

Sehingga :

Appendik D- 8

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 1,2332 + 0,0535 + 0,107 + 0,2407

= 1,6344 lbf.ft/lbm

Ditentukan :

ΔZ = 20 ft (datum level)

ΔP = 0 ( karea P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs)

V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki > diameter pipa )

V2 = 2,6246 ft/dt

ά = 1 ( untuk aliran turbulen)

ρ1 = ρ2 ( fluida Incompresible)

Dengan menggunakan persamaan bernouli :

(ΔV2/2. ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ ρ) + ΣF = Ws

(2,62462/2x1x32,2) +(20/32,2) + 0 + 1,6344 = Ws

Ws = 2,2963 lbf.ft/lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa

WHP = Ws.Q.ρ/ 550

= 2,2963 x 0,0874 x 62,5 / 550

= 0,0228 Hp

dari fig 14-37 peter and timmerhaus didapatkan : η pompa = 18%

maka :

BHP = WHP/ η pompa = 0,0228 / 0,8 = 0,1267

Dari fig. 14-38 peter and timmerhaus didapatkan: η motor = 80%

Appendik D- 9

Maka :

Hp = BHP / η pompa = 0,1267/0,8 = 0,1584

Digunakan daya pompa 0,5 Hp

Bahan konstruksi : cast iron

Jumlah : 1 buah

2. Skimer (L-218)

Fungsi : menampung air dari sungai, memisahkan kotoran terapung yang

dilengkapi dengan sekat pada bagian permukaan sampai dasar ba, sekaligus

sebagai bak pengendapan awal.

Bahan konstruksi : beton bertulang

Rate : 8922,58384 kg/j

Densitas air : 995,68 kg/m3

Waktu tinggal : 24 jam

Maka :

Rate Volumetrik = 8922,58384/995,68 = 8,9613 m3 /j

Volume air = 8,9613 x 24 = 215,0712 m3

Direncanakan bak berisi 80 % air maka :

Volume bak = 215,0712/ 0,8 = 268,839 m3

Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :

Panjang (P) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 4 : 3 : 2

Maka :

Volume bak penampung = P x L x T = 4 x 3 x 2 = 24 m3

24X3 = 268,839 m3

Appendik D- 10

X = 2,2375 m

Didapat :

Panjang = 4 x 2,2375 = 8,95 m

Lebar = 3 x 2,2375 = 6,7125 m

Tinggi = 2 x 2,2375 = 4,475 m

Dimensi bak :

Bentuk : persegi panjang

Ukuran : (8,95 x 6,7125 x 4,475)m3

Bahan : Beton Bertulang

Jumlah : 1 buah

3. Pompa (L-217)

Fungsi : mengalirkan air dari skimer ke clarifier


= 19670,7283 lb/j

= 5,4641 lb/dt

Densitas : 62,5 lb/cuft

Viskositas = 0,85 cp x 6,7197 . 10-4 lbm/ft.dt

= 0,0006 lb/ft.dt

Menghitung rate volumetrik

Q = (5,4641b/dt)/ (62,5 lb/cuft)

= 0,0874 cuft/dt

= 5,2455 cuft/mt

= 39,2419 gal/menit

Appendik D- 11

Asumsikan : aliran turbulen

Dari peter and timmerhaus :

ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,0874 0,45 x 62,5 0,13

= 2,2295 in

Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 ( Tbel 11, Q kern ) diperoleh :

ID = 2,469 in = 0,02058 ft

OD = 2,88 in

Flow area = 4,79 in 2 = 0,0333 ft 3

Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa

V1 = Q/A1 ( kecepatan aliran air dari tangki)

= 0 ft/dt (karena A1 tangki terlalu besar )

V2 = Q/A2

= ( 0,0874 cuft/dt) /(0,0333 ft2 )

= 2,6246 ft/dt

ΔV = V2 - V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt


NRe =0006,0

2058,06246,25,62. xxVD

= 56264,8625 > 2100

( memenuhi Syarat aliran turbulen karena Nre > 2100 )


Direncanakan :

- pipa lurus (L) = 20 ft

- Elbow 90 o sebanyak 2 buah

Appendik D- 12

L/D = 32 ( tabel Peter and Timmerhaus hal.484)

Lelbow = 32.ID

= 32 x2 x0,2058 ft

= 13,1712 ft

- Gate valve sebanyak 2 buah

L / D = 7 ( tabel 1 peter and timmerhaus hal. 485 )


= 2 x 7 x 0,2058 ft

= 2,8812 ft

- Globe valve sebanyak 1 buah



= 300 x 0,2058 ft

= 61,74 ft

- Entrance valve = 1,9 ft

- Exit valve = 3,8 ft


L pipa = 20 + 13,1712 + 2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8

= 103,4924 ft


Bahan yang digunakan : Commencial steel

Maka : ε = 0,000046 m ( genakoplis hal. 88)

ε/ D = 0,000733

Appendik D- 13

didapat : f = 0,005

1. pada straight pipe

F1 =2058,02,322

4924,1036246,22

005,04

24 2

xx

xxx

xgcxDLxxfxv

=1,0758 lbf.ft/lbm

2. kontraksi dan pembesaran

Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)

(A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar )

maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

F2 =2,3212

6246,22

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,0535 lbf.ft/lbm

3. Sudden enlargement from expansion loss at river entrance

Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

F 3 =2,3212

6246,221

2. 2

xx

x

xgcxvKex

=0,107 lbf.ft/lbm

4. friction in 2 elbow 90O

Kf = 0,75

F4 = 2xxgcx

Kfxv2

2

= 2 x2,3212

6246,275,0 2

xxx

= 0,1604 lbf.ft / lbm

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 1,0758 + 0,0535 + 0,107 + 0,1604

= 1,3967 lbm.ft / lbm

Appendik D- 14

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft

Δ P = 0 (karena P1 = P2 pada tekanan 1 atm abs)

V1 = 0 ft/dt (karena diameter tangki >>> diameter pipa)

V2 = 2,6246 ft / dt

ά= 1 (untuk aliran turbulen )

ρ1 = ρ2 (fluida incompressible)


(ΔV2 / 2.ά.gc) + (ΔZ/gc) + (ΔP/ρ) + ΣF = Ws

(2,62462 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 1,3967 = Ws

Ws = 2,1248 lbf.ft / lbm


WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 2,1248 x 0,0874 x 62,5 / 550

= 0,0211 Hp

Dari fig. 14 – 37 peter and Timmerhaus didapat : ή pompa = 18%

Maka : BHP = WHP / ή pompa = 0,0211 / 0,18 = 0,1172

Dari fig 14 – 38 peter and Timmerhaus didapat : ή motor = 80%

Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,1172/ 0,8 = 0,1465


Bahan konstruksdi : Cast iron

Jumlah : 1 buah

Appendik D- 15

4. Clarifier (F-216)

Fungsi : tempat terjadinya flokulasi dan sedimentasi yaitu dengan jalan

pencampuran alum atau Al2(SO4) 30% sebanyak 80 ppm (0,08 kg /m3 )

yang dilengkapi dengan pengaduk putaran cepat.

Bahan konstruksi : plat aluminium

Rate : 8922,58384 kg/j


Maka :

Rate volumetrik = 8922,58384/ 995,68 = 8,9613 m3/j

Volume air = 8,9613 x 4 = 35,8452 m3

Direncanakan : bak berisi 80% air

Sehingga :

Volume bak = 35,8452 /0,8 = 44,8065 m3

Kebutuhan koagulan = 0,08 kg /m3 x 44,8065 m3 x 30%

= 1,0754 kg

dalam 1 hari dibutuhkan = 1,0754 x 24 = 25,8096 kg

volume tangki = (1/4).π.1,5 d3

44,8065 = (1/4).π.1,5 d3

d = 3,3635 m

tinggi liquida : L = 1,5 x 3,3635 = 5,0453 m

dimensi bak :

diameter = 3,3635 m

tinggi liquida = 5,0453 m

Appendik D- 16

power pengaduk putaran cepat

jenis pengaduk : flat blade turbine

Dt (diameter tangki) = 3,3635 m

Da/Dt = 1/3, dimana Da = 1,1212 m = 3,6785 ft

Letak dari dasar : E/da = 1

E = 3,6785 ft

Putaran 50 rpm = 0,833 rps

µ = 0,0006 lb/ft.s

ρ = 62,5 lb/ft3

NRe = Da2 .( ρ/µ)

= (3,6785)2 x )62,5/0,0006)

= 1409516,901

dari fig 9-13, Mc Cba didapatkan Np = 1,5 (kurva C)

power = P =gc

DannP 5.3..

= hpx

xx6057,16

5502,32

678,3 5.67,13

5,625,1

Efisiensi motor = 90%

Power yang dibutuhkan = 16,6057/0,90 = 18,4508 Hp

Diambil power yang besar 19 Hp

5. Bak Penampung

Fungsi : untuk menampung air dari clarifier.

Rate : 8922,58384 kg/j

Appendik D- 17

Laju alir = 8,9613 m3 / j

Waktu tinggal = 4 jam

Volume bak = 8,9613 m3 / j x 4 jam

= 35,8452 m3

direncanakan bak berisi 80% volume, maka :

volume bak = 35,8452 / 0,8 = 44,8065

bak berbentuk persegi panjang dengan ukuran :

tinggi = lebar = x

panjang = 2,5 X

V = 2,5 X3

Maka :

44,8065 m3 = 2,5 X3

X = 2,617 m

Kesimpulan :

Tinggi = 2,5989 m

Lebar = 2,5989 m

Panjang = 6,5425 m

6. pompa sand filter ( L-214)

fungsi : untuk mengalirkan air dari bak penampung ke sand filter.

Tipe : sentrifugal


= 19670,7283 lb/j

= 5,4641 lb/dt

Appendik D- 18


Viskositas = 0,85 cp x 6,7197. 10-4 lbm/ft.dt

= 0,0006 lb/ft.dt


Q = ( 5,4641 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

= 0,0874 cuft/dt

= 5,2455 cuft/mnt

= 39,2419 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,0874 0,45 x 62,5 0,13

= 2,2295 in

Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 ( Tabel 11, Q kern ) diperoleh :

ID = 2,469 in = 0,02058 ft

OD = 2,88 in

Flow area = 4,79 in 2 = 0,0333 ft 3




V2 = Q/A2

= ( 0,0874 cuft/dt) /(0,0333 ft2 )

= 2,6246 ft/dt

Appendik D- 19

ΔV = V2 - V1 = 2,6246 – 0 = 2,6246 ft/dt


NRe =0006,0

2058,06246,25,62. xxVD

= 56264,8625 > 2100



Direncanakan :




Lelbow = 32.ID

= 32 x2 x0,2058 ft

= 13,1712 ft




= 2 x 7 x 0,2058 ft

= 2,8812 ft




= 300 x 0,2058 ft

= 61,74 ft


Appendik D- 20



L pipa = 90 + 13,1712 + 2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8

= 173,4924 ft




ε/ D = 0,000733

didapat : f = 0,005

1. Pada straight pipe

F1 =2058,02,322

4924,1736246,22

005,04

24 2

xx

xxx

xgcxDLxxfxv

=1,8035 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)


maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

F2 =2,3212

6246,22

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,0535 lbf.ft/lbm


Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

F 3 =2,3212

6246,221

2

. 2

xx

x

xgcxvKex

=0,107 lbf.ft/lbm

Appendik D- 21


Kf = 0,75

F4 = 2xxgcx

Kfxv2

2

= 2 x2,3212

6246,275,0 2

xxx

= 0,1604 lbf.ft / lbm

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 1,8035 + 0,0535 + 0,107 + 0,1604

= 2,1244 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 70 ft



V2 = 2,6246 ft / dt





(2,62462 / 2.1.32,2) + (70/32,2) + 0 + 1,3967 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 4,4053 x 0,0874 x 62,5 / 550

= 0,0438 Hp


Appendik D- 22

Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0438 / 0,18 = 0,2433


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,2433/ 0,8 = 0,3041



Jumlah : 1 buah

7. Sand filter (F-213)

Fungsi : menyaring partikel yang tidak dapat mengandap

Type : tangki tegak


Rate = 8922,58384 kg/jam

= 8,9613 m3 / jam

Volume air = 8,9613 x 1 = 8,9613 m3

Direncanakan :

Tangki berisi 80% bahan

Volume bahan = V padatan + Vair

Volume air dalam bed = 0,8 x 8,9613 = 7,169 m3

Volume ruang kosong = 0,2 x 7,169 = 1,438 m3

Menentukan volume padatan :

0,4 = 1,4338 / (1,4338 + V padatan)

V padatan = 2,1507 m3

Appendik D- 23

Maka :

Vb = 2,1507 + 8,9613 = 11,112 m3

Volume bejana = 11,112 m3 /0,8 = 13,89 m3

Bnetuk : silinder dengan tutup atas dan bawah standart dished

Maka :

Vbak = π/4. d2. Ls (Ls = 1,5 d)

13,89 = π/4.1,5 d3

d = 2,2764 m = 89,622 in

standarisasi (B & Y hal.90) :

d = 90 in = 2,286 m

Ls = 1,5 x 2,286 = 3,429 m

Kesimpulan :

Dimensi bejana : diameter = 2,2764 m

Tinggi = 3,4146 m

Bahan konstruksi = carbon steel

8. Bak Air Bersih ( F-212)

Fungsi : menampung air bersih untuk didistribusikan ke proses selanjutnya.

Rate : 8922,58384 kg/j



Maka :

Rate volumetrik = : 8922,58384 kg/j / 995,68 kg/m3 = 8,9613 m3/j

Appendik D- 24

Volume air = 8,9613 m3/j x 16 = 143,3808 m3

Direncanakan bak berisi 80% air maka :

Volume bak : 143,3808 m3/ 0,8 = 179,226 m3

direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :

Panjang (L) : Lebar (L) : Tinggi (T) = 5;4;3

Maka :

Volume bak penampung = Px L x T = 5 x 4 x 3 = 60 m3

30 X3 = 179,226 m3

X = 1,8145 m

Didapat :

Panjang = 5 x 1,8145 m = 9,0725 m

Lebar = 4 x 1,8145 m = 7,258 m

Tinggi = 3 x 1,8145 m = 5,4435 m

Dimensi bak :


Ukuran : (9,0725 x 7,258 x 5,4425) m3

Bahan : Beton

Jumlah : 1 buah

9. pompa ( L-211)

fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih kekation exchanger

Tipe : sentrifugal


= 663,32009 lb/j

Appendik D- 25

= 0,1843 lb/dt



= 0,0006 lb/ft.dt


Q = (0,1843 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

= 0,0029 cuft/dt

= 50,147cuft/mnt

= 1,3017 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,0029 0,45 x 62,5 0,13

= 0,4815 in


ID = 0,622 in = 0,0518 ft

OD = 0,84 in

Flow area = 0,304 in 2 = 0,0021 ft 2




V2 = Q/A2

= ( 0,0029 cuft/dt) /(0,0021 ft2 )

Appendik D- 26

= 1,381 ft/dt

ΔV = V2 - V1 = 1,381 – 0 = 1,381 ft/dt


NRe =0006,0

0518,0381,15,62. xxVD

= 74751,645833 > 2100



Direncanakan :




Lelbow = 32.ID

= 32 x2 x 0,0518 ft

= 3,3152 ft




= 2 x 7 x 0,0518 ft

= 0,7252 ft




= 300 x 0,0518 ft

= 15,54 ft

Appendik D- 27




L pipa = 100+ 3,3152 + 0,7252 + 15,54 + 1,9 + 3,8

= 125,2804 ft




ε/ D = 0,0029

didapat : f = 0,0095

1.Pada straight pipe

F1 =0518,02,322

2804,125381,12

009,04

2

4 2

xx

xxx

xgcxD

Lxxfxv

=2,5784 lbf.ft/lbm

2.kontraksi dan pembesaran

Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)


maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

F2 =2,3212

381,12

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,0148 lbf.ft/lbm

3.Sudden enlargement from expansion loss at river entrance

Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

Appendik D- 28

F 3 =2,3212

381,121

2. 2

xx

x

xgcxvKex

= 0,0296 lbf.ft/lbm

4.friction in 2 elbow 90O

Kf = 0,75

F4 = 2xxgcx

Kfxv2

2

= 2 x2,3212

381,1275,0

xx

x= 0,0444 lbf.ft / lbm

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 2,5784 + 0,0148 + 0,0296 + 0,0444

= 2,6672 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 90 ft



V2 = 1,381 ft / dt





(1,381 2 / 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 2,6672 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

Appendik D- 29

= 5,4918 x 0,0029 x 62,5 / 550

= 0,00181 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,00181 / 0,18 = 0,0101


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,0101/ 0,8 = 0,0126



Jumlah : 1 buah

10. pompa ( L-224)

fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak air pendingin

Tipe : sentrifugal


= 15919,68203 lb/j

= 4,4221 lb/dt



= 0,0006 lb/ft.dt


Q = (4,4221 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

Appendik D- 30

= 0,0708 cuft/dt

= 4,248 cuft/mnt

= 31,7793 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,0708 0,45 x 62,5 0,13

= 2,0279 in

Standarisasi ID = 2 in Sch. 40 ( Tabel 11, Q kern ) diperoleh :

ID = 2,067 in = 0,1723 ft

OD = 2,38 in

Flow area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft 2




V2 = Q/A2

= (0,0708 cuft/dt) /(0,0233 ft2 )

= 3,0386 ft/dt

ΔV = V2 - V1 = 3,0386 – 0 = 3,0386 ft/dt


NRe =0006,0

1723,00386,35,62. xxVD

= 54536,53959 > 2100


Appendik D- 31


Direncanakan :




Lelbow = 32.ID

= 32 x4 x 0,1723 ft

= 22,0544 ft




= 2 x 7 x 0,1723 ft

= 2,4115 ft




= 300 x 0,1723

= 51,675 ft




L pipa = 120 + 22,0544 + 2,4115 + 51,675 + 1,9 + 3,8

= 201,8409 ft

Appendik D- 32




ε/ D = 0,00088

didapat : f = 0,006


F1 =1723,02,322

8409,2010386,32

005,04

2

4 2

xx

xxx

xgcxD

Lxxfxv

= 4,0308 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)


maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

F2 =2,3212

0386,32

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,0717 lbf.ft/lbm


Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

F 3 =2,3212

0386,32

1

2. 2

xx

x

xgcxvKex

= 0,1434 lbf.ft/lbm


Kf = 0,75

F4 = 4xxgcx

Kfxv2

2

= 4 x2,3212

0386,32

75,0

xx


Appendik D- 33

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 4,0308 + 0,0717 + 0,1434 + 0,4301

= 4,676 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 100 ft



V2 = 3,0386 ft / dt





( 0386,32

/ 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 4,676 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 7,925 x 0,0708 x 62,5 / 550

= 0,0637 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0637 / 0,18 = 0,3539


Appendik D- 34

Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,3539/ 0,8 = 0,4424



Jumlah : 1 buah

11. Kation Exchanger (D-210B)

Fungsi : menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan

Digunakan : Hidrogen exchanger (H2 Z) , dimana tiap m 3 H2 Z dapat

menghilangkan 6500 – 9000 hardness

Direncanakan : kapasitas 10000 gr kation/ m3 resin

Rate = 300,88002 kg/j

= 663,3201 lb/j

=0,1843 lb/dt

densitas air = 62,5 lb/cuft

rate volumetrik = (663,3201 lb/j) / (62,5 lb/cuft)

= 10,6131 cuft/j

= 0,1769 cuft/menit

= 1,3233 gal/menit

= 79,3968 gal/j

direncanakan : bentuk silinder

dimana : kecepatan air = 5 gpm/ft2

Appendik D- 35

tinggi Bed = 3 m

maka :

Luas penampang bed = (1,3233 gpm)/ ( 5 Gpm/ ft2)

= 0,2647 ft2

= 0,0246 m2

Volume Bed = Luas x Tinggi

= 0,0246 m2 x 3 m

= 0,0738 m 3

sehingga didapat diameter :

A = (1/4)..D2

0,0246 = (1/4)..D2

D = 0,3066 m

Tinggi tangki :

H/D = 3

H = 3 x 0,3066 = 0,9198 m

Volume tangki :

Vt = luas x tinggi

= 0,0246 x 0,9198

= 0,0226 m3

Asumsi : tiap gallon air mengandung 4 grain kation

Maka :

Kation dalam air = 79,3968 gal/j x 4 grain/gal

= 317,5872 grain/j

Appendik D- 36

dalam 0,0738 m3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak :

= 0,0738 x 10000 gr/m3

= 738 gr

= 738 gr x (1/453,59 gr/lb) x (7000 grain/lb)

= 11389,13997 grain

umur resin = ( 11389,13997 grain) / (317,5872 grain/j)

= 35,8615 jam

setelah umur 35,8615 jam resin harus diregenerasi dengan asam sulfat

atau asam klorida.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316

12. Anion Exchanger (D-210A)

Fungsi : menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan SO4-2

NO3- dan F yang terkandung dalam air

Direncanakan : kapasitas 10000 gr anion/ m3 resin

Rate = 300,88002 kg/j

= 663,3201 lb/j

=0,1843 lb/dt



= 10,6131 cuft/j

= 0,1769 cuft/menit

= 1,3233 gal/menit

= 79,3968 gal/j

Appendik D- 37



tinggi Bed = 3 m

maka :


= 0,2647 ft2

= 0,0246 m2


= 0,0246 m2 x 3 m

= 0,0738 m 3


A = (1/4)..D2

0,0246 = (1/4)..D2

D = 0,3066 m

Tinggi tangki :

H/D = 3

H = 3 x 0,3066 = 0,9198 m

Volume tangki :

Vt = luas x tinggi

= 0,0246 x 0,9198

= 0,0226 m3

Asumsi : tiap gallon air mengandung 4 grain anion

Maka :

Appendik D- 38


= 317,5872 grain/j

dalam 0,0738 m3 DOH dapat dihilangkan hardness sebanyak :

= 0,0738 x 10000 gr/m3

= 738 gr


= 11389,13997 grain


= 35,8615 jam


atau asam klorida.


13. Bak Air Lunak (F-223)

Fungsi : menampung air4 bersih untuk umpan air boiler.

Rate = 4497,39952 kg/j

densitas air = 995,68 kg/m3

waktu tinggal = 4 jam

maka :

rate volumetrik = (4497,39952 kg/j )/ 995,68 kg/m3 = 4,5169 m3/j

Volume air = 4,5169 x 4 = 18,0676 m3


Volume bak = 18,0676 / 0,8 = 22,5845 m3


Appendik D- 39


Maka :


30 x 3 = 22,5845

X = 0,9097 m

Didapat :

Panjang = 5 x 0,9097 = 4,5485 m

Lebar = 3 x 0,9097 = 2,7291 m

Tinggi = 2 x 0,9097 = 1,8194 m

Dimensi bak :


Ukuran : ( 4,5485 x 2,7291) x 1,8194) m3

Bahan : beton

Jumlah : 1 Buah

14. pompa ( L-222)

fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air lunak ke deaerator

Tipe : sentrifugal


= 9914,96698 lb/j

= 2,7542 lb/dt



= 0,0006 lb/ft.dt

Appendik D- 40


Q = (2,7542 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

= 0,0441 cuft/dt

= 42,646 cuft/mnt

= 19,7947 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,0441 0,45 x 62,5 0,13

= 1,6388 in


ID = 2,067 in = 0,1723 ft

OD = 2,38 in

Flow area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft 2




V2 = Q/A2

= (0,0441 cuft/dt) /(0,0233 ft2 )

= 1,8927 ft/dt

ΔV = V2 - V1 = 1,8927 – 0 =1,8927 ft/dt


NRe =0006,0

1723,01,89275,62. xxVD

= 33970,02188 > 2100

Appendik D- 41



Direncanakan :




Lelbow = 32.ID

= 32 x 0,1723 ft

= 5,5136 ft




= 2 x 7 x 0,1723 ft

= 2,4115 ft




= 300 x 0,1723

= 51,675 ft




Appendik D- 42

L pipa = 30+ 5,5136 + 2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8

= 95,3158 ft




ε/ D = 0,00088

didapat : f = 0,006


F1 =1723,02,322

3158,958927,12

006,04

24 2

xx

xxx

xgcxDLxxfxv

= 0,7285 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)


maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

F2 =2,3212

8927,12

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,0278 lbf.ft/lbm


Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

F 3 =2,3212

8927,12

1

2

.2

xx

x

xgcxvKex

= 0,0417 lbf.ft/lbm


Kf = 0,75

Appendik D- 43

F4 = 4xxgcx

Kfxv2

2

= 4 x2,3212

8927,12

75,0

xx


Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 0,7385 + 0,0278 + 0,0556 + 0,0417

= 0,8636 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 1,8927 ft / dt





( 8927,12

/ 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 0,8636 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 1,5403 x 0,0441 x 62,5 / 550

= 0,0077 Hp


Appendik D- 44

Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0077 / 0,18 = 0,0428


Maka:

Hp = BHP / ή motor =0,0428/ 0,8 = 0,0535



Jumlah : 1 buah

15. Deaerator (D-221)

Fungsi : menghilangkan gas-gas impurities dalam air umpan boiler dengan

sistem pemanasan steam.

Rate : 4497, 39952 kg/jam



Maka :

Rate = 4497, 39952 / 995,68 = 4,5169 m3 /jam

Volume air = 4,5169 x 4 = 18,0676 m3

Volume air diperkirakan mengisi 80% volume tangki, maka :

Volume tangki = 18,0676/ 0,8 = 22,5845 m3

Direncanakan : tangki silinder harizontal dengan H = 2 D

Diameter tangki :

Vt = (1/4). . D2 .2D

22,5845 = ¼. ). . 2D3

Appendik D- 45

D = 2,432 m

Tinggi tangki :

H = 2 x 2,432 = 4,864 m

Bahan Konstruksi : carbon steel SA-240 grade M Type 316.

Jumlah : 1 buah

16. Bak Air Pendingin ( F-226)

Fungsi : Menampung air bersih untuk air pendingin.

Rate : 104761, 4545 kg/j



Maka :

Rate volumetrik = 104761,4545 / 995,68 = 105,216 m3/j

Volume air = 105,216 x 3 = 315,648 m3


Volume bak = 315,648 / 0,8 = 394,56 m3

Direncanakan bak bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :

Panjang (P) : lebar (L) : tinggi (T) = 5 : 4 : 3

Maka :


60 x3 = 394,56 m3

x = 1,8735 m

didapat :

panjang = 5 x 1,8735 = 9,3675 m

Appendik D- 46

lebar = 4 x 1,8735 = 7,494 m

Panjang = 3 x 1,8735 = 5,6205 m

Dimensi bak :


Ukuran : (9,3675 x 7,494 x 5,6205) m3

Bahan : beton

Jumlah : 1 buah

17. pompa ( L-227)

fungsi : untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke klorinasi dan ke

proses

Tipe : sentrifugal


= 635,3004 lb/j

= 0,1765 lb/dt



= 0,0006 lb/ft.dt


Q = (0,1765 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

= 0,002824 cuft/dt

= 0,16944 cuft/mnt

= 1,26758 gal/mnt


Appendik D- 47


ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,002824 0,45 x 62,5 0,13

= 0,109798 in


ID = 0,269 in = 0,0224 ft

OD = 0,405 in

Flow area = 0,058 in 2 = 0,0004 ft 2




V2 = Q/A2

= (0,002824 cuft/dt) /(0,0004 ft2 )

= 7,06 ft/dt

ΔV = V2 - V1 = 7,06 – 0 = 7,06 ft/dt


NRe =0006,0

0224,07,065,62. xxVD

= 33970,02188 > 2100



Direncanakan :




Appendik D- 48

Lelbow = 32.ID

= 2 x 32 x 0,0224 ft

= 1,4336 ft




= 2 x 7 x 0,0224 ft

= 0,3136 ft




= 300 x 0,0224

= 6,72 ft




L pipa = 90 + 1,4336 + 0,3136 + 6,72 + 1,9 + 3,8

= 14,1672 ft




ε/ D = 0,0067

didapat : f = 0,009

Appendik D- 49


F1 =0224,02,322

1672,1406,72

006,04

2

4 2

xx

xxx

xgcxD

Lxxfxv

= 17,6223 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)


maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

F2 =2,3212

06,72

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,3870 lbf.ft/lbm


Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

F 3 =2,3212

06,72

1

2

2.xx

x

xgcxvKex

= 0,7740 lbf.ft/lbm


Kf = 0,75

F4 = 4xxgcx

Kfxv2

2

= 4 x2,3212

06,72

75,0

xx


Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 17,6222 + 0,3870 + 0,7740 + 1,1610

= 19,9442 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Appendik D- 50

Δ Z = 90 ft



V2 = 7,06 ft / dt





( 7,062

/ 2.1.32,2) + (90/32,2) + 0 + 19,9442 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 23,5132 x 0,0028 x 62,5 / 550

= 0,00748 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,00748 / 0,18 = 0,0416


Maka:

Hp = BHP / ή motor =0,0416/ 0,8 = 0,052



Jumlah : 1 buah

Appendik D- 51

18. Pompa (L-232)

fungsi : untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak klorinasi

Tipe : sentrifugal

Rate aliran = 1386 kg/j

= 628,6855 lb/j

= 0,1746 lb/dt



= 0,0006 lb/ft.dt


Q = (0,1746 lb/dt) /(62,5 lb/cuft)

= 0,0028 cuft/dt

= 0,1676 cuft/mnt

= 1,2539 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45 . ρ0,13

= 3,9 x 0,0028 0,45 x 62,5 0,13

= 0,4740 in


ID = 0,622 in = 0,0518 ft

OD = 0,840 in

Flow area = 0,304 in 2 = 0,0021 ft 2

Appendik D- 52




V2 = Q/A2

= (0,0028 cuft/dt) /(0,0021 ft2 )

= 1,3333 ft/dt

ΔV = V2 - V1 = 1,3333 – 0 = 1,3333 ft/dt


NRe =0006,0

0518,01,33335,62. xxVD

= 7194,2646 > 2100



Direncanakan :




Lelbow = 32.ID

= 2 x 32 x 0,0518 ft

= 10,33152 ft




= 2 x 7 x 0,0518 ft

= 0,7252 ft

Appendik D- 53




= 300 x 0,018 ft

= 15,54 ft




L pipa = 20+ 0,33152 + 0,7252 + 15,54 + 1,9 + 3,8

= 26,7568 ft




ε/ D = 0,0029

didapat : f = 0,006


F1 =0518,02,322

7568,161,33332

006,04

2

4 2

xx

xxx

xgcxD

Lxxfxv

= 0,3422 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x ( 1,25 – A2/A1)


maka :

Kc = 0,4 x ( 1,25 – 0) = 0,5

Appendik D- 54

F2 =2,3212

1,33332

5,0

2

2

xx

x

xgcxvKcx

= 0,0138 lbf.ft/lbm


Kex = 1 – (A1/ A2 )2 = 1

F 3 =2,3212

1,33332

1

2

2.xx

x

xgcxvKex

= 0,0276 lbf.ft/lbm


Kf = 0,75

F4 = 4xxgcx

Kfxv2

2

= 4 x2,3212

3333,12

75,0

xx


Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 0,3422 + 0,0138 + 0,0276 + 0,0414

= 0,4250 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 1,3333 ft / dt





Appendik D- 55

(1,33332

/ 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 0,4250 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 1,07372 x 0,0028 x 62,5 / 550

= 0,00034 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,00034 / 0,18 = 0,0019


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,0019/ 0,8 = 0,0024



Jumlah : 1 buah

19. bak klorinasi ( F-230)

Fungsi : mengklorinasi air untuk keperluan sanitasi

Rate : 1386 kg/ jam



Maka :

Rate volumetrik = 1386 / 995,68 = 1,3920 m3/j

Volume air = 1,3920 x 6 = 8,352 m3

Appendik D- 56


Volume bak = 8,352 / 0,8 = 10,44 m3



Maka :


30 x3 = 10,44 m3

x = 0,7034 m

didapat :

panjang = 5 x 0,7034 = 3,517 m

lebar = 3 x 0,7034 = 2,1102 m

Panjang = 2 x 0,7034 = 1,4068 m

Dimensi bak :


Ukuran : (3,517 x 2,1102 x 1,4068 ) m3

Bahan : beton

Jumlah : 1 buah

20. bak air sanitasi ( F-232)

Fungsi : menampung air untuk keperluan sanitasi

Rate : 1386 kg/ jam



Maka :

Appendik D- 57


Volume air = 1,3920 x 6 = 8,352 m3


Volume bak = 8,352 / 0,8 = 10,44 m3



Maka :


30 x3 = 10,44 m3

x = 0,7034 m

didapat :

panjang = 5 x 0,7034 = 3,517 m

lebar = 3 x 0,7034 = 2,1102 m

Panjang = 2 x 0,7034 = 1,4068 m

Dimensi bak :


Ukuran : (3,517 x 2,1102 x 1,4068 ) m3

Bahan : beton

Jumlah : 1 buah

Appendik D- 58

2. Unit Penyediaan Steam (Boiler) dan Air Pendingin (Cooling Tower)

a.Boiler

Pada Pra –rencana pabrik MIBK ini steam yang akan digunakan

bertekanan 6 atm (88,2 psia) yang diperoleh dari boiler dan direncanakan

menggunakan boiler fire tube.

Kebutuhan steam = 4684,79117 kg/j

Power Boiler :

Dari pers. 172 savern W.H “ steam and Gas Power” hal 140 :

Hp =5,34

)(

HfgHfHgmsx

Dimana :

Ms : rate steam yang dihasilkan = 4684,79117 kg/j = 10328,09061 lb/j

Hg : entalphi steam pada 338 oF = 489,1325 BTU/ lb

Hf : entalphi air masuk boiler ( pada 78,8 oF) = 4,6848 BTU/lb

Hfg : entalphi air pada suhu 131 oF = 97,98 BTU/lb (Geankoplishal.802)

Angka 970,3 dan 34,5 adalah penyesuaian pada penguapan 34,5 hp/lb

pada 131 oF menjadi uap kering

Maka :

Hp =5,343,970

)6848,41325,489(09061,10328

x = 149,466

Kapasitas boiler :

Q =1000

)( HfHgmsx (pers.171, Savern W.H hal,140)

Q =1000

)6848,41325,489(09061,10328 x =5003,4197 BTU/j

Appendik D- 59

pers.173, Savern W.H hal,141

faktor evaporasi = (Hg – Hf) / 970,3

= )6848,41325,489( / 970,3

= 0,4993

air yang dibutuhkan :

air = 0,4993 x 09061,10328

= 5156,8156 lb/j

= 2339,1162 kg/j

sebagai bahan bakar digunakan fuel oil, dengan heating value = 18000

BTU/lb ( Perry’s Ed. 3 Hal. 16 – 29)

diperkirakan : efisiensi boiler 70%

maka bahan bakar yang dibutuhkan :

Q =effxhv

HfHgmsx )(

Q =188007,0

)6848,41325,489(09061,10328x

x

Q = 380,1991 lb/j = 172,4572 kg/j

Maka jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube :

Direncanakan : panjang tube = 16 ft

Data : Heating Valeu surface = 10 ft2/ Hp Boiler

Pipa yang digunakan = 1,5 in nominal pipa (Ips)

Luas permukaan Linier feed = 0,498 ft 2 (tabel 11 Kern Hal.844)

Appendik D- 60

Maka jumlah Tube :

Nt =atxl

A

Dimana :

A = luas perpindahan panas Boiler

= 10 x Hp Boiler

= 10 x 149,466

= 1494,66 ft2

sehingga jumlah pipa yang diperlukan :

Nt =16498,066,1494x

=187,5828 buah

Spesifikasi Boiler

Nama Alat : Boiler

Fungsi : menghasilkan steam

Jenis : Fire tube Boiler

Rate Steam : 10328,09061 lb/j

Heating surafce :1494,66 ft2

Jumlah Tube : 187,5828 buah

Ukuran tube : 1,5 in Ips, L = 16 ft, susunan segi empat

Bahan bakar : fuel oil

Rate fuel Oil : 172,4572 kg/j

b.Unit penyediaan air ( Cooling Tower)

Pada Pra-rencana pabrik NIBK ini air pendingin digunakan pada alat-

alat seperti reaktor dan kondesor yang direncanakan menggunakan

Appendik D- 61

cooling tower jenis counter flow induced Draft cooling tower ( Perry’s

ad,6 hal.12-15 )

Kebutuhan air pendingin = 104761,4545 kg/j

= 230957, 1026 lg/j (densitas air =62,5 lb/cuft)

= 3695,31364 cuft/j

= 61,588565 cuft/mnt

= 460,744 gal/mnt

suhu wet bulb udara ( kelembaban 70 %) = 21,5 oC (71,7 OF)

suhu air masuk menara = 30 oC ( 86 OF)

suhu air keluar menara = 10 oC ( 50 OF)

konsentrasi air = 1 gpm/cuft

Volume yang dibuthkan = Rate volumetrik/ konsntrasi air

= 460,744/ 1

= 460,744 cuft

Dimensi menara :

Volume = 1/4 . . D2 . L ( jika : L: = 4D)

460,744 = ¼... 4D2 .

D = 5,2744 ft

= 1,6076 m

sedangkan :

luas = 1/4 . . D2

= 1/4 . . (5,2744)2

= 21,8381 ft 2 = 2,0288 m 2

Appendik D- 62

dari Fig. 12-15 perry ed. 6 didapat :

persen standart tower performance adalah 100 %, maka :

Hp fan / luas tower area (ft2) = 0,041 Hp/ft2

Hp fan = 0,041 Hp/ft2 x luas tower area(ft2)

= 0,041 Hp/ft2 x 21,8381 ft2

= 0,8954 Hp

maka digunakan motor sebesar 1 Hp

c.Unit penyediaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik digunakan untuk menggerakkan motor,

penerangan, instrumentasi dan lain-lain dipenuhi dari generator dan

listrik PLN.

Perincian kebutuhan listrik untuk proses :

a. Daerah proses industri

Tabel D.1 pemakaian daya peralatan proses

No Kode Alat Nama Alat Daya (Hp)1 R-110 Reaktor 102 R-120 Reaktor 233 M-150 Tangki penampung 14 L-111 Pompa 0,55 L-115 Pompa 0,56 L-133 Pompa 0,57 L-145 Pompa 0,58 L-147 Pompa 0,59 L-146A Blower 3

10 L-146B Blower 4TOTAL 43,5

Appendik D- 63

b. Daerah pengolahan air

Tabel D.2. Pemakaian daya Peralatan air dan steam

No Kode Alat Nama Alat Daya (Hp)1 L-219 Pompa 0,52 L-217 Pompa 0,53 L-214 Pompa 0,54 L-211 Pompa 0,55 L-224 Pompa 0,56 L-222 Pompa 0,57 L-232 Pompa 0,58 L-227 Pompa 0,59 Q-220 Boiler 149

10 P-227 Cooling Tower 111 F-216 Pengaduk 19

TOTAL 173

Jadi total kebutuhan untuk motor penggerak = 70,5 + 173

= 243,5 hp x 0,7457 Kw/Hp

= 181,58 kW

c. Kebutuhan listrik penerangan.

Untuk keperluan oenerangan dapat diperoleh dengan mengetahui

luas bangunan dan areal tanah dengan menggunakan rumus:

=(a.F) / (U.D)

dimana :

= lumen per outlet

a = luas daerah (ft2)m

F = Food Candle

U = Koefisien Utilitas (0,8)

D = Efisiensi rata-rata penerangan (0,75)

Appendik D- 64

Maka :

Tabel D.3 kebutuhan daya untuk penerangan

No Lokasi luas (ft2) candle Lumen1 pos penjagaan 129,16 10 2152,672 taman 2690,9 5 22424,173 parkir 3767,26 10 62787,674 kantor 1743,71 20 58123,675 perpustakaan 645,82 10 10763,676 kantin 516,66 5 4305,57 musollah 387,49 5 3229,088 poliklinik 430,55 10 71750,839 pos penimbangan truk 215,27 10 3587,83

10 laboratorium 2152,73 20 71757,6711 gudang produk cair 1614,55 10 26909,1712 gudang produk baku 2690,91 10 44848,513 gudang bahan bakar 861,09 10 14351,514 toilet 538,18 10 8969,6715 listrik/ruang generator 1073,36 10 17939,3316 PMK 387,49 5 3229,0817 ketle 2152,73 10 35878,8318 bengkel 1614,55 20 53818,3319 ruang proses 21527,3 20 717576,720 areal perluasan pabrik 16145,46 5 134545,521 pengolahan air 5381,82 10 8969722 pembuangan sludge 2152,73 10 35878,8323 jalan 13217,76 5 11014824 ruang serba guna 2690,91 20 89696,67

Total 84728,39 260 1694370

Untuk taman,utilitas, area proses dan area penyimpanan produk akan

diapaki lampu mercusuar 250 watt dengan out put lumen sebesar 10.000.

Dari perhitungan diatas didapatkan :

luman untuk taman = 22424,17

lumen untuk water treatment = 89697,00

lumen untuk areal proses = 717576,67

lumen untuk areal produk = 26909,17

Appendik D- 65

total luman = 856607,01

jumlah total lampu mercusuar yang dibutuhkan = 856607,01/10000

= 85,66

= 85 buah

untuk penerangan daerah lainnya digunakan lampu TL 40 watt dengan

out put lumen 1960, maka :

jumlah lampu TL yang dibutuhkan = 1694370/ 1960

= 427,43

= 428 buah

kebutuhan listrik untuk = (86x250) + (428 x 40)

= 38620 Watt

38,62 kW

jadi total kebutuhan listrik, yaitu untuk kebutuhan proses dan penerangan

adalah :

Total Listrik = 181,58 + 38,62

= 220,2 kW

kebutuhan listrik disuplai dari generator.

Power faktor untuk generator = 75 %

Power yang harus dibangkitkan generator = (100/75) x 220,2

= 293,6 kW

digunakan generator pembangkit = 300 kW (300 kVA)

spesifikasi alat

Type Generator : AC generator 3 fase

Appendik D- 66

Kapaasitas : 300kVA

Frekuensi : 200 Hz

Penggerak : Diesel Oil (solar)

Jumlah : 1 buah

d. Unit penyediaan Bahan Bakar

Jenis bahan bakar yang digunakan : Diesel oil (solar)

Perhitungan jumlah bahan bakar :

Daya generator = 3000 kVA ( 1 kVA = 56,884 BTU/menit)

= 300 x 56,884

= 17065,2 BTU/menit

= 1023912 BTU/ jam

heating value minyak residu = 19200 lb/BTU, maka :

jumlah minyak yang dibutuhkan = 1023912 /19200

= 53,33 lb/j

= 24,2 kg/j

diketahui : densitas solar = 0,8 kg/L

maka :

V = 24,2/0,8

= 30,24 L/j

= 725,7 L/hari

= 730 L/hari

Appendik A- 1

APPENDIX A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas Produksi : 3333,33333 Kg/ jam

Operasi pabrik : 300 hari

Satuan : kg/jam

Kapasitas bahan : 5770,79338 kg/jam


Fungsi : untuk mengencerkan NaOH 40% (berat) menjadi 5%

(berat) dengan penambahan air proses.

Penggunaan : 0,361 % kapasitas produksi

: 0,00361 x 4616,63446 kg/jam

: 16,66667 kg/jam

perhitungan :

Mencari kebutuhan air pengencer

Kandungan NaOH murni yang ada pada NaOH 5 % :

NaOH : 0,05 x 16,6666665

: 0,8333 kg

Kandungan air yang ada pada NaOH 5 % :

Air : 100 % - 5 % x 16,66666

: 15,833332

Maka kandungan NaOH 40% yang dibutuhkan pada tangki pengencer :

Appendik A- 2

NaOH : (100 %/40%) x 0,8333

: 2,08333

Air yang ada pada NaOH 40 % adalah :

Air = kgx 25,108333,2100

40100

Maka kebutuhan air pengencer pada tangki pengencer :

Air pengencer = air pada NaOH 5% - air pada NaOH 40%

= 15,83334 kg – 1,25 kg

= 14,58334 kg

MASUK KELUAR

Dari F-151 :

NaOH = 0,83333

Air = 1,25000

Air proses = 14,58333

Ke R-110 :

NaOH = 0,83333

Air = 15,83334

Total = 16,66667 Total = 16,66667

2. Reaktor (R-110)

Fungsi : Untuk mengubah aseton menjadi diaseton alkohol dengan

katalis NaOH 5 % (berat)

Kondisi operasi :

Suhu operasi : 30 oC

Tekanan : 1 atm


Konversi : 80%

Appendik A- 3

Reaksi : 2C3H6O C6H12O2

Perhitungan :

Aseton

Aseton 96% dari storage = 5770,7933 kg

Komposisi :

Aseton = 96% x 5770,79338 kg = 5539,96164 kg

Air = 4% x 5770,79338 kg = 230,83174 kg

Aseton mula-mula = 5539,96164 kg = 95,51658 kmol

Aseton Bereaksi = 0,80 x 95,51658 kmol = 76,516558 kmol

Aseton sisa = 95,51658 kmol – 76,516558 kmol

= 19,10332 kmol

= 1107,99256 kg

jika aseton sisa direcycle dengan kemurnian yang sama, maka :

kandungan air pada aseton recycle :

kgx 16636,461107,9925696

96100

Sehingga :

komposisi asetone cycle : aseton = 1107,99256 kg

Air =kg

kg15892,1154

16636,46

Maka :

Aseton fres feed = aseton mula – mula – aseton recycle

= 5570,79338 kg – 1154,15892 kg

Appendik A- 4

= 4616,63446 kg

Dengan komposisi : Aseton = 96% x 4616,63446 kg = 4431,96908 kg

Air = 4% x 4616,63446 kg = 184,66538 kg

NaOH

Kemurnian : 5% (berat)

Penggunaan : 0,361% kapasitas produksi

Dari M-150 didapat : NaOH = 0,83333 kg

Air = 15,83334 kg

Diaseton Alkohol (DAA)

DAA di bentuk = ½ x mol aseton bereaksi

= ½ x 76,41326 mol

= 38,20663 kmol

= 4431,96908 kg

MASUK KELUAR

Dari F-12 :

Aseton = 4431,96908

Air = 184,66538

Dari F-134 :

Aseton = 1107,99256

Air = 46,16636

Dari M-150 :

NaOH = 0,83333

Air = 15,83334

Ke F-113 :

DAA = 4431,96908

Aseton = 1107,99256

NaOH = 0,83333

Air = 246,66508

Total = 5787,46005 Total = 5787,46005

Appendik A- 5

3.Reaktor (R-120)

Fungsi : untuk mengubah diaseton alkohol menjadi mesytil oxide dengan

katalis H3PO4 98% (berat)

Kondisi Operasi :

- Suhu reaksi : 49,51oC

- Tekanan : 1 atm

- Waktu tinggal : 1 jam

- Konversi : 90 %

Reaksi : C6H12O2 C6H10O + H2O

Perhitungan :

Diaseton Alkohol (DAA) Boiling point 166 °C

DAA mula – mula = 4431,96908 kg = 38,20663 kmol

DAA bereaksi = 0,90 x 38,20663 kmol = 34,38597 kmol

DAA sisa = 38,2066 kmol - 34,38597 kmol

= 3,82066 kmol

= 443,19656 kg

Asam Fosfat

Kemurnian = 98%

Penggunaan = 0,376% kapasitas Produksi

= 0,0376 x 443,19656 kg

= 1,66667 kg

Dengan komposisi : Asam Fosfat = 98% x 1,66667 kg = 1,63334 kg

Air = 2% x 1,66667 kg = 0,03333 kg

http://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_point

Appendik A- 6

Mesytil Oxide (MO) (Mr = 98)

MO terbentuk = 1/1 x mol DAA bereaksi

= 1 x 34,38597 kmol

= 34,38597 kmol

= 3369,82506 kg

AIR

Air mula-mula = 389,165 kg

Air terbentuk = 1/1 x 34,38597 kmol

= 34,38597 kmol

= 618,94746 kg

Sehingga :

Air total = 246,68952 kg + 618,94746 kg

= 865,64598 kg

asumsi : karena suhu reaksi yang tinggi, 100% aseton dan 94,667% air menguap

dan masuk pada kondensor (E-121)

maka bahan yang menguap adalah :

aseton = 1107,99256 kg

air = 94,667% x air total

= 94,667% x 865,64598 kg

= 819,4762 kg

MASUK KELUAR

DARI F-113:

DAA = 4431,96908

Aseton = 1107,99256

Ke F-124 :

MO = 3369,82506

DAA = 443,19656

Appendik A- 7

Air = 246,66508

Dari F-123:

Air = 15,83334

Air = 66,66633

Ke E-121 :

Aseton = 1107,99256

Air = 819,4762

Total = 5786,66016 Total = 5786,66016


Fungsi : memisahkan aseton dari air untuk di-recycle ke R-110

Direncanakan :

- aseton dari feed keluar sebagai destilat dengan komposisi 96% (berat).

- 96 % Air dari feed keluar sebagai bottom product.

Derajat kesetimbangan mol fraksi didapatkan tabel :

BAHAN BERAT/(kgmol/jam) MOL (kgmol/jam) i

Aseton

Air

1107,99256

819,47926

19,102

45,527

0,5748

0,4252

Total 1927,47218 64,629 1

d =)18/04,0()58/96,0(

58/96,0

= 0,9

b =)18/94,0()58/06,0(

58/06,0

= 0,01878

Maka :

F = D + B

64,629 = D + B

Appendik A- 8

D = 64,629 – B

F x f = D x d + B x b

64,629 x 0,574 = (64,629 – B) x (0.9) + ( B 0,01878)

37,148 = (58,1661 – 0,9 B) + 0,01878 B

= 58,1661 – 0,88122 B

0,88122 B = 58,1661 – 37,14B

= 21,0181

B = 23,85

D = 64,629 – 23,85

D = 40,779 kg mol/jam

Hasil atas :

Aseton = d x D

= 0,9 x 40,779

= 36,7011 x 58

= 1064,3319 kg /jam

air =)18/04,0()58/96,0(

18/04,0

x D

=022,0655,1

022,0

x 40,779

= 9,62 kg/jam

hasil bawah :

Aseton = 1107,99256 - 1064,3319

= 43,66066 kg/jam

air = 819,47926 - 9,62

Appendik A- 9

= 809,85926 kg/jam

MASUK KELUAR

Dari E-121 :

Aseton = 1107,99256

Air = 819,47926

Ke F-134 :

Hasil atas :

Aseton = 1064,3319

Air = 9,62

Ke E132 :

Aseton = 43,66066

Air = 809,85926

Toatal = 1927,47218 Total = 1927,47218


fungsi : menghidrogenasi mesytil oxide (MO) menjadi metil isobutil keton

(MIBK) dengan bantuan katalis nikel.

Kondisi Operasi :

- suhu reaksi : …………. oC SALAH

- tekanan : 1 atm

- konversi : 95%

direncanakan :

- 100% MIBK yang terbentuk dari reaksi berubah menjadi hasil ats dengan

komposisi 98 % (berat)

- 100% Air keluar sebagai hasil atas.

- DAA dan MO sebagai hasil bawah.

- Excess gas hidrogen sebesar 10%

- Sisa gas hidrogen yang tidak bereaksi di-recyle kembali ke dalam kolom.

Reaksi : C6H10O + H2 C6H12O

Appendik A- 10

Perhitungan :

Mesytil Oxide (MO) Boiling point 129 °C

MO mula – mula = 3369,82506 kg = 34,38597 kmol

MO bereaksi = 0,95 x 34,38597 kmol = 32,66667 kmol

MO sisa = 34,38597 kmol – 32,66667 kmol

= 1,71930 kmol

= 168,49140 kmol

Hidrogen (H2)

H2 untuk reaksi = 1/1 x mol MO bereaksi

= 1 x 32,66667 kmol

= 32,66667 kmol

Excess H2 sebesar 10% maka :

H2 mula – mula = 1,1 x 32,666667 kmol

= 35,93334 kmol

= 71,86668 kg

H2 sisa = 35,933334 kmol – 32,66667 kmol

= 3,26667 kmol

= 6,53334 kg

jika H2 sisa di-recycle ke dalam kolom, maka :

H2 fresh feed = H2 mula – mula – H2 recycle

= 71,86668 kg – 6,53334 kg

= 65,3334 kg

Metil Isobutil Keton (MIBK)


Appendik A- 11

MIBK terbentuk = 1/1 x mol MO bereaksi

= 1 x 32,66667 kmol

= 32,66667 kmol

= 3266,66700 kg

Air

Air mula – mula = 66,66633 kg

Maka :

Komposisi hasil atas :

MIBK = 32266,66700 kg

Air = 66,66633 kg

Komposisi hasil bawah :

DAA = 443,19656 kg

MO = 168,49140 kg

MASUK KELUAR

Dari F-124 :

MO = 3369,82506

DAA = 443,19656

Air = 66,66633

Dari F-148A :

H2 = 65,33334

Dari F-148B :

H2 = 6,53334

Ke E-141 :

Hasil atas :

MIBK = 3266,66700

Air = 66,66633

Ke buangan :

Hasil bawah :

MO = 168,49140

DAA = 433,19656

Total = 3951,55463 Total = 3951,55463

Appendik A- 12

Appendik B- 1

APPENDIX B

NERACA PANAS

Satuan : kkal/jam

Suhu referensi : 25OC


ΔH1 ΔH2

Neraca Panas Total :

ΔH1 = ΔH2

Dimana :

ΔH1 = Panas bahan masuk

ΔH2 = Panas bahan keluar

Perhitungan :

Menghitung panas bahan masuk (ΔH1)

Rumus : ΔH1 = Σ m . Cp . ΔT

Suhu bahan masuk = 30oC

komponen Massa (kg) Cp

(kkal/kgoC)

ΔT ΔH1 (kkal)

NaOH

Air

Air

pengencer

0,83333

1,25000

14,58334

0,000165587

1

1

5

5

5

0,00069

6,25000

43,75002

Total 50,75001

Appendik B- 2

Menghitung suhu bahan keluar (t2)

ΔH1 = ΔH2

50,0071 = m . Cpcampuran . ΔT

50,0071 = 16,66667 x 950,0084 x (t2 - 25)

t2 = 28,1579oC

Menghitung Panas Bahan Keluar (ΔH2)


Suhu bahan keluar = 28,1579oC

ΔH1 = 16,66667 x 950,0084 x (28,1579 - 25)

= 50,0071 kkal

2. Reaktor (R-110)

ΔH3

ΔH1 ΔH2

ΔH4

Neraca panas Total :

ΔH1 + ΔHR= ΔH2 + Q1 + Qloss

Dimana :

ΔH1 = panas yang dikandung bahan masuk

ΔH2 = panas yang dikandung bahan keluar

ΔHR = Panas reaksi

Q1 = Panas yang diserap air pendingin

Qloss = panas hilang

Appendik B- 3



Suhu bahan masuk :

- Aseton = 26oC

- Aseton recycle = 29,14oC

- NaoH = 28,16oC

- Air = 29,14oC

- Air recycle = 26oC

komponen Massa (kg) Cp (kkal/kg.oC) ΔT (oC) ΔH1 (kkal)

Aseton

Aseton R

NaOH

Air

Air R

4431,96908

1107,99256

16,66667

46,16636

184,66538

0,00030315

0,00030589

0,9500084

1

1

1

4,14

3,16

4,14

1

1,34355

1,40314

50,03777

191,12873

184,66538

Total 428,57857

Menghitung panas reaksi (ΔHR)


RUMUS :

ΔHR = ΔHoR + ΔHo

P + ΔHo25

ΔHo25 = ΔHo

25 produk - ΔHo25 reaktan

Diketahui :

ΔHo25 aseton = 88,3014 Kj/mol

Appendik B- 4

ΔHo25 DAA = -486,76 Kj/mol

Maka :

ΔHo25 = (38,20663 x -486,76) – (95,51658 x 88,3014)

= -20731,7028 kj

=-6456,4113 kkal

ΔHoR = m . Cp . ΔT

= 5539,96164 x 0,00031903 x (30 - 25)

= 8,83707 kkal

ΔHoP = m . Cp . ΔT

= 4431,96908 x 0,00031903 x (30-25)

= 7,06966 kkal

Sehingga :

ΔHR = (8,83707 + 7,06966) + (-6456,4113)

= -6440,504577 kkal

Menghitung panas bahan keluar (ΔH2)

Rumus: ΔH2 = Σ m . Cp . ΔT

Suhu bahan keluar =30oC

komponen Massa (kg) Cp (kkal/kgoC) ΔT (oC) ΔH1 (kkal)

DAA

Aseton

NaOH

Air

4431,96908

1107,99256

0,83333

246,66508

0,00031903

0,00029841

0,0016453

1

5

5

5

5

7,06966

1,65318

0,00069

1233,3254

Total 1242,04893

Appendik B- 5

Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1)

Neraca panas total :

ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + Qloss

ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + 0,05 (ΔH1 + ΔHR )

Q1 = 0,95 (ΔH1 + ΔHR) – ΔH2

= 0,95 (428,57857 = 3825,66472) – 1242,04893

= 0,95 (428,57857 + 3825,66472) – 1242,04893

= 5283,58006 kkal

Kebutuhan Pendingin :

Masuk = 26oC, t keluar = 36oC, Cp = 0,80969 kkal/kgoC

Q1 = m . Cp . ΔT

m =)2636(80969,0

58006,5283x

= 652,54357 kg

Menghitung panas lolos (Qloss)

Qloss = 5%Panas masuk

= 0,05 (ΔH1 + ΔHR)

= 0,05 (428,57857 + 6440,504577)

= 343,45416 kkal

Appendik B- 6

3. Reaktor (R-120)

ΔH4

ΔH1 ΔH3 ΔH2

Qloss

ΔH5


ΔH1 + Q1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + Qloss

Perhitungan :


ΔHas. fosfat = (1,63334 x 0,00004260 x 5) + (0,03333 x 1 x 5)

= 0,17008 kkal

ΔH1 = ΔH1 dari R-110 + ΔHAs.fosfat

= - 1242,04893 + 0,17008

= - 1241,87885 kkal

Menghitung panas bahan liquid keluar (ΔH2)



MO

DAA

NaOH

H3PO4

Air

3369.82506

4431,196956

0,83333

1.63334

66.66633

0,00031402

0,000339980

0,00017790

0.0042060

1

95

95

95

95

95

100.52828

16.83305

0.01408

0.06526

6333.3013

Total 66450,74202

Appendik B- 7

Menghitung panas bahan uap keluar (ΔH3)

Rumus : ΔH2 = Σ(m . Cp . ΔT + mλ)

komponen Massa (kg) λ (kkal/kg) ΔH1 (kkal)

Aseton

Air

1107,99256

819,47962

69,44444

69,44444

76943,92285

56908,3033

Total 1333852,2262

komponen Massa (kg) Cp (kkal/kgoC) ΔH1 (kkal)

Aseton

Air

1107,99256

819,47962

0,00037338

1

39,30171

77850,56390

Total 211742,09180



RUMUS :

ΔHR = ΔHoR + ΔHoP + ΔHo

25

ΔHo25 = ΔHo

produk - ΔHoreaktan

Diketahui :


ΔHo25 MO = -230,29 Kj/mol

ΔHo25 Air = -285,83 Kj/mol

Maka :

ΔHo25 = [(34,38597 x -230,29) + (39,38597 x -285,83)]-(38,2066 x -486,76)

Appendik B- 8

= 850,1723 kj

=230,06018 kkal


= 4431,96908 x 0,0003998 x (120 - 25)

= 168,33062 kkal


= 3369,82506 x 0,00031412 x (120 - 25) +618,94764 x (120-25)

= 58900,53698 kkal

Sehingga :

ΔHR = 168,33062 + 58900,53698 + 203,06018

= 58900,53698 kkal (endotermis)

Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q1)

ΔH1 + Q1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + 0,01 (ΔH1 + Q1 )

Q1 =9,0

)87885,1241(9,0992778,592710918,211742742202,6450

= 309536,0584 kkal

stean jenuh pada 150oC : P = 476 kPa

λ = 504,729 kkal

maka :

m=

1Q =729,504

4309536,058 = 613,27179 kg


Qloss = 10 %Panas masuk

= 0,1 (ΔH1 + Q1)

Appendik B- 9

= 0,1 (-1241,8788 + 309536,0584)

= 308229,41796 kkal

4. Kondensor (E-121)

ΔH3

ΔH1 ΔH2

Qloss

ΔH4

Menghitung :

Menghitung panas bahan masuk (ΔH1) :

ΔH1 = ΔH3 dari R-120

= 211742,09180 kkal

Menghitung panas bahan keluar (ΔH2) :

ΔH2 = Σ m . Cp . ΔT

= (1107,99256 x 0,00030416 x 32,28) + (819,47962 x 1 x 32,28)

= 26463,68072 kkal

Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1 :

Q1 = ΔH1 – ΔH2 - Qloss

= 21174,09180 – 26463,68072 – 0,05 (211742,0918)

= 174691,3065 kkal

kebutuhan air pendingin :

m =Tcp

1Q

Appendik B- 10

=)2640(15174691.306

= 12477.95046 kg

Menghitung panas lolos (Qloss )

Qloss = 5 % panas masuk

= 0,05 x 211742.09180

= 10587.10459 kkal


ΔH1 Q1

ΔH1 ΔH4 ΔH3

ΔH6 Q2

Qloss

ΔH5ΔH7


ΔH1 + Q2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3

perhitungan :

Menghitung refluks (R)

dari kurva didapat :

1XdRm

= 0.4

0.88163 = 0.4Rm +0.4

Rm = 1.20408

Sedangkan :

R = 2Rm

Appendik B- 11

= 2 x1,20408

= 2,40816

Maka :

1XdR

=440816,2

0,88163 = 0,25868

cairan jenuh kembali ke kololm destilasi :

R =DLo

Lo = R.D

= 2,40816 x 21,6813

= 52,18030 kmol/j

Aliran air masuk kondesor :

V = (R + 1) .D

= (2,40816 +1) 21,6813

= 73,84842 kmol/j

Aliran liquid masuk reboiler :

L’ = Lo + (q.F)

= 52,18030 + (1x64,62997)

= 116,81027 kmol/j

Aliran liquid keluar reboiler :

V’ = V + F (q-1)

= 73,84842 + 64,62997 (1-1)

= 73,84842 kmol/j

Appendik B- 12

Panas yang terkandung dalam bahan masuk kolom destilasi (ΔH1)

Bahan masuk pada suhu 86,81oC

Rumus : ΔH1 = m . Cp . ΔT


Aseton

Air

1107,99256

819,47962

0,000034944

1

61,81

61,81

23,93141

50652,03531

Total 50675,96672

Menghitung panas uap masuk kondesor (ΔH2)

Rumus : ΔH2 = m . Hv

Dimana : m = Xd.V

Komponen uap masuk kondesor :

Komponen Xdi V(kmol/j) Mv(kmol/j)

Aseton

Air

0,88163

0,11837

73,84842

73,84842

65,10698

8,74144

komponen Mv(kmol/j)

Mv(kg/j)

Hv(kkal/kg)

ΔH2(kkal)

Aseton

Air

65,10698

8,74144

3776,20484

157,34592

158,33333

172,22222

597899,08710

27098,46365

Total 624997,55070

Appendik B- 13

Menghitung panas yang terkandung dalam refluks keluar kondesor (ΔH3) :

Bahan masuk refluks pada suhu 74,19 oC


Dimana : m = Xd.Lo

Komponen Xdi Lo(kmol/j) Ml(kmol/j)

Aseton

Air

0,88163

0,11837

52,18030

52,18030

46,00372

6,17658

komponen Ml(kmol/j) Ml (kg/j) Cp(kkal/kgoC)

ΔT (oC)

ΔH3 (kkal)

Aseton

Air

46,00372

6,17658

2668,21576

111,17844

0,3401

1

49,19

49,19

44,63797

5468,86746

Total 5513,50543

Menghitung panas liquid keluar kondesor (ΔH4)



komponen Massa (kg) Cp (kkal/kgoC) Δt (oC) ΔH4 (kkal)

Aseton

Air

1107,99256

819,47962

0,00034944

1

61,81

61,81

23,93141

50652,03531

Total 50675,9667

Appendik B- 14

Menghitung panas liquid masuk reboiler (ΔH5)

Suhu bahan masuk reboiler 100,002oC


Dimana : m = Xb.L’

komponen Xbi L (kkal/kgoC) Ml (kmol/j)

Aseton

Air

0

1

116,81027

116,81027

0

61,81

komponen Ml

(kmol/j)

Ml(kal/kgoC)

Cp(kal/kgoC)

Δt (oC) ΔH5 (kkal)

Aseton

Air

0

116,81027

0

2102,58486

0,0003591

1

75,002

75,002

0

157698,0697

Total 157698,0697

Menghitung panas uap keluar reboiler (ΔH6)


Dimana : m = Xb.V


Aseton

Air

0

1

73,84842

73,84842

0

73,84842

Appendik B- 15

komponen Mv(kmol/j)

Mv (kg/j) Hv(kkal/kg)

ΔH6 (kkal)

Aseton

Air

0

72,84842

0

1329,27156

0

142,22222

0

189051,95220

Total 189051,95220

Menghitung panas liquid keluar reboiler (ΔH7)

Suhu liquid keluar 100,002oC

Rumus : ΔH7 = m.Cp. ΔT

Komponen Massa (kg) Cp(kkal/kgoC Δt(oC) ΔH7(kkal)

Aseton

Air

0

773,31326

0,00035907

1

75,008

75,008

0

58000,04113

Total 50675,96672

Menghitung panas disekitar kondensor(Q1)

Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4)s

= 624997,5507 – (5513,50543 + 2289,45889)

= 617194,5864 kkal

Menghitung kebutuhan air pendingin:

m =

1Q = jkg /32760,44085)2640.(14617194,586

Menghitung panas steam reboiler(Q2)

Q2 =95,0

H10,95-H7H4Q1

Q2 =95,0

250675,9667x0,95-358000,04112289,458894617194,586

Appendik B- 16

= 662465,1769 kkal/j

Kebutuhan steam:

Digunakan steam jenuh pada suhu 150oC dengan:

P = 618 kPa

λ = 912,38 BTU/lb = 506,87778 kkal/kg

Maka:

m =

2Q = kg95249,130687778,506

9662465,176

Menghitung panas lolos(Q3)

Q3 = 5% Panas masuk

= 0,05 x + (Q2 + ΔH1)

= 0,05 x (662465,1769 + 50675,96672)

= 35657,05718 kkal/j


ΔH2 Q1

ΔH1 ΔH4 ΔH3

ΔH6 Q2

QlossΔH5

ΔH7

I. Tahap Reaksi


Suhu bahan masuk 119,8oC

Rumus: ΔH1 = m. Cp. ΔT

Appendik B- 17

Komponen Massa (kg) Cp

(kkal/kgoC)


MO

DAA

Air

H2

3369,82506

443,19656

66,66633

71,86668

0,00031383

0,00039964

1

3,44853954

94,8

94,8

94,8

94,8

100,25595

16,79089

6319,96808

23494,41510

Total 29931,43002


Reaksi: C6H10O + H2 C6H12O

Rumus:

ΔHg = ΔHoR+ ΔHo

25 + ΔHoP

ΔHo25 = ΔHo

25 produk – ΔHo25 reaktan

Diketahui:

ΔHo25 MO = - 320,29 kJ/mol

ΔHo25 H2 = 0

ΔHo25 = - 45,17 kJ/mol

Maka:

ΔHo25 = (32,6667 x -45,17) – (34,38597 x -230,29)

Appendik B- 18

= 6443,19155 kJ

= 1538,92986 kkal

ΔHR = Σ m. Cp. ΔT

= (3369,82506 x 0,31402 x 95 ) + (71,86668 x 3448,53954 x 95)

= 23644,86161 kkal

ΔHP = m. Cp. ΔT

= 3266,666700 x 0,42990 x 95

= 133,41231 kkal

Sehingga:

ΔHR = ΔHoR + ΔHo

P + ΔHo25

= 25317,20378 kkal

Menghitung Panas bahan keluar (ΔH2)

Satu liquid keluar 120oC

Rumus : ΔH2 = m . Cp. ΔT

Komponen Massa( kg) Cp

(kkal/kgoC)


MIBK

MO

DAA

Air

H2

3266,66700

168,49140

443,19656

66,6633

6,53334

0,00042990

0,00031402

0,00039979

1

3,44853954

95

95

95

95

95

133,41231

5,02642

16,83263

6333,30135

2140,39573

Total 6828,96844

Appendik B- 19

II. Tahap Pemisahan


ΔH1 + Q2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3

Menghitung Refluk (R)

Dari kurva didapat :

1RmXD

= 0,639

0,89817 = 0,639 Rm + 0,639

Rm = 0,40559

Sedangkan :

R = 2Rm

= 2 x 0,40559

= 0,81118

Sedangkan

1RmXD

=181118,0

899817,0

= 0,49590

Cairan jenuh kembali ke kolom destilasi :

R =DLo

Lo = R.D

= 0,81118 X 36,37036

= 29,550291 kmol/j

aliran uap masuk kondesor :

V = (R + 1 ).D

Appendik B- 20

= (0,81118 + 1) x 36, 37036

= 65,87327 kmol/j

aliran liquid masuk reboiler :

L’ = Lo + (qF)

= 29,50291 + (1,41,91032)

= 71,41323 kmol/j

Aliran uap keluar boiler :

V’ = V + F (q-1)

= 65,83727 + 41,91032 (1-1)

= 65,87327 kmol/j


ΔH1 = 8626,96844 – 2140,39573

= 6488,57271 kkal

Menghitung panas uap masuk kondensor (ΔH2)

Suhu bahan masuk 114,4C

Rumus : ΔH2 = m.Hv

Dimana : m = Xd V

Komposisi uap masuk kondensor :

Komponen Xdi V (kkal/j) Mv (kmol/)

MIBK

Air

0,89817

0,10183

65,87327

65.87327

59,16539

6,70788

Appendik B- 21

komponen Mv(kmol/j)


ΔH6 (kkal)

MIBK

Air

59,16539

6,70788

5961,539

120,74184

191,66667

150,00000

1134003,32800

18111,27600

Total 1152114,60400




Dimana : m = Xd.Lo


MIBK

Air

0,89817

0,10183

29,50291

29,50291

26,49863

3,00428


ΔT (oC)

ΔH3 (kkal)

MIBK

Air

26,49863

3,00428

2649,86300

54,07704

0,0004253

1

89,4

89,4

100,72561

4834,48738

Total 4935,23999




Appendik B- 22


MIBK

Air

3266,66700

66,66633

0,00042530

1

89,4

89,4

124,20462

5959,96990

Total 6084,17452






DAA

MO

0,68965

0,31035

71,41323

71,41323

49,25013

22,16309

komponen Ml

(kmol/j)

Ml(kal/kgoC)

Cp(kal/kgoC)

Δt (oC)

ΔH5 (kkal)

DAA

MO

49,25013

22,16310

5713,015508

2171,98380

0,0004262

0,0003474

130,5

130,5

317,75276

98,46274

Total 416,21550



Dimana : m = Xb.V

Appendik B- 23

komponen Xbi V’(KMOL/J)

Mv(kmol/j)

DAA

MO

0,68965

0,31035

65,87327

65,87327

42,42950

20,44377

Komponen Mv(kmol/j)

Mv (kg/j) Hv (kkal/kg) ΔH6 (kkal)

DAA

MO

42,42950

20,44377

4921,82200

2003,48946

219,444444

208,33333

1080066,4730

417393,63080

Total 149760,10300





DAA

MO

0,42620

0,34738

0,00042620

0,00034738

130,5

130,5

24,65019

7,63824

Total 32,28843


Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4)

= 11522114,60400 – (4935,23999 + 6084,17452)

= 1141095,189 kkal

Kebutuhan air pendingin:

Appendik B- 24

m =

1Q = jkg /32760,44085)2640.(14617194,586

Menghitung panas steam reboile (Q2)

Q295,0

H10,9.-H7H4Q1

=95,0

57271,64889,0189,1141095288431,3217452,6084 x

= 1268191,04100 kkal/j

Kebutuhan steam:


P = 69,136 Psi

λ = 901 BTU/lb = 500,59317 kkal/kg

Maka:

m =

2Q = kg37664,253359317,500

041001268191,


Panas lolos = 5% panas masuk

Qloss = 0,1 (ΔH1 + Q2)

= 0,1 (6488,57271 + 1268191,04100)

= 127467,96130 kkal/j

Appendik B- 25

7. Heater (E-144A)

ΔH3

ΔH1 ΔH2

Qloss

ΔH4


ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + Qloss

ΔH1 + Q1 = Qloss

Dimana :

ΔH1 = Panas yang dikandung bahan masuk

ΔH2 = Panas yang dikandung bahan keluar

Q1 = Panas yang diberikan steam

Qloss = Panas hilang

Perhitungan :

Menghitung panas bahan masuk (ΔH1):

ΔH1 = m. Cp. ΔT

= 65,33334 x 14,28kJ/kg.K x (303-298)K

= 4664,80048 kJ

= 1114,16845 kkal

Appendik B- 26


ΔH1 = m. Cp. ΔT

= 65,33334 kg x 14,37kJ/kg.K x (348-298)K

= 46942,00479 kJ

= 11211,90522 kkal

Menghitung panas yang diberikan (Q1):

Qloss =5 % panas masuk

Q1 = 0,1 (ΔH2 + Qloss – ΔH1)

= (11211,90522 + 0,05 (1114,16485 +11211,90522) – 1114,16485

= 10714,04046 kkal

Kebutuhan steam :

Steam masuk pada : Suhu = 120oC

Tekanan = 198,54 kPa

λ = 2202,2 kJ/kg = 525,9864 kkal/kg

Maka :

m =1Q = jkg /3694,20

9864,5250404610714,


Qloss = 5% panas masuk

= 0,05 x 12326,07367

= 616,30368 kkal

Appendik B- 27

8. Heater (E-144B)

ΔH3

ΔH1 ΔH2

Qloss

ΔH4



ΔH1 + Q1 = Qloss

Perhitungan :


ΔH2 = ΔH2 bahan dari E-143 = 11211,90522 kkal

Menghitung Panas bahan keluar (ΔH2):

ΔH2 = m. Cp. ΔT

= 65,33334 kg x 14,44kJ/kg.K x (393-298)K

= 89624,2758 kJ

= 21406,39052 kkal



Q1 = 0,1 (ΔH2 + Qloss – ΔH1)

= (21406,39052 + 0,05 (11211,90522 +21406,39052) – 11211,90522

= 11825,40008 kkal

Appendik B- 28

Kebutuhan steam :


Tekanan = 476 kPa

λ = 2113,2 kJ/kg = 504,72915 kkal/kg

Maka :

m =1Q = jkg /4292,23

72915,504811825,4000



= 0,05 x 32618,29574

= 1630,91479 kkal

Appendik B- 29

Tahap perhitungan Bublble Point dan Dew Point

1. Perhitungan bubble point dengan sistem binari komponen :

Diketahui : Feed terdiri dari dua komponen (i) =2

Dengan mengasumsikan Psat pertama adalah 760 mmHg maka persamaan

antoine dapat dihitung :

T1sat = (Bi/(Ai- ln Psat)- Ci

Dimana :

T = K

A,B,C = Kostanta Antoine untuk masing-masing komponen

Nilai T yang didapat dalam proses pengujian bubble point dapat dihitung

dengan persamaan :

To = Σ(xi.tisat)

Dengan memasukan to sebagai awal maka dapat dihitung :

Ln ά ik = Ai -Aik – (Bi/(t + Ci) + (Bk/9t+Ck)

Pi sat dapat di hitung dengan persamaan :

Psat = P/ Σ (άk.xi)

Nilai dari t akan dipakai untuk menghitung t yang baru dengan metode

iterasi, sampai didapat nilai yang sama.

Pengecekan terhadap t yang didapat dengan persamaan :

Ki = Pisat/P

Yi = Xi/Ki

Dimana hasil yang diperoleh : P = 760 mmHg : Xi dan Yi = 1

Appendik B- 30

2. Perhitungan dew point dengan sistem biner komponen:

Perhitungan Psat menggunakan prsamaan :

Psat = P x Σ (yi/ άk)

Untuk perhitungan selanjutnya analog dengan trial and error pada bubble

point. Pengecekan terhadap t yang didapat dengan persamaan:

Xi = yi/K

Appendik B- 31

Tabel B.1.Trial Feed Bubble Point

Komponen F(kmol/jam) Total F Xi (kg mol) A BAseton 19.10333 64.62996556 0,295579919 16,6513 2940,46Air 45.52664556 64.62996556 0.704420081 18,3036 3816,44

C P(mmHg) T1 sat (1) To (K) Alfa- ki B-45,93 760 339,4482083 363,1899073 1 1444,168946-46,13 760 373,1521012 363,1899073 0,327466956 1444,168946

Ti sat (2) Alfa-ki P Ti sat(3) Alfa-ki P359.5452568 1 1464.551264 360.0147372 1 1461.904085359.5452568 0,31706984 1464.551264 360.0147372 0,318403797 1461.904085






Ti sat (14) Pi sat(mmHg) K Yi P Ti sat (C)359.9609974 1462.20677 1.923956281 0.568682842 432.19896 86.81099744359.9609974 465.348801 0.612301054 0.431317158 327.80104

1 760

Appendik B- 32

Appendik C- 1

APENDIX C

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Tangki Penampang NaOH (F-151)

Fungsi : Menyimpan NaOH selama 1 bulan yang digunakan sebagai

katalis.

Bahan : Carbon Steel SA-240 Grade C

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup bawah konikal (ά = 120o ) dan

tutup atas plat datar.

Perancangan :

Menghitung volume tangki (Vt)

Kebutuhan NaOH = 2,08333 kg/j

Lama penyimpanan = 2 minggu = 14 hari

Jumlah tangki = 1 buah

Densitas NaOH = 63,97083 lb/cuft

Maka:

NaOH tersimpan = 2,08333 x 14 x 24 = 699,9989 kg = 1543,2175 lb

Volume NaOH = cuft12377,2497083,63

2175,1543

Jika NaOH mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt):

Vt = cuft80419,269,0

12377,24

Appendik C- 2

Menghitung diameter shell (Ds)

Vt = 1 / 4 .π. Ds2 . H

Dimana :

Ds = diameter tangki (ft)

H = tinggi shell (ft) = 1,5 Ds

Vt = volume tangki (cuft)

Maka:

26,80419 = 1 /4 .π. Ds2. (1,5 Ds)

Ds = 2,83409 ft

= 34,0091 in

Menghitung tekanan design

Tinggi larutan dalam shell (HI):

HI =4

x2Ds

Vt=4

x cuft12377,2497083,63

2175,1543

Sedangkan:

P design = P hidrostatik + 14,7

Dimana:

P hidrostatik =144

)( HIgcg

= psi

xx69968,1

14482603,3197083,63

Maka:

Appendik C- 3

P design = 1,69968 + 14,7 = 16,39968 psi

Menghitung tebal silinder (ts)

ts = CPifE

PixDi

)6,0(2(pers. 3-19 BY)

Dimana:

ts = tebal shell (in)


Di = diameter shell (in)

f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 (App.D, BY hal.342)

E = efisiensi pengelasan = 0,8 BY hal.254)

C = faktor korosi = 2/16 in

Sehingga:

ts = )39968,166,08,018750(2

00908,3439968,16xx

x 162

162

16298,2 in

163

Standarisasi diameter tangki

Dari tabel 57, BY hal.89 untuk Di = 34,00908 in didapatkan Do = 34 in

Maka:

Ds = Do - 2ts

= 34 – 2(3/16)

= 33,625 in

Hs = 1,5 x 33,625 = 50,4375 in

Appendik C- 4

Menghitung tebal tutup bawah

Direncanakan: tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 120o

thb = CPifE

PixDi

21

cos)6,0(2

dimana:



Di = diameter tangki setelah standarisasi (in)

f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 psi

E = efisiensi pengelasan = 0,8


Maka:

thb = 60cos)39968,166,08,018750(2

00908,3439968,16xx

x

162

16595,2

in163

Menghitung tebal tutup atas ( tha)

Direncanakan: tutup atas berbentuk plat datar

tha = CPifE

PixDi )6,0(2

(pers. 3-19 BY)

dimana:


Pi = tekanan operasi (psi)

Appendik C- 5


f = stress yang diijinkan (psi) = 18750 psi (App.D,BY hal.342)

E = Efisiensi pengelasan = 0,8 (BY hal.254)


Sehingga:

tha = )7,146,08,018750(2

625,337,14xx

x

162

162638,2

in163

Menghitung tinggi tangki penampung

Ht = tinggi tutup bawah + tinggi shell + tinggi tutup atas

Dimana:

Tinggi shell = 50,4375 in

Tinggi tutup atas = 0

Tinggi tutup bawah = OA= b + sf

Dari tabel 5-6 B &Y hal.88, untuk thb = 3/16 in maka: sf = 1,5 – 2 in

Diambil: sf = 1,5 in

Sedangkan: b =

21

tan

21

xDs625,33

60tan21 x in7067,9

Maka:

Tinggi tutup bawah = OA = 9,7067 + 1,5 = 11,2067 in

Sehingga:

Appendik C- 6

Ht = 11,2067 + 0 = 61,6442 in


Fungsi: Menyimpan aseton selama 1 bulan sebagai bahan baku.

Bahan: Carbon Steel SA-240 Grade C

Bentuk: Silinder tegak dengan tutup atas conikal (ά = 120o ) dan tutup bawah

plat datar.

Perancangan:


Kebutuhan aseton= 4431,96908 kg/j

Lama penyimpanan = 1 bulan = 30 hari


Densitas aseton = 49,28976 lb/cuft

Maka:

Aseton tersimpan = 4431, 96908 x 24

= 1489141,611 kg

= 3282961,595 lb

volume aseton untuk 1 tangki :

Volume aseton = cuft3475,6660528976,49

595,3282961

Volume aseton untuk 1 tangki :

Volume aseton = cuft3475,666058

3475,66605

Appendik C- 7

Jika aseton mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt) :

Vt = cuft7427,92509,06684,8325


Vt = ¼.π. Ds2.H

Dimana :

Ds = diameter tangki (Ft)

H = tinggi (ft) = 1,5 Ds

Vt = Volume tangki (cuft)

Maka :

9250,7427 = ¼.π. Ds2(1,5Ds)

Ds = 19,8795 ft

= 238,5539 in

Menghitung tekanan design.

Tinggi larutan dalam shell (HI)

HI = 4

x 2

Ds

VI

4

x fit8373,268795,196684,8325

Sedangkan :

Pdesign = Phidrostatik + 14,7

Dimana :

Phidrostatik = 144

)( HIgcg

psi

xx1861,9

1448373,26128976,49

Appendik C- 8

Maka :

Pdesign = 9,1861 + 14,7 = 23,8861 psi

Menghitung tebal Silinder (ts)

ts= CPifE

PixDi

)6,0(2(pers 3-19 BY)

Dimana :

ts = tebal sheel (in)



f = stress yang di ijinkan (psi) = 18750 psi (App D, BY hal 342)

E = efisiensi pengelasan = 0,8 (BY hal 254)


Sehingga :

ts =)8861,236,08,018750(2

554,2388861,23xx

x

+)8861,236,08,01875(2

554,2388861,23xx

x

+1612 =

160419,5 =

165

Standrisasi diameter tangki.

Dari tabel 57, BY hal 89 untuk Di = 238,554 in di dapatkan Do =240 in maka:

Ds = Do -2ts

= 240-2(5/16)

= 39,375 in

Hs = 1,5 x 239,375 = 359,0625 in

Menghitung tebal tutup atas (tha)

Direncanakan : tutup atas berbentuk conical dengan sudut 120o

Appendik C- 9

Tha = CPifE

PixDi

21cos)6,0(2

Dimana :

Tha = tebal tutp atas (in)



f = stress yang di ijinkan (psi) = 18750 psi



Maka :

tha =60cos)7,146,08,018750(2

375,239,14xx

x

+161 =

167556,3 =

164 in

Menghitung tebal tutup bawah (thb)

Direncanakan : tutup bawah berbentuk plat datar

Sehingga :

thb = ts =5/16 in


Ht = tinggi tutup bawah + tinggi sheell + tinggi tutup atas

Dimana :


Tinggi tutup bawah = 0

Tinggi tutup atas = OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B dan Y hal 88, untuk tha = 4/16 in maka sf = 1,5-2,5 in

Appendik C- 10

Di ambil : sf = 1,5 in

Sedangkan : b =

21

tan

21 xDs

=60tan

375,23921 x

= 69,1016 in

Maka :

Tinggi tutup atas = OA = 69,1016 + 1,5 = 70, 6016 in

Sehingga :

Ht = 0 + 359, 0625 + 70,6016 = 429,6641 in

3. Tangki Penampung H3PO4 (F-123)

Fungsi : Menyimpan H3PO4 selama 1 bulan yang digunakan sebagi katalis

Bahan : Carbon steel SA-240 Grade C

Bentuk : Slinder tegak dengan tutup bawah konikal (ά =120o) dan tutup

atas

Plat datar.

Perancangan :


Kebutuhan H3PO4 = 1,66667 kg/j



Densitas H3PO4 = 115, 29073 lb/cuft

Maka :

H3PO4 tersimpan = 1,66667 x 30 x 24 = 1200,0024 kg =2645, 5253 lb.

Volume H3PO4 =29073,115

5253,2645= 22,9466 cuft

Appendik C- 11

Jika H3PO4 mengisi 90% tangki, maka volume tangki(Vt):

Vt =9,0

9466,22 = 25,4962 cuft


Vt = ¼ .π.Ds2.H

Dimana :

Ds = Diameter tangki (ft)



Maka :

25,4962 = ¼ .π.Ds2.(1,5 Ds)

Ds = 2,7872 ft

= 33,4466 in



HI =4 x

2DSVI =

4 x

78722,29466,22 =3,7628 ft

Sedangkan :

Pdesign = Pdesign + 14,7

Dimana :

Pdesign =144

)( HIgcg

= psi

xx0126,3

1447628,3129073,115

Maka :

Pdesign = 3,0126 + 14,7 = 17,7128 psi

Appendik C- 12


ts= CPifE

PixDi

)6,0(2(pers 3-19 BY)

Dimana :







Sehingga :

ts =)7126,176,08,018750(2

4466,337126,17xx

x

+ +1612

=163162,2

=163

in


Dari tabel 57, BY hal 89 untuk Di = 33.4466 in di dapatkan Do =34 in

maka:

Ds = Do -2ts

= 34 - 2(3/16)

= 33,625 in

Hs = 1,5 x 33,625 = 50,4375 in

Appendik C- 13



Tha = CPifE

PixDi

21cos)6,0(2

Dimana :

tha = tebal tutp atas (in)






Maka :

ts =60cos)7126,176,08,018750(2

625,337126,17xx

x

+ +162 =

166357,2 =

163 in


Direncanakan : tutup atas berbentuk plat datar

tha = CPifE

PixDi

21cos)6,0(2

(pers 3-19 BY)

Dimana :



Appendik C- 14


f = stress yang di ijinkan (psi) = 18750 psi (App D,BY, hal 342)



Maka :

ts =)7,146,08,018750(2

625,337,14xx

x

+162

=162638,2

=163

in



Dimana :

Tinggi shell = 50, 4375 in




Diambil : sf = 1,5 in

Sedangkan : b =

21

tan

21 xDs

=60tan

625,3321 x

= 9,7067 in

Maka :

Tinggi tutup atas = OA = 9,7067 in + 1,5

= 11, 7067in]

Sehingga :

Ht = 11, 7067 in + 50,4375 in + 0 in

= 61,6442 in

Appendik C- 15

4. Tangki Penampung H2 (F-148A)

Fungsi : Menampung hidrogen selama 1 minggu sebagai bahan pembantu.

Bahan : higj Alloy Steel SA-240 Grade 3 Type 304

Bentuk : Spherical

Perancangan :


Kebutuhan H2 = 65,33334 kg/j




Perhitungan :

Hidrogen tersimpan = 65,33334 x 7 hari x 24 jam = 10976,00112 kg.

Volume H2 = n.R.T/P

Dimana :

n = jumlah mol H2 = 5488,000056 kmol

H = kostanta gas = 82,057.103m3 atm/kmol.K

T = suhu hidrogen = 30oC = 303 K

P = tekanan hidrogen = 3 atm

Maka :

Volume H2 = 2151,454833

303310.057,8200056,5488

xx

Volume 1 tangki:

Volume H2 =45483,2151m3/ 8 tangki = 5685,4019m3/tangki

Appendik C- 16

Jika hidrogen mengisi 90% tangki, maka volume tangki :

Vt = 5685,4019 m3/0,9 = 6317,1132m3

Menghitung diameter tangki (Ds)

Vt = 4/3.π.r2

6317,1132 = 4/3. π.r2

r = 11,47ft

= 37,63 ft

Ds = 2 x37,63 ft = 75,26 ft

Menghitung tabel tangki (ts)

t =xpxf

pxR2,085,1

(PERS. 4-115, Ulrich)

dimana :

ts = tebal tangki (in)

P = tekanan design (psi)

R = jari-jari tangki (in)

F = Stress yang diijinkan (psi) = 18750 (App.D, B&Y hal 342)

Maka :

Ts =4,292,01875085,1

12,9034,29xx

x

= in1613

1625.12

Appendik C- 17

5. Tangki Penampung DAA ( F-133)

Fungsi : menyimpan DAA selama 1 jam sebelum didehidrasi.

Bahan : carbon Steel SA-240 grade S Type 304

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk plat datar dan tutup bawah

konikal dengan sudut 120o

Perancangan :


Kebutuhan DAA = 5787,46005 kg/jam

Lama penyimpanan = 1 jam


Densitas DAA = 42,20294 lb/cuft

Maka DAA tersimpan = 5787,46005 x 1

= 5787,46005 kg

= 12759,0344 lb

Volume DAA = 12759,0344/42,2024

= 302,3257 cuft

jika DAA mengisi 90% tangki, maka volume tangki (vt) :

Vt =0,9

302,3257= 335,9175 cuft

menghitung diameter Shell (Ds)

Vt = Vs + Vk

dengan :

Vs = volume silinder = 1/4.π.Ds2.Ls

Appendik C- 18

Vk = Volume konstanta =

2/1

3

tgDs

Dimana :


Ls = tangki Shell (ft) = 1,5 Ds


Maka :

Vs = 1/4.π.Ds2. (1,5 Ds) = 1,1775 Ds3

Vk =60

3

tgDs

= 0,07554. Ds3

Sehingga :

Vt = Vs + Vk

335,9175 = 1,1775 Ds3 + 0,07554. Ds3

Ds = 6,4479 ft

Ds = 77,3756 in

Menghitung tekanan design S


Vls = Vlarutan - V konis

= 302,3257 – (0,07554 x 6,44793)

= 282,0754 cuft

Tinggi larutan dalam shell (HI) :

HI =4 x

DsVl

2 =4 x

Appendik C- 19

= 9,2632 ft

Sedangkan :

Pdesign = P hidrostatik + 14,7

Dimana :

P hidrostatik = psixx

HIgcg

7148,2144

2632,9120294,42144

Maka :

Pdesign = 2,7148 +14,7 = 17,4148 psi


ts = CPifE

pixDi 6,02

(pers. 3-19 B&Y)

dimana :




f = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi (App.D, B&Y hal.342)

E = efisiensi pengelasan = 0,8 ( B&Y hal. 254)


Sehingga :

ts = inxx 16

2167192,1

161

17,41486,08,0187502x77,375617,4148

Appendik C- 20


Dari tabel 57 B&Y hal.89 untuk Di = 77,3756 in didapatkan Do = 78 in

Maka :

Ds = Do – 2ts

= 78 – 2(4/16)

= 77,75 in

Hs = 1,5 x 77,75 = 116,625 in



Tha = CPifE

pixDi 6,02

(pers. 3-19 B&Y)

Dimana :


Pi = tekanan operasi (Psi)

Di = diameter Shell (in)

F = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi (App.D, B&Y hal.342)



Sehingga :

Tha = inxx 16

3166115,2

162

77,756,08,0187502x77,7514,7


Direncanakan : tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 120 o

Appendik C- 21

Thb = CPifE

pixDi

2/1cos6,02

Dimana :

thb = tebal tutup atas (in)






Maka :

Thb =

inxx 16

3164453,2

161

60cos17,41486,08,0187502x77,7517,4148

Menghitung tinggi tangki penampung :

Ht = tinggi tutup bawah + tinggi Shell + tinggi tutup atas

Dimana :



Tinggi tutup bawah = OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B&Y hal 88, untuk Thb = 3/16 in maka sf = 1,5 – 2 in

Dan diambil sf = 1,5 in

Sedangkan : b = 2/1tan

2/1 Ds60tan

75,772/1

x= 22,4445 in

Appendik C- 22

Maka :


Sehingga :

Ht = 23,9445 in +116,625 in + 0 = 140,5695 in


Fungsi : menampung destilat sementara

Jenis : akumulator horizontal

Kapasitas : 10,6231 cuft

Jumlah : 1 buah

Direncanakan :

1. tangki berbentuk silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah standar

dished head

2. bahan konstruksi yaitu carbon Steel SA-240 grade M Type 316.

3. liquida mengisi 80 % volume tangki.

4. L/D = 3 ( Ulrich, Hal. 249)

Perhitungan :

densitas campuran = 49,9 lb/cuft

Waktu tinggal = 10 menit

Masa bahan masuk = 1154,15892 kg/j = 2544,45876 lb/j

Menentukan volume akumulator

Volume bahan masuk :

V =mpurandensitasca

MasukmassaBahan x waktu tinggal

Maka :

Appendik C- 23

V = cuftmenitxmenitjam

x 4985,810601

lb/cuft49,9lb/j2544,45876

Liquida mengisi 80% tangki, maka volume tangki :

Vt = cuft6231,108,0

4985,8

Menentukan dimensi tangki

Vt = 0,25.π.di2.L + 2. 0,847.di3

10,6231 = 0,25.π.di2 (3di) + 0,1694. di3

di = 1,6145 ft = 19,347 in

L = 3.di

= 3 x 1,6145 ft

= 4,8435 ft

= 58,122 in

Menentukan tekanan design


Dimana :

P hidrostatik = ρ.h / 144

= (49,9 x 4,8435)/144

= 1,6784 Psia

Maka :

Pdesign = 1,6784 + 14,7

= 16,3784 Psia

Appendik C- 24

Menentukan tebal tangki

M = ΣW.0,5L

= 2544,45876 x 0,5 x 58,122

= 73944,51602 in-lb

[I/Y] = [π.r3. ts3]/ r

= π.r2. ts3

= π.(½di)2. ts

= π.9,6872 .ts

=294,6512 ts in2

Maka :

f = M/[I/Y]

18750 = 73944,51602 in lb/ 294,6512 ts in2

ts = (0,214/16) + Cs

= (0,214/16) + 1/6 ≈2/16 in

jadi tebal tangki : 2/16 in

Menentukan tebal tutup

Direncanakan : tutup atas dan bawah standar dished head

tha = (0,885 x Pi x R)/( f E – 0,1 Pi) + C (dimana :R=D)

Maka :

tha = (0,885 x 16,3784 x 19,374)/( 18750 x 0,8 – 0,1 16,3784) + 1/6

= 1.2996/16

= 2/16 in

tebal tutup bawah :

Appendik C- 25

thb = tha = 2/16 in

Dimensi akumulator :

Diameter = 1,6145 ft

Panjang = 4,8435 ft

Tebal = 2/16 in





Jumlah : 1 buah

Direncanakan :

5. Tangki berbentuk silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah standar

dished head

6. Bahan konstruksi yaitu carbon Steel SA-240 grade M Type 316.

7. Liquida mengisi 80 % volume tangki.

8. L/D = 3 ( Ulrich, Hal. 249)

Perhitungan :






V =mpurandensitasca


Appendik C- 26

Maka :

V = cuftmenitxmenitjamx 5496,2810

601

lb/cuft42,9lb/j7348,6666


Vt = cuft687,358,0

5496,28


Vt = 0,25.π.di2.L + 2. 0,847.di3

35,687 = 0,25.π.di2 (3di) + 0,1694. di3

di = 14,1368 ft = 169,6416 in

L = 3.di

= 3 x 14,1368 ft

= 42,4104 ft

= 508,9248 in



Dimana :


= (49,9 x 42,4104 )/144

= 12,6348 Psia

Maka :

Pdesign = 12,6348 + 14,7

= 27,3348 Psia

Appendik C- 27


M = ΣW.0,5L

= 7348,66666 x 0,5 x 508,9248

= 1869959,355 in lb

[I/Y] = [π.r3. ts3]/ r

= π.r2. ts3

= π.(½di)2. ts

= π.84.82082. ts

= 2590,9438 ts in2

Maka :

f = M/[I/Y]

18750 = 1869959,355 in lb / 2590,9438 ts in2

ts = (0,615/16) + Cs

= (0,615/16) + 1/6 ≈2/16 in





Maka :

tha = (0,885 x 16,3784 x 19,374)/( 18750 x 0,8 – 0,1 16,3784) + 1/6

= 1.2996/16

= 2/16 in

tebal tutup bawah :

Appendik C- 28

thb = tha = 2/16 in



Panjang = 4,8435 ft

Tebal = 2/16 in

8. Tangki penampung MIBK (F-148)

Fungsi : menyimpang MIBK selama 3 hari sebagai produk

Bahan : carbon Steel SA-240 Grdae C

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas konikal (ά = 120 o) dan tutup

bawah plat datar.

Perancangan :


Kebtuhan MIBK = 3333,33333 kg/ j

Lama penyimpanan = 3 hari



Maka :

MIBK tersimpan = 3333,33333 x 3 x 24

= 239999,9998 kg

= 529103,9995 lb

Volume MIBK = 529103,9995/ 49,80665 = 10623,1598 cuft

Volume aseton untuk satu tangki :

Volume MIBK = 10623,1598/ 2 = 5311,5799 cuft

Appendik C- 29

Jika MIBK mengisi 90% tangki, maka volume tangki (Vt) :

Vt = 5311,5799/ 0,9 = 5901,7554 cuft

Menghiltung diameter shell (Ds)

Vt = ¼ .π. Ds2. H

Dimana :




Maka :

5901,7554 cuft = ¼ .π. Ds2. (1,5 Ds)

Ds = 17,1135 ft

=2053626 in

Menghitung Tekanan Design

Tinggi larutan dalam shell (H) :

HI = (4/ π) x (Vl/Ds2 )= (4/ π) x (5311,5799 cuft/ 17,1135 2

= 23,1033 ft

sedangkan :


Dimana :

Phidrostatik =14480665,49

144

HI

gcg

= 7,991 Psi

Maka :

Pdesign = 7,991 Psi + 14,97 = 22,691 Psi

Appendik C- 30

Menghitung tebal silinder :

ts =)6,0(2 PifEx

PixDi+ C (pers 3-19 B&Y)

Dimana :



Di = Diameter Shell (in)

f = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi ( APP. D, B&Y hal.342)

E = Efisiensi pengelasan = 0,8 (B&Y hal 254 )

C = factor Korosi = 2/16 in

Sehingga :

ts =)691,226,08,018750(2

3626,205691,22xx

x

+162

=164875,4

=165

inc.


Dari table 57 B& Y hal.89 untuk Di = 205,3626 in didapatkan Do = 216 in

Maka :

Ds = Do – 2ts

= 216 – 2(5/16)

= 215,375 in

Hs = 1,5 x 215 x215,375 = 323,0625 in

Menghitung tebal tutup atas


Appendik C- 31

tha =

21cos)6,0(2 Pife

PixDi

+ C

dimana :




F = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi

E = Efisiensi pengelasan = 0,8

C = factor korosi = 2/16 in

Maka :

Tha =60

21

cos)7,146,08,018750(2

375,2157,14

xx

x

+

162 +

163791,5 =

166 inc.



thb =)6,0(2 PifE

PixDi

+ C (Pers. 3-19 B&Y)

dimana :




F = Stress yang diijinkan (Psi) = 18750 Psi (App.D, B& Y hal.342)

E = Efisiensi pengelasan = 0,8 (B & Y hal,254)


Appendik C- 32

Maka :

Thb =)691,226,08,018750(2

375,215691,22xx

x

+162 =

166088,4 =

165 inc.


Ht = tinggi tutup bawah + tinggi tutup atas + tinggi shell

Dimana :




Dari table 5-6 B & Y hal 88 untuk Tha = 6/16 in maka : sf = 1,5-3 in

Diambil : sf = 1,5

Sedangkan : b =60tan

375,2152/12/1tan

.2/1 xDS

= 62,1734 in

Maka :


Sehingga :

Ht = 0 + 323,0625 + 63,6734 = 386,7359 in

9. Mixer (M- 150)

fungsi : mengencerkan NaOH dari konsentrasi 40% menjadi konsentrasi 5 %.

Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished head.

a. Menentukan volume tangki

Bahan masuk : 36,74334 lb/j

: 16,66667 kg/j

ρ (densitas ) : 63,97083 lb/ft 3

Appendik C- 33

waktu pengenceran = ½ jam

volume bahan =97083,63

)2/1(74334,36 x = 0,28719 ft3

volume liquid dalam tangki 80 % maka volume tangki (Vt) :

Vt = 0,28719/0,8 = 0,35899 cuft

b. Menentukan diameter tangki

Dipergnakan dimensi = Ls = 1,5 Ds

Volume tnagki = 2.V dish + Vs

V dish = 0,0847 Ds2

Vs = π/4. Ds2.1,5 Ds

0,35899 = (2 x 0,0847 + 1,1775 Ds2 )

Ds = 0,64355 ft

Volume larutan dalam tutup bawah = 0,087 x 0,643553 = 0,02258 ft3

volume larutan dalam shell = 0,35899 -0,02258 = 0,33641 ft3

Tinggi larutan dalam shell = 4/ π. 0,33641/0,643552

Tinggi larutan dalam tutup bawah :

BC = r- icr

AB = (ID/2) – icr

B= r - ABBC22

Dimana :

Icr = 0,06 x D = 0,06 x 0,64355 = 0,03861 ft

r = D = 0,64355 ft

maka :

Appendik C- 34

BC = 0,64355 - 0,03861 = 0,60494 ft

AB = (0,64355/2) - 0,03861 = 0,28317 ft

b = 0,64355 - - 0,283170,60494 22

sehingga :

tinggi larutan (HI) = 1,03475 + 0,35778 = 1,39253 ft = 16,71036

c. Menentukan menentukan design

P design = 14,7 + hidrostatik

Dimana :

P hidrostatik =144

71036,16197083,63144

)./.( xxHigcg

= 7,4234 Psi

Maka :

P design = 14,7 + 7,4234 = 22,1234 Psi

d. Menentukan tebal tangki

Bahan konstruksi = carbon stell SA-240 grade C type 347

F allowable = 18750 psi

C = 2/16 in

E = 0.8

Tebal bagian silinder :

ts = CpifE

Dipd .6,0(2

12..

ts =162

1234.226,08,018750(2127226,71234,22

xx

xx

ts = in163

160944,3

Appendik C- 35

standarisasi :

dari table 5.7 B &Y hal. 90, untuk Di = 7,722 in maka Do = 12 in

maka :

Ds = Do – 2 ts = 12 –(2.3 /16) = 11,625

Tebal bagian tutup bawah :

th = CpifERcpd

.1,0

..88,0

th =162

1234.221,08,0187507226,71234,22885,0

xx

xx

th = in163

161613,2

perhitungan pengaduk :

data : µ = 64 Cps = 0,043 lb/ft.dt

ρ = 63,97083 lb/cuft

Dipakai : Impeler jenis aksial dengan 4 buah plat blade

Dari Mc. Cabe fig. 9.9 :

D impeler = 1/3 x 7,7226 = 2,5472 in = 0,215 ft

Lebar Blade = 0,2 . D impeller 0,2 x 0,215 = 0,043 ft

Panjang blade = 0,25 D impeller =0,054 ft

Maka dasar perhitungan kurva Dpada fig 9-13 Mc.Cabe ed.4

Didapat : kecepatan putaran (n) = 90 rpm = 1,5 rps

Maka :

Nre =

nD .. 2

=043,0

5,1215,097083,63 2 xx=103,15296

Dari kurva D fig.9-20 Mc.Cabe :

Appendik C- 36

P =gc

DimpelernNp ... 53

=2,32

97083,63215,05,11 53 xx=0,0031 Hp

Grand losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 0,5 Hp

Power Input = 0,0031 + 0,5 = 0,5031 = 0,1258 Hp

Maka :

Total daya yang diperlukan = 0,5061 + 0,1258 = 0,6289 Hp

Dipakai daya sebesar 1 Hp

10. Pompa (L-111)

fuingsi : Mengalirkan aseton dari f-112 ke R-110

Tipe : sentrifugal


= 9770,71903 lb/j

=2,7141 lb/dt


Viskositas = 0,31 cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt

=0,00588 lb/ft.dt


Q = (2,7141 lb/dt)/(54,02 lb/cuft)

= 0,0502 cuft/dt

3,012 cuft/mt

22,5328 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

Appendik C- 37

= 3,9x0,05020,45x54,020,13

= 1,0148 in

Standarisasi ID = 1,25 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh :

ID = 1,38 in = 0,115 ft

OD = 1,66 in

Flow Area = 1,5 in 2 = 0,0104 ft2


V1 = Q/A1

= 0ft/dt (karena diameter tangki>>>diameter pipa)

V2=Q/A2

=(0,0502 cuft/dt)/(0,0140 ft2)

=4,8269 ft/dt

ΔV = V2 – V1 = 4,8269 – 0 = 4,8269 ft/dt

Menghitung Bilangan Reynold Number

NRe =

vD. =00588,0

115,08269,402,54 xx = 5099,68552 > 2100

(memenuhi syarat aliran turbulen karena NRe >2100)


Direncanakan :

Pipa luruis (L) = 40 ft

Elbow 90O sebanyak 3 buah

L/D = 32 (table 1 peter and Timmerhaus hal. 484)

L elbow = 32 ID

=3 x 32 x 0,115 ft

Appendik C- 38

=11,04 ft

Gate valve sebanyak 2 buah


L gate valve = 7 ID

=2 x 77 x 0,115 ft

=1,61 ft

Globe Valve sebanyak 1 buah


L Globe Valve = 300 ID

=3 x 300 x 0,115 ft

=11,04 ft


Exit valve = 3,8 ft

Panjang total system pemipaan :

L pipa = 40 + 11,04 +1,61 + 34,5 + 1,9 + 3,8

=92,85 ft


Bahan yang digunakan : Commercial Steel

Maka : ε= 0,000046 m (Geankoplis hal.88)

ε/D = 0,00131

Didapat : f = 0,09


Appendik C- 39

F1 =xgcxD

Lxxfxv2

4 2 =

115,02,32285,928269,4009,04 2

xxxxx



Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1)

(A2/A1 dianggap = 0, karena A1 tangki besar)

Maka :

Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1)

(A2/A1 dianggap = 0, krena A1 tangki besar)

Maka :

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

F2 =xgcx

Kcxv2

2

=2,3212

8269,45,0 2

xxx = 0,1809 lbf.ft / lbm

3. sudden enlargement from expansion loss at river entrance

Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

F2 =xgcxvKex

2. 2

=2,3212

8269,41 2



Kf = 0,75

F2 = 3 xxgcx

Kfxv2

2

= 3 x2,3212

8269,475,0 2


Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 10,5157 + 0,1809 + 0,3618 + 0,814

= 11,8724 lbm.ft / lbm

Appendik C- 40

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 4,8269 ft / dt


ρ1 = ρ 2 (fluida incompressible)



(4,82692 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 11,8724 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 12,8553 x 0,0502 x 54,02 / 550

= 0,0634 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0634 / 0,18 = 0,3522


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,3522 / 0,8 = 0,4403



Appendik C- 41

Jumlah : 1 buah

11. Pompa (L-122)


Tipe : sentrifugal


= 12759,03443 lb/j

=3,54418 lb/dt


Viskositas = 0,575 Cp x 6,7197.10-4 lbm/ft.dt

=0,000386 lb/ft.dt


Q = (3,54418 lb/dt)/(49,87286 lb/cuft)

= 0,0711 cuft/dt

= 3,012 cuft/mt

= 22,5328 gal/mnt



ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

= 3,9x0,071120,45x49,872860,13

= 1,973 in

Standarisasi ID = 2 in sch. 40 (tabel 11, kern) diperoleh :

ID = 2,067 in = 0,1723 ft

OD = 2,38 in

Appendik C- 42

Flow Area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft2


V1 = Q/A1


V2 = Q/A2

= ( 0,0711 cuft/dt)/(0,0233 ft2)

= 3,0515 ft/dt

ΔV = V2 – V1 = 3,0515 – 0 = 3,0515 ft/dt


NRe =

vD. =000384,0

1723,00515,387286,49 xx = 67932,19084 > 2100



Direncanakan :




L elbow = 32 ID

=3 x 32 x 0,1723 ft

=16,5408 ft



L gate valve = 7 ID

=2 x 7 x 0,1723 ft

Appendik C- 43

=2,4122 ft




=3 x 300 x 0,1723 ft

=51,69 ft


Exit valve = 3,8 ft


L pipa = 30 + 16,5408 +2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8

=106,343 ft




ε/D = 0,000876

Didapat : f = 0,0045


F1 =xgcxD

Lxxfxv2

4 2 =1723,02,322

343,1060515,30045,04 2

xxxxx = 1,6063 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1)


Maka :

Appendik C- 44

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

F2 =xgcx

Kcxv2

2

=2,3212

0515,35,0 2



Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

F2 =xgcxvKex

2. 2

=2,3212

0515,31 2



Kf = 0,75

F2 = 3 xxgcx

Kfxv2

2

= 3 x2,3212

0515,375,0 2


Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 1,6063 + 0,0723 + 0,1446 + 0,3253

= 2,1485 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 3,0515 ft / dt





Appendik C- 45

(3,05152 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,1485 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 2,9142 x 0,0711 x 49,87286 / 550

= 0,0188 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0188 / 0,18 = 0,1044


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,1044/ 0,8 = 0,1305



Jumlah : 1 buah

12. Pompa (L-145)

fungsi : Mengalirkan aseton dari F-124 ke R-140

Tipe : sentrifugal


= 8711,59734 lb/j

= 2,41989 lb/dt



Appendik C- 46

= 0,00128 lb/ft.dt


Q = (2,41989 lb/dt)/(45,55026 lb/cuft)

= 0,0531 cuft/dt

= 3,186 cuft/mt



ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

= 3,9x0,05310,45x45,550260,13

= 1,7099 in


ID = 2,067 in = 0,1723 ft

OD = 2,38 in

Flow Area = 3,35 in 2 = 0,0233 ft2


V1 = Q/A1

= 0ft/dt (karena diameter A1 tangki>>>A1 pipa)

V2=Q/A2

= (0,0531 cuft/dt)/(0,0233 ft2)

= 2,279 ft/dt

ΔV = V2 – V1 = 2,279 – 0 = 2,279 ft/dt


NRe =

vD.=

00128,01723,0279,255023,45 xx

= 13973,67034 > 2100

Appendik C- 47



Direncanakan :




L elbow = 32 ID

=3 x 32 x 0,1723 ft

=16,5408 ft



L gate valve = 7 ID

=2 x 7 x 0,1723 ft

=2,4122 ft




= 3 x 300 x 0,1723 ft

= 51,69 ft


Exit valve = 3,8 ft


L pipa = 60 + 16,5408 + 2,4122 + 51,69 + 1,9 + 3,8

Appendik C- 48

= 136,343 ft




ε/D = 0,000876

Didapat : f = 0,007


F1 =xgcxD

Lxxfxv2

4 2 =

1723,02,322343,136279,2007,04 2

xxxxx

= 1,7869 lbf.ft/lbm


Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1)


Maka :

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

F2 =xgcx

Kcxv2

2

=2,3212

279,25,0 2

xxx

= 0,0403 lbf.ft / lbm


Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

F2 =xgcxvKex

2. 2

=2,3212

279,21 2

xxx

= 0,0806 lbf.ft / lbm


Kf = 0,75

F2 = 3 xxgcx

Kfxv2

2

= 3 x2,3212

279,275,0 2

xxx

= 0,1815 lbf.ft / lbm

Appendik C- 49

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 1,7869 + 0,0403 + 0,0806 + 0,1815

= 2,0893 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 4,8269 ft / dt





(2,2792 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,0893 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 12,8553 x 0,0502 x 54,02 / 550

= 0,0123 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0683 / 0,18 = 0,0683


Appendik C- 50

Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,0683 / 0,8 = 0,0854



Jumlah : 1 buah

13. Pompa (L-147)

fuingsi : Mengalirkan bahan dari f-112 ke R-110

Tipe : sentrifugal


= 13309,77287 lb/j

= 3,6972 lb/dt



= 0,000121 lb/ft.dt


Q = (3,6972 lb/dt)/(45,55026 lb/cuft)

= 0,0812 cuft/dt

= 4,872 cuft/mt

= 36,4474 gal/mnt



iD optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

= 3,9x0,08120,45x54,550260,13

Appendik C- 51

= 2,070 in


ID = 2,469 in = 0,2058 ft

OD = 2,88 in

Flow Area = 4,79 in 2 = 0,0333 ft2


V1 = Q/A1


V2=Q/A2

= (0,0812 cuft/dt)/(0,00333 ft2)

= 2,4384 ft/dt

ΔV = V2 – V1 = 2,4384 – 0 = 2,4384 ft/dt


NRe =

vD.=

00121,02058,04384,255026,45 xx

= 188910,375 > 2100



Direncanakan :




L elbow = 32 ID

=3 x 32 x 0,2058 ft

=19,7568 ft

Appendik C- 52



L gate valve = 7 ID

=2 x 7 x 0,115 ft

=2,8812 ft




=3 x 300 x 0,2058 ft

=61,74 ft


Exit valve = 3,8 ft


L pipa = 60 + 19,7568 +2,8812 + 61,74 + 1,9 + 3,8

=10,078 ft




ε/D = 0,000733

Didapat : f = 0,005


F1 =xgcxD

Lxxfxv2

4 2 =

2058,02,322078,1604684,2009,04 2

xxxxx

= 1,4363 lbf.ft/lbm

Appendik C- 53


Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1)


Maka :

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

F2 =xgcx

Kcxv2

2

=2,3212

4384,25,0 2

xxx

= 0,0462 lbf.ft / lbm


Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

F3 =xgcxvKex

2. 2

=2,3212

4384,21 2

xxx

= 0,0923 lbf.ft / lbm


Kf = 0,75

F4 = 3 xxgcx

Kfxv2

2

= 3 x2,3212

4384,275,0 2

xxx

= 0,2077 lbf.ft / lbm

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 1,4363 + 0,0462 + 0,0923 + 0,2077

= 1,7825 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 2,4384 ft / dt

Appendik C- 54





(2,43842 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 1,7824 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 2,4959 x 0,0812 x 45,55026 / 550

= 0,0168 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0168 / 0,18 = 0,0933


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,0933 / 0,8 = 0,1166



Jumlah : 1 buah

14. Pompa (L-133)

fuingsi : Mengalirkan aseton dari F-134 ke R-110

Tipe : sentrifugal


Appendik C- 55

= 2544,45876 lb/j

=0,7068 lb/dt



=0,000101 lb/ft.dt


Q = (0,7068 lb/dt)/(54,02 lb/cuft)

= 0,0131 cuft/dt

= 0,786 cuft/mt

= 5,8801 gal/mnt


Dari Peter and Timmerhaus :

ID optimal = 3,9.Q0,45.ρ0,13

= 3,9x0,01310,45x54,020,13

= 0,9313 in


ID = 1,049 in = 0,0874 ft

OD = 1,32 in

Flow Area = 0,864 in 2 = 0,006 ft2


V1 = Q/A1

= 0ft/dt (karena A1 tangki>>>A2 pipa)

V2=Q/A2

Appendik C- 56

= (0,0131 cuft/dt)/(0,006 ft2)

=2,1833 ft/dt

ΔV = V2 – V1 = 2,1833 – 0 = 2,1833 ft/dt


NRe =

vD. =000101,0

0874,01833,202,54 xx = 102060,585 > 2100



Direncanakan :




L elbow = 32 ID

=3 x 32 x 0,0874 ft

=8,3904 ft



L gate valve = 7 ID

=2 x 7 x 0,0874 ft

=8,3904 ft




Appendik C- 57

=3 x 300 x 0,0874 ft

=26,22 ft


Exit valve = 3,8 ft


L pipa = 60 + 8,3904 +1,2236 + 26,22 + 1,9 + 3,8

=101,534 ft




ε/D = 0,00173

Didapat : f = 0,006


F1 =xgcxD

Lxxfxv2

4 2 =115,02,322

534,1011833,2006,04 2



Kc = 0,4 x (1,25 – A2/A1)


Maka :

Kc = 0,4 x (1,25 - 0) = 0,5

F2 =xgcx

Kcxv2

2

=2,3212

1833,25,0 2



Kex = 1 - (A1/A2)2 = 1

Appendik C- 58

F3 =xgcxvKex

2. 2

=2,3212

1833,21 2

xxx

= 0,074 lbf.ft / lbm


Kf = 0,75

F2 = 3 xxgcx

Kfxv2

2

= 3 x2,3212

1833,275,0 2

xxx

= 0,1665 lbf.ft / lbm

Sehingga :

ΣF = F1 + F2 + F3 + F4

= 12,0637+ 0,037 + 0,074 + 0,1665

= 2,3412 lbm.ft / lbm

Ditentukan :

Δ Z = 20 ft



V2 = 2,1833 ft / dt





(2,18332 / 2.1.32,2) + (20/32,2) + 0 + 2,3412 = Ws



WHP = Ws.Q.ρ / 550

= 3,0363 x 0,0131 x 54,02 / 550

Appendik C- 59

= 0,0039 Hp


Maka :

BHP = WHP / ή pompa = 0,0039 / 0,18 = 0,0217


Maka:

Hp = BHP / ή motor = 0,0217 / 0,8 = 0,0271



Jumlah : 1 buah

15. Blower (L-146B)

Fungsi : sebagai alat transportasi gas hidrogen yang di-recycle .

Rate : 6,53334 Kg/j

Suhu masuk : 120 oC

Tekanan : 1 atm (14,7 Psia )

Pressur drop : 0,5 psia

Perhitungan :

Menentukan volume gas :

Vgas =P

TRn ..

Dimana :

n = kgmolkg

26667,32

53334,6

R = 82,057.103 m3.atm/kgmol.K

Appendik C- 60

T = 120 oC = 393 K

P = 1 atm

Maka :

Vgas =

1393.057,8226667,3 10 3 xx

105,345 m 3 = 3720,2236 cuft

Menentukan rate volumemetrik

Rate Volumetrik = massa/ densitas

Dimana :

Densitas = cuftlbcuftlb /00387,0

2236,37204034,14

Menentukan daya blower

Hp = Hp Udara / η

Dimana :

Hp udara = V.P/33000

= 144 x 3720,2236 x0,5 / 33000

= 8,1169

Efisiensi = 70%

Maka :

Hp = 8,1169/0,7 = 11,596

Diambil power sebesar 12 Hp

Kesimpulan

Type : Blower centrifugal

Jumlah : 1 buah

Bahan : Carbon steel

Appendik C- 61

16. Blower (L-146A)

Fungsi : sebagai alat transportasi gas hidrogen dari F-148A ke D-140

Rate : 65,33334 kg /j

Suhu : 30 oC

Tekanan : 3 atm (44,1 psia)

Presure drop : 0,5 Psi

Perhitungan :

Menentukan volume gas

Vgas =P

TRn ..

Dimana :

n = kgmolkg

6667,322

53334,6

R = 82,057.103 m3.atm/kgmol.K

T = 30 oC = 303 K

P = 3 atm

Maka :

Vgas =

36303.057,826667,32 10

3 xx270,7334 m 3 = 9560,8606 cuft



Dimana :

Densitas = cuftlbcuftlb

/0151,09560,8606

0339,144


Appendik C- 62

Hp = Hp Udara / η

Dimana :


= 144 x 9560,8606 x0,5 / 33000

= 20,81169

Efisiensi = 70%

Maka :

Hp = 20,81169/0,7 = 29,7309


Kesimpulan


Daya : 30 Hp

Jumlah : 1 buah



T1 = 248 oF

t2 = 78,8 oF t2 = 95 oF

T1 = 135,104 oF

Perencanaan :

1) Uapa campuran berada dalam shell dan pendingin (air) dalam tube

2) Factor kekotoran minimal 0,001 BTU/j.ft2. oF

Appendik C- 63

3) Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi

Perhitungan :

1. neraca bahan dan panas

Dari app.B didapat :

Q = 211742,09180 Kkal/j = 840259,7335 BTU/j

M = 1927,47218 kg/j = 4249,30517 lb/j

m = 12477,95046 kg/j = 27508,888958 lb/j

2. ΔTLMT = 12

21

1221

lntTtT

tTtT

=

8,78104,135

95248ln

8,78104,13595248

=96,728 oF

karena isothermal maka : ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMT = 96,728 oF

3. suhu kalorik

Tc = ½ (T1 + T2 ) = 191,552 oF

tc = ½ (T1 + T2 ) = 86,9 oF

4. Trial UD = 90 BTU/j.ft. oF

A=tUDx

Q

=728,96907335,840259

x=96,52 ft2

M=xla

A'' =

728,96907335,840259

x=30,723 ≈31 buah

Dari table 9, hal.841 Q Kern didapat :

Nt Stadar = 32 buah

Ids = 10 in

N = 1

B = Ids = 10 in

Appendik C- 64

N + 1 =Bxl12

=10

1212x= 14,4

UD korektor = dartsdarts

xUDNt

Nttan

tan

= 903231

x = 87,118 BTU /jftOF

Evaluasi Perpindahan Panas

Shell ( Uap campuran ) Tube (air)

5. as =44....

lPtncBIDs

=1441.1

25,01010

4/1xxx

= 0,139

6. Gs = M/as

= 4249,30517 / 0,139

= 30570,54079

NRe =42,2.

.

Gsde

=42,2.247,0

54079,30570).12/99,0(

= 4219,3422

7. Asumsi kondesor horizontal

ho = 180 BTU / j. ft. oF

G =lNt

M.3/2

=12.32

30517,42493/2

= 35,132

5’.at =144.

'.n

aNt

=144.2

576,0.32 = 0,064

6’. Gt = m/at

= 27508,88958/0,064

= 429826,3997

NRe =42,2.

.

Gtdi

=42,2.85,0

4,429826.12856,0

= 14905,66351

7’. V = Gt/ 3600.ρ

V =5,62.3600

3997,429826

= 1,91

= 0,94; hi = 500 hi koreksi =

0,94.500 = 470

Appendik C- 65

tw =

tcTc

hiohohotc

=

9,86552,19132,402180

1809,86

=119,249OF

f = 0,309; kf = 0,22; sf = 0,879

ho = 165 Btu / j.fto F

hio = hi koreksi x

dodi

= 470 .

1856,0

= 402,32

8.Uc =hohio

hohio. =

16532,40216532,402x = 117,011

9.Rd =UdUcUdUc

.

=188,87011,117188,87011,117

x

Rd hitung > Rd ketetapan (memenuhi)

Evaluasi Pressure Drop

Shell Uap Campuran Tube (Air)

1. N Re = 4219,3422

2. f = 0,0025

(Kern,fig.29,hal.839)

3. Ps =sgde

NIdGsf..2210,25

)1.(..10

2

1’. N Re = 14905,66351

2’. f = 0,00029 (Kern,fig.29,hal.839)

3’. Ps =sgdi

nIGtf..2210,25

...10

2

Appendik C- 66

=

879,0).12/99,0.(10.22,25

4,14.1210.)54079,30570(0025,0

10

2

= 0,00371 psi < 2 psi

(memenuhi)

=1).12/856,0.(10.22,5

2.12.)54079,30570(0029,010

2

= 0,345

Pn=g

vx

sgn

24 2

=2,322

912,112.4

xx

= 0,453

Pt = 0,345 + 0,453 = 0,789 psi

Pt < 2 psi (memenuhi)

Kesimpulan

Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari Destilator (R-130)

Tipe : Shell & Tube

Tipe HE : 1-2

Diminsi kondesor :

Shell : Ids = 10 in; n = 1; b=10 in

Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=12 ft; nt = 32 buah; Pt=1,25 in

Susunan square pitch; n = 2;a” = 0,576 in2; di=0,856 in



T1 = 165,542 oF

t2 = 78,8 oF t2 = 104 oF

Appendik C- 67

T1 = 156,146 oF

Perencanaan :




Perhitungan :

a. neraca bahan dan panas


Q = 617194,5864 Kkal/j = 2449223,743 BTU/j

M = 3933,55076 kg/j = 8671,90601 lb/j

m = 44085,3276 kg/j = 97190,51323 lb/j

b. ΔTLMT =

346,77542,61

ln

346,77542,61 =69,14 oF

karena isothermal maka : Ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMTD= 69,14 oF

c. Suhu kalorik

Tc = ½ (T1 + T2 ) = 160,844 oF

tc = ½ (T1 + T2 ) = 91,4 oF

d. Trial UD = 120 BTU/j.ft. oF

A=tUDx

Q

=14,69120743,2449223

x=295,201 ft2

M=xla

A'' =

12261,0201,295x

=70,47 ≈71 buah


Nt Stadar = 76 buah

Appendik C- 68

Ids = 15,25 in

N = 1

B = Ids = 15,25 in

N + 1 =Bxl12 =

25,151612x = 12,59


xUDNt

Nttan

tan

= 1207671




e. as =44....

lPtncBIDs

=

1441.125,025,1525,15

4/1 xxxx

= 0,323

f. Gs = M/as

= 8671,90601 / 0,323

= 26848

NRe =42,2.

.

Gsde

=42,2.223,0

00622,26848).12/99,0(

= 4104,363

g. Asumsi kondesor

horizontal

5’.at =144.

'.n

aNt

=144.2

576,0.76= 0,152

6’. Gt = m/at

= 97190,51323/0,152

= 639411,2713

NRe =42,2.

.

Gtdi

=

42,2.8,0

2713,639411.12856,0

= 23559,5751

7’. V = Gt/ 3600.ρ

Appendik C- 69


G =lNt

M.3/2

=16.76

90601,86713/2

= 30,21

tw =

tcTc

hiohohotc

=

4,91844,160434,595180

1804,91

=107,52OF

f = 0,262; kf = 0,12; sf = 0,879


V =5,62.3600

5751,23559

= 2,84

= 0,94; hi = 740 hi koreksi =

0,94.740 = 695,6

hio = hi koreksi x

dodi

= 695,6 .

1856,0

= 595,434

8.Uc =hohio

hohio.

=220434,595220434,595

x

= 160,65

9.Rd =UdUcUdUc

.

=11,11265,16011,11265,160

x

=0,0021


Appendik C- 70



4. N Re = 4104,363

5. f = 0,0025


6. Ps =sgde

NIdGsf..2210,25

)1.(..10

2

=

879,0).12/99,0.(10.22,25

12.12

25,15.)0062,26848(0025,0

10

2

= 0,00381 psi < 2 psi

(memenuhi)

1’. N Re = 23559,5751

2’. f = 0,00029 (Kern,fig.29,hal.839)

3’. Ps =sgdi

nIGtf..2210,25

...10

2

=1).12/856,0.(10.22,5)2713,639411(10.5,2

10

24 s

= 0,878

Pn=g

vxsgn

24 2

=2,322

84,212.4 2

xx

= 1

Pt = 0,878 + 1 = 1,878 psi


Kesimpulan

Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari reaktor (R-120)

Tipe : Shell & Tube

Tipe HE : 1-2

Diminsi kondesor :

Shell : Ids = 15,25 in; n = 1; B=15,25 in


Appendik C- 71




T1 = 237,9 oF

t2 = 78,8 oF t2 = 122 oF

T1 = 111,69 oF

Perencanaan :




Perhitungan :



Q = 1141095,189 Kkal/j = 4528227,389 BTU/j

M = 6037,28084 kg/j = 13309,78934 lb/j

m = 47545,63287 kg/j = 104819,1022 lb/j

b. ΔTLMTD =

89,3292,115

ln

89,3292,115 =65,91 oF

karena isothermal maka : ft = 1 sehingga : Δt = ΔTLMT D= 65,91 oF

c. suhu kalorik

Tc = ½ (T1 + T2 ) = 174,81 oF

tc = ½ (T1 + T2 ) = 100,4oF

Appendik C- 72


A=tUDx

Q

=91,65100389,45528227

x=687,03 ft2

M=xla

A'' =

162618,003,687x

=164,02 ≈164 buah


Nt Stadar = 166 buah

Ids = 21,25 in

N = 1

B = Ids = 21,25 in

N + 1 =Bxl12

=25,211612x

= 9,04


xUDNt

Nttan

tan

= 10025,21

164x = 98,8 BTU /jftOF



e. as =44....

lPtncBIDs

=

1441.125,025,2125,21

4/1xxx

= 0,627

f. Gs = M/as

= 13309,78934 / 0,627

= 21227,73419

5’.at =144.

'.n

aNt

=144.2

576,0.166= 0,332

6’. Gt = m/at

= 104819,1022/0,332

= 315720,1873

NRe =42,2.

.

Gtdi

Appendik C- 73

NRe =42,2.

.

Gsde

=42,2.263,0

73419,21227).12/99,0(

= 2751,60744

g. Asumsi kondesor

horizontal


G =lNt

M.3/2

=16.166

78934,133093/2

= 27,54

tw =

tcTc

hiohohotc

=

4,10081,174

042,354100100

9,86

=150,145OF

f = 0,686; kf = 0,0851; sf = 0,284


=

42,2.7,0

1873,315720.12856,0

= 13294,78947

7’. V = Gt/ 3600.ρ

V =5,62.3600

1873,315720

= 1,4

= 0,94; hi = 440 hi koreksi =

0,94.440 = 413,6

hio = hi koreksi x

dodi

= 413,6 .

1856,0

= 354,042

Appendik C- 74

8.Uc =hohio

hohio.

=200042,354200042,354

x

= 127,8

9.Rd =UdUcUdUc

.

=8,988,1278,988,127

x




7. N Re = 2751,60744

8. f = 0,0027 (Kern,fig.29,hal.839)

9. Ps =sgde

NIdGsf..2210,25

)1.(..10

2

=686,0).12/99,0.(10.22,25

04,9.12

25,21.)7342,212227(0027,0

10

2

= 0,0033 psi < 2 psi (memenuhi)

1’. N Re = 13294,7947

2’. f = 0,00029


3’. Ps =sgdi

nIGtf..2210,25

...10

2

=1).12/856,0.(10.22,51.)1873,315720(0029,0

10

2

= 0,248

Pn=g

vxsgn

24 2

=2,322

4,112.4 2

xx

= 0,243

Pt = 0,248 + 0,243 = 0,491 psi


Kesimpulan

Fungsi : mengembunkan uap campuran yang berasal dari Hidrogenator (R-140)

Appendik C- 75

Tipe : Shell & Tube

Tipe HE : 1-2

Dimensi kondesor :

Shell : Ids = 21,25 in; n = 1; b=21,25 in

Tube : OD = 1 in 15 BWG; 1=16 ft; Nt = 166 buah; Pt=1,25 in



Jumlah : 1 buah


T1 = 188,24 oF

t2 = 302 oF t2 = 302 oF

T1 = 212 oF

Perencanaan :

1) Uap campuran berada dalam shell dan pemanas dalam tube

2) Factor kekotoran minimal 0,003 j.ft2. oF / BTU


Perhitungan :


suhu feed masuk : 392,95 K


Q = 156446,164 BTU/j

M = 2533,37664 kg/j = 5585,08214 lb/j

Appendik C- 76

qs = m.cp.t

= 8711,59734 x 0,68 x64,26

= 380668,926 BTU/j

qv = 0,8 x 8711,59734 x (380-210)

= 1184777,238 BTU/j

b. ΔTLMT D=

8536,100ln

8536,100 =92,46747 oF

karena steam jenuh, maka : ft = 1 sehingga:

Δt=ΔTLMTD=92,46747 oF

c. Suhu kalorik

Tc = ½ (T1 + T2 )= ½ (338+338) = 338 oF

tc = ½ (t1 + t2 ) = ½(237,64 + 253) = 245,32 oF

d. Q/A = 12000 BTU/j.ft2

A=156446,164 /12000= 130,45385 ft2

Nt=xla

A''

=162618,0

130,45385x

=31,14349

Dari Nt standart = 32 buah (square pitch)

Ids = 10 in

n = 2

Pt = 1,25 in

Appendik C- 77



e. -

f. -

g. Trial ho = 120 BTU / j.

ft. oF

tw =

tcTc

hiohohotc

=

68,92

1500120150032,245

=331,13481OF

t = tw-tc

= 331,13481OF – 245,32

= 85,81481OF

dari fig.15.11 kern hal.473 :

hv = 300 BU/j.ft2.OF

hs = 68 BTU/j.ft2.OF

ho =

hvqv

hsqs

Q

=

3002381,1184777

68926,380668

164,1565446

= 163,96691 BTU/j.ft2.OF

5’.-

6’. -

7’. Hio = 1500 BTU/j.ft2.OF

Appendik C- 78

8.Uc =hohio

hohio.

=163,966911500163,966911500x

= 147,80965

9.Ud =txlNtxa

Q)"(

=4,101)121309,032(

2652,538385xx

=105,62928

10.Rd=UcxUd

UdUc =62928,10525103,19262928,10525103,192

x =0,00427>0,003



P Shell diabaikan

P Tube (steam) :

1. a1 =nx144Ntxa'

=2x144

32x0,548=0,06089

G1 = 87945,4731906089,0

30746,2881a1m

NRe = 75916,9372224,20145,0

87945,473112834,0

.2,42Gidi.

x

x

2. f = 0,00015

3. Ps = psixxx

xxx

sgdi

nl0014,0

79,012

)834,0(.22,52

212)(.5,1

..2x5,22.

..f.

10

87945,473191010

Gi10

24

10

2

4. Pn = psix

xxg

x v 00695,02,32279,0

24'.2sg

4n 2103,0 22

5. Pt = 0,0014 + 0,00695 = 0,00835 psi < 2 psi ( memenuhi)

Appendik C- 79

Kesimpulan

Tipe : Shell & Tube

Tipe HE : 1-2

Dimensi Reboiler :

Shell : IDs = 10 in; n = 1


Susunan square pitch; di = 0,834in, de = 0,99 in;

Bahan Konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 buah


T1 = 237,64 oF

t2 = 338 oF t2 = 338 oF

T1 = 253 oF

Perencanaan :



3). Pressure Drop maksimal untuk shell dan tube sebesar 2 Psi

Perhitungan :




Q = 1565446,164 BTU/j

Appendik C- 80

M = 2533,37664 kg/j = 5585,08214 lb/j

qs = m.cp.t

= 8711,59734 x 0,68 x 64,26

= 380668,926 BTU/j

qv = 0,8 x 8711,59734 x (380-210)

= 1184777,59734 BTU/j

2. ΔTLMT D=

85366,100

ln

8536,100 =101,41655 oF



3. Suhu kalorik

Tc = ½ (T1 + T2 )= ½ (338+338) = 338 oF

tc = ½ (t1 + t2 ) = ½(237,64 + 253) = 245,32 oF

4. Q/A = 12000 BTU/j.ft2

A=1565446,164/12000 = 130,45385 ft2

Nt=xla

A'' =

162618,045385,130

x= 31,14349


Ids = 10 in,n= 2, Pt= 1,25 in

Appendik C- 81



5. -

6. -

7. Trial ho = 180 BTU / j. ft.

oF

tw =

tcTc

hiohohotc

=

68,92

15001201500

32,245

=331,13481OF

t = tw-tc

= 331,13481 – 245,32

= 85,81481 OF




ho =

hvqv

hsqs

Q

=

3002381,1184777

68926,380668

164,1565446

= 163,96691 BTU/j.ft2.OF

5’.-

6’. -


Appendik C- 82

8.Uc =hohio

hohio.

=96691,163150096691,1631500

x

= 147,80965

9.Ud =txlNtxa

Q)"(

=5,92)122618,032(

164,1565446xx

=126,30181

10.Rd=UcxUd

UdUc =30181,12680965,14730181,12680965,147

x =0,0012>0,001



P Shell diabaikan

P Tube (steam) :

1. a1 =nx144Ntxa'

=2x144

32x0,546=0,06067

G1 = 73545,9205606067,0

08214,5585a1m

NRe = 75497,2033624,213,0

73545,9205612834,0

.2,42Gidi.

x

x

2. f = 0,00023

3. Ps = psixxx

xxx

sgdi

nl0126,0

79,012

)834,0(.22,52

216)73545,92056(.3,2

..2x5,22.

..f.

1010

10Gi

10

24

10

2

4. Pn = psix

xx

gx v 06635,0

2,32260264,0

68,024

'.2sg4n 22

5. Pt = 0,0126 + 0,06635 = 0,00835 psi 1111< 2 psi ( memenuhi)

Appendik C- 83

Kesimpulan

Tipe : Shell & Tube

Tipe HE : 1-2

Dimensi Reboiler :





Jumlah : 1 buah

22. Heater (E-144A)

Fungsi : untuk memanaskan gas H2 dari 30 OC menjadi 75 OC.

Type : Double Pipe Heat Exchanger.

t1= 86OF

T1 = 248 OF T 2 = 248 OF

t2 = 167 OF

Dasar perancangan :

T1 = Suhu steam masuk = 248 OF

T2 = Suhu steam keluar = 248 OF

t1 = Suhu liquid masuk = 86 OF

t2 = Suhu liquid keluar = 167 OF

Rd gabungan maksimum 0,002 jam.ft2 OF ( faktor kekotoran )

P liquid maksimum = 5 Psi

Appendik C- 84

P uap maksimum = 2 psi

tekanan = 3 atm = 44,1 Psia

massa liquid panas ( dari App. B) = 144, 03388 lb/j

perhitungan :

1. Neraca massa dan panas

Q = M. Cp. t = m.

=144,0338 lb/ j x 3,41072 BTU / lb. OFx (167-86)oF = m.908,50686 BTU/lb

m =50686,90899805,36791

= 43,79934 lb/ j

2. tLMTD =

)167248()86248(

ln

)167248()86248(

= 116,053 oF

Karena t1 = t2 maka Ft = 1, heat exchanger Type 1-2

t = ft.tLMTD = 1 x 116,053 oF

3. suhu kalorik

Tc = ½(T1=T2) = ½ (86+167) = 126,5oF

tc = ½ (t1+t2) = ½ (248+248) = 248 oF

dari tabel 6.22 hal 110 kern didapat : 2 x 1 ¼

bagian anulus : aan = 1,19 in

de = 0,915 in

de’ = 0,40 in

bagian tube : ap = 1,50 in

di = 1,38 in

do = 1,66 in

Appendik C- 85

Evalausi perpindahan panas

Bagian Anulus (Hidrogen) Bagian Pipa (steam)

4. G.an=ana

M

=

14419,103388,144

= 17429,30985 lb/j ft2

NRE =42.2..

deGan

=42,20090016,01240,0

30985,17429

x

x

= 26670,05181

6. JH = 81

7.3/1

.

kCp

dekJK

anho

=

129,042,241072,3

)12/915,0(129,081

xx

= 114,05188 BTU / j.ft2. oF

an = 1 karena <1cp,maka :

ho = 114,01588

5’. G.P=Pa

M

=

14450,1

79934,43

= 4204,73664 lb/j ft2

NRE =42.2..

diGP

=42,203,0

1238,1

73664,4204

x

x

= 6660,395504

6’. JH = 23

7’.3/1

.

kCp

dikJK

phi

=3/1

0137,042,203,045,0

)12/38,1(0137,0

23

xxx

= 3,661 BTU / j.ft2. oF

dodix

phi

phio

= 3,661x66,138,1

= 3,0432

karena pipa terisi steam maka :

Appendik C- 86

p = 1

sehingga :

hio = 3,0432 BTU/j.ft2oF

8. UC =hohio

hohio.

=01588,1140432,301588,1140432,3

x

= 2,9641 BTU /j.ft2oF

9. Rd =UCxUD

UDUC

0,002=xUD

UD9641,29641,2

UD = 2,9466

10. Ao =LMTDtUD

Q.

=053,1169466,2

99805,39791x

= 116,3639 ft2

L =do

Ao.

=

1206,114,3

3639,116

x= 267,89 ft

Menentukan 1 ekonomis :

Dimana :

n =12x

L

L baru = npb.2.1

A baru = .do. L baru

UD baru =LMTDtUD

Q.

Rd dihitung =UCxUDbaru

UDbaruUC

Appendik C- 87

% Design =nRdketetapa

nrdketetapaRddihitung

maka dengan menggunakan persamaan diatas, didapat :

1 n L baru A baru UD baru Rd

dihitumng

% design

12’

16’

20’

12

9

7

288’

288’

280’

125,1

125,1

121,6

2,741

2,741

2,820

0,0275

0,0275

0,0172

1275

1275

760

Kesimpulan :

1 = 20’; n = 7; % = 760

Evaluasi P

Bagian Anulus (Hidrogen) Bagian pipa (Steam)

1. NRE =42.2..

deGan

=42,20090016,01240,0

30985,17429

x

x

= 26670,05181

2. f = 0,0035 +42,0Re

264,0xN

= 0,0035+42,00582,26670

264,0x

= 0,00715

1’. Nre = 6660,395504

2’. F = 0,0035 +42,0.Re

264,0N

= 0,0035+42,0395504,6660

264,0x

=0,01004

3’.Pp=dig

LGpf...2

...4 2

=

1238,1752,2810881,4.2

28073664,420401004,04 2

xxxx

xxx

Appendik C- 88

3. Pl ='...2...4 2

degLGanf

=

1240,0752,2188108,42

28030985,1742900715,0.4 2

xxx

xxx

= 0,00159 ft

4. Pn =n

g

V.2

2

V =.3600

Gan=

75,218360030985,17429

x

= 0,022 ft/dt

Pn = 7 x2,322

022,0 2

x= 0,000053 Psi

Pan= P1 + Pn

= 0,00159 + 0,000053

= 0,001643 ft x

= 0,0025 psi

= 0,00218

23. Heater (E-144B)



t1= 167OF

T1 = 302 OF T 2 = 302 OF

Appendik C- 89

t2 = 248 OF

Dasar perancangan :



t1 = Suhu liquid masuk = 167OF

t2 = Suhu liquid keluar = 248OF






perhitungan :


Q = M. Cp. t = m.


m =39048,47843435,40237 = 84,11002 lb/ j

2. tLMTD =

)167302()167302(

ln

)248302()167302(

= 88,4 oF


t = ft.tLMTD

= 1 x 88,4oF

3. suhu kalorik

Appendik C- 90

Tc = ½(T1=T2) = ½ (167+248) = 207,5oF

tc = ½ (t1+t2) = ½ (302+302) = 302 oF



de = 0,915 in

de’ = 0,40 in


di = 1,38 in

do = 1,66 in

Evalausi Perpindahan Panas


5. G.an=ana

M

=

14419,103388,144

= 17429,30985 lb/j ft2

NRE =42.2..

deGan

=42,20090016,01240,0

30985,17429

x

x

= 26670,05181

6. JH = 81

5’. G.P=Pa

M

=

14450,1

11002,84

= 8074,56192 lb/j ft2

NRE =42.2.

.

diGP

=42,20148,0

1238,1

56192,8074

x

x

= 25926,25142

6’. JH = 80

Appendik C- 91

7.3/1.

kCp

dekJK

anho

=3/1

120,00095,042,25,3

)12/915,0(120,0

81

xx

x

= 110,197897BTU / j.ft2. oF


ho = 110,197898 BTU/j.ft2oF

7’.3/1.

kCp

dikJK

phi

=

0170,00148,054,0

)12/38,1(0170,0

80

xxx

= 12,34568 BTU / j.ft2. oF

dodi

xp

hip

hio

= 12,34568x66,138,1

= 10,26328 BTU/j.ft2oF

karena bentuk pipa dengan steam

maka :

p = 1

maka:


8. UC =hohio

hohio.

=197897,11010,26328197897,11010,26328

x

= 9,338885 BTU /j.ft2oF

9. Rd =UCxUD

UDUC

0,002=xUD

UD9,3388859,338885

UD = 9,215799

Appendik C- 92

10. Ao =LMTDtUD

Q.

=4,889,215799

43435,40237x

= 49,39068 ft2

L =do

Ao.

=

1206,1

14,3

49,39068

x= 113,70734 ft


Dimana :

n =12x

L

L baru = npb.2.1


UD baru =LMTDtUD

Q.


UDbaruUC





dihitumng

% design

12’

16’

20’

5

4

3

120’

128’

120’

52,124

55,599

52,124

8,733

8,188

8,733

0,0080

0,0156

0,0080

299,95

681,05

299,95

Kesimpulan :

Appendik C- 93

1 = 12’; n = 5; % = 299,5

Evaluasi P


1. NRE =42.2..

deGan

=42,20095,0

1240,0

30985,17429

x

x

= 25270,85668

2. f = 0,0035 +42,0Re

264,0xN

=

0,0035+42,0825270,8566

264,0x

= 0,0072368

3. Pl ='...2...4 2

degLGanf

=

1240,0752,2188108,42

28030985,1742900724,0.4 2

xxx

xxx

= 0,000689 ft

4. Pn =n

g

V.2

2

V =.3600

Gan=

75,218360030985,17429

x

1’. Nre = 25926,25142

2’. F = 0,0035 +42,0.Re

264,0N

= 0,0035+42,025142,25926

264,0x

=0,0071968

3’.Pp=dig

LGpf...2

...4 2

=

1238,1

752,2810881,4.2

9,29956192,80740071968,04 2

xxxx

xxx

= 0,000104

Appendik C- 94

= 0,022 ft/dt

Pn = 7 x2,322

022,0 2

x= 0,000687 Psi

Pan= P1 + Pn

= 0,000687 + 0,000689

= 0,001376 ft x

= 0,000209 psi

Pan = 0,000209 Psi < 2 Psi

24. Reaktor ( R-120)

Fungsi : sebagai tempat untuk mereaksikan diaseton alkohol menjadi



konikal.

Dasar perancangan :

1. massa masuk : 57789, 12683 kg/ j


3. tekanan : 1 atm

Perhitungan Vessel





Appendik C- 95

DAA : 4431,96908 kg/j

Aseton : 1107,99256 kg/j

NaOH : 8,3333 kg/j

H3PO4 : 163,3334 kg/j

Total : 5789,12683 kg/j

Diket :

DAA : 4431,96908 lb/cuft



H3PO4 : 163,3334 lb/cuft




Rate volumetrik :

V = m / = 12762,70901 / 54,02 = 236,258969 cuft/j

Direncanakan : volume pengaduk dan coil = 20% volume total

Maka :

V = 0,2 x 236,258969 cuft/j = 283,51075 cuft


V tangki = 283,51075 / 0,75 = 378,01433 cuft



Dimana :

Appendik C- 96




2/1tan.24

. 3

di


Maka :

378,01433 = 0,0847 di3 + ¼ .. di2 .1,5di +60tan.24

. 3

d

378,01433 = 1,33774.di3

di = 6,562 ft

= 78,744 in



= 283,51075 -60tan.24

. 562,6 3

= 262,16721 cuft


H = V1 / (1/4. . di2)

H = 262,16721 / (1/4. . 6,5622)

H = 7,75597 ft



Dimana :


Appendik C- 97

= 54,02.(7,75597- 1) / 144

= 2,53443 psi

Sehingga :

P design = 14,7 + 2,53443 = 17,23443 psi


Direncanakan :






ts = CPifE

dipi ).6,0.(2.

dimana :




maka :

ts = inxx

x162

1668,1

161

)23443,176,085,018750.(2744,7823443,17


Do = 84 in

Icr = 5 1/8

r = 84 in

Appendik C- 98

ts = 5/16 in

maka :

Di = Do- 2ts

= 84 – 2(5/16)

= 83,375 in

= 6,94792 ft


378,01433 = 0,0847 6,947923 + ¼ .. 6,947923. Ls +60tan.24

. 94792,63

Ls = 8,55747 ft

Ls/Di = 8,55747 / 6,94792 = 1,2 <1,5 (memenuhi )


1. tutup atas (tha)

tha = CPifErcpi

).1,0(

..885,0

Dimana :






Maka :

tha =161

)23443,171,085,018750(375,8323443,17.885,0

xx

x

Appendik C- 99


a = Di/2

AB = a – icr

BC = r – icr

AC = ACBC22

b = r-AC

OA = ts + b + sf

Dimana :




Sehingga :

a = 83,375 / 2 = 41,6875 in

AB = 41,6875 – 5 1/8 = 36,5625 in

BC = 84- 36,.5625 = 47,4375 in

AC = 5625,364375,4722

= 30,224 in

b = 84 – 30,224 = 53,776 in


Sf = 1,5 -2 (diambil sf = 1,5 )

Maka :

OA = 3/16 + 53,776 + 1,5 = 55,4635 in = 4,62195 ft


Appendik C- 100

thb = CPifEdipi

2/1cos).6,0(2

.

Dimana :







Maka :

thb = inxxx

163

1644,2

161

60cos)23443,176,085,018750(2375,8323443,17


sf = 1,5 – 2 ( diambil sf = 1,5 )

b = indi 06829,2460tan

375,83.2/12/1tan

.2/1

OA= b + f = 24,06829 + 1,5 = 25,56829 in = 2,13069 ft


= 4,62195 ft + 8,55747 ft + 2,13069 ft

= 15,31011 ft


perencanaan :



Appendik C- 101

Data :

1. Dt/Di = 3

2. Z1/Di = 2,7 -3,9

3. Zi /Di = 0,75 – 1,3

4. W/Di = 0,17

Sehinga :


Dt/Di = 3

Di = Dt/3 = 83,375/3 = 27,79167 in = 2,31597 ft



Zi = 0,9 x Di = 0,9 x 27,79167 = 25,0125 in = 2,08438 ft


L/Di = 1/3

L = Di/3 = 27,79167/3 = 9,26389 in = 0,77199 ft


W/Di = 0,17

W = 0,17 x Di = 0,17 x 27,79167 = 4,72458 in = 0,39372 ft


n = 09823,094792,6

88,075597,7tan. x

gkidiameterSgHliq = 1buah



J = Dt/12 = 83,375 / 12 = 6,94792 ft

Appendik C- 102


n = buahx

H

Di72,0

2

75597,7

.2 31597,222 = 1buah

h. Daya pengaduk :

gcP Din

53 ...

Dimana :




Nre =

Din 2..

Dimana :





Maka :

NRe =1031597,2

4

2

.20955,1

02,54.5,2

xx


Appendik C- 103

P = Hpdtftlbfxxx

22893,22/.91639,122252,32

02,54.7 31597,25,223




Q = 128337,189 BTU/j

M = 1352,01899 lb/j

b. TLMTD

t1=68oF

T1=302oF

T2=302oF

T2 = 248oF

t LMTD =

23454ln

23454= 122,75 oF

c. tc = ½ (T1 + T2) = 302oF

tc = ½ (t1 + t2) = 158oF



di = 1,5 in

Appendik C- 104

a’ = 1,76 in

a” = 0,498 ft2/ft

Shell Tube

1.N Re =

..2 Ndp

Dp = (1/2 – 1/3 ) di( bejana )

Dp = 6.94792 x 1/3 = 2,31597 ft

NRe =42,219,0

88,016015031597,2 2

xxxx

= 92389,348 > 2100 (aliran

turbulen)

2.JH = 1200 (kern fig 20.2 hal.718)

3.Ho = JH.14,03/1.

wkCp

dik

=

12003/1

085,0.19,061,0

31597,2085,0

x

= 48,8377


8.UC =hohio

hioxho

=8377,4815008377,481500

x

= 47,29776

Appendik C- 105


Rd =UCxUD

UDUC

0,004 =UD

UD.29776,47

299776,47

UD = 39,77305

10. a =LMTDUDx

Q0

=75,12277305,39

/189,1228337x

jBTU=251,59801 ft2

L ="a

A =i498,0

59801,251 = 505,21689 ft

Hc =dcL.

=5

21689,505x

= 32,179,42 ≈32 buah



fungsi : memisahkan MIBK produk atas dari campuran berdasarkan

perbedaan titik didih

Tipe : sieve Tray

Dari perencanaan :

1. Feed masuk pada suhu 119,8oC = 392,95 K

Rate = 41,91032 kgmol/j

Xf = 0,77944

2. destilat produk masuk pada suhu 114,4 oC = 387,55 oK

rate = 36,37036 kgmol/j

Xd = 0,89,817

Appendik C- 106

3. bottom produk pada suhu 155,5-C = 428,65 oK

rate = 5,53996 kg mol/j

Xb = 0

4. tekanan operasi = 1 atm

5. MIBK keluar sebagai produk atas dengan kadar 98% (berat)

6. feed dan Reflux dalam keadaan saturated liquid.

7. dari appendix B dapat data :

Enriching :

V = 65,87327 kgmol/j

L = 29,50291 kgmol/j

Exchuasting :

V’= 65,87327 kgmol/j

L’= 71,41323 kgmol/j

Dari grafik keseimbangan MIBK dari MO diperoleh :

R = 0,81118

` Rm = 0,40559

jumlah tray teoritis = 10 buah

Dimana : Xf = 0,77944 Yf = 0,86

Xd = 0,85 Yd = 0,89187

Xb = 0,01 Yb = 0,01

Perhitungan :

1. menentukan BM campuran

Enriching

Appendik C- 107

a. bagian atas

BM liquid = Xd.BM1 + (1-Xd). BM2

= (0,85 x 100) + (1-0,85) x 116

= 102,4

BM uap = Yd.BM1 + (1-Xf).BM2

= (0,89817 x 100) + (1-0,77944) x 116

= 101,62928

b. Bagian bawah


= (0,77944 x 100) + (1-0,77944) x 116

= 103,52896


= (0,86 x 100) + (1-0,86) x 116

= 102,24

Exchausting

a. Bagian atas

BM liquid = 103,52896

BM uap = 102,24

b. Bagian bawah


= (0,01 x 100) + (1-0,01) x 116

Appendik C- 108

= 115,84


= (0,01 x 100) + (1-0,01) x 116

= 115,84

2. Perhitungan beban destilasi

perhitngan beban destilasi dapat dilihat pada tabel 6-1 :

tabel C.2-1. perhitungan rate uap dan rate liquid

Rate uap Rate liquidKomponen

Lbmol/j BM Lb/j Lbmol/j BM Lb/j

Enriching

B.Atas

B. bawah

Exchausting

B.atas

B. bawah

145,2241

145,2241

65,87327

65,87327

101,63

102,24

102,24

115,84

14759,032

14847,723

6734,8831

7630,76

65,0421

65,0421

157,438

157,438

102,4

103,52896

103,52896

115,84

6660,313

14847,723

6734,883

7630,76

Beban terbesar :

V = 14847,723 lb/j ; BM uap = 102,24

L = 14847,723 lb/j ; BM liquid = 103,52896


a.Densitas uap (v)


Appendik C- 109

o

o

PTVoPTBM

v....

1

1 =195,392359

315,27324,102xxxx

= 0,19797 lb/cuft

b. densitas liquid (l)

persamaan yang digunakan :

l =mtotal

mi xi = 45,550258 lb/cuft

4. Menentukan diameter dan tray spacing

data perancangan :

v = 14847,723 lb/j

L = 14847,723 lb/j

v= 0,198 lb/cuft

l = 45,55 lb/cuft

= 3,5 dyne/cm

harga : Shell = $ 2,8/ft2

Tray = $0,79 / ft2

Down comer = $ 0,5 ft2


G = C x )( vl

D = 1,13Gvm

Dimana :

Vm = 1,3 V = 1,3 x 14847,723 lb/j = 46777,93 lb/j

C = konstanta (Gb.8-38,Ludwig hal. 56)

Harga Shell = (.d.T/12) x harga shell

Appendik C- 110

Harga tray = (/4.d2 – 5%./4.d2) x harga tray

Harga down corner = (60%.d.T/12) x harga Down Corner

Dengan persamaan diatas dapat dihitung diameter dan tray spacing kolom

yang nominal perhitungan dapat dilihat pada tabel 6-2:

Tabel C.2-2. perhitungan diameter dan tray spacing kolom yang optimal

Harga ($)T

in

C G lb/j.ft2 D ft

Shell Tray D.corner

Total

10 75 224.7274 9,76382 214,60867 56,16419 29,29145 300,06431

12 150 449,45481 6,90406 182,10150 28,08210 24,85462 235,03821

15 235 704,14587 5,51590 181,85918 17,92474 24,82154 224,60547

18 320 958,83692 4,72689 187,01456 13,16348 25,52519 225,70323

20 360 1078,6915 4,45655 195,91002 11,70087 26,73931 234,35002

24 440 1318,4008 4,03110 212,64874 9,57344 29,02394 251,24612

30 480 1438,2554 3,85949 254,49458 8,77566 34,73538 298,00562

36 525 1573,0918 3,69038 292,01204 8,02346 39,85606 339,89155

Dari tabel 6-2 diatas, dipilih harga ynag paling murah yaitu:

D = 6 ft = 72 in

T = 15 in


L = menitgalcuftlbmenitx

cuftgaljxlb/63679,40

/55,4560/48,7/723,14847

Appendik C- 111

Berdasarkan Gb. 8.3 Hal. 96 maka tipe aliran adalah reverse flow

6. Pengecekan terhadap liquid head


Q max = 1,3.L = 1,3 x 40,63679 = 52,8278 gpm

Q min = 0,7. L = 0,7 x 40,63679 = 28,4458 gpm

Lw/d = %xd

how Max =

Lw

Q.98,2

max3/2

howmin =

Lw

Q.98,2

min3/2

hw = 1,5 in < hw <3,5 in

hl = how + hw

dari persamaan tersebut diatas dapat ditentukan optimasi Lw/d,

perhitungannya dapat dilihat pada tabel 6-3 sebagai berikut :

Lw/d 0,05 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85

Lw 19,8 21,6 23,4 25,2 27 28,8 30,6

How Max 0,596 0,56243 0,533202 0,50750 0,48469 0,46427 0,44588

How Min 0,3945 0,37226 0,35292 0,33591 0,32081 0,30730 0,29513

hl Max3,8460 3,81243 3,78320 3,75750 3,73469 3,71427 3,69588

hl min3,6445 3,62226 3,60290 3,58591 3,57081 3,55730 3,54513

Appendik C- 112

hw 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25

Optimasi diameter kolom destilasi dengan :

Lw/d = 55%

Ad = 4 % x At (Gb. 8-38, Ludwig , Aplied Process Design )

Perhitungan :

diambil : hw – hc = ¼ in , sehingga hc = 3,25 – ¼ = 3 in

Ac = Lw x hc = (19,8 x3) /144 = 0,4125 ft2

Ad = 4 % x At = 0,04 x (/4. 62) = 1,1304 ft2

Ap = harga terkecil antara Ac dan Ad = 0,4125 ft2

hd = 0,03 x

Ap

Q.100

max2

= 0,03 x

4125,0100

8278,522

x

= 0,0492 in

ketentuan : hd < 1 in ( memenuhi)

7.Pengecekan harga Tray spacing (T = 15 in)

Data perancangan :

Lw/d = 55% how = 0,596 in

d = 6 ft = 72 in hd = 0,0492 in

T = 15 in hl = 3,846 in

Susunan segitiga

Ketentuan : 5,0hwThb

Perhitungan :

Appendik C- 113

nAaAo

2

9065,0

Aa = 2

rX

X rXr sin1222 .()(

Dimana :

Wd = 8,5 % d = 0,085 x 72 = 6,12 in

Ww = 3 in

Ws = 3 in

Maka :

X = ftWsWdd 24,212

312,626

122

r = ftWwd 75,2123

26

122

Sehingga :

Aa = 2

75,224,2.()24,2( sin75,224,275,2 1222

= 22 ft

Ditrial : n = 2,5 , Maka : Ao = 3,12489 ft2

Maka :

Vo = Vmax / Ao

Vmax = 1,3 .V = 1,3 xjdtkcuftxlb

jlb/360/1979,0

/723,14847 = 27,0929 cuft/dtk

Vo = 27,0929 (cuft/dtk)/3,12489 ft2 = 8,6671 ft/dtk

Ac = At – Ad

Appendik C- 114

= /4. d2 – 4%(/4. d2)

= /4. 62 – 0,04 (/4. 62)

= 27,1296 ft2

hp =

AcAoUo

AcAo

gclv 1

22

25,14,0.2

14,112

Maka :

hp =

1296,27

124888,31

2

1296,27124888,3

25,14,02,32.2

66692,42

14,15503,45

19797,012

x

hr = 31,2 /l = 31,2/45,55023 = 0,68496 in

ht = hp + hr +hl

ht = 0,8185178 + 0,68496 + 3,84602

ht = 4,61675 in

hb = hl + ht + hd

= 3,84602 + 4,61675 + 0,0492

= 8,51197 in

Cek ketentuan :

5,0hwThb

= 5,04664,025,315

51197,8

( memenuhi)

8. Stabilitas Tray dan Weeping

ketentuan : hpm > hpw

Appendik C- 115

dengan :

hpm :

AcAoUo

AcAo

gclv 1

22

25,14,0.2

14,112

dimana :

Vmin = 0,7.V = 0,7xjdtkcuftxlb

jlb/3600/19797,0

/723,14847= 14,5833 cuft/dtk

Vo = Vmin / Vo = (14,5833 cuft/dtk) / (3,12489 ft2 = 4,66692 ft/dt

Maka :

Hpm =

1296,27

12489,31

2

1296,2712489,3

25,14,02,322

66692,42

14,1555,45

19797,012

x

= 0,81852 in

hpw = 0,05. hl + 0,2 = (0,05 x 3,84602) + 0,2 = 0,3923 in

karena hpm > hpw, maka memenuhi syarat.

9.Entrainment

Syarat tidak terjadi entraiment : (Eo/E) ≤1

Dimana :

Eo = 0,1 dan E = 0,22

TcUc

2,3

73

Dimana :

Uc = Vmax / Ac = (27,0929 cuft/dt)/27,1296 ft2 = 0,99831 ft/dt

Tc = T – 2,5.hl = 15 – 2,5 (3,846) = 5,38497 in

Sehingga :

Appendik C- 116

E = 0,22 x 02087,05,3

73

38497,599831,0

2,3

x

Maka :

Eo/ E = 0,1 / 0,02087 = 4,79127 1 ( memenuhi)

10. Pelepasan uap dalam down Comer

Syarat pelepasan uap yang baik : WI / Wd ≤0,6

Dimana :

WI = 0,8 (how x (T + hw – hb ))1/2

= 0,8 (0,59602 x (15 + 3,25 – 8,51197 ))1/2

= 1,92733 in

Wd = 6,12 in

Maka :

WI / Wd = 1,92733/ 6,12 = 0,31492 < 0,6 ( memenuhi)

11. Efisiensi Tray

Dari persamaan 11.5-1 Genkoplis hal. 654 didapatkan hubungan sebagai

berikut :

= Jumlah plat teoritis / jumlah plat aktual

sehingga :

jumlah plat aktual = jumlah plat teoritis /

Dimana :

Jumlah plat teoritis = 10 buah

Efisiensi Tray untuk Hidrokarbon = 50 – 85%

Appendik C- 117

Efisiensi Tray overal = 85 %

Maka :

Jumlah plat aktual = 10/ 0,85 = 12 buah




Log

XHD

XLw

DB

XLFXHFf

NsNe

2

log206,0

Dimana :

X HF = 0,01

XLF = 0,01

B = 5,53996 kgmol/j

D = 36,37036 kgmol/j

XLw = 1

XHD = 0,89817

Maka :

Log

8816,0

12

37036,3653996,5

01,077944,0

log206,0NsNe

Log 2326,0NsNe

Ne = 1,4584. Ns

Dimana :

Appendik C- 118

N = Ne + Ns

12 = 1,4584. Ns + Ns

Ns = 4,88





bawah


kolom destilasi

Rate liquid = 14847, 723 lb/j



= ( 14847, 723 / 45,55) x 1/6 jam

= 54,327257 cuft






kolom destilasi

Rate gas = 14847,723 lb/j


Appendik C- 119


= ( 14847, 723 / 45,55) x 1/6 jam

= 54,327257 cuft




memenuhi syarat.

Sehingga :

Tinggi kolom destilasi = (12 -1)(15/12) + 4 + 4 = 30 ft = 9,144 m



sebagai berikut :

ts = CpifE

dipi

).6,0(2`.

direncanakan :



f = 18750 psi

C = 2/16 in

E = 0,85


Sehingga :

ts =163

16532,2

162

)7,14.6,085,018750(2)126(7,14

xxx

Appendik C- 120



ID = OD- 2.ts = 78 – 2(3/16) = 77,625 in

c. Menetukan tebal menara


head


th = CpifE

Rcpi

).1,0(2`..885,0

Maka :

th = inx

xx163

16507,2

162

)7,14.1,085,018750(2625,777,14885,0


pi =).1,0.885,0(

..tRo

tEf

pi = psipsix

xx7,1451,43

)163

.1,0625,77885,0(

163

85,018750


a = ID / 2 = 77,625 / 2 = 38,8125 in

b = r - ABBC22

dimana :

AB = ID/2 – Icr

Appendik C- 121

BC = r – icr



maka :

AB = 38,8125 -9/16 = 38,25 in

BC = 77,625 – 9/16 = 77,0625 in

Sehingga :

b = 77,625 - 25,38625,77 22 = 10,078 in

OA = t + b + sf

= 3/16 + 10,078 + 2

= 12,2655 in

= 1,0221 ft.

14. Penentuan pipa katalis

Data perancangan :

Tekanan operasi 1 atm = 14,7 psia

Tekanan design = 0 psi + ( 20% x 0 ) = 0 psi ( faktor

keamanan 20% )

Suhu operasi = 120 oC

Waktu tinggal 2 detik (stenley wallasa Hal. 551 tabel 17.1)

Perancangan :

Bahan konstruksi HAS SA- 240 Grade M Tipe 316

Tutup atas dan bawah standar dished

Tipe pengelasan double welded ( E=0,85)

Appendik C- 122

Faktor korosi = 1/16 in

Perhitungan :

a. menentukan dimensi reaktor

menentukan volume reaktor

Volume gas :

V = n. R. T/P

Diamna :

R = 0,7302 cuft.atm /lb mol. oR

n = 35,93334 kmol/jam

V = n. R. T/P

= 35,93334 x 2,2046 x (1/3600)

= 0,022005 lbmol/detik.

Maka :

Volume gas =1

67,7070730202201,0 xx = 11,3735 cuft/det ik

Volume liquid :

Data :

Massa bahan = 3951,55463 kg / jam

= 3951,55463 x 2,2046 x (1/3600)

= 2,41989 lb/detik


Appendik C- 123

maka :

vulome liquid = massa bahan / densitas

= 2,41989/70,872

= 0,03414 cuft/detik

volume total = (V gas + V liquid) x waktu tinggal

= (11,3735 + 0,03414)x 2 detik

= 11,40764 cuft/detik x 2 detik

= 22,81528 cuft

Menentukan Volume Bahan Masuk Aktual

v gas = . V reaktor (= dari tabel 4.22 Ulrich)

V reaktor = 22,81528 / 0,7 = 32,59326 cuft

Menetukan Kebutuhan Katalis

Data :

Katalis = Nikel

Densitas Ni = 555,627 lb/cuft

V katalis = v reaktor – V bahan

= 32,59235 – 22,81528

= 9,77797 cuft

berat katalis = V katalis x densitas

= 9,77797 x 555,627

= 5432,904137 lb

Menentukan Panjang Pipa Yang Terisi Katalis

v aktual reaktor = /4.Di2.L

Appendik C- 124

sehingga :

panjang pipa (L) = V aktual / (/4.Di2)

direcanakan :

pipa yang dipakai 1,5 in 15 BWG, 10 OD (kern. Hal.834)

a’ = 1,47 in2 = 0,0102 ft2

maka :

L = 32,59326 / 0,0102 = 3195,4176 ft

Trial :

Dipakai dengan panjang L = 9 ft yang terisi katalis 8 ft

Menentukan Jumlah Potongan Pipa

Nt = l pipa total terisi katalis / L satu pipa terisi katalis

= 3195,4176 / 8

= 399,4272 buah

= 400 buah

maka :

laju alir tiap satu pipa yang terisi katalis = L.a”.

dimana :

a’ = flow artea (ft2)

L = panjang pipa terisi katalis (ft)

= porositas = 0,7

maka :

Vi = 0,0102 x 8 x 0,7 = 0,05712 cuft

Cek waktu reaksi :

Appendik C- 125

T = V satu pipa / rate satu pipa

= 0,05712 / 0,02852

= 2,00 (memenuhi)

jadi trial panjang pipa 9 ft dengan pipa terisiu katalis 8 ft memenuhi.

Menentukan Susunan Pipa

Direncanakan : susunan katalis berbentuk segitiga

Dimana :

Pt = ½ DO + c +1/2

= Do + c

= 1,5 + 1/16

= 1,5625 in

mencari luas satu pipa ;

t = Pt sin 60 = 1,5625 x sin 60 + 1,3532 in

luas susunan pipa (segitiga) = ½ x pt xt

= ½ x 1,5625 x 1,3532

= 1,0572 in2

= 0,0073 ft2

diketahui : Nt = 400 buah

maka :

Luas seluruh pipa = Nt x l susunan pipa

= 400 X 0,0073

= 2,92 ft2

Appendik C- 126

26. Ekspander (G-14 9)

fungsi : menurunkan tekanan gas hiidrogen dari 6,68 atm menjadi 1,5 atm

type : multi stage reciprocating expander

perencanaan :

p1 = tekanan masuk expander

= 6,68 atm

= 98,196 psia

= 14140,224 lb/ft2

P2 = tekanan luar expander

= 1,5 atm

= 22,044 psia

= 3174,336 lb/ft2

maka laju alir massa (M):

m = 65,33334 kg/j = 144,034 lb/j = 72,017 lbmol/j

densitas hidrogen = 69,49 lb/cuft

menghitung kerja yang dibangkitkan expander :

Pmxxws (persamaan 4-19 Ulrich hal, 93)

dimana :

Ws = kerja yang dibangkitkan expander (lb.ft/jam)

= efisiensi (50 -60%, ulrich hal.90)

m = laju alir massa gas (Lb/jam)

P = beda tekanan expander (psia)

Appendik C- 127

maka :

49,69)336,3174224,14140(034,14455,0 xxws = 12501,1281 lb.ft/jam

= 3,4725 lb.ft/detik x (1 Hp/550 lb.ft/s)

= 0,006 Hp x (0,7457 kW/1Hp)

= 0,00447 kW

diketahui : efisiensi motor = 65% (Gb.14-38 hal.521 timmerhaus)

maka : daya motor = 0,006 / 0,65 = 0,0097 Hp

digunakan : daya motor = 1 Hp

kesimpulan :

tipe : Multi stage reciprocating expander

kapasitas :144, 034 lb/jam

kerja expander :0,00447 kW

daya motor :1 Hp

27. Tangki MO (F-124)

Fungsi : Menyimpan mesytil oxide (MO) selama 1 jam.

Bahan : Carbon Steel SA-240 grade S type 304

Bentuk : Silinder tegak dengan tutp atas berbentuk plat datar dan tutrup bawah

konikal (= 120o)

Perancangan :

Menghitung volume tangki (Vt )

Kebutuhan MO = 5789,12683 kg/j



Appendik C- 128

Densitas MO = 73,125 lb/cuft

Maka :

MO tersimpan = 5789,12683 kg/j x 1 jam

= 5789,12683 kg

= 12762,70901 lb

Volume MO =125,7370901,12762

= 174,5328 cuft

Jika MO mengisi 90% tangki. ,aka Volume tangki (Vt) :

Vt =9,05328,174 = 193,9253 cuft

Menghitung diameter Shell (Ds)

Vt = Vs + Vk

Dengan :

Vs = volume silinder = ¼ ..Ds2.Ls

Vk = volume konis =

2124

. 3

tgDs

Dimana ;


Ls = Tinggi Shell (ft) = 1,5 Ds


Maka :

Vs = ¼ ..Ds2.(1,5.Ds)= 1,1775.Ds2

Vk =6024

. 3

tgDs = 0,07554. Ds2

Appendik C- 129

Ds = 5,36896 ft

=64,4275 in


volume liquid dalam shell ;

Vls = vlarutan - V konis

= 174,5328 – (0,07554 x 5,368963)

= 162,8419 cuft

Tinggi larutan dalam shell (Hl) :

Hl= ftxDsVl

x 7131,736896,5

5328,1744.

422

Sedangkan :


Dimana :

P hidrostatik =144

7131,7125,77144

. xHl =4,13 psi

Naka :

Pdesign = 4.13 psi + 14,7 psi = 18,83 psi


Ts = cPifE

DsPi

).6,0(2.

(Pers. 319 B%Y)

Dimana :

Ts = tebal Shell (in)


Ds = diameter Shell (in)

Appendik C- 130

F = stress yang diijinkan (psi) = 18750


C = faktor korosi (in)=1/16

Maka :

Ts = inx

x162

16648,1

16648,1

161

)83,18.6,08,018750(2427,6483,18


Dari tabel 57 B&Y hal 89, untuk Di = 64,4275 in didapatkan Do = 66 in

Maka :

Ds = Do – 2.ts

= 66 – 2 (2/16)

= 65,75 in

Hs = 1,5 x 65,75 = 98,625 in


Tha = cPifE

DsPi

).6,0(2.

Tha = tebal tutup atas (in)






Maka :

Appendik C- 131

Tha = inx

x162

1666,1

161

)83,18.6,08,018750(2427,6483,18


Thb = cPifEDsPi

21cos).6,0(2

.

Thb = tebal tutup bawah (in)






Maka :

Thb = inx

x163

1623,2

161

60cos)83,18.6,08,018750(275,6583,18

Menghitung tinggi tangki penampungan


Dimana ;

Tinggi sell = 98,625 in

Tinggi tutup atas = 0 in

Tinggi tutu7p bawah = OA = b + sf

Dari tabel 5-6 B&Y hal. 88, untuk thb = 3/16, maka : sf = 1,5 – 2 in

Deiambil : sf = 1,5 in

Sedangkan : b =2/1

./1 2

tgDs

=60

75,65/1 2

tgx

=18,98 in

Appendik C- 132

Maka :

Tinggi tutp bawah = OA = 18,98 + 1,5 = 20,48 in

Sehingga :

Ht=20,48 + 98,625 + 0 = 119,11 in

28. kolom destilasi (D-130)

( Lihat Perancangan Alat Utama )

29. Reaktor (R-110)

Fungsi :sebagai tempat untuk mereaksikan aseton menjadi diaseton alkohol

dengan katalis NaOH

type : Mixel Flow Reaktor

Jenis : silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup bawah conikal

dengan sudut 120o

Pelengkap : pengaduk dan jaket pendingin.

Kondisi opersai : tekanan = 1 atm = 14,7 psia

Temperatur = 30oC = 68 oF

Fase = liquid

Bahan konstruksi : high alloy Steel SA-240 Grade T type 321

Perhitungan :

Komposisi bahan masuk reaktor (R-110)

Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3)

Aseton

Aseton

NaOH

4431,96908

1107,99256

0,83333

789,900

789,900

1024,681

Appendik C- 133

Air 246,66508 1000,000

Menentukan densitas campuran:

c = (mi / m total) x i

maka :

c = 100046005,578766508,246

681,102446005,5787

83333,09,789

46005,5787

99256,11079,789

46005,5787

6908,4431xxxx

798,88840 m3 /j= 49,87286 lb/ft2

1. Perhitungan Dimensi Reaktor

Volume reaktor

Rumus : V = Q.t

Dimana :

V = volume larutan (cuft)

Q = rate volumetrik bahn dalam reaktor (cuft/j)

t = waktu tinggal (ditetapkan 1 jam)

maka :

V = xtm

= jamxftlb

jlb1

/8728,49/03443,127593

= 255,83122 cuft

volume jarak pendingin dan pengaduk 20% dari volume larutan, maka :

V jaket+pengaduk = 20% x 255,83122

= 51,16624 cuft

Appendik C- 134

V reaktor = V larutan + V jaket + V pengaduk

= 255,83122 + 51,16624

= 306,99746 cuft

ditetapkan reaktor terdiri dari 80-% maka volume total reaktor adalah :

V total reaktor = 306,99746 / 0,8 = 383,74683 cuft

Diameter silinder

Asumsi : Ls = 1,5 Ds

V total = V1 + V2 + V3

= 223

.000049,0..4

21tan24

.diLsdi

Di

383,74683 = 0,07554.di2 + 1,1775.di3 + 0,08467. di2

di3 = 286,86848

di = 6,59379 ft = 79,12548 in

Tebal silinder

Plate shell yang digunakan SA-240 gradee T Type 321

suhu Operasi 30oC = 86oC

tekanan operasi 1 atm

allowable working stress 18750 lb/in2

joint efisiensi 0,8

faktor korosi 0,125

penentuan tinggi liquida :

Hvg =di

hVtutupbawaVgV2.4/

Appendik C- 135

=59379,6

24/

27364,2483122,255

x

= 6,78452

P hidrostatik =144

.H

=144x49,872866,78452

= 2,34975 psi

Pdesign = P operasi + P hidrostatik

= 14,7 psi + 2,34975 psi

= 17,04975 Psi

Rumus :

ts = CPifE

diPi

).6,0(2.

= inxx

x163

167,2125,0

)04975,176,08,018750(212548,7904975,17

Standarisasi dari brownell and Young hal 89 :

Do = Di + 2 ts

= 79,12548 + (2 x 3/16)

= 79,50048 in = 6,62504 ft

Do = 84 in

Ts = 5/16

Icr = 5,125 in

r = 84 in

Di = Do – 2 ts

Appendik C- 136

= 84 – (2x 5/16)

= 83,375 in = 6,94792 ft

Tinggi silinder (Ls)

Ls = 1,5 xdi

= 1,5 x 83,375

= 125,0625 in = 10,42188 ft

Tebal tutup atas (tha)

Dari brownell and Young Hal. 88 tabel 5-6 didapatkan :

Rumus :

Tha = CPifEDixPi

).1,0(

.885,0



Di = diameter dalam (in)




Maka :

Tha = inx

xx164

1634,3

125,0)04975,17.6,08,018750(

375,8304975,17885,0

Tinggi tutup atas

Dari Brownell & Young hal. 88 tabel 5-6 didapatkan :

Untuk : tha = 4/13 in

Appendik C- 137

Maka : sf = 1,5 -2,5 in ; Icr = ¾ in

Ditetapkan : sf = 2 in

AB = ID/2 –Icr

= in9375,4043

2375,83

BC = Rc – Icr = 83,375 – ¾ = 82,625 in

AC = ABBC 22

= 9375,40625,8222

= 71,77055 in

b = RC- AC = 83,375 - 71,77055 = 11,60445 in

OA = tha + b +s

= 4/16 + 11,60445 + 2

= 13,85445 in = 1,15454 ft

Tebal tutup bawah (thb)

Rumus :

Thb = CPifEDIPi

21cos).6,0(2

.



di = Rc = diameter Shell (in)

f = stress yang diijinkan (psi) = 18750


Appendik C- 138


Maka :

Thb = inx

xx164

1631,3

125,060cos)04975,17.6,08,018750(2

375,8304975,17885,0

Tinggi tutup bawah

Dari Brownell & Young hal. 88 tabel 5-6 untuk thb 4/16 didapatkan :

Sf = 1,5 – 2,5

Diambil : sf = 1,5

b =2/1

./1 2

tgDi

=60

375,83/1 2

tgx

=24,06829 in

OA = b +s

= 24,06829 + 1,5

= 25,56829 in = 2,13069 ft

Jadi tinggi vessel total = t tutup atas + t silinder + t tutup bawah

= 1,15454 + 10,42188 + 2,13069

= 13,70711 ft

2. Perhitungan pengaduk

Perencanaan :

Digunakan pengaduk jenis aksial turbin dengan 4 blades pada 90 o

Bahan konstruksi impeller adalah high Alloy Steel SA-240 Grade M Type

316

Bahan konstruksi Hot Roller SAE 1020

Data-data jenis pengaduk ( Brownell Hal . 507) didapatkan :

Dt/Di = 3,0

Appendik C- 139

ZI/Di = 2,7 -3,9

Zi/Di = 0,87

W/Di = 0,1

Dimana :

Dt : diameter dalam silinder

Di : diameter impeller

W : lebar baffle dari dasar tangki

Zi : tinggi impeller dari dasar tangki

Zl : tinggi zat cair dalam silinder

a. Menentukan Diameter Impeller

Dt/Di = 3,0

Di = Dt/3

Di = inft 79164,2731597,23

94792,6

b. Menentukan Impeller dari dasar tangki

Diambil : Zi/Di = 0,87

Maka :

Zi = 0,87 x 2,31597 = 2,01489 ft = 24,17868 in

c.Menentukan Tinggi Zat Cair Dalam Silinder

ZI = 3 x Di

ZI = 3 x 2,31597 = 6,94791 ft = 83,37492 in

d. Menentukan Lebar Impeller

W = 0,1 x Di

= 0,1 x 2,31597 = 0,231597 ft = 2,77916 in

Appendik C- 140

e.Menentukan Tebal Blades

253..101

CabehalMCDtJ

inftDtJ 33750,869479,010

94792,610

f. Menentukan Jumlah pengaduk

Rumus :

n =Dix

H22

Dimana :

N : jumlah pengaduk

H : tingi liquida

Di : diameter pengaduk

Maka :

n = buahx

64768,031597,2

22

6,94791 = 1 buah

g.Menentukan Daya pengaduk

Rumus :

P =gc

Din ... 3(Brown hal.506)

Dimana :

P : Daya pengadukan (lb.ft/dt)

Appendik C- 141

Ф : power Number ( Brown gb. 477, hal.507)

Ρ : Densitas larutan (lb/cuft)

n : Putaran pengadukan (rps)

Di : Diameter pengaduk (ft)

gc : 32,0lbm.ft/lbf.dt2

dengan menghitung bilangan Reynold (NRe)

NRe =

..2 nDi ( Brown hal 508)

Dimana :

Di : diameter pengaduk (ft)

n : putaran pengaduk = 150 rpm = 2,5 rps ( perry ed 6 hal 19-6)

ρ : densitas larutan (lb/ft3)

μ : viskositas larutan (lb/ft.s )

maka :

NRe = 7152,2597331057479,2

387286,95,2315972,2

2

x

xx ( Brown hal 508)

NRe > 2100, maka Aliran turbulen

Sehingga

Ф= Po ( Brown, Gb 477 Hal. 507)

Maka :

P = Hpdtftlbxx

20897,8/.93088,45142,32

31597,25,2 387286,495

Appendik C- 142

Kehilangan-kehilangan daya :

Gain loss (kebocoran daya pada poros dan bearing ) diperkirakan 5%

daya masuk

Transmision system loss ( kebocoran belt atau gear) diperkirakan 10%

dari daya yang dibutuhkan :

P dibutuhkan = ( 0,05 +0,10). P dibutuhkan + P

= HpHpp 1065761,985,0

20897,885,0

Maka digunakan daya pengaduk sebesar 10 Hp

Appendik A- 1

APPENDIX A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas Produksi : 3333,33333 Kg/ jam

Operasi pabrik : 300 hari

Satuan : kg/jam

Kapasitas bahan : 5770,79338 kg/jam


Fungsi : untuk mengencerkan NaOH 40% (berat) menjadi 5%

(berat) dengan penambahan air proses.

Penggunaan : 0,361 % kapasitas produksi

: 0,00361 x 4616,63446 kg/jam

: 16,66667 kg/jam

perhitungan :

Mencari kebutuhan air pengencer

Kandungan NaOH murni yang ada pada NaOH 5 % :

NaOH : 0,05 x 16,6666665

: 0,8333 kg

Kandungan air yang ada pada NaOH 5 % :

Air : 100 % - 5 % x 16,66666

: 15,833332

Maka kandungan NaOH 40% yang dibutuhkan pada tangki pengencer :

Appendik A- 2

NaOH : (100 %/40%) x 0,8333

: 2,08333

Air yang ada pada NaOH 40 % adalah :

Air = kgx 25,108333,2100

40100

Maka kebutuhan air pengencer pada tangki pengencer :

Air pengencer = air pada NaOH 5% - air pada NaOH 40%

= 15,83334 kg – 1,25 kg

= 14,58334 kg

MASUK KELUAR

Dari F-151 :

NaOH = 0,83333

Air = 1,25000

Air proses = 14,58333

Ke R-110 :

NaOH = 0,83333

Air = 15,83334

Total = 16,66667 Total = 16,66667

2. Reaktor (R-110)

Fungsi : Untuk mengubah aseton menjadi diaseton alkohol dengan

katalis NaOH 5 % (berat)

Kondisi operasi :

Suhu operasi : 30 oC

Tekanan : 1 atm


Konversi : 80%

Appendik A- 3


Perhitungan :

Aseton

Aseton 96% dari storage = 5770,7933 kg

Komposisi :

Aseton = 96% x 5770,79338 kg = 5539,96164 kg

Air = 4% x 5770,79338 kg = 230,83174 kg

Aseton mula-mula = 5539,96164 kg = 95,51658 kmol

Aseton Bereaksi = 0,80 x 95,51658 kmol = 76,516558 kmol

Aseton sisa = 95,51658 kmol – 76,516558 kmol

= 19,10332 kmol

= 1107,99256 kg

jika aseton sisa direcycle dengan kemurnian yang sama, maka :

kandungan air pada aseton recycle :

kgx 16636,461107,9925696

96100

Sehingga :

komposisi asetone cycle : aseton = 1107,99256 kg

Air =kg

kg15892,1154

16636,46

Maka :

Aseton fres feed = aseton mula – mula – aseton recycle

= 5570,79338 kg – 1154,15892 kg

Appendik A- 4

= 4616,63446 kg

Dengan komposisi : Aseton = 96% x 4616,63446 kg = 4431,96908 kg

Air = 4% x 4616,63446 kg = 184,66538 kg

NaOH

Kemurnian : 5% (berat)

Penggunaan : 0,361% kapasitas produksi

Dari M-150 didapat : NaOH = 0,83333 kg

Air = 15,83334 kg

Diaseton Alkohol (DAA)

DAA di bentuk = ½ x mol aseton bereaksi

= ½ x 76,41326 mol

= 38,20663 kmol

= 4431,96908 kg

MASUK KELUAR

Dari F-12 :

Aseton = 4431,96908

Air = 184,66538

Dari F-134 :

Aseton = 1107,99256

Air = 46,16636

Dari M-150 :

NaOH = 0,83333

Air = 15,83334

Ke F-113 :

DAA = 4431,96908

Aseton = 1107,99256

NaOH = 0,83333

Air = 246,66508

Total = 5787,46005 Total = 5787,46005

Appendik A- 5

3.Reaktor (R-120)

Fungsi : untuk mengubah diaseton alkohol menjadi mesytil oxide dengan

katalis H3PO4 98% (berat)

Kondisi Operasi :

- Suhu reaksi : 49,51oC

- Tekanan : 1 atm

- Waktu tinggal : 1 jam

- Konversi : 90 %


Perhitungan :

Diaseton Alkohol (DAA) Boiling point 166 °C

DAA mula – mula = 4431,96908 kg = 38,20663 kmol

DAA bereaksi = 0,90 x 38,20663 kmol = 34,38597 kmol

DAA sisa = 38,2066 kmol - 34,38597 kmol

= 3,82066 kmol

= 443,19656 kg

Asam Fosfat

Kemurnian = 98%

Penggunaan = 0,376% kapasitas Produksi

= 0,0376 x 443,19656 kg

= 1,66667 kg

Dengan komposisi : Asam Fosfat = 98% x 1,66667 kg = 1,63334 kg

Air = 2% x 1,66667 kg = 0,03333 kg


Appendik A- 6

Mesytil Oxide (MO) (Mr = 98)

MO terbentuk = 1/1 x mol DAA bereaksi

= 1 x 34,38597 kmol

= 34,38597 kmol

= 3369,82506 kg

AIR

Air mula-mula = 389,165 kg

Air terbentuk = 1/1 x 34,38597 kmol

= 34,38597 kmol

= 618,94746 kg

Sehingga :

Air total = 246,68952 kg + 618,94746 kg

= 865,64598 kg

asumsi : karena suhu reaksi yang tinggi, 100% aseton dan 94,667% air menguap

dan masuk pada kondensor (E-121)

maka bahan yang menguap adalah :

aseton = 1107,99256 kg

air = 94,667% x air total

= 94,667% x 865,64598 kg

= 819,4762 kg

MASUK KELUAR

DARI F-113:

DAA = 4431,96908

Aseton = 1107,99256

Ke F-124 :

MO = 3369,82506

DAA = 443,19656

Appendik A- 7

Air = 246,66508

Dari F-123:

Air = 15,83334

Air = 66,66633

Ke E-121 :

Aseton = 1107,99256

Air = 819,4762

Total = 5786,66016 Total = 5786,66016


Fungsi : memisahkan aseton dari air untuk di-recycle ke R-110

Direncanakan :

- aseton dari feed keluar sebagai destilat dengan komposisi 96% (berat).

- 96 % Air dari feed keluar sebagai bottom product.

Derajat kesetimbangan mol fraksi didapatkan tabel :

BAHAN BERAT/(kgmol/jam) MOL (kgmol/jam) i

Aseton

Air

1107,99256

819,47926

19,102

45,527

0,5748

0,4252

Total 1927,47218 64,629 1

d =)18/04,0()58/96,0(

58/96,0

= 0,9

b =)18/94,0()58/06,0(

58/06,0

= 0,01878

Maka :

F = D + B

64,629 = D + B

Appendik A- 8

D = 64,629 – B

F x f = D x d + B x b

64,629 x 0,574 = (64,629 – B) x (0.9) + ( B 0,01878)

37,148 = (58,1661 – 0,9 B) + 0,01878 B

= 58,1661 – 0,88122 B

0,88122 B = 58,1661 – 37,14B

= 21,0181

B = 23,85

D = 64,629 – 23,85

D = 40,779 kg mol/jam

Hasil atas :

Aseton = d x D

= 0,9 x 40,779

= 36,7011 x 58

= 1064,3319 kg /jam

air =)18/04,0()58/96,0(

18/04,0

x D

=022,0655,1

022,0

x 40,779

= 9,62 kg/jam

hasil bawah :

Aseton = 1107,99256 - 1064,3319

= 43,66066 kg/jam

air = 819,47926 - 9,62

Appendik A- 9

= 809,85926 kg/jam

MASUK KELUAR

Dari E-121 :

Aseton = 1107,99256

Air = 819,47926

Ke F-134 :

Hasil atas :

Aseton = 1064,3319

Air = 9,62

Ke E132 :

Aseton = 43,66066

Air = 809,85926

Toatal = 1927,47218 Total = 1927,47218


fungsi : menghidrogenasi mesytil oxide (MO) menjadi metil isobutil keton

(MIBK) dengan bantuan katalis nikel.

Kondisi Operasi :

- suhu reaksi : …………. oC SALAH

- tekanan : 1 atm

- konversi : 95%

direncanakan :

- 100% MIBK yang terbentuk dari reaksi berubah menjadi hasil ats dengan

komposisi 98 % (berat)

- 100% Air keluar sebagai hasil atas.

- DAA dan MO sebagai hasil bawah.

- Excess gas hidrogen sebesar 10%

- Sisa gas hidrogen yang tidak bereaksi di-recyle kembali ke dalam kolom.

Reaksi : C6H10O + H2 C6H12O

Appendik A- 10

Perhitungan :

Mesytil Oxide (MO) Boiling point 129 °C

MO mula – mula = 3369,82506 kg = 34,38597 kmol

MO bereaksi = 0,95 x 34,38597 kmol = 32,66667 kmol

MO sisa = 34,38597 kmol – 32,66667 kmol

= 1,71930 kmol

= 168,49140 kmol

Hidrogen (H2)

H2 untuk reaksi = 1/1 x mol MO bereaksi

= 1 x 32,66667 kmol

= 32,66667 kmol

Excess H2 sebesar 10% maka :

H2 mula – mula = 1,1 x 32,666667 kmol

= 35,93334 kmol

= 71,86668 kg

H2 sisa = 35,933334 kmol – 32,66667 kmol

= 3,26667 kmol

= 6,53334 kg

jika H2 sisa di-recycle ke dalam kolom, maka :

H2 fresh feed = H2 mula – mula – H2 recycle

= 71,86668 kg – 6,53334 kg

= 65,3334 kg

Metil Isobutil Keton (MIBK)


Appendik A- 11

MIBK terbentuk = 1/1 x mol MO bereaksi

= 1 x 32,66667 kmol

= 32,66667 kmol

= 3266,66700 kg

Air

Air mula – mula = 66,66633 kg

Maka :

Komposisi hasil atas :

MIBK = 32266,66700 kg

Air = 66,66633 kg

Komposisi hasil bawah :

DAA = 443,19656 kg

MO = 168,49140 kg

MASUK KELUAR

Dari F-124 :

MO = 3369,82506

DAA = 443,19656

Air = 66,66633

Dari F-148A :

H2 = 65,33334

Dari F-148B :

H2 = 6,53334

Ke E-141 :

Hasil atas :

MIBK = 3266,66700

Air = 66,66633

Ke buangan :

Hasil bawah :

MO = 168,49140

DAA = 433,19656

Total = 3951,55463 Total = 3951,55463

Appendik A- 12

Appendik B- 1

APPENDIX B

NERACA PANAS

Satuan : kkal/jam

Suhu referensi : 25OC


ΔH1 ΔH2


ΔH1 = ΔH2

Dimana :

ΔH1 = Panas bahan masuk

ΔH2 = Panas bahan keluar

Perhitungan :



Suhu bahan masuk = 30oC

komponen Massa (kg) Cp

(kkal/kgoC)

ΔT ΔH1 (kkal)

NaOH

Air

Air

pengencer

0,83333

1,25000

14,58334

0,000165587

1

1

5

5

5

0,00069

6,25000

43,75002

Total 50,75001

Appendik B- 2

Menghitung suhu bahan keluar (t2)

ΔH1 = ΔH2

50,0071 = m . Cpcampuran . ΔT

50,0071 = 16,66667 x 950,0084 x (t2 - 25)

t2 = 28,1579oC

Menghitung Panas Bahan Keluar (ΔH2)


Suhu bahan keluar = 28,1579oC

ΔH1 = 16,66667 x 950,0084 x (28,1579 - 25)

= 50,0071 kkal

2. Reaktor (R-110)

ΔH3

ΔH1 ΔH2

ΔH4


ΔH1 + ΔHR= ΔH2 + Q1 + Qloss

Dimana :

ΔH1 = panas yang dikandung bahan masuk

ΔH2 = panas yang dikandung bahan keluar

ΔHR = Panas reaksi

Q1 = Panas yang diserap air pendingin

Qloss = panas hilang

Appendik B- 3



Suhu bahan masuk :

- Aseton = 26oC

- Aseton recycle = 29,14oC

- NaoH = 28,16oC

- Air = 29,14oC

- Air recycle = 26oC

komponen Massa (kg) Cp (kkal/kg.oC) ΔT (oC) ΔH1 (kkal)

Aseton

Aseton R

NaOH

Air

Air R

4431,96908

1107,99256

16,66667

46,16636

184,66538

0,00030315

0,00030589

0,9500084

1

1

1

4,14

3,16

4,14

1

1,34355

1,40314

50,03777

191,12873

184,66538

Total 428,57857



RUMUS :

ΔHR = ΔHoR + ΔHo

P + ΔHo25

ΔHo25 = ΔHo

25 produk - ΔHo25 reaktan

Diketahui :

ΔHo25 aseton = 88,3014 Kj/mol

Appendik B- 4


Maka :

ΔHo25 = (38,20663 x -486,76) – (95,51658 x 88,3014)

= -20731,7028 kj

=-6456,4113 kkal


= 5539,96164 x 0,00031903 x (30 - 25)

= 8,83707 kkal


= 4431,96908 x 0,00031903 x (30-25)

= 7,06966 kkal

Sehingga :

ΔHR = (8,83707 + 7,06966) + (-6456,4113)

= -6440,504577 kkal

Menghitung panas bahan keluar (ΔH2)

Rumus: ΔH2 = Σ m . Cp . ΔT

Suhu bahan keluar =30oC


DAA

Aseton

NaOH

Air

4431,96908

1107,99256

0,83333

246,66508

0,00031903

0,00029841

0,0016453

1

5

5

5

5

7,06966

1,65318

0,00069

1233,3254

Total 1242,04893

Appendik B- 5

Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1)


ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + Qloss

ΔH1 + ΔHR = ΔH2 + Q1 + 0,05 (ΔH1 + ΔHR )

Q1 = 0,95 (ΔH1 + ΔHR) – ΔH2

= 0,95 (428,57857 = 3825,66472) – 1242,04893

= 0,95 (428,57857 + 3825,66472) – 1242,04893

= 5283,58006 kkal

Kebutuhan Pendingin :

Masuk = 26oC, t keluar = 36oC, Cp = 0,80969 kkal/kgoC

Q1 = m . Cp . ΔT

m =)2636(80969,0

58006,5283x

= 652,54357 kg


Qloss = 5%Panas masuk

= 0,05 (ΔH1 + ΔHR)

= 0,05 (428,57857 + 6440,504577)

= 343,45416 kkal

Appendik B- 6

3. Reaktor (R-120)

ΔH4

ΔH1 ΔH3 ΔH2

Qloss

ΔH5


ΔH1 + Q1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + Qloss

Perhitungan :


ΔHas. fosfat = (1,63334 x 0,00004260 x 5) + (0,03333 x 1 x 5)

= 0,17008 kkal

ΔH1 = ΔH1 dari R-110 + ΔHAs.fosfat

= - 1242,04893 + 0,17008

= - 1241,87885 kkal

Menghitung panas bahan liquid keluar (ΔH2)



MO

DAA

NaOH

H3PO4

Air

3369.82506

4431,196956

0,83333

1.63334

66.66633

0,00031402

0,000339980

0,00017790

0.0042060

1

95

95

95

95

95

100.52828

16.83305

0.01408

0.06526

6333.3013

Total 66450,74202

Appendik B- 7

Menghitung panas bahan uap keluar (ΔH3)

Rumus : ΔH2 = Σ(m . Cp . ΔT + mλ)

komponen Massa (kg) λ (kkal/kg) ΔH1 (kkal)

Aseton

Air

1107,99256

819,47962

69,44444

69,44444

76943,92285

56908,3033

Total 1333852,2262

komponen Massa (kg) Cp (kkal/kgoC) ΔH1 (kkal)

Aseton

Air

1107,99256

819,47962

0,00037338

1

39,30171

77850,56390

Total 211742,09180



RUMUS :

ΔHR = ΔHoR + ΔHoP + ΔHo

25

ΔHo25 = ΔHo

produk - ΔHoreaktan

Diketahui :


ΔHo25 MO = -230,29 Kj/mol

ΔHo25 Air = -285,83 Kj/mol

Maka :

ΔHo25 = [(34,38597 x -230,29) + (39,38597 x -285,83)]-(38,2066 x -486,76)

Appendik B- 8

= 850,1723 kj

=230,06018 kkal


= 4431,96908 x 0,0003998 x (120 - 25)

= 168,33062 kkal


= 3369,82506 x 0,00031412 x (120 - 25) +618,94764 x (120-25)

= 58900,53698 kkal

Sehingga :

ΔHR = 168,33062 + 58900,53698 + 203,06018

= 58900,53698 kkal (endotermis)

Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q1)

ΔH1 + Q1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔHR + 0,01 (ΔH1 + Q1 )

Q1 =9,0

)87885,1241(9,0992778,592710918,211742742202,6450

= 309536,0584 kkal

stean jenuh pada 150oC : P = 476 kPa

λ = 504,729 kkal

maka :

m=

1Q =729,504

4309536,058 = 613,27179 kg


Qloss = 10 %Panas masuk

= 0,1 (ΔH1 + Q1)

Appendik B- 9

= 0,1 (-1241,8788 + 309536,0584)

= 308229,41796 kkal


ΔH3

ΔH1 ΔH2

Qloss

ΔH4

Menghitung :

Menghitung panas bahan masuk (ΔH1) :

ΔH1 = ΔH3 dari R-120

= 211742,09180 kkal


ΔH2 = Σ m . Cp . ΔT

= (1107,99256 x 0,00030416 x 32,28) + (819,47962 x 1 x 32,28)

= 26463,68072 kkal

Menghitung panas yang diserap pendingin (Q1 :

Q1 = ΔH1 – ΔH2 - Qloss

= 21174,09180 – 26463,68072 – 0,05 (211742,0918)

= 174691,3065 kkal

kebutuhan air pendingin :

m =Tcp

1Q

Appendik B- 10

=)2640(15174691.306

= 12477.95046 kg

Menghitung panas lolos (Qloss )

Qloss = 5 % panas masuk

= 0,05 x 211742.09180

= 10587.10459 kkal


ΔH1 Q1

ΔH1 ΔH4 ΔH3

ΔH6 Q2

Qloss

ΔH5ΔH7


ΔH1 + Q2 = ΔH4 + ΔH7 + Q1 + Q3

perhitungan :

Menghitung refluks (R)

dari kurva didapat :

1XdRm

= 0.4

0.88163 = 0.4Rm +0.4

Rm = 1.20408

Sedangkan :

R = 2Rm

Appendik B- 11

= 2 x1,20408

= 2,40816

Maka :

1XdR

=440816,2

0,88163 = 0,25868

cairan jenuh kembali ke kololm destilasi :

R =DLo

Lo = R.D

= 2,40816 x 21,6813

= 52,18030 kmol/j

Aliran air masuk kondesor :

V = (R + 1) .D

= (2,40816 +1) 21,6813

= 73,84842 kmol/j

Aliran liquid masuk reboiler :

L’ = Lo + (q.F)

= 52,18030 + (1x64,62997)

= 116,81027 kmol/j

Aliran liquid keluar reboiler :

V’ = V + F (q-1)

= 73,84842 + 64,62997 (1-1)

= 73,84842 kmol/j

Appendik B- 12


Bahan masuk pada suhu 86,81oC



Aseton

Air

1107,99256

819,47962

0,000034944

1

61,81

61,81

23,93141

50652,03531

Total 50675,96672

Menghitung panas uap masuk kondesor (ΔH2)


Dimana : m = Xd.V

Komponen uap masuk kondesor :

Komponen Xdi V(kmol/j) Mv(kmol/j)

Aseton

Air

0,88163

0,11837

73,84842

73,84842

65,10698

8,74144

komponen Mv(kmol/j)

Mv(kg/j)

Hv(kkal/kg)

ΔH2(kkal)

Aseton

Air

65,10698

8,74144

3776,20484

157,34592

158,33333

172,22222

597899,08710

27098,46365

Total 624997,55070

Appendik B- 13




Dimana : m = Xd.Lo


Aseton

Air

0,88163

0,11837

52,18030

52,18030

46,00372

6,17658


ΔT (oC)

ΔH3 (kkal)

Aseton

Air

46,00372

6,17658

2668,21576

111,17844

0,3401

1

49,19

49,19

44,63797

5468,86746

Total 5513,50543





Aseton

Air

1107,99256

819,47962

0,00034944

1

61,81

61,81

23,93141

50652,03531

Total 50675,9667

Appendik B- 14






Aseton

Air

0

1

116,81027

116,81027

0

61,81

komponen Ml

(kmol/j)

Ml(kal/kgoC)

Cp(kal/kgoC)


Aseton

Air

0

116,81027

0

2102,58486

0,0003591

1

75,002

75,002

0

157698,0697

Total 157698,0697



Dimana : m = Xb.V


Aseton

Air

0

1

73,84842

73,84842

0

73,84842

Appendik B- 15

komponen Mv(kmol/j)


ΔH6 (kkal)

Aseton

Air

0

72,84842

0

1329,27156

0

142,22222

0

189051,95220

Total 189051,95220





Aseton

Air

0

773,31326

0,00035907

1

75,008

75,008

0

58000,04113

Total 50675,96672


Q1 = ΔH2 – (ΔH3 + ΔH4)s

= 624997,5507 – (5513,50543 + 2289,45889)

= 617194,5864 kkal

Menghitung kebutuhan air pendingin:

m =

1Q = jkg /32760,44085)2640.(14617194,586

Menghitung panas steam reboiler(Q2)

Q2 =95,0

H10,95-H7H4Q1

Q2 =95,0

250675,9667x0,95-358000,04112289,458894617194,586

Appendik B- 16

= 662465,1769 kkal/j

Kebutuhan steam:


P = 618 kPa

λ = 912,38 BTU/lb = 506,87778 kkal/kg

Maka:

m =

2Q = kg95249,130687778,506

9662465,176


Q3 = 5% Panas masuk

= 0,05 x + (Q2 + ΔH1)

= 0,05 x (662465,1769 + 50675,96672)

= 35657,05718 kkal/j


ΔH2 Q1

ΔH1 ΔH4 ΔH3

ΔH6 Q2

QlossΔH5

ΔH7

I. Tahap Reaksi


Suhu bahan masuk 119,8oC

Rumus: ΔH1 = m. Cp. ΔT