8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

1/43

TKS 3245

Perancangan Alat Proses

Kuliah 2 – Tangki Proses

[Chapter 18, Couper et. al ., 3rd edition, 212!

Semester Genap 2015-2016

Kelas A Program Sarjana Teknik Kimia

Uniersitas !iau

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

2/43

Tang"i#tang"i Proses

• Tangki-tangki "ang #igunakan #alam proses

kimia $isa #i$agi menja#i #ua jenis%

•

Tangki tanpa isi peralatan&suku 'a#ang #i#alamn"a (internal ) #an tangki #engan isi%

• *enis pertama (tang"i tanpa internal) #ise$ut

se$agai tangki atau #rum+ merupakan ,a#ahsementara #ari suatu aliran proses%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

3/43

Tang"i#tang"i Proses

• Ukuran tangki jenis tangki tanpa internal+

#itetapkan #engan perhitungan atau #engan

aturan jempol (rule of thumb) $er#asarkan

 pengalaman%

• Tangki jenis ke#ua (tang"i dengan internal)

merupakan sili#er "ang $erisikan

 peralatan&suku 'a#ang+ seperti heat exchanger +

mixer + reactor + fracionators #an lainn"a%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

4/43

Tang"i#tang"i Proses

• Ukuran atau #imensi tangki #engan internal ini#itetapkan #engan perhitungan%

• eli$atkan koe.isien laju reaksi+ koe.isien

 perpin#ahan massa+ koe.isien perpin#ahan panas atau lainn"a%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

5/43

$ru%s

• /rum untuk 'airan $iasan"a #iletakkan se'arahoriontal #an separator gas-'airan #iletakan

ertikal%

•!e.luks #rum tetap #iletakkan se'arahoriontal+ ,alaupun $er.ungsi memisahkan

gas #an 'airan%

•

 is$ah panjang terha#ap #iameter #rum $erkisar antara 2+5 – 5+0%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

6/43

$ru%s

• /iameter "ang le$ih ke'il #igunakan untuk

#rum "ang $ekerja #engan tekanan tinggi #an

untuk settling  sistem 'air-'air%

P (psig) 0 - 250 251 -500

501

3&/ 4 5

Ta&el di%ensi dru% '()$* dengan te"anann+a

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

7/43

ractionators -elu/ $ru%

• er.ungsi untuk menampung kon#ensat

('airan) sekaligus memisahkan gas #engan

'airan

• /ilengkapi #engan pot+ untuk mengeluarkan

'airan "ang le$ih $erat+ jika a#a .ase 'airan

lain%

• /ilengkapi vortex breaker + untuk men'egah

uap terikut pa#a 'airan%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

8/43

ractionators -elu/ $ru%

!e.luks /rum #engan pot untuk menampung #an

mengeluarkan 'airan #engan .ase "ang le$ih $erat%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

9/43

ractionators -elu/ $ru%

• /iameter pot minimum 16 in'i+ untuk #rum $erukuran – 7 .t+ #an 2 in'i untuk #rum

"ang le$ih $esar%

•!uang minimum untuk uap #i atas 'airana#alah 208 #iameter #rum atau 10 in'i%

• 9olume re.luks #rum #apat #ihitung+ jika

#iketahui laju alir re.luks ( L) #an laju total pro#uk atas ( D)+ #isertai $e$erapa .aktor

lainn"a%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

10/43

ractionators -elu/ $ru%

V # : 2 F  ( F 1  F 2)( L F 4 D) gallon

#engan+

V # : olume #rum L : laju alir re.luks (gpm)

 D : laju pro#uk atas (gpm)

 F 1 : .aktor instrumen

 F 2 : .aktor tenaga kerja

 F 4 : .aktor aliran pro#uk atas ke alat selanjutn"a%

 F  : .aktor untuk level control 

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

11/43

ractionators -elu/ $ru%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

12/43

ractionators -elu/ $ru%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

13/43

(i0uid#li0uid Separator

• Tangki "ang #igunakan untuk memisahkan

'ampuran 'airan "ang ti#ak mampu 'ampur%

• /iletakkan se'ara horiontal+ #engan nis$ah

 L& D : 4 (tiga) atau le$ih%

•  Agar pemisahan 'airan terja#i sempurna+

 $ilangan !e"nol# #isarankan kurang #ari

5%000% /engan Dhuρ/μ = $ilangan !e"nol# , Dh#iameter hi#rolik #an u ke'epatan linier .ase

kontin"u%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

14/43

(i0uid#li0uid Separator

• ;ase "ang ter#ispersi #ii#enti.ikasi #engan

.ormula $erikut+

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

15/43

(i0uid#li0uid Separator

Contoh 18.1 Tentukan #imensi #rum (liquidliquid se!arator ) untuk

 pemisahan min"ak #an air pa#a kon#isi $erikut+

•

in"ak p# 170 '.h< sp gr : 0+=< iskositas : 10 'P%• Air pa#a 60 '.h< sp gr : 1+0< iskositas : 0+> 'P%

• /iam$il ukuran #roplet (tetes) 150?m (0+0005 .t)+

#an hol#up pa#a tangki se$an#ing #enganumpann"a%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

16/43

(i0uid#li0uid Separator

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

17/43

(i0uid#li0uid Separator

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

18/43

(i0uid#li0uid Separator

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

19/43

(i0uid#li0uid Separator

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

20/43

(i0uid#li0uid Separator

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

21/43

(i0uid#li0uid Separator

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

22/43

as#li0uid Separator

• /roplet 'airan #ipisahkan #ari .ase gas #engan

tiga meto#e $erikut@

 –"ettling out #engan pengaruh graitasi

 –"ettling out #engan ga"a sentri.ugal

 –Pen"atuan #an tu$rukan pa#a permukaan

 pa#at #an #iikuti #engan settling %

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

23/43

as#li0uid Separator

• Pemisahan gas-'airan menjalankan #ua .ungsi+

"aitu memisahkan .ase uap #ari 'airan+ #an

men"e#iakan kapasitas limpahann"a%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

24/43

as#li0uid Separator

Ukuran #roplet

• aktu "ang #iperlukan untuk settling out

tergantung #ari #istri$usi ukuran #roplet #an

 pemisahan se'ara komplit%

• Ukuran #roplet #ari 10 ?m sampai 5%000 ?m+

tetapi untuk s!ra# #alam alat proses $erkisar

antara 10 ?m sampai 20 ?m%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

25/43

as#li0uid Separator

•  $ntrainment  pa#a separator gas-'airan #apat

#i$uang sekitar =08 #engan graitasi+ $isa

men'apai ==8 #engan menggunakan %ire 

demister  atau permukaan pa#at%

• Pa#a s'ru$$er #an setri.ugasi ke'epatan tinggi+

entrainment  $isa #i$uang 1008%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

26/43

as#li0uid Separator

3aju settling  

#engan+u : ke'epatan terminal atau maksimum settling

 D : #iameter #roplet

 ρ : #ensiti #roplet ρ g  : #ensiti gas

 f  : .aktor .riksi

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

27/43

as#li0uid Separator

*ika aliran laminar+ .aktor .riksi menja#i .ungsi

se#erhana $ilangan !e"nol#%

)

Sehingga persamaan laju settling menja#i@%

 

erupakan persamaan Stoke%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

28/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

$ru% erti"al

• 3angkah pertama menghitung .aktor

 pemisahan uap-'airan%

#engan+

%l  : laju alir 'airan+ l$&se'%v : laju alir uap+ l$&se'

 ρv+ ρl  : #ensiti uap #an 'airan+ l$&.t4

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

29/43

Pehitungan di%ensi dru% "osong•

Selanjutn"a+ gunakan a%&ar 18.5& untukmen'ari & + .aktor ke'epatan #isain%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

30/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

• Bitung (u)maC+

• Bitung luas penampang minimum #rum 

• Bitung #iameter #rum (essel)

 

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

31/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

•Bitung ke'epatan maskimum #an minimumnoel #engan persamaan empirik $erikut+

 

• Kemu#ian sket (gam$ar) tangki seperti

a%&ar 18.%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

32/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

33/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

• Kemu#ian+ #ari Ta&el 18.1+ pilih olume surge  penuh "ang sesuai #alam #etik+ #an hitung

olume tangki "ang #iperlukan%

/engan+ 'l : laju alir 'airan #alam .t4etik

• Kemu#ian+ hitung tinggi 'airan ( ( l) #engan@ 

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

34/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

35/43

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

36/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

$ru% horiontal• Bitung .aktor pemisahan uap-'airan #engan

 persamaan (17%10)+

 

Pa#a kasus #rum horiontal 

#engan+ & B : .aktor ke'epatan uap horiontal+

#an & 9 : .aktor ke'epatan uap ertikal%

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

37/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

• Selanjutn"a+ hitung ke'epatan uap maksimum+ 

• Bitung area aliran uap "ang #iperlukan+

 

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

38/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

• /ari Ta&el 18.1 pilih surge time "ang sesuai#an hitung olume 'airan penuh%

 

• Bitung panjang tangki@

3 : (olume 'airan penuh)&(F D2&)

*ika 5 E3&/E4+ hitung ulang #imensi tangki

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

39/43

Kelas A

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

40/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

41/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

42/43

Perhitungan di%ensi dru% "osong

8/19/2019 TKS 3245_Kuliah 2A

43/43

uestion6