TKS 3245_Kuliah 2A

download TKS 3245_Kuliah 2A

of 43

Transcript of TKS 3245_Kuliah 2A

  • 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