8/13/2019 Edit Lampiran c
1/43
1
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
C.1. Tangki Penyimpanan Benzena
Kode : TT-01
Fungsi : Menyimpan bahan baku benzena selama 30 hari
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas berbentuk conical roof
Jumlah : 4 buah
Volume : 2.669,316 m3
Bahan : Carbon steel SA 283 grade C
Kondisi penyimpanan
Tekanan : 1 atmSuhu : 30 oC
Dimensi
Diameter tangki : 15,24 mTinggi tangki : 14,63 mTebal tangki : Course1 = 0,022 m
Course2 = 0,019 m
Course3 = 0,019 m
Course4 = 0,019 m
Course5 = 0,019 m
Course6 = 0,019 m
Course7 = 0,019 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
2/43
2
Course8 = 0,016 m
Tebal head: 0,009 mTinggi head : 1,443 mTinggi tangki : 16,073 m
Menghitung laju alir volume:
=
Volume total = 12.839 m3/jam x (30x24) jam
= 9.244,08 m3
90% =8.319,67 m3
KESIMPULAN :
Kode : TT-01
Fungsi : Menyimpan bahan baku benzena selama 30 hari
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas berbentuk conical roof
Jumlah : 4 buah
Volume : 2.669,316 m3
Bahan : Carbon steel SA 283 grade C
Kondisi penyimpanan
Tekanan : 1 atmSuhu : 30 oC
8/13/2019 Edit Lampiran c
3/43
3
C.2. Tangki Penyimpanan Etilbenzena
Kode : TT-02
Fungsi : Menyimpan produk etilbenzena selama 30 hari
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas berbentuk conical roof
Jumlah : 4 buah
Volume : 3.842,607 m3
Bahan : Carbon steelSA 283 grade C
Kondisi penyimpanan
Tekanan : 1 atmSuhu : 40 oCDimensi p
Diameter tangki : 18,29 mTinggi tangki : 14,63 mTebal tangki : Course1 : 0,0254 m
Course2 : 0,022 m
Course3 : 0,022 m
Course4 : 0,022 m
Course5 : 0,022 m
Course6 : 0,022 m
Course7 : 0,019 m
Course8 : 0,019 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
4/43
4
Tebal head : 0,011 m
Tinggi head : 1,731 m
Tinggi total : 16,362 m
Menghitung laju alir volume
Volume total bangunan= 17,385 jam/m3 x (30x24)
=12.517,2 jam/m3
KESIMPULAN :
Kode : TT-02
Fungsi : Menyimpan produk etilbenzena selama 30 hari
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas berbentuk conical roof
Jumlah : 4 buah
Volume : 3.842,607 m3
Bahan : Carbon steelSA 283 grade C
Kondisi penyimpanan
Tekanan : 1 atmSuhu : 40 oC
8/13/2019 Edit Lampiran c
5/43
5
C.3. Reaktor Alkilasi
Kode : R-01
Tugas : Tempat berlangsungnya reaksi alkilasi antara Benzena dan
Etilen untuk membentuk Etilbenzena.
Bentuk : Single Bed Katalitik Reaktor
Fase : Gas-gas
Kondisi operasi :
- Suhu = 350oC-449oC
- Tekanan = 16,4 atm
- Non isothermaldan adiabatic
A. Menghitung Dimensi dan Volume Reaktor
a. Menghitung Kecepatan Volumetris Umpan
Q = Kecepatan volumetri umpan (m3/jam)
= Laju alir massa umpan (kg/jam) = Densitas campuran (kg/m3)
b. Menghitung Luas Penampang Reaktor
Superficial Velocity= 0,0110 m/s
c. Menghitung Diameter Dalam reaktor
8/13/2019 Edit Lampiran c
6/43
6
[
]
Dipilih pipa standar dengan diameter dalam 41,25 in
d. Menghitung Tebal Shell
Tebal shell dihitung dengan persamaan berikut :
ts : tebal shell minimum, in
P : Design Pressure, psi
ri: jari-jari dalam reactor (0,5 ID)
f : maximum allowable stress(table 13.1 Brownell), psi
E : efisiensi pengelasan (Tabel 13.2 Brownell)
C : Corrosion allowance, in
Direncanakan bahan konstruksi dipilih dari Carbon steels SA 285 C karena
Allowable setress(f ) = 13250 psia = 13235,3 psi
Corrosion Allowance (C ) = 0,125
Efisiensi Pengelasan = 85%
Faktor Keamanan =10%
P = 16,4 atm.14,7 psi/atm.110% = 265,3535 psi
ID = 41,25 in
r = 20,625 in
= 0,6138 in
Dipilih tebal pipa standar 0,625 in
e. Menghitung Diameter Luar Shell
OD = ID + (2xts)
8/13/2019 Edit Lampiran c
7/43
7
OD = diameter luar shell (in)
ID = diameter dalam shell (in)
Ts = tebal shell (in)
OD = 41,25 in + (2 x 0,625 in)
OD = 42,5 in
a. Menghitung Tinggi Head
Tinggi head dihitung dengan persamaan :
Tinggi Head = tH + b + sf
tH = tebal head (in)
b = Inside depth of dish (in)
Pada eliptical head nilai b sebesar ID/4 = 10,3125 in
sf = straight flange = 1,53,5 in
dipilih 3,5 in
Tinggi Head = 0,625+ 10,3125 + 3,5
= 14,4375 in
B. Menghitung Volume Reaktor
Bentuk : Silinder Tegak, bentuk atap dan dasarnya elliptical dished head
Vhead = 0,000076 ID3 (pers. 5.14, Brownell, 1959)
Vhead = 0,000076 ( )3= 5,33 ft3
= 0,15 m3
Vsf = ID
2 Tinggi Straight flange
=
(41,25 in)2 3,5 in
= 4675,04 in3
= 0,00767 m3
V total head = Vhead+ Vsf
= 0,23 m3
Vshell = ID
2 Tinggi Shell
= (1,04475 m)2 3,5596 m
= 3,07 m3
8/13/2019 Edit Lampiran c
8/43
8
Volume reaktor = Vshell + 2 Vhead
= 3,07 + (2 x 0,23) m3
= 3,52 m3
KESIMPULAN :
Kode : R-01
Fungsi : Mereaksikan etilen dan benzena dengan katalis
zeolit tipe AB-97
Tipe :Fixed bed catalytic reactor
Jumlah : 1 buah
Volume : 3,523 m3
Bahan : Carbon Steel SA 285 grade C
Kondisi
Tekanan : 16,4 atmSuhu : 350oC449oC
Dimensi
Diameter kolom : 1,048 mTinggi kolom : 1,950 mTebal kolom :0,016 m
Dimensi head
Bentuk : elliptical dished headTebal head : 0,016 mTinggi head : 0,367 mTinggi total : 4,290 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
9/43
9
C.4. Reaktor Transalkilasi
Kode : R-02
Tugas : Tempat berlangsungnya reaksi transalkilasi antara Benzena dan
Dietilbenzena untuk membentuk Etilbenzena.
Bentuk : Single Bed Katalitik Reaktor
Fase : Gas-gas
Kondisi operasi :
- Suhu = 420oC-452oC
- Tekanan = 6 atm-Non isothermaldan adiabatic
Katalis : AB-97 (Alumina dan ZSM-5)
A. Menghitung Dimensi dan Volume Reaktor
a. Menghitung Kecepatan Volumetris Umpan
Q = Kecepatan volumetri umpan (m3/jam)
= Laju alir massa umpan (kg/jam) = Densitas campuran (kg/m3)
b. Menghitung Luas Penampang Reaktor
Superficial Velocity= 0,0110 m/s
8/13/2019 Edit Lampiran c
10/43
10
c. Menghitung Diameter Dalam reaktor
[
]
Dipilih pipa standar dengan diameter dalam 52 in
d. Menghitung Tebal Shell
Tebal shell dihitung dengan persamaan berikut :
ts : tebal shell minimum, in
P : Design Pressure, psi
ri: jari-jari dalam reactor (0,5 ID)
f : maximum allowable stress(table 13.1 Brownell), psi
E : efisiensi pengelasan (Tabel 13.2 Brownell)
C : Corrosion allowance, in
Direncanakan bahan konstruksi dipilih dari Carbon steels SA 285 C karena
Allowable setress(f ) =6500 psia = 6485,3 psi
Corrosion Allowance (C ) = 0,125
Efisiensi Pengelasan = 85%
Faktor Keamanan =20%
P = 6 atm.14,7 psi/atm.120% = 105,8112 psi
ID = 52 in
r = 26 in
= 0,6260in
Dipilih tebal pipa standar 0,75 in
8/13/2019 Edit Lampiran c
11/43
11
B. Menghitung Tinggi Reaktor
Diperoleh dari perhitungan dengan Matlab, tinggi bed reaktor = 2,8 m
Tinggi support bagian atas = 0,3048 m
Tinggi support bagian bawah = 0,3048 m
Tinggi ruang kosong = 1 m
Tinggi shell = tinggi bed + tinggi support + tinggi ruang
kosong
= 4,4096 m
Tinggi reaktor total = tinggi shell + 2tinggi head
= 5,14 m
C. Menghitung Volume Reaktor
Bentuk : Silinder Tegak, bentuk atap dan dasarnya torispherical dished head
Vhead = 0,000049 ID3 (pers. 5.14, Brownell, 1959)
Vhead = 0,000049 ( )3= 6,8898 ft3
= 0,195 m3
Vsf = ID
2 Tinggi Straight flange
= (1,3208m)
2 0,1016 m
= 0,1394 m3
V total head = Vhead+ Vsf
= 0,3341 m3
Vshell = ID
2 Tinggi Shell
= (1,3208 m)2 4,4096 m
= 6,0387 m3
Volume reaktor = Vshell + 2 Vhead
= 6,0387 + 0,3341 m3
= 6,7069 m3
8/13/2019 Edit Lampiran c
12/43
12
D. Menghitung Waktu Tinggal
VBed = (1,3208 m)2 2,8 m
= 3,8344 m3
Porositas = 0,434
VCatalyst = VBedx (1-porositas)
= 3,8344 x 0,434
= 2,1703 m3
Umpan masuk = 1293,4926 kg/jamDensitas umpan = 10,2679 kg/m3
Debit umpan =
= 125,9744 m3/jam
= 0,035 m3/detik
Waktu tinggaal = 47,5567 detik
E. Menghitung Diameter Pipa Pemasukan dan Pipa Pengeluaran Reaktor
Direncanakan diameter pipa masuk dan pipa keluar reaktor sama karena debit
aliran sama.
Laju alir umpan masuk = 1293,4926kg/jam = 0,7928 lb/s
(o) = 0,6218 lb/ft3
Debit umpan (Q) =
= = 1,2749 ft3/s
Diameter optimum (Dopt) = 3,9. Qf0,45 0,13 (pers 6.32, Walas)
= 3,9 (1,2749)0,45 (0,6218)0,13
= 4,0898 in
Dipilih untuk pipa pemasukan dan pipa pengeluaran menggunakan pipa
dengan diameter standar :
Pipa Number 4 schedule 10
DebitUmpanlystVolumeCataVolumeBedesidenceTim /)(Re
8/13/2019 Edit Lampiran c
13/43
13
OD = 4,5 in
ID = 4,124 in
Laju alir produk keluar = 1293,4926kg/jam = 0,7928 lb/s
(o) = 0,5943 lb/ft3
Debit umpan (Q)
= 4,1496 ft
3
/s
Diameter optimum (Dopt) = 3,9. Qf0,45 0,13 (pers 6.32, Walas)
= 3,9 (4,1496)0,45 (0,5943)0,13
= 4,1496 in
Dipilih untuk pipa pemasukan dan pipa pengeluaran menggunakan pipa
dengan diameter standar :
Pipa Number 4 schedule 10
OD = 4,5 inID = 4,216 in
F. Diameter Manhole
Manhole didesain untuk tempat masuknya teknisi saat pembersihan reaktor di
kala shut down. Besarnya diameter manhole harus didesain sedemikian rupa
agar saat pembersihan reaktor, teknisi dapat masuk ke dalam reaktor.
Diameter manhole berkisar 14 24 in (Backhurst, 1973). Pada perancangan
ini dipakai diameter manhole dengan ukuran 18 in.
G. Menentukan Tebal Isolasi Reaktor
Bahan : asbestos, dengan sifatsifat :
- k = 0,095 W/m oC- = 470 kg/m3- = 0,96
Data lain yang diperlukan :
8/13/2019 Edit Lampiran c
14/43
14
- Suhu isolator bagian luar (T3) = 70 C = 158 F- Suhu ratarata dalam reaktor (T1) = 452,15 C = 845,6 F- Suhu udara luar (Ta) = 30 C = 86 F- Suhu film (tf) = 50 C = 122 F- =1/tf = 0,001719 R-1- = T3tf =20 C = 36 FSifatsifat fisis udara pada tf :
- = 1,0949 kg/m3- Pr = 0,70294- k = 0,0279 W/m.C- cp = 1,0072 kJ/kg.C- = 1,95 10-5kg/m.s
Asumsi :
sifatsifat fisis udara tetap di sekeliling reaktor terjadi konveksi bebas
Bilangan Grasshoff (Gr)Gr = L32
2
( (
( )
(
= 1,99661012
Bilangan Prandtl (Pr)Pr =
k
cp
8/13/2019 Edit Lampiran c
15/43
15
= 0,7024
Bilangan Rayleigh (Raf)Raf = Gr Pr
= 1,99661012 0,7024
= 1,40241012
Raf terletak antara 109- 1012, sehingga koefisien perpindahan panas
konveksi :
hc (1/3
= 0,5106 W/m2.C
Perpindahan panas radiasi dihitung dengan :
)T-(Tq4
u
4
sr
dengan :
= emisivitas = 0,96
= konstanta Stefan Boltzman = 5,67.10-8W/m2K4
Ts = suhu dindingshell, K
Tf = suhu film, K
qr = 0,96 5,67.10-8W/m2K4 (343,154 303,154) K4
qr = 295,926 W/m2
Koefisien perpindahan panas radiasi :
hr =fs
r
TT
q
=
= 7,3705 W/m2
.K
Penentuan tebal isolasi :
8/13/2019 Edit Lampiran c
16/43
16
R1 = jarijari dalam reaktor , m = 0,6604 m
R2 = jarijari luar reaktor , m = 0,6795 m
R3 = jarijari reaktor setelah diisolasi, m
T1 = suhu dinding dalam reaktor, K = 725,15 K
T3 = suhu isolator luar reaktor, K = 343,15 K
Ta = suhu udara luar, K = 303,15 K
k1 = konduktivitas dinding reaktor, W/mC
= 36 W/mC
k2 = konduktivitas panas isolator, W/mC
= 0,095 W/mC
hr)R(hc
1
k
RR
ln
k
RR
ln
)T(TL2Q
32
2
3
1
1
2
a1loss
2
2
3
1
1
2
31
loss
k
RR
ln
k
RR
ln
)T(TL2Q'
Pada keadaan ajeg :L2
Q'
L2
Q lossloss
R1
R2
R3
8/13/2019 Edit Lampiran c
17/43
17
(
(
(
Dengan cara coba-coba diperoleh R3= 0,7861 m
Tebal isolasi = R3R2
= (0,7861 -0,6795) m
= 0,1067 m
= 10,67 cm
KESIMPULAN :
Kode : R-02
Fungsi : Mereaksikan dietilbenzena dan benzena dengan
katalis zeolit tipe AB-97
Tipe :Fixed bed catalytic reactor
Jumlah : 1 buah
Volume : 7,124 m3
Bahan : Carbon Steel SA 285 grade C
Kondisi
Tekanan : 6 atmSuhu : 420oC452oC
Dimensi
Diameter kolom : 1,321 mTinggi kolom : 4,714 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
18/43
18
Tebal kolom :0,0522 mDimensi head
Bentuk : torispherical dished headTebal head : 0,025 mTinggi head : 0,367 mTinggi total : 5,449 m
C.5. Menara Distilasi-01
Kode : T-01
Fungsi : Memisahkan benzene yang tidak bereaksi dari sisa
reaktan
Tipe : Tray Towerdengan jumlahplate28 buah
Bahan konstruksi : Stainless steel SA 283 Grade C
Tekanan : 1,2 atm
Kondisi operasi
Atas : 87 oCBawah : 143 oC
Plate
JarakPlate : 0,7 mTebalPlate : 0,005 m
Kolom
Diameter : 3,962 mTinggi : 36,323 mTebalshell : 0,011 m
Head
Tipe : Torispherical dished headTebalHead : 0,011 mTinggi head : 0,018 m
C.6. Menara Distilasi-02
8/13/2019 Edit Lampiran c
19/43
19
Kode : T-02
Fungsi : memisahkan produk berupa etilbenzena hingga
mencapai kemurnian 99,5% berat
Tipe : Tray Towerdengan jumlahplate40 buah
Bahan konstruksi : Stainless steel SA 283 Grade C
Tekanan : 1,35 atm
Kondisi operasi
Atas : 147 oCBawah : 188oC
Plate
JarakPlate : 0,5 mTebalPlate : 0,005 m
Kolom
Diameter : 1,829 mTinggi : 29,100 mTebalshell : 0,009 m
Head
Tipe : Torispherical dished headTebalHead : 0,007 mTinggi head : 0,009 m
C.7. Heater- 01
Kode : E-01
Fungsi : Memanaskan benzena sebelum memasuki E-02
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 204,138 m2
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side (umpan benzena)
OD : 0,019 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
20/43
8/13/2019 Edit Lampiran c
21/43
21
1. Menentukan tipe vaporizer yang digunakan
Dalam perancangan ini dipilih vaporizer jenis shell and tube heat exchanher
dengan pertimbangan sebagai berikut :
- h- Luas perpindahan panas >200 ft2
2. Menentukan bahan konstruksi yang digunakan
Dipilih bahan konstruksi jenis Carbon steel SA 283 dengan pertimbangan:
- Mempunyai allowable working stress yang besar- Mempunyai Corrosion and Heat Resisting yang bagus- Harga relatif murah
3. Menentukan aliran fluida dalam vaporizer
Laju alir campuran cairan jenuh ( fluida dingin):
- Benzene : 11.216,9 kg/jam- Toluene : 11,2 kg/jamLaju alir campuran cairan total : 11.228,1 kg/jam
Laju alir saturated steam ( fliuda panas ) : 97.482,74 kg/jam
Dalam perancangan ini ditentukan :
1. Campuran cairan (fluida dingin) di shell dengan pertimbangan :
- arus ini tidak korosif2. Saturated Steam (fluida panas) di tube dengan pertimbangan :
- Saturated steam bertekanan dan kondesat merupakan fluida korosif
8/13/2019 Edit Lampiran c
22/43
22
Vaporizing
T1 = 354,61oC T2 = 298
oC
t2= 300oC t1= 251,19
oC
Fluida panas Fluida dingin Selisih
354,61 Suhu tinggi 298 56,61
300 Suhu rendah 251,19 48,81
0 Selisih 46,81 7,8
C63,272
48,81
56,61ln
)19,251(300)298(354,61T
o
LMTD
CjamBtu o./772.35272,6397.525,4
TQLMTD
b. Menentukan harga koefi sien perpindahan panas keselu ruhan
Fluida dingin : Output dari Pre-Heater di shell
Fluida panas : Di tube
Dari tabel 8 hal 840 Kern, harga UD berkisar antara 100 - 200 Btu /
(jam)(ft2)(oF) untuk pertukaran panas antara light organik dan steam
Dalam perancangan ini dipilih harga UD= 113 Btu / (jam)(ft2)(oF) dan Uc =
149 Btu / (jam)(ft2)(oF)
c. Memil ih jenis ukur an pipa
Dari tabel 10 hal 843 Kern, dipilih pipa dengan kriteria :
OD = 0,019 in ao = 0,2618 ft2/ft
BWG = 16 ai = 0,594 in2
L = 16 ft ID = 0,017 in
8/13/2019 Edit Lampiran c
23/43
23
KESIMPULAN :
Kode : E-02
Fungsi : Menguapkan benzene sebelum memasuki R-01
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 340,954 m2
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(steam)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,025 mJumlah pipa : 1176 buahPasses : 2Panjang pipa : 4,877 m
Shell side(outputR-01)
ID : 0,991 mBaffle spacing : 0,743 m
Passes : 1Uc : 149 Btu/jam.F.ft2
Ud : 121 Btu/jam.F.ft2
Rdrequired : 0,0015 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0016 jam.F.ft2/Btu
8/13/2019 Edit Lampiran c
24/43
24
C.9. Heater - 02
Kode : E-03
Fungsi : Memanaskan benzene sebelum memasuki R-01
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 154,417 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(umpan benzene)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,025 mJumlah pipa : 534 buahPasses : 2Panjang pipa : 4,877 m
Shell side(output R-01)
ID : 0,689 mBaffle spacing : 0,514 mPasses : 1
Uc : 82 Btu/jam.F.ft2
Ud : 75 Btu/jam.F.ft2
Rd required : 0,001 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0012 jam.F.ft2/Btu
C.10. Heater- 03
Kode : E-04
Fungsi : Memanaskan etilen sebelum memasuki R-01
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 18,671 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
8/13/2019 Edit Lampiran c
25/43
25
Tube side(umpan etilen)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,0254 mJumlah pipa : 106 buahPasses : 2Panjang pipa : 3,048 m
Shell side(steam)ID : 0,337 mBaffle spacing : 0,252 mPasses : 1
Uc : 19 Btu/jam.F.ft2
Ud : 18 Btu/jam.F.ft2
Rd required : 0,001 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0015 jam.F.ft
2
/Btu
C.11. Kondenser Parsial
Kode : E-05
Fungsi : Menkondensasikan sebagian output R-01 untuk
memisahkan uncondensablegas
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 271,764 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(air)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch,Pt = 1 in
8/13/2019 Edit Lampiran c
26/43
26
Jumlah pipa : 935 buah
Passes : 2Panjang pipa : 4,877 m
Shell side(outputR-01)
ID : 0,889 mBaffle spacing : 0,667 mPasses : 1
Uc : 233 Btu/jam.F.ft2
Ud : 127 Btu/jam.F.ft
2
Rd required : 0,0030 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0036 jam.F.ft2/Btu
C.12. Kondenser - 01
Kode : E-06
Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas T-01
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 385,390 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(air)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,024 mJumlah pipa : 1330 buahPasses : 2Panjang pipa : 4,877 m
Shell side(hasil atas T-01)
ID : 0,991 mBaffle spacing : 0,743 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
27/43
27
Passes : 1Uc : 174 Btu/jam.F.ft2
Ud : 113 Btu/jam.F.ft2
Rd required : 0,003 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0034 jam.F.ft2/Btu
C.13. Reboiler- 01
Kode : E-07
Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah T-01
Jenis :Kettle Reboiler
Luas transfer panas : 203,753 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(steam)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,025 mJumlah pipa : 728 buahPasses : 2Panjang pipa : 4,877 m
Shell side(hasil bawah T-01)
ID : 0,7874 mBaffle spacing : 0,591 mPasses : 1
Uc : 250 Btu/jam.F.ft2
Ud : 130 Btu/jam.F.ft2
Rd required : 0,003 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0037 jam.F.ft2/Btu
8/13/2019 Edit Lampiran c
28/43
28
C.14. Kondenser - 02
Kode : E-08
Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas T-02
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 42,425 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(air)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,025 mJumlah pipa : 196 buahPasses : 2Panjang pipa : 3,658 m
Shell side(hasil atas T-02)
ID : 0,438 mBaffle spacing : 0,329 mPasses : 1
Uc : 124 Btu/jam.F.ft2
Ud : 85 Btu/jam.F.ft2
Rdrequired : 0,003 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0038 jam.F.ft2/Btu
C.15. Reboiler- 02
Kode : E-09
Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah T-02
Jenis :Kettle Reboiler
Luas transfer panas : 72,618 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
8/13/2019 Edit Lampiran c
29/43
29
Tube side(steam)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,025 mJumlah pipa : 250buahPasses : 2Panjang pipa : 4,877 m
Shell side (hasil bawah T-02)ID : 0,489 mBaffle spacing : 0,367 mPasses : 1
Uc : 250 Btu/jam.F.ft2
Ud : 137 Btu/jam.F.ft2
Rd required : 0,003 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0033 jam.F.ft
2
/Btu
C.16. Vaporizer 02
Kode : E-02
Fungsi : Menguapkan umpan masuk R-02
Tujuan :
1. Menentukan tipe vaporizer yang digunakan
2. Menentukan bahan konstruksi vaporizer
VP-01
Cairan Jenuh
T = 28 C
Uap Jenuh
T=25 C
SuperheatedSteam
Condesate
T = 452 16 C
T =420 C
8/13/2019 Edit Lampiran c
30/43
30
3. Menentukan aliran fluida panas dan dingin
1. Menentukan tipe vaporizer yang digunakan
Dalam perancangan ini dipilih vaporizer jenis shell and tube heat exchanher
dengan pertimbangan sebagai berikut :
- h- Luas perpindahan panas >200 ft2
2. Menentukan bahan konstruksi yang digunakan
Dipilih bahan konstruksi jenis Carbon steel SA 283 dengan pertimbangan:
- Mempunyai allowable working stress yang besar- Mempunyai Corrosion and Heat Resisting yang bagus- Harga relatif murah-
3. Menentukan aliran fluida dalam vaporizer
Laju alir campuran cairan jenuh ( fluida dingin):
- Benzene : 800,1 kg/jam- Toluene : 0,1 kg/jam- Ethylbenzene : 58,9- Diethylbenzene: 1.616,8Laju alir campuran cairan total : 11.228,1 kg/jam
Laju alir saturated steam ( fliuda panas ) : 97.482,74 kg/jam
Dalam perancangan ini ditentukan :
1. Campuran cairan (fluida dingin) di shell dengan pertimbangan :
- arus ini tidak korosif2. Saturated Steam (fluida panas) di tube dengan pertimbangan :
- Saturated steam bertekanan dan kondesat merupakan fluida korosif
8/13/2019 Edit Lampiran c
31/43
31
Vaporizing
T1 = 452,15oC T2 = 420
oC
t2= 28oC t1= 25
oC
Fluida panas Fluida dingin Selisih
452,15 Suhu tinggi 420 32,15
28 Suhu rendah 25 3
0 Selisih 395 29,15
F33,313
3
32,15ln
)25(420)25(452,15T
o
LMTD
FjamBtu o./16005.5
313,33
1.616,8
T
Q
LMTD
b. Menentukan harga koefi sien perpindahan panas keselu ruhan
Fluida dingin : Output dari Pre-Heater di shell
Fluida panas : Di tube
Dari tabel 8 hal 840 Kern, harga UD berkisar antara 100 - 200 Btu /
(jam)(ft2)(oF) untuk pertukaran panas antara light organik dan steam
Dalam perancangan ini dipilih harga UD= 110 Btu / (jam)(ft2)(oF) dan Uc =
93 Btu / (jam)(ft2)(oF)
c. Memil ih jenis ukur an pipa
Dari tabel 10 hal 843 Kern, dipilih pipa dengan kriteria :
OD = 0,019 in ao = 0,2618 ft2/ft
BWG = 16 ai = 0,594 in2
L = 16 ft ID = 0,305 in
8/13/2019 Edit Lampiran c
32/43
32
KESIMPULAN :
Kode : E-10
Fungsi : Menguapkan umpan masuk R-02
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 12,975 m2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(steam)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,024 mJumlah pipa : 82 buahPasses : 2Panjang pipa : 3,658 m
Shell side(umpan R-02)
ID : 0,305 mBaffle spacing : 0,229 mPasses : 1
Uc : 93 Btu/jam.F.ft2
Ud : 110 Btu/jam.F.ft2
Rd required : 0,0015 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0019 jam.F.ft2/Btu
8/13/2019 Edit Lampiran c
33/43
33
C.17. Heater - 04
Kode : E-11
Fungsi : Memanaskan umpan R-02
Tipe :Double Pipe Heat Exchanger
Luas transfer panas : 12,942 m2
Annulus :
Fluida : umpan R-02IPS : 4OD : 0,114 mID : 0,102 mSN : 40Pressure drop : 0,02 psiBahan : Carbon Steel SA 283 Grade C
Inner pipe :
Fluida : Output R-02IPS : 3OD : 0,089 mID : 0,076 mSN : 40Pressure drop : 0,001 psiBahan : Carbon Steel SA 283 Grade CPanjang pipa : 4,788 m
Jumlah pipa : 14 buahJumlah hairpin : 7
UC : 42,799 Btu/jam.ft2.F
UD : 40,693 Btu/jam.ft2.F
RD calculated : 0,0012 jam.F.ft2/Btu
RD required : 0,001 jam.F.ft2/Btu
C.18. Kondenser - 03
8/13/2019 Edit Lampiran c
34/43
34
Kode : E-12
Fungsi : Mengkondensasikan gas output R-02
Tipe :Double Pipe Heat Exchanger
Luas transfer panas : 6,524 m2
Annulus :
Fluida : Gas outputR - 02IPS : 4OD : 0,114 mID :0,102 mSN : 40Pressure drop : 0,04 psiBahan : Carbon Steel SA 283 Grade C
Inner pipe :
Fluida : Air pendinginIPS : 3
OD : 0,089 mID : 0,076 mSN : 40Pressure drop : 0,338 psiBahan : Carbon Steel SA 283 Grade CPanjang pipa : 6,096 mJumlah pipa : 4 buahHairpin : 2UC : 93,682 Btu/jam.ft
2.F
UD : 75,905 Btu/jam.ft2.F
RD calculated : 0,0032 jam.F.ft2/Btu
RD required : 0,0025 jam.F.ft2/Btu
8/13/2019 Edit Lampiran c
35/43
35
C.19. Cooler
Cairan
Sub Cool
Coolling Water
HE-03
Coolling Water
Kode : E-13
Fungsi : Mendinginkan produk Ethylbenzene Menuju Tangki penyimpanan
Produk
Tujuan :
1. Menentukan tipe cooler
2. Menentukan bahan konstruksi
3. Menentukan spesifikasi shell dan tube
1. Menentukan tipe kondensor
Cooler yang dipilih adalah horizontal HE dengan pertimbangan :
- Mempunyai overall heat transfer coefficient yang relatif lebih besar biladibandingkan dengan vertical kondensor
- Maintenance dan struktur pendukung relatif mudah dan murah biayanya.Dalam perancangan ini dipilih HE jenis shell and tube dengan pertimbangan
sebagai berikut :
- h- Luas perpindahan panas > 200 ft2
2. Menentukan bahan konstruksi
Dipilih bahan konstruksi jenis Carbon steel SA 283 Grade C dengan
pertimbangan:
- Mempunyai allowable working stress yang besar
8/13/2019 Edit Lampiran c
36/43
36
- Mempunyai Corrosion and Heat Resisting yang bagus- Harga relatif murah
3. Menentukan aliran fluida dalam HE
Laju alir campuran cairan :
- Benzene : 54,97 kg/jam- Toluene : 11,22 kg/jam- Etilbenzen : 15123,78 kg/jam
Laju alir campuran cairan total : 15706,66 kg /jam
Lajualir air pendingin : 147,36 kg/jam
Dalam perancangan ini ditentukan :
1. Campuran cairan (fluida dingin) di shell dengan pertimbangan :
- arus ini tidak korosif2. Coolling Water (fluida dingin ) di tube dengan pertimbangan :
- faktor kekotorannya besarMenentukan harga koefisien perpindahan panas keseluruhan
Fluida dingin : campuran cairan produk di shell
Fluida panas : coolling water di tube
Berdasarkan tabel 8 hal 840 Kern untuk jenis Fluida panas ( light
organics ) dan fluida dingin ( water ), diperoleh harga overall UD= 78 Btu
/ (jam)(ft2)(oF). Dalam perancangan ini dipilih harga Uc = 105 Btu /
(jam)(ft2)(oF)
c. Memilih jenis ukuran pipa
Dari tabel 10 hal 843 Kern, dipilih pipa dengan kriteria :
OD = 0,019 in ao = 0,2618 ft2/ft
BWG = 16 ai = 0,594 in2
L = 16 ft
ID = 0,017 in
Jumlah Baffle = 6-1 = 5 buah dengan baffle spaces sebesar 1 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
37/43
37
KESIMPULAN :
Kode : E-13
Fungsi : Mendingin produk etilbenzena menuju tangki
penyimpanan produk
Jenis : Shell and tube heat exchanger
Luas transfer panas : 46,529 m2
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 Grade C
Spesifikasi :
Tube side(air)
OD : 0,019 mID : 0,017 mBWG : 16Susunan : Triangular Pitch, Pt = 0,024 mJumlah pipa : 160 buahPasses : 2Panjang pipa : 4,878 m
Shell side(produk dietilbenzena)
ID : 0,387 m
Baffle spacing : 0,291 mPasses : 1
Uc : 105 Btu/jam.F.ft2
Ud : 78 Btu/jam.F.ft2
Rdrequired : 0,003 jam.F.ft2/Btu
Rd calculated : 0,0033 jam.F.ft2/Btu
8/13/2019 Edit Lampiran c
38/43
38
C.20. Accumulator - 01
Kode : D-01
Fungsi : Menampung distilat setelah keluar dari E-06
Jenis :Horizontaldrum dengan torispherical head
Jumlah : 1 buah
Volume : 16,701 m3
Bahan : Stainless steel SA 283 Grade C
Kondisi : Tekanan : 1,0 atm
Suhu : 143,396
Spesifikasi :
Diameter tangki : 2,125 mPanjang tangki : 6,376 mTebalshell : 0,006 mPanjang head : 0,401 m
C.21. Accumulator - 02
Kode : D-02
Fungsi : Menampung distilat setelah keluar dari E-08
Jenis :Horizontal drumdengan torispherical head
Jumlah : 1 buah
Volume : 4,046 m3
Bahan : Stainless steel SA 283 Grade C
Kondisi : Tekanan : 1,0 atm
Suhu : 147,710
Spesifikasi :
Diameter tangki : 1,325 mPanjang tangki : 3,975 mTebalshell : 0,005 mTebal head: 0,006 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
39/43
39
C.22. Pompa-01
Kode : J-01
Fungsi : Mengalirkan umpan benzena menuju E-01 dan
menaikkan tekanan dari 1 atm menjadi 16 atm
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
Kapasitas : 474,865 gpm
Daya pompa : 65,9 HP
Daya motor : 75 HP
NPSH required : 5,267 m
NPSH available : 188,449 m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,203 m
SN : 40
ID : 0,203 m
OD : 0,219 m
C.23. Pompa-02
Kode : J-02
Fungsi : Mengalirkan output E-04 menuju R-01
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
Kapasitas : 505,949 gpm
Daya pompa : 7,89 HP
Daya motor : 10 HP
NPSH required : 5,492 m
NPSH available : 30,891 m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,203 m
8/13/2019 Edit Lampiran c
40/43
40
SN : 40
ID : 0,203 m
OD : 0,219 m
C.24. Pompa-03
Kode : J-03
Fungsi : Mengalirkan refluk dari D-01 ke TT-01 dan E-01
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
Kapasitas : 120,983 m3/jam
Daya pompa : 20,75 HP
Daya motor : 25 HP
NPSH required : 6,419 m
NPSH available : 42,151m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,127 m
SN : 40
ID : 0,128 m
OD : 0,141 m
C.25. Pompa-04
Kode : J-04
Fungsi : Mengalirkan output E-07 menuju T-02
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
Kapasitas : 110,820 gpm
Daya pompa : 1,55 HP
Daya motor : 2 HP
8/13/2019 Edit Lampiran c
41/43
41
NPSH required : 1,996 m
NPSH available : 7,448 m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,089 m
SN : 40
ID : 0,090 m
OD : 0,102 m
C.26. Pompa-05
Kode : J-05
Fungsi : Mengalirkan refluk menuju TT-02
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
Kapasitas : 163,167 gpm
Daya pompa : 5 HP
Daya motor : 7 HP
NPSH required : 2,583 m
NPSH available : 37,142 m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,063 m
SN : 40
ID : 0,073 m
OD : 0,063 m
C.27. Pompa-06
Kode : J-06
Fungsi : Mengalirkan output E-09
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
8/13/2019 Edit Lampiran c
42/43
42
Kapasitas : 4,134 gpm
Daya pompa : 0,02 HP
Daya motor : 0,05 HP
NPSH required : 0,222 m
NPSH available :9,842 m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,025 m
SN : 40
ID : 0,027 m
OD : 0,033 m
C.28. Pompa-07
Kode : J-07
Fungsi : Mengalirkan umpan R-01 menuju E-05 dan
menaikkan tekanan dari 1,4 atm menjadi 6 atm
Jenis :single stage centrifugal pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : commercial steel
Kapasitas : 9,007 gpm
Daya pompa : 1,68 HP
Daya motor : 3 HP
NPSH required : 0,375 m
NPSH available : 52,793 m
Spesifikasi Pipa :
IPS : 0,032 m
SN : 40
ID : 0,035 m
OD : 0,041 m
C.29. Kompresor
Kode : C-01
8/13/2019 Edit Lampiran c
43/43
43
Fungsi : Menaikkan tekanan etilen dari tekanan 1 atm
menjadi tekanan 16,4 atm
Tipe :Reciprocating compressor
Kapasitas : 53,503 m3/jam
Tekanan Suction : 6,8 atm
Tekanan Discharge : 16,4 atm
Efisiensi : 80%
Daya Kompresor : 39,81 HP