Absorbsi Teknik kimia

1. PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas Formaldehid direncanakan = ton/tahun
Jumlah hari kerja = 1 tahun = hari
Jumlah waktu kerja perhari = 1 hari = jam
Kapasitas produksi Formaldehid = x x x
tahun ton
= kg/jam
Basis kebutuhan methanol = kg/jam CH3OH
Komposisi bahan baku
Berat Molekul bahan baku dan produk
= kg/kmol
BM air (H2O) = kg/kmol
BM oksigen (O2) = kg/kmol
BM formaldehid (CH2O) = kg/kmol
Perhitungan bahan baku
a. Methanol = × = kg/jam
= kmol/jam
Air = × = kg/jam
= kmol/jam
b. Oksigen dengan kemurnian 100%,yang dibutuhkan dalam reaksi direaktor yaitu 50%
Oksigen (O2) = × = kg/jam
= kmol/jam
Reaksi:
konversi reaksi :
APPENDIKS A
2778,8345
4,1683
1389,4172
86,7083
Komponen Berat Molekul
99,85% 99.85/100 2778,8345
BM methanol (CH3OH)
50000
300
24
50.000 1000
32
30
1
300 24
6944,4444
1
18
32
1 2778,8345
0,15% 0.15/100 2778,8345
50%
0,2316
CH3OH + 0.5 O2 CH2O + H2O
99%
43,4193
Komponen Ar
C
H
O
12
1
16
2774,6662
APP A-1

2. APP A-2
1. Reaktor (R-110)
Fungsi: Untuk mereaksikan methanol dan oksigen
M3
M1 M2
Keterangan:
a. Aliran komponen masuk reaktor
b. Perhitungan aliran keluar reaktor
Reaksi utama:
:
:
:
= = kmol/jam
= = kmol/jam
Produk yang terbentuk:
= = kg/jam
O2 sisa = = kg/jam
CH2O produk = = kg/jam
H2O produk = = kg/jam
1389,4172
32
32
2774,6662
86,70832
kg/jam
4168,2517
Jumlah 2778,8345
85,8412
BM
kg/jam
M1
kg/jam
M2
Komponen
86,7083 43,4193
H2O 4,1683
0,4987
CH3OH + 0.5 O2 CH2O + H2O
1389,4172
Jumlah
85,8412
0,8671 0,4987 85,8412 85,8412
2774,6662
1389,4172
18 4,1683
1389,4172
85,8412 kmol/jam
kmol/jam
85,8412
M1 : Aliran methanol masuk reaktor
M2 : Aliran oksigen masuk reaktor
M3 : Aliran produk keluar reaktor
42,9206 85,8412
43,4193
CH3OH sisa 0,8671 kmol/jam
mula-mula
bereaksi
sisa
CH3OH
O2
kmol/jam
methanol mula-mula
oksigen mula-mula
1545,1423
2575,2371
15,9575
27,7467
2774,6662 kg/jam
99%
REAKTOR
MULTITUBE

3. APP A-3
2. Absober (D-120)
Fungsi: Memisahkan produk dari O2 dan menyerap formaldehid menggunakan
absorbent air (H2O) M6
M5
M4
M7
Keterangan:
M4 : Aliran bahan masuk absorber
M5 : Aliran pelarut air masuk absorber
M7: Aliran produk liquid keluar absorber
Neraca Massa Overall
M4+M5=M6+M7
a. Komponen gas masuk absorber
Keluar
O2 1389,4172
CH3OH
H2O
2774,6662
H2O
2575,2371
1545,1423
15,9575
27,7467
Masuk
M1
Komponen kg/jam
4,1683
2575,2371
kg/jam
1545,1423
15,9575
27,7467
4,1683
4168,2517
M4
M2
Neraca Massa Reaktor
Jumlah 1389,4172
Total
CH3OH sisa
CH2O
H2O produk
O2 sisa
85,8412
85,8412
0,4987
0,8671
Total 4168,2517
komponen
CH3OH sisa
Komponen kg/jam
Jumlah 2778,8345
M3
CH2O
H2O produk
O2 sisa
4,1683
H2O
BM
30
18
32
32
18
kmol/jam
Jumlah
4168,2517
0,2316
173,2798
M6: Aliran produk gas keluar absorber
A
B
S
O
R
B
E
R

4. APP A-4
Gas O2 merupakan gas inert sehingga banyak yang tidak terserap oleh air dan oksigen
yang keluar di produk atas sebesar 98.11% berdasarkan data kelarutan oksigen dalam air.
Sedangkan CH2O, CH3OH, H2O, dan O2 (1,89%) larut dalam air dan keluar menjadi
produk bawah. Data kelarutan oksigen berdasarkan dari sumber: (Kirk-Othmer, 1994).
Direncanakan kadar Formaldehid 37%
sehingga kebutuhan air = −
=
b. Komponen gas keluar absorber
Berdasarkan data kelarutan oksigen dalam air pada suhu 65 C dari Kirk-Other 1994
− 65 −
− 60 −
60
o
C x = × %
x x = %
= O2 masuk absorber ×
= × %
= kg/jam
maka Oksigen yang tidak terlarut dala air = −
= kg/jam
c. Komponen liquid keluar absorber
4,1683
2791,8485
0,3016
O2 sisa 32
H2O tambah
M7
kg/jam
2575,2371
1545,1423
65
o
C
70
o
C
70
70
komponen BM
kmol/jam
2575,2371
0,37
15,6559
15,6559
O2 sisa 32 0,4892
jumlah 0,4892
komponen BM
M6
kmol/jam kg/jam
0,0195 0,0183
kg/jam
CH2O 30
H2O produk 18
CH3OH sisa 32
18
H2O
18
27,7467
jumlah 327,8932 6944,4444
85,8412
85,8412
x
0,0183
0,8671
0,2316
155,1027
0,0094
0,0195
15,9575 0,3016
15,6559
sehingga gas oksigen yang terlarut dalam air adalah:
O2 larut dalam air
15,9575 1,89
data kelarutan O2
0,3016
0,0189 100
1,89
4168,2517
2791,8485
0,0183
=

5. APP A-5
kemurnian produk :
O2 sisa 0,3016
H2O tambah 2791,8485
O2 sisa 15,6559
Jumlah 15,6559
M7
CH2O
H2O produk
CH3OH sisa
H2O
Total
2575,2371
1545,1423
15,9575
27,7467
4,1683
4168,2517
2791,8485
6960,1003
CH2O
H2O produk
O2 sisa
CH3OH sisa
H2O
jumlah
M5
jumlah
H2O tambah
Neraca Massa Absorber
Masuk Keluar
Komponen kg/jam Komponen kg/jam
M4 M6
37%
Jumlah
Total
2575,2371
1545,1423
27,7467
4,1683
2791,8485
6944,4444
6960,1003

6. Kapasitas produksi Formaldehid = ton/tahun
Jumlah hari kerja = 1 tahun = hari
Jumlah waktu kerja perhari = 1 hari = jam
Kapasitas produksi Formaldehid = x x x
tahun ton
= kg/jam
Suhu referensi =
o
C = K
Suhu lingkungan =
o
C = K
Basis operasi = kg/jam
Data Cp Komponen gas ( dikutip dari buku Smith Vannes Appendiks C, Edisi 5 ):
Data Cp formaldehid liquid dengan metode Ruzicka-Domalski dikutip dari Perry's edisi 8:
50000
Data Cp liquid Formaldehid dikutip dari Yaws, Carl L, 1999 :
Komponen
-
-
-22700
12100
O2 46,632 0,39506 -0,0070522 3,9897E-05
H2O 8,712
Cp
a b c d
d
-0,00000345
-
a b d
CH2O
komponen
Cp
a
CH3OH 13,431 -0,05128 0,00013113 −
c d
−
b c
komponen
Cp
a b
300
24
50.000 1000
25 298,15
2778,83448
komponen
Data Cp Komponen Liquid:
a b d
C=O
CH2=
4,1763
0,00125 -0,00000018
-0,47392 0,099928
2,264
2,211
3,639
3,47
0,007022
0,012216
0,000506
0,00145
-1,877E-06
APPENDIKS B
PERHITUNGAN NERACA PANAS
-
1 1
300 24
6944,4444
30 303,15
CH3OH
O2
H2O
36,2277545 -4,859372
a b d
CH2O
-35,127 36,7016745 -4,9593
dari estimasi kapasitas panas untuk CH2O didapatkan:
komponen BM
CH2O 30 -30,9507
APP B-1

7. APP B-2
Data oksigen liquid diperoleh dari Yaws, Carl L, 1999:
Data Cp Formaldehid liquid dikutip dari Perry's edisi 8:
1. Vaporiser (V-113)
Keterangan:
: Panas yang terkandung pada bahan baku methanol 99.85 %(Fresh Feed )
: Panas yang terkandung dalam bahan keluar
: Panas yang terkandung dalam pemanas.
: Panas yang hilang.
Neraca panas Overall:
ΔH1 + Q = ΔH2 + Qloss
∆H1 = n . Cp . ∆T (dikutip dari Himmelblau edisi 7, 2004)
Panas yang terkandung dalam umpan masuk Vaporiser.
Temperatur Fresh Feed = ºC = K.
= K - K = 5 K
● Panas yang dibawa oleh Fresh Feed dari Storage (ΔH1)
∆T
Berfungsi untuk merubah fase methanol liquid menjadi gas
Qloss
Δ H1
Δ H2
Qsteam
30 303,15
303,15 298,15
Dikutip dari buku Smith Vannes Appendiks C, Edisi 5 :
∆H1
T1= 30 ⁰C
∆H2
T2= 75 ⁰C
Qloss
Qsteam
steam condesat




































+
+
=
+
+
=

+
+
+
=
0
0
2
0
2
0
T
0
T
3
2
0
2
-
2
T
1
-
T
1
d
-
3
T
-
3
T
3
c
T
-
T
2
b
T
-
T
a
T
1
d
-
T
3
c
T
2
b
T
a
T
T
dT
R
Cp
T
d
T
c
T
b
a
R
Cp
























= −
+
+
+
+
+
+
+
=
4
0
4
4
3
2
T
T
4
d
3
T
-
3
T
3
c
T
-
T
2
b
T
-
T
a
T
e
T
d
T
c
T
b
a
Cp
0
2
0
2
0
2
K
100
T
d
K
100
T
b
a
R
Cp
















+
+
=
VAPORISER
T= 310
T= 310

8. APP B-3
Perhitungan Heat Capacity Methanol dikutip dari Smith Vannes, Edisi 5:
Panas yang digunakan:
= kJ/jam
= Kkal/jam
Panas yang dibutuhkan untuk menguapkan methanol
● Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
= K - K = K
Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
= kJ/jam
= Kkal/jam
=
= ∆H2 + Qloss
= ∆H2 + (∆H1 + Qsteam)
Qsteam = ∆H2 + ∆H1 + Qsteam - ∆H1
Qsteam = + -
Qsteam =
Qsteam = Kkal/jam
Qsteam = KJ/jam
● Menghitung kebutuhan steam pemanas (m)
Q = m . λ
Suhu steam masuk = ⁰C
Tekanan = Kpa = atm
∆H1 + Qsteam
∆H1 + Qsteam
310
1024,9015
23686,62936
303,1500
303,1500
T (K)
97,4093
5661,2403
102,4902
∆H2
∆H1 4288,18788
472,4384
25177,3355
6017,5276
0,90
0,90
∆T 348,1500
5095,1163
42,2748
1024,9015
● Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q)
Panas masuk Panas keluar
T (K)
0,10
49,3342
H2O
Total
0,2316
H2O
Total 86,9399
9870
298,1500 50
25135,0607
4288,1879
∆H2 KJ/jam
0,10 0,10
6017,5276
Bahan
45,3577
Bahan n (Kmol/jam) Cp, J/mol K
CH3OH 86,7083
0,2316 348,1500 182,5578
86,9399
CH3OH
94,6919
∆H1 KJ/jam
4277,6844
10,5035
Cp, J/mol K
75
30 75
86,7083 348,1500 289,8806
30
n (Kmol/jam)
25177,3355
( )
( )
KJ/jam
4934,5244
K
KJ/kmol
49,3342
kmol/jam
100,0224
dT
Cp
n
ΔH
:
ΔH
methanol
panas
n
Perhitunga
K
J/mol
49,3342
298,15
303,15
3
0,00013113
15
,
298
15
,
303
2
0,05128
-
298,15
-
303,15
13,431
T
1
-
T
1
d
-
T
-
T
3
c
T
-
T
2
b
T
-
T
a
R
Cp
3
3
2
2
0
3
0
3
2
0
2
0
=

=
=
=
−
+
−
+
=
+
+
=



































9. APP B-4
Q (KJ/jam)
● Menghitung panas yang hilang (Qloss)
Qloss = (∆H1 + Qsteam)
Qloss = ( )
Qloss = Kkal/jam
2. Heater Methanol (E-115A)
Fungsi:untuk menaikkan suhu gas methanol dari
75 menjadi 300
Qsteam
Keterangan:
∆H2 : Panas yang terkandung dalam bahan masuk gas methanol ke heater
∆H3 : Panas yang terbawa oleh bahan keluar heater
Qsteam : Panas yang diberikan oleh steam
Qloss : Panas yang hilang
Neraca panas Overall:
∆H2 + Qsteam = ∆H3 + Qloss
● Menghitung panas bahan masuk heater (∆H1)
∆H2 = Kkal/jam
● Menghitung panas bahan keluar heater (∆H2)
Suhu bahan masuk = ⁰C = K
Suhu reference = ⁰C = K
= K - K = K
Data steam tabel saturated dikutip dari Appendiks F Smith Vannes:
∆T
23686,6294 2730
λs (Kj/kg)
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 10% dari jumlah panas masuk
1024,9015 ΔH2 6017,5276
Qsteam 5661,2403 QLoss
Neraca Panas Vaporizer (V-122)
Aliran Panas Masuk
0,10 1024,9015
0,10
Aliran Panas Keluar
Total 6686,1418
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen Energi (KKal/jam)
+
Total
HL (Kj/kg)
ΔH1
17,8417
HV (Kj/kg) m (kg/jam)
1402,4 1327,6
6686,1418
*dikutip dari Coulson & Richardson's Volume 6 edisi 4, 2005 :
6017,5276
300
25
298,15
573,15
5661,2403
668,6142
573,15
298,15
668,6142
275
∆H3
T = 300oC
∆H2
T = 75oC
T = 310oC
T = 310oC Qloss

10. APP B-5
Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
= KJ/jam
= Kkal/jam
● Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q)
Panas masuk = Panas keluar
= ∆H3 + Qloss
= ∆H3 + (∆H2 + Qsteam)
= ∆H3 + ∆H2 + Qsteam - ∆H2
= + -
=
= Kkal/jam
= KJ/jam
● Menghitung kebutuhan steam pemanas (m)
Q = m . λ
Suhu steam masuk = ºC
Tekanan = Kpa = atm
Dari steam tabel diperoleh:
● Menghitung panas yang hilang (Qloss)
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 2% dari jumlah panas masuk
Dikutip dari Coulson & Richardson's volume 6 Edisi 4, 2005 :
Qloss = (∆H2 + Qsteam)
Qloss = ( + )
Qloss = Kkal/jam
∆H2 + Qsteam
∆H2 + Qsteam
Qsteam
0,98
0,98
Qsteam
Qsteam
Qsteam
310
3032,9420
300
0,02
Bahan n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K ∆H3 KJ/jam
163488,9159
265,7116
163754,6275
H2O
Total
86,7083
0,2316
86,9399
573,1500
CH3OH
Qsteam 141919,2231
97,4093
0,02
798,7407
6017,5276 33919,5084
Neraca Panas Heater Methanol
0,02
Aliran Panas Keluar
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen
Aliran Panas Masuk
39138,2953
0,02 0,02
1147,4376
6017,5276
33919,5084
39937,0360
ΔH3
QLoss
Total
39138,2953
798,7407
39937,0360
Q (KJ/jam) HV (Kj/kg) HL (Kj/kg) λs (Kj/kg)
141919,2231 2730,0 1402,4
Energi (KKal/jam)
ΔH2
75
163754,6275
39138,29529
∆H3
120,3506 6017,5276
33241,1182
33919,5084
9870
1327,6
573,1500
1885,5044
106,8991
m (kg/jam)
Qsteam
Total

11. APP B-6
3. Heater Oksigen (E-115B)
Fungsi : untuk menaikkan suhu gas oksigen dari30 menjadi 300
Qsteam Qloss
Keterangan:
: Panas yang terkandung dalam bahan gas oksigen masuk heater
: Panas yang terbawa oleh bahan keluar heater
Qsteam : Panas yang diberikan oleh steam
Qloss : Panas yang hilang
Neraca panas Overall:
∆H1 + Qsteam = ∆H2 + Qloss
A. Panas yang terkandung dalam umpan masuk oksigen
● Panas yang dibawa oleh Fresh Feed dari Storage(ΔH1)
Temperatur Fresh Feed = ºC = K.
= K - K = K
Panas yang digunakan:
∆H1 = KJ/jam
= Kkal/jam
B. Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
● Menghitung panas bahan keluar heater (∆H2)
Suhu bahan keluar = ⁰C = K
Suhu reference = ⁰C = K
= K - K = K
Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
= KJ/jam
= Kkal/jam
Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q)
Panas masuk = Panas keluar
+ = +
+ = +
= + + Qsteam - ∆H1
300
300
(∆H1 + Qsteam)
∆H1 0,02
0,02
0,02
298,15
n (Kmol/jam)
43,4193
43,4193
T (K)
573,1500 1024,8152
1024,8152
44496,7477
44496,7477
∆H2 KJ/jam
O2
Total
O2
∆H1
∆H2
300 573,15
∆H2
Bahan
Qsteam
∆T
∆H2
Total
43,4193 303,1500
30
44496,7477
10634,9779
∆H1
∆H1
∆H2 Qloss
Qsteam
∆H2
Bahan n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K
∆T 303,15 298,15
25
17,6999
17,6999
768,5168
183,6799
30
43,4193
5,00
275
Cp, J/mol K
30 303,15
∆H1 KJ/jam
768,5168
768,5168
Qsteam
573,15 298,15
∆H2
T = 300oC
∆H1
T = 30oC
T = 310oC
T = 310oC

12. APP B-7
= + -
=
= Kkal/jam
Qsteam = KJ/jam
● Menghitung kebutuhan steam pemanas (m)
Q = m . λ
⁰C
= Kpa = atm
Dari steam tabel diperoleh:
● Menghitung panas yang hilang (Qloss)
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 2% dari jumlah panas masuk
Dikutip dari Coulson & Richardson's volume 6 Edisi 4, 2005 :
=
= ( + )
= Kkal/jam
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen Energi (KKal/jam)
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi antara methanol dan oksigen
Dowtherm A masuk
∆H4 (T= 300⁰C)
Qloss
∆Hc T= 300⁰C keluar (Dowtherm A)
∆H3 (T= 300⁰C) ∆H2 (T= 300⁰C)
Keterangan:
∆H2 : Panas yang terkandung dalam bahan masuk dari heater oksigen
∆H3 : Panas yang terkandung dalam bahan masuk dari heater methanol
ΔHR : Panas yang timbul dari reaksi
∆H4 : Panas yang terkandung dalam bahan keluar produk atas
∆Hc : Panas yang diserap oleh pendingin
4. Reaktor I (R-110)
Neraca Panas Heater Oksigen
Aliran Panas Masuk
Suhu steam masuk = 310
Aliran Panas Keluar
ΔH1
Qsteam
Total
183,6799
10668,3384
10852,0183
ΔH2
QLoss
Total
10634,9779
217,0404
10852,0183
217,0404
(∆H1 + Qsteam)
0,02
0,02
33,6218
44636,32777
Tekanan 9870 97,4093
44636,3278
Qsteam(KJ/jam) HV (Kj/kg)
2730,0
HL (Kj/kg)
1402,4
λs (Kj/kg)
1327,6
m (kg/jam)
10668,3384
183,6799
10634,9779 3,6736
Qloss
Qloss
Qloss
183,6799 10668,3384
0,98
0,98 10454,9716
Qsteam
Qsteam
Qsteam
∆Hc T= 28⁰C

13. APP B-8
Qloss : Panas yang hilang
Neraca panas overall :
● Menghitung panas dari masing-masing bahan yang masuk reaktor
Bahan Oksigen keluar Heater
∆H2 = kkal/jam
Bahan Methanol dari Heater
∆H3 = kkal/jam
∆Htotal bahan masuk reaktor
∆Htotal = ∆H2 + ∆H3
= ( + ) kkal/jam
= kkal/jam
● Menghitung panas dari masing-masing bahan yang keluar reaktor
Panas yang digunakan :
∆H4 = KJ/jam
= kkal/jam
● Menghitung panas reaksi dari masing-masing komponen
Dikutip dari Vannes Appendiks C
Menghitung panas reaksi standart:
∆Hf298.15 = ∆Hfreaktan - ∆Hfproduk
konversi = %
116971,0138
173,2798
1885,5044
∆H4 KJ/jam
1634,889159
217880,1251
86,0728
0,4987
573,15
573,15
1147,4376
0,8671
T (K)
217880,1251
1024,8152
98763,17702
511,0451471
573,15
Cp, J/mol K
CH3OH(g) + 0.5 O2 (g) CH2O (g)+ H2O(g)
n (Kmol/jam)
komponen produk kmol/jam
-7202135,9648
KJ/Kmol kkal/kmol kkal/jam
jumlah
10634,9779
39138,2953
10634,978 39138,295
49773,2732
∆Hf298.15
CH2O
H2O
-108570
-241818
52074,59969
99
Menghitung panas reaksi
∆H⁰f298.15 ∆H⁰f298.15
85,84123655 573,15 1362,643625
-25948,8528
-57795,8891
85,8412
86,0728
-2227481,6091
-4974654,3556
Bahan
CH3OH sisa
H2Ototal
O2sisa
CH2O
Total
∆H2 + ∆H3 + ∆HR = ∆H4 + ∆HC + Qloss

14. APP B-9
= -
= -
= kkal/jam
∆Hreaktan = ∆HCH3OH + ∆HO2
= +
= kkal/jam
∆Hproduk = +
= +
= kkal/jam
∆HR = ∆Hproduk - ∆Hreaktan + ∆Hf298.15
= - +
= kkal/jam
= kkal/jam
∆HR bernilai negatif, sehingga reaksi bersifat eksotermis.
Panas yang hilang :
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 10% dari jumlah panas masuk
Qloss = x (∆H2 + ∆H3)
= x kkal/jam
= kkal/jam
Neraca panas total:
= (∆H2 + ∆H3 + ∆HR) - (∆H4 + Qloss)
= ( + + ) -
( + )
= -
= kkal/jam
= KJ/jam
Menghitung kebutuhan Dowtherm A:
pendingin masuk = ⁰C = K
pendingin keluar = ⁰C = K
39138,2953 3041912,6720
309168,5945
10634,978
301,15
3041912,6720
0 43,4193 0,0000
komponen reaktan
-200660
∆H⁰f298.15
∆H⁰f298.15
jumlah -4158434,8569
∆Hf298.15 ∆H⁰f298.15 reaktan
-3041912,6720
3091685,9452
-3043701,1079
∆HCH2O ∆HH2O
-47958,891 86,7083 -4158434,8569
O2 0
3091685,9452 527048,7196
kkal/kmol kkal/jam
CH3OH
51561,7091
51561,7091 49773,2732
10%
10%
10730442,1520
kmol/jam
∆Hf298.15
2564637,2256
-7202135,9648 -4158434,8569
-3043701,1079
39138,2953 10634,9779
49773,2732
27956,7433 23604,96583
217880,1251 309168,5945
28
Dikutip dari buku Kusnarjo perancangan Pabrik, 2010:
300 573,15
∆H⁰f298.15 produk
KJ/Kmol
∆H2 + ∆H3 + ∆HR =∆H4 + ∆Hc + Qloss
∆Hc
∆Hc

15. APP B-10
Cp dikutip dari Dow "Heat Transfer Fluid"
- - x
- -
= kJ/kg K
x
Cp Dowtherm A pada suhu 300⁰C = kJ/kg K
∆Hc pendingin masuk = m x Cp x ΔT
= m x x 3
= m x
∆Hc pendingin keluar = m x Cp x ΔT
= m x x
= m x
∆Hc = -
= m - m
m = kg/jam
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen Energi (KKal/jam)
Fungsi: Untuk menurunkan suhu produk dari 300 ⁰C menjadi 110 ⁰C
T= 110 ⁰C
ΔH4
Keterangan: Qloss ∆Hc masuk (Dowtherm A) T=28⁰C
ΔH4 : Panas yang terkandung pada produk keluaran reaktor
ΔH5 : Panas yang terkandung pada produk keluaran cooler I
∆Hc : panas yang diserap oleh pendingin
Qloss : panas yang hilang
Neraca panas Overall :
ΔH4 = ΔH5 + + Qloss
Direncanakan:
suhu bahan masuk = ⁰C = K
Data interpolasi Cp Dowtherm A 28 ⁰C :
1,5870
1,5954
5. Cooler I (E-121A)
300 573,15
309168,5945
303,15 301,15
303,15 298,15
648,725 4,7862
16663,7608
275
10730442,152
2564637,2256
Total 3091685,9452 Total 3091685,9452
217880,1251
QLoss
ΔH2
Aliran Panas Keluar
(Cp Dowtherm A 28⁰C)x
2,36
1,5870 1,6010
1,6010
1,6010
∆Hc
2,359
∆Hc
∆Hc keluar
648,725
ΔH pendingin keluar ΔH pendingin masuk
1,5954
4,7862
ΔH3
ΔHR
10634,9779
Neraca Panas Reaktor
Aliran Panas Masuk
39138,2953
3041912,6720
ΔH4
298.15 K
303.15 K
301.15 K =
ΔH5
T=110⁰C

16. APP B-11
suhu produk keluar = ⁰C = K
suhu pendingin masuk = ⁰C = K
●
Panas yang digunakan :
∆H4 = KJ/jam
= Kkal/jam
● menghitung panas dari masing-masing bahan yang keluaran cooler I
Panas yang digunakan :
∆H5 = KJ/jam
= kkal/jam
● Menghitung panas yang hilang
Qloss = 2 % x ∆H4
= kkal/jam
= kkal/jam
● Neraca panas total:
ΔH4 = ΔH5 + + Qloss
= + +
= kkal/jam
= KJ/jam
● menghitung kebutuhan pendingin:
pendingin masuk = ⁰C
pendingin keluar = ⁰C
suhu referensi = ⁰C
Cp Dowtherm A ⁰C = KJ/kg K
Cp Dowtherm A ⁰C = KJ/kg K
∆Hc pendingin keluar = m x Cp x ΔT
= m x x 85
= m x
∆Hc pendingin masuk = m x Cp x ΔT
= m x x 3
173,2798 217880,1251
573,15 1885,5044 1634,8892
Menghitung panas dari masing-masing bahan yang keluaran reaktor
1147,4376 98763,1770
110 383,15
n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K ∆H4 KJ/jam
0,8671
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 2% dari jumlah panas masuk
1041,4920
H2Ototal 86,0728 383,15 345,9384 29775,8880
1362,643625 116971,0138
62744,3574
14996,2613
86,0728 573,15
0,4987 573,15 1024,8152 511,0451
85,8412 573,15
52074,5997 14996,2613
36036,8464
28
110
Bahan
217880,1251
52074,5997
1041,4920
Total 173,2798
153,1297
1,8280
155,3800
1,5954
Cp, J/mol K
110
25
1,5954
1,828
150778,1652
28
62744,3574
n (Kmol/jam) T (K) ∆H5 KJ/jam
CH3OH sisa 0,8671 383,15 507,4463 439,9982
383,15 377,1537 32375,3415
85,8412
CH2O
Total
∆Hc
1041,4920
∆Hc
∆Hc
307,0759
Bahan
CH3OH sisa
H2Ototal
Dikutip dari Coulson & Richardson's volume 6 Edisi 4, 2005 :
O2sisa
28 301,15
∆Hc
CH2O
O2sisa 0,4987 383,15

17. APP B-12
= m x
= -
= m - m
m = kg/jam
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen Energi (KKal/jam)
Fungsi: Untuk menurunkan suhu produk dari 110 ⁰C menjadi 65 ⁰C
T= 65 ⁰C
ΔH5 ΔH6
T= 110 ⁰C T=65 ⁰C
Qloss T=28 ⁰C
Keterangan: ∆Hc keluar (Dowtherm A)
ΔH5 : Panas yang terkandung pada produk keluaran cooler I
ΔH6 : Panas yang terkandung pada produk keluaran cooler II
∆Hc : panas yang diserap oleh pendingin
Qloss : panas yang hilang
Neraca panas Overall :
ΔH4 = ΔH5 + ∆Hc + Qloss
Direncanakan:
suhu bahan masuk = ⁰C = K
suhu produk keluar = ⁰C = K
suhu pendingin masuk = ⁰C = K
●
6. Cooler II (E-121B)
Total 173,2798 62744,3574
CH2O 85,8412 383,15 377,1537 32375,3415
H2Ototal 86,0728 383,15 345,9384 29775,8880
O2sisa 0,4987 383,15 307,0759 153,1297
n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K ∆H5 KJ/jam
ΔH5 14996,2613
QLoss 1041,4920
∆Hc 36036,8464
ΔH4 52074,5997
ΔH pendingin masuk
155,380 4,7862
1001,2243
Neraca Panas Cooler I
Aliran Panas Masuk Aliran Panas Keluar
150778,1652
110
Total 52074,5997 Total 52074,5997
CH3OH sisa 0,8671 383,15 507,4463 439,9982
4,7862
ΔH pendingin keluar
Menghitung panas dari masing-masing bahan yang keluaran cooler I
Bahan
∆Hc
∆Hc masuk
383,15
65 338,15
28 301,15

18. APP B-13
Panas yang digunakan:
∆H5 = KJ/jam
= kkal/jam
● menghitung panas dari masing-masing bahan yang keluaran cooler II
Panas yang digunakan:
∆H6 = KJ/jam
= kkal/jam
● Menghitung panas yang hilang
∆Hc = 2 % x ∆H5
= 2 % x kkal/jam
= kkal/jam
● Neraca panas total:
ΔH5 = ΔH6 + + Qloss
= + Qc +
= kkal/jam
= KJ/jam
● menghitung kebutuhan pendingin:
pendingin masuk = ⁰C
pendingin keluar = ⁰C
suhu referensi = ⁰C
Cp Dowtherm A ⁰C = KJ/kg K
Cp Dowtherm A ⁰C = KJ/kg K
= -
∆Hc pendingin keluar = m x Cp x ΔT
= m x x 40
= m x
∆Hc pendingin masuk = m x Cp x ΔT
= m x x 3
= m x
∆Hc = -
= m - m
m = kg/jam
28601,8435
6836,0047
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 2% dari jumlah panas masuk
14996,26133
299,9252
14996,2613
32887,6267
6836,00467 299,9252
62744,3574
14996,2613
Bahan
173,2798 28601,8435
n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K ∆H6 KJ/jam
CH3OH sisa 0,8671 338,15 229,9141
7860,3314
28
519,9312
65
25
28 1,5954
65 1,701
ΔH pendingin keluar ΔH pendingin masuk
1,7010
68,0400
1,5954
4,7862
ΔH pendingin keluar ΔH pendingin masuk
32887,6267
86,0728 338,15 157,2527 13535,1811
O2sisa 0,4987 338,15
68,040 4,7862
172,3124 14791,5101
199,3547
∆Hc
∆Hc
∆Hc
∆Hc
CH2O 85,84123655
H2Ototal
151,9994 75,7976
Total
Dikutip dari Coulson & Richardson's volume 6 Edisi 4, 2005 :
338,15

19. APP B-14
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen Energi (KKal/jam)
7. Heater Air Proses (E-121C)
Fungsi:untuk menaikkan suhu gas methanol dari
30 menjadi 65
Qsteam
Keterangan:
∆H7 : Panas yang terkandung dalam bahan masuk heater
∆H8 : Panas yang terbawa oleh bahan keluar heater
Qsteam : Panas yang diberikan oleh steam
Qloss : Panas yang hilang
Neraca panas Overall:
∆H7 + Qsteam = ∆H8 + Qloss
Temperatur air proses = ºC = K.
= K - K = 5 K
Panas yang digunakan:
= Kkal/jam
= Kkal/jam
Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
● Menghitung panas bahan keluar heater (∆H8)
Suhu reference = ⁰C = K
= K - K = K
Panas yang digunakan untuk memanaskan dari ºC menjadi ºC.
ΔH5 14996,2613
ΔH6 6836,0047
QLoss 299,9252
∆Hc 7860,3314
Neraca Panas Cooler II
Aliran Panas Masuk Aliran Panas Keluar
14996,2613 Total 14996,2613
Total 155,1027 45,3577
303,15
∆H7 KJ/jam
Total
303,1500 45,3577
30
56404,29917
298,15
∆T 338,15 298,15 40
∆T
Bahan n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K
30
303,15 298,15
H2O
7035,1030
∆H7 7035,10301
● Panas yang dibawa dari air proses
75 300
H2O 155,1027
n (Kmol/jam) T (K) Cp, J/mol K ∆H8 KJ/jam
7035,1030
1681,42997
25
65
Bahan
155,1027 338,1500 363,6578 56404,29917
Total 155,1027 363,6578
∆H8
T = 65oC
∆H7
T = 30oC
T = 310oC
T = 310oC Qloss

20. APP B-15
= KJ/jam
= Kkal/jam
● Menghitung panas yang diberikan oleh steam (Q)
Panas masuk = Panas keluar
= ∆H8 + Qloss
= ∆H8 + (∆H7 + Qsteam)
= ∆H8 + ∆H7 + Qsteam - ∆H7
= + -
=
= Kkal/jam
= KJ/jam
● Menghitung kebutuhan steam pemanas (m)
Q = m . λ
Suhu steam masuk = ºC
Tekanan = Kpa = atm
Dari steam tabel diperoleh:
● Menghitung panas yang hilang (Qloss)
Diasumsikan panas yang hilang sebesar 2% dari jumlah panas masuk
Qloss = (∆H7 + Qsteam)
Qloss = ( + )
Qloss = Kkal/jam
0,02
Dikutip dari Coulson & Richardson's volume 6 Edisi 4, 2005 :
1402,4 1327,6 38,0539
0,02
56404,2992
13480,95105
∆H7 + Qsteam
∆H7 + Qsteam 0,02
HV (Kj/kg) HL (Kj/kg)
Qsteam 50520,30431
λs (Kj/kg) m (kg/jam)
13480,9510
Qsteam 12074,6425 QLoss 275,1214
Total 13756,0725 Total 13756,0725
275,1214
ΔH7
0,02 1681,4300
∆H8
50520,3043 2730,0
Qsteam 0,02
0,98 Qsteam 13480,9510 33,6286 1681,4300
0,98 Qsteam 11833,1497
1681,4300 ΔH8
Neraca Panas Heater Air Proses
Aliran Panas Masuk Aliran Panas Keluar
Komponen Energi (KKal/jam) Komponen Energi (KKal/jam)
12074,6425
Qsteam 12074,6425
310
9870 97,4093
Q (KJ/jam)

21. 1. STORAGE METHANOL (F-111)
Fungsi : Untuk menyimpan CH3OH (l)
In
out
type : tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas
standar dish dengan tutup bawah datar
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-167 Grade 3 Type 304
F allowable stress : psi
Type pengelasan : Double welded butt joint (E = )
Faktor korosi ( C ) : in
Waktu tinggal (q) : hari = jam
Volume ruang kosong : Volume total
Jumlah storage : buah
Dasar perencanaan
Kondisi operasi :
Tekanan (P) = 1 psia
= psig
Temperatur (T) =
o
C
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-1):
Rate massa CH3OH masuk = kg/jam = lb/jam
Perhitungan
A. Menentukan volume tangki
Volume liquida = m × q = ×
ρ
= ft3
volume ruang kosong = % volume tangki
volume tangki = volume liquid + 10 % volume tangki
90 % volume tangki = + 10 % volume tangki
volume tangki = ft3
B. Menentukan dimensi tangki
Asumsi Ls = di
volume tangki = volume silinder + tutup atas
4,1683 0,0015 20,1025
xi.ρ i
0,8
atm =
10
6117,0291
37,083420
4
14,7 0
168
H2O
27712,1390
16,9555
0,0302
16,9856
168
2774,6662 6117,029
APPENDIKS C
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
30791,2656
18750
27712,1390
2
Total 2778,8345 1,0000 37,0834
1/16
10%
7
30
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft3
)
CH3OH 2774,6662 0,9985 16,9810
APP C-1

22. APP C-2
= +
= +
jumlah tangki = 4 buah, jadi volume per tangki
= ft3
= d3
+ d3
= d3
d3
=
d = ft
d = in
C. Menghitung Tinggi Liquida
Tinggi liquida (HL) = volume liquida
=
1/4 ᶯ × (14.1182)2
= ft
= in
D. Menentukan Tekanan Design (Pi)
Tekanan hidrostatik (Ph) = ρ (HL-1) = - )
= psia = psig
Tekanan design (Pi) = Poperasi + Phidrostatik
= 0 + = psig
E. Menghitung Tebal Silinder
Tebal silinder (ts) = + C
= × + 1/16
2 ( × 0,8 - )
= = ×
= ≈
do = di + 2 (ts)
= + 2 ×
= in
Berdasarkan "Brownel and Young" tabel 57 hal 90, didapatkan:
dost =
icr = =
r =
ts = 7/8
126,6781
17,6651 200,3229
1
144
200,3229
200,6979
16
3
7697,8164
Pi × di
37,083
17,6651 17,665
2 (fE - 0.6 Pi)
30791,2656
1/4 ᶯ × di2
27712,1390
32,3651 17,665
18750 0,6 17,6651
0,1805 16
16
2,8880
16 16
3
7697,8164
0.0847d3
0.0847d3
0,0847
1,57
1,6547
4652,0919
16,6936
200,3229
126,6781
1520,1372
144
204
12,25
170,00
12 1/4
0,1805
Ls
d
π
4
1 2


di
2
d
π
4
1 2


×
(

23. APP C-3
di baru = dost - 2 ts
= - 2 × ts
= in
= ft
F. Menghitung Tinggi Silinder (Ls)
Tinggi silinder (Ls) = di
= ft
= in
Ls = = 2
di
G. Menghitung Tutup Atas dan Tutup Bawah
Bentuk tutup atas adalah standar dish dan tutup bawah adalah flat,
sehingga r =di
Tebal tutup atas (tha) = + C
= x 16
16
= ≈
16
Tinggi Tutup atas (ha) = di
= x
= in
H. Menghitung Tinggi Tangki (H)
Tinggi tangki (H) = + Tinggi tutup atas
= in + in
= in
= ft
Spesifikasi Alat :
Fungsi = Untuk menyimpan CH3OH (l)
jumlah tangki =
waktu tinggal =
bahan konstruksi = Carbon Steel SA-167 Grade 3 Type 304
Volume tangki = ft3
Diameter dalam (di) = in
diameter luar (do) = in
tekanan hidrostatik (Ph) = psig
tekanan design (Pi) = psig
Tebal silinder (ts) = in
Tinggi silinder (Ls) = in
Tinggi tangki (H) = in
Tebal tutup atas (tha) = 5/16 in
Tinggi tutp atas = in
5,00
16
202,25
7 hari
30791,27
34,1803
0.885 x Pi x r
404,5 34,1803
fE - 0.1 Pi
36,5567
4 buah
204
404,5000
17,6651
Tinggi silinder
17,6651
7/8
438,6803
438,68
34,1803
404,5
0,2733
4,37
0,169
0,169 202,2500
204
404,5
202,25
( karena Ls/di <5 maka termasuk bejana pendek)
202,3
2,0
33,7083
16,85

24. APP C-4
2. Sentrifugal Pump (L-112)
Fungsi : Untuk mengalirkan CH3OH dari storage
menuju vaporizer
type : pompa sentrifugal
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Cast iron
Jumlah : 1 buah
kondisi :
temperatur (T) =
o
C
tekanan (P) = 1 atm = psia = 0 psig
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-1):
ρ campuran = Σxi.ρi
Σxi
= = kg/m3
Data µ dikutip dari Geankoplis edisi 3, Appendiks A3 (figure A.3-4) hal. 876:
µ campuran = Σxi.µi
Σxi
= = = lb/ft jam
Rate aliran : kg/jam = lb/jam
PERHITUNGAN:
A. Menghitung Rate Volumetrik (Q)
Q = Rate bahan masuk = = ft3
/jam
ρ bahan masuk
= ft3
/s = gal/menit
Di optimum = × ρ0.13
(Pers. 6, Petters & Timmerhaus, hal 496)
= × ×
= in
= ft
standarisasi Di = in sch Geankoplis Appendiks A.5 hal. 892
sehingga diperoleh :
OD = in = ft
ID = in = ft
14,7
0,982
0,082
0,0009
xi.ρ i
16,9555
0,0874
Total 2778,8345 1,0000
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft3)
CH3OH 2774,6662 0,9985 16,9810
30
16,9856 0.13
0,1096
H2O 4,1683 0,0015 20,1025 0,0302
Total 2778,8345 1,0000 37,0834 16,9856
272,0845
1,000
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s) xi.µ i
lb/ft3 =
16,9856 16,9856
CH3OH 2774,6662 0,9985 0,0004 0,0003623
H2O 4,1683 0,0015 0,0006 0,0000009
0,0003632
0,0003632 0,0003632
1,000 40
1,315
1,000
lb/ft s 1,3074
2774,6662 1258,5664
1258,5664
16,9856
74,0959
0,0205822 9,238523
3,9 Q0.45
3,9 0,0205822 0.45
1,049

25. APP C-5
A = ft2
B. Menentukan Kecepatan Aliran Fluida (v)
Kecepatan aliran fluida (v) = Q = ft3
/s
A ft2
= ft/s
= ft/jam
C. Menentukan Bilangan Reynold
Bilangan Reynold NRE = D × v × ρ
= × ×
= (aliran turbulent)
Dari fig. 2.10-3 "Geankoplis" Hal 88 :
Equivalent rougness (ɛ) = m
Relative rougness (ɛ/D) = m
m
=
Faktor friksi (f) =
D. Menentukan Panjang Pipa
Asumsi :
- panjang pipa lurus = ft
- elbow 90⁰ = 1
Le/D = Tabel 2.10-1 Geankoplis Halaman 93
L elbow = ID
= × 1 × ft
= ft
- Gate valve = 1 buah
Le/D =
L elbow = ID
= x 1 x ft
= ft
- Globe valve = 1 buah
Le/D =
L elbow = ID
= × 1 × ft
= ft
panjang pipa total = + elbow 90⁰ + Gate valve + Globe valve
= + + +
= ft
= in
14024,88
19,6688
475
475
1,3074
0,02058219
0,006
3,43037
µ
0,0874
12349,3161
0,00026
0,00026
0,02664
0,00976
0,01
32
35
35
35 0,08742
3,060
0,006
pipa lurus
32 3,060
96,251
1155,015
12349,3161 16,9856
475 0,08742
41,523
(half open)
225
225
225 0,08742
(half open)
19,6688 41,523

26. APP C-6
E. Menentukan Friction Lo
1. Friksi pada pipa lurus
Ff = 4 f ∆L × v2
D 2 gc
= 4 × × ×
2
2 ×
=
2. Kontraksi
Kc = × (1- A2 )
2
(A2/A1 = 0 karena nilai A1>A2)
A1
= × ( 1 - 0 )
2
=
hc = Kc v2
2 gc
= ×
2
2 ×
=
3. Ekspansi
Kex = ( 1 - A2 )
2
A1
= ( 1 - 0 )
2
= 1
hex = Kex v2
2 α
= 1 ×
2
2 × 1
=
Kf =
hf = Kf v2
2 gc
= ×
2
2 ×
=
5. Gate valve half open, 1 buah
Kf =
hf = Kf v2
2 gc
= ×
2
2 ×
=
(Geankoplis pers. 2.10-17 hal 94, edisi 3, 1997)
0,75 3,4303656
32,174
0,1371535 lbf ft/lbm
4,5 (Tabel 2.10-1 " Geankoplis " hal. 93
4,5 3,4303656
32,174
0,822921237 lbf ft/lbm
3,43037
32,17
0,010 96,251
0,087
0,55
0,55
0,55
0,55 3,4304
32,174
0,100579 lbf ft/lbm
'( Geankoplis pers. 2.10-15 hal. 93, edisi 3, 1997)
3,4304
5,883704
8,054116 lbf ft/lbm
(GeanKoplis pers. 2.10-6 hal 89, edisi 3, 1997)
lbf ft/lbm
4. Elbow 90⁰, 1 buah
0,75 ( Tabel 2.10-1 " Geankoplis" hal 93)
( Geankoplis pers. 2.10-16 hal. 93, edisi 3, 1997)

27. APP C-7
6. Globe valve half open, 1 buah
Kf =
hf = Kf v2
2 gc
= ×
2
2 ×
=
Sehingga :
Total friksi (ΣF) = Ff + hc + hex + hf
= + + +
=
F. Mnentukan kesetimbangan Mekanik
Direncanakan :
∆Z = 15 ft
∆P = 0 lb/ft2
v1 = 0 ft/s
v2 = ft/s
α = 1
sehingga kesetimbangan mekanik :
(Geankoplis pers. 2.7-8 hal 64, edisi 3, 1997)
V2
2
- V1
2
+ ∆Z g + ∆P + ΣF = -Ws
2 α gc gc ρ
2
- 0
2
+ × + 0 + =-Ws
2 × 1 ×
-Ws =
= (fig. 3.3-2 "Geankoplis" Hal. 136)
Ws = - ƞ Wp
= - Wp
Wp = ft.lbf/lbm
mass flow rate (m) = Q × ρ
= ×
= lbm/jam
= lbm/s
pump horspower = Wp × m ×
ft.lbf/s
= × ×
ft.lbf/s
= hp
efisiensi motor =
Daya =
=
= ≈ 1 hp
0,7633
550
0,1772
80% (fig.14.38"Petters&Timmerhause"Hal. 521)
pump horsepower
efisiensi motor
0,1772
80%
0,2215
#########
5,8837 2,6973529
16,73575 lbf ft/lbm
15 32,17
32,17 37,083
16,7358
9,5 (Tabel 2.10-1 "Geankoplis" hal. 93)
32,174
25%
127,6745
74,0959 37,0834
9,5 3,4303656
lbf ft/lbm
8,0541 0,100579
Efisiensi pompa (ƞ) 25%
31,9186236 lbf.ft/lbm
3,4303656
3,4303656
32,174
1
1,737278167
2747,7292
550
1
127,6745 0,7633
(karena fluida diam dalam tangki penampung)

28. APP C-8
Spesifikasi Alat :
Fungsi = Untuk mengalirkan CH3OH dari storage
menuju vaporizer
Type = pompa sentrifugal
Bahan konstruksi = Cast Iron
Daya = 1 hp
Kapasitas = ft3
/jam
Merek =
Panjang pipa = in
Jumlah = 1 buah
3. Vaporiser (V-113)
Fungsi : Untuk memguapkan larutan methanol dari storage methanol
Type : Double Pipe Heat Exchanger
Direncanakan
- faktor kekotoran gabungan minimum (R) =
- penurunan tekanan aliran maksimum (∆p) = 10 psi
- ∆p maksimum steam = 2 psi
"dikutip dari buku Desain alat perpindahan panas, Kusnarjo, 2010 (hal.1)"
Kondisi operasi
- massa bahan masuk (W) =
=
- suhu bahan masuk (t1) = ⁰C = F
- suhu bahan keluar (t2) = ⁰C = F
- kebutuhan steam (m) = kg/jam
= lb/jam
- panas yang dibawa steam (Q) =
=
- suhu steam masuk (T1) = ⁰C = F
- suhu steam keluar (T2) = ⁰C = F
Viscocity bahan pada suhu tc 126.5 F (Dikutip dari Kern Fig. 14 hal. 823)
0,0006049
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s) xi.µ i
CH3OH 2774,6662 0,9985 0,0006
86
167
590
590
310
0,0006039
30
74,0959
0,0000010
22450,6108
Stoke
1155,015
75
0.001 jam ft2
F/Btu
kkal/jam
2778,8345 kg/jam
6126,2185 lb/jam
17,8417
39,33381
5661,2403
310
btu/jam
H2O 4,1683 0,0015 0,0007
Total 2778,8345 1,0000 0,0013
∆H1
T1= 30 ⁰C
∆H2
T2= 75
⁰C
Qloss
Qsteam
steam condesat
VAPORISER
T= 310
T= 310

29. APP C-9
µ campuran = Σxi.µi
Σxi
= = = lb/ft jam
PERHITUNGAN:
A. Menghitung ∆t
∆t1 = F - F = F
∆t2 = F - F = F
∆TLM = ∆t1 - ∆t2
ln ∆t1/∆t2
=
ln
= F
B. Menghitung Suhu Kalorik (Tc dan tc)
Tc = ( T1 + T2 ) ∕ 2 = F
tc = ( t1 + t2 ) ∕ 2 = F
C. Trial Ukuran DPHE
dicoba DPHE ukuran 3 × 2" IPS sch 40 dengan aliran steam dibagian pipa.
dari tabel 6.2 "Kern" Hal. 110 didapatkan:
aan = in2
= ft2
ap = in2
= ft2
de = in = ft
de' = in = ft
dari tabel 11 "Kern" Hal. 844 didapatkan:
dop = in = ft
dip = in = ft
a" = ft2
/ft
1. Menghitung NRe 1'. Menghitung NRe
Gan = W Gp = M
aan ap
= =
= lb/jam ft2
= lb/jam ft2
(fig. 14 "Kern", hal. 823) (fig. 14 "Kern", hal. 823)
µ = µ =
NRean = × de Nreap = × di
= × = ×
= =
0,1308
0,0575
0,1983
0,1723
2,93
3,35
1,57
1507,185273
Gp
µ
140,8972 0,172
0,000242
100287,3924
0,2442
25090,315
0,27917
140,897
504
590
86
423
504
462,3180
0,0006049 0,0006049 lb/ft s 2,1775
126,5
423
590 167
590
1,000
2,1780 0,00024
Gan
µ
Evaluasi Perpindahan Panas
Bagian Anulus (Bahan) Bagian Pipa (Steam)
######## 39,3338
0,69
2,38
2,067
0,622
0,2442
0,2792
423 504
25090,315 0,1308
2,1780
∕
-

30. APP C-10
2. JH= "dikutip dari Kern hal. 838" 2'. Mencari faktor panas (JH)
JH tidak perlu dicari karena steam
3. Menghitung harga koefisien film
= Btu/lb F 3'. Menghitung harga koefisien film
"Kern fig. 2 hal. 804" untuk steam:
k = Btu/jam ft F hi0 =
Btu/jam ft2
F
"Kern Tabel 4 hal. 800"
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
=
µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang encer
µw dan viscositas <1 Cp)
ho = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
× µ
0.14
De µw
= × ×
× 1
= Btu/jam ft2
F
D. Mencari tahanan panas pipa bersih
= ho × hio
ho + hio
= ×
+
= Btu/jam ft2
F
E. Mencari dirt factor (faktor kekotoran) pipa terpakai
= UD
UC × UD
= - UD
UD
UD = - UD
UD =
UD = Btu/jam ft2
F
A =
× ∆t
=
×
= ft2
(A kurang dari 100-200 ft2
Qern hal 103)
L = A = = ft
a"
38,66352
22450,61082
1,2560
1,2560
0,622
2,01928
0,59
0,124
20
40,22
Uc
1500
1500
0,59 2,1780
0,124
40,21851
Rd UC -
0
41,32657 1500
41,32657
2,180199
Cp
20 0,124
0,1308
2,1802
40,22
0,04022 40,22
1,04022 40,22
38,66352
UD
Q
462,3180
41,32657
[
[
[ [
[

31. APP C-11
F. Mencari panjang ekonomis
Ukuran pipa tiap hairpin, diambil 12 ft (Kern hal. 103)
1 hairpin = 2 × 12 ft
= 24 ft
jumlah hairpin = L
1 hairpin
=
= = 1
Total panjang = Σ hairpin × 2 × 12
= 1 × 2 ×
= 24 ft
Luas permukaan baru (Abaru) = × a"
= ×
= ft2
UD baru =
Abaru × ∆TLMTD
=
×
= Btu/jam ft2
F
Rd baru = UC - UD baru
UC × UD baru
= -
×
= J ft2
F/Btu
1. Menghitung Nre dan Friksi 1'. Menghitung Nre dan friksi
NRe = NRe =
(Kern fig.29, hal. 839) (Kern fig.29, hal. 839)
f = f =
2. Mencari ∆P karena panjang pipa 2. Menghitung ∆P pipa
ρ = lbm/ft3
ρ = lbm/ft3
∆P1 = 4 × f × Gan
2
× L × ρ ∆Pp =
2 × g × ρ2
× de' × 2 × g × ρ2
× di ×
= 4 × ×
2
= 4 × ×
2
× × × ×
2 × ×
2
2 × 4.18×106 2
× × × ×
= psi = psi
V =
× ρ ∆Pp < ∆P tetapan
= < (psi)
× maka memenuhi syarat
2,019276
24
462,3180
22450,61082
40,219 3,253
Bagian Anulus (Methanol) Bagian Pipa (Steam)
2
3600
G
3600 37,0834
25090,315
20,102
0,1723 144
0,00000059
3,2530127
4.18×106
37,0834
0,1308 144
0,028972
20,1025
40,219 3,253
0,2825432
Evaluasi ∆P
144
24 20,1025
1507,185
0,0028
100287,4
0,0013
37,0834
144
0,0028 25090,315
0,00000059
24 37,0834
0,084136
12
L total
24 0,622
14,928
Q
14,928
4 × f × Gt2
× L × ρ
0,001 140,9
×

32. APP C-12
= fps
Fl = 3 × v2
2 g
= 3 × 2
2 ×
=
∆Pa = ∆P1 + Fl
= +
= psi
∆Pa < ∆P tetapan
< 10 (psi)
maka memenuhi syarat
Spesifikasi Alat
Fungsi : Untuk memguapkan larutan metanol dari storage metnaol
Tipe : Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Kapasitas : = lb/jam
Rate steam : = lb/jam
Jumlah hairpin : 1 buah
Diameter luar pipa : in = ft
Diameter dalam pipa : in = ft
Panjang : 12 ft
Jumlah : 1 buah
4. Blower (G-114)
Fungsi : Menghembuskan udara dari pipa oksigen ke Heater
Type : Centrifugal Multiblade Backward Curved Blower
Dasar Perencanaan :
- rate oksigen = kg/jam = lb/jam
- suhu udara masuk = 30 ⁰C = F
- Humidity (H) =
(Hougen, Fig.19, hal 120)
Perhitungan :
Dari Geankoplis , pers. 9.3-7, hal. 527)
Spesifik Volume udara (VH) ft3
/lbm= ( + H ) T ⁰R
= ( + ×
39,33
6126,2185
0,03 lbm water/ lbm air
3063,11
1389,4172
86
2778,835
0,187942
0,187942
32,174
0,001646773
0,028972 0,001647
0,030619
0,03062
17,8417 kg/jam
2,38 0,19833
2,067 0,1723
0,0522 0,0405
0,0522 0,0405 546
kg/jam
0,028 )

33. APP C-13
= ft3
/lbm
Rate volumetrik (Q) = rate udara × VH
= × ft3
/lbm
= = ft3
/min
Menentukan daya blower (P)
Poperasi (p) = 1 atm = psia = in H2O
Daya (P) teoritis .= × × Q × Pop (Perry's ed 7, hal 10-46)
= × ×
= hp
Efisiensi blower = 40 % - %
nilai efisiensi diambil 80 %
Paktual =
=
= hp
Spesifikasi Alat
Nama =
Fungsi =
Type =
Power motor = hp
Bahan =
Jumlah = 1
5. Heater Methanol (E-115A)
Fungsi : untuk menaikkan suhu methanol sebelum masuk reaktor
Qsteam
Type : Double Pipe Heat Exchanger
Direncanakan
- faktor kekotoran gabungan minimum (R = jam ft2
F/Btu)
(Qern hal. 113)
- penurunan tekanan aliran maksimum (∆p) = 10 psi
- ∆p maksimum steam = 2 psi
Kondisi operasi
- massa bahan masuk (W) =
=
- suhu bahan masuk (t1) = ⁰C = F
- suhu bahan keluar (t2) = ⁰C = F
29,1006
3063,1092 lb/jam
ƞ
P teoritis
94,974752
0,8
118,71844
Blower
Menghembuskan udara dari pipa oksigen ke Heater
Centrifugal Multiblade Backward Curved Blower
118,71844
Carbon steel
buah
0,001
89138,1729 ft3
/jam
2778,8345 kg/jam
6126,2185 lb/jam
75 167
300 572
29,1006
14,7 407,19
1,57 10-4
0,0002 1485,636 407,189
94,974752
1485,636
80 (Perry's 7 ed, hal 10-46)
, maka daya aktual blower adalah :
∆H3
T = 300oC
∆H2
T = 75oC
T = 310oC
T = 310oC Qloss
)

34. APP C-14
- kebutuhan steam (m) = kg/jam
= lb/jam
- panas yang dibawa steam (Q) =
=
- suhu steam masuk (T1) = ⁰C = F
- suhu steam keluar (T2) = ⁰C = F
Viscocity bahan pada suhu tc 369.5 F (Dikutip dari Kern Fig. 14 hal. 823)
µ campuran = Σxi.µi
Σxi
= = = lb/ft jam
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-1):
ρ campuran = Σxi.ρi
Σxi
= = kg/m3
PERHITUNGAN:
A. Menghitung ∆t
∆t1 = F - F = F
∆t2 = F - F = F
∆TLM = ∆t1 - ∆t2
ln ∆t1/∆t2
= 18 -
ln 18
= F
B. Menghitung Suhu Kalorik (Tc dan tc)
Tc = ( T1 + T2 ) ∕ 2 = F
tc = ( t1 + t2 ) ∕ 2 = F
C. Trial Ukuran DPHE
dicoba DPHE ukuran 3 × 2" IPS sch 40 dengan aliran steam dibagian pipa.
dari tabel 6.2 "Kern" Hal. 110 didapatkan:
aan = in2
= ft2
ap = in2
= ft2
de = in = ft
de' = in = ft
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft3)
CH3OH 2774,6662 0,9985 16,9810
H2O 4,1683 0,0015 20,1025
Total 2778,8345 1,0000 37,0834
0,2442
3,35 0,2792
1,57 0,1308
0,69 0,0575
18
590 167 423
423
423
128,2863
590
369,5
16,9856 16,9856 lb/ft3 = 272,0845
1,000
xi.ρ i
16,9555
0,0302
16,9856
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s) xi.µ i
CH3OH 2774,6662 0,9985 0,0001 0,0000537
H2O 4,1683 0,0015 0,00003 0,0000001
Total 2778,8345 1,0000 0,00009 0,0000537
310 590
310 590
btu/jam
2,93
0,0000537 0,0000537 lb/ft s 0,1934
1,000
590 572
134513,577
106,8991
235,6698
33919,5084 kkal/jam
∕

35. APP C-15
dari tabel 11 "Kern" Hal. 844 didapatkan:
dop = in = ft
dip = in = ft
a" = ft2
/ft
1. Menghitung NRe 1'. Menghitung NRe
Gan = W Gp = M
aan ap
= =
= lb/jam ft2
= lb/jam ft2
(fig. 14 "Kern", hal. 823) (fig. 14 "Kern", hal. 823)
µ = µ =
NRean = × de Nreap = × di
= × = ×
= =
2. JH= "dikutip dari Kern hal. 838" 2'. Mencari faktor panas (JH)
JH tidak perlu dicari karena steam
3. Menghitung harga koefisien film
= Btu/lb F 3'. Menghitung harga koefisien film
"Kern fig. 2 hal. 804" untuk steam:
k = Btu/jam ft F hi0 =
Btu/jam ft2
F
"Kern Tabel 4 hal. 802"
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
=
µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang encer
µw dan viscositas <1 Cp)
ho = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
× µ
0.14
De µw
= × ×
× 1
= Btu/jam ft2
F
D. Mencari tahanan panas pipa bersih
= ho × hio
ho + hio
14,70391
Uc
70
Cp 0,66
0,0128
0,655 0,1934
0,0128
2,147055
70 0,0128 2,14705
0,1308
1500
0,2442 0,27917
25090,315 844,19
0,1934 0,00024
Gan Gp
µ µ
25090,315 0,1308 844,1902 0,172
0,1934 0,000242
16971,74537 600875,0282
2,38 0,1983
2,067 0,1723
0,622
Evaluasi Perpindahan Panas
Bagian Anulus (Bahan) Bagian Pipa (Steam)
######## 235,67
[
[
[ [
[

36. APP C-16
= ×
+
= Btu/jam ft2
F
E. Mencari dirt factor (faktor kekotoran) pipa terpakai
= UD
UC × UD
= - UD
× UD
UD = - UD
UD =
UD = Btu/jam ft2
F
A =
× ∆t
=
×
= ft2
(A kurang dar 100-200 ft2 Qern hal 103)
L = A = = ft
a"
F. Mencari panjang ekonomis
Ukuran pipa tiap hairpin, diambil 12 ft (Kern hal. 103)
1 hairpin = 2 × 20 ft
= 40 ft
jumlah hairpin = L
1 hairpin
=
= = 1
Total panjang = Σ hairpin × 2 × 20
= 1 × 2 ×
= 40 ft
Luas permukaan baru (Abaru) = × a"
= ×
= ft2
UD baru =
Abaru × ∆TLMTD
=
×
= Btu/jam ft2
F
Rd baru = UC - UD baru
UC × UD baru
= -
×
= J ft2
F/Btu
89,4184
Q
134513,5769
89,418 128,2863
11,726239
14,561 11,726
14,561 11,726
0,016603
14,35218
Q
UD
33919,5084
14,35218 128,2863
18,4226
18,4226 8,91273
2,067
8,912729
40
0,222818
20
L total
40 2,067
14,70391 1500
14,70391 1500
14,56117
Rd UC -
0 14,561
14,561
0,01456 14,56
1,01456 14,56

37. APP C-17
1. Menghitung Nre dan Friksi 1'. Menghitung Nre dan friksi
NRe = NRe =
(Kern fig.29, hal. 839) (Kern fig.29, hal. 839)
f = f =
2. Mencari ∆P karena panjang pipa 2. Menghitung ∆P pipa
ρ = lbm/ft3
ρ = lbm/ft3
∆P1 = 4 × f × Gan
2
× L × ρ ∆Pp =
2 × g × ρ2
× de' × 2 × g × ρ2
× di ×
= 4 × ×
2
= 4 × ×
2
× × × ×
2 × ×
2
2 × ×
2
× × × ×
= psi = psi
V =
× ρ ∆Pp < ∆P tetapan
= < (psi)
× maka memenuhi syarat
= fps
Fl = 3 × v2
2 g
= 3 × 2
2 ×
=
∆Pa = ∆P1 + Fl
= +
= psi
∆Pa < ∆P tetapan
< 10 (psi)
maka memenuhi syarat
Spesifikasi Alat
Fungsi : Untuk memguapkan larutan metanol dari storage metnaol
Tipe : Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Kapasitas : = lb/jam
Rate steam : = lb/jam
Jumlah hairpin : 1 buah
Diameter luar pipa : in = ft
Diameter dalam pipa : in = ft
Panjang : 20 ft
Jumlah : 1 buah
0,731383 0,007854
0,739237
0,73924
2778,835 kg/jam 6126,2185
106,8991 kg/jam 235,67
2,38 0,19833
2,067 0,1723
0,0128 144 0,1723 144
0,00000068579
G
3600
25090,315 0,00000069 2
3600 16,9810
0,73138
0,410432
0,4104321
32,174
0,007853603
16,9810 20,1025
4 × f × Gt2
× L × ρ
144 144
0,0019 25090,315 9E-04 140,9
40 16,9810 40 20,1025
4.18×106
16,9810 4.18×106
20,102
Evaluasi ∆P
Bagian Anulus (Methanol) Bagian Pipa (Steam)
16971,75 600875
0,0019 0,0009

38. APP C-18
6. Heater Oksigen (E-115B)
Fungsi : untuk menaikkan suhu methanol sebelum masuk reaktor
Qsteam Qloss
Type : Double Pipe Heat Exchanger
Direncanakan
- faktor kekotoran gabungan minimum (R = jam ft2
F/Btu)
(Qern hal. 113)
- penurunan tekanan aliran maksimum (∆p) = 10 psi
- ∆p maksimum steam = 2 psi
Kondisi operasi
- massa bahan masuk (W) =
=
- suhu bahan masuk (t1) = ⁰C = F
- suhu bahan keluar (t2) = ⁰C = F
- kebutuhan steam (m) = kg/jam
= lb/jam
- panas yang dibawa steam (Q) =
=
- suhu steam masuk (T1) = ⁰C = F
- suhu steam keluar (T2) = ⁰C = F
Viscocity bahan pada suhu tc 369.5 F (Dikutip dari Kern Fig. 14 hal. 823)
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-2):
PERHITUNGAN:
A. Menghitung ∆t
∆t1 = F - F = F
∆t2 = F - F = F
∆TLM = ∆t1 - ∆t2
ln ∆t1/∆t2
= 18 -
ln 18
590 86 504
504
504
Total 1389,4172 1,0000 27,2195 27,2195
590 572 18
Total 1389,4172 1,0000 0,000017 0,0000175
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft3) xi.ρ i
O2 1389,4172 1,0000 27,2195 27,2195
0,001
1389,4172 kg/jam
3063,1092 lb/jam
30 86
300 572
33,6218
74,12262
10668,3384 kkal/jam
42307,1095 btu/jam
310 590
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s) xi.µ i
O2 1389,4172 1,0000 0,000017 0,0000175
310 590
𝜌
∕
∆H2
T = 300oC
∆H1
T = 30oC
T = 310oC
T = 310oC

39. APP C-19
= F
B. Menghitung Suhu Kalorik (Tc dan tc)
Tc = ( T1 + T2 ) ∕ 2 = F
tc = ( t1 + t2 ) ∕ 2 = F
C. Trial Ukuran DPHE
dicoba DPHE ukuran 3 × 2" IPS sch 40 dengan aliran steam dibagian pipa.
dari tabel 6.2 "Kern" Hal. 110 didapatkan:
aan = in2
= ft2
ap = in2
= ft2
de = in = ft
de' = in = ft
dari tabel 11 "Kern" Hal. 844 didapatkan:
dop = in = ft
dip = in = ft
a" = ft2
/ft
1. Menghitung NRe 1'. Menghitung NRe
Gan = W Gp = M
aan ap
= =
= lb/jam ft2
= lb/jam ft2
(fig. 14 "Kern", hal. 823) (fig. 14 "Kern", hal. 823)
µ = µ =
NRean = × de Nreap = × di
= × = ×
= =
2. JH= "dikutip dari Kern hal. 838" 2'. Mencari faktor panas (JH)
JH tidak perlu dicari karena steam
3. Menghitung harga koefisien film
= Btu/lb F 3'. Menghitung harga koefisien film
"Kern fig. 2 hal. 805" untuk steam:
k = Btu/jam ft F hi0 =
Btu/jam ft2
F
"Kern Tabel 4 hal. 802"
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
=
µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang encer
µw dan viscositas <1 Cp)
0,944934
12545,157 0,1308 265,5139 0,172
0,062896 0,000242
26095,68929 188986,6241
90
Cp 0,22
0,0164
0,22 0,0629
0,0164
1500
2,067 0,1723
0,622
Evaluasi Perpindahan Panas
Bagian Anulus (Bahan) Bagian Pipa (Steam)
######## 74,1226
0,2442 0,27917
12545,157 265,514
0,062896 0,00024
Gan Gp
µ µ
145,8494
590
329
2,93 0,2442
3,35 0,2792
1,57 0,1308
0,69 0,0575
2,38 0,1983
∕
[
[

40. APP C-20
ho = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
× µ
0.14
De µw
= × ×
× 1
= Btu/jam ft2
F
D. Mencari tahanan panas pipa bersih
= ho × hio
ho + hio
= ×
+
= Btu/jam ft2
F
E. Mencari dirt factor (faktor kekotoran) pipa terpakai
= UD
UC × UD
= - UD
× UD
UD = - UD
UD =
UD = Btu/jam ft2
F
A =
× ∆t
=
×
= ft2
(A kurang dar 100-200 ft2 Qern hal 103)
L = A = = ft
a"
F. Mencari panjang ekonomis
Ukuran pipa tiap hairpin, diambil 12 ft (Kern hal. 103)
1 hairpin = 2 × 12 ft
= 24 ft
jumlah hairpin = L
1 hairpin
=
= = 1
Total panjang = Σ hairpin × 2 × 12
= 1 × 2 ×
= 24 ft
Luas permukaan baru (Abaru) = × a"
= ×
24
0,558259
12
L total
24 2,067
0 10,585
10,585
0,01059 10,59
1,01059 10,59
10,4742
Q
UD
42307,10954
10,4742 145,8494
27,6941 13,3982
2,067
13,39822
90 0,0164 0,94493
0,1308
10,6603
Uc
1500
1500
10,58507
Rd UC -
10,6603
10,6603
27,6941
[
[ [
[

41. APP C-21
= ft2
UD baru =
Abaru × ∆TLMTD
=
×
= Btu/jam ft2
F
Rd baru = UC - UD baru
UC × UD baru
= -
×
= J ft2
F/Btu
1. Menghitung Nre dan Friksi 1'. Menghitung Nre dan friksi
NRe = NRe =
(Kern fig.29, hal. 839) (Kern fig.29, hal. 839)
f = f =
2. Mencari ∆P karena panjang pipa 2. Menghitung ∆P pipa
ρ = lbm/ft3
ρ = lbm/ft3
∆P1 = 4 × f × Gan
2
× L × ρ ∆Pp =
2 × g × ρ2
× de' × 2 × g × ρ2
× di ×
= 4 × ×
2
= 4 × ×
2
× × × ×
2 × ×
2
2 × ×
2
× × × ×
= psi = psi
V =
× ρ ∆Pp < ∆P tetapan
= < (psi)
× maka memenuhi syarat
= fps
Fl = 3 × v2
2 g
= 3 × 2
2 ×
=
∆Pa = ∆P1 + Fl
= +
= psi
G
3600
12545,157 0,00000195 2
3600 27,2195
0,128025
0,1280247
32,174
0,000764141
0,047795 0,000764
0,048559
0,001 265,5
24 27,2195 24 20,1025
4.18×106
27,2195 4.18×106
20,102
0,0164 144 0,1723 144
0,04779 ##############
49,608
Q
42307,10954
49,608 145,8494
5,8473221
10,585 5,8473
10,585 5,8473
0,0765458
Evaluasi ∆P
Bagian Anulus (Methanol) Bagian Pipa (Steam)
26095,69 188986,6
0,0017 0,0012
27,2195 20,1025
4 × f × Gt2
× L × ρ
144 144
0,0017 12545,157

42. APP C-22
∆Pa < ∆P tetapan
< 10 (psi)
maka memenuhi syarat
Spesifikasi Alat
Fungsi : Untuk memanaskan oksigen sebelu masuk reaktor
Tipe : Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Kapasitas : = lb/jam
Rate steam : = lb/jam
Jumlah hairpin : 1 buah
Diameter luar pipa : in = ft
Diameter dalam pipa : in = ft
Panjang : 12 ft
Jumlah : 1 buah
7. Reaktor (R-110)
perancangan alat utama oleh Ismiyatul Mahmudah (1514031)
8. Cooler I (E-121A)
Fungsi : untuk menurunkan suhu produk keluar reaktor
T= 110 ⁰C
ΔH4
T= 300 ⁰C
Qloss T= ⁰C
Type : Double Pipe Heat Exchanger
Direncanakan
- faktor kekotoran gabungan minimum (R = jam ft2
F/Btu)
(Qern hal. 113)
- penurunan tekanan aliran maksimum (∆p) = 10 psi
- ∆p maksimum pendingin dowtherm A = 2 psi
Kondisi operasi
- massa bahan masuk (W) =
=
- suhu bahan masuk (T1) = ⁰C = F
- suhu bahan keluar (T2) = ⁰C = F
- kebutuhan pendingin (m) = kg/jam
= lb/jam
- panas yang diserap pendingin =
(Q) =
- suhu dowtherm A masuk (t1) = ⁰C = F
- suhu dowtherm A keluar (t2) = ⁰C = F
28
Qc (Dowtherm A)
2,38 0,19833
2,067 0,1723
0,04856
1389,417 kg/jam 3063,1092
33,6218 kg/jam 74,12
230
2207,299
142910,241 btu/jam
28 82,4
110 230
572
36036,8464 kkal/jam
4168,2517 kg/jam
lb/jam
300
0,001
9189,3277
110
1001,2243
ΔH5
T=110⁰C

43. APP C-23
Viscocity bahan pada suhu Tc 401 F (Dikutip dari Kern Fig. 14 hal. 823 dan
Yaws Tabel 21-1)
µ campuran = Σxi.µi
Σxi
= = = lb/ft jam
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-1):
ρ campuran = Σxi.ρi
Σxi
= = kg/m3
PERHITUNGAN:
A. Menghitung ∆t
∆t1 = F - F = F
∆t2 = F - F = F
∆TLM = ∆t1 - ∆t2
ln ∆t1/∆t2
=
ln
= F
B. Menghitung Suhu Kalorik (Tc dan tc)
Tc = ( T1 + T2 ) ∕ 2 = F
tc = ( t1 + t2 ) ∕ 2 = F
C. Trial Ukuran DPHE
dicoba DPHE ukuran 3 × 2" IPS sch 40 dengan aliran steam dibagian pipa.
dari tabel 6.2 "Kern" Hal. 110 didapatkan:
aan = in2
= ft2
Total 4168,2519 1,0000 82,15788 18,7203853
H2Ototal
Total 4168,2519 1,0000
27,7467 0,0067 16,9810
1549,3106 0,3717
147,6
231,3446
342
1,000
572 230 342
230 82,4
401
156,2
2,93 0,2442
342 148
148
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s) xi.µ i
CH3OHsisa 27,7467 0,0067 0,0002 0,0000014
H2Ototal 1549,3106 0,3717 0,0000074 0,0000027
18,7204 18,7204 lb/ft3
= 299,8725
CH2O 2575,2371 0,6178 17,85498 11,0311968
O2 sisa
CH2O
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft.s)
0,0000098
0,0000098
0,0000098 lb/ft s 0,0354
1,000
0,0038 27,2194800
xi.ρ i
0,1130367
0,00025
CH3OHsisa
7,4719463
15,9575
2575,2371
0,0038
0,6178
0,0000148
0,0000091
O2 sisa 15,9575 0,1042055
0,0000001
0,0000056
20,1024600
∕
-

44. APP C-24
ap = in2
= ft2
de = in = ft
de' = in = ft
dari tabel 11 "Kern" Hal. 844 didapatkan:
dop = in = ft
dip = in = ft
a" = ft2
/ft
1. Menghitung NRe 1'. Menghitung NRe
Gan = W Gp = M
aan ap
= =
= lb/jam ft2
= lb/jam ft2
(fig. 14 "Kern", hal. 823) (fig. 14 "Kern", hal. 823)
µ = µ =
NRean = × de Nreap = × di
= × = ×
= =
2. JH= "dikutip dari Kern hal. 838" 2'. Mencari faktor panas (JH)
JH =
3. Menghitung harga koefisien film dikutip dari Kern hal. 834
= Btu/lb F 3'. Menghitung harga koefisien film
"Kern fig. 2 hal. 805" = Btu/lb F
k = Btu/jam ft F "Kern fig. 2 hal. 805"
"Kern Tabel 4 hal. 802" k = Btu/jam ft F
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
"Kern Tabel 4 hal. 802"
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
=
µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang encer =
µw dan viscositas <1 Cp) µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang
µw encer dan viscositas <1 Cp)
ho = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
× µ
0.14
De µw hi = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
×µ
0.14
= × × Di µw
= × ×
× 1
= Btu/jam ft2
F × 1
= Btu/jam ft2
F
0,1723
0,030928 3,46302
159209,71 393,2799939
230
µ
0,27917
Evaluasi Perpindahan Panas
Bagian Anulus (Bahan)
Cp
2207,3
0,1308
0,69 0,0575
1,293204
3,35 0,2792
1,57
4,5
0,17
2,38 0,1983
2,067
37635,472 0,1308 7906,743 0,172
9189,3277
0,622
0,30 3,4630
0,006124
5,5141
230 1,29320
0,1308
Gan Gp
µ
0,88219
0,01
1,272
0,01819
Cp
5,5141
41,35319
4,5
Bagian Pipa (dowtherm A)
0,2442
37635,472 7906,74
0,030928
0,0182
1,272 0,0309
0,01819
0,2965
0,006124
3,46302
[
[
[ [
[
[ [
[ [
[

45. APP C-25
= hi × ID
OD
= ×
=
D. Mencari tahanan panas pipa bersih
= ho × hio
ho + hio
= ×
+
= Btu/jam ft2
F
E. Mencari dirt factor (faktor kekotoran) pipa terpakai
= UD
UC × UD
= - UD
× UD
UD = - UD
UD =
UD = Btu/jam ft2
F
A =
× ∆t
=
×
= ft2
(A kurang dar 100-200 ft2
Qern hal 103)
L = A = = ft
a"
F. Mencari panjang ekonomis
Ukuran pipa tiap hairpin, diambil 12 ft (Kern hal. 103)
1 hairpin = 2 × 12 ft
= 24 ft
jumlah hairpin = L
1 hairpin
=
= = 2
Total panjang = Σ hairpin × 2 × 12
= 2 × 2 ×
= 48 ft
Luas permukaan baru (Abaru) = × a"
= ×
= ft2
UD baru =
Abaru × ∆TLMTD
0
1,065242
41,35319 0,7661675
41,35319
12
0,7661675
0,752231
1,000752
99,216
Rd
Uc
0,7522
0,0007522
2,067
Q
0,751665 231,3446
52,8445
52,8445 25,5658
2,067
25,5658
24
L total
UC -
Q
UD
9189,3277
0,7522
0,7522
0,751665
0,7522
hio
48
0,1723
0,1983
0,7661675
0,8822

46. APP C-26
=
×
= Btu/jam ft2
F
Rd baru = UC - UD baru
UC × UD baru
= -
×
= J ft2
F/Btu
1. Menghitung Nre dan Friksi 1'. Menghitung Nre dan friksi
NRe = NRe =
(Kern fig.29, hal. 839) (Kern fig.29, hal. 839)
f = f =
2. Mencari ∆P karena panjang pipa 2. Menghitung ∆P pipa
ρ = lbm/ft3
ρ = lbm/ft3
∆P1 = 4 × f × Gan
2
× L × ρ ∆Pp =
2 × g × ρ2
× de' × 2 × g × ρ2
× di ×
= 4 × ×
2
= 4 × ×
2
× × × ×
2 × ×
2
2 × ×
2
× × × ×
= psi = psi
V =
× ρ ∆Pp < ∆P tetapan
= < (psi)
× maka memenuhi syarat
= fps
Fl = 3 × v2
2 g
= 3 × 2
2 ×
=
∆Pa = ∆P1 + Fl
= +
= psi
∆Pa < ∆P tetapan
< 10 (psi)
maka memenuhi syarat
0,4003526
3600
393,28
4.18×106
63,658
0,0182 144 0,1723 144
0,79609 0,0035463471
18,7204 63,6578
231,3446
0,7522 0,4004
0,7522 0,4004
1,1684188
Evaluasi ∆P
Bagian Anulus (Bahan) Bagian Pipa (Dowtherm A)
159209,7
99,216
G
3600
4 × f × Gt2
× L × ρ
144
0,81063
144
2
18,7204
0,558445
0,5584446
32,174
0,014539396
48 18,7204 48 63,6578
4.18×106
18,7204
0,796088 0,014539
0,810627
0,00354635
9189,327698
0,0012 37635,472 0,004 7907
0,0012 0,0039
37635,472

47. APP C-27
Spesifikasi Alat
Fungsi : Untuk memanaskan oksigen sebelu masuk reaktor
Tipe : Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Kapasitas : = lb/jam
Rate pendingin : = lb/jam
Jumlah hairpin : 2 buah
Diameter luar pipa : in = ft
Diameter dalam pipa : in = ft
Panjang : 12 ft
Jumlah : 1 buah
9. Cooler II (E-121B)
Fungsi : untuk menurunkan suhu produk keluar Cooler I
Qc
T= 65 ⁰C
ΔH5 ΔH6
T= 110 ⁰C T=65 ⁰C
Qloss T=28 ⁰C
Qc (Dowtherm A)
Direncanakan
- faktor kekotoran gabungan minimum (R = jam ft2
F/Btu)
(Qern hal. 113)
- penurunan tekanan aliran maksimum (∆p) = 10 psi
- ∆p maksimum pendingin dowtherm A = 2 psi
Kondisi operasi
- massa bahan masuk (W) =
=
- suhu bahan masuk (T1) = ⁰C = F
- suhu bahan keluar (T2) = ⁰C = F
- kebutuhan pendingin (m) = kg/jam
= lb/jam
- panas yang diserap pendingin (Q)=
=
- suhu dowtherm A masuk (t1) = ⁰C = F
- suhu dowtherm A keluar (t2) = ⁰C = F
Viscocity bahan pada suhu Tc 189.5 F (Dikutip dari Kern Fig. 14 hal. 823
dan Yaws Tabel 21-1)
CH2O 2970,6660 0,6178 0,0000095 0,0000059
m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s) xi.µ i
CH3OHsisa 32,0064 0,0067 0,0000077 0,0000001
H2Ototal 1787,2074 0,3717 0,0000081 0,0000030
O2 sisa 18,4064 0,0038 0,0000151 0,0000001
31171,4804 btu/jam
28 82,4
65 149
0,001
4168,2517 kg/jam
0,1723
9189,3277 lb/jam
110 230
65 149
519,9312
1146,24
7860,3314 kkal/jam
Bahan
36036,85 kg/jam 2207,30
4168,252 kg/jam 9189,3277
2,38 0,19833
2,067

48. APP C-28
µ campuran = Σxi.µi
Σxi
= = = lb/ft jam
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-1):
ρ campuran = Σxi.ρi
Σxi
= = kg/m3
PERHITUNGAN:
A. Menghitung ∆t
∆t1 = F - F = F
∆t2 = F - F = F
∆TLM = ∆t1 - ∆t2
ln ∆t1/∆t2
=
ln 81
= F
B. Menghitung Suhu Kalorik (Tc dan tc)
Tc = ( T1 + T2 ) ∕ 2 = F
tc = ( t1 + t2 ) ∕ 2 = F
C. Trial Ukuran DPHE
dicoba DPHE ukuran 4x3 " IPS sch 40 dengan aliran steam dibagian pipa.
dari tabel 6.2 "Kern" Hal. 110 didapatkan:
aan = in2
= ft2
ap = in2
= ft2
de = in = ft
de' = in = ft
dari tabel 11 "Kern" Hal. 844 didapatkan:
dop = in = ft
dip = in = ft
a" = ft2
/ft
3,5 0,2917
3,068 0,2557
0,917
230 149 81
149 82,4 66,6
73,5653
189,5
115,7
3,14 0,2617
7,38 0,615
1,14 0,095
0,53 0,0442
81 66,6
66,6
7,4719482
18,4064 0,0038 27,2194800 0,1041978
2970,6660 0,6178 17,85498 11,0312032
4808,2862 1,0000 82,15788 18,7203830
H2Ototal
O2 sisa
CH2O
Total
0,0000090
0,0000090 0,0000090 lb/ft s 0,0324
1,000
m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft.s) xi.ρ i
32,0064 0,0067 16,98096000 0,1130339
Bahan
CH3OHsisa
Total 4808,2862 1,0000 0,0000405
1787,2074 0,3717 20,1024600
18,7204 18,7204 lb/ft3
= 299,8725
1,000
∕
-

49. APP C-29
1. Menghitung NRe 1'. Menghitung NRe
Gan = W Gp = M
aan ap
= =
= lb/jam ft2
= lb/jam ft2
(fig. 14 "Kern", hal. 823) (fig. 14 "Kern", hal. 823)
µ = µ =
NRean = × de Nreap = × di
= × = ×
= =
2. JH= "dikutip dari Kern hal. 838" 2'. Mencari faktor panas (JH)
JH =
3. Menghitung harga koefisien film "dikutip dari Kern hal. 834"
= Btu/lb F 3'. Menghitung harga koefisien film
"Kern fig. 2 hal. 805" = Btu/lb F
k = Btu/jam ft F "Kern fig. 2 hal. 805"
"Kern Tabel 4 hal. 802" k = Btu/jam ft F
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
"Kern Tabel 4 hal. 802"
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
=
µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang encer =
µw dan viscositas <1 Cp) µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang
µw encer dan viscositas <1 Cp)
ho = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
× µ
0.14
De µw hi = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
×µ
0.14
= × × Di µw
= × ×
× 1
= Btu/jam ft2
F × 1
= Btu/jam ft2
F
= hi × ID
OD
= ×
=
1,506694 0,00464
1,1699
200 0,0124 1,50669
0,26
39,33263
1,91081
hio
0,2557
0,2917
1,674962
90 0,00 1,1699
µ µ
35118,450 0,095 1863,805 0,256
200
90
Cp 1,309
Cp
1,24E-02
1,309 0,0324
0,0124 0,52 0,0144
Evaluasi Perpindahan Panas
Bagian Anulus (Bahan) Bagian Pipa (dowtherm A)
9189,3277 1146,24
0,2617 0,615
35118,450 1863,81
0,032401 0,01442
Gan Gp
0,032401 0,01441594
102967,9651 33054,58506
0,0950
0,5153
0,004640
1,9108
[
[
[ [
[
[ [
[ [
[

50. APP C-30
D. Mencari tahanan panas pipa bersih
= ho × hio
ho + hio
= ×
+
= Btu/jam ft2
F
E. Mencari dirt factor (faktor kekotoran) pipa terpakai
= UD
UC × UD
= - UD
× UD
UD = - UD
UD =
UD = Btu/jam ft2
F
A =
× ∆t
=
×
= ft2
(A kurang dar 100-200 ft2
Qern hal 103)
L = A = = ft
a"
F. Mencari panjang ekonomis
Ukuran pipa tiap hairpin, diambil 12 ft (Kern hal. 103)
1 hairpin = 2 × 12 ft
= 24 ft
jumlah hairpin = L
1 hairpin
=
= = 1
Total panjang = Σ hairpin × 2 × 12
= 1 × 2 ×
= 24 ft
Luas permukaan baru (Abaru) = × a"
= ×
= ft2
UD baru =
Abaru × ∆TLMTD
=
×
= Btu/jam ft2
F
77,8779
77,8779 25,3839
3,068
25,38395
24
1,057664
12
L total
24 3,068
73,632
Q
9189,327698
73,632 73,5653
1,696463
39,33263 1,674962
1,606548
Rd UC -
0 1,6065
1,6065
0,0016065 1,6065
1,001607 1,6065
1,603971
Q
UD
9189,3277
1,603971 73,5653
Uc
39,33263 1,674962

51. APP C-31
Rd baru = UC - UD baru
UC × UD baru
= -
×
= J ft2
F/Btu
1. Menghitung Nre dan Friksi 1'. Menghitung Nre dan friksi
NRe = NRe =
(Kern fig.29, hal. 839) (Kern fig.29, hal. 839)
f = f =
2. Mencari ∆P karena panjang pipa 2. Menghitung ∆P pipa
ρ = lbm/ft3
ρ = lbm/ft3
∆P1 = 4 × f × Gan
2
× L × ρ ∆Pp =
2 × g × ρ2
× de' × 2 × g × ρ2
× di ×
= 4 × ×
2
= 4 × ×
2
× × × ×
2 × ×
2
2 × ×
2
× × × ×
= psi = psi
V =
× ρ ∆Pp < ∆P tetapan
= < (psi)
× maka memenuhi syarat
= fps
Fl = 3 × v2
2 g
= 3 × 2
2 ×
=
∆Pa = ∆P1 + Fl
= +
= psi
∆Pa < ∆P tetapan
< 10 (psi)
maka memenuhi syarat
0,521096
0,5210964
32,174
0,012659671
0,59315 0,01266
0,60581
0,60581
Bagian Anulus (Bahan) Bagian Pipa (Dowtherm A)
102968 33054,59
0,0014 0,0016
18,7204 64,8396
4 × f × Gt2
× L × ρ
1,6065 1,6965
1,6065 1,6965
-0,032991
Evaluasi ∆P
0,002 1864
144 144
0,0014 35118,450
24 18,7204 24 64,8396
4.18×106
18,7204 4.18×106
64,840
0,0124 144 0,2557 144
0,59315 0,00002673679
G
3600
35118,450 0,00002674 2
3600 18,7204

52. APP C-32
Spesifikasi Alat
Fungsi : Untuk memanaskan oksigen sebelu masuk reaktor
Tipe : Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Kapasitas : = lb/jam
Rate pendingin : = lb/jam
Jumlah hairpin : 1 buah
Diameter luar pipa : in = ft
Diameter dalam pipa : in = ft
Panjang : 12 ft
Jumlah : 1 buah
10. Heater Air Proses (E-121C)
Fungsi : untuk menaikkan suhu air proses sebelum masuk absorber
Qsteam
Type : Double Pipe Heat Exchanger
Direncanakan
- faktor kekotoran gabungan minimum (R = jam ft2
F/Btu)
(Qern hal. 113)
- penurunan tekanan aliran maksimum (∆p) = 10 psi
- ∆p maksimum steam = 2 psi
Kondisi operasi
- massa bahan masuk (W) =
=
- suhu bahan masuk (t1) = ⁰C = F
- suhu bahan keluar (t2) = ⁰C = F
- kebutuhan steam (m) = kg/jam
= lb/jam
- panas yang dibawa steam (Q) =
=
- suhu steam masuk (T1) = ⁰C = F
- suhu steam keluar (T2) = ⁰C = F
Viscocity bahan pada suhu tc 117.5 F (Dikutip dari Kern Fig. 14 hal. 823)
4168,252 kg/jam 9189,3277
519,931 kg/jam 1146,24
3,5 0,29167
3,068 0,2557
0,001
2791,8485 kg/jam
6154,9092
65 149
38,0539
83,89363
12074,6425 kkal/jam
47884,0475 btu/jam
310 590
310 590
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) µ (lb/ft.s)
30 86
lb/jam
xi.µ i
H2O 2791,8485 1,0000 0,000007 0,0000074
Total 2791,8485 1,0000 0,000007 0,0000074
∆H8
T = 65oC
∆H7
T = 30oC
T = 310oC
T = 310oC Qloss

53. APP C-33
data ρ dikutip dari Yaws, Carl, 1999 (Tabel 1-2):
PERHITUNGAN:
A. Menghitung ∆t
∆t1 = F - F = F
∆t2 = F - F = F
∆TLM = ∆t1 - ∆t2
ln ∆t1/∆t2
=
ln
= F
B. Menghitung Suhu Kalorik (Tc dan tc)
Tc = ( T1 + T2 ) ∕ 2 = F
tc = ( t1 + t2 ) ∕ 2 = F
C. Trial Ukuran DPHE
dicoba DPHE ukuran 3 × 2" IPS sch 40 dengan aliran steam dibagian pipa.
dari tabel 6.2 "Kern" Hal. 110 didapatkan:
aan = in2
= ft2
ap = in2
= ft2
de = in = ft
de' = in = ft
dari tabel 11 "Kern" Hal. 844 didapatkan:
dop = in = ft
dip = in = ft
a" = ft2
/ft
1. Menghitung NRe 1'. Menghitung NRe
Gan = W Gp = M
aan ap
= =
= lb/jam ft2
= lb/jam ft2
(fig. 14 "Kern", hal. 823) (fig. 14 "Kern", hal. 823)
µ = µ =
NRean = × de Nreap = × di
= × = ×
= =
0,1983
441
Bahan m (Kg/jam) xi (massa) ρ (lb/ft3) xi.ρ i
H2O 2791,8485 1,0000 20,1025 20,1025
Total 2791,8485 1,0000 20,1025 20,1025
590 149 441
504
2,067 0,1723
0,622
######## 83,8936
0,2442 0,27917
25207,819 300,514
0,026610 0,00024
Gan Gp
µ µ
590 86 504
504
471,7992
590
117,5
2,93 0,2442
3,35 0,2792
1,57 0,1308
0,69 0,0575
2,38
441
0,1983 300,5145 0,172
0,026610 0,000242
187882,3211 213899,2586
25207,819
Bagian Pipa (Steam)
Bagian Anulus (Bahan)
∕
-

54. APP C-34
2. JH= "dikutip dari Kern hal. 838" 2'. Mencari faktor panas (JH)
JH tidak perlu dicari karena steam
3. Menghitung harga koefisien film
Cp = Btu/lb F 3'. Menghitung harga koefisien film
"Kern fig. 2 hal. 804" untuk steam:
k = Btu/jam ft F hi0 =
Btu/jam ft2
F
"Kern Tabel 4 hal. 800"
(Cp.µ/k)1/3
= ( × )1/3
=
µ 0,14
= 1 (untuk bahan yang encer
µw dan viscositas <1 Cp)
ho = jH × k × (Cp.µ/k)1/3
× µ
0.14
De µw
= × ×
× 1
= Btu/jam ft2
F
D. Mencari tahanan panas pipa bersih
= ho × hio
ho + hio
= ×
+
= Btu/jam ft2
F
E. Mencari dirt factor (faktor kekotoran) pipa terpakai
= UD
UC × UD
= - UD
× UD
UD = - UD
UD =
UD = Btu/jam ft2
F
A =
× ∆t
=
×
= ft2
(A kurang dar 100-200 ft2 Qern hal 103)
L = A = = ft
a"
260
1
0,381 1500
1 0,0266
0,381
0,411819
260 0,3810 0,41182
0,1983
205,6882
2,067
Uc
205,6882 1500
205,6882 1500
180,8843
Rd UC -
0 180,88
180,88
0,18088 180,9
1,18088 180,9
153,177
Q
UD
47884,04752
153,177 471,7992
0,6626
0,6626 0,32055
[
[
[ [
[

55. APP C-35
F. Mencari panjang ekonomis
Ukuran pipa tiap hairpin, diambil 12 ft (Kern hal. 103)
1 hairpin = 2 × 12 ft
= 24 ft
jumlah hairpin = L
1 hairpin
=
= = 1
Total panjang = Σ hairpin × 2 × 12
= 1 × 2 ×
= 24 ft
Luas permukaan baru (Abaru) = × a"
= ×
= ft2
UD baru =
Abaru × ∆TLMTD
=
×
= Btu/jam ft2
F
Rd baru = UC - UD baru
UC × UD baru
= -
×
= J ft2
F/Btu
1. Menghitung Nre dan Friksi 1'. Menghitung Nre dan friksi
NRe = NRe =
(Kern fig.29, hal. 839) (Kern fig.29, hal. 839)
f = f =
2. Mencari ∆P karena panjang pipa 2. Menghitung ∆P pipa
ρ = lbm/ft3
ρ = lbm/ft3
∆P1 = 4 × f × Gan
2
× L × ρ ∆Pp =
2
2 × g × ρ2
× de' × 2 × g × ρ2
× di ×
= 4 × ×
2
= 4 × ×
2
× × × ×
2 × ×
2
2 × ×
× × × ×
= psi = psi
V =
× ρ ∆Pp < ∆P tetapan
0,013356
187882,3 213899,3
0,0012 0,0013
20,1025 20,1025
Evaluasi ∆P
G
3600
0,00794 0,00000270376
0,320553
24
12
L total
24 2,067
49,608
Q
47884,04752
144
0,0012 25207,819 0,001
471,7992
2,0458885
180,88 2,0459
180,88 2,0459
0,4832568
49,608
20,1025 24 20,1025
Bagian Pipa (Steam)
300,5
24
Bagian Anulus (Air proses)
4.18×106
20,1025 4.18×106
20,102
0,3810 144 0,1723 144
4 × f × Gt2
× L × ρ

56. APP C-36
= < (psi)
× maka memenuhi syarat
= fps
Fl = 3 × v2
2 g
= 3 × 2
2 ×
=
∆Pa = ∆P1 + Fl
= +
= psi
∆Pa < ∆P tetapan
< 10 (psi)
maka memenuhi syarat
Spesifikasi Alat
Fungsi : Untuk memanaskan oksigen sebelu masuk reaktor
Tipe : Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Kapasitas : = lb/jam
Rate steam : = lb/jam
Jumlah hairpin : 1 buah
Diameter luar pipa : in = ft
Diameter dalam pipa : in = ft
Panjang : 12 ft
Jumlah : 1 buah
11. Absorber (D-120)
Perancangan alat utama oleh Lathifatul Ulyah (1514032)
12. Bin Produk (F-122)
Fungsi : menampung produk formaldehid (CH2O) sebelum masuk
ke mesin pengemas
Type : Tangki silinder dengan bagian bawah berbentuk conis dengan
sudut puncak 60⁰
Dasar Perancangan
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-167 Grade 3 Type 304
F allowable stress : psi
Type pengelasan : single welded butt joint (E = )
Faktor korosi ( C ) : in
Waktu tinggal (q) : jam = jam
Volume ruang kosong : Volume total
Jumlah storage : buah
Dasar perencanaan
18750
0,85
1/16
8 8
10%
1
2,067 0,1723
25207,819 0,00000270 2
3600 20,1025
0,348324
2791,849 kg/jam 6154,9092
38,0539 kg/jam 83,89
2,38 0,19833
0,3483241
32,174
0,005656572
0,007939 0,005657
0,013596
0,0136

57. APP C-37
Kondisi operasi :
Tekanan (P) = 1 psia
= psig
Temperatur (T) =
o
C
Rate massa CH2O masuk = = lb/jam
Perhitungan
A. Menentukan volume tangki
Volume liquida = m × q = ×
ρ
= ft3
volume ruang kosong = % volume tangki
volume tangki = volume liquid + 20 % volume tangki
80 % volume tangki = + 20 % volume tangki
volume tangki = ft3
B. Menentukan dimensi tangki
Asumsi Ls = di
volume tangki = tutup bawah + volume silinder + tutup atas
= + +
= + +
jumlah tangki = 1 buah, jadi volume per tangki
= ft3
= d3
+ d3
+ d3
= d3
d3
=
d = ft
d = in
C. Menghitung Tinggi Liquida
Volume liquid dalam tangki = volum liquid - volume tutup bawah
= -
= ft3
Tinggi liquida (HL) = volume liquida
=
1/4 ᶯ × (17.5457)2
= ft
= in
D. Menentukan Tekanan Design (Pi)
Tekanan hidrostatik (Ph) = ρ (HL-1) = - )
= psia = psig
6944,4444 kg/jam
200,6073
1/4 ᶯ × di2
4261,2885
19,4241
233,0890
19,4241 1
144 144
17,095
6542,4824 2281,193948
4261,2885
18,720383
6542,4824
20
6542,4824
8178,1030
1,5
18,720
8178,1030 0.0847d3
0.0847d3
8178,1030
8178,1030
1,7504766
4671,9292
16,7173
0,488276647 1,1775 0,0847
8178,1030
atm = 14,7 0
30
15309,72
15309,7221 8
2,39518
Ls
d
π
4
1 2


1,5di
d
π
4
1 2













tg1/2α
3
d
24
π











tg1/2α
3
d
24
π
(

58. APP C-38
Tekanan design (Pi) = Poperasi + Phidrostatik
= 0 + = psig
E. Menghitung Tebal Silinder
Tebal silinder (ts) = + C
= × +
2 ( × 0,9 - )
= = ×
= ≈
do = di + 2 (ts)
= + 2 ×
= in
Berdasarkan "Brownel and Young" tabel 57 hal 90, didapatkan:
dost =
icr =
r =
ts =
di baru = dost - 2 ts
= - 2 × ts
= in
= ft
F. Menghitung Tinggi Silinder (Ls)
Tinggi silinder (Ls) = di
= ft
= in
Ls = = 2
di
G. Menghitung Tutup Atas dan Tutup Bawah
Bentuk tutup atas adalah standar dish dan tutup bawah adalah flat,
sehingga r =di
Tebal tutup atas (tha) = + C
= x 16
16
= ≈
16
Tinggi Tutup atas (ha) = di
= x
= in
Tebal tutup bawah (thb) = + C de=di
0,6
170
204
202
16,83
1,5
25,25
303
303 ( karena Ls/di <5 maka termasuk bejana pendek)
202
0.885 x Pi x r
fE - 0.1 Pi
0,2543
4,07
0,169
0,169 202
1,00
17,0952
0,1701 16
16
2,7220 3
16 16
200,6073 3
16
200,9823
204
12,3
0,1701
18750
17,0952 17,095
2 (fE - 0.6 Pi)
17,0952 200,6073 0,06
Pi × di
34,1380
2(f E- 0.6 pi) cos 1/2 α
pi × de
5
16
×

59. APP C-39
= ×
= ≈
Tinggi tutup bawah (hb) = 1/2 d
=
= in
H. Menghitung Tinggi Tangki (H)
Tinggi tangki (H) = Ls + ha + hb
= in + in + in
= in
= ft
Spesifikasi Alat :
Fungsi = menampung produk formaldehid sebelum
masuk ke mesin pengemas
jumlah tangki =
waktu tinggal =
bahan konstruksi = Carbon Steel SA-167 Grade 3 Type 304
Volume tangki = ft3
Diameter dalam (di) = in
diameter luar (do) = in
tekanan hidrostatik (Ph) = psig
tekanan design (Pi) = psig
Tebal silinder (ts) = in
Tinggi silinder (Ls) = in
Tinggi tangki (H) = in
Tebal tutup atas (tha) = 5/16 in
Tinggi tutup atas = in
Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in
Tinggi tutup bawah (hb) = in
13. Mesin Pengemas (X-123)
Fungsi : mengemas produk formaldehid 37% dari bin produk ke dalam drum
penampung
Waktu tinggal : 30 menit = jam
Kapasitas bahan : kg/jam = lb/jam
Kapasitas mesin : lb/jam × jam
: lb
Densitas (ρ) : lb/ft3
Volume mesin = kapasitas mesin
= lb
lb/ft3
= ft3
= liter 57,894836
303,0000
714,08
34,1380
202,00
204
17,0952
1 buah
34,1380
303
714,0751
59,5063
8 jam
8178,10
17,0952
1
7654,861
18,72038
densitas
7654,861062
376,9371
376,937
0,1747 16
16
2,7945
16
3
16
11578,9672
18,720383
408,905152
tg 1/2 α
101,0000
0,2679
376,9371
0,5
6944,444 15309,7
15309,7221 0,5

60. APP C-40
Spesifikasi Alat
Fungsi : mengemas produk formaldehid 37% dari bin produk ke dalam
drum penampung
Waktu tinggal : 30 menit = jam
Kapasitas bahan : lb/jam
Carbon steel
Kapasitas mesin : lb
Jumlah : 1 buah
14. Gudang Produk (F-124)
Fungsi : Menyimpan produk formaldehid 37% selama 30 hari
Type : Bangunan gedung
Fase : Liquid
Dasar perencanaan :
Kapsitas CH2O : lb/jam
Densitas CH2O : lb/ft3
Waktu tinggal : 30 hari
Perhitungan
- Menghitung volume CH2O selama waktu 30 hari
Volume =
= lb/jam
lb/ft3
= ft3
/jam
Produk disimpan selama 30 hari, maka :
VL = × jam × hari
=
= m3
Asumsi : produk mengisi gudang sebesar % dari volume total, maka:
Volume total gudang =
=
%
= m3
Volume gudang = p × l × t
p = 2 × Lebar
t = meter
Volume gudang = ( 2 × l ) × l × t
= 2 l2
×
l2
=
l = m ≈ m
p = 2 × l
= 2 ×
= m
Bahan Konstruksi :
7654,861
15309,722
18,720383
24 30
20829,62844 15
694,3209
26,3500 29
29
58
massa
densitas
15309,722
18,720383
817,8103
817,8103
15
588823,4188
16663,70275
80
VL
16663,703
80
20829,628
sehingga:
ft3
80%
15309,72
0,5

61. APP C-41
Jadi dimensi gudang produk :
panjang = m
Lebar = m
Tinggi = m
Spesifikasi Alat :
Fungsi : Menyimpan produk formaldehid 37% selama 30 hari
Type :
Bahan Konstruksi : beton
Waktu tinggal : 30 hari
Panjang :
Lebar :
Tinggi :
: hari
58
29
15
jumlah
bangunan gedung
58
29
15
m
m
m
1

62. Unit utilitas pada suatu pabrik adalah salah satu bagian yang sangat penting untuk
menunjang jalannya proses produksi dalam suatu Industri Kimia, sehingga kapasitas produk
semaksimal mungkin dapat dicapai. Unit utilitas yang diperlukan pada Pra-Rencana pabrik
Formaldehid ini yaitu :
1. Unit Pengolahan Air
- Air sanitasi
- Air Proses
- Air Umpan Boiler (Penghasil Steam)
2. Unit Penyediaan Dowtherm A
3. Unit Penyediaan Tenaga Listrik
4. Unit Penyediaan Bahan Bakar
A. Unit Pengolahan Air (Water Treatment)
Untuk memenuhi kebutuhan air pada pabrik, direncanakan menggunakan air kawasan
Pengambilan air kawasan ditampung dalam bak penampung air kawasan, untuk selanjutnya
dilakukan pengolahan agar bisa dipakai sebagai air sanitasi. Sedangkan untuk air proses,
air pendingin dan air umpan Boiler akan diolah lebih lanjut sesuai kebutuhan masing-masing.
A.1. Air SANITASI
Air sanitasi dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan karyawan, laboratorium, taman
dan kebutuhan yang lain. Air sanitasi yang dipergunakan harus memenuhi syarat kualitas
air sebagai berikut:
a. Syarat fisik
- Berada dibawah suhu udara
- Warnanya jernih
- Tidak berasa
- Tidak berbau
- pH netral
b. Syarat kimia
- Tidak mengandung logam berat seperti Pb, As, Cr, Cd, Hg
- Tidak mengandung zat-zat kimia beracun
c. Syarat Mikrobiologis
- tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri patogen
APPENDIKS D
PERHITUNGAN UTILITAS
APP D-1

63. APP D-2
Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana pabrik Formaldehid ini adalah
1. Untuk kebutuhan karyawan
Menurut standart WHO kebutuhan air untuk tiap orang = L/hari/orang
Jumlah karyawan pada pabrik = orang
Pemakaian air sanitasi untuk karyawan adalah = x
= L/hari
= L/jam
= m
3
/jam
Densitas air = kg/m
3
Kebutuhan = x
= kg/jam
2. Untuk laboratorium dan taman
Direncanakan kebutuhan air untuk taman dan laboratorium adalah sebesar
dari kebutuhan karyawan, sehingga :
Kebutuhan air untuk laboratorium dan taman = x kg/jam
= kg/jam
Jadi kebutuhan air untuk karyawan dan laboratorium adalah
= +
= kg/jam
3. Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air
Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air direncanakan dari kebutuhan
air sanitasi, sehingga:
kebutuhan air sanitasi adalah = ( + ) x
= kg/jam
A.2. Air Proses
Air proses harus diolah sesuai dengan spesifikasinya dan harus bebas dari bahan
terlarut didalam air proses. Air proses akan digunakan untuk proses pelarutan maka air
proses harus terbebas dari dissolved solid sehingga air proses masih perlu diolah
terlebih dahulu untuk menurunkan dan menghilangkan kandungan dissolved solidnya.
Air proses yang dibutuhkan digunakan pada alat-alat sebagai berikut :
Nama Alat
Kebutuhan Air
Jumlah ( kg/jam )
D-120 Absorber 2791,8485
191 191
0,955 995,68
950,8744
1426,3116
100%
120
50% 950,8744
475,4372
950,8744 475,4372
Total 2791,8485
Kode Alat
120
191
40% 1426,312
1996,83624
50%
40%
22920
955
0,955
995,68

64. APP D-3
A.3. Air untuk pemanas (Steam)
Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi sebagai
media pemanas. Air yang digunakan untuk umpan boiler adalah air yang tidak boleh
menimbulkan buih, kerak, korosi pada pipa-pipa, getas karena soda. Sehingga bahan-
bahan yang menyebabkan beberapa hal tersebut adalah kadar kelarutan yang tinggi,
suspensi solid, garam-garam Ca dan Mg, silika, sulfat, asam bebas dan oksida. Untuk
mengendalikan kerak, korosi dan lain-lain maka air umpan boiler harus diolah terlebih
dahulu sebelum digunakan. Alat-alat yang membutuhkan pemanas antara lain :
Direncanakan banyaknya steam yang disuplai adalah 20% excess dari total kebutuhan air
pemanas, maka:
Kebutuhan steam = × kg/jam
= kg/jam
Make Up untuk kebutuhan steam direncanakan excess, maka:
Make Up steam = × kg/jam
= kg/jam
Jadi jumlah steam yang harus dihasilkan oleh Boiler adalah :
Massa steam (ms) = kg/jam = lb/jam
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi sebagai berikut :
- Suhu (T) = °C = °F
- Tekanan (P) = kPa = psia
- Air umpan Boiler masuk pada suhu ⁰C = °F
1. Steam Boiler (Q-220)
Dasar Perhitungan:
Dari persamaan 8-3, Kusnarjo, 2010 hal. 108 didapatkan :
Kapasitas Boiler, (Q):
310 590,000
101,325 14,696
80,60
Q =
ms × ( Hg ─ Hf )
1000
235,6998
1,2 235,6998
282,8398
282,8398 623,5485
20%
27
Total 196,4165
1,2 196,4165
V-113 Vaporizer 17,8417
E-115A Heater methanol 106,8991
E-115B 33,6218
38,0539
Tabel D.1.2. Total Kebutuhan Steam
Kode Alat Nama Alat
Kebutuhan Steam
( kg/jam )
E-121C
Heater oksigen
Heater air proses

65. APP D-4
Dimana :
ms = massa steam yang dihasilkan
Hg = entalphi steam pada °F
Hf = entalphi air masuk pada °F
Dari "Van Ness", App. F, tabel F-3, hal 706 didapatkan :
Hg pada °F = psia = btu/lb
Hf pada °F = psia = btu/lb
Jadi :
lb/jam × ─ btu/lb
= kbtu/jam = btu/jam
Dimana : 1 BHp = btu/jam
Jadi,
= Hp
Panas yang dipidahkan oleh permukaan air = ( Perry's. table 9.49 )
=
btu/jam.ft
2
= ft2
Dari persamaan Kusnarjo, 2010 hal. 108, didapatkan :
─
=
Jumlah air yang dibutuhkan = faktor evaporasi × rate steam
= × lb/jam
= lb/jam
Bahan bakar yang digunakan fuel oil 33 °API dengan Heating Value :
( Perry's 7th
ed. fig. 27-3, hal. 27-10)
Hv = btu/lb
= kkal/kg
135000
78502,5000
48,637
970,3
1,1595
1,1595 623,5485
723,0046
3,68841819
Faktor evaporasi =
Hg ─ Hf
970,3
=
1173,70
20,9591
6.10
5
W/m
2
190198,44 btu/jam.ft
2
Luas permukaan panas (A) =
701531,3853 btu/jam
190198,44
701,5314 701531,3853
33471,4
Q =
701531,3853
33471,4
Q =
623,5485 1173,70 48,637
1000
1431,5 1173,70
0,51703 48,637
590,000
80,60
590,000
80,60

66. APP D-5
Diperkirakan effisiensi Boiler 85%, maka : (Kusnarjo, 2010 hal. 108)
lb/jam × ─ btu/lb
× btu/lb
= lb/jam = kg/jam
Jumlah perpindahan panas Boiler dan jumlah tube dapat dihitung sebagai berikut :
- Heating value surface = ft
2
/Hp boiler
- panjang pipa (L) = ft
- Ukuran pipa = in
- Luas permukaan (at) = ft
2
/ft ( Kern, tabel 11, hal. 844 )
Heating surface Boiler = Hv surface × Hp Boiler
= ft
2
/Hp × Hp
= ft
2
Jumlah tube yang dibutuhkan,
ft
2
ft
2
/ft × ft
= ≈ tube
» Spesifikasi Boiler
- Tipe : Fire Tube Boiler
- Kapasitas Boiler : btu/jam
- Rate steam : lb/jam ( pada 14.649 psia )
- Bahan bakar : Fuel oil 33 °API
- Effisiensi :
- Heating surface : ft
2
- Jumlah tube : tube
- Ukuran tube : in
- Panjang tube : in
- Jumlah Boiler : buah
Dari perhitungan di atas, diketahui bahwa jumlah air umpan yang dibutuhkan sebesar
lb/jam. Air umpan Boiler disediakan excess 20% sebagai pengganti
steam yang hilang, kebocoran akibat dari tranmisi diperkirakan sebesar 5% dan
faktor keamanan 10%. Sehingga kebutuhan air umpan Boiler sebesar :
Excess 20%,
20
1
723,005
701531,3853
623,5485
85%
210
9
4
=
210
1,178 20
8,8961 9
10 20,96
210
Nt =
A
at × L
6,1136 2,7731
10
20
4
1,178
=
623,5485 1173,70 49
0,85 135000
Kebutuhan bahan bakar =
ms × ( Hg ─ Hf )
effisiensi × Hv

67. APP D-6
x lb/jam = lb/jam
Faktor kebocoran 5%,
x lb/jam = lb/jam
Faktor keamanan 10%,
x lb/jam = lb/jam
Jadi total kebutuhan air umpan Boiler adalah :
= + + lb/jam
= lb/jam
= kg/jam
Total kebutuhan yang perlu disuplay pada pra -rencana Pabrik Formaldehid ini adalah
sebagai berikut:
» Peralatan yang digunakan pada bagian pengolahan air:
1. Pompa Air kawasan (L-211)
Fungsi : Memompakan air kawasan ke bak penampung air bersih
Type : Centrifugal Pump
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam
= lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
- viskositas (μ) = lb/ft.detik
= lb/ft.jam
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
=
11533,1907
185,5460
11533,1907
62,1581
0,000538
1,936967
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
62,1581
5231,4210
Air yang diperoleh berasal dari air kawasan, sehingga pengolahan awal tidak
diperlukan. Namun sebelum digunakan, air kawasan tersebut masih perlu diproses
untuk memenuhi kebutuhan air proses, air pendingin, air umpan Boiler dan air sanitasi.
3
2
1
867,6055 36,1502 72,3005
976,0562
442,7362
No.
jumlah
Keterangan
Air Sanitasi
Air Proses
Air Umpan Boiler
Jumlah (kg/jam)
1996,83624
2791,8485
442,7362
5231,420982
0,05 723,0046 36,1502
0,1 723,0046 72,3005
1,2 723,0046 867,6055

68. APP D-7
= ft3
/detik
= gpm
Diasumsikan aliran turbulen ( NRe > 2100 ), maka :
(Pers. 15, Timmerhauss, hal. 496)
ID optimal =
ID optimal = × ×
=
Karena diameter pipa terlalu besar sehingga diambil:
Standarisasi ID = 2 in sch 40 ( Geankoplis, App. A.5 hal.892 )
Sehingga diperoleh :
OD = in = ft
ID = in = ft
A = ft
2
ft
3
/detik
ft
2
= ft/detik
= ft/jam
Cek jenis aliran fluida :
× ×
=
Karena NRe > 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen
Ditentukan bahan pipa adalah Carbon Steel
Sehingga diperoleh :
ε = 4,6 × 10
-5
m = ft ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
ε
D
f = ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
Direncanakan :
a. Panjang pipa lurus = ft
b. Elbow, 90° = buah
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
0,006
80
3
35
35
0,000150917
=
0,00015092
= 0,000876
0,1723
=
0,17225 2,2120 62,1581
0,000538
44018,0266
2,2120
7963,3465
NRe =
D × V × ρ
μ
0,02330
Laju aliran fluida (V) =
Q
A
=
0,0515
0,02330
1,756655 in
2,375 0,197917
2,067 0,17225
3,9 × Q
0,45
× ρ
0,13
3,9 0,0515 0,45
62,1581 0,13
0,0515
23,1330

69. APP D-8
= x 3 x
= ft
c. Gate valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 2 x
= ft
d. Globe valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 1 x
= ft
Dari tabel 2.10.1 Geankoplis hal 93 diperoleh:
Kf = 2 x =
Jadi, total panjang pipa :
= + + +
= ft
1. Friksi pada kontraksi
Kc = 0,55 x (1-(A2/A1))
(A2/A1 = 0 karena nilai A1 > A2 )
=
hc = Kc v
2
2 α.gc
= x
2 x 1 x
=
2. Friksi pada pipa lurus
= 4 f x v
2
x ∆L
2 α.gc. D
= 4 x x x
2 x 1 x x x
=
3. Friksi pada ekspansi
K ex = (1-(A2/A1))
2
= (1-0)
2
= 1
1
475
475
475 0,1723
81,8188
81,8188
257,41750
0,55
0,0418 lbf.ft/lbm
4,8931
32,1740
257,41750
32,1740 32,1740 0,1723
0,0848 lbf.ft/lbm
Ff
0,0060 4,8931
35
77,5125
4,5 9,00
ΔL 80 18,0863 77,5125
0,1723
18,0863
2
225
225
225 0,1723
0,55

70. APP D-9
h ex = kex. v
2
2 x α gc
= 1 x
2 x 1 x
=
4. Friksi ada Elbow 90⁰ = 3 buah
Kf = (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= x
2 x
=
5. Friksi pada Globe valve = 1 buah
Kf = 6 (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= 6 x
2 x
=
6. Friksi pada Gate valve = 2 buah
Kf = 2 (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= 2 x
2 x
=
sehingga:
Total friksi ƩF = Ff + hc + hex +hf
= + + +
=
Menentukan tenaga penggerak pompa :
Dari pers. 2.7-28, Geankoplis, hal. 64
0,0848 0,0418 0,0760416 0,93150944
1,1341 lbf.ft/lbm
0,75
3
3
0,75 4,8931
32,1740
0,171093571 lbf.ft/lbm
1
1
4,8931
32,1740
0,456249523 lbf.ft/lbm
2
2
4,8931
32,1740
4,8931
32,1740
0,076041587 lbf.ft/lbm
0,304166349 lbf.ft/lbm
= 0
2.α.gc gc ρ
ΔV
2
+
ΔZ
+
ΔP
+ ΣF + Ws

71. APP D-10
Direncanakan :
ΔZ = ft
ΔP = 0
Δv = ft/detik
α = 1 ( aliran turbulen )
2
2 × 1 ×
=
Menghitung daya pompa
× ×
= Hp
Untuk kapasitas (Q) = gpm
η pompa = (Geankoplis, fig 3.3-2 hal.136)
η motor = (Timmerhauss, fig. 14-38 hal. 521)
= Hp ≈ 1 Hp
» Spesifikasi Pompa
- Tipe : Centrifugal pump
- Daya pompa : Hp
- Bahan : Carbon Steel
- Suhu max : o
C
- Jumlah : buah
2. Bak Air Bersih ( F-212 )
Fungsi : Menampung air bersih untuk didistribusikan ke proses selanjutnya
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam = lb/jam
1
5231,4210 11533,1907
=
0,235
80%
0,293923
1
70
0,235 Hp
η pompa 0,50
80%
Daya motor =
BHP
η motor
BHP =
Wp
=
0,1176
=
0,0515 62,158
550
0,1176
23,13
50%
Wp =
(─Ws) × Q × ρ
550
=
2,4534
+ 1,1341
32,174 32,174 62,158
2,4534
=
2,2120
+
40
+
0
+
ΔP
+ ΣF
2.α.gc gc ρ
2,2120
─ Ws =
Δv
2
+
ΔZ
40

72. APP D-11
- densitas (ρ) air = lb/ft3
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
= m
3
/jam
Waktu tinggal = jam
Volume air = rate volumetrik × waktu tinggal
= m
3
/jam × jam
= m
3
Volume liquid = volume bak, sehingga :
m
3
= m
3
Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :
Panjang : Lebar : Tinggi = 5 x 3 x 2
Volume bak = 5 m × 3 m × 2 m
= m
3
Sehingga :
Volume bak = x3
m
3
= x
3
x = m
Jadi dimensi bak sedimentasi :
Panjang = 5 × m = ≈ m
Lebar = 3 × m = ≈ m
Tinggi = 2 × m = ≈ m
» Spesifikasi Bak Sedimentasi
- Bentuk : Persegi Panjang
- Panjang : m
- Lebar : m
- Tinggi : m
- Bahan : Beton Bertulang
- Jumlah : buah
1
1,7385 3,4769 4
9
6
4
1,7385 8,6923 9
1,7385 5,2154 6
157,6232
30
30
157,6232 30
1,7385
5,2541 24
126,0985
80%
Volume bak =
126,0985
80%
=
11533,19
62,1581
185,5460
5,2541
24
62,1581
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid

73. APP D-12
3. Pompa Air Bersih (L-213)
Fungsi : Memompakan air dari bak penampung air bersih untuk didistribusikan
menuju treatment air umpan boiler dan air proses (ke kation dan anion exchanger)
Type : Centrifugal Pump
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam
= lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
- viskositas (μ) = lb/ft.detik
= lb/ft.jam
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
= ft
3
/detik
= gpm
Diasumsikan aliran turbulen ( NRe > 2100 ), maka :
(Pers. 15, Timmerhauss, hal. 496)
ID optimal =
ID optimal = × ×
=
Karena diameter pipa terlalu besar sehingga diambil:
Standarisasi ID = 1 1/2in sch 40 ( Geankoplis, App. A.5 hal.892 )
Sehingga diperoleh :
OD = in = ft
ID = in = ft
A = ft
2
ft
3
/detik
ft2
= ft/detik
= ft/jam
1,936967
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
7130,9655
62,1581
114,7230
0,0319
14,3031
3,9 × Q
0,45
× ρ
0,13
3,9
3234,5847
7130,9655
62,1581
0,000538
0,0319 0,45
62,1581 0,13
1,4149 in
1,9 0,158333
1,610 0,134167
0,01414
Laju aliran fluida (V) =
Q
A
=
0,0319
0,01414
2,2537
8113,3645

74. APP D-13
Cek jenis aliran fluida :
× ×
=
Karena NRe > 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen
Ditentukan bahan pipa adalah Carbon Steel
Sehingga diperoleh :
ε = 4,6 × 10
-5
m = ft ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
ε
D
f = ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
Direncanakan :
a. Panjang pipa lurus = ft
b. Elbow, 90° = buah
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 3 x
= ft
c. Gate valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 2 x
= ft
d. Globe valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 1 x
= ft
Dari tabel 2.10.1 hal 93 diperoleh:
Kf = 2 x =
Jadi, total panjang pipa :
= + + +
= ft
1. Friksi pada kontraksi
Kc = 0,55 x (1-(A2/A1))
35 0,1342
14,0875
2
225
225
225 0,1342
60,3750
=
0,00015092
= 0,001125
0,1342
0,006
240
3
35
35
NRe =
D × V × ρ
μ
=
0,134167 2,2537 62,1581
0,000538
34931,8304
0,000150917
1
475
475
475 0,1342
63,7292
4,5 9,00
ΔL 240 14,0875 60,3750 63,7292
378,19167

75. APP D-14
(A2/A1 = 0 karena nilai A1 > A2 )
=
hc = Kc v
2
2 α.gc
= x
2 x 1 x
=
2. Friksi pada pipa lurus
= 4 f x v
2
x ∆L
2 α.gc. D
= 4 x x x
2 x 1 x x x
=
3. Friksi pada ekspansi
K ex = (1-(A2/A1))
2
= (1-0)
2
= 1
h ex = kex. v
2
2 x α gc
= 1 x
2 x 1 x
=
4. Friksi ada Elbow 90⁰ = 3 buah
Kf = (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= x
2 x
=
5. Friksi pada Globe valve = 1 buah
Kf = 6 (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= 6 x
2 x
0,55
0,55 5,0792
0,1342
0,1660 lbf.ft/lbm
5,0792
32,1740
0,078933602 lbf.ft/lbm
0,75
3
3
0,75 5,0792
32,1740
0,177600605
1
1
5,0792
32,1740
32,1740
0,0434 lbf.ft/lbm
Ff
0,0060 5,0792 378,19167
32,1740 32,1740
lbf.ft/lbm

76. APP D-15
=
6. Friksi pada Gate valve = 2 buah
Kf = 2 (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= 2 x
2 x
=
sehingga:
Total friksi ƩF = Ff + hc + hex +hf
= + + +
=
Menentukan tenaga penggerak pompa :
Dari pers. 2.7-28, Geankoplis, hal. 64
Direncanakan :
ΔZ = ft
ΔP = 0
Δv = ft/detik
α = 1 ( aliran turbulen )
2
2 × 1 ×
=
Menghitung daya pompa
× ×
= Hp
Untuk kapasitas (Q) = gpm
η pompa = (Geankoplis, fig. 3.3-2, hal. 136)
0,315734409 lbf.ft/lbm
0,1660 0,0434 0,0789336 0,96693663
1,2553 lbf.ft/lbm
ΔV
2
+
ΔZ
+
ΔP
+ ΣF + Ws = 0
2.α.gc gc ρ
+
0
+ 1,2553
32,174 32,174 62,158
2,5774
Wp
─ Ws =
Δv
2
+ +
ΔP
0,473601614 lbf.ft/lbm
2
2
5,0792
32,1740
40
=
2,5774 0,0319
=
(─Ws) × Q × ρ
550
+ ΣF
62,158
550
0,1178
14,30
30%
BHP =
0,1178
=
ΔZ
=
2,2537
+
40
2,2537
Wp
= 0,393 Hp
η pompa 0,30
2.α.gc gc ρ

77. APP D-16
η motor = (Timmerhauss, fig. 14-38 hal. 521)
= Hp ≈ 1 Hp
» Spesifikasi Pompa
- Tipe : Centrifugal pump
- Daya pompa : Hp
- Bahan : Carbon Steel
- Suhu max : o
C
- Jumlah : buah
4. Kation Exchanger (D-210A)
Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif yang dapat menyebabkan kesadahan air.
Resin : H2Z
dimana kapasitas tukar kation/anion total exchange capacity (TEC):
Kation : lb/ft
3
(Pure water care, 2014)
Asumsi kesadahan TDS
Total kation & anion: mg/L = lb/ft
3
Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam = lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
= L/s
= gpm
Penentuan kapasitas resin:
(Pure water care, 2014)
VP = Q.t
114,7230
0,9024
204,9543
VR =
Q.t.TDS.15,45
TEC.35,34.η
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
7130,97
62,1581
133 0,0083
3234,6
0,490662
1
70
1
80%
80%
Daya motor =
BHP
η motor
0,393
=
7131,0
62,1581
88,2

78. APP D-17
Volume kation
x x
x
= ft
3
= L
Volume resin kation:
Diambil volume resin VR kation
= L (Untuk lama waktu siklus 1 jam)
Sehingga untuk lama waktu siklus 1 tahun dibutuh resin sebanyak:
VR = L x jam x hari
= L
Direncanakan:
- Tangki berbentuk silinder
- kecepatan air = gpm/ft
2
- tinggi bed = m = ft
- Tinggi tangki = diameter
= ft
2
Volume bed = Luas . Tinggi bed
= x
= ft
3
= m
3
/
= ft
Direncanakan H/D =
H = x
= ft
Volume tangki = H x A
= 51 x
= ft
3
51
896,55
Diameter bed =
A
π/4
=
897
3,14 4
=
204,9543
3
68,3181
68,3181 13,12
25,388
68,318
3463,219
7200
3
4
1,5
Luas penampang tangki =
rate volumetrik
kecepatan air
1
1 24 300
13,1232
33,795
1,5
1,5 33,7950
90%
0,0052 0,1486
VR =
VP.TDS.0,4372
TEC.η
VR =
114,72 0,008303 0,4372
88,2

79. APP D-18
» Spesifikasi kation exchanger
- Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
- Diameter : ft
- Tinggi : ft
2
- Jumlah : buah
5. Anion Exchanger (D-210B)
Fungsi : Menghilangkan ion-ion negatif yang dapat menyebabkan kesadahan air.
Resin : Deacidite
dimana kapasitas tukar kation/anion total exchange capacity (TEC):
Anion : lb/ft
3
(Pure water care, 2014)
Asumsi kesadahan TDS
Total kation & anion: mg/L = lb/ft
3
Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam = lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft
3
= ft3
/jam
= L/s
= gpm
Penentuan kapasitas resin:
(Pure water care, 2014)
VP = Q.t
Volume anion
x x
x
= ft
3
= L
Volume resin anion:
Diambil volume resin VR anion
= L (Untuk lama waktu siklus 1 jam)
VR =
114,72 0,008303 0,4372
48,3 90%
0,0096 0,2713
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
7130,97
62,1581
114,7230
0,9024
204,9543
VR =
Q.t.TDS.15,45
TEC.35,34.η
VR =
VP.TDS.0,4372
TEC.η
51
1
48,3
133 0,0083
3234,6
1
7131,0
62,1581
33,795

80. APP D-19
Sehingga untuk lama waktu siklus 1 tahun dibutuh resin sebanyak:
VR = L x jam x hari
= L
Direncanakan:
- Tangki berbentuk silinder
- kecepatan air = gpm/ft
2
- tinggi bed = m = ft
- Tinggi tangki = diameter
= ft
2
Volume bed = Luas . Tinggi bed
= x
= ft
3
= m
3
/
= ft
Direncanakan H/D =
H = x
= ft
Volume tangki = H x A
= 14 x
= ft
3
» Spesifikasi kation exchanger
- Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
- Diameter : ft
- Tinggi : ft
2
- Jumlah : buah
6. Bak Air Lunak ( F-214 )
Fungsi : Menampung air bersih untuk didistribusikan air proses dan air umpan Boiler
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam
= lb/jam
68,3181 13,12
896,55 25,388
Diameter bed =
A
π/4
=
68,3181
3,14 4
9,329
1,5
1,5 9,3290
1 24 300
7200
3
4 13,1232
1,5
Luas penampang tangki =
rate volumetrik
kecepatan air
3234,5847
7130,9655
=
204,9543
3
68,3181
14
68,318
956,0048
9,329
14
1

81. APP D-20
- densitas (ρ) air = lb/ft3
Pehitungan:
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
= m
3
/jam
Waktu tinggal = jam
Volume air = rate volumetrik × waktu tinggal
= m
3
/jam × jam
= m
3
Volume liquid = volume bak, sehingga :
m
3
= m
3
Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :
Panjang : Lebar : Tinggi = 5 x 3 x 2
Volume bak = 5 m × 3 m × 2 m
= m
3
Sehingga :
Volume bak = x3
m
3
= x
3
x = m
Jadi dimensi bak sedimentasi :
Panjang = 5 × m = ≈ m
Lebar = 3 × m = ≈ m
Tinggi = 2 × m = ≈ m
» Spesifikasi Bak
- Bentuk : Persegi Panjang
- Panjang : m
- Lebar : m
- Tinggi : m
- Bahan : Beton Bertulang
- Jumlah : buah
28,4253 30
0,9822
0,9822 4,9109 5
0,9822 2,9466 3
0,9822 1,9644 2
62,1581
30
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
7130,97
62,1581
114,7230
3,2486
7
3,2486 7
22,7403
80%
Volume bak =
22,7403
80%
28,4253
30
5
3
2
1

82. APP D-21
7. Pompa Air Lunak (L-215)
Fungsi : Memompakan air dari bak air lunak untuk didistribusikan menuju ke
ke Deaerator yang akan di treatment sebagai air umpan Boiler
Type : Centrifugal Pump
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam
= lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
- viskositas (μ) = lb/ft.detik
Pehitungan:
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
= ft
3
/detik
= gpm
Diasumsikan aliran turbulen ( NRe > 2100 ), maka :
(Pers. 15, Timmerhauss, hal. 496)
ID optimal =
ID optimal = × ×
=
Karena diameter pipa terlalu besar sehingga diambil:
Standarisasi ID = 3/4 in sch 40 ( Geankoplis, App. A.5 hal.892 )
Sehingga diperoleh :
OD = in = ft
ID = in = ft
A = ft
2
ft
3
/detik
ft
2
= ft/detik
= ft/jam
Cek jenis aliran fluida :
62,1581
15,7028
0,0044
1,9578
3,9 × Q
0,45
× ρ
0,13
3,9 0,0044 0,45
Laju aliran fluida (V) =
Q
A
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
976,0562
62,1581
0,000538
442,7362
976,0562
62,1581
0,13
0,578193 in
1,05 0,0875
0,824 0,068667
0,00371
=
0,0044
0,00371
1,1757
4232,5587
NRe =
D × V × ρ
μ

83. APP D-22
× ×
=
Karena NRe > 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen
Ditentukan bahan pipa adalah Carbon Steel
Sehingga diperoleh :
ε = 4,6 × 10
-5
m = ft ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
ε
D
f = ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
Direncanakan :
a. Panjang pipa lurus = ft
b. Elbow, 90° = buah
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 2 x
= ft
c. Gate valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 2 x
= ft
d. Globe valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 1 x
= ft
Dari tabel 2.10.1 Geankoplis hal 93 diperoleh:
Kf = 2 x =
Jadi, total panjang pipa :
= + + +
= ft
1. Friksi pada kontraksi
Kc = 0,55 x (1-(A2/A1))
(A2/A1 = 0 karena nilai A1 > A2 )
=
=
0,068667 1,1757 62,1581
0,008
0,55
0,000538
9326,6286
0,000150917
=
0,00015092
= 0,002198
0,0687
100
2
35
35
35 0,0687
4,8067
2
225
225
225 0,0687
30,9000
1
475
475
475 0,0687
32,6167
4,5 9,00
ΔL 100 4,8067 30,9000 32,6167
168,32333

84. APP D-23
hc = Kc v
2
2 α.gc
= x
2 x 1 x
=
2. Friksi pada pipa lurus
= 4 f x v
2
x ∆L
2 α.gc. D
= 4 x x x
2 x 1 x x x
=
3. Friksi pada ekspansi
K ex = (1-(A2/A1))2
= (1-0)
2
= 1
h ex = kex. v
2
2 x α gc
= 1 x
2 x 1 x
=
4. Friksi ada Elbow 90⁰ = 2 buah
Kf = (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= x
2 x
=
5. Friksi pada Globe valve = 1 buah
Kf = 6 (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= 6 x
2 x
=
0,55
32,1740
0,0118 lbf.ft/lbm
Ff
0,0080 1,3823 168,32333
32,1740 32,1740 0,0687
0,0524 lbf.ft/lbm
1,3823
32,1740
0,0215 lbf.ft/lbm
0,75
2
2
0,75 1,3823
32,1740
0,032222349 lbf.ft/lbm
1
1
1,3823
32,1740
0,128889395 lbf.ft/lbm
1,3823

85. APP D-24
6. Friksi pada Gate valve = 2 buah
Kf = 2 (Tabel 2.10-2, Geankoplis, hal 94)
hf = Kf x v
2
2 gc
= 2 x
2 x
=
sehingga:
Total friksi ƩF = Ff + hc + hex +hf
= + + +
=
Menentukan tenaga penggerak pompa :
Dari pers. 2.7-28, Geankoplis, hal. 64
Direncanakan :
ΔZ = ft
ΔP = 0
Δv = ft/detik
α = 1 ( aliran turbulen )
2
2 × 1 ×
=
Menghitung daya pompa
× ×
= Hp
Untuk kapasitas (Q) = gpm
η pompa = (Geankoplis, fig. 3-3.2 hal. 136)
η motor = (Timmerhauss, fig. 14-38 hal. 521)
80%
0,3327 lbf.ft/lbm
1,1757
─ Ws =
Δv
2
+
ΔZ
+
ΔP
+ ΣF
1,5974
0,08
1,96
0,1159
2
2
1,3823
32,1740
0,085926263 lbf.ft/lbm
0,0524 0,0118 0,0214816 0,24703801
ΔV
2
+
ΔZ
+
ΔP
+ ΣF + Ws = 0
2.α.gc gc ρ
40
550
2.α.gc gc ρ
=
1,1757
+
40
+
0
+ 0,3327
32,174 32,174 62,158
8%
BHP =
Wp
=
0,1159
= 1,449 Hp
η pompa
Wp =
(─Ws) × Q × ρ
550
=
1,5974 0,0044 62,158

86. APP D-25
= Hp ≈ 2 Hp
» Spesifikasi Pompa
- Tipe : Centrifugal pump
- Daya pompa : Hp
- Bahan : Carbon Steel
- Suhu max : o
C
- Jumlah : buah
8. Tangki Dearator ( F-216 )
Fungsi : Menghilangkan gas impuritis dalam air umpan boiler dengan injeksi steam
Tipe : Silinder Horizontal
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam
= lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft
3
= ft
3
/jam
= m
3
/jam
Waktu tinggal = 6 jam
Volume air = rate volumetrik × waktu tinggal
= m
3
/jam × 6 jam
= m
3
Direncanakan volume liquid volume tangki, sehingga :
m
3
Menentukan dimensi tangki
Diasumsikan Ls = Di
Volume tangki = 1/4 x π x Di
2
x Ls
= x x Di
2
x Di
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
976,0562
62,1581
3,3349 3,14
0,25
0,4447
Volume tangki =
2,6679
Daya motor =
BHP
1,5 sehingga:
η motor
=
1,449
80%
1,811361
1
2
70
442,7362
976,0562
62,1581
= 3,3349 m
3
0,8
15,7028
1,5
0,4447
2,6679
80%

87. APP D-26
=
= m = ft
Jadi,
Tinggi tangki (Ls) = x
= ft
Menentukan tinggi tutup (h):
h = x Di
= x
= ft
Sehingga, total tinggi tangki = Ls + 2 h
= + 2 x
= ft
» Spesifikasi Tangki dearator
- Bentuk : Siliner horizontal, tutup standart dished
- Tinggi : ft
- Di : ft
- Bahan : Carbon steel SA 240 grade M type 316
- Jumlah : buah
9. Pompa Air Umpan Boiler ke Boiler (L-217)
Fungsi : Memompakan air umpan boiler ke boiler
Type : Centrifugal Pump
Dasar perencanaan :
- rate aliran = kg/jam
= lb/jam
- densitas (ρ) air = lb/ft
3
- viskositas (μ) = lb/ft.detik
= lb/ft.jam
Perhitungan :
lb/jam
lb/ft3
= ft3
/jam
= ft
3
/detik
= gpm
Rate volumetrik (Q) =
rate liquid
ρ liquid
=
976,0562
62,1581
15,7028
0,0044
1,9578
1,936967
442,7362
976,0562
62,1581
0,000538
3,34831
1,76972
1
Di
3
0,156925
Di 0,539384
2,654576
0,196 1,76972
0,346865
2,654576 0,3469
3,348305
0,196
1,7697173
1,5 1,76972

88. APP D-27
Diasumsikan aliran turbulen ( NRe > 2100 ), maka :
(Pers. 15, Timmerhauss, hal. 496)
ID optimal =
ID optimal = × ×
=
Karena diameter pipa terlalu besar sehingga diambil:
Standarisasi ID = 3/4 in sch 40 ( Geankoplis, App. A.5 hal.892 )
Sehingga diperoleh :
OD = in = ft
ID = in = ft
A = ft
2
ft
3
/detik
ft
2
= ft/detik
= ft/jam
Cek jenis aliran fluida :
× ×
=
Karena NRe > 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen
Ditentukan bahan pipa adalah Carbon Steel
Sehingga diperoleh :
ε = 4,6 × 10
-5
m = ft ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
ε
D
f = ( Geankoplis, fig. 2.10-3 hal. 88 )
Direncanakan :
a. Panjang pipa lurus = ft
b. Elbow, 90° = buah
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 1 x
= ft
3,9 × Q0,45
× ρ0,13
3,9 0,0044 0,45
4232,5587
1,1757 62,1581
0,000538
35 0,0687
NRe =
D × V × ρ
μ
=
0,068667
62,1581 0,13
0,578193 in
1,05 0,0875
0,824 0,068667
0,00371
Laju aliran fluida (V) =
Q
A
=
0,0044
0,00371
1,1757
9326,6286
0,000150917
=
0,00015092
= 0,002198
0,0687
0,008
2,4033
80
1
35
35

89. APP D-28
c. Gate valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 2 x
= ft
d. Globe valve = buah (half open)
Le/D = (Tabel 2.10-1, Geankoplis, hal. 93)
L elbow = ID
= x 1 x
= ft
Dari tabel 2.10.1 Geankoplis hal 93 diperoleh:
Kf = 2 x =
Jadi, total panjang pipa :
= + + +
= ft
1. Friksi pada kontraksi
Kc = 0,55 x (1-(A2/A1))
(A2/A1 = 0 karena nilai A1 > A2 )
=
hc = Kc v
2
2 α.gc
= x
2 x 1 x
=
2. Friksi pada pipa lurus
= 4 f x v
2
x ∆L
2 α.gc. D
= 4 x x x
2 x 1 x x
=
3. Friksi pada ekspansi
K ex = (1-(A2/A1))2
= (1-0)
2
= 1
h ex = kex. v
2
2 x α gc
80 2,4033 30,9000 32,6167
2
225
225
145,92000
0,55
0,55 1,3823
32,1740
0,0118 lbf.ft/lbm
Ff
0,0080 1,3823 145,92000
32,1740
1,4608 lbf.ft/lbm
0,0687
225 0,0687
30,9000
1
475
475
475 0,0687
32,6167
4,5 9,00
ΔL