32Kelompok 21/S. Genap/2013-2014LEMBAR PERHITUNGAN NERACA MASSA

Nama AlatMethanol Synthesis ReactorKode Alat

FungsiProduksi methanol dari gas CO dan H2R-104

Jenis : Reaktor fixed bed multitubular (catalist multi fixed bed) dengan aliran gas di dalam pipa dan pendingin di dalam shel

Bahan konstruksi : 1. Tube : Carbon steel SA 333 grade C

2. Shell & head : Carbon steel SA 285 grade C

Allowable stress, F : 13750 psia (Brownell & Young, Tabel 13.1)

Efisiensi sambungan , E : 80%

Faktor korosi : 0,125 in

Umur alat 10 tahun

Data desain :

Temperatur = 177 oC = 450 K

Tekanan = 51 atm

Diameter katalis = 0,185 in

Densitas katalis = 1120 Kg/m3Reaksi :

CO + 2H2 CH3Q = 13758.89 Kg/hr = 7820.141 Kmol/hr

Menghitung volume katalis dan volume reaktor

SV = FV/VR

Konversi = 97% , SV = 300 jam -1

SV = 300 V1 = 22.4 L/gmol, maka pada T2 = 450 K dan P2 = 38760 mmHg

V2 = = = 0.72398 m3 / KmolKecepatan CO masuk = F2 = 817053.22 mol/jam = 817.053 Kmol/jam

VR2 = 1.971772 m3Jadi, volume katalisator yang diperlukan (VR) = 1.9717 m3Volume reaktor = 0.36 (Fogler, hal 155)(1-) = Vkatalis / Vreaktor Direncanakan akan dibuat 2 buah reaktor, sehingga :

Vreaktor = 1.9717/(1-0.36)

= 3.0807 m3Vreaktor1 = 1.540447 m3

Vreaktor2 = 1.540447 m3untuk faktor keamanan, volume reaktor dilebihkan 20%

VReaktor = 1.540447 m3 x 1.2

= 1.848536 m3

VKayalis = 0.985886 x 1.2 = 1.183063 m3

Berat katalisator

W = Vreaktor x = 3.69684 m3 x 1546 Kg/m3 = 5715.314 Kg

Penentuan jumlah tube

Jenis katalis : CuO 25%wt ZnSI2O2Diameter katalis = 0.1875 in

Katalisator = 1120 Kg/m3Dk/Dp = 0.15

Dp = 0.1875/0.15

= 1.25 inmaka digunakan ukuran tube :

OD = 1.5 in = 0.0381 m

BWG = 11

ID = 1.26 in = 0.032 m

L = 16 ft = 4.8768 m

Volume satu tube = /4 D2L

= /4 x (0.032)2 x 4.8768

= 0.0039 m3Jumlah tube, N = Vtotal/Vtube

= 1.18485 m3/0.0039

= 471

Vkatalis satu tube = Vkatalis/Jumlah tube

= 2.36604/471

= 0.0025 m3Tebal tube

Dihitung dengan pers. 13.1 Brownell and Young sehingga :

Material yang dipakai : Carbon steel SA 333 grade C

f = 13750

+ C

+ 0.125

= 0.2171

Diambil tebal standar in

= 0.5 x (0.0572)2 x Sin 60

= 0.0014 m2Susunan tube

Bentuk susunan tube dalam shell adalah triangular pitch

C = 0.5 x OD = 0.5 X 0.0381 = 0.0191 m

PI = OD + C = 0.0381 + 0.0191 = 0.0572 m

Luas segitiga ABC = 0.5 PI2 Sin 60

Diameter shell

ID Shell = = = 0.18508 m = 7.286 in

Tebal dinding shell

Bahan yang digunakan : Carbon steel SA 285 grade C

f = 13750psi (Brownell and Young, tabel 13.1)

sambungan = double welded butt joint, E-0.8

faktor korosi = 1/8 in

= 0.438 in

Dipilih tebal shell standar in

Tebal head

Dipilih head berbentuk terispherical dengan bahan dari carbon steel SA-285 grade C

Diambil tebal standar 5/16 in

Tinggi dead

Lh = x ID

= X 0.18508

= 0.04627

Blank diameter dead

Dihitung dengan persamaan 5.12 Brownell and Young

Diameter = OD = ID + 2t head

= 7.2865 + 2 x 0.3125

= 7.911593 in

icr = 6% x OD

= 6% X 7.911593

= 0.4746 inDa = = = 13.24133 in

Tinggi reaktor total (Lt)

Lt = panjang tube + (2 x Lh)

= 1.2 x 4.8768 + (2 x 0.0462)

= 5.9447 m

B

PI

D

C

A

By:CheckedApproved

Rendy HidayatEnang NovilyaHade Karimata

Tafrikhatul Walidah

Prarancangan Pabrik Metanol dari Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Kapasitas 200.000 ton/tahun

_1445312579.vsd