AMRI SUTEJA

Transkripsi

1 PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN VINIL ASETAT DARI ETILENA, ASAM ASETAT DAN OKSIGEN DENGAN KAPASITAS TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : AMRI SUTEJA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2 009.

3 KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan anugerah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat Dari Etilena, Asam Asetat dan Oksigen Dengan Kapasitas Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana. Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. Hamidah Harahap, MSc sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.. Bapak M. Hendra S Ginting, ST MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU. 4. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia FT USU. 5. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia. 7. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 8. Teman seperjuangan Fahmi Arief Nasution sebagai partner penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 9. Teman-teman 04 dan Adik-adik junior stambuk 05, 06, 07, dan Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 009.

4 Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, 7 Mei 009 Penulis, Amri Suteja

5 INTISARI Vinil asetat diperoleh melalui reaksi fasa gas antara etilena, asam asetat dan oksigen dengan bantuan suatu katalis Pd-Au di dalam reaktor packed bed pada temperatur dan tekanan yang tidak terlalu tinggi. Pabrik pembuatan stirena ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas ton/tahun dengan masa kerja 0 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Panca Puri di Jln. Raya Anyer Km. 1 Desa Ciwandan, Kotamadya Cilegon, Propinsi Banten, dengan luas areal 9500 m. Tenaga kerja yang dibutuhkan 10 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf. Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan vinil asetat ini adalah sebagai berikut: Modal Investasi : Rp ,- Biaya Produksi : Rp ,- Hasil Penjualan : Rp ,- Laba Bersih : Rp ,- Profit Margin : 5,61% Break Even Point : 46,67% Return on Investment : 0,0 % Return on Network :,7 % Pay Out Time : 4,99 tahun Internal Rate of Return :,06% Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pembuatan Vinil Asetat dari Etilena, Asam Asetat dan Oksigen ini layak untuk didirikan. 009.

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i INTISARI... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... BAB I PENDAHULUAN... I Latar Belakang... I-1 1. Perumusan masalah... I- 1. Tujuan Perancangan Pabrik... I- 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik... I- BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1.1 Etilena... II-1. Asam Asetat... II-1. Oksigen... II-..1 Peranan Oksigen dalam Oksidasi Petrokimia... II-.. Keuntungan Menggunakan Oksigen... II-.. Beberapa Produk Oksidasi Petrokimia... II-.4 Vinil Asetat Monomer (VAM)... II-.5 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk... II Sifat-sifat Bahan Baku... II Sifat-sifat Produk... II-.6 Proses Pembuatan Vinil Asetat... II-7.7 Deskripsi Proses... II-10 BAB III NERACA MASSA... III-1.1 Mixing Point I... III-1. Mixing Point II... III-1. Tangki Pencampur I (V-101)... III-.4 Reaktor (R-101)... III-.5 Knock Out Drum (KO-101)... III-.6 Tangki Pencampur II (V-0)... III-.7 Kolom Destilasi (T-01)... III- 009.

7 .8 Kondensor (E-0)... III-4.9 Reboiler (E-04)... III-4.10 Akumulator (V-0)... III-4.11 Splitter (SP-01)... III-5.1 Dekanter (D-01)... III-5.1 Splitter (SP-0)... III-6.14 Splitter (SP-0)... III-6 BAB IV NERACA ENERGI... IV Vaporizer 1 (E-101)... IV-1 4. Vaporizer (E-10)... IV-1 4. Vaporizer (E-10)... IV Heater 1 (E-104)... IV- 4.5 Reaktor (R-101)... IV- 4.6 Cooler 1 (E-01)... IV- 4.7 Heater (E-0)... IV- 4.8 Destilasi (T-01)... IV Kondensor (E-0)... IV Reboiler (E-04)... IV- 4.9 Cooler (E-05)... IV- BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V Tangki Penyimpanan Etilena (TK-101)... V-1 5. Tangki Penyimpanan Oksigen (TK-10)... V-1 5. Tangki Penyimpanan Asam Asetat (TK-10)... V- 5.4 Tangki Penyimpanan Vinil Asetat (TK-01)... V- 5.5 Tangki Pencampur I (V-101)... V- 5.6 Tangki Pencampur II (V-01)... V Akumulator (V-0)... V Kompresor I (C-101)... V Kompresor II (10)... V Kompresor III (C-01)... V Ekspander (JE-01)... V Blower (JB-01)... V

8 5.1 Knock Out Drum (KO-01)... V Dekanter (D-01)... V Reaktor (R-101)... V Kolom Destilasi (T-101)... V Vaporizer 1 (E-101)... V Vaporizer (E-10)... V Vaporizer (E-10)... V Heater 1 (E-104)... V Cooler 1 (E-01)... V Heater (E-0)... V Kondensor (E-0)... V Reboiler (E-04)... V Cooler (05)... V Pompa Etilena (P-101)... V Pompa Oksigen (P-10)... V Pompa Asam Asetat (P-10)... V Pompa Asam Asetat (P-104)... V Pompa Recycle Asam Asetat (P-105)... V Pompa V-01 (P-01)... V Pompa Reboiler (P0)... V Pompa Refluks Distilat (P-0)... V Pompa Destilat (P-04)... V Pompa Dekanter (P-05)... V Pompa Recycle... V-16 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI Instrumentasi... VI-1 6. Keselamatan Kerja... VI-8 BAB VII UTILITAS... VII Kebutuhan Uap (Steam)... VII-1 7. Kebutuhan Air... VII Screening... VII Koagulasi dan Flokulasi... VII

9 7.. Filtrasi... VII Demineralisasi... VII Deaerator... VII Kebutuhan Listrik... VII Kebutuhan Bahan Bakar... VII Unit Pengolahan Limbah... VII Bak Penampungan (BP)... VII Bak Ekualisasi (BE)... VII Bak Pengendapan... VII Bak Netralisasi... VII Pengolahan limbah dengan sistem Activated Sludge... VII Tangki Sedimentasi... VII Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII- BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII Lokasi Pabrik... VIII-1 8. Tata Letak Pabrik... VIII- 8. Perincian Luas Tanah... VIII-5 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX Organisasi Perusahaan... IX-1 9. Manajemen Perusahaan... IX- 9. Bentuk Hukum dan Badan Usaha... IX Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... IX Sistem Kerja... IX Jumlah Karyawan dan tingkat Pendidikan... IX Sistem Penggajian... IX Fasilitas Tenaga Kerja... IX-1 BAB X ANALISA EKONOMI... X Modal Investasi... X Biaya Produksi Total (BPT)/ Total Cost (TC)... X Total Penjualan (Total Sales)... X Bonus Perusahaan... X Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X

10 10.6 Analisa Aspek Ekonomi... X-5 BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN A... LA-1 LAMPIRAN B... LB-1 LAMPIRAN C... LC-1 LAMPIRAN D... LD-1 LAMPIRAN E... LE

11 DAFTAR TABEL Tabel.1 Tabel. Tabel. Tabel.4 Tabel.5 Tabel.6 Tabel.7 Tabel.8 Tabel.9 Tabel.10 Tabel.11 Tabel.1 Tabel.1 Tabel.14 Tabel 4.1 Tabel 4. Tabel 4. Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 6.1 Tabel 7.1 Tabel 7. Tabel 7. Hal Neraca Massa pada Mixing Point I (M-101)...III-1 Neraca Massa pada Mixing Point II (M-10)...III-1 Neraca Massa pada Tangki Pencampur I (V-101)...III- Neraca Massa pada Reaktor (R-101)...III- Neraca Massa pada Knock Out Drum (KO-01)...III- Neraca Massa pada Tangki Pencampur II (V-01)...III- Neraca Massa pada Kolom Destilasi (T-01)...III- Neraca Massa pada Kondensor (E-0)...III-4 Neraca Massa pada Reboiler (E-04)...III-4 Neraca Massa pada Akumulator (V-0)...III-4 Neraca Massa pada Splitter I (SP-01)...III-5 Neraca Massa pada Dekanter (D-01)...III-5 Neraca Massa pada Splitter II (SP-0)...III-6 Neraca Massa pada Splitter III (SP-0)...III-6 Neraca Energi pada Vaporizer 1 (E-101)... IV-1 Neraca Energi pada Vaporizer (E-10)... IV-1 Neraca Energi pada Vaporizer (E-10)... IV-1 Neraca Energi pada Heater 1 (E-104)... IV- Neraca Energi pada Reaktor (R-101)... IV- Neraca Energi pada Cooler 1 (E-01)... IV- Neraca Energi pada Heater (E-0)... IV- Neraca Energi pada Kondensor (E-0)... IV- Neraca Energi pada Reboiler (E-04)... IV- Neraca Energi pada Cooler (E-05)... IV- Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Vinil Asetat dari Etilena, Asam Asetat dan Oksigen... VI-7 Kebutuhan Uap pada 00 o C, 476 kpa... VII-1 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat... VII- Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan... VII

12 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Cidanau... VII-4 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik... VII-1 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah... VIII-5 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift... IX-9 Tabel 9. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya... IX-10 Tabel 9. Perincian Gaji Karyawan... IX-11 Tabel LA.1 Neraca Massa Kolom Splitter II (SP-0)... LA- Tabel LA. Neraca Massa Dekanter (D-01)... LA-6 Tabel LA. Neraca Massa Kolom Destilasi (T-01)... LA-9 Tabel LA.4 Neraca Massa Splitter I (SP-01)... LA-11 Tabel LA.5 Neraca Massa Akumulator (V-0)... LA-1 Tabel LA.6 Neraca Massa Kondensor (E-0)... LA-1 Tabel LA.7 Neraca Massa Reboiler (E-04)... LA-16 Tabel LA.8 Neraca Massa Tangki Pencampur II (V-01)... LA-18 Tabel LA.9 Neraca Massa Knock Out Drum (KO-01)... LA- Tabel LA.10 Neraca Massa Reaktor (R-101)... LA-5 Tabel LA.11 Neraca Massa Splitter III (SP-0)... LA-8 Tabel LA.1 Neraca Massa Tangki Pencampur II (V-101)... LA-0 Tabel LA.1 Neraca Massa Mixing Point I (M-101)... LA-1 Tabel LA.14 Neraca Massa Mixing Point II (M-10)... LA- Tabel LB.1 Kapasitas Panas Cair... LB-1 Tabel LB. Panas Laten... LB-1 Tabel LB. Kapasitas Panas Gas... LB-1 Tabel LB.4 Panas Reaksi Pembentukan Fasa Gas... LB- Tabel LB.5 Tekanan Uap Antoine... LB- Tabel LB.6 Neraca Energi pada Vaporizer 1 (E-101)... LB-5 Tabel LB.7 Panas Masuk Vaporrizer (E-10)... LB-6 Tabel LB.8 Panas Keluar Vaporrizer (E-10)... LB-6 Tabel LB.9 Neraca Energi pada Vaporizer (E-10)... LB-7 Tabel LB.10 Panas Masuk Vaporrizer (E-10)... LB-8 Tabel LB.11 Panas Keluar Vaporrizer (E-10)... LB-9 Tabel LB.1 Neraca Energi pada Vaporizer (E-10)... LB

13 Tabel LB.1 Panas Masuk Heater 1 (E-104)...LB-11 Tabel LB.14 Panas Keluar Heater 1 (E-104)...LB-11 Tabel LB.15 Neraca Energi pada Heater 1 (E-104)...LB-1 Tabel LB.16 Panas Keluar Reaktor (R-101)...LB-1 Tabel LB.17 Neraca Energi pada Reaktor (R-101)...LB-15 Tabel LB.18 Panas Keluar Cooler 1 (E-01)...LB-16 Tabel LB.19 Neraca Energi pada Cooler 1 (E-01)...LB-17 Tabel LB.0 Panas Masuk Heater (E-0)...LB-18 Tabel LB.1 Neraca Energi pada Heater (E-0)...LB-19 Tabel LB. Data Perhitungan Dew Point...LB-0 Tabel LB. Panas Masuk Kondensor (E-0)...LB-1 Tabel LB.4 Panas Keluar Kondensor (E-0)...LB-1 Tabel LB.5 Neraca Energi pada Kondensor (E-0)...LB- Tabel LB.6 Data Perhitungan Suhu Operasi Reboiler...LB- Tabel LB.7 Panas Masuk Reboiler (E-04)...LB- Tabel LB.8 Panas Keluar Reboiler pada Alur 0...LB-4 Tabel LB.9 Panas Keluar Reboiler pada Alur 1...LB-4 Tabel LB.0 Neraca Energi pada Reboiler (E-04)...LB-5 Tabel LB.1 Panas Masuk Cooler (E-05)...LB-6 Tabel LB. Panas Keluar Cooler (E-05)...LB-6 Tabel LB. Neraca Energi pada Cooler (E-05)...LB-7 Tabel LC.1 Data pada Alur 4...LC-10 Tabel LC. Data pada Tangki Pencampur I (V-101)...LC-14 Tabel LC. Data pada Tangki Pencampur II (V-01)...LC-17 Tabel LC.4 Data pada Akumulator (V-0)...LC-0 Tabel LC.5 Komposisi Gas Pada Knock Out Drum...LC-9 Tabel LC.6 Komposisi Bahan pada Alur Vd Kolom Destilasi T 01...LC-40 Tabel LC.7 Komposisi Bahan pada Alur Lb Kolom Destilasi T 01...LC-41 Tabel LC.8 Data pada Alur 6... LC-11 Tabel LC.9 Data pada Alur 0... LC-115 Tabel LC.10 Data pada Alur 1... LC-118 Tabel LC.11 Data pada Alur 8... LC

14 Tabel LC.1 Data pada Alur 7... LC-14 Tabel LC.1 Data pada Alur 6... LC-16 Tabel LC.14 Data pada Alur... LC-19 Tabel LC.15 Data pada Alur 5... LC-1 Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin LD-9 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya... LE-1 Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift... LE- Tabel LE. Estimasi Harga Peralatan Proses... LE-8 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah... LE-9 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi... LE-1 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-15 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas... LE-17 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja... LE-18 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No.17 Tahun LE-0 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun LE-0 Tabel LE.11 Data Perhitungan BEP... LE-8 Tabel LE.1 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)... LE

15 DAFTAR GAMBAR Gambar.1 Rumus Struktur Vinil Asetat... II-5 Gambar 6.1 Instrumentasi pada Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat... VI-5 Gambar 8.1 Tata letak Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat... VIII-6 Gambar LD.1 Sketsa sebagian bar screen... LD-1 Gambar LD. Grafik Entalpi dan temperatur cairan dalam Cooling Tower... LD-9 Gambar LD. Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy)... LD

16 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan industri di Indonesia, khususnya industri kimia semakin mengalami peningkatan, meskipun sempat dilanda krisis ekonomi. Oleh karena itu permintaan akan bahan baku pun semakin tinggi, sehingga produksi dalam negeri tidak mampu untuk memenuhi kebutuhan tersebut, untuk pemenuhan kebutuhan tersebut, Indonesia melakukan impor bahan baku. Namun, krisis ekonomi yang melanda Amerika pada akhir tahun 008 memberikan pengaruh terhadap perekonomian dunia, termasuk Indonesia sebagai Negara berkembang. Sehingga untuk mengatasi semakin memburuknya perekonomian negara, salah satu kebijakan yang diambil pemerintah adalah mengurangi impor. Pengembangan industri dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri merupakan salah satu cara untuk mengurangi impor. Sehingga dengan kebijakan ini, diharapkan industri dalam negeri akan mengalami peningkatan. Vinil asetat merupakan hasil industri kimia yang hingga saat ini masih belum dapat dipenuhi dari produksi dalam negeri. Penggunaan vinil asetat yang utama saat ini adalah sebagai bahan intermediet untuk membuat polimer, pelapis, cat, film, tekstil dan produk produk akhir lainnya. Penggunaan vinil asetat yang terbesar adalah untuk pembuatan polimer, seperti polyvinil asetat, polyvinil alkohol, polyvinil butyral, etilen vinil alkohol, vinil klorida-vinil asetat kopolimer, dan sebagainya. Berdasarkan data impor statistik tahun , kebutuhan vinil asetat di Indonesia adalah sebagai berikut : Tahun Kebutuhan (Kg) (BPS Sumatera Utara, berbagai tahun) Dari data di atas terlihat bahwa kebutuhan vinil asetat terus mengalami peningkatan setiap tahun. Selain itu kebutuhan akan vinil asetat di dunia juga tinggi. Pada tahun 009.

17 006 kebutuhan dunia akan vinil asetat adalah 1,17 juta ton. Dan diperkirakan akan terus meningkat sebesar,,9% setiap tahunnya hingga tahun 011. Produksi vinil asetat hingga tahun 1970, dilakukan dengan tiga cara, yaitu dengan proses asetilen, proses asetaldehid dan proses etilen. Akan tetapi, setelah adanya penelitian dan pengembangan proses, dari ketiga proses tersebut, sekarang ini proses etilen lebih banyak digunakan karena efisiensi proses yang lebih baik. Bahkan sejak tahun 1996, sekitar 88% monomer vinil asetat yang ada di dunia diproduksi melalui proses etilen (Weissermel, 1997). Pendirian pabrik vinil asetat di Indonesia akan mengurangi ketergantungan impor dan menghemat devisa Negara. Selain itu, hal ini juga dapat memacu pertumbuhan industri yang menggunakan vinil asetat sebagai bahan bakunya, serta dapat meningkatkan pengembangan sumber daya manusia. 1. Perumusan Masalah Kebutuhan bahan kimia vinil asetat mengalami peningkatan setiap tahun. Melihat hal ini, Indonesia memiliki peluang untuk memproduksi vinil asetat dalam pemenuhan kebutuhan dalam negeri. Untuk tujuan tersebut, maka perlu adanya prarancangan pabrik vinil asetat (monomer) dengan proses etilen. 1. Tujuan Prarancangan Pabrik Tujuan prarancangan pabrik pembuatan vinil asetat dari etilen, asam asetat dan oksigen adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia, khususnya dibidang prarancangan, proses dan operasi teknik kimia sehingga akan memberikan gambaran kelayakan prarancangan pabrik pembuatan vinil asetat. 1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik Pra rancangan pabrik vinil asetat dapat bermanfaat untuk informasi awal bagi para investor yang akan mendirikan pabrik tersebut. Karena dengan adanya pabriktersebut, dapat mengurangi tingkat impor Indonesia terhadap vinil asetat. Disamping itu, juga untuk memanfaatkan sumberdaya alam Indonesia dan memberikan nilai tambah pada bahan baku. Manfaat lain yang ingin dicapai dengan didirikannya pabrik ini adalah akan terbukanya lapangan kerja dan memacu rakyat 009.

18 untuk meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat. 009.

19 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.1 Etilena Etilena adalah bahan baku utama untuk industri petrokimia dan kebanyakan tersedia dalam kemurnian yang tinggi dan harga yang murah. Etilena dapat bereaksi dengan beberapa bahan seperti oksigen, klorin, hidrogen klorida, dan air, reaksi ini berlangsung dibawah kondisi yang relatif mudah dicapai dan biasanya dengan yield yang tinggi. Reaksi etilena juga dapat berupa substitusi membentuk vinil monomer. Turunan etilena digunakan untuk memproduksi plastik, bahan perekat, antibeku, serat, dan pelarut. Etilena dan kebanyakan turunan etilena digunakan untuk memproduksi polimer, seperti pembentukan polietilena dan polimer etilena yang lain seperti polivinil asetat, polistirena, poliester, dan polivinil klorida. Etilena oksida merupakan bahan yang paling banyak dibuat dari etilena bersama dengan etilena diklorida yang merupakan bahan dasar pembuatan vinil klorida, pemakaian etilena selanjutnya adalah pada pembuatan etil benzena untuk memproduksi stirena. Saat ini polietilena merupakan bahan yang paling banyak diproduksi dari etilena dan beberapa bahan yang lain diantaranya etanol, linear alkohol, vinil asetat, alfa olefin dan banyak lagi (Anonim, 008a).. Asam Asetat Asam asetat dengan rumus struktur CH COOH dikenal juga dengan asam etanoat merupakan bahan kimia organik, dinamakan cuka karena rasanya yang asam dan baunya yang menyengat. Dalam keadaan murni, asam asetat bebas air (asam asetat glasial) merupakan cairan tidak berwarna yang menyerap air dari lingkungan (bersifat higroskopis) dan membeku dibawah 16,7 o C (6 o F) menjadi sebuah kristal padat yang tidak berwarna. Asam asetat merupakan satu dari asam karboksilat yang paling sederhana (berikutnya adalah asam format), merupakan regensia dan bahan kimia industri yang sangat penting yang dipakai untuk memproduksi berbagai macam bahan. Asam asetat merupakan salah satu bahan kimia antara yang sangat penting di dunia dan digunakan dalam pembuatan vinil asetat monomer (VAM), asam tereptalik 009.

20 yang dimurnikan (PTA), asetat anhidrat, asam monokloroasetat (MCA), dan ester asetat. Penggunaan terbesar untuk asam asetat adalah sebagai bahan baku untuk memproduksi vinil asetat monomer (VAM). Asam asetat juga digunakan untuk pembuatan asam tereptalik yang dimurnikan (PTA), yang mana merupakan bahan antara penting untuk berbagai aplikasi, termasuk serat poliester, botol untuk air dan minuman ringan, film fotografis dan pita magnetik. Penggunaan yang penting lainnya untuk asam asetat adalah dalam produksi asetat anhidrat. Asetat anhidrat digunakan dalam aplikasi yang luas, satu yang utama adalah dalam pembuatan asetat selulosa. Asetat selulosa digunakan untuk membuat serat tekstil dan filter rokok. Aplikasi lain dari asetat anhidrat adalah plastik, bahan kimia pertanian dan farmasi. Asam monokloroasetat (MCA) dibuat dari asam asetat dan klorin. Pengguunaan utama dari MCA adalah karboksimetil selulosa (CMC). CMC digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk makanan, farmasi, kosmetik dan tekstil. MCA juga digunakan untuk membuat herbisida pada pertanian. Asam asetat digunakan untuk pembuatan berbagai macam ester asetat; yang paling penting adalah etil asetat, n-butil asetat dan isopropil asetat (Anonim, 008b). Secara umum penggunaan asam asetat adalah vinil asetat 4 %; asetat anhidrat, termasuk produksi asetat selulosa 4 %; ester asetat 10 %; asam tereptalik 8 %; campuran, termasuk tekstil dan asam kloroasetat 6 % (Anonim, 008c).. Oksigen..1 Peranan Oksigen dalam Oksidasi Petrokimia Oksidasi merupakan tahap penting dalam pembuatan berbagai macam bahan antara untuk berbagai industri kimia penting dan polimer. Antibeku pada otomotif, serat poliester, botol soda PET, pipa polivinil klorida (PVC) hanyalah sedikit dari berbagai macam produk yang dihasilkan dari oksidasi. Pada proses awal digunakan asetilena sebagai bahan baku dan kerap kali digunakan salah satu klorin sebagai agen pengoksidasi atau digunakan hidrogen sianida untuk membentuk sianohidrin. Kemudian, sebagai teknologi untuk konstruksi skala besar, dikembangkan pabrik etilena, etilena telah menggantikan asetilena sebagai bahan baku yang disukai untuk seluruh petrokimia. Kemudian udara menggantikan agen pengoksidasi anorganik seperti halnya etilena menggantikan asetilena. Selanjutnya, katalis dan 009.

21 pengembangan proses, masih sedang berlangsung, dengan menggunakan oksigen murni sebagai pengganti udara menawarkan keekonomisan yang lebih baik dan kualitas produk yang lebih tinggi, dan juga keuntungan lingkungan. Secara berkelanjutan, adanya perkembangan dalam teknologi pemisahan udara menghasilkan ketersediaan oksigen dalam jumlah besar dengan harga yang murah untuk digunakan dalam produksi petrokimia. Konsekuensinya, akan berlanjut pada perubahan proses oksidasi dari udara ke teknologi yang berbasis oksigen... Keuntungan Menggunakan Oksigen Dengan menggunakan oksigen murni sebagai pengganti udara akan mengijinkan kita menggunakan alat-alat yang lebih kecil dalam tahap proses reaksi. Dengan menghilangkan nitrogen dari sistem, volume gas yang mengalir ke reaktor dan penggabungan alat-alat dapat dikurangi. Kompresor dan alat lainnya dapat dibuat lebih kecil karena hanya dibutuhkan untuk menangani 1/5 volume. Pengurangan volume dan pengecilan alat berarti akan menghemat biaya modal. Sebagai tambahan, peningkatan kinerja katalis dan rentang waktu pakai katalis kerapkali didapat dengan menggunakan oksigen murni (Gunardson, 1998)... Beberapa Produk Oksidasi Petrokimia 1. Etilen Oksida. Propilen Oksida. Asetaldehid 4. Vinil Klorida 5. Vinil Asetat 6. Kaprolaktam.4 Vinil Asetat Monomer (VAM) Vinil asetat pertama kali dikenalkan dalam pemberian hak paten Jerman kepada Fritz Klatte dan diserahkan kepada Chemishe Fabriken Grieshiem-Electron pada tahun 191. Vinil asetat diidentifikasi sebagai bagian kecil hasil samping dari reaksi antara asam asetat dan asetilena membentuk etilidena diasetat. Dari tahun 009.

22 195, kepentingan komersial dari vinil asetat monomer dan polimernya, polivinil asetat, semakin dikembangkan dan proses untuk memproduksi keduanya dalam skala industri telah dipikirkan. Proses komersial pertama untuk vinil asetat monomer yaitu dengan penambahan asam asetat ke asetilena dalam fasa uap dengan menggunakan katalis seng asetat yang dibantu dengan karbon aktif. Proses ini dikembangkan oleh Wacker Chemie pada awal 190-an dan mendominasi produksi vinil asetat sampai tahun 1960 ketika proses etilena telah dikomersialisasi yang didukung oleh teknologi asetilena. Proses vinil asetat dari etilena juga telah dikembangkan oleh Wacker Chemie. Dalam proses pembuatan vinil asetat, etilena direaksikan dengan oksigen dan asam asetat dengan kemurnian yanng tinggi dengan katalis paladium klorida. National Distillers and Chemical, yang kemudian bernama USI Chemical dan saat ini sebuah divisi dari Quantum Chemical, mengembangkan teknologi etilena fasa uap di Amerika Serikat. Proses versi keduanya saat ini digunakan secara komersial. Proses etilena fasa cair juga dikembangkan oleh beberapa kelompok secara simultan, tetapi itu tidak pernah dikomersialisasi. Korosi yang parah dan juga kesulitan teknik lainnya menyebabkan proses ini tidak ekonomis dibandingkan dengan versi fasa uap. Dalam proses udara untuk vinil asetat dari etilena tidak pernah dikembangkan. Seperti proses Wacker untuk asetaldehid, vinil asetat dari oksidasi etilena telah dikembangkan selama tahun 1960-an ketika etilena dan oksigen tersedia dalam harga yang relatif murah. Hasilnya, hanya proses oksigen yang dikembangkan. Sesungguhnya, transisi dari asetilena ke oksidasi etilena terjadi dengan laju yang menakjubkan untuk permulaan sebuah teknologi baru. Pengembangan proses dimulai sekitar tahun 1960 dan dari tahun 1970 teknologi baru telah dibangun sebagai bagian dari pasar. Dari tahun 1980, pada dasarnya seluruh vinil asetat dunia dibuat melalui oksidasi etilena fasa uap dengan menggunakan oksigen murni (Gunardson, 1998). Vinil Asetat atau VAM (vinyl acetate monomer) adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH COOCHCH, dan merupakan monomer dari polivinil asetat. Senyawa ini merupakan cairan tak tak berwarna dengan rasa manis. Nama sistematis dari senyawa ini adalah 1-asetoksietilena atau etenil asetat. Senyawa ini biasanya dibuat melalui reaksi dari etilena, asam asetat, dan oksigen dengan katalis 009.

23 paladium. Senyawa ini dapat dipolimerisasi sendiri membentuk polivinil asetat (PVA), atau bersama monomer lain untuk membentuk kopolimer seperti etilen-vinil asetat (Anonim, 008d) Gambar.1 Rumus Struktur Vinil Asetat VAM merupakan senyawa kimia yang digunakan dalam pembuatan berbagai macam produk industri, sebagai polivinil asetat digunakan untuk memproduksi cat, bahan perekat, dan lapisan untuk bahan lunak. Polivinil alkohol digunakan untuk memproduksi bahan perekat. Polivinil asetal digunakan untuk memproduksi isolasi untuk kawat magnet. Etilena vinil asetat kopolimer digunakan untuk memproduksi bahan perekat, pelapis, dan isolasi. VAM merupakan bahan baku utama untuk pembuatan polivinil asetat (PVAc) dan polivinil alkohol (PVOH atau PVA). Hampir 80 persen dari total keseluruhan VAM yang diproduksi diseluruh dunia digunakan untuk membuat kedua bahan kimia tersebut. VAM juga digunakan untuk membuat polivinil butirat (PVB), etilena-vinil asetat (EVA) kopolimer, dan resin etilena vinil alkohol (EVOH) (Anonim, 008e). Secara umum penggunaan vinil asetat adalah polivinil asetat (termasuk polivinil alkohol (PVA), 7 %), 8 %; Etilena Vinil Asetat (EVA), 8 %; Etilena Vinil Alkohol, 6 %; Vinil Klorida/Vinil Asetat Kopolimer, 1% dan campuran, % (Anonim, 008f)..5 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk.5.1 Sifat-sifat Bahan Baku 1. Etilena Sifat-sifat: o Berat Molekul : 8,05 o Titik Didih Normal, K : 16,4 o Titik Lebur, K : 104 o Temperatur Kritik, K : 8,4 o Tekanan Kritik, bar : 50,41 o Volume Kritik, cm /mol : 11,1 009.

24 o Densitas cair, kg/m ( o C) : 577 (-110) o Panas Penguapan, kj/mol :1,55. Asam Asetat Sifat-sifat: o Berat Molekul : 60,05 o Titik Didih Normal, K : 91,04 o Titik Lebur, K : 89,9 o Temperatur Kritik, K : 594,45 o Tekanan Kritik, bar : 57,90 o Volume Kritik, cm /mol : 171,0 o Densitas cair, kg/m ( o C) : 1049, (0) o Panas Penguapan, kj/mol :,7. Oksigen Sifat-sifat: o Berat Molekul : o Titik Didih Normal, K : 90,15 o Titik Lebur, K : 54,75 o Temperatur Kritik, K : 154,59 o Tekanan Kritik, bar : 50,4 o Densitas, kg/m ( o C) : 149 (0) o Panas Penguapan, kj/mol : 6,8.5. Sifat-sifat Produk 1. Vinil Asetat Monomer Sifat-sifat: o Berat Molekul : 86,09 o Titik Didih Normal, K : 45,95 o Titik Lebur, K : 180,5 o Temperatur Kritik, K : 519,15 o Tekanan Kritik, bar : 40, o Volume Kritik, cm /mol : 70 o Densitas cair, kg/m ( o C) : 94 (0) 009.

25 o Panas Penguapan, kj/mol : 1,49. Air Sifat-sifat: o Berat Molekul : 18,015 o Titik Didih Normal, K : 7,15 o Titik Lebur, K : 7,15 o Temperatur Kritik, K : 674,14 o Tekanan Kritik, bar : 0,64 o Volume Kritik, cm /mol : 55,95 o Densitas cair, kg/m ( o C) : 1000 (15) o Panas Penguapan, kj/mol : 40,66 (Dimian dan Bildea, 008).6 Proses Pembuatan Vinil Asetat. Tiga cara untuk memproduksi vinil asetat yang dilakukan pada saat ini adalah sebagai berikut: 1. Asam Asetat dan Asetilena Proses ini didasarkan atas reaksi: HC CH + CH COOH H CCH-O-(CO)CH dengan ΔH -118 kj/mol Kondisi operasi pada fasa gas dimana suhu yang digunakan adalah o C dan katalis Zn(OAc) yang diperoleh dari char batubara. Konversi asetilena adalah % dengan yield asetilena 9 % dan asam asetat 99 %. Tingginya harga asetilena dan masalah keamanan membuat proses ini kurang kompetitif pada saat ini.. Asetaldehid dan Asetat anhidrat Proses ini berlangsung dalam dua tahap. Pertama-tama asetaldehid dan asetat anhidrat membentuk etilidena diasetat dalam fasa cair pada suhu o C dengan FeCl sebagai katalis: CH CHO + (CH CO) O CH CH(OCOCH ) Pada tahap kedua, produk antara didekomposisi pada 10 o C dengan katalis asam: 009.

26 CH CH(OCOCH ) H CCH-O-(CO)CH + CH COOH Sebagai catatan bahwa kesempurnaan proses ini bergantung pada pembaharuan bahan baku.. Asam Asetat, Etilena, dan Oksigen Cara ini merupakan cara yang mendominasi pembuatan vinil asetat pada saat ini. Pada teknologi sebelumnya, reaksi dilakukan dalam fasa cair pada suhu o C dan tekanan 0-40 bar dengan menggunakan katalis redoks PdCl /CuCl, tetapi tingginya korosi menjadi masalah. Proses modern dijalankan dalam fasa gas dengan katalis Pd. Reaksi samping yang cukup tinggi dan tidak diinginkan adalah pembakaran etilena membentuk CO. Dengan katalis modern Pd/Au selektivitas dapat diperoleh sebesar 94 % berdasarkan etilena dan % berdasarkan asam asetat. Proses ini didasarkan atas reaksi: C H 4 + CH COOH + 0,5 O C H OOCCH + H O Dengan reaksi samping: C H 4 + O CO + H O Reaksi fasa gas lebih disukai oleh karena yield yang lebih baik dan masalah korosi yang sedikit (Dimian dan Bildea, 008). Secara keseluruhan, yield adalah 90 % berdasarkan pada etilena, dan 95 % berdasarkan asam asetat. Menurut perkiraan bahwa penggunaan etilena sebagai pengganti asetilena untuk memproduksi vinil asetat monomer memberikan pengurangan 0 % dalam biaya bahan baku (Erbil, 000). Karena beberapa alasan tersebut maka proses inilah yang dipilih dalam perancangan pabrik ini. 009.

27 .7 Deskripsi Proses Reaksi pembentukan vinil asetat dapat dilakukan pada fasa cair dan fasa gas. Namun reaksi fasa gas lebih baik daripada fasa cair, karena menghasilkan yield yang lebih baik dan tidak banyak masalah korosi yang terjadi pada proses. Pada proses pembuatan vinil asetat, umpan berupa etilen (99,9%), oksigen murni dan asam asetat (99,5%) yang masing-masing terdapat pada tangki TK-101, TK-10, dan TK-10 diumpankan ke dalam vaporizer, untuk mengubah fasa bahan baku menjadi fasa gas. Setelah itu, ketiga bahan baku dicampur pada pencampur gas. Pada pencampur gas, konsentrasi oksigen dikontrol dengan mengatur flow oksigen yang masuk (alur 5). Hal ini dilakukan agar konsentrasi oksigen yang masuk ke dalam reaktor tidak melebihi 8% volum campuran, untuk menghindari resiko ledakan. Setelah itu campuran gas etilen, asam asetat, dan oksigen dipanaskan dengan heater hingga suhu 150 o C, campuran gas ini kemudian diumpankan ke kompresor untuk menaikkan tekanan hingga 10 bar. Hal ini dilakukan untuk menyesuaikan temperatur dan tekanan umpan dengan kondisi operasi pada reaktor (R-101). Reaktor yang digunakan adalah reaktor plug flow, dengan menggunakan katalis Paladium. Reaktor ini beroperasi pada tekanan 10 bar dan 150 o C, dengan konversi etilen sebesar 10,9%. Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah sebagai berikut. C H 4 + CH COOH + ½ O C H OOCCH + H O C H 4 + O CO + H O Produk keluaran reaktor adalah etilen, oksigen, karbondioksida, vinil asetat, air, dan asam asetat.. Selanjutnya produk keluaran reaktor dialirkan ke unit pemisahan untuk pemurnian produk. Produk keluaran reaktor dialirkan melalui ekspander untuk menurunkan tekanan, dari 10 bar hingga 1,01 bar (1 atm). Kemudian didinginkan dengan cooler (E-01) hingga temperatur 0 o C. Setelah didinginkan, produk terdiri dari dua fasa, yaitu fasa gas (etilen, oksigen dan karbondioksida) dan fasa cair ( vinil asetat, asam asetat dan air ). Campuran produk ini kemudian dialirkan ke kolom knock out drum (KO-01) pada tekanan 1,01 bar dan temperatur 0 o C, untuk memisahkan fasa cair dan fasa gas. Produk atas dari kolom ini adalah etilen, oksigen dan karbondioksida, sedangkan produk bawahnya merupakan campuran vinil asetat, asam asetat dan air. 009.

28 Produk atas yang merupakan campuran gas etilen, oksigen dan karbondioksida di recycle kembali ke dalam pencampur gas setelah melalui splitter (SP-0) untuk dibuang sebagian, hal ini dilakukan untuk menjaga agar konsentrasi karbondioksida tidak terlalu besar. Karena karbondioksida ini dapat menghambat reaksi. Gas etilen murni dicampur dengan gas etilen yang mengandung oksigen dan karbondioksida di dalam pencampur gas (M-101). Produk bawah kolom knock out drum diumpankan ke tangki (V-01) untuk dicampur dengan vinil asetat recycle. Kemudian campuran diumpankan ke heater (E-0) untuk dipanaskan hingga 88 o C. Kemudian produk keluaran heater (E-0) dialirkan ke kolom destilasi (T-01) pada tekanan 1,01 bar dengan temperatur reboiler 119 o C dan temperatur kondensor 65 o C, serta rasio refluks 0,85. Produk atas merupakan campuran vinil asetat dan air serta sedikit asam asetat, sedangkan produk bawah merupakan asam asetat dengan sedikit campuran vinil asetat dan air. Asam asetat yang diperoleh sebagai produk bawah kolom destilasi di recycle kembali ke tangki pencampur (V-101). Produk atas kolom destilasi didinginkan dengan cooler (E-05) hingga temperatur 0 o C. Kemudian dialirkan ke dalam dekanter (D-01) untuk dipisahkan dengan prinsip perbedaan berat jenis komponen. Produk atas keluaran dekanter merupakan vinil asetat 99,9% mol yang kemudian akan dialirkan ke tangki penyimpanan produk (TK-01) setelah sebelumnya melalui splitter (SP-0). Pada splitter (SP-0) sebagian vinil asetat di-recycle kembali agar komposisi vinil asetat dengan air yang masuk ke kolom destilasi adalah :1, hal ini dilakukan campuran vinil asetat dengan air membentuk azeotrop pada kolom destilasi. Produk bawah dekanter (D-01) merupakan campuran air dan sedikit asam asetat. Produk bawah merupakan air limbah proses yang selanjutnya akan diolah di unit pengolahan limbah. 009.

29 BAB III NERACA MASSA Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan vinil asetat dengan kapasitas produksi ton/tahun adalah sebagai berikut : Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja pertahun : 0 hari Satuan operasi : kg/jam.1 Mixing Point I (M-101) Tabel.1 Neraca Massa pada Mixing Point I (M-101) Keluar Masuk (kg/jam) Komponen (kg/jam) Alur 4 Alur 0 Alur 8 Etilena Etana 1 15 Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total Mixing Point II (M-10) Tabel. Neraca Massa pada Mixing Point I (M-10) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 9 Alur 8 Alur 10 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total

30 . Tangki Pencampur I (V-101) Tabel. Neraca Massa pada Tangki Pencampur I (V-101) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 0 Alur 6 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 5 8 Total Reaktor (R-101) Tabel.4 Neraca Massa pada Reaktor (R-101) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 1 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 8 1 Total Knock Out Drum (KO-01) Tabel.5 Neraca Massa pada Knock Out Drum (KO-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 15 Alur 17 Alur 16 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat

31 Air Total Tangki Pencampur II (V-01) Tabel.6 Neraca Massa pada Tangki Pencampur II (V-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 16 Alur 5 Alur 1 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 1 16 Total Kolom Destilasi (T-01) Tabel.7 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (T-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 6 Alur 0 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 16 1 Total

32 .8 Kondensor (E-0) Tabel.8 Neraca Massa pada Kondensor (E-0) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 4 Etilena - - Etana - - Oksigen - - Asam Asetat 0 0 Karbon Dioksida - - Vinil Asetat Air Total Reboiler (E-04) Tabel.9 Neraca Massa pada Reboiler (E-04) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 8 Alur 0 Alur 9 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 7 4 Total Akumulator (V-0) Tabel.10 Neraca Massa pada Akumulator (V-0) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 4 Alur 5 Etilena - - Etana - - Oksigen - - Asam Asetat 0 0 Karbon Dioksida - - Vinil Asetat

33 .11 Splitter I (SP-01) Air Total Tabel.11 Neraca Massa pada Splitter I (SP-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 7 Alur 6 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total Dekanter (D-01) Tabel.1 Neraca Massa pada Dekanter (D-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur Alur Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total

34 .1 Splitter II (SP-0) Tabel.1 Neraca Massa pada Splitter II (SP-0) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 5 Alur 4 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 4 1 Total Splitter III (SP-0) Tabel.14 Neraca Massa pada Splitter III (SP-0) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 17 Alur 18 Alur 19 Etilena Etana 15 1 Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total

35 BAB IV NERACA ENERGI Basis Perhitungan Satuan operasi Temperatur basis : 1 jam operasi : kj/jam : 5 o C 4.1 Vaporizer 1 ( E-101 ) Tabel 4.1 Neraca Energi Pada Vaporizer 1 (E-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,905 - Produk ,165 Steam 1990,74 - Total , , Vaporizer ( E-10 ) Tabel 4. Neraca Energi Pada Vaporizer (E-10) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,61 - Produk ,4096 Steam ,1 - Total -4190, , Vaporizer ( E-10 ) Tabel 4. Neraca Energi Pada Vaporizer (E-10) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,907 - Produk ,689 Steam 59901,78 - Total , ,

36 4.4 Heater 1 ( E-104 ) Tabel 4.4 Neraca Energi Pada Heater 1 (E-104) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,14 - Produk ,9 Steam ,17 - Total , ,9 4.5 Reaktor ( R-101 ) Tabel 4.5 Neraca Energi Pada Reaktor (R-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,9 - Produk ,6 H r ,94 - Air pendingin ,97 Total , , 4.6 Cooler 1 ( E-01 ) Tabel 4.6 Neraca Energi Pada Cooler 1 (E-01) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,6 - Produk - 871,56 Air pendingin ,7 Total , ,6 4.7 Heater ( E-0 ) Tabel 4.7 Neraca Energi Pada Heater (E-0) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan 59677, Produk ,16 Steam ,05 - Total , ,

37 4.8 Destilasi ( T-01 ) Kondensor ( E-0 ) Tabel 4.8 Neraca Energi Pada Kondensor (E-0) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,64 - Produk ,8 Air pendingin ,84 Total , , Reboiler ( E-04 ) Tabel 4.9 Neraca Energi Pada Reboiler (E-04) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,97 - Produk ,67 Steam ,7 - Total , , Cooler ( E-05 ) Tabel 4.10 Neraca Energi Pada Cooler (E-05) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,96 - Produk ,78 Air pendingin ,18 Total , ,

38 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN 5.1 Tangki Penyimpanan Etilena (TK 101) Fungsi : Menyimpan etilena cair untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-5 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Jumlah : 4 unit Kapasitas : 615,6811 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 150 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter : 8,098 m - Tinggi : 10,6 m - Tebal : /4 in Tutup - Diameter : 8,098 m - Tinggi :,055 m - Tebal : /4 in 5. Tangki Penyimpanan Oksigen (TK 10) Fungsi : Menyimpan oksigen cair untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-5 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Jumlah : 4 unit Kapasitas : 85,0586 m Kondisi operasi : - Temperatur : -18 C - Tekanan : 150 kpa 009.

39 Kondisi fisik : Silinder - Diameter : 9,1489 m - Tinggi : 11,46 m - Tebal : /4 in Tutup - Diameter : 9,1489 m - Tinggi :,87 m - Tebal : /4 in 5. Tangki Penyimpanan Asam Asetat (TK 10) Fungsi : Menyimpan asam asetat untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : unit Kapasitas : 850,851 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter : 8,9704 m - Tinggi : 11,9605 m - Tebal : 1 in Tutup - Diameter : 8,9704 m - Tinggi :,046 m - Tebal : 1 in 009.

40 5.4 Tangki Penyimpanan Vinil Asetat (TK 01) Fungsi : Menyimpan vinil asetat untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : unit Kapasitas : 91,9 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter : 9,181 m - Tinggi : 1,44 m - Tebal : 1 in Tutup - Diameter : 9,181 m - Tinggi :,958 m - Tebal : 1 in 5.5 Tangki Pencampur I (V-101) Fungsi : Untuk mencampur asam asetat recycle dengan asam asetat fresh Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit Kapasitas : 14,177 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter :,916 m - Tinggi :,0555 m 009.

41 - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter :,916 m - Tinggi : 0,579 m - Tebal : ¼ in 5.6 Tangki Pencampur II (V 01) Fungsi : Untuk mencampur vinil asetat recycle dengan campuran yang berasal dari knock out drum Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit Kapasitas : 4,88 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter :,09 m - Tinggi : 4,1 m - Tebal : ½ in Tutup - Diameter :,09 m - Tinggi : 0,771 m - Tebal : ½ in 5.7 Akumulator (V-0) Fungsi : Mengumpulkan destilat yang keluar dari kondensor (E-0) Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit Kapasitas : 45,658 m 009.

42 Kondisi operasi : - Temperatur : 65 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter :,751 m - Tinggi : 6,8774 m - Tebal : ½ in Tutup - Diameter :,751 m - Tinggi : 0,6877 m - Tebal : ½ in 5.8 Kompresor (C-101) Fungsi : menaikkan tekanan asam asetat dari vaporizer (E-10) sebelum masuk ke pencampur gas (M-10). Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 1 stages Bahan konstruksi : baja karbon Tekanan masuk : 1,015 bar Tekanan keluar : 1,5 bar Kapasitas : 71,76 m /jam Daya motor : 145 hp 5.9 Kompresor (C-10) Fungsi : menaikkan tekanan campuran gas dari heater 1 (E-104) sebelum masuk ke reaktor (R-101). Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 1 stages Bahan konstruksi : baja karbon Tekanan masuk : 1,5 bar Tekanan keluar : 10 bar 009.

43 Kapasitas Daya motor : 57,6 m /jam : 680 hp 5.10 Kompresor (C-01) Fungsi : menaikkan tekanan produk gas recycle dari splitter (SP-0) sebelum masuk ke pencampur gas 1 (M-101). Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 1 stages Bahan konstruksi : baja karbon Tekanan masuk : 1,015 bar Tekanan keluar : 1,5 bar Kapasitas : 167,5 m /jam Daya motor : hp 5.11 Ekspander (JC-101) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi Tekanan masuk Tekanan keluar Kapasitas Daya yang dihasilkan : menurunkan tekanan produk keluaran reaktor (R-101). : Centrifugal Expander : 1 unit dengan 1 stages : baja karbon : 10 bar : 1,015 bar : 44,4 m /jam : 69 hp 5.1 Blower (JC-101) Fungsi : mengalirkan campuran gas dari Knock-out drum (KO-01) ke splitter (SP-0). Jenis : blower sentrifugal Bahan konstruksi : carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 447,75 m /jam 009.

44 Daya motor : 86 hp 5.1 Knock-out Drum (KO-101) Fungsi : Memisahkan campuran fasa gas dengan fasa cair Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-5 Jumlah : 1 unit Kapasitas : 181,908 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter :,1 m - Tinggi : 6,14 m - Tebal : in Tutup - Diameter :,1 m - Tinggi : 0,58 m - Tebal : in 5.14 Dekanter (D-01) Fungsi : memisahkan air dari produk Bentuk : silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-85 grade C Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,19 m Kondisi operasi : - Temperatur : 0 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder 009.

45 - Diameter :,9 m - Tinggi : 5, m - Tebal : 1,5 in Tutup - Diameter :,9 m - Tinggi : 0,98 m - Tebal : 1,5 in 5.15 Reaktor (R-01) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi Jenis : plug flow reactor Type Reaktor : Reaktor Packed Bed Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : cabon steel SA-85 grade A Jumlah : 1 unit Volume reaktor : 16,4748 m Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: - Temperatur masuk : 150 C - Temperatur keluar : 150 C - Tekanan operasi : 10 bar Kondisi fisik : - Silinder - Diameter :,8 m - Panjang : 7,5 m - Tebal : in - Tutup - Diameter :,8 m - Tinggi : 0,71 m - Tebal : in - Tube: - Diameter : 0,07 m 009.

46 - Panjang : 7,5 m - Pitch : 0 square pitch - Jumlah : Kolom Destilasi 1 (T-101) Fungsi : Memisahkan vinil asetat dan air dari asam asetat. Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-85 grade A Jenis : Sieve tray Jumlah : 1 unit Jumlah piring : 0 piring Kondisi operasi : - Temperatur : 88 C - Tekanan : 101,5 kpa Kondisi fisik : Silinder - Diameter :,6 m - Tinggi : 1 m - Tebal : 0,5 in Tutup - Diameter :,6 m - Tinggi : 0,657 m - Tebal : 0,5 in 5.17 Vaporizer (E 101) Fungsi : Menaikkan temperatur etilen dari tangki penyimpanan etilen (TK-101) serta mengubah menjadi fasa uap. Jenis : -4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 476 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG 009.

47 Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in square pitch Jumlah tube : 68 Diameter shell : 15,5 in 5.18 Vaporizer (E 10) Fungsi : Menaikkan temperatur oksigen dari tangki penyimpanan oksigen (TK-10) serta mengubah menjadi fasa uap. Jenis : -4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1688 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in square pitch Jumlah tube : 5 Diameter shell : 1,5 in 5.19 Vaporizer (E 10) Fungsi : Menaikkan temperatur asam asetat dari tangki penampung sementara (V-101) serta mengubah menjadi fasa uap. Jenis : -4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 191 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in square pitch Jumlah tube : 19 Diameter shell :,5 in 009.

48 5.0 Heater 1 (E 104) Fungsi : Menaikkan temperatur campuran gas sebelum dimasukkan ke reaktor R-10. Jenis : -4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 9811 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in square pitch Jumlah tube : 4 Diameter shell : in 5.1 Cooler 1 (E 01) Fungsi : Menurunkan temperatur campuran gas keluaran reaktor (R-10) Jenis : 1- shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 8911kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 1 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in triangular pitch Jumlah tube : 6 Diameter shell : 9 in 5. Heater (E 0) Fungsi : Menaikkan temperatur aliran umpan kolom destilasi (T-01) Jenis : 1- shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 479,0757 kg/jam Diameter tube : 1 in 009.

49 Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in triangular pitch Jumlah tube : 11 Diameter shell : 17,5 in 5. Kondensor (E 0) Fungsi : Mengkondensasikan uap dari kolom destilasi (T-01). Jenis : -4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 5006 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 1 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in square pitch Jumlah tube : 1 Diameter shell : 19,5 in 5.4 Reboiler (E 04) Fungsi : Menguapkan cairan dari kolom destilasi (T-01). Jenis : -4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 479,0757 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 1/4 in square pitch Jumlah tube : 78 Diameter shell : 7 in 5.5 Cooler (E 05) Fungsi : Menurunkan temperatur aliran umpan dekanter (D-01). 009.

50 Jenis : 4-8 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit Kapasitas : 189 kg/jam Diameter tube : 1 in Jenis tube : 8 BWG Panjang tube : 16 ft Pitch (P T ) : 1 7/8 in square pitch Jumlah tube : 151 Diameter shell : in 5.6 Pompa Etilena (P-101) Fungsi : Memompa etilen ke Vaporizer (E-101) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0419 ft /s Daya motor : ¼ hp 5.7 Pompa Oksigen (P-10) Fungsi : Memompa oksigen ke Vaporizer (E-10) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0145 ft /s Daya motor : ¼ hp 5.8 Pompa Asam Asetat (P-10) Fungsi : Memompa asam asetat ke tangki pencampur I (V-101) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,09 ft /s 009.

51 Daya motor : ¼ hp 5.9 Pompa Asam Asetat (P-104) Fungsi : Memompa asam asetat ke Vaporizer (E-10) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,161 ft /s Daya motor : ¼ hp 5.0 Pompa Recycle Asam Asetat (P-105) Fungsi : Memompa asam asetat dari reboiler (E-04) ke tangki pencampur I (V-101) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,097 ft /s Daya motor : ½ hp 5.1 Pompa V-01 (P-01) Fungsi : Memompa cairan dari tangki pencampur II (V-01) ke heater (E-0) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,1987 ft /s Daya motor : ¼ hp 5. Pompa Reboiler (P-0) Fungsi : Memompa cairan dari reboiler (E-04) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit 009.

52 Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,4 ft /s Daya motor : 1 hp 5. Pompa Refluks Destilat (P-0) Fungsi : Memompa campuran dari Splitter I (SP-01) ke Kolom Destilasi (T-01) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,1715 ft /s Daya motor : ¼ hp 5.4 Pompa Destilat (P-04) Fungsi : Memompa campuran dari Splitter I (SP-01) ke Cooler (E-05) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,017 ft /s Daya motor : ¼ hp 5.5 Pompa Dekanter (P-05) Fungsi : Memompa produk dari Dekanter (D-01) ke Tangki Produk (TK-01) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,1864 ft /s Daya motor : ½ hp 009.

53 5.6 Pompa Recycle (P-06) Fungsi : Memompa produk dari Splitter II (SP-0) ke Tangki Pencampur (V-01) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan Konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,198 ft /s Daya motor : ½ hp 009.

54 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA 6.1 Instrumentasi Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para teknisi dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya istrumentasi ini pula, para teknisi dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985). Tujuan pabrik secara keseluruhan adalah untuk mengkonversi bahan baku tertentu menjadi produk yang diinginkan menggunakan sumber-sumber energi yang tersedia, dengan cara yang paling ekonomis. Selama operasi ini, suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditentukan perancangnya dan kondisikondisi teknis, ekonomi, serta sosial secara umum dengan adanya perubahanprubahan eksternal yang mempengaruhi (gangguan). Diantara persyaratanpersyaratan tersebut adalah sebagai berikut: 1. Keamanan. Spesifikasi produk. Peraturan-peraturan yang berhubungan dengan lingkungan 4. Jenis peralatan yang digunakan 5. Ekonomi Semua persyaratan yang disebutkan di atas memerlukan pengawasan yang kontinu terhadap operasi di dalam pabrik kimia dan pengendalian eksternal untuk menjamin tercapainya tujuan operasi pabrik. Hal ini dilakukan dengan suatu susunan peralatan yang rasional (alat-alat ukur, valve, kontroler, komputer) yang disebut juga dengan instrumentasi dan campur tangan manusia (perancang pabrik dan operator pabrik), yang keduanya merupakan suatu sistem kontrol (Stephanopoulos, 1984). 009.

55 Peralatan Instrumentasi berfungsi sebagai pengontrol, penunjuk pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomio dan system peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis) (Timmerhaus, 004). Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah (Considine,1985): 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, ph, huiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya. Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine,1985): 1. Untuk variabel temperatur: Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat. Dengan menggunakan Temperature Controller, para teknisi juga dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperature Controller kadang-kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala (Temperature Recorder). Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Untuk variabel tinggi permukaan cairan Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat Dengan menggunakan Level Controller, para teknisi juga dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan dalam peralatan tersebut. Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat.. Untuk variabel tekanan 009.

56 Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat. Para teknisi juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure Controller dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala (Pressure Recorder). Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju aliran atau cairan suatu alat. Instrumentasi yang digunakan pada pabrik pembuatan vinil asetat adalah : 1. Instrumentasi tangki cairan Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator (LI) yang berfungsi untuk menunjukkan tinggi cairan di dalam tangki bahan baku.. Insrumentai pada vaporizer Instrumentasi pada vaporizer mencakup pressure controller (PC) dan temperature controller (TC). Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengatur tekanan pada vaporizer dengan mengatur bukaan katup uap pemanas atau air pendingin, apabila tekanan dalam reaktor dengan uap pemanas melebihi tekanan yang diinginkan maka bukaan katup uap pemanas diperkecil, sebab tekanan berbanding lurus dengan temperatur. Temperature controller (TC) berfungsi untuk mengatur temperatur vaporizer dengan mengatur bukaan katup uap pemanas yang masuk.. Instrumentasi pencampur gas Instrumentasi pada pencampur gas mencakup composition controller (CC) yang berfungsi untuk mengontrol konsentrasi oksigen dengan mengatur bukaan katup aliran gas oksigen yang masuk. Pengukuran konsentrasi dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan analisa komposisi seperti gas chromatography, infrared analyzers, Paramagnetism, dan sebagainya. Konsentrasi suatu senyawa di dalam 009.

57 suatu alat dilakukan dengan mengatur jumlah senyawa yang masuk ke dalam alat tersebut dengan menggunakan control valve (Maloney, 007). 4. Instrumentasi tangki pencampur Instrumentasi pada tangki pencampur mencakup level controller (LC). Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam mixer dengan mengatur bukaan katup aliran bahan keluar mixer. 5. Instrumentasi reaktor Instrumentasi pada reaktor mencakup temperature controller (TC) dan pressure controller (PC). Temperature controller (TC) berfungsi untuk mengontrol temperatur dalam reaktor dengan mengatur bukaan katup uap pemanas atau air pendingin. Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam reaktor dengan mengatur bukaan katup uap pemanas atau air pendingin, apabila tekanan dalam reaktor dengan uap pemanas melebihi tekanan yang diinginkan maka bukaan katup uap pemanas diperkecil, sebab tekanan berbanding lurus dengan temperatur. Tekanan dalam reaktor juga dikontrol dengan mengatur tekanan umpan masuk ke reaktor. 6. Instrumentasi pada knock out drum Instrumentasi pada knock out drum mencakup pressure controller (PC) temperature indicator (TI) dan level controller (LC). Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam knock out drum dengan mengatur bukaan katup uap pemanas atau air pendingin, apabila tekanan dalam reaktor dengan uap pemanas melebihi tekanan yang diinginkan maka bukaan katup uap pemanas diperkecil, sebab tekanan berbanding lurus dengan temperatur. Temperature indicator (TI) berfungsi untuk menunjukkan temperatur dalam knock out drum. Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan yang ada di dalam knock out drum dengan mengatur aliran umpan yang masuk. 009.

58 LC Air pendingin/ steam LI FC TC Bahan masuk Bahan keluar Tangki cairan Mixer PI Air pendingin bekas/ Kondensat bekas Heat Exchanger PC PFR TC PC TI TI PC LC Kolom destilasi Reaktor PC FC TC Knock out drum FC Kompresor Vaporizer / Reboiler Pompa CC LC Pencampur gas Dekanter A. Gambar 6.1 Instrumentasi pada Pra rancangan Pabrik Pembuatan Vinil 009.

59 7. Instrumentasi kolom distilasi Instrumentasi pada kolom distilasi mencakup temperature indicator (TI), pressure controller (PC), dan level controller (LC). Temperature indicator (TI) berfungsi untuk menunjukkan temperatur dalam kolom distilasi. Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam kolom distilasi dengan mengatur bukaan katup uap umpan masuk dari reboiler parsial. Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam kolom distilasi dengan mengatur bukaan katup cairan refluks ke kolom distilasi, yang bertujuan untuk mengantisipasi terjadinya flooding (banjir) pada tray kolom distilasi. 8. Instrumentasi reboiler Instrumentasi pada reboiler mencakup temperature controller (TC) dan pressure controller (PC). Temperature controller (TC) berfungsi untuk mengontrol temperatur dalam reboiler dengan mengatur bukaan katup uap pemanas masuk. Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam reboiler dengan mengatur bukaan katup uap pemanas masuk, apabila tekanan dalam reboiler melebihi tekanan yang diinginkan maka bukaan katup uap pemanas diperkecil, sebab tekanan berbanding lurus dengan temperatur. 9. Instrumentasi pompa Instrumentasi pada pompa mencakup flow controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. 10. Instrumentasi blower Instrumentasi pada blower mencakup flow controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. 11. Instrumentasi kompresor dan ekspander Instrumentasi pada kompressor mencakup flow controller (FC) dan pressure controller (PC). Flow controller (FC) berfungsi untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. Pressure controller (PC) berfungsi untuk mengatur tekanan bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan. 009.

60 1. Instrumentasi heater Instrumentasi pada heater dan vaporizer mencakup temperature controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran heater dan vaporizer dengan mengatur bukaan katup uap pemanas masuk. 1. Instrumentasi cooler dan condenser Instrumentasi pada cooler dan condenser mencakup temperature controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran cooler dan condenser dengan mengatur bukaan katup air pendingin masuk. 14. Instrumentasi pada dekanter Instrumentasi yang digunakan pada dekanter mencakup level controller (LC). Level controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam decanter dengan mengatur aliran masuk ataupun keluar. Tabel 6.1 Daftar penggunanan instrumentasi pada Pra rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat No Nama alat Jenis instrumen Kegunaan 1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa Tangki cairan LI Pencampur gas CC 4 Reaktor PC TC 5 Heater, Kondenser, Reboiler, dan Cooler TC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki Mengontrol konsentrasi dalam pencampur gas Mengontrol tekanan dalam reaktor Mengontrol suhu dalam reaktor Mengontrol suhu dalam alat 6 Blower FC Mengontrol laju alir gas dalam pipa 7 Knock out drum LC PC Mengontrol ketinggian cairan dalam separator Mengontrol tekanan dalam separator 009.

61 TI 8 Kompresor dan PC ekspander FC TI 9 Kolom destilasi PC 10 Dekanter LC 11 Vaporizer TC PC Menunjukkan temperatur dalam knock out drum Mengontrol tekanan gas dalam pipa Mengontrol laju alir gas dalam pipa Menunjukkan temperatur dalam kolom distilasi Mengontrol tekanan dalam kolom distilasi Mengontrol tinggi cairan dalam decanter Mengontrol suhu dalam vaporizer Mengontrol tekanan dalam vaporizer 6. Keselamatan Kerja Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain (Timmerhaus, 004): 1. Meningkatkan spesialisasi ketrampilan karyawan dalam menggunakan peralatan secara benar sesuai tugas dan wewenangnya serta mengetahui cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan. Pelatihan yang dimaksud dapat meliputi : Pelatihan untuk menciptakan kualitas Sumber Daya Manusia (SDM) yang tinggi dan bertanggung-jawab, misalnya melalui pelatihan kepemimpinan dan pelatihan pembinaan kepribadian. Studi banding (workshop) antar bidang kerja, sehingga karyawan diharapkan memiliki rasa kepedulian terhadap sesama karyawan. 009.

62 . Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 1 Januari Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut (Timmerhaus, 004): 1. Penanganan dan pengangkutan bahan menggunakan manusia harus seminimal mungkin.. Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.. Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas. 4. Setiap ruang gerak harus aman, bersih dan tidak licin. 5. Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran. 6. Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya. 7. Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran. Pada pra rancangan pabrik pembuatan vinil asetat ini, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan dengan cara : 1. Pencegahan terhadap kebakaran (Farhat dkk, 005) Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti power station, laboratorium dan ruang proses. Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire station. Fire hydrant ditempatkan di daerah storage, proses, dan perkantoran. Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil. 009.

63 Gas detector dipasang pada daerah proses, storage, dan daerah perpipaan dan dihubungkan dengan gas alarm di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas. Smoke detector ditempatkan pada setiap sub-stasiun listrik untuk mendeteksi kebakaran melalui asapnya.. Memakai peralatan perlindungan diri (Farhat dkk, 005) Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti : Pakaian kerja Pakaian luar dibuat dari bahan-bahan seperti katun, wol, serat, sintetis, dan asbes. Pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan keadaan badan atas terbuka. Sepatu pengaman Sepatu harus kuat dan harus dapat melindungi kaki dari bahan kimia dan panas. Sepatu pengaman bertutup baja dapat melindungi kaki dari bahaya terjepit. Sepatu setengah tertutup atau bot dapat dipakai tergantung pada jenis pekerjaan yang dilakukan. Topi pengaman Topi yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit memberikan perlindungan terhadap percikan-percikan bahan kimia, terutama apabila bekerja dengan pipa-pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor. Sarung tangan Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan. Masker Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup. Kacamata pelindung Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap mata dari percikanpercikan bahan kimia, terutama apabila bekerja pada tangki peralatan yang dapat bocor dan di laboratorium. 009.

64 . Pencegahan terhadap bahaya mekanis (Farhat dkk, 005) Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan kerja karyawan. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat Peralatan yang berbahaya seperti ketel uap bertekanan tinggi, reaktor bertekanan tinggi dan tangki gas bertekanan tinggi, harus diberi pagar pengaman 4. Pencegahan terhadap bahaya listrik (Farhat dkk, 005) Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya. Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah Memasang papan tanda bahaya yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang beroperasi pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan penangkal petir yang dibumikan 5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan (Farhat dkk, 005) Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan. Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke atasan. Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya. Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi. 6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik (Farhat dkk, 005) Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba-tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar pingsan/syok dan lain sebagainya. 009.

65 Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik, maka hal-hal yang harus dilakukan adalah (Sinnott, 005): Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik. Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu : - Instalasi pemadam dengan air Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan berpijar seperti kayu, arang, kertas, dan bahan berserat. Air ini dapat disemprotkan dalam bentuk kabut. Sebagai sumber air, biasanya digunakan air tanah yang dialirkan melalui pipa-pipa yang dipasang pada instalasi-instalasi tertentu di sekitar areal pabrik. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan instalasi listrik tersendiri, sehingga tidak terganggu apabila listrik pada pabrik dimatikan ketika kebakaran terjadi. - Instalasi pemadam dengan CO CO yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung gas yang bertekanan yang disambung secara seri menuju nozel-nozel. Instalasi ini digunakan untuk kebakaran dalam ruang tertutup, seperti pada tempat tangki penyimpanan dan juga pemadam pada instalasi listrik. Keselamatan kerja yang tinggi dapat dicapai dengan penambahan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan, yaitu (Sinnott, 005): 1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada. 4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. 5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya. 6. Setiap kontrol secara priodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas maintenance. 009.

66 BAB VII 1. UTILITAS Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan yang penting. Karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik jika utilitas tidak ada. Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan vinil asetat dari etilen, oksigen dan asam asetat adalah sebagai berikut: 1. Kebutuhan uap (steam). Kebutuhan air. Kebutuhan listrik 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Unit pengolahan limbah 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap yang digunakan ada dua jenis, yaitu uap pada 00 o C, 476 kpa (superheated steam) dan uap pada 150 o C, 476 kpa (saturated steam). Kebutuhan uap pada 00 o C, 476 kpa, pada pabrik pembuatan vinil asetat dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini. Tabel 7.1 Kebutuhan Uap pada 00 o C, 476 kpa Nama Alat Jumlah Uap (kg/jam) Vaporizer (E-10) 46,5841 Heater 1 (E-104) 717,75648 Heater (E-0) 88,6659 Reboiler (E-04) 40, Total 1465,10147 Uap yang digunakan adalah superheated steam pada temperatur 00 o C dan tekanan 476 kpa. Jumlah total steam yang dibutuhkan adalah 1465,101 kg/jam. 009.

67 Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 0 % dan faktor kebocoran sebesar 10 %. (Perry, 1999) maka : Jadi total steam yang dibutuhkan 1, 1465,101 kg/jam 18674,6 kg/jam Uap pada 150 o C, 476 kpa diperoleh dari air kondensat keluaran reboiler (E- 04) dan heater E-0 yang digunakan kembali sebagai pendingin pada reaktor R Kondensat reboiler dan heater E-0 pada 140 o C, 476 kpa, akan menyerap panas yang dihasilkan dari reaksi pembentukan vinil asetat sehingga dihasilkan uap saturated steam pada 150 o C, 476 kpa. Diperkirakan 80 % dari kondensat dapat digunakan kembali. Sehingga kondensat yang digunakan kembali adalah : 80 % x 18674,6 1499,71 kg/jam Kebutuhan air tambahan : 0 % x 18674,6 74,9 kg/jam 7. Kebutuhan Air Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan vinil asetat ini adalah sebagai berikut: Air untuk umpan ketel 74,96 kg/jam Air Pendingin : Tabel 7. Kebutuhan Air Pendingin pada Alat Nama alat Jumlah Air Pendingin (kg/jam) Cooler 1 (E-01) 1109,7984 Kondensor (E-0) 5919,6005 Cooler (E-05) 11968,874 Total 11198,71 Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry, 1999). Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan: 009.

68 W e 0,00085 W c (T T 1 ) (Perry, 1997) Di mana: W c jumlah air masuk menara 11198,71 kg/jam T 1 temperatur air masuk 8 C 8,4 F T temperatur air keluar 60 C 140 F Maka, W e 0, ,71 (140-8,4) 64,647 kg/jam Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 0, % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry, 1997). Ditetapkan drift loss 0, %, maka: W d 0, ,71 6,965 kg/jam Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 5 siklus (Perry, 1997). Ditetapkan 5 siklus, maka: W b W e 64,647 S ,867 kg/jam (Perry, 1997) Sehingga air tambahan yang diperlukan W e + W d + W b 64, , , ,8 kg/jam Air untuk berbagai kebutuhan Kebutuhan air domestik Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah ltr/hari... (Met Calf, 1991) Diambil 100 ltr/hari x 1hari 4 jam liter/jam ρ air 1000 kg/m 1 kg/liter Jumlah karyawan 10 orang Maka total air domestik 4 x ltr/jam x 1 kg/liter 54 kg/jam Pemakaian air untuk kebutuhan lainnya dapat dilihat pada tabel 7.5 berikut. Tabel 7. Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan 009.

69 Kebutuhan Jumlah air (kg/jam) Domestik dan Kantor 781,667 Laboratorium 60,000 Kantin dan tempat ibadah 10,000 Poliklinik 60,000 Total 781,667 Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah 74, , , ,4 kg/jam Sumber air untuk pabrik pembuatan vinil asetat dari etilen, oksigen dan asam asetat adalah dari Sungai Cidanau, Propinsi Banten dengan debit air 5,41 m /detik. Adapun kualitas air Sungai Cidanau dapat dilihat pada tabel 7.6 sebagai berikut. Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Cidanau, Banten Suhu Kekeruhan ph Ammonium Aluminum Besi terlarut Kesadahan : Kalsium Magnesium Seng Timbal Mangan Timah Sianida Bikarbonat Karbonat Klorida Nitrat Nitrit Pospat Sulfat CO bebas Parameter Satuan Kadar C NTU mg/l mg/l mg/l ± ,7 0,4 0,4 0,79 mg/l CaCO 9,5 mg/l CaCO 55,8 mg/l 0,1 mg/l - mg/l 0,6 mg/l 0,005 mg/l 0,008 mg/l 70,1 mg/l - mg/l 0,5 mg/l 0,11 mg/l 0,0 mg/l 0,4 mg/l 6 mg/l,1 (Sumber: data hasil rata-rata tahunan pemantauan kualitas air [BPSDA-Propinsi Banten, 007]) 009.

70 Unit Pengolahan Air Kebutuhan air untuk pabrik pembuatan vinil asetat ini diperoleh dari sungai cidanau yang terletak di kawasan pabrik. Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water reservoar) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu (Degremont, 1991) : 1. Screening. Koagulasi dan flokulasi. Filtrasi 4. Demineralisasi 5. Deaerasi 7..1 Screening Tahap screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Adapun tujuan screening adalah (Degremont, 1991): - Menjaga struktur alur dalam utilitas terhadap objek besar yang mungkin merusak fasilitas unit utilitas. - Memudahkan pemisahan dan menyingkirkan partikel-partikel padat yang besar yang terbawa dalam air sungai. Pada tahap ini, partikel yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. 7.. Koagulasi dan Flokulasi Koagulasi dan flokulasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air dengan cara mencampurkannya dengan larutan Al (SO 4 ) dan Na CO (soda abu). Larutan Al (SO 4 ) berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na CO sebagai bahan koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pambantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan ph. Pada bak clarifier, akan terjadi proses 009.

71 koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS) dan koloid (Degremont, 1991) : Koagulan yang biasa dipakai adalah alum. Reaksi hidrolisis akan terjadi menurut reaksi : M + + H O M(OH) + H + Dalam hal ini, ph menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi ph yang optimum penting untuk terjadinya koagulasi dan terbentuknya flok-flok (flokulasi). Koagulan yang biasa dipakai adalah larutan alum Al (SO 4 ). Sedangkan pengatur ph dipakai larutan soda abu Na CO yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan ph. Dua jenis reaksi yang akan terjadi adalah (Degremont, 1991) : Al (SO 4 ) + 6 Na CO + 6H O Al(OH) + 1Na + + 6HCO SO 4 Al (SO 4 ) + 6 Na CO + 6H O 4Al(OH) + 1Na CO + 6SO 4 Reaksi koagulasi yang terjadi : Al (SO 4 ) + H O + Na CO Al(OH) + Na SO 4 + CO Selain penetralan ph, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan kesadahan permanent menurut proses soda dingin menurut reaksi (Degremont, 1991) CaSO 4 + Na CO Na SO 4 + CaCO CaCl + Na CO NaCl + CaCO Selanjutnya flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan. Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda 1 : 0,54 (Crities, 004). Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan : 009.

72 Total kebutuhan air 1808, kg/jam Pemakaian larutan alum 50 ppm Pemakaian larutan soda abu 0, ppm Larutan alum Al (SO 4 ) yang dibutuhkan ,4 0,6404 kg/jam Larutan abu soda Na CO yang dibutuhkan ,4 0,458 kg/jam 7.. Filtrasi Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan tujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS), termasuk partikulat BOD dalam air (Metcalf, 1991). Material yang digunakan dalam medium filtrasi dapat bermacam-macam : pasir, antrasit (crushed anthracite coal), karbon aktif granular (Granular Carbon Active atau GAC), karbon aktif serbuk (Powdered Carbon Active atau PAC) dan batu garnet. Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan gravel sebagai bahan filter utama, menimbang tipe lain cukup mahal (Kawamura, 1991). Unit filtrasi dalam pabrik pembuatan vinil asetat menggunakan media filtrasi granular (Granular Medium Filtration) sebagai berikut : 1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (green sand). Lapisan ini bertujuan memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang digunakan setinggi 4 in (60,96 cm).. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium berpori misalnya atrasit atau marmer. Untuk beberapa pengolahan dua tahap atau tiga tahappada pengolahan effluent pabrik, perlu menggunakan bahan dengan luar permukaan pori yang besar dan daya adsorpsi yang lebih besar, seperti Biolite, pozzuolana ataupun Granular Active Carbon/GAC) (Degremont, 1991). Pada pabrikini, digunakan antrasit setinggi 1,5 in (1,75 cm).. Lapisan bawah menggunakan batu kerikil/gravel setinggi 7 in (17,78 cm) (Metcalf, 1991). Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand 009.

73 filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO). Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO) : Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi 781,667 kg/jam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 % Kebutuhan klorin ppm dari berat air Total kebutuhan kaporit ( ,667)/0,7 0,00 kg/jam 7..4 Demineralisasi Air untuk umpan ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, dimana alat demineralisasi dibagi atas : a. Penukar kation Berfungsi untuk mengikat logam logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg, dan Mn yang larut dalam air dengan kation hidrogen dan resin. Resin yang digunakan bertipe gel dengan merek IR (Lorch, 1981). Reaksi yang terjadi : H + R + Ca + Ca + R + H + H + R + Mg + Mg + R + H + H + R + Mn + Mn + R + H + Untuk regenerasi dipakai H SO 4 dengan reaksi : Ca + R + H SO 4 Mg + R + H SO 4 Mn + R + H SO 4 CaSO 4 + H + R MgSO 4 + H + R MnSO 4 + H + R 009.

74 Perhitungan kesadahan kation : Air Sungai Cidanau mengandung kation Fe +, NH 4 +, Al +, Zn +, Mn +, Pb +, Ca +, dan Mg + masing-masing 0,79 mg/l, 0,4 mg/l, 0,4 mg/l, 0,1 mg/l, 0,6 mg/l, 0 mg/l, 9,5 mg/l, dan 55,8 mg/l (Tabel 7.4). Total kesadahan kation (0,79 + 0,4 + 0,4 + 0,1 + 0, ,5 + 55,8) mg/l 151,48 mg/l 0,15148 g/l Jumlah air yang diolah 74,96 kg/jam 74,96 kg/jam 1000L/m 749,0 L/jam 996,4 kg/m Kesadahan air 0,15148 gr/l 74,96 L/jam 4 jam/hari 10 - kg/gr 1,641 kg/hari Ukuran Cation Exchanger Jumlah air yang diolah 74,96 kg/jam 16,506 gal/menit Dari Tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation ft 6 in 1,06681 m - Luas penampang penukar kation 9,6 ft 0,8975 m - Jumlah penukar kation 1 unit Volume resin yang diperlukan Total kesadahan air 1,641 kg/hari Dari Tabel 1., Nalco, 1988, diperoleh : - Kapasitas resin 0 kgr/ft - Kebutuhan regenerant 6 lb H SO 4 /ft resin Kebutuhan resin 16,505 kg/hari 0 kg/ft 0,6817 ft /hari Tinggi resin 0,6817 0,171 ft.14 Tinggi minimum resin 0 in,5 ft (Tabel 1.4, Nalco, 1988) Sehingga volume resin yang dibutuhkan,5 ft,14 ft 7,85 ft Waktu regenerasi 7,85 ft 0 kg/ft 1,641 kg/hari 11,515 hari Kebutuhan regenerant H SO 4 1,641 kg/hari 6 lb/ft 0 kgr/ft 009.

75 4,090 lb/hari 0,0777 kg/jam Perhitungan kesadahan anion : Perhitungan Kesadahan Anion Air Sungai Cidanau, mengandung Anion : nitrat, nitrit, pospat, Cl -, SO 4 -, CN -, CO -, masing-masing 0,11 mg/l, 0,0 mg/l, 0,4 mg/l, 0,5 mg/l, 6 mg/l, 0,008 mg/l, dan 70,1 mg/l (Tabel 7.4). Total kesadahan anion (0,11 + 0,0 + 0,4 + 0, , ,1) mg/l 97,148 mg/l 0,97148 gr/l Jumlah air yang diolah 74,96 kg/jam 74,96 kg/jam 1000L/m 749,0 L/jam 996,4 kg/m Kesadahan air 0,97148 gr/l 749,0 L/jam 4 jam/hari 10 - kg/gr 5,74 kg/hari Ukuran Anion Exchanger Jumlah air yang diolah 74,96 kg/jam 16,506 gal/menit Dari Tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar anion ft 6 in - Luas penampang penukar anion 9,6 ft - Jumlah penukar anion 1 unit Volume resin yang diperlukan Total kesadahan air 5,74 kg/hari Dari Tabel 1.7, The Nalco Water Handbook, diperoleh : - Kapasitas resin 1 kgr/ft - Kebutuhan regenerant 5 lb NaOH/ft resin 5,74 kg/hari Jadi, kebutuhan resin,9778 ft /hari 1 kgr/ft Tinggi resin,9778 0,948 ft,14 Tinggi minimum resin 0 in,5 ft (Tabel 1.4, Nalco, 1988) Volume resin,5 ft,14 ft 7,85 ft 009.

76 Waktu regenerasi 7,85 ft x 1 kg/ft 5,74 kg/hari,66 hari Kebutuhan regenerant NaOH 5,74 kg/hari x 5 lb/ft 1 kgr/ft 14,889 lb/hari 0,8165 kg/jam 7..5 Deaerator Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 150 C supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O dan CO dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator. 7. Kebutuhan Listrik Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik No. Pemakaian Jumlah (Hp) 1. Unit proses 907. Unit utilitas 0. Ruang kontrol dan Laboratorium 0 5. Bengkel Penerangan Mess dan perkantoran 190 Total 1197 Listrik yang dihasilkan ekspander 69 Hp Total kebutuhan listrik hp Total kebutuhan listrik 55 Hp 0,7457 kw/hp 91,49 kw Efisiensi generator 80 %, maka : Daya output generator 91,49 / 0,8 489,66 kw 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar 009.

77 Bahan bakar yang digunakan untuk ketel uap dan pembangkit tenaga listrik (generator) adalah minyak solar, karena minyak solar memiliki efisiensi dan nilai bakar yang tinggi. Keperluan bahan bakar generator Nilai bahan bakar solar Btu/lb m (Perry, 1999) Densitas bahan bakar solar 0,89 kg/l Daya output generator 489,66 kw Daya generator yang dihasilkan 489,66 kw (0,9478 Btu/det.kW) 600 det/jam ,66 Btu/jam Jumlah bahan bakar ( ,66Btu/jam)/(19860 Btu/lb m 0,4559 kg/lb m ) 8,14 kg/jam Kebutuhan solar (8,14 kg/jam) / (0,89 kg/ltr) 4,85 liter/jam Keperluan bahan bakar ketel uap KU-01 Uap yang dihasilkan ketel uap 18674,6 kg/jam Entalpi superheated steam (00 C) 065 kj/kg (Smith, 001) Entalpi air kondensat (14 C) 56,4 kj/kg (Smith, 001) Panas yang dibutuhkan ketel 18674,6 kg/jam (065 56,4) kj/kg kj/jam Efisiensi ketel uap 85 % Panas yang harus disuplai ketel (46971 kj/jam)/0, kj/jam Nilai bahan bakar solar Btu/lb (Perry, 1999) Jumlah bahan bakar ( kj/jam)/(4616,07 kj/kg) 1190,6 kg/jam Kebutuhan solar (1190,6 kg/jam)/(0,89 kg/ltr) 17,8 liter/jam 009.

78 Total kebutuhan solar (4, ,8) liter/jam 180,6 liter/jam 7.5 Unit Pengolahan Limbah Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Pada pabrik pembuatan vinil asetat ini dihasilkan limbah cair dan padat terlarut dari proses industrinya. Sumber-sumber limbah cair-padat pada pembuatan vinil asetat ini meliputi : 1. Limbah cair-padat hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. Diperkirakan limbah yang terikut sebagai limbah hasil pencucian sebanyak 0,1% dari bahan baku dan produk yang dihasilkan. - Asam asetat : 0,001 x 098 kg/jam,098 kg/jam Densitas 1049 kg/m Debit 0,0095 m /jam - Vinil asetat : 0,001 x 4418 kg/jam 4,418 kg/jam Densitas 94 kg/m Debit 0,0047 m /jam Total limbah hasil pencucian peralatan pabrik 0,00768 m /jam. Limbah domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah liter/hari (Met Calf.et.all,1984). 1hari Diambil 100 liter/hari x liter/jam 4 jam ρ air 1000 kg/m 1 kg/liter Jumlah karyawan 10 orang 009.

79 Maka laju volumetrik total air domestik dan kantor 4 liter/jam x liter/jam 0,5 m /jam. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Limbah laboratorium termasuk limbah B (Bahan Berbahaya dan Beracun) sehingga dalam penanganannya harus dikirim ke pengumpul limbah B sesuai dengan peraturan pemerintah Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 1994 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. Dalam pengelolaan, limbah B dikirim ke PPLI Cileungsi Bogor. 4. Limbah proses Limbah ini berasal dari pemisahan air proses pada Dekanter D-101. Laju alir limbah proses 145 kg/jam Densitas 1000,6 kg/m Debit limbah 1,44 m /jam Konsentrasi limbah 16/144 kg/liter 0,019 kg/liter 1861,74 mg/liter Limbah total 0, ,5 + 1,44 1,77168 m /jam m /detik Dari penjelasan diatas diketahui bahwa limbah pabrik vinil asetat ini berasal dari limbah hasil pencucian peralatan, limbah domestik, dan limbah proses. Dan dari pemaparan berbagai sumber limbah ini, diketahui bahwa limbah yang dihasilkan adalah vinil asetat asam asetat dan limbah domestik yangmerupakan limbah organik, dengan BOD 5 sebesar 95 mg/liter. Sehingga pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge (sistem lumpur aktif). Alasan pemilihan proses pengolahan limbah tersebut adalah : - Limbah yang dihasilkan mengandung asam asetat yang merupakan bahan organik. - Tidak terlalu membutuhkan lahan yang besar 009.

80 - Proses ini dapat menghasilkan effluent dengan BOD yang lebih rendah (Perry,1999) Bak Penampungan (BP) Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Jumlah : 1 unit Laju volumetrik air buangan 1,7717 m /jam Waktu penampungan air buangan 10 hari Volume air buangan Bak terisi 90 % maka volume bak Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : (1, ) 45,0 m /jam 45,0 47,448 m 0,9 panjang bak (p) 1,5 lebar bak (l) dan tinggi bak (t) lebar bak (l) Volume bak V p l t 151,75 m 1,5l l l l 6,804 m Jadi, panjang bak (p) 10,06 m lebar bak (l) 6,804 m tinggi bak (t) 6,804 m 7.5. Bak Ekualisasi (BE) Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Jumlah : 1 unit Laju volumetrik air buangan 1,7717 m /jam Waktu penampungan air buangan hari Volume air buangan Bak terisi 90 % maka volume bak (1,7717 4) 85,04 m /jam 85,04 94,489 m 0,9 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : panjang bak (p) lebar bak (l) dan tinggi bak (t) lebar bak (l) Volume bak V p l t 94,489 m.l l l 009.

81 l,615 m Jadi, panjang bak (p) 7, m lebar bak (l),615 m tinggi bak (t),615 m 7.5. Bak Pengendapan (BP) Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan. Laju volumetrik air buangan 1,7717 m /jam Waktu tinggal air hari (Perry, 1997) Volume bak (V) 1,7717 m /jam 4 jam/hari x hari 85,04 m Bak terisi 90 % maka volume bak 18,1 94,489 m 0,9 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: panjang bak (p) lebar bak (l) dan tinggi bak (t) lebar bak (l) Volume bak V p l t 94,489 m l l l l,615 m Jadi, panjang bak p 7, m lebar bak l tinggi bak t,615 m,6158 m Bak Netralisasi (BN) Fungsi : Tempat menetralkan ph limbah. Air buangan pabrik (limbah industri) yang mengandung bahan organik mempunyai ph 5 (Hammer, 1998). Limbah cair bagi kawasan industri yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai ph 6 sesuai dengan Kep.No./Menlh/01/1998. Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu(na CO ). Kebutuhan Na CO untuk menetralkan ph air limbah adalah 0,15 gr Na CO / 0 ml air limbah (Lab. Analisa FMIPA USU,1999). Jumlah air buangan 9,105 m /hari 9105 L/hari Kebutuhan Na CO (9105 L/hari) (150 mg/0,0 L) (1 kg/10 6 mg) (1 hari/4 jam) 1, kg/jam 009.

82 Laju alir larutan 0% Na CO 1, , 6,9 kg/jam Densitas larutan 0% Na CO 17 kg/m (Perry, 1999) Volume 0% Na CO 6,9 17 Laju alir limbah 1,7717 m /jam 0,00476 m /jam Diasumsikan reaksi netralisasi berlangsung tuntas selama 1 hari Volume limbah 1,7717 m /jam 1 hari 4 jam/hari 17,561 m Bak terisi 90 % maka volume bak Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: 17, ,74 m 0,9 panjang bak (p) lebar bak (l) dan tinggi bak (t) lebar bak (l) Volume bak V p l t 141,74 m l l l l 4,18 m Jadi, panjang bak p 8,76 m lebar bak l tinggi bak t 4,18 m 4,18 m Pengolahan limbah dengan sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif) Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge (sistem lumpur aktif). Mengingat cara ini dapat menghasilakan effluent dengan BOD yang lebih rendah (0-0 mg/l) (Perry,1999). Proes lumpur aktif merupakan salah satu sistem pengolahan biologi yang berlangsung secara aerobik dengan menggunakan sistem suspended growth. Lumpur aktif merupakan kultur mikrobial yang heterogen dimana sebagian besar terdiri dari bakteri, protozoa dan fungi. Data: Laju volumetrik (Q) air buangan 1,7717 m /jam 4,5 m /hari BOD 5 influent (S o ) 95 mg/l (Dimian,008) Efisiensi (E) 90 % Koefisien cell yield (Y) 0,8 mg VSS/mg BOD 5 (Metcalf, 1991) 009.

83 Koefisien endogenous decay (K d ) 0,05 hari -1 (Metcalf, 1991) Mixed Liquor Suspended Solid 500 mg/l (Metcalf, 1991) Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (X) 000 mg/l Direncanakan: Waktu tinggal sel (θ c ) 10 hari 1. Penentuan BOD Effluent (S) S S E x100 (Metcalf, 1991) S o o S x S 9,5 mg/l. Penentuan Volume aerator (Vr) θ c.q.y(so S) Vr (Metcalf, 1991) X(1+ k.θ ) d c (10 hari)(4,5 x 64,17 gal/hari)(0,8)(95 7,60)mg/l Vr (000 mg/l)(1+ 0,05 x 10) 954,1 gal 6,15 m. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi Menurut Metclalf, 1991 diperoleh data sebagai berikut: Perbandingan lebar dengan tinggi cairan : 1 Lebar kolom aerasi x dari tinggi kolom Faktor kelonggaran 0,5 dari permukaan air Sehingga : V p x l x t 04,68 m t x t x t 04,68 m 4 t t 04,68 4 t,08 m Jadi, ukuran aerator adalah : panjang 4,16 m 009.

84 lebar 4,16 m tinggi,08 m Faktor kelonggaran 0,5 m di atas permukaan air (Metcalf, 1991) Tinggi (,08 + 0,5 ) m,58 m 4. Penentuan jumlah lumpur yang harus diresirkulasi (Qr) Q Tangki aerasi Q + Qr X Tangki sedimentasi Qe Xe Qr Xr Qw Qw' Xr Q e Q 11,59 gal/hari Asumsi: X e 0,001 X 0,001 x 000 mg/l mg/l X r 0,999 X 0,999 x 000 mg/l 1998 mg/l P x Q w x X r (Metcalf, 1991) P x Y obs.q.(s o S) (Metcalf, 1991) a. Y obs Y obs Y (Metcalf, 1991) 1+ k θ d c 0,8 Y obs 0,64 1+ (0,05).(10) b. Penentuan massa limbah lumpur aktif P x (0,64).( 11,59 gal/hari).(50 17,5 )mg/l ,19 gal.mg/l.hari Neraca massa pada tangki sedimentasi : Akumulasi jumlah massa masuk jumlah massa keluar 0 (Q + Q r )X Q e X e Q w X r 0 QX + Q r X Q(0,001X) - P x 009.

85 Q r QX(0,001 1) + Px X (11,59)(000)(0,001 1) , , gal/hari 46,09 m /hari 5. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator (θ) θ Q Vr + Qr 54069,18 0,41 hari 11, ,68 6. Kebutuhan oksigen kg, O /hari Q (S o S) 1,4.P x (Metcalf, 1991) 11,59.(95-9,5) 1,4.(190864,19) 7198,15 gal/hari 10,95 m /hari 4,9 m /jam 7. Penentuan Daya yang Dibutuhkan Type aerator yang digunakan adalah surface aerator. Kedalaman air,08 m, dari Tabel 10-11, Metcalf, 1991 diperoleh daya aerator sebesar 10 hp Tangki Sedimentasi Fungsi : mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi Laju volumetrik air buangan (4,5 + 46,09) m /hari 88,61 m /hari Diperkirakan kecepatan overflow maksimum m /m hari (Perry, 1999) Waktu tinggal air jam 0,08 hari (Perry, 1999) Volume tangki (V) 88,61 m /hari x 0,08 hari 7,8 m Luas tangki (A) (88,61 m /hari) / ( m /m hari),69 m A ¼ π D D (4A/π) 1/ (4 x,69 /,14 ) 1/ 1,85 m 009.

86 Kedalaman tangki, H V/A 7,8 /,69,75 m 7.6 Spesifikasi Peralatan Screening (S-01) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel Ukuran screening : Panjang 1 m Lebar 1 m Ukuran bar : Lebar 5 mm Tebal 0 mm Bar clear spacing : 0 mm Slope : 0 Jumlah bar : 5 buah 7.6. Pompa Screening (P-01) Fungsi : Memompa air dari sungai ke Water Reservoir (V-01) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1 hp 7.6. Water Reservoir (V-01) Fungsi : Tempat penampungan air sementara Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi Kapasitas Panjang Lebar Tinggi Waktu tinggal : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm : 08,74 m /hari : 4,854 m :,47 m :,47 m : 0,08 hari 009.

87 7.6.4 Pompa Water Reservoir (P-0) Fungsi : Memompa air dari water reservoir ke bak sedimentasi Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1 hp Bak Sedimentasi (V-0) Fungsi : Untuk mengendapkan partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring dan terikut dengan air Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi Kapasitas Panjang Lebar Tinggi Waktu retensi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm : 1,85 m /hari :,5 m : 1 m :,14 m : 10,17 menit Pompa Sedimentasi (P-0) Fungsi : Memompa air dari Bak Sedimentasi (V-0) ke Clarifier (V-05) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1 hp Tangki Pelarutan Alum (V-0) Fungsi : Membuat larutan alum Al (SO 4 ) Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1,176 m 009.

88 Diameter Tinggi Jenis pengaduk Jumlah baffle Daya motor : 1,199 m : 1,199 m : flat 6 blade turbin impeller : 4 buah : 1/ hp Pompa Alum (P-04) Fungsi Jenis Bahan konstruksi Jumlah Daya motor : Memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum (V-0) ke Clarifier (V-05) : Centrifugal pump : Commercial steel : 1 unit : 1/ hp Tangki Pelarutan Soda Abu (V-04) Fungsi : Membuat larutan soda abu Na CO Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,654 m Diameter : 0,985 m Tinggi : 0,985 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/ hp Pompa Soda Abu (P-05) Fungsi : Memompa larutan soda abu dari Tangki Pelarutan Soda Abu (V-0) ke Clarifier (V-04) Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Daya motor : 1/ hp Clarifier (V-05) 009.

89 Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Tipe : External Solid Recirculation Clarifier Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 5,79 m Diameter : 1,77 m Tinggi :,185 m Daya motor : 1/ hp Sand Filter (V-06) Fungsi : Menyaring endapan (flok-flok) yang masih terikut dengan air yang keluar dari Clarifier (V-05) Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas :,14 m Diameter tangki : 1,699 m Tinggi tangki :,1 m Tinggi filter : 0,567 m Pompa Filtrasi (P-06) Fungsi : Memompa air dari Tangki Filtrasi (V-06) ke Menara Air (V-07) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1 1 / 4 hp Menara Air (V-07) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi : Menampung air untuk didistribusikan : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar : Carbon steel SA-8, Grade C 009.

90 Kondisi operasi Jumlah : 1 unit Kapasitas : 8,59 m Diameter :,66 m Tinggi : 4,96 m : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Tangki Pelarutan Asam Sulfat (V-08) Fungsi : Membuat larutan asam sulfat H SO 4 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,1995 m Diameter : 0,54908 m Tinggi : 0,54908 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/ hp Pompa Asam Sulfat (P-07) Fungsi : Memompa larutan asam sulfat dari Tangki Pelarutan Asam Sulfat (V-08) ke Cation Exchanger (V-09) Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Daya motor : 1/ hp Cation Exchanger (V-09) Fungsi : Mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Resin yang digunakan : IRR-1 Silinder : - Diameter : 0,6096 m 009.

91 - Tinggi : 0,91441 m Alas / Tutup : - Diameter : 0,6096 m - Tinggi : 0,15 m Pompa Cation Exchanger (P-09) Fungsi : Memompa air dari Cation Exchanger (V-09) ke Anion Exchanger (V-10) Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Daya motor : 1/ hp Tangki Pelarutan NaOH (V-10) Fungsi : Membuat larutan natrium hidroksida NaOH Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : m Diameter : 1,719 m Tinggi : 1,719 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/ hp Pompa NaOH (P-08) Fungsi : Memompa larutan NaOH dari Tangki Pelarutan NaOH (V-10) ke Anion Exchanger (V-11) Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Daya motor : 1/ hp Anion Exchanger (V-11) Fungsi : Mengikat anion yang terdapat dalam air Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal 009.

92 Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Resin yang digunakan : IRA-410 Silinder : - Diameter : 0,6096 m - Tinggi : 0,91441 m Alas / Tutup : - Diameter : 0,6096 m - Tinggi : 0,15 m 7.6. Pompa Anion Exchanger (P-10) Fungsi : Memompa air dari Anion Exchanger (V-11) ke Deaerator (V-1) Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 Daya motor : 1/ hp 7.6. Deaerator (V-1) Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut di dalam air Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 90 C ; Tekanan 6,96715 bar Jumlah : 1 unit Kapasitas : 9,857 m Silinder : - Diameter : 4,6 m - Tinggi : 8,54 m Tutup : - Diameter : 4,6 m - Tinggi : 1,066 m Pompa Deaerator (P-14) Fungsi : Memompa air dari Deaerator (V-1) ke Ketel Uap (V-1) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp 009.

93 7.6.5 Ketel Uap (V-1) Fungsi Jenis Bahan konstruksi Jumlah Kapasitas Panjang tube Diameter tube Jumlah tube : Menyediakan uap untuk keperluan proses : Ketel pipa api : Carbon steel : 1 unit : 18674,6 kg/jam : 0 ft : 4 in : 1906 buah Water Cooling Tower (V-14) Fungsi : Mendinginkan air dari temperatur 78,88 C menjadi 0 C Jenis : Mechanical Draft Cooling Tower Bahan konstruksi : Carbon steel Kondisi operasi : Suhu air masuk menara 78,88 o C Suhu air keluar menara 0 o C Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1,45 m /jam Luas menara : 40,85 ft Tinggi : 8,006 m Daya : 15 hp Pompa Water Cooling Tower (P-1) Fungsi : Memompa air pendingin dari Water Cooling Tower (V-14) untuk keperluan air pendingin proses Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : /4 hp Tangki Pelarutan Kaporit (V-15) Fungsi : Membuat larutan kaporit Ca(ClO) Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm 009.

94 Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,004 m Diameter : 0,185 m Tinggi : 0,0185 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/ hp Pompa Kaporit (P-11) Fungsi : Memompa larutan kaporit dari Tangki Pelarutan Kaporit (V-15) ke Tangki Utilitas (V-16) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp Tangki Utilitas (V-16) Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan untuk kebutuhan domestik Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 18,841 m Diameter :,86 m Tinggi : 5,79 m Pompa Utilitas (P-1) Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas (P-15) ke kebutuhan domestik Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp 009.

95 7.6. Tangki Bahan Bakar (V-17) Fungsi : Tempat penyimpanan bahan bakar. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1,44 m Diameter : 7,9709 m Tinggi : 15,944 m 7.6. Pompa Tangki Bahan Bakar I (P-15) Fungsi : Memompa bahan bakar solar dari TB-01 ke Generator Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp Pompa Tangki Bahan Bakar II (P-16) Fungsi : Memompa bahan bakar solar dari TB-01 ke ketel uap KU-01 Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp 7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah Bak Penampungan (BP) Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara Bentuk Jumlah Bahan konstruksi Kondisi operasi : Persegi panjang : 1 unit : Beton kedap air : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm 009.

96 Kapasitas : 45,0 m Panjang : 10,06 m Lebar : 6,804 m Tinggi : 6,804 m 7.7. Pompa Bak Penampung (PL-01) Fungsi : Memompa cairan limbah dari Bak Penampungan (BP) ke Bak Pengendapan Awal (BPA) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : ¼ hp 7.7. Bak Ekualisasi (BE) Fungsi Bentuk Jumlah : untuk mengatur laju alir air menuju bak sedimentasi : Persegi panjang : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Kapasitas : 85,04 m Panjang : 7, m Lebar :,615 m Tinggi :,615 m Bak Sedimentasi (BS) Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Kapasitas : 85,04 m Panjang : 7, m Lebar :,615 m Tinggi :,615 m 009.

97 7.7.5 Bak Netralisasi (BN) Fungsi : Tempat menetralkan ph limbah Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Kapasitas : 141,744 m Panjang : 8,765 m Lebar : 4,18 m Tinggi : 4,18 m Tangki Aerasi (AR) Fungsi : Mengolah limbah Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Kapasitas : 6,156 m Panjang : 4,1649 m Lebar : 4,1649 m Tinggi :,085 m Daya motor : 10 hp Pompa Tangki Aerasi (PL-0) Fungsi : Memompa cairan limbah dari Tangki Aerasi (AR) ke Tangki Sedimentasi (TS) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp Tangki Sedimentasi (TS) Fungsi : Mengendapkan flok biologis dari Tangki Aerasi (AR) dan sebagian diresirkulasi kembali ke Tangki Aerasi (AR) 009.

98 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air Kondisi operasi : Temperatur 8 C ; Tekanan 1 atm Kapasitas : 7,84 m Diameter : 1,8495 m Tinggi :,75 m Pompa Tangki Sedimentasi (PL-0) Fungsi : Memompa air resirkulasi dari Tangki Sedimentasi (TS) ke Tangki Aerasi (AR) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/ hp 009.

99 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK Lokasi dan tata letak pabrik merupakan suatu hal yang sangat penting dalam suatu rancangan pabrik. Dimana hal ini akan sangat mempengaruhi keuntungan pabrik dan kesempatan untuk melakukan ekspansi di masa depan. Banyak faktor yang harus dipertimbangkan ketika memilih suatu tempat yang tepat sebagai lokasi pabrik, seperti pasokan bahan baku, fasilitas transportasi, ketersediaan pekerja, pengaruh lingkungan dan sebagainya. 8.1 Lokasi Pabrik Secara geografis, penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan serta kelangsungan dari suatu industri kini dan pada masa yang akan datang karena berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemilihan lokasi pabrik harus tepat berdasarkan perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi dan budaya masyarakat di sekitar lokasi pabrik (Timmerhaus,004). Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka Pabrik Pembuatan vinil asetat ini direncanakan berlokasi di daerah Kawasan Industri Panca Puri di Jln. Raya Anyer Km. 1 Desa Ciwandan, Kotamadya Cilegon, Propinsi Banten, atau tepatnya pada 106 o 1.7 Lintang Selatan dan 105 o 56.1 Bujur Timur. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : a. Bahan baku Suatu pabrik sebaiknya berada di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku dan daerah pemasaran sehingga transportasi dapat berjalan dengan lancar. Bahan baku pabrik yaitu etilen (C H 4 ) disuplai dari PT. Chandra Asri Petrochemical Center (PT. CAPC), oksigen sebagai reaktan disuplai dari PT. Air Liquid Indonesia dan asam asetat didapat dari PT Organic Chemindo Lampung. Sedangkan, katalis didatangkan dari Amerika. b. Transportasi Pembelian bahan baku dan penjualan produk dapat dilakukan melalui jalan darat laut, maupun udara. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini 009.

100 merupakan kawasan industri yang telah memiliki sarana transportasi yang lengkap. Transportasi darat dilakukan melalui jalan tol dan dapat juga dengan menggunakan kereta api barang. Transportasi laut dapat dilaksanakan melalui Pelabuhan Ciwandan dan Pelabuhan Bojonegara. Transportasi udara dapat dilaksanakan di Bandara Internasional Soekarno-Hatta dan Bandara Pondok Cabe di Tangerang (Anonim, 007). c. Pemasaran Kebutuhan akan vinil asetat terus menunjukan peningkatan dari tahun ke tahun, seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan produk-produk yang menggunakan vinil asetat sebagai bahan bakunya, khususnya kebutuhan dalam negeri. Lokasi pendirian pabrik dekat dengan pelabuhan Ciwandan sehingga produk dapat dipasarkan baik dalam maupun luar negeri seperti ke Singapura dan Malaysia. Selain itu, vinil asetat ini dapat dijual ke perusahaan domestik yang membutuhkannya seperti pabrik-pabrik pembuatan polivinil asetat, pabrik pembuatan cat dan pabrik lainnya yang menggunakan vinil asetat sebagai bahan bakunya. d. Kebutuhan air Air yang dibutuhkan dalam proses diperoleh dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Cidanau yang mengalir di sekitar pabrik untuk proses, sarana utilitas dan kebutuhan domestik. Dan apabila tidak mencukupi dapat menggunakan air dari pabrik penyedia air PT. Krakatau Tirta indonesia yang letaknya dekat dengan lokasi pabrik vinil asetat. e. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Pembangkit listrik utama untuk pabrik adalah menggunakan generator diesel yang bahan bakarnya diperoleh dari PT Pertamina Banten. Selain itu, kebutuhan tenaga listrik juga dapat diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) Banten. f. Tenaga kerja Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja. Di daerah ini tersedia tenaga kerja terdidik maupun yang tidak terdidik serta tenaga kerja yang terlatih maupun tidak terlatih. 009.

101 g. Biaya tanah Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang terjangkau. h. Kondisi iklim dan cuaca Seperti daerah lain di Indonesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil. Pada tengah tahun pertama mengalami musim kemarau dan tengah tahun berikutnya mengalami musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil, sehingga tidak akan mempengaruhi proses. i. Kemungkinan perluasan dan ekspansi Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan di sekeliling lahan tersebut belum banyak berdiri pabrik serta tidak mengganggu pemukiman penduduk. j. Sosial masyarakat Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan vinil asetat karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya. 8. Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk. Desain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut (Timmerhaus, 004) : 1. Urutan proses produksi.. Pengembangan lokasi baru atau penambahan / perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa yang akan datang.. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam proses, tenaga listrik dan bahan baku 4. Pemeliharaan dan perbaikan. 009.

102 5. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja. 6. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat. 7. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses / mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi. 8. Masalah pembuangan limbah cair. 9. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja. Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti (Timmerhaus,004). 1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling.. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown.. Mengurangi ongkos produksi. 4. Meningkatkan keselamatan kerja. 5. Mengurangi kerja seminimum mungkin. 6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik. 8. Perincian Luas Tanah Pendirian pabrik pembuatan vinil asetat ini direncanakan menggunakan tanah berukuran 9 75 m untuk areal pabrik dan 100 x 5 m untuk areal perumahan karyawan. Luas total areal tanah adalah 9500 m². Tata letak pabrik pembuatan vinil asetat ini dapat dilihat pada Gambar 8.1. Sedangkan rinciannya dapat dilihat pada Tabel 8.1 berikut ini : Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah 009.

103 No Nama Bangunan Luas (m ) 1 Pos Keamanan 0 Parkir 00 Taman 00 4 Ruang Kontrol 50 5 Areal Proses Perkantoran Laboratorium 80 8 Poliklinik Kantin Ruang Ibadah Perpustakaan 80 1 Bengkel 90 1 Gudang Peralatan Unit Pemadam Kebakaran Areal Produk Areal Bahan Baku Areal utilitas Pembangkit Uap Pembangkit Listrik Area Perluasan Perumahan Karyawan 500 Jalan 700,00 Total

104 JALAN RAYA Sungai Keterangan : 1. Pos Keamanan 1. Bengkel. Parkir 1. Gudang peralatan. Taman 14. Pemadam kebakaran 4. Ruang kontrol 15. Areal bahan baku 5. Areal proses 16. Areal produk 6. Perkantoran 17. Areal utilitas 7. Laboratorium 18. Pembangkit uap 8. Poliklinik 19. Pembangkit listrik 9. Kantin 0. Areal perluasan 10. Ruang ibadah 1. Perumahan karyawan 11. Perpustakaan 009.

105 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini menyangkut efektivitas dalam peningkatan kemampuan perusahaan dalam memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang efektif dan efisien tidak akan ada usaha yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur baik dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada secara otomatis organisasi akan berkembang (Madura, 000). 9.1 Organisasi Perusahaan Perkataan organisasi, berasal dari kata Latin organum yang dapat berarti alat, anggota badan. James D. Mooney, mengatakan: Organisasi adalah bentuk setiap perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama, sedangkan Chester I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai: Suatu sistem daripada aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih (Siagian, 199). Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masing-masing. Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi, yaitu (Sutarto, 00): 1. Adanya sekelompok orang. Adanya hubungan dan pembagian tugas. Adanya tujuan yang ingin dicapai Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab, maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas (Jati, 000): 1. Bentuk organisasi garis. Bentuk organisasi fungsional. Bentuk organisasi garis dan staf 4. Bentuk organisasi fungsional dan staf 009.

106 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis Ciri dari organisasi garis adalah: organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit, pimpinan dan semua karyawan saling kenal dan spesialisasi kerja belum begitu tinggi (Jati, 000). Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu : Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu tangan. Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali. Rasa solidaritas di antara para karyawan umumnya tinggi karena saling mengenal. Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu: Seluruh kegiatan dalam organisasi terlalu bergantung kepada satu orang sehingga kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran. Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter. Kesempatan berkembang anggota terbatas Bentuk Organisasi Fungsional Ciri-ciri dari organisasi fungsional adalah beberapa pimpinan tidak mempunyai bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut (Jati, 000). Kebaikan bentuk organisasi fungsional, yaitu: Pembagian tugas-tugas jelas Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsifungsinya Keburukan bentuk organisasi fungsional, yaitu: Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan tanggung jawab kepada fungsinya. Para karyawan mementingkan bidang pekerjaannya, sehingga sukar dilaksanakan koordinasi. 009.

107 9.1. Bentuk Organisasi Garis dan Staf Ciri-ciri dari organisasi garis dan staf yaitu terdapat satu atau beberapa orang staf yaitu orang yang ahli dalam bidang tertentu yang bertugas memberi nasehat kepada pimpinan (Jati, 000). Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah: Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya. Pengambilan keputusan lebih berbobot karena adanya staf ahli. Konsep the right man on the right place dapat lebih terjamin Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah: Karyawan tidak saling mengenal sehingga solidaritas rendah. Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadang-kadang sukar diharapkan Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf Bentuk organisasi fungsional dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsional dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dari bentuk organisasi yang dikombinasikan (Jati, 000). Dari uraian di atas dapat diketahui kebaikan dan keburukan dari beberapa bentuk organisasi. Setelah mempertimbangkan baik dan buruknya maka pada Prarancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat menggunakan bentuk organisasi garis dan staf. Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Vinil Asetat ditampilkan pada gambar Manajemen Perusahaan Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap produksi, melainkan juga terhadap penanganan hingga menyangkut organisasi dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh manajemen. Dengan kata lain bahwa manajemen bertindak memimpin, 009.

108 merencanakan, menyusun, mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan dapat berjalan dengan baik secara menyeluruh, apabila perusahaan memiliki manajemen yang baik antara atasan dan bawahan (Siagian, 199). Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur faktor-faktor ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha itu memberikan perkembangan dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan. Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua tugas dan fungsi yang mempunyai hubungan yang erat dengan permulaan dari pembelanjaan perusahaan (financing). Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu diartikan sebagai seni dan ilmu perencanaan (planning), pengorganisasian, penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sumber daya manusia untuk mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan (Siagian, 199). Menurut Siagian (199), manajemen dibagi menjadi tiga kelas pada perusahaan besar yaitu: 1. Top manajemen. Middle manajemen. Operating manajemen Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer ini berfungsi atau bertugas untuk mengawasi dan mengontrol agar manajemen dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan bersama. Menurut Madura (000), syarat-syarat manajer yang baik adalah: 1. Harus menjadi contoh (teladan). Harus dapat menggerakkan bawahan. Harus bersifat mendorong 4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas 5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi 6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan yang diambil. 7. Berjiwa besar. 009.

109 9. Bentuk Hukum Badan Usaha Dalam mendirikan suatu perusahaan yang dapat mencapai tujuan dari perusahaan itu secara terus-menerus, maka harus dipilih bentuk perusahaan apa yang harus didirikan agar tujuan itu tercapai. Menurut Sutarto (00), bentuk-bentuk badan usaha yang ada dalam praktek di Indonesia, antara lain adalah: 1. Perusahaan Perorangan. Persekutuan dengan firma. Persekutuan Komanditer 4. Perseroan Terbatas 5. Koperasi 6. Perusahaan Negara 7. Perusahaan Daerah Bentuk badan usaha dalam Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat direncanakan adalah perusahaan yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas adalah badan hukum yang didirikan berdasarkan perjanjian, melakukan kegiatan usaha dengan modal dasar yang seluruhnya terbagi dalam saham, dan memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam UU No. 1 tahun 1995 tentang Perseroan Terbatas (UUPT), serta peraturan pelaksananya. Syarat-syarat pendirian Perseroan Terbatas adalah : 1. Didirikan oleh dua orang atau lebih, yang dimaksud dengan orang adalah orang perseorangan atau badan hukum.. Didirikan dengan akta otentik, yaitu di hadapan notaris.. Modal dasar perseroan, yaitu paling sedikit Rp ,- (dua puluh juta rupiah) atau 5 % dari modal dasar, tergantung mana yang lebih besar dan harus telah ditempatkan dan telah disetor. Prosedur pendirian Perseroan Terbatas adalah : 1. Pembuatan akta pendirian di hadapan notaris. Pengesahan oleh Menteri Kehakiman. Pendaftaran Perseroan 4. Pengumuman dalam tambahan berita Negara. Dasar-dasar pertimbangan pemilihan bentuk perusahaan PT adalah sebagai berikut : 009.

110 1. Kontinuitas perusahaan sebagai badan hukum lebih terjamin, sebab tidak tergantung pada pemegang saham, dimana pemegang saham dapat berganti-ganti.. Mudah memindahkan hak pemilik dengan menjual sahamnya kepada orang lain.. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari bank maupun dengan menjual saham. 4. Tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham terhadap hutang perusahaan. 5. Penempatan pemimpin atas kemampuan pelaksanaan tugas. 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur organisasi garis dan staf adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang dilakukan minimal satu kali dalam setahun. Bila ada sesuatu hal, RUPS dapat dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah forum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, Dewan Komisaris dan Direktur. Hak dan wewenang RUPS (Sutarto, 00): 1. Meminta pertanggungjawaban Dewan Komisaris dan Direktur lewat suatu sidang.. Dengan musyawarah dapat mengganti Dewan Komisaris dan Direktur serta mengesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri.. Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan, atau ditanamkan kembali Dewan Komisaris Dewan Komisaris dipilih dalam RUPS untuk mewakili para pemegang saham dalam mengawasi jalannya perusahaan. Dewan Komisaris ini bertanggung jawab kepada RUPS. Tugas-tugas Dewan Komisaris adalah: 1. Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan.. Mengadakan rapat tahunan para pemegang saham.. Meminta laporan pertanggungjawaban Direktur secara berkala. 4. Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas Direktur. 009.

111 9.4. Direktur Direktur merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh RUPS. Adapun tugas-tugas direktur adalah: 1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien.. Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS.. Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan. 4. Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjianperjanjian dengan pihak ketiga. 5. Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja pada perusahaan. Dalam melaksanakan tugasnya, direktur dibantu oleh Manajer Produksi, Manajer Teknik, Manajer Umum dan Keuangan, Manajer Pembelian dan Pemasaran Staf Ahli Staf ahli bertugas memberikan masukan, baik berupa saran, nasehat, maupun pandangan terhadap segala aspek operasional perusahaan Sekretaris Sekretaris diangkat oleh Direktur untuk menangani masalah surat-menyurat untuk pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu Direktur dalam menangani administrasi perusahaan Manajer Produksi Manajer Produksi bertanggung jawab langsung kepada Direktur. Tugasnya mengkoordinasi segala kegiatan yang berhubungan dengan masalah proses baik di bagian produksi maupun utilitas. Dalam menjalankan tugasnya Manajer Produksi dibantu oleh tiga Kepala Seksi, yaitu Kepala Seksi Proses, Kepala Seksi Laboratorium R&D (Penelitian dan Pengembangan) dan Kepala Seksi Utilitas Manajer Teknik Manajer Teknik bertanggung jawab langsung kepada Direktur. Tugasnya mengkoordinasi segala kegiatan yang berhubungan dengan masalah teknik baik di 009.

112 lapangan maupun di kantor. Dalam menjalankan tugasnya Manajer Teknik dibantu oleh tiga Kepala Seksi, yaitu Kepala Seksi Listrik, Kepala Seksi Instrumentasi dan Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik (Mesin) Manajer Umum dan Keuangan Manajer Umum dan Keuangan bertanggung jawab langsung kepada Direktur dalam mengawasi dan mengatur keuangan, administrasi, personalia dan humas. Dalam menjalankan tugasnya Manajer Umum dan Keuangan dibantu oleh lima Kepala Seksi, yaitu Kepala Seksi Keuangan, Kepala Seksi Administrasi, Kepala Seksi Personalia, Kepala Seksi Humas dan Kepala Seksi Keamanan Manajer Pembelian dan Pemasaran Manajer Pembelian dan Pemasaran bertanggung jawab langsung kepada Direktur. Tugasnya mengkoordinasi segala kegiatan yang berhubungan dengan pembelian bahan baku dan pemasaran produk. Manajer ini dibantu oleh tiga Kepala Seksi, yaitu Kepala Seksi Pembelian, Kepala Seksi Penjualan serta Kepala Seksi Gudang/Logistik. 9.5 Sistem Kerja Pabrik pembuatan Vinil Asetat ini direncanakan beroperasi 0 hari per tahun secara kontinu 4 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu: 1. Karyawan non-shift, yaitu karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya direktur, staf ahli, manajer, bagian administrasi, bagian gudang, dan lain-lain. Jam kerja karyawan non-shift ditetapkan sesuai Keputusan Menteri Tenaga Kerja Dan Transmigrasi Republik Indonesia Nomor: Kep.4/Men/00 yaitu 8 jam sehari atau 40 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perhitungan uang lembur menggunakan acuan 1/17 dari upah sebulan (Pasal 10 Kep.4/Men/00) dimana untuk jam kerja lembur pertama dibayar sebesar 1,5 kali upah sejam dan untuk jam lembur berikutnya dibayar kali upah sejam. Perincian jam kerja non-shift adalah: Senin Kamis - Pukul WIB Waktu kerja 009.

113 - Pukul WIB Waktu istirahat - Pukul WIB Waktu kerja Jum at - Pukul WIB Waktu kerja - Pukul WIB Waktu istirahat - Pukul WIB Waktu kerja. Karyawan Shift Untuk pekerjaan yang langsung berhubungan dengan proses produksi yang membutuhkan pengawasan terus menerus selama 4 jam, para karyawan diberi pekerjaan bergilir (shift work). Pekerjaan dalam satu hari dibagi tiga shift, yaitu tiap shift bekerja selama 8 jam dan 15 menit pergantian shift dengan pembagian sebagai berikut: Shift I : WIB Shift II : WIB Shift III : WIB Jam kerja bergiliran berlaku bagi karyawan. Untuk memenuhi kebutuhan pabrik, setiap karyawan shift dibagi menjadi empat regu dimana tiga regu kerja dan satu regu istirahat. Pada hari Minggu dan libur nasional karyawan shift tetap bekerja dan libur 1 hari setelah setelah tiga kali shift. Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift Regu Hari A I I I II II II - - III III III - B II II II - - III III III - I I I C - - III III III - I I I II II II D III III - I I I II II II - - III 009.

114 . Karyawan borongan Apabila diperlukan, maka perusahaan dapat menambah jumlah karyawan yang dikerjakan secara borongan selama kurun jangka waktu tertentu yang ditentukan menurut kebijaksanaan perusahaan. 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan/ pabrik, dibutuhkan susunan karyawan seperti pada struktur organisasi. Jumlah karyawan yang dibutuhkan adalah sebagai berikut: Tabel 9. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya Jabatan Juml ah Pendidikan Komisaris 1 Ekonomi/Teknik (S1) Direktur 1 Teknik Kimia (S1) Staf Ahli 1 Teknik Kimia (S) Sekretaris 1 Sekretaris (DIII) Manajer Produksi 1 Teknik Kimia (S) Manajer Teknik 1 Teknik Mesin (S) Manajer Umum dan Keuangan 1 Ekonomi/Manajemen (S) Manajer Pembelian dan Pemasaran 1 Ekonomi/Manajemen (S1) Kepala Seksi Proses 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Laboratorium R&D 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Utilitas 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Mesin 1 Teknik Mesin (S1) Kepala Seksi Listrik 1 Teknik Elektro (S1) Kepala Seksi Instrumentasi 1 Teknik Instrumentasi Pabrik (D4) Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 1 Politeknik (D) Kepala Seksi Keuangan 1 Ekonomi (S1) Kepala Seksi Administrasi 1 Manajemen/Akuntansi (S1) 009.

115 Kepala Seksi Personalia 1 Hukum (S1) Kepala Seksi Humas 1 Ilmu Komunikasi (S1) Kepala Seksi Keamanan 1 Perwira TNI/Polri Kepala Seksi Pembelian 1 Manajemen Pemasaran (D) Kepala Seksi Penjualan 1 Manajemen Pemasaran (D) Karyawan Produksi 45 SMK/Politeknik Karyawan Teknik 16 SMK/Politeknik Karyawan Umum dan Keuangan 1 SMU/D1/Politeknik Karyawan Pembelian dan Pemasaran 6 SMU/D1/Politeknik Dokter Kedokteran (Profesi) Perawat 5 Akademi Perawat (D) Petugas Keamanan 8 SMU/Pensiunan TNI/Polri Petugas Kebersihan 10 SMU Supir 4 SMU/STM Jumlah Sistem Penggajian Penggajian karyawan didasarkan kepada jabatan, tingkat pendidikan, pengalaman kerja, keahlian dan resiko kerja. Tabel 9. Perincian Gaji Karyawan Jumlah Gaji/bulan gaji/bulan Jabatan Jumlah (Rp) (Rp) Dewan Komisaris Direktur Staf Ahli Sekretaris Manajer Produksi Manajer Teknik Manajer Umum dan Keuangan Manajer Pembelian dan Pemasaran Kepala Seksi Proses

116 Kepala Seksi Laboratorium R&D Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Mesin Kepala Seksi Listrik Kepala Seksi Instrumentasi Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik Kepala Seksi Keuangan Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Humas Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Penjualan Karyawan Produksi Karyawan Teknik Karyawan Umum dan Keuangan Karyawan Pembelian dan Pemasaran Dokter Perawat Petugas Keamanan Petugas Kebersihan Supir Jumlah Fasilitas Tenaga Kerja Selain upah resmi, perusahaan juga memberikan beberapa fasilitas kepada setiap tenaga kerja antara lain: 1. Fasilitas cuti tahunan.. Tunjangan hari raya dan bonus.. Fasilitas asuransi tenaga kerja, meliputi tunjangan kecelakaan kerja dan tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia baik karena kecelakaan sewaktu bekerja maupun di luar pekerjaan. 4. Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma. 5. Penyediaan sarana transportasi/bus karyawan. 009.

117 6. Penyediaan kantin, tempat ibadah dan sarana olah raga. 7. Penyediaan seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, seragam dan sarung tangan). 8. Fasilitas kenderaan untuk para manajer bagi karyawan pemasaran dan pembelian. 9. Family Gathering Party (acara berkumpul semua karyawan dan keluarga) setiap satu tahun sekali. 10. Bonus 0,5% dari keuntungan perusahaan akan didistribusikan untuk seluruh karyawan. 009.

118 BAB X ANALISA EKONOMI Suatu pabrik harus dievaluasi kelayakan berdirinya dan tingkat pendapatannya sehingga perlu dilakukan analisa perhitungan ekonomi. Selanjutnya, perlu juga dilakukan analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Hasil analisa tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan yang dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang baik dan memberikan keuntungan. Berbagai parameter ekonomi digunakan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain: 1. Modal investasi / Capital Investment (CI). Biaya produksi total / Total Cost (TC). Marjin keuntungan / Profit Margin (PM) 4. Titik impas / Break Even Point (BEP) 5. Laju pengembalian Modal / Return On Investment (ROI) 6. Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT) 7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR) 10.1 Modal Investasi Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari: Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari: 1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, 009.

119 membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. Modal investasi tetap langsung ini meliputi: - Modal untuk tanah - Modal untuk bangunan dan sarana - Modal untuk peralatan proses - Modal untuk peralatan utilitas - Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol - Modal untuk perpipaan - Modal untuk instalasi listrik - Modal untuk insulasi - Modal untuk investaris kantor - Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan - Modal untuk sarana transportasi Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap langsung, MITL sebesar Rp ,-. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tak langsung ini meliputi: - Modal untuk pra-investasi - Modal untuk engineering dan supervisi - Modal biaya legalitas - Modal biaya kontraktor (contractor s fee) - Modal untuk biaya tak terduga (contigencies) Dari perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap tak langsung, MITTL sebesar Rp ,- Maka total modal investasi tetap, 009.

120 Total MIT MITL + MITTL Rp ,- + Rp ,- Rp , Modal Kerja / Working Capital (WC) Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil bulan. Modal kerja ini meliputi: - Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas - Modal untuk kas Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya administrasi umum dan pemasaran, pajak, dan biaya lainnya. - Modal untuk mulai beroperasi (start-up) - Modal untuk piutang dagang Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual tiap satuan produk. Rumus yang digunakan: IP PD HPT 1 Dengan: PD piutang dagang IP jangka waktu yang diberikan ( bulan) HPT hasil penjualan tahunan Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal kerja sebesar Rp Total Modal Investasi Modal Investasi Tetap + Modal Kerja Rp ,- + Rp Rp ,- 009.

121 Modal investasi berasal dari : - Modal sendiri/saham-saham sebanyak 60 % dari modal investasi total Modal sendiri adalah Rp ,- - Pinjaman dari bank sebanyak 40 % dari modal investai total Pinjaman bank adalah Rp ,- 10. Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik beroperasi. Biaya produksi total meliputi: Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah produksi, meliput i: - Gaji tetap karyawan - Bunga pinjaman bank - Depresiasi dan amortisasi - Biaya perawatan tetap - Biaya tambahan industri - Biaya administrasi umum - Biaya pemasaran dan distribusi - Biaya laboratorium, penelitian dan pengembangan - Biaya hak paten dan royalti - Biaya asuransi - Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya tetap (FC) adalah sebesar Rp , Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Biaya variabel meliputi: - Biaya bahan baku proses dan utilitas - Biaya variabel tambahan, meliputi biaya perawatan dan penanganan lingkungan, pemasaran dan distribusi. 009.

122 - Biaya variabel lainnya Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel (VC) adalah sebesar Rp ,- Total Biaya Produksi Biaya Tetap + Biaya Variabel Rp ,- + Rp ,- Rp ,- 10. Total Penjualan (Total Sales) Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk vinil asetat dan produk samping lainnya adalah sebesar Rp ,-. Maka laba penjualan adalah sebesar Rp , Bonus Perusahaan Sesuai fasilitas tenaga kerja dalam pabrik pembuatan vinil asetat, maka perusahaan memberikan bonus 0,5% dari keuntungan perusahaan yaitu sebesar Rp Perkiraan Rugi/Laba Usaha Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh: 1. Laba sebelum pajak (bruto) Rp ,-. Pajak penghasilan (PPh) Rp ,-. Laba setelah pajak (netto) Rp , Analisa Aspek Ekonomi Profit Margin (PM) Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan. Laba sebelum pajak PM 100 % Total penjualan Rp ,- PM 100% Rp ,- 009.

123 PM 5,61% Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 5,61%, maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan Break Even Point (BEP) Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi. Biaya Tetap BEP 100 % Total Penjualan Biaya Variabel Rp ,- BEP Rp ,- Rp ,- 100 % BEP 46,67% Kapasitas produksi pada titik BEP 46,67% ton/tahun 16.5 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP 46,67 % Rp ,- Rp ,- Dari data feasibilities, (Timmerhaus, 1991) : - BEP 50 %, pabrik layak (feasible) - BEP 70 %, pabrik kurang layak (infeasible). Dari perhitungan diperoleh BEP 46,67%, maka pra rancangan pabrik ini layak Return on Investment (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih. ROI ROI Laba setelah pajak 100 % Total Modal Investasi Rp ,- 100 % Rp ,- ROI 0,0 % 009.

124 Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah: ROI 15 % resiko pengembalian modal rendah. 15 ROI 45 % resiko pengembalian modal rata-rata. ROI 45 % resiko pengembalian modal tinggi. Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 0,0 %, sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas penuh setiap tahun. POT 1 0,00 1 tahun POT 4,99 tahun Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 4,99 tahun operasi Return on Network (RON) Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri. RON RON Laba setelah pajak 100 % Modalsendiri Rp ,- 100 % Rp ,- RON,7 % Internal Rate of Return (IRR) Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan besarnya sama. 009.

125 Apabila IRR ternyata lebih besar dari MARR, maka pabrik akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari MARR maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR,06%, bila bunga deposito bank saat ini sebesar 1,5 % (Bank Mandiri, 009) dan laju inflasi tahunan sebesar 7,1 % ( 7 Mei 009) maka MARR (Minimum Acceptable Rate of Return) adalah: MARR (1 + bunga deposito)(1 + laju inflasi tahunan) 1 (1 + 0,15)(1 + 0,071) 1 0,07 x 100% 0,7 % IRR > MARR, maka pra rancangan ini layak. 009.

126 BAB XI KESIMPULAN Dari hasil analisa dan perhitungan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:. Kapasitas Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Vinil Asetat dari Etilena, Asam Asetat dan Oksigen direncanakan ton/tahun dengan 0 hari kerja/tahun.. Bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan bentuk organisasi garis dan staf. 4. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Panca Puri di Jln. Raya Anyer Km. 1 Desa Ciwandan, Kotamadya Cilegon, Propinsi Banten, atau tepatnya pada 106 o 1.7 Lintang Selatan dan 105 o 56.1 Bujur Timur karena berbagai pertimbangan antara lain kemudahan mendapatkan bahan baku, daerah pemasaran, sarana transportasi yang mudah dan cepat, serta dekat dengan sumber air yaitu Sungai cidanau. 5. Luas tanah yang dibutuhkan adalah m. 6. Jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan adalah 10 orang. 7. Dari hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Stirena ini adalah sebagai berikut Modal Investasi : Rp ,- Biaya Produksi : Rp ,- Hasil Penjualan : Rp ,- Laba Bersih : Rp ,- Profit Margin : 5,61% Break Event Point : 46,67% Return of Investment : 0,0 % Return on Network :,7 % Pay Out Time : 4,99 tahun Internal Rate of Return :,06% Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pembuatan Vinil Asetat dari Etilena, Asam Asetat dan Oksigen ini layak untuk didirikan. 009.

127 DAFTAR PUSTAKA Ali, Muhammad Farhat, Ali Basam. And Speight, James Handbook of Industrial Chemistry. Mc GrawHill Companies : USA. Anonim Oksigen. Maret 009. Anonim. 008a. Petrochemicals From Ethylene. 6 Januari 009. Anonim. 008b. Acetic Acid: Benefits and Applications. 9 Januari 009. Anonim. 008c. Acetic Acid 9 Januari 009. Anonim. 008d. Vinil Asetat. 9 Desember 008. Anonim. 008e. Vinyl Acetate Monomer. 9 Desember 008. Anonim. 008f. Vinyl Acetate. 7 Januari 009. Anonim. 008g Mei 009. Anonim 008h. Potensi air tanah di DAS Cidanau. banten.com : 1 Maret 009 Anonim. 009a. Kurs Mata Uang. 7 Mei 009. Anonim. 009.b. 7 Mei 009. Anonim. 009c. 7 Mei 009. Anonim. 009d. PT PERTAMINA. Anonim. 009e. 1 Mei 009 Beckart Environmental, Inc., 004. Bioprocessing Using Activated Sludge. Brownell, L.E., Young E.H., Process Equipment Design. New Delhi: Wiley Eastern Ltd. Considine, Douglas M Instruments and Controls Handbook. rd Edition. USA: Mc.Graw-Hill, Inc. Crites, Ron dan George Tchobanoglous Small and Decentralized Wastemanagement Systems. Singapore: Mc.Graw-Hill, Inc. 009.

128 Degremont Water Treatment Handbook. Sixth Edition. France : Lavoisier Publishing. Dimian, Alexandre C. And Bildea, Costin Sorin, Chemical Process Design. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co: Weinheim. Erbil, H. Yildirim Vinyl Acetate Emulsion Polymerization and Copolymerization With Acrylic Monomer. CRC Press LLC: Boca Raton Geankoplis, C.J. 00. Transport Process and Unit Operation. Fourth Edition. New Delhi: Prentice-Hall of India. Gunardson, Harold Industrial Gases in Petrochemical Processing. Marcel Dekker Inc: New York. Kawamura An Integrated Calculation of Wastewater Engineering. New York: John Wiley and Sons Inc. Kern, D.Q Process Heat Transfer. New York : McGraw-Hill Book Company. Kirk, R.E. dan Othmer, D.F Encyclopedia of Chemical Engineering Technology. New York: John Wiley and Sons Inc. Levenspiel, Octave Chemical Reaction Engineering. rd Edition. New York: John Wiley and Sons. Lorch, Walter Handbook of Water Purification. Britain : McGraw-Hill Book Company, Inc. Ludwig, Ernest Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plant. Volume 1. rd edition. USA : Butterworth Heinermann. Madura, Jeff Introduction to Business. nd Edition. USA: South-Western College Publishing. Maloney, James Perry s Chemical Engineers Handbook. USA : Mc GrawHill. Mark Wade Mei 009 McCabe, W.L., Smith, J.M Operasi Teknik Kimia. Edisi Keempat. Penerbit Erlangga. Jakarta. Metcalf & Eddy Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-Hill Book Company. New Delhi Nalco The Nalco Water Handbook. nd Edition. McGraw-Hill Book Company. New York. Patria Jati, Sutopo Dasar-dasar Organisasi. Makalah Universitas Diponegoro. 009.

129 Perry, Robert H. dan Dow W. Green Chemical Engineering HandBook. 7 th Edition. New York: McGraw-Hill Book Company. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West Plant Design and Economics for Chemical Engineer. 5th Edition. International Edition. Mc.Graw-Hill. Singapore PT. Prudential Life Assurance Price Product List. Jakarta. PT. Bratachem chemical Price Product List. Jakarta. Reklaitis, G.V Introduction to Material and Energy Balance. New York: McGraw-Hill Book Company. Rusjdi, Muhammad PPh Pajak Penghasilan. PT. Indeks Gramedia. Jakarta. Rusjdi, Muhammad PPN dan PPnBM. PT. Indeks Gramedia. Jakarta. Siagian, Sondang P Fungsi-fungsi Manajerial. Jakarta. Sinnot, R.K Chemical Engineering Design. Volume 6. edisi 4. Elsevier : UK. Smith, J.M., 001. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. 6 th Edition. New York: McGraw- Hill Book Company. Sutarto. 00. Dasar-dasar Organisasi. Yogyakarta : Gajah Mada University Press Treyball, Robert E Mass Transfer Operations. USA: Mc.GrawHill Book Company. Ulrich, G.D., A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley and Sons. New York. Walas, Stanley M., 005. Chemical Proses Equipment. Departement of Chemical and Petroleum Engineering. University of Kansas Waluyo Perubahan Perundangan-undangan Perpajakn Era Reformasi. Penerbit Salemba Empat. Jakarta. 009.

130 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan Satuan berat 1 jam operasi kilogram (kg) Bahan baku - Etilena (C H 4 ); BM 8,05 kg/kmol - Oksigen (O ); BM kg/kmol - Asam Asetat (CH COOH); BM 60,05 kg/kmol Produk akhir Vinil Asetat Monomer/VAM (C H OOCCH ) Kemurnian Vinil Asetat 99,9% BM rata-rata produk (0,999 x BM VAM) + (0,001 x BM Air) (0,999 x 86,09)+(0,001 x 18,015) 86,019 kg/kmol Kapasitas produksi ton/tahun 4419,1919 kg/jam 4419, ,019 51,79 kmol/jam Jumlah hari operasi Jumlah jam operasi 0 hari 4 jam Perhitungan neraca massa dilakukan dengan alur mundur, dimana perhitungan dimulai dari alur produk sampai ke alur bahan baku. Adapun kemurnian etilena adalah 99,9% dengan sisanya adalah etana dan kemurnian asam asetat adalah 99,5% dengan sisanya adalah air. 009.

131 A.1 Splitter II (SP-0) Fungsi : sebagai pembagi aliran produk dan aliran recyle. VAM (l) Air (l) VAM (l) Air (l) () (5) SP-0 (4) VAM (l) Air (l) Komposisi Produk (Dimian dan Bildea, 008): - VAM : X 4 0,999 - Air : X 4 0,001 N 4 51,79 kmol/jam (data kapasitas produksi) Asumsi : Laju alir 5 (N 5 ) adalah kali laju alir 4 (N 4 ) Maka: N 5 N 4 154,1187 kmol/jam Neraca Massa Total: N N 4 + N 5 N 51, , ,4916 kmol/jam Alur 4 Total : N 4 51,15 kmol/jam VAM : X 0,999 x 51,79 51,15 kmol/jam 4 4 VAM N Air : : : 4 kmol kg F VAM 51,15 x 86, ,664 kg/jam jam kmol X 0,001 x 51,79 0,0514 kmol/jam 4 4 Air N 4 kmol kg F Air 0,0514 x 18,015 0,955 kg/jam jam kmol Alur 5 Total : N 5 154,1187 kmol/jam VAM : X 0,999 x 154, ,9644 kmol/jam 5 5 VAM N 009.

132 Air : : : 5 kmol kg F VAM 15,9644 x 86,09 154,799 kg/jam jam kmol X 0,001 x 154,1187 0,1541 kmol/jam 5 5 Air N 5 kmol kg F Air 0,1541 x 18,015,7764 kg/jam jam kmol Alur Total : N 05,4916 kmol/jam VAM : X 0,999 x 05, ,859 kmol/jam VAM N Air : : : kmol kg F VAM 05,859 x 86, ,0657 kg/jam jam kmol X 0,001 x 05,4916 0,055 kmol/jam N Air kmol kg F Air 0,055 x 18,015,7019 kg/jam jam kmol Tabel LA.1 Neraca Massa Splitter II (SP-0) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 5 Alur 4 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 4 1 Total

133 A. Dekanter (D-01) Fungsi : untuk memisahkan air dan asam asetat dari produk berdasarkan massa jenisnya. VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) (1) Dekanter (D-01) () () VAM (l) Air (l) Air (l) Asam Asetat (l) Alur masuk dekanter merupakan destilat hasil destilasi dimana merupakan campuran azeotrop VAM/Air dengan fraksi mol 0,999 dan asam asetat dengan fraksi mol 0,001. Pada kesetimbangan, fraksi mol azeotrop VAM : Air yaitu 0,75 : 0,5. Dimana semua VAM hanya terdapat pada fraksi atas dekanter dan semua asam asetat terdapat pada fraksi bawah dekanter. N N VAM 1 N VAM 1 F VAM 1 VAM 05,859 kmol/jam kmol kg 05,859 x 86, ,0657 kg/jam jam kmol Pada alur 1: - perbandingan mol antara VAM : Air 0,75 : 0,5 (Demian dan Bildea, 008) - terdapat asam asetat sebanyak 0,001 (fraksi mol) neraca mol total N 1 Air 1 N Air 1 F Air 05,859 0,75 x 0,5 68,486 kmol/jam kmol kg 68,486 x 18,015 1,740 kg/jam jam kmol N 1 AA (05, ,486) x 0,001 0,999 1 N AA 1 F AA 0,740 kmol/jam kmol kg 0,740 x 60,05 16,450 kg/jam jam kmol 009.

134 Alur Total : N 05,4916 kmol/jam VAM : N VAM 05,859 kmol/jam : F VAM 1767,0657 kg/jam Air : Alur 1 : N Air 0,055 kmol/jam F Air,7019 kg/jam Total : N 1 7,9886 kmol/jam VAM : : Air : : Asam Asetat : : 1 N VAM 05,859 kmol/jam 1 F VAM 1767,0657 kg/jam 1 N Air 68,486 kmol/jam 1 F Air 1,740 kg/jam 1 N AA 0,740 kmol/jam 1 F AA 16,450 kg/jam Alur Total : N N 1 N 68,497 kmol/jam Air : : N Air N N 68, kmol/jam 1 Air Air kmol kg F Air 68, x 18,015 19,0401 kg/jam jam kmol Asam Asetat : : N AA 1 N AA 0,740 kmol/jam kmol kg F AA 0,740 x 60,05 16,450 kg/jam jam kmol 009.

135 Tabel LA. Neraca Massa Dekanter (D-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur Alur Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total A. Kolom Distilasi (T-01) Fungsi : Untuk memisahkan Asam asetat dengan vinil asetat dan air. (6) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) () Kolom Distilasi (T-01) (0) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Asumsi komposisi pada alur umpan: - X VAM 0,48 - X Air 0,16 - X AA 0,6 Asumsi ini diambil berdasarkan banyaknya jumlah masing-masing komponen yang berasal dari alur keluaran reaktor ditambah dengan banyaknya VAM yang direcycle dari splitter III. 009.

136 Pada destilasi ingin dipisahkan campuran azeotrop VAM/Air dengan asam asetat dimana pada saat kesetimbangan azeotrop VAM/Air memiliki komposisi 0,75/0,5 persen mol (Demian dan Bildea, 008). Pada destilasi diinginkan: - X D 0,999 - X B 0,004 X F X VAM + X Air 0,48 + 0,16 0,64 B F N N N ( X D X F ) ( X X ) ( 0,999 0,64) ( 0,999 0,004) 0,608 (McCabe, 1997) 0 0 D B 0,608 0,608 N Neraca massa total N N 0,69 N N N 0 N N 6 N 48,6456 kmol/jam 0,69 N N + 0,608 N N N ,6456 7, ,6571kmol/jam Alur Total : N 48,6456 kmol/jam VAM : N VAM 0,48 x N 05,7499 kmol/jam : kmol kg F VAM 05,7499 x 86, ,0090 kg/jam jam kmol Air : N Air 0,16 x N 68,58 kmol/jam : kmol kg F Air 68,58 x 18,015 15,58 kg/jam jam kmol 009.

137 Asam Asetat : N AA 0,6 x N 154,14 kmol/jam : kmol kg F AA 154,14 x 60,05 966,461 kg/jam jam kmol Alur 6 Total : N 6 N 1 7,9886 kmol/jam VAM : 6 N VAM 1 N VAM 05,859 kmol/jam : Air : : Asam Asetat : : 6 F VAM 6 N Air 6 F Air 6 N AA 6 F AA 1 F VAM 1767,0657 kg/jam 1 N Air 68,486 kmol/jam 1 F Air 1,740 kg/jam 1 N AA 0,740 kmol/jam 1 F AA 16,450 kg/jam Alur 0 Total : N 0 154,6571 kmol/jam VAM : : 0 N VAM 0 F VAM N N 0,4640 kmol/jam VAM 6 VAM kmol kg 0,4640 x 86,09 9,94 kg/jam jam kmol Air : : Asam Asetat : : 0 N Air 0 F Air 0 N AA N N 0,1547 kmol/jam Air 6 Air kmol kg 0,1547 x 18,015,7861 kg/jam jam kmol N N 154,084 kmol/jam AA 6 AA 0 kmol kg F AA 154,084 x 60,05 950,008 kg/jam jam kmol 009.

138 Tabel LA. Neraca Massa Kolom Destilasi (T-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 6 Alur 0 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 16 1 Total A.4 Splitter I (SP-01) Fungsi : Untuk membagi aliran destilat yang berasal dari akumulator menjadi aliran refluks dan aliran destilat produk. VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) (7) (5) SP-0 (6) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Refluks Rasio 0,85 (Dimian dan Bildea, 008): N 7 0,85 N 6 0,85 N 1 N 7 0,85 x 7,9886 kmol/jam N 7,890 kmol/jam Neraca Massa Total: N 5 N 6 + N 7 N 5 7,9886 +, ,8788 kmol/jam Alur 6 Total : N 6 7,9886 kmol/jam VAM : 6 N VAM 05,859 kmol/jam 009.

139 : Air : : Asam Asetat : : 6 F VAM 1767,0657 kg/jam 6 N Air 68,486 kmol/jam 6 F Air 1,740 kg/jam 6 N AA 0,740 kmol/jam 6 F AA 16,450 kg/jam Alur 7 Total : N 7,890 kmol/jam VAM : : 7 N VAM 6 0,85 x N VAM 174,490 kmol/jam 7 kmol kg F VAM 174,490 x 86,09 150,1059 kg/jam jam kmol Air : : 7 N Air 6 0,85 x N Air 58,164 kmol/jam 7 kmol kg F Air 58,164 x 18, ,807 kg/jam jam kmol Asam Asetat : Alur 5 : 7 N AA 7 F AA 6 0,85 x N AA 0,9 kmol/jam kmol kg 0,9 x 60,05 1,9851 kg/jam jam kmol Total : N 5 506,8788 kmol/jam VAM : : Air : : Asam Asetat : : 5 N VAM N + N 79,7790 kmol/jam 6 VAM 7 VAM 5 kmol kg F VAM 79,7790 x 86,09 695,1716 kg/jam jam kmol 5 N Air N + N 16,590 kmol/jam 6 Air 7 Air 5 kmol kg F Air 16,590 x 18,015 80,577 kg/jam jam kmol 5 N AA N + N 0,5069 kmol/jam 6 AA 7 AA 5 kmol kg F AA 0,5069 x 60,05 0,481 kg/jam jam kmol 009.

140 Tabel LA.4 Neraca Massa Splitter I (SP-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 7 Alur 6 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total A.5 Akumulator (V-0) Fungsi : Untuk mengumpulkan destilat yang keluar dari kondensor E-0. Alur 5 Total : N 5 506,8788 kmol/jam VAM : VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) (4) Akumulator (V-0) (5) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) 5 N VAM 79,7790 kmol/jam : Air : : Asam Asetat : : 5 F VAM 695,1716 kg/jam 5 N Air 16,590 kmol/jam 5 F Air 80,577 kg/jam 5 N AA 0,5069 kmol/jam 5 F AA 0,481 kg/jam 009.

141 Alur 4 Total : N 4 N 5 506,8788 kmol/jam VAM : 4 N VAM 5 N VAM 79,7790 kmol/jam : Air : : Asam Asetat : : 4 F VAM 4 N Air 4 F Air 4 N AA 4 F AA 5 F VAM 695,1716 kg/jam 5 N Air 16,590 kmol/jam 5 F Air 80,577 kg/jam 5 N AA 0,5069 kmol/jam 5 F AA 0,481 kg/jam Tabel LA.5 Neraca Massa Akumulator (V-0) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 4 Alur 5 Etilena - - Etana - - Oksigen - - Asam Asetat 0 0 Karbon Dioksida - - Vinil Asetat Air Total A.6 Kondensor (E-0) Fungsi : untuk menurunkan temperatur destilat yang berasal dari kolom destilasi serta mengubah fasanya menjadi cair VAM (g) Air (g) Asam Asetat (g) () Kondensor (E-0) (4) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Pada kondensor terjadi perubahan fasa yaitu dari fasa gas ke fasa cair. Perubahan fasa terjadi dengan jalan mendinginkan uap sampai pada titik embunnya. Diasumsikan bahwa semua uap yang masuk ke dalam kondensor berubah menjadi cair. Alur

142 Total : N 4 506,8788 kmol/jam VAM : : Air : : Asam Asetat : : 4 N VAM 79,7790 kmol/jam 4 F VAM 695,1716 kg/jam 4 N Air 16,590 kmol/jam 4 F Air 80,577 kg/jam 4 N AA 0,5069 kmol/jam 4 F AA 0,481 kg/jam Alur Total : N N 4 506,8788 kmol/jam VAM : N VAM 4 N VAM 79,7790 kmol/jam : Air : : Asam Asetat : : F VAM N Air F Air N AA F AA 4 F VAM 695,1716 kg/jam 4 N Air 16,590 kmol/jam 4 F Air 80,577 kg/jam 4 N AA 0,5069 kmol/jam 4 F AA 0,481 kg/jam Tabel LA.6 Neraca Massa Kondensor (E-0) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 4 Etilena - - Etana - - Oksigen - - Asam Asetat 0 0 Karbon Dioksida - - Vinil Asetat Air Total

143 A.7 Reboiler (E-04) Fungsi : Untuk menaikkan temperatur campuran sampai ke titik didihnya sebelum dimasukkan ke kolom destilasi VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) VAM (g) Air (g) Asam Asetat (g) (9) (0) Reboiler (E-04) (8) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Berdasarkan Geankoplis (00), untuk kondisi umpan campuran fase uap dan cair, nilai q berkisar antara 0 < q < 1. Dimana q merupakan perbandingan antara jumlah mol zat cair yang masuk ke kolom destilasi dengan mol umpan. q jumlah mol cair jumlah mol total 154,14 mol 48,069 mol 0,6 Vd Vb + (1-q) F (Geankoplis, 00) Vb Vd (1-q) F 506,8788 (1-0,6) x 48,6456,5456 kmol/jam Lb Vb + B, , ,07 kmol/jam Alur 0 Total : N 0 154,6571 kmol/jam VAM : 0 N VAM 0,4640 kmol/jam Air : : 0 F VAM 9,94 kg/jam 0 N Air 0,1547 kmol/jam 009.

144 Asam Asetat : : : 0 F Air,7861 kg/jam 0 N AA 154,084 kmol/jam 0 F AA 950,008 kg/jam Alur 8 Total : N 8 Lb 87,07 kmol/jam Asam Asetat : 8 N N x ( 1- X ) 8 AA B : VAM : : Air : : 87,07 x (0,996) 85,659 kmol/jam 4 kmol kg F AA 85,659 x 60,05 158,516 kg/jam jam kmol 8 N ( N N ) x 0,75 4 VAM 4 F VAM 4 Air 8 1,1616 kmol/jam AA kmol kg 1,1616 x 86,09 100,008 kg/jam jam kmol 8 N ( N N ) x 0,5 8 0,87 kmol/jam AA 4 kmol kg F Air 0,87 x 18,015 6,9755 kg/jam jam kmol Alur 9 Total : N 9 Vb,5456 kmol/jam Asam Asetat : 9 N N x ( 1- X ) 9 AA B : VAM : : Air : :,5456 x (0,996) 1,6155 kmol/jam 9 kmol kg F AA 1,6155 x 60, ,5081 kg/jam jam kmol 9 N ( N N ) x 0,75 9 VAM 9 0,6976 kmol/jam AA 9 kmol kg F VAM 0,6976 x 86,09 60,0596 kg/jam jam kmol 9 N ( N N ) x 0,5 9 Air 9 0,5 kmol/jam AA 9 kmol kg F Air 0,5 x 18,015 4,189 kg/jam jam kmol 009.

145 Tabel LA.7 Neraca Massa Reboiler (E-04) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 8 Alur 0 Alur 9 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 7 4 Total A.8 Tangki Pencampur II (V-01) Fungsi : Untuk mencampur vinil asetat recycle dengan campuran yang berasal dari knock out drum. VAM (l) Air (l) (5) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) (16) Tangki Pencampur II (1) (V-01) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Pada alur keluar KO-Drum, jumlah mol vinil asetat dan air tidak memenuhi perbandingan azeotrop 0,75 : 0,5, dimana pada keluaran KO-Drum perbandingan mol VAM : Air adalah 0,4 : 0,57. Oleh karena itu dibutuhkan tambahan vinil asetat yang berasal dari recycle sehingga pada saat memasuki kolom destilasi perbandingan mol azeotrop VAM/air dapat terpenuhi. Alur 1 Total : N 1 N 48,6456 kmol/jam VAM : 1 N VAM N VAM 05,7499 kmol/jam : 1 F VAM F VAM 1771,0090 kg/jam Air : 1 N Air N Air 68,58 kmol/jam 009.

146 Asam Asetat : : : 1 F Air 1 N AA 1 F AA F Air 15,58 kg/jam N AA 154,14 kmol/jam F AA 966,461 kg/jam Alur 5 Total : N 5 154,1187 kmol/jam VAM : Air : : : 5 N VAM 15,9644 kmol/jam 5 F VAM 154,799 kg/jam 5 N Air 0,1541 kmol/jam 5 F Air,7764 kg/jam Alur 16 Total : N 16 N 1 - N 5 74,571 kmol/jam VAM : : 16 N VAM N N 51,7855 kmol/jam 1 VAM 5 VAM 16 kmol kg F VAM 51,7855 x 86, ,097 kg/jam jam kmol Air : : Asam Asetat : : 16 N Air N N 68,49 kmol/jam 1 Air 5 Air 16 kmol kg F Air 68,49 x 18,015 1,7517 kg/jam jam kmol 16 N AA 1 N AA 154,14 kmol/jam 16 kmol kg F AA 154,14 x 60,05 966,461 kg/jam jam kmol 009.

147 Tabel LA.8 Neraca Massa Tangki Pencampur II (V-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 16 Alur 5 Alur 1 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 1 16 Total A.9 Knock Out Drum (KO-01) Fungsi : Untuk memisahkan campuran fasa gas dengan fasa cair berdasarkan perbedaaan tekanan uap. (17) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (15) Knock Out Drum (KO-01) (16) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Data komposisi umpan masuk knock out drum merupakan data hasil keluaran reaktor (Dimian dan Bildea, 008): - X Etilena 0,44 - X Oksigen 0,06 - X Karbon Dioksida 0,65 - X VAM 0,051 - X Air 0,

148 - X Asam Asetat 0,16 Dimana pada keluaran reaktor terdapat etana sebagai inert dengan jumlah 0,4845 kmol/jam. Tekanan uap komponen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Antoine: B ln P A - (Reklaitis, 198) ( T + C) Keterangan: P tekanan (kpa) A,B,C konstanta Antoine T temperatur (K) Tabel LA.1 Konstanta Antoine Komponen Komponen A B C Asam asetat 15, ,86-7,497 Oksigen 1, ,6-4,1758 Etilena 1, , -14,08 Etana 1, ,18-1,76 Air 16,56 985,44-8,9974 Karbon Dioksida 15, ,5 -,1117 (Reklaitis, 198) Pada temperatur 0 o C (0,15 K) dan tekanan 101,5 kpa diiperoleh: Asam Asetat: ln P A - i B ( T + C) ln P 15,8667 i ln Pi 1,0009 P,706 kpa i 4097,86 ( 0,15 + (-7,497) Tabel LA. Tekanan Uap Komponen Komponen Ln Pi Pi (kpa) Asam asetat 1,0009,706 Oksigen 11, ,16 Etilena 8, ,417 Etana 8, ,968 Air 1,4486 4,570 Karbon Dioksida 8, ,

149 Untuk Vinil Asetat: log P A B ( T + C) (Vinyl Acetate Council, 00) Keterangan: Log basis 10 T P o C mmhg A 7,5187 B 145,058 C 40,588 log P A B ( T + C) log P 7, ,058 ( ,588) log P,154 P 14,080 mmhg 14,080 P x 101,5 760 P 18,955 kpa Jika Pi > P, maka komponen adalah uap Maka, etilena, etana, oksigen dan karbon dioksida adalah fasa uap. Sedangkan vinil asetat, air dan asam asetat adalah fasa cair. Asumsi bahwa semua komponen fasa uap ke atas dan semua komponen fasa cair ke bawah. Alur 16 Total : N 16 74,571 kmol/jam VAM : 16 N VAM 51,7855 kmol/jam Air : : 16 F VAM 4458,097 kg/jam 16 N Air 68,49 kmol/jam 009.

150 Asam Asetat : : : 16 F Air 1,7517 kg/jam 16 N AA 154,14 kmol/jam 16 F AA 966,461 kg/jam Dari neraca asam asetat: N N AA AA 154,14 kmol/jam N N 15 AA 15 N N X AA 15 AA X 15 AA 154,14 964,457 kmol/jam 0,16 Alur 15 Total : N ,457 kmol/jam VAM : : Air : : Asam Asetat : : Etilena : 15 N VAM 15 F VAM 15 N Air 15 F Air 15 N AA 15 F AA 15 N Eti 16 N VAM 51,7855 kmol/jam 16 F VAM 4458,097 kg/jam 16 N Air 68,49 kmol/jam 16 F Air 1,7517 kg/jam 16 N AA 154,14 kmol/jam 16 F AA 966,461 kg/jam N 44,59 kmol/jam X Eti Oksigen : : : 15 F Eti 15 N Oks 15 F Oks kmol 44,59 jam 1190,748 kg/jam XOks kg x 8,05 kmol N 5,0758 kmol/jam kmol 5,0758 jam 80,446 kg/jam kg x kmol Karbon Dioksida : 15 N Kar N 55,58 kmol/jam XKar 009.

151 Etana : : : 15 F Kar kmol 55,58 jam 1147,9461 kg/jam 15 N Eta 0,4845 kmol/jam 15 F Eta kmol 0,4845 jam 14,55 kg/jam kg x 44,0095 kmol kg x 0 kmol Alur 17 Total : N 17 N 15 N ,956 kmol/jam Etilena : Oksigen : Karbon Dioksida : Etana : : : : : 17 N Eti 17 F Eti 17 N Oks 17 F Oks 17 N Kar 17 F Kar 15 N Eti 44,59 kmol/jam kmol 44,59 jam 1190,748 kg/jam kg x 8,05 kmol 15 N Oks 5,0758 kmol/jam kmol 5,0758 jam 80,446 kg/jam kmol 55,58 jam kg x kmol 15 N Kar 55,58 kmol/jam 1147,9461 kg/jam kg x 44,0095 kmol 17 N Eta N 15 Eta 0,4845 kmol/jam 17 F Eta kmol 0,4845 jam 14,55 kg/jam kg x 0 kmol 009.

152 Tabel LA.9 Neraca Massa Knock Out Drum (KO-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 15 Alur 17 Alur 16 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 1-1 Total A.10 Reaktor (R-101) Fungsi : sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan vinil asetat monomer. Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) VAM (g) Air (g) Asam Asetat (g) (1) Reaktor (1) (R-101) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) VAM (g) Air (g) Asam Asetat (g) Reaksi: C H 4 (g) + CH COOH (g) + 0,5 O (g) r 1 C H OOCCH (g) + H O (g).(1) Etilena Asam Asetat Oksigen VAM Air C H 4 (g) + O r (g) CO (g) + H O (g).() Etilena Oksigen Karbon Dioksida Air 009.

153 N out in N + σ srs (Reklaitis, 198) σ 1 Etilena -1 σ Etilena -1 σ 1 Asam Asetat -1 σ Oksigen - σ 1 Oksigen -0,5 σ Karbon Dioksida σ 1 VAM 1 σ Air σ 1 Air 1 Alur 1 Total : N 1 N 14 N ,457 kmol/jam VAM : 1 N VAM N N 51,7855 kmol/jam 14 VAM 15 VAM : Air : : Asam Asetat : : Etilena : : Oksigen : : Karbon Dioksida : : Etana : : 1 F VAM 1 N Air 1 F Air 1 N AA 1 F AA 1 N Eti 1 F Eti 1 N Oks 1 F Oks 1 N Kar 1 F Kar 1 N Eta 1 F Eta F F 4458,097 kg/jam 14 VAM 14 Air 15 VAM N N 68,49 kmol/jam 14 Air 15 Air 15 Air F F 1,7517 kg/jam N N 154,14 kmol/jam 14 AA 14 AA 15 AA 15 AA F F 966,461 kg/jam N N 44,59 kmol/jam 14 Eti 14 Eti 15 Eti 15 Eti F F 1190,748 kg/jam N N 5,0758 kmol/jam 14 Oks 14 Oks 15 Oks 15 Oks F F 80,446 kg/jam N N 55,58 kmol/jam 14 Kar 14 Kar 15 Kar 15 Kar F F 1147,9461 kg/jam N N 0,4845 kmol/jam 14 Eta 14 Eta 15 Eta 15 Eta F F 14,55 kg/jam 009.

154 N in N out σ r s s VAM 1 : N VAM 51, r1.(1) Air 1 : NAir 68,49 r1 r.() Asam Asetat 1 : N AA 154,14 + r1.() Etilena 1 : N Eti 44,59 + r1 + r.(4) Oksigen 1 : N Oks 5, ,5r1 + r.(5) Karbon Dioksida 1 : NKar 55,58 r.(6) Pada umpan reaktor terdapat VAM yang berasal dari recycle asam asetat sebanyak 0,4640 kmol/jam dari persamaan (1) diperoleh: N 1 VAM 51, r 0, ,855 + r r 51,15 kmol/jam 1 Dari persamaan (): N N 1 AA 1 AA 154,14 + r , ,15 05,69 kmol/jam Pada umpan reaktor juga terdapat air yang berasal dari recycle asam asetat sebesar 0,1547 kmol/jam dan yang berasal dari umpan asam asetat fresh sebesar 0,58 kmol/jam. Dari persamaan (): N 1 Air 0,416 68,49 51,15 r r 68,49 r r 1 ( 0,416 (68,49 51,15) ) Dari persamaan (4): N N 1 Eti 1 Eti 44,59 + r + r 1 8,475 kmol/jam 44, ,15 + 8, ,08 kmol/jam 009.

155 Dari persamaan (5): N N 1 Oks 1 Oks 5, ,5r + r 1 5, ,5(51,15) + (8,475) 75,7791kmol/jam Dari persamaan (6): N N 1 Kar 1 Kar 55,58 r 55,58 (8,475) 8,8849 kmol/jam 1 N Eta 1 N Eta 0,4845 kmol/jam Neraca Total: N N N N 1 VAM + N 0, , , , , , , ,687 1 Air + N 1 AA + N 1 Eti + N 1 Oks + N 1 Kar + N 1 Eta Tabel LA.10 Neraca Massa Reaktor (R-101) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 1 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 7 1 Total

156 A.11 Splitter III (SP-0) Fungsi : Untuk memisahkan gas CO yang terbentuk pada saat reaksi dari campuran gas yang akan di recycle kembali. Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) (19) (17) SP-0 (18) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) Alur 17 Total : N ,956 kmol/jam Etilena : 17 N Eti 44,59 kmol/jam : Oksigen : : Karbon Dioksida : : Etana : : 17 F Eti 1190,748 kg/jam 17 N Oks 5,0758 kmol/jam 17 F Oks 80,446 kg/jam 17 N Kar 55,58 kmol/jam 17 F Kar 1147,9461 kg/jam 17 N Eta 0,4845 kmol/jam 17 F Eta 14,55 kg/jam Pada splitter III, gas CO yang dihasilkan dari reaksi dibuang untuk mencegah akumulasi. Banyaknya gas CO yang harus dibuang sebanyak: 18 N Kar r x 8,475 16,6951 kmol/jam 009.

157 Rasio pemisahan: Banyaknya CO yang dibuang 16,6951 Banyaknya CO total 55,58 Banyaknya C H 4 yang terbuang: NEti NEti0,065 7,701 kmol/jam 0,065 Banyaknya O yang terbuang: NOks NOks0,065 1,68 kmol/jam Alur 18 Total : N 18 N + N + N 46,05 kmol/jam 18 Eti 18 Oks 18 Kar Etilena : : Oksigen : : Karbon Dioksida : : 18 N Eti 7,701 kmol/jam 18 F Eti kmol 7,701 jam 777,549kg/jam 18 N Oks 1,68 kmol/jam 18 F Oks kmol 1,68 jam 5,416 kg/jam kg x 8,05 kmol kg x kmol 18 N Kar 16,6951 kmol/jam 18 F Kar kmol 16,6951 jam 74,7415 kg/jam kg x 44,0095 kmol Alur 19 Total : N N N 64,1608 kmol/jam Etilena : : 19 N Eti 19 F Eti N N 96,691 kmol/jam 17 Eti 18 Eti kmol 96,691 jam 1115,758 kg/jam kg x 8,05 kmol 009.

158 Oksigen : : 19 N Oks 19 F Oks N N,478 kmol/jam 17 Oks 18 Oks kmol,478 jam 750,0084 kg/jam kg x kmol Karbon Dioksida : : 19 N Kar F 8 19 Kar N N 8,8849 kmol/jam 17 Kar 18 Kar kmol,8849 jam 1051,046 kg/jam kg x 44,0095 kmol Banyaknya etana yang ada di alur 19 adalah 0,001 dari banyaknya etilena yang ada di alur tersebut. Banyaknya etana dialur 19 adalah: 96,691 x 0,001 0,97 kmol/jam 11,91 kg/jam 0,999 Jadi banyaknya etana yang harus dibuang adalah 0,4845-0,97 0,0875 kmol/jam,65 kg/jam. Tabel LA.11 Neraca Massa Splitter III ( SP-0) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 17 Alur 18 Alur 19 Etilena Etana 15 1 Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total

159 A.1 Tangki Pencampur I (V-101) Fungsi : Untuk mencampur asam asetat recycle dengan asam asetat fresh. Asam Asetat (l) Air (l) () Tangki Pencampur I (6) (V-101) (0) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) VAM (l) Air (l) Asam Asetat (l) Alur 0 Total : N 0 154,6571 kmol/jam VAM : 0 N VAM 0,4640 kmol/jam : Air : : Asam Asetat : : 0 F VAM 9,94 kg/jam 0 N Air 0,1547 kmol/jam 0 F Air,7861 kg/jam 0 N AA 154,084 kmol/jam 0 F AA 950,008 kg/jam Alur 6 VAM : : N N N N N N N 6 VAM 6 F VAM VAM VAM 0,4640 kmol/jam 7 VAM 9 VAM VAM 10 VAM 11 VAM VAM 1 VAM VAM F F F F F F 9,94 kg/jam 0 VAM 0 VAM Air : Asam Asetat : : N N N N N N N 6 Air Air Air 009. Air 0,416 kmol/jam F Air F Air FAir FAir FAir FAir 7,46 kg/jam N N N N N N 6 AA AA AA AA 05,69 kmol/jam Air AA Air F 0 Air 1 AA 0 Air

160 : 6 F AA kmol 05,69 jam 148,16 kg/jam Total : N 6 06,55 kmol/jam kg x 60,05 kmol Alur Asam Asetat : : 6 N N N AA F AA AA 0 AA 51,5955 kmol/jam kmol 51,5955 jam 098,080kg/jam kg x 60,05 kmol Kemurnian asam asetat adalah 99,5% maka banyaknya air yang terkandung di dalam asam asetat adalah 51,5955 0,995 x 0,005 0,58 kmol/jam 4,6475 kg/jam Tabel LA.1 Neraca Massa Tangki Pencampur I (V-101) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur Alur 0 Alur 6 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air 5 8 Total

161 A.1 Mixing Point I (M-101) Fungsi : Untuk mencampur gas recycle dengan gas etilena. Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) (0) Etilena (g) (4) Etana M-101 (g) (8) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) Alur 0 Total : N 0 19 N 64,1608 kmol/jam Etilena : : Oksigen : : Karbon Dioksida : : Etana : : 0 N Eti 0 F Eti 0 N Oks 0 F Oks 0 N Kar 0 F Kar 0 N Eta 0 F Eta 19 N Eti 96,691 kmol/jam 19 F Eti 1115,758 kg/jam 19 N Oks,478 kmol/jam 19 F Oks 750,0084 kg/jam 19 N Kar 8,8849 kmol/jam 19 F Kar 1051,046 kg/jam 19 N Eta 0,97 kmol/jam 19 F Eta 11,91 kg/jam Alur 8 Etilena : : Oksigen : : Karbon Dioksida : : 8 N Eti 8 F Eti 8 N Oks 8 F Oks 8 N Kar 8 F Kar N N N 484,08 kmol/jam 10 Eti 10 Eti 11 Eti 11 Eti 1 Eti 1 Eti F F F 1580,9906 kg/jam 0 N Oks,478 kmol/jam 0 F Oks 750,0084 kg/jam 0 N Kar 8,8849 kmol/jam 0 F Kar 1051,046kg/jam Etana : 8 N Eta N N N 0,4845 kmol/jam Eta 11 Eta 1 Eta

162 : 8 F Eta F F F 14,55 kg/jam 10 Eta 11 Eta 1 Eta Alur 4 Etilena : : 4 N Eti 4 F Eti N N 87,891 kmol/jam 8 Eti 0 Eti kmol 87,891 jam 451,649 kg/jam kg x 8,05 kmol Kemurnian etilena adalah 99,9% maka banyaknya etana adalah, 87,891 x 0,001 0,0875 kmol/jam,64 kg/jam 0,999 Tabel LA.1 Neraca Massa Mixing Point I (M-101) Keluar Masuk (kg/jam) Komponen (kg/jam) Alur 4 Alur 0 Alur 8 Etilena Etana 1 15 Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total

163 A.14 Mixing Point II (M-10) Fungsi : Untuk mencampur semua umpan yang akan masuk ke reaktor. Etilena (g) (5) Etana (g) Oksigen (g) (8) Karbon Dioksida (g) (9) Oksigen (g) M-101 (10) VAM (g) Air (g) Asam Asetat (g) Etilena (g) Etana (g) Oksigen (g) Karbon Dioksida (g) VAM (g) Air (g) Asam Asetat (g) Alur 9 Total : N 9 N 6 06,55 kmol/jam VAM : : Air : : Asam Asetat : : 9 N VAM 9 F VAM 9 N Air 9 F Air 9 N AA 9 F AA 6 N VAM 0,4640 kmol/jam 6 F VAM 9,94 kg/jam 6 N Air 0,416 kmol/jam 6 F Air 7,46 kg/jam 6 N AA 05,69 kmol/jam 6 F AA 148,16 kg/jam Alur 10 Total : N 10 N ,07 kmol/jam VAM : 10 N VAM 1 N VAM 0,4640 kmol/jam : Air : : Asam Asetat : : Etilena : 10 F VAM 10 N Air 10 F Air 10 N AA 10 F AA 10 N Eti 1 F VAM 9,94 kg/jam 1 N Air 0,416 kmol/jam 1 F Air 7,46 kg/jam 1 N AA 05,69 kmol/jam 1 F AA 148,16 kg/jam 1 N Eti 484,08 kmol/jam 009.

164 : Oksigen : : Karbon Dioksida : : Etana : : 10 F Eti 10 N Oks 10 F Oks 10 N Kar 10 F Kar 10 N Eta 10 F Eta 1 F Eti 1576,9906 kg/jam 1 N Oks 75,7791 kmol/jam 1 F Oks 44,915 kg/jam 1 N Kar 8,8849 kmol/jam 1 F Kar 1051,046 kg/jam 1 N Eta 0,4845 kmol/jam 1 F Eta 14,55 kg/jam Alur 8 Total : N 8 746,1966 kmol/jam Etilena : 8 N Eti 484,08 kmol/jam : Oksigen : : Karbon Dioksida : : Etana : : 8 F Eti 1576,9906 kg/jam 8 N Oks,478 kmol/jam 8 F Oks 750,0084 kg/jam 8 N Kar 8,8849 kmol/jam 8 F Kar 1051,046 kg/jam 8 N Eta 0,4845 kmol/jam 8 F Eta 14,55 kg/jam Alur 5 Oksigen : : 5 N Oks 5 F Oks N N 5,41 kmol/jam 10 Oks 8 Oks kmol 5,41 jam 1674,9 kg/jam kg x kmol 009.

165 Tabel LA.14 Neraca Massa Mixing Point II (M-10) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 9 Alur 8 Alur 10 Etilena Etana Oksigen Asam Asetat Karbon Dioksida Vinil Asetat Air Total

166 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kj/jam Temperatur basis : 98,15 Tabel LB.1 Kapasitas panas cair Cp l a + bt + ct + dt [ J/mol. K ] Komponen a b c D C H 4,4464 1,084-0, ,6561E-05 CH COOH -6,081 0, , ,6160E-07 O 10,501 -,64 0,5011-0,00116 CO 11,0417 1, ,0071 1,55019E-05 CH COOC H 6,91 0, ,008,1788E-06 H O 18,964 0,471-0, ,144E-06 (Sumber : Reklaitis, 198) Tabel LB. Panas Laten [ J/mol ] Komponen BM BP (K) Hvl C H 4 8,05 169, ,1 CH COOH 60,05 91, ,7 O 90, ,5 CO 44, , ,9 CH COOC H 86,09 45, H O 18,015 7, , (Sumber : Reklaitis, 198) Tabel LB. Kapasitas panas gas Cp g a + bt + ct + dt + et 4 [ J/mol. K ] Komponen a b c D e 16,84 0,0515 C H 4 6 0, ,45618E-07 1,58794E-10 6,8994 0,570 - CH COOH 9 7 0, ,57676E-08-1,175E

167 O 9,88-0,0114 4,779E-05 -,7008E-08 1,01006E-11 19,0 0,0796 CO -7,7067E-05,7457E-08-8,104E-1 0,6 CH COOC H 7, , ,697E-07 5,7917E-11 4,047 H O 1-0,0097,998E-05 -,04467E-08 4,08E-1 (Sumber : Reklaitis, 198) Tabel LB.4 Panas reaksi pembentukan fasa gas [ J/mol ] Komponen Temperatur (K) H f C H 4 4,15 57,65055 CH COOH 4,15-49,1018 O 4,15 0 CO 4,15-9,49507 CH COOC H 4,15-07,44075 H O 4,15-19,79957 (Sumber : Coker, 007) Tabel LB.5 Tekanan uap Antoine (kpa) ln P A [B/(T+C)] Komponen A B C C H 4 1, , -14,08 CH COOH 15, ,86-7,497 O 1, ,6-4,1758 CO 15, ,5 -,1117 CH COOC H 7, ,058 40,588 H O 16,56 985,44-8,9974 (Sumber : Reklaitis, 198) Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 198) : Cp + a + bt + ct dt...(1) Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi : 009.

168 T CpdT ( a + bt + CT + dt ) dt...() T T 1 T T 1 b c d 4 4 CpdT a ( T T1 ) + ( T T1 ) + ( T T1 ) + ( T T1 )...() 4 T 1 Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah : T Cpl dt + H Vl + T T T b 1 1 T T CpdT Cp dt...(4) Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi : b v dq dt r H R + N T T 1 CpdT out N T T 1 CpdT in... (5) LB.1 Vaporizer (E-101) Fungsi : Mengubah fasa etilena dari fasa cair menjadi fasa gas. Saturated steam 150 o C, 476 kpa Etilen o C 4 Etilen -5 o C Kondensat 150 o C dq dw Neraca energi : N i H i (T i, P i ) N j H j(t j, Pj) dt dt out in dw Karena sistem tidak melakukan kerja, maka 0 dt dq Sehingga, N i H i (T i, P i ) N j H j(t j, Pj) dt out in Panas masuk T 158,15 K (-115 o C) dan tekanan 150 kpa : 009.

169 Panas masuk : Q in 169,451 N Cp (g) dt + N i (- Hvl) + N i Cp ( l ) dt 98,15 158,15 i 169,451 Contoh perhitungan : 158,15 Cp 169,451 (l) 158,15 dt, ,084T + ( 0,00716)T 169, , ,084,4464(158,15-169,15) + (158,15-169,15 ) 5 ( 0,00716) 1, (158,15-169,15 ) + (158, ,99 J/mol 4 5 T dt 4-169,15 ) 169,15 98,15 Cp (g) 169,15 dt 16, ,051519T + 0,00016T 98,15 + (-,46) 10 0, ,846(169,15-98,15) + (169,15-98, (-,46) , (169,15-98,15 ) + (169, ,159 J/mol T 0,00016 ) + (169, , ,59 10 ) -10 T 4 dt - 98,15 ) Q in 87,95 x 10 [(-704,99)+(- 1544,1)+(-476,159)] ,905 kj Panas keluar T 0,15 K (-5 o C) dan tekanan 150 kpa : Panas masuk : Q out Contoh perhitungan : N i 0,15 98,15 Cp (g) dt 009.

170 0,15 98,15 Cp (g) 0,15 dt 16, ,051519T + 0,00016T 98,15 0, ,846(0,15-98,15) + (0,15-98, (-,46) , (0,15-98,15 ) ,97 J/mol + (-,46) 10 (0,15 T 0,00016 ) + (0, , ,59 10 ) -10 T 4 dt - 98,15 ) Q out 87,95 x 10 (-70444,165) ,165 kj Q Q out - Q in ,165 ( ,905) 1990,74 kj/jam Steam yang digunakan adalah saturated steam pada suhu 4,15 K (150 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) kj/kg H (150 o C) 6,1 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(140 o C) 11, kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : Q m H 1990,74 kj/jam m 11, kj/kg m 66,14 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.6 Neraca Energi Pada Vaporizer 1 (E-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) 009.

171 Umpan ,905 - Produk ,165 Steam 1990,74 - Total , ,165 LB. Vaporizer (E-10) Fungsi : Mengubah fasa oksigen dari fasa cair menjadi fasa gas. Saturated steam 150 o C, 476 kpa oksigen -19 o C 5 oksigen -1 o C Panas masuk T 80,15 K (-19 o C) dan tekanan 150 kpa : Panas masuk : Q in Kondensat 150 o C 90,18 80,15 N i Cp (g) dt (- Hvl) Cp ( + + l 98,15 90,18 Tabel LB.7 Panas masuk vaporizer (E-10) T Cp ) dt Komponen N (kmol) H vl (g) dt (l) dt Q in T1 T Cp O 5,75 680, , , ,61 T1 Panas keluar T 140,15 K (-1 o C) dan tekanan 150 kpa : Panas keluar : Q out N 140,15 Cp i 98,15 (g) dt 009.

172 Tabel LB.8 Panas keluar vaporizer (E-10) T Cp Komponen N (kmol) H vl (g) dt (l) dt Q out T1 T Cp C H 4 5, , ,4096 T1 Q Q out - Q in -4190,4096 (-14609,61) ,1 kj/jam Steam yang digunakan adalah saturated steam pada suhu 4,15 K (150 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) kj/kg H (150 o C) 6,1 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(140 o C) 11, kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : Q m H ,1 kj/jam m 11, kj/kg m 474,54 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.9 Neraca Energi Pada Vaporizer (E-10) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,61 - Produk ,4096 Steam ,1 - Total -4190, ,

173 LB. Vaporizer (E-10) Fungsi : Mengubah fasa asam asetat dari fasa cair menjadi fasa gas Superheated steam 00 o C, 476 kpa As. Asetat VAM Air 1 96,75 o C o C As. Asetat VAM Air Suhu umpan yang masuk ke dalam vaporizer Kondensat sama dengan suhu keluaran tangki pencampur (V-101). 150 o C Perhitungan suhu keluaran tangki pencampur (V-101) : Massa komponen yang masuk ke V-101 pada alur : m1 098 kg Massa komponen yang masuk ke V-101 pada alur 1 : m 99 kg Fraksi massa m1 : x 1 0,5 Fraksi massa m : x 0,75 Suhu komponen yang masuk ke V-101 pada alur : T 1 0 o C Suhu komponen yang masuk ke V-101 pada alur 0 : T 119 o C Suhu campuran : T camp x 1. T 1 + x. T 0,5.(0) + 0,75.(119) 96,75 o C Panas masuk T 69,9 K (96,75 o C) dan tekanan 101,5 kpa : Panas masuk : Q in BP N i Cp ( l 98,15 Dimana, BP Boiling Point Tabel LB.10 Panas masuk vaporizer (E-10) ) 78,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Komponen CH COOH N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp 05, , ,4 T1 009.

174 CH COOC H H O 0, , , ,4945 0, , ,7184 Total ,907 Panas keluar T 41,15 K (148 o C) dan tekanan 101,5 kpa : Panas keluar : Q out BP N i Cp ( l 98,15 ) 41,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Tabel LB.11 Panas keluar vaporizer (E-10) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp CH COOH 05,69 408,7 954, , ,1 CH COOC H 0, , ,1181,6794 H O 0, , 567, , ,88664 Total ,689 T1 Q Q out - Q in , , ,78 kj/jam Steam yang digunakan adalah superheated steam pada suhu 57,15 K (00 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) 065,4 kj/kg H (150 o C) 6,1 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(140 o C) 4, kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : 009.

175 Q m H 59901,78 kj/jam m 4, kj/kg m 46,58 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.1 Neraca Energi Pada Vaporizer (E-10) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,907 - Produk ,689 Steam 59901,78 - Total , ,689 LB.4 Heater 1 (E-104) Superheated steam 00 o C Etilen Karbondioksida Oksigen 1,55 o C 150 o C Etilen Karbondioksida Oksigen Kondensat pada 150 o C Suhu komponen yang masuk ke heater 1 (E-104) sama dengan suhu keluaran pencampur gas (M-10). Perhitungan suhu keluaran pencampur gas 1 (M-101) : Massa komponen yang masuk ke M-101 pada alur 4 : m1 467 kg Massa komponen yang masuk ke M-101 pada alur 1 : m 65 kg Fraksi massa m1 : x 1 0,1 Fraksi massa m : x 0,9 Suhu komponen yang masuk ke M-101 pada alur 4 : T 1-5 o C Suhu komponen yang masuk ke M-101 pada alur 0 : T 0 o C Suhu campuran : T camp x 1. T 1 + x. T 009.

176 0,1.(-5) + 0,9.(0) 1,55 o C Perhitungan suhu keluaran pencampur gas (M-10) : Massa komponen yang masuk ke M-101 pada alur 5 : m kg Massa komponen yang masuk ke M-101 pada alur 8 : m 48 kg Massa komponen yang masuk ke M-101 pada alur 9 : m 191 kg Fraksi massa m1 : x 1 0,04 Fraksi massa m : x 0,64 Fraksi massa m : x 0, Suhu komponen yang masuk ke M-10 pada alur 4 : T 1-1 o C Suhu komponen yang masuk ke M-10 pada alur 8 : T 1,55 o C Suhu komponen yang masuk ke M-10 pada alur 10 : T 148 o C Suhu campuran : T camp x 1. T 1 + x. T + x. T 0,04.(-1) + 0,64.(15) + 0,.(148) 55,75 o C Panas masuk T 8,9 K (55,75 o C) dan tekanan 150 kpa : Panas masuk : Q in Dimana, BP Boiling Point BP N i Cp ( l 98,15 Tabel LB.1 Panas masuk Heater 1 (E-104) Komponen CH4 CHCOOH O CO CHCOOCH HO ) 95,14 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt N (kmol) Hvl cpg cpl Q in 484, , ,598 05, , ,76 76, , ,5796 8,6-1165, ,4767 0, , ,6684 0, , , Total ,

177 Panas keluar T 4,15 K (150 o C) dan tekanan 150 kpa : Panas keluar : Q out BP N i Cp ( l 98,15 Tabel LB.14 Panas keluar Heater 1 (E-104) Komponen N (kmol) Hvl ) 4,15 dt + ( Hvl) + Cp T Cp BP (g) dt (g) dt (l) dt Q in T1 T Cp C H 4 484, , ,488 CH COOH 05,69 408,7 954, , ,409 O 76, , ,664 CO 8, , ,411 CH COOC H 0, , , ,9767 H O 0, , 567, , ,815 Total ,9 T1 Q Q out - Q in , , ,17 kj/jam Steam yang digunakan adalah superheated steam pada suhu 57,15 K (00 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) 065,4 kj/kg H (150 o C) 6,1 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(150 o C) 4, kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : Q m H ,17 kj/jam m 4, kj/kg m 717,8 kg/jam 009.

178 Sehingga diperoleh : Tabel LB.15 Neraca Energi Pada Heater 1 (E-104) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,14 - Produk ,9 Steam ,17 - Total , ,9 LB.5 Reaktor (R-101) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi pembentukan vinil asetat 150 o C Etilen Oksigen Asam asetat VAM Karbondioksida Air Air pendingin 140 o C Saturated steam 150 o C 150 o C Etilen Oksigen Asam asetat VAM Karbondioksida Air Panas masuk T 4,15 K (150 o C) dan tekanan 1000 kpa : Panas masuk panas keluaran heater (E-105) 009.

179 Panas masuk ,9 kj/jam Panas keluar T 4,15 K (150 o C) dan tekanan 1000 kpa : Panas keluar : Q out BP N i Cp ( l 98,15 Dimana, BP Boiling Point Tabel LB.16 Panas keluar reaktor (R-101) ) 41,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Komponen N (kmol) Hvl T Cp T1 (g) dt T Cp T1 (l) dt Q out C H 4 44, ,547 CH COOH 154, 408,7 954, ,195 O 5, ,648 CO 55, ,07 CH COOC H 51, , ,955 H O 68, , 567, ,4 Reaksi : Total , , , , , , , 6 C H 4 + CH COOH + 0,5 O C H OOCCH + H O...(1) C H 4 + O CO + H O...() r 1 511,48 r 8476,5 r 1. H r1 511,48 x ( H f VAM + H f Air - H f etilen - H f Asam asetat + 0,5 H f oksigen ) 511,48 x (-18,997) ,07 kj/jam r. H r 5,686 x ( H f Air + H f karbondioksida - H f etilen + H f oksigen ) 8476,5 x (-11,7) ,01 kj/jam r. H R ,05 kj/jam 009.

180 Q r. H + Q out - Q in R ( ,05) , , ,97 kj/jam Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 41,15 K (140 o C) dan keluar sebagai saturated steam pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (150 o C) 745,4 kj/kg H (140 o C) 588,96 H H(140 o C) H(150 o C) - 156,44 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H ,97 kj/jam m 156,44 kj/kg m 6,56 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.17 Neraca Energi Pada Reaktor (R-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,9 - Produk ,6 H r ,94 - Air pendingin ,97 Total , , LB.6 Cooler 1 (E-01) Fungsi : mendinginkan campuran gas keluaran reaktor dari 150 o C menjadi 0 o C. 009.

181 Air pendingin 8 o C Etilen Oksigen Asam asetat VAM Karbondioksida Air 150 o C 0 o C Etilen Oksigen Asam asetat VAM Karbondioksida Air Air pendingin 80 o C Panas masuk T 4,15 K (150 o C) dan tekanan 101,5 kpa : Panas masuk panas keluaran reaktor (R-101) Panas masuk ,6 kj/jam Panas keluar : Q out Dimana, BP Boiling Point BP N i Cp ( l 98,15 ) 41,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Panas keluar T 4,15 K (0 o C) dan tekanan 101,5 kpa : Tabel LB.18 Panas keluar Cooler 1 (E-01) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (g) dt (l) dt Q in T1 T Cp C H 4 44, , ,71447 CH COOH 154, - 474, ,67868 O 5, , ,1687 CO 55, , ,816 CH COOC H 51,78-781, ,91645 H O 68,44-74, ,84 Total 871,561 T1 Q Q out - Q in 009.

182 871, , ,7 kj/jam Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 01,15 K (8 o C) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 5,15 K (80 o C). 01,15 Cp H (8 o C) (l) dt J/mol 4,75 J/mol 98,15,15 Cp H (60 o C) (l) dt J/mol 6,89 J/mol 98,15 H H(60 o C) - H(8 o C) 409,14 J/mol 409,14 kj/kmol 409,14 kj/kmol 18,015 kg/kmol 1,7 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H ,7 kj/jam m 1,7 kj/kg m 1110 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.19 Neraca Energi Pada Cooler 1 (E-01) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,6 - Produk - 871,56 Air pendingin ,7 Total , ,6 LB.7 Heater (E-0) 009.

183 Fungsi : Menaikkan temperatur campuran keluaran knock out drum hingga temperatur umpan masuk kolom destilasi. Superheated steam 00 o C Asam asetat VAM Air 0 o C 88 o C Asam asetat VAM Air Kondensat pada 140 o C Panas masuk T 0,15 K (0 o C) dan tekanan 101,5 kpa Panas masuk : Q in 0,15 N i Cp ( 98,15 l ) dt Tabel LB.0 Panas masuk Heater (E-0) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp CH COOH 154, - 474, ,67868 CH COOC H 05,7-781, ,6109 H O 68,6-74, ,7961 Total 59677,0857 T1 Panas keluar T 61,15 K (88 o C) dan tekanan 101,5 kpa Panas keluar : Q out Dimana, BP Boiling Point BP N i Cp ( l 98,15 ) 61,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt 009.

184 Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp CH COOH 154, 600, ,4906 CH COOC H 05, , , ,18 H O 68,6 4757, ,46 Total ,16 T1 Q Q out - Q in , , ,05 kj/jam Steam yang digunakan adalah superheated steam pada suhu 57,15 K (00 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) 065,4 kj/kg H (140 o C) 588,96 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(140 o C) 476,44 kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : Q m H ,05 kj/jam m 476,44 kj/kg m 814,995 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.1 Neraca Energi Pada Heater (E-0) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan 59677, Produk ,16 Steam ,05 - Total , ,

185 LB.9 Destilasi Fungsi : memisahkan vinil asetat dari asam asetat. Menentukan suhu umpan masuk : Umpan yang masuk ke kolom destilasi merupakan cairan jenuh. Untuk menentukan suhu umpan, maka dilakukan perhitungan bubble point dengan cara trial suhu umpan hingga syarat Ki.Xi 1 terpenuhi. P 101,5 kpa K Pi/P Trial : T 61,15 K (88 o C) Komponen Pi Xi Ki Ki.Xi CH COOH 6, , ,5586 0,18101 CH COOC H 167,6864 0, , ,79461 H O 64,875 0, , , Total 1,0407 Maka, suhu umpan pada kolom destilasi (T-01) adalah 61,15 K (88 o C). LB.9.1 Kondensor (E-0) Fungsi : mengkondensasikan uap dari kolom destilasi Air pendingin 8 o C Asam asetat VAM Air 88 o C 8 o C Asam asetat VAM Air Air pendingin 80 o C Perhitungan suhu operasi kondensor : Untuk menentukan suhu operasi pada kondensor, dilakukan perhitungan dew point Yi hingga syarat 1 Ki. terpenuhi. 009.

186 P 101,5 kpa K Pi/P Trial : T 56,15 K (8 o C) Tabel LB. Data perhitungan dew point Komponen Pi Yi Ki Yi/Ki CH COOH 9,9094 0, ,9518 0,004 CH COOC H 14,898 0,7491 1, ,59799 H O 5,9785 0,4979 0,5856 0, Total 1, Temperatur operasi kondensor (suhu destilat) yang diperoleh dari perhitungan adalah 56,15 K (8 o C). Hasil ini tidak sesuai dengan kondisi sebenarnya, dimana campuran vinil asetat dan air dengan perbandingan :1 akan mencapai kesetimbangan azeotrop yang memiliki titik didih 8,15 K (65 o C). Sehingga temperatur operasi yang digunakan pada kondensor E 04 adalah 8,15 K (65 o C). Panas masuk T 61,15 K (88 o C) dan tekanan 101,5 kpa Panas masuk : Q in BP N i Cp ( l 98,15 ) 61,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Tabel LB. Panas masuk Kondensor (E-0) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp CH COOH 0,5-600, ,70546 CH COOC H 79, , ,78 H O 16,6-4757, ,5866 Total ,64 Panas keluar T 8,15 K (65 o C) dan tekanan 101,5 kpa T1 009.

187 Panas keluar : Q out BP N i Cp ( l 98,15 Tabel LB.4 Panas keluar Kondensor (E-0) ) 41,15 dt + ( Hvl) + Cp T Cp BP (g) dt Komponen N (kmol) Hvl (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp CH COOH 0,5-98, ,504 CH COOC H 79, , ,19 H O 16,6-01, ,616 Total ,8 T1 Q Q out - Q in , , ,84 kj/jam Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 01,15 K (8 o C) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 5,15 K (80 o C). 01,15 Cp H (8 o C) (l) dt J/mol 4,75 J/mol 98,15,15 Cp H (60 o C) (l) dt J/mol 6,89 J/mol 98,15 H H(60 o C) H(8 o C) 409,14 J/mol 409,14 kj/kmol 409,14 kj/kmol H 18,015 kg/kmol 1,7 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H ,84 kj/jam m 1,7 kj/kg 009.

188 m 5919,6 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.5 Neraca Energi Pada Kondensor (E-0) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,64 - Produk ,8 Air pendingin ,84 Total , ,64 LB.10 Reboiler (R-04) Fungsi : Menguapkan kembali cairan dari kolom destilasi Superheated steam 00 o C, 61,8 kpa Asam asetat VAM 1 Air 88 o C o C Asam asetat VAM Air Kondensat Perhitungan suhu operasi reboiler : 140 o C Untuk menentukan suhu operasi reboiler, dilakukan dengan perhitungan bubble point hingga tercapai syarat Ki.Xi 1 P 101,5 kpa K Pi/P Trial : T 9,15 K (119 o C) Tabel LB.6 Data perhitungan suhu operasi reboiler Komponen Pi Xi Ki Ki.Xi CH COOH 10,4 0, ,0108 1,00678 CH COOC H 40,1494 0,00996, ,0119 H O 190,741 0, ,8899 0,

189 Total 1,00599 Maka suhu operasi reboiler adalah 9,15 K (119 o C). Panas masuk T 61,15 K (88 o C) dan tekanan 101,5 kpa Panas masuk : Q in BP N i Cp ( l 98,15 Tabel LB.7 Panas masuk reboiler (E-04) Komponen N (kmol) Hvl ) 61,15 dt + ( Hvl) + Cp T Cp BP (g) dt (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp CH COOH 85,66-600, ,678 CH COOC H 1, , , ,6865 H O 0,9-4757, ,5088 Total ,97 Panas keluar T 9,15 K (119 o C) dan tekanan 101,5 kpa T1 Panas keluar : Q out BP N i Cp ( l 98,15 ) 9,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Alur 0 Tabel LB.8 Panas keluar Reboiler pada alur 0 (E-04) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp CH COOH 1,6 408,7 954, , ,17 CH COOC H 0, , , ,7799 H O 0, 40656, 567, , ,155 Total ,168 T1 Alur 1 Tabel LB.9 Panas keluar Reboiler pada alur 1 (E-04) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp T1 009.

190 CH COOH 154,04 408,7 954, , ,858 CH COOC H 0, , , ,56577 H O 0, , 567, , ,08086 Total 54655,504 Q Q out - Q in (54655, ,168) , ,7 kj/jam Steam yang digunakan adalah superheated steam pada suhu 57,15 K (00 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 4,15 K (150 o C). Dari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) H (140 o C) 065,4 kj/kg 588,96 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(150 o C) 476,44 kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : Q m H ,7 kj/jam m 476,44 kj/kg m 40,5 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.0 Neraca Energi Pada Reboiler (E-04) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,97 - Produk ,67 Steam ,7 - Total , ,

191 LB.11 Cooler (R-05) Fungsi : Menurunkan temperatur campuran keluaran kondensor sebelum masuk ke dekanter. Air pendingin 8 o C Asam asetat Asam asetat VAM VAM Air Air 8 o C 0 o C Air pendingin 80 o C Panas masuk T 8,15 K (65 o C) Tekanan 101,5 kpa Panas masuk : Q in Dimana, BP Boiling Point BP N i Cp ( l 98,15 ) 56,15 dt + ( Hvl) + Cp BP (g) dt Tabel LB.1 Panas masuk Cooler (E-05) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp CH COOH 0,67-98, , CH COOC H 05, , ,989 H O 68,44-01, ,0574 Total 85776,1 T1 Panas keluar T 0,15 K (0 o C) tekanan 101,5 kpa Panas keluar : Q out 0,15 N i Cp ( 98,15 l ) dt Tabel LB. Panas keluar Cooler (E-05) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp 009. T1

192 CH COOH 0,67-474, , CH COOC H 05,85-781, ,195 H O 68,44-74, ,9674 Total 18649,775 Q Q out - Q in 18649, , ,18 kj/jam Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 01,15 K (8 o C) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 5,15 K (80 o C). 01,15 Cp H (8 o C) (l) dt J/mol 4,75 J/mol 98,15,15 Cp H (60 o C) (l) dt J/mol 6,89 J/mol 98,15 H H(80 o C) H(8 o C) 409,14 J/mol 409,14 kj/kmol 409,14 kj/kmol 18,015 kg/kmol 1,7 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H ,18 kj/jam m 1,7 kj/kg m 11968,87 kg/jam 009.

193 Sehingga diperoleh : Tabel LB. Neraca Energi Pada Cooler (E-05) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan ,96 - Produk ,78 Air pendingin ,18 Total , ,

194 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.1 Tangki Penyimpanan Etilena (TK 101) Fungsi : Menyimpan etilena cair untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-5 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 4 unit Kondisi operasi : Tekanan 1,5 Bar 150 kpa Temperatur -115 o C 158 K Laju alir massa 467 kg/jam Densitas etilena 577 kg/m (Demian dan Bildea, 008) Kebutuhan perancangan 0 hari Faktor kelonggaran 0% Perhitungan: a. Volume Tangki 467 kg/jam 0 hari 4 jam/hari Volume cairan, V l 577 kg/m 05,704 m Direncanakan membuat 4 tangki dan faktor kelonggaran 0%, maka : Volume 1 tangki, V l 1, x 05,704 4 m 615,6811 m b. Diameter dan Tinggi Shell Direncanakan: - Tinggi silinder (H s ) : Diameter (D) 5 : 4 - Tinggi tutup (H h ) : Diameter (D) 1 : 4 - Volume shell tangki (Vs) : 009.

195 Vs Vs πr s D 5π 16 D H π 5 D Volume tutup tangki (V e ) : V h - Volume tangki (V) : π π 1 R H d D D π D (Brownell,1959) V t V s + V h 17 πd ,6811 m 1,116 D D 55,715 m D 8,098 m,08 in 5 H s D 10,6 m 4 c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki 8,098 m Tinggi tutup (H d ) 1 D,055 m 4 Tinggi tangki H s + H d (10,6 +,055) m 1,147 m d. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Low alloy steel SA-5 diperoleh data : - Allowable stress (S) 500 psia - Joint efficiency (E) 0,8 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098 in/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Volume cairan 51,0676 m 009.

196 51,0676 m Tinggi cairan dalam tangki 615,6811 m 10,6 m 8,5519 m Tekanan Hidrostatik: P Hidrostatik ρ g l 577 kg/m 9,8 m/det 8,5519 m 48,575 kpa Tekanan operasi (P o ) 150 kpa P 48,575kPa kpa P design (1,) (198,575) Tebal shell tangki: 198,575 kpa 8,089 kpa 4,5 psia 19,8 psig t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P R S E tekanan desain (psig) jari-jari dalam tangki (in) allowable stress (psia) joint efficiency PR t SE 0,6P (19,8 psig) (,08/ in) (500 psia)(0,8) 0,6(19,8 psig) 0,1781 in Faktor korosi 0,0098 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0, (10 x 0,0098) 0,765 in Tebal shell standar yang digunakan ½ in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ½ in LC. Tangki Penyimpanan Oksigen (TK 10) 009.

197 Fungsi : Menyimpan oksigen cair untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-5 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 4 unit Kondisi operasi : Tekanan 1,5 Bar 150 kpa Temperatur -19 o C 80 K Laju alir massa 1688 kg/jam Densitas oksigen 71, lb/scf 71, x 16,0 1141,1046 kg/m (Sumber: Kebutuhan perancangan 0 hari Faktor kelonggaran 0% Perhitungan: a. Volume Tangki 1688 kg/jam 0 hari 4 Volume cairan, V l 1141,1046 kg/m jam/hari 710,0488 m Direncanakan membuat 1 tangki dan faktor kelonggaran 0%, maka : Volume 1 tangki, V l 1, x 710, ,0586 m b. Diameter dan Tinggi Shell Direncanakan: - Tinggi silinder (H s ) : Diameter (D) 5 : 4 - Tinggi tutup (H h ) : Diameter (D) 1 : 4 - Volume shell tangki (Vs) : Vs Vs πr s D 5π 16 D H π 5 D

198 - Volume tutup tangki (V e ) : V h - Volume tangki (V) : π π 1 R H d D D π D (Brownell,1959) V t V s + V h 17 πd 48 85,0586 m 1,116 D D 765,865 m D 9,1489 m 60,1946 in 5 H s D 11,46 m 4 c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki 9,1489 m Tinggi tutup (H d ) 1 D,87 m 4 Tinggi tangki H s + H d (11,46 +,87) m 1,74 m d. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Low alloy steel SA-5 diperoleh data : - Allowable stress (S) 500 psia - Joint efficiency (E) 0,8 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098 in/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Volume cairan 710,0488 m 710,0488 m Tinggi cairan dalam tangki 85,0586 m 1,74 m 9,501 m Tekanan Hidrostatik: 009.

199 P Hidrostatik ρ g l 1141,1046 kg/m 9,8 m/det 9,501 m 106,579 kpa Tekanan operasi (P o ) 150 kpa P 106,579 kpa kpa P design (1,) (56,579) Tebal shell tangki: 56,579 kpa 07,8887 kpa 44,6556 psia 9,9556 psig t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P R S E tekanan desain (psig) jari-jari dalam tangki (in) allowable stress (psia) joint efficiency PR t SE 0,6P (9,9556 psig) (60,1946/ in) (500 psia)(0,8) 0,6(9,9556 psig) 0, in Faktor korosi 0,0098 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0, + (10 x 0,0098) 0,984 in Tebal shell standar yang digunakan ½ in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ½ in LC. Tangki Penyimpanan Asam Asetat (TK 10) Fungsi : Menyimpan asam asetat untuk kebutuhan 0 hari 009.

200 Bahan konstruksi Bentuk Jenis sambungan Jumlah : Carbon Steel SA 85 Grade C : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Double welded butt joints : unit Kondisi operasi : Tekanan 101,5 kpa Temperatur 0 o C 0,15 K Laju Alir Massa 098 kg/jam Kebutuhan perancangan 0 hari Densitas Asam asetat 1049, kg/m (Demian dan Bildea, 008) Faktor kelonggaran 0% Perhitungan: a. Volume Tangki 098 kg/jam 0 hari 4 Volume larutan, V l 1049, kg/m jam/hari 1417,084 m Direncanakan membuat tangki dan faktor kelonggaran 0%, maka : 1, x 1417,084 m Volume 1 tangki, V l 850,851 m b. Diameter dan Tinggi Shell - Tinggi silinder (H s ) : Diameter (D) 4 : - Tinggi tutup (H d ) : Diameter (D) 1 : 4 - Volume shell tangki (Vs) : Vs Vs πr s D π D H π 4 D 4 - Volume tutup tangki (V e ) : 009.

201 V h - Volume tangki (V) : π π 1 R H d D D π D (Brownell,1959) V t V s + V h 850,851 m π D 8 1,1781 D D 71,876 m D 8,9704 m 5,165 in 4 H s D 11,9605 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki 8,9704 m Tinggi tutup (H d ) 1 D,46 m 4 Tinggi tangki H s + H d (11,9605 +,46) m 14,01 m d. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA 85 Grade C diperoleh data : - Allowable stress (S) 1750 psia - Joint efficiency (E) 0,8 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Volume cairan 708,654 m 708,654 m Tinggi cairan dalam tangki 850,851 m 11,9605 m 9,9670 m Tekanan Hidrostatik: P Hidrostatik ρ g l 009.

202 1049, kg/m 9,8 m/det 9,9671 m 10,484 kpa P o 101,5 kpa P 10,484 kpa + 101,5 kpa 0,8084 kpa P design 1, 0, ,57 kpa 5,4719 psia 0,7719 psig. Tebal shell tangki: t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P R S E tekanan desain (psig) jari-jari dalam tangki (in) allowable stress (psia) joint efficiency PR t SE 0,6P (0,7719 psig) (5,165/ in) (1750 psia)(0,8) 0,6(0,7719 psig) 0,8 in Faktor korosi 0,0098 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0,8 + (10 x 0,0098) 0,4 in Tebal shell standar yang digunakan ½ in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ½ in LC.4 Tangki Penyimpanan Vinil Asetat (TK 01) Fungsi : Menyimpan vinil asetat untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C 009.

203 Bentuk Jenis sambungan Jumlah : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Double welded butt joints : unit Kondisi operasi : Tekanan 101,5 kpa Temperatur 0 o C 0,15 K Laju Alir Massa 4419 kg/jam Kebutuhan perancangan 0 hari Faktor kelonggaran 0% Komponen Tabel LC.1 Data pada Alur 4 F (kg/jam) Fraksi Berat ρ (kg/m ) ρ campuran (kg/m ) Vinil asetat , ,965 99,7511 Air 1 0, ,68 0,9 Total ,9801 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Perhitungan: a. Volume Tangki 4419 kg/jam 0 hari 4 Volume larutan, V l 99,9801 kg/m jam/hari 80,8 m Direncanakan membuat tangki dan faktor kelonggaran 0%, maka : 1, x 80,80 m Volume 1 tangki, V l 91,9 m b. Diameter dan Tinggi Shell - Tinggi silinder (H s ) : Diameter (D) 4 : - Tinggi tutup (H d ) : Diameter (D) 1 : 4 - Volume shell tangki (Vs) : 009.

204 Vs Vs πr s D π D H π 4 D 4 - Volume tutup tangki (V e ) : V h - Volume tangki (V) : π π 1 R H d D D π D (Brownell,1959) V t V s + V h 91,9 m π D 8 1,1781 D D 774,407 m D 9,181 m 61,540 in 4 H s D 1,44 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki 9,181m Tinggi tutup (H d ) 1 D,958 m 4 Tinggi tangki H s + H d (1,44 +,958) m 14,599 m d. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA 85 Grade C diperoleh data : - Allowable stress (S) 1750 psia - Joint efficiency (E) 0,8 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Volume cairan 760,74 m 009.

205 760,74 m Tinggi cairan dalam tangki 91,9 m 1,44 m 10,05 m Tekanan Hidrostatik: P Hidrostatik ρ g l 9,9801 kg/m 9,8 m/det 10,05 m 9,994 kpa P o 150 kpa P 9,994 kpa + 101,5 kpa 194,174 kpa P design 1, 194,174,1809 kpa,801 psia 19,101 psig. Tebal shell tangki: t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P R S E tekanan desain (psig) jari-jari dalam tangki (in) allowable stress (psia) joint efficiency PR t SE 0,6P (19,101 psig) (61,,540/ in) (1750psia)(0,8) 0,6(19,101 psig) 0,145 in Faktor korosi 0,0098 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0,0,145+ (10 x 0,0098) 0,41 in Tebal shell standar yang digunakan ½ in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ½ in 009.

206 LC.5 Tangki Pencampur I (V 101) Fungsi : Untuk mencampur asam asetat recycle dengan asam asetat fresh Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan 101,5kPa Temperatur 96,75 o C 69,9 K Laju Alir Massa 191 kg/jam Kebutuhan perancangan 1 jam Faktor kelonggaran 0% Komponen Tabel LC. Data pada tangki pencampur I (V-101) F (kg/jam) Fraksi Berat ρ (kg/m ) ρ campuran (kg/m ) Vinil asetat 40 0,008 80,505,6576 Air 0, ,640 0,191 Asam Asetat 148 0, , ,0087 Total ,8584 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Perhitungan: a. Volume Tangki 148 kg/jam 1 jam Volume larutan, V l 96,8584 kg/m 1,8556 m Direncanakan membuat 1 tangki dan faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki, V l 1, x 1, ,467 m 009.

207 b. Diameter dan Tinggi Shell - Tinggi silinder (H s ) : Diameter (D) 4 : - Tinggi tutup (H d ) : Diameter (D) 1 : 4 - Volume shell tangki (Vs) : Vs Vs πr s D π D H π 4 D 4 - Volume tutup tangki (V e ) : V h - Volume tangki (V) : π π 1 R H d D D π D (Brownell,1959) V t V s + V h 15,467m π D 8 1,1781 D D 1,0946 m D,57 m 9,7964in 4 H s D,147 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki,57 m Tinggi tutup (H d ) 1 D 0,589 m 4 Tinggi tangki H s + H d (, ,5,89) m,7 m d. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA 85 Grade C diperoleh data : - Allowable stress (S) 1750 psia - Joint efficiency (E) 0,8 009.

208 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Volume cairan 1,8556 m 1,8556 m Tinggi cairan dalam tangki 15,467 m,7 m,6189 m Tekanan Hidrostatik: P Hidrostatik ρ g l 96,8584 kg/m 9,8 m/det,6189 m 4,778 kpa P o 101,5 kpa P 4,778 kpa + 101,5 kpa 16,068 kpa P design 1, 16, ,754 kpa 1,9407 psia 7,407 psig. Tebal shell tangki: t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P tekanan desain (psig) R jari-jari dalam tangki (in) S allowable stress (psia) E joint efficiency PR t SE 0,6P (7,407 psig) (9,796/ in) (1750psia)(0,8) 0,6(7,407 psig) 0,006 in Faktor korosi 0,0098 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0,006 + (10 x 0,0098) 0,19 in 009.

209 Tebal shell standar yang digunakan ¼ in e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ¼ in (Brownell,1959) LC.6 Tangki Pencampur II (V 01) Fungsi : Untuk mencampur vinil asetat recycle dengan campuran yang berasal dari knock out drum Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan 101,5 kpa Temperatur 0 o C 0,15 K Laju Alir Massa 815 kg/jam Kebutuhan perancangan 1 jam Faktor kelonggaran 0% Tabel LC. Data pada tangki pencampur II (V-01) Komponen F (kg/jam) Fraksi Berat ρ (kg/m ) ρ campuran (kg/m ) Vinil asetat , ,965 58,8196 Air 16 0, ,68 4,6108 Asam Asetat 966 0, , 44,557 Total ,9877 (Sumber: Demian dan Bildea, 008; Geankoplis, 00; Perry, 1999) Perhitungan: a. Volume Tangki 009.

210 815 kg/jam 1 jam Volume larutan, V l 971,9877 kg/m 9,081 m Direncanakan membuat 1 tangki dan faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki, V l 1, x 9,081 4,88 m b. Diameter dan Tinggi Shell - Tinggi silinder (H s ) : Diameter (D) 4 : - Tinggi tutup (H d ) : Diameter (D) 1 : 4 - Volume shell tangki (Vs) : Vs Vs πr s D π D H π 4 D 4 - Volume tutup tangki (V e ) : V h - Volume tangki (V) : π π 1 R H d D D π D (Brownell,1959) V t V s + V h 4,88 m π D 8 1,1781 D D 9,5678 m D,09 m 11,7418 in 4 H s D 4,10 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki,09 m Tinggi tutup (H d ) 1 D 0,771 m 4 Tinggi tangki H s + H d (4,10 + 0,771) m 4,896 m d. Tebal shell tangki 009.

211 Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA 85 Grade C diperoleh data : - Allowable stress (S) 1750 psia - Joint efficiency (E) 0,8 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Volume cairan 9,081 m 9,081 m Tinggi cairan dalam tangki 4,88 m 4,1 m,458 m Tekanan Hidrostatik: P Hidrostatik ρ g l 971,9877kg/m 9,8 m/det,458 m,778 kpa P o 101,5 kpa P,778 kpa + 101,5 kpa 14,059 kpa P design 1, 14, ,865 kpa,1 psia 8,61 psig. Tebal shell tangki: t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P R S E tekanan desain (psig) jari-jari dalam tangki (in) allowable stress (psia) joint efficiency PR t SE 0,6P (8,61 psig) (11,7418/ in) (1750psia)(0,8) 0,6(8,61 psig) 0,0478 in Faktor korosi 0,0098 in/tahun 009.

212 Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0, (10 x 0,0098) 0,146 in Tebal shell standar yang digunakan ¼ in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ¼ in LC.7 Akumulator (V-0) Fungsi : Mengumpulkan destilat yang keluar dari kondensor (E- 0) Bahan konstruksi Bentuk Jenis sambungan Jumlah : Carbon Steel SA 85 Grade C : Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal : Double welded butt joints : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan 101,5 kpa Temperatur 65 o C 8,15 K Kebutuhan perancangan 1 jam Faktor kelonggaran 0% Komponen Tabel LC.4 Data pada akumulator (V-0) F (kg/jam) Fraksi Berat ρ (kg/m ) ρ campuran (kg/m ) Vinil asetat 695 0, , ,511 Air 81 0, ,55 6,891 Asam Asetat 0 0, ,495 0,881 Total ,15 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Perhitungan: a. Volume Tangki 009.

213 5006 kg/jam x 1 jam Volume larutan, V l 90,15 kg/m 8,0448 m Volume tangki, V t (1 + 0,) x 8,0448 m 45,658 m Fraksi volum Vl V t 8, ,658 0,8 Dari gambar pada buku Walas dkk, Chemical Process Equipment diperoleh untuk fraksi volum 0,8 maka H/D 0,777 Asumsi L/D Digunakan dua buah tutup ellipsoidal maka volume tutup adalah: V h V o (V/V o ) [0,109D ()(H/D) (1,5-H/D)] (Walas dkk, 005) [0,109D ()(0,777) (1,5-0,777)] 0,85D Kapasitas shell: θ arccos (1-H/D) arccos (1-(0,777) arccos (1-1,554) 4,159 rad π 4 1 π V s V o (V/V o ) D L ( θ -sin θ) π 4 1 π D L ( 4,159 - sin 4,159) 0,6548 D L Volume tangki V h + V s 0,85D + 0,6548 D L Dimana L/D, maka volume tangki adalah: V t 0,85D + 1,9644D,199D 45,658 m,199d D L 45,658,751 m 108,06 in.,199 45,658 0,85 0,6548 (,751) (,751) 8,59 m. Tinggi cairan H/D 0,777 (,751),175 m. Perhitungan tinggi tutup: (Walas dkk, 005) 009.

214 D,751 H d 0,6877 m (Walas dkk, 005) 4 4 Perhitungan tinggi shell: H s L H d 8,59 (0,6877) 6,8774 m. d. Tebal shell tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA 85 Grade C diperoleh data : - Allowable stress (S) 1750 psia - Joint efficiency (E) 0,8 - Corrosion allowance (C) 0.5 mm/tahun (Peters dkk,004) 0,0098/tahun - Umur tangki (n) 10 tahun Tekanan Hidrostatik: P Hidrostatik ρ g l 90,15 kg/m 9,8 m/det,175 m 19,744 kpa P o 101,5 kpa P 19,744 kpa + 101,5 kpa 10,5994 kpa P design 1, 10, ,719 kpa 0,9898 psia 6,1898 psig. Tebal shell tangki: t PR SE - 0,6P (Walas dkk, 005) Dimana : P R S E tekanan desain (psig) jari-jari dalam tangki (in) allowable stress (psia) joint efficiency 009.

215 PR t SE 0,6P (6,898 psig) (108,06/ in) (1750psia)(0,8) 0,6(6,898psig) 0,01 in Faktor korosi 0,0098 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan dengan perkiraan umur alat adalah 10 tahun 0,01 + (10 x 0,0098) 0,194 in Tebal shell standar yang digunakan ¼ in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas yang digunakan ¼ in LC.8 Kompresor (C-101) Fungsi : menaikkan tekanan asam asetat dari vaporizer (E-10) sebelum masuk ke pencampur gas (M-10) Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 1 stages Data : Laju alir massa (m) 191 kg/jam Laju alir volumetrik (m v ) N 8,14 dm bar/kmol.k 41,15 K 1,015 bar 06,6 kmol 8,14 dm bar/kmol.k 41,15 K 1,015 bar 717,6 m /jam 1,9799 m /detik ρ campuran m 1,78 kg/m m v Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : 009.

216 De 0,6 (m v ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (1,9799) 0,45.(1,78) 0,1 0,5 m 0,87 in Dipilih material pipa commercial steel inci Sch 0 : Diameter dalam (ID) 1,5 in 1,77 ft Diameter luar (OD) in 1,8 ft Luas penampang (A) 55 in,47 ft Daya kompresor : P 4 p,78 10 m v p1 ln (Timmerhaus, p1 004) dimana : P daya (kw) m v laju alir (m /jam) tekanan masuk 101,5 kpa P p 1 p, ,76 kw tekanan keluar 150 kp (717,6) ln Jika efisiensi motor adalah 75%, maka : P 78,76 0,75 105,0 kw 140,8 hp Maka dipilih kompresor dengan daya 145 hp LC.9 Kompresor (C-10) Fungsi : menaikkan tekanan asam asetat dari vaporizer (E-10) sebelum masuk ke pencampur gas (M-10) Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 1 stages 009.

217 Data : Laju alir massa (m) 8911 kg/jam Laju alir volumetrik (m v ) N 8,14 dm bar/kmol.k 4,15 K 1,5 bar 1005,1kmol 8,14 dm bar/kmol.k 4,15 K 1,5 bar 5,899 dm 589,9 m /jam 1,64 m /detik ρ campuran m 6,60 kg/m m v Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : De 0,6 (m v ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (1,64) 0,45.(6,60) 0,1 0,58 m,8 in Dipilih material pipa commercial steel 4 inci Sch 0 : Diameter dalam (ID),5 in 1,94 ft Diameter luar (OD) 4 in ft Luas penampang (A) 45 in,95 ft Daya kompresor : P 4 p,78 10 m v p1 ln (Timmerhaus, p1 004) dimana : P daya (kw) m v laju alir (m /jam) tekanan masuk 101,5 kpa P p 1 p, tekanan keluar 1000 kpa (589,9) ln 80,1 kw Jika efisiensi motor adalah 75%, maka :

218 P 80,1 0,75 506,8 kw 680 hp Maka dipilih kompresor dengan daya 680 hp LC.10 Ekspander (JE-01) Fungsi : menaikkan tekanan asam asetat dari vaporizer (E-10) sebelum masuk ke pencampur gas (M-10) Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 1 stage Data : Laju alir massa (m) 65 kg/jam Laju alir volumetrik (m v ) N 8,14 dm bar/kmol.k 0,15 K 1,015 bar 658,5 8,14 dm bar/kmol.k 0,15 K 1,015 bar 167,5 m /jam ρ campuran m 1,659 kg/m m v Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : De 0,6 (m v ) 0,45 ( ρ ) 0,1 004) 0,6 (0,455) 0,45.(1,659) 0,1 0,58 m 14,09 in Dipilih material pipa commercial steel 16 inci Sch 0 : Diameter dalam (ID) 15,5 in 1,7 ft Diameter luar (OD) 16 in 1, ft Luas penampang (A) 18 in 1,7 ft (Timmerhaus, Daya kompresor : 009.

219 P 4 p,78 10 m v p1 ln (Timmerhaus, p1 dimana : P P m v p 1 p, ) 4 18,09 kw daya (kw) laju alir (m /jam) tekanan masuk 101,5 kpa tekanan keluar 150 kpa (167,5) ln Jika efisiensi motor adalah 75%, maka : P 18,09 0,75 4,1 kw,7 hp Maka dipilih kompresor dengan daya hp LC.11 Ekspander ( JE-01) ,5 Fungsi : Menurunkan tekanan produk keluaran reaktor (R-101) Jenis : Centrifugal expander Jumlah : 1 unit Data : Laju alir massa (m) 8911 kg/jam Laju alir volumetrik (m v ) N 8,14 dm bar/kmol.k 4,15 K 1,015 bar 979,5 8,14 dm kpa/kmol.k 4,15 K 1000 kpa 446 m /jam 0,957 m /detik ρ campuran m 11,9 kg/m m v Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : De 0,6 (m v ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,957) 0,45.(11,9) 0,1 009.

220 0,488 m 19,1 in Dipilih material pipa commercial steel 0 inci Sch 0 : Diameter dalam (ID) 19,5 in 1,604 ft Diameter luar (OD) 0 in 1,667 ft Luas penampang (A) 91 in,0 ft Tekanan masuk (P 1 ) 10 bar 1000 kpa Tekanan keluar (P ) 1,015 bar 101,5 kpa Efisiensi ekspander 60% (Timmerhaus, 004) Daya yang dihasilkan : P η. m. (P P 1 )/ ρ (Timmerhaus, 004) Dimana : P daya (kw) m laju alir massa (kg/detik) P 1 Tekanan masuk (kpa) P Tekanan keluar (kpa) η efisiensi ρ densitas (kg/m ) Maka : P η. m. (P P 1 )/ ρ 0,6.(10,81)(101,5 1000) 11,9-516,14 kw - 69,154 hp Maka daya yang dihasilkan ekspander adalah : 69 hp LC.1 Blower (JB-101) Fungsi : memompa produk atas dari knock out drum (KO-101) menuju spliter 1 Jenis : blower sentrifugal Bahan konstruksi : Kondisi operasi : 5 o C dan 101,5 kpa 009.

221 Laju alir (m) N (kmol) 954 kg/jam 704,98 kmol Laju alir volumetrik (m v ) N 8,14 dm bar/kmol.k 0,15 K 1,015 bar 704,98 kmol 8,14 dm bar/kmol.k 0,15 K 1,015 bar 4477,5 m /jam Daya blower dapat dihitung dengan persamaan, 144 efisiensi m v P 000 Efisiensi blower, η 80 % (Perry, 007) Sehingga, 144 0,8 4477,5 P 85,76 hp 000 Maka dipilih blower dengan tenaga 86 hp LC.1 Knock Out Drum (KO-01) Fungsi : Memisahkan campuran fasa gas dengan fasa cair Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-5 Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir gas (F gas ) Laju alir cairan (F cairan ) Laju alir gas (N gas ) 101,5 kpa 1 atm 0 o C 95 kg/jam kg/jam 704,98 kmol/jam 009.

222 Laju alir cairan (N cairan ) 74,5 kmol/jam Kebutuhan perancangan 1 jam Faktor kelongaran 0 % Tabel LC.6 Komposisi gas pada knock out drum (KO-01) Komponen BM (g/mol) F (kg) N (kmol) Fraksi mol (X) BM x X C H 4 8, ,494 0, ,88406 O 80 5,065 0, ,17614 CO 44, ,575 0, ,95496 Total ,984 1,97664 ρ gas P BM R.T 1atm,98 g/mol - (8, m.atm/mol.k).(0,15k) 1,67 kg/m 0,085 lbm/ft ρ cairans 14,776 kg/m 0,94 lbm/ft Volume gas, V gas F 954 kg 1,66 kg/m ρ gas 1755,14 m /jam 171,98 ft /detik F kg Volume cairan, V ciran ρ 101,7 kg/m 101,7 m /jam 9,98 ft /detik Kecepatan linear yang diijinkan : ρ u 0,14 1 ρ gas (Wallas, 005) 0,94 u 0,14 1,81 ft/detik 0,085 Diameter tangki : 009.

223 D Vgas (π / 4). u (Wallas, 005) D 171,98 7,58 ft,1 m ( π / 4).,81 Tinggi kolom uap minimum 5,5 ft Waktu tinggal (t) 10 menit 600 detik V Tinggi cairan, L cairan cairan.t ( π / 4). D 1,9 ft 0,587 m 14,78.(600) ( π / 4).7,58 Panjang kolom : L L cairan + L uap 1,9 +,9 ft L 0,979 D Karena L/D < dan L/D < 5 maka spesifikasi tangki vertikal tidak dapat diterima sehingga dilakukan trial terhadap tinggi kolom uap minimum. Trial tinggi kolom uap minimum ft V Tinggi cairan, L cairan cairan.t ( π / 4). D 1,9 ft 0,587 m 14,78.(600) ( π / 4).7,58 Panjang kolom : L L cairan + L uap 1,9 +,9 ft L,141 D Karena < L/D < 5 maka spesifikasi tangki vertikal dapat diterima. Perhitungan tebal shell tangki : 009.

224 P hidrostatik ρ g l 101,7 g 0, 58 P 0 101,5 g/m- Faktor kelonggaran 0 % P desain (1,) x (58, ,5) 7110,8 kpa Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Low alloy steel SA-5 diperoleh data Allowable stress (S) 1551,1 kpa 500 psi Joint efficiency 0,8 Corrosion allowance 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur tangki 10 tahun a. Tebal shell tangki : P.R t + nc S.E 0,6.P 90,96 (844,69 psi). in + (10).(0,0098in/thn),798 in (500 psi).(0,9) 0,6.(844,69 psi) Tebal shell tangki yang digunakan adalah in. b. Tutup tangki Diameter tutup diameter tangki 7,58 ft,1 m Rasio axis L h : D 1 : 4 L h 0,58 m L (panjang tangki) L s + L h L s (panjang shell) L L h 7,9.(0,58) 6,14 m Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal tutup in. LC.14 Dekanter (D-01) Fungsi : memisahkan vinil asetat dengan air Jenis : continuous gravity decanter 009.

225 Bentuk : silinder horizontal Bahan konstruksi : carbon steel SA-85 grade C Jumlah : 1 unit Umpan Z B ZA1 Z T Z A Zat cair ringan Zat cair berat Z A1 tinggi cairan berat dalam dekanter Z A tinggi lubang keluar cairan berat Z B tinggi cairan ringan dalam decanter Z T tinggi lubang keluar cairan ringan Kondisi operasi: Temperatur 0 C Tekanan 1 atm 101,5 kpa Perhitungan densitas campuran Komponen BM F N Xi ρ Xi. ρ HAC 60, , , ,1 1,01847 VAM 86, ,85 0, ,6 700,980 Air 18, ,4496 0, ,7976 Total 7, ,796 ρ campuran Xi. ρ i 950,796 kg/m Perhitungan densitas larutan bawah Komponen BM F N Xi ρ Xi. ρ HAC 60, , , ,1 4, Air 18, ,4496 0, ,177 Total 68, ,198 Densitas larutan bawah 996,198 kg/m Densitas larutan atas 95,6 kg/m 009.

226 Perhitungan viskositas campuran Komponen BM F N Xi µ Xi. µ HAC 60, , , ,0490 0,0010 VAM 86, ,85 0, ,871 0,87 Air 18, ,4496 0, , ,059 Total 7, , µ campuran Xi. µi 0,49. Perhitungan Waktu Pisah 100 μ t ρ A ρ B (McCabe,1994,hal:4) di mana: t waktu pisah (jam) ρ A, ρ B densitas zat cair A dan B (kg/m ) µ viskositas fase kontinu (cp) Maka: 100 (0,49 ) t 0,81 jam 48,699 menit 996, kg/m 95,6 kg/m. Desain tangki dekanter 089kg / jam x 0,81 jam a. Volume cairan 950,796 kg/m 16,15 m Dekanter 80 % penuh, maka volume dekanter yang dibutuhkan adalah 16,15 m 0,19 m 0,8 b. Diameter dan panjang shell - Volume shell tangki (Vs) Vs Vs πdi L; asumsi : L : Di : 4 πdi - Volume tutup tangki (Ve) Ve π (Brownell,1959,hal:80) 4 Di - Volume tangki (V) V Vs + Ve 009.

227 V 10 1 πdi 10 0,19 m 1 πdi Di,9 m 154,75 in L 5, m 05,91 in c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki,9 m 154,75 in Rasio axis : 1 Tinggi tutup 1,9 0,98 m 8,58 (Brownell,1959, hal: 80) d. Tebal shell tangki Volume cairan (V) 16,15 m Volume tangki (Vo) 0,19 m V Vo 16,15 0,8 0,19 H 0,74 D (Walas,005) H 0,74. (,9),91 m Tekanan hidrostatik P ρ x g x l 86,6464 kg/m x 9,8 m/det x,91 m 585,780 Pa 5,857 kpa Tekanan operasi 1 atm 101,5 kpa P 5,857 kpa + 101,5 kpa 107,067 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design (1,05) (107,067 kpa) 11,4159 kpa 16,045 psia Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-85 grade C - Allowable working stress (S) : psia (Peters et.al., 004) - Joint efficiency (E) : 0,85 (Peters et.al., 004) - Corossion allowance (C) : 0,15 in/tahun (Perry&Green,1999) - Umur alat (n) : 10 tahun Tebal shell tangki: 009.

228 PR t + n C SE 0,6P (4144,85 psia) (154,7 /in) (0,0098) (1.700 psia)(0,8) 0,6(4144,85 psia) 1,06 in Tebal shell standar yang digunakan 1 in (Brownell,1959,hal:94) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas 1 in. Perhitungan lubang keluaran zat cair Tinggi zat cair, Z T,91 m 149 Tinggi zat cair berat, Z A1 x,91 m 0,06 m 1767 Dari Warren L.McCabe,1994 hal: 4 diperoleh: Z A1 Z A Z T ( ρ B / ρ A ) 1 ρ / ρ B A Maka ketinggian limpahan zat cair berat dari lantai tangki Z A Z A1 (1-ρ B /ρ A ) + Z T (ρ B /ρ A ) 855, ,965 0,06 (1- ) + 0,671 ( ) 1065, ,0047,086 m LC.15 Reaktor (R-101) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi pembentukan vinil asetat Jenis : plug flow reactor Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-85 grade A Jumlah : 1 unit Reaksi yang terjadi: C H 4 + CH COOH + ½ O C H OOCCH + H O 009.

229 C H 4 + O CO + H O Temperatur masuk 150 o C 4,15 K Temperatur keluar 150 o C 4,15 K Tekanan operasi 1000 kpa Laju alir massa 8911 kg/jam Laju alir molar kmol/jam Waktu tinggal (τ) reactor jam 1,8 detik (Dimian, 008) Perhitungan Desain Tangki Cao P 400kPa 1,69 kmol/m RT (8,14Pa. m / molk)(87,15 K) a. Volume reaktor τ F V C AO AO 1 0,0005 jam.(484,171kmol/jam) 0,1768 m 1,69 kmol/m Setiap 1 m katalis dapat menghasilkan sekitar 6 kg Vinil asetat per jam (Dimian, 008). Vinil asetat yang dihasilkan dalam reaktor adalah 4418 kg/jam. Maka jumlah 4418 katalis yang dibutuhkan adalah : 1,55 m 6 Volume total reaktor V + 1,55 0,1768+1,55 1,768 m Faktor kelonggaran 0% Volume reaktor 1, x 1,768 16,4748 m b. Jumlah tube Direncanakan: Diameter tube (OD) 7 mm 0,07 m 0,07 x 9.7 in/m 1,46 in Panjang tube 7,5 m (Dimian, 008) Pitch (P T ) 1,46 + 0,5 1,71 square pitch 009.

230 Jumlah tube V reaktor V tube 16,4748 0, π..7,5 4 c. Tebal tube Tekanan operasi 1000 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P desain (1,05) (1000 kpa) 1050 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress 1100 psia 771,14 kpa (Brownell,1959) PR t SE 0,6P 1,457 (15,9 psi) in (1100 psi)(0,8) 0,6(15,9 psi) 0,015 in Faktor korosi Umur alat 0,0098 in/tahun 10 tahun Maka tebal tube yang dibutuhkan 0,015 in + (0,0098)(10) in 0,1105 in Tebal tube standar yang digunakan 1 / 4 in d. Diameter dan tinggi shell 46 tube (Brownell,1959) D 46 tube 45 P T + OD Diameter shell (D) (1,71x46) x + (0,5) 111,5 in,8 m Tinggi shell (H) panjang tube 7,5 m e. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki,8 m Rasio axis : 1 (Brownell,1959) 009.

231 Tinggi tutup 1,8 f. Tebal shell dan tebal tutup Tekanan operasi 0,71 m 1000 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P desain (1,05) (1000 kpa) 1050 kpa 15,9 psi Joint efficiency 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress 1100 psia (Brownell,1959) PR t SE 0,6P (15,9 psi) (111,5/ in) (1100 psi)(0,8) 0,6(15,9 psi) 0,958 in Faktor korosi Umur alat 0,0098 in 10 tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan Tebal shell standar yang digunakan 1 1 / 4 in (Brownell,1959) Tebal tutup tebal shell 1 1 / 4 in 0,958 in + (0,0098).(10) in 1,055 in LC.16 Kolom Destilasi (T-01) Fungsi : Memisahkan vinil asetat dan air dengan asam asetat Jenis : Sieve tray Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA 85 grade A Jumlah : 1 unit Data : Dari perhitungan neraca massa dan neraca panas diperoleh: R D 0,85 X HD 0,001 R DM R D /1, X HF 0,6 0,708 X LF 0,64 X LW 0,004 D 506,9 kmol/jam 009.

232 X HW 0,996 W 87,1 kmol/jam X LD 0,999 α LD K K LK HK 0,67 0,14 4,454 α LW K K LK HK,451 1,01,414 ( 4,454) (,414), 899 α L, av α LD.α LW (Geankoplis,00) N m log[( X LD / X HD log( α )( X L,av HW ) / X LW )] (Geankoplis,00) log[0,999 / 0,001)(0,996 / 0,004)] log(,899) 9,198 Dari Fig 11.67, Geankoplis, hal. 749, diperoleh N m 9,198 N 16,907 0,65 0,54 Jumlah piring teoritis 16,907 Efisiensi piring 85 % N m 0,54; maka: N (Geankoplis,1997) 16,907 Maka jumlah piring yang sebenarnya 19,891 piring 0 piring. 0,85 Penentuan lokasi umpan masuk N e X HF W X LW log 0,06 log (Geankoplis,1997) N s X LF D X HD N e 0,6 87,11 0,004 log 0,06 log N s 0,64 506,9 0,001 N e 1,4876 N s N e 1,4876 N s N N e + N s 009.

233 0 1,4876 N s + N s N s 8, N e Jadi, umpan masuk pada piring ke 11 dari atas. Design kolom direncanakan : Tray spacing (t) 0,9 m Hole diameter (d o ) 4,5 mm (Treybal, 1984) Space between hole center (p ) 1 mm (Treybal, 1984) Weir height (h w ) Pitch 5 cm triangular ¾ in Data : Suhu dan tekanan pada destilasi T 01 adalah 61,15 K dan 101,5 kpa. Tabel LC.7 Komposisi Bahan pada Alur Vd Kolom Destilasi T 01 Komponen Alur Vd (kmol/jam) Fraksi mol BM (g/mol) Fraksi mol x BM CH COOH 0,5 0, ,05 0,05959 CH COOC H 79,78 0, ,09 64, H O 16,6 0, ,015 4, Total 506,9 1 69, Laju alir massa gas (G ) ρ v 506 kmol/jam 506/600 0,1408 kmol/detik P BM av (1atm) (69,0597 kg/kmol), kg/m RT (0,08 m atm/kmol K)(61,15 K) 61,15 Laju alir volumetrik gas (Q) 0,1408,4 4,170 m /s 7,15 Tabel LC.8 Komposisi Bahan pada Alur Lb Kolom Destilasi T 10 Komponen Alur Lb (kg/jam) Fraksi massa ρ L (kg/m) Fraksi massa x r L 009.

234 CH COOH 159 0, ,64 978,11 CH COOC H 100 0, ,64,71 H O 7 0, ,64 0,91 Total ,1 Laju alir massa cairan (L ) 6,46 kg/s Laju alir volumetrik cairan (q) 6,46 0,00658 m /s 98,1 Surface tension (σ) 0,04 N/m (Lyman, 198) A A A A o a o a d o 0,907 p' 0,0045 0,907 0,175 0,010 q ρ Q' ρ L V 1/ 0, ,170 98,1,197 1/ 0,04 α 0,0744t + 0,0117 0,0744(0,6) + 0,0117 0,0567 β 0,004t + 0,05 0,004(0,6) + 0,05 0, σ C F αlog + β 1/ (q/q)(ρ L / ρ V ) 0,0 1 0,04 0,0567 log + 0,0684 0,04 0,0 0,1748 0,5 ρ L ρ V V F C F ρ V 98,1,197 0,1748,197,5898 m/s 0,5 Asumsi 80 % kecepatan flooding (Treybal, 1984) V 0,8 x,5898,867 m/s 0, 0, 009.

235 A n Q 4,170 1,4544 m V,665 Untuk W 0,80T dari Tabel 6.1. Treybal, hal.16, diketahui bahwa luas downspout sebesar 14,145%. 4,656 A t 5,4 m 1 0, Column Diameter (T) [4(5,4)/π] 0,5,684 m Weir length (W) 0,7(,684),108 m Downspout area (A d ) 0,14145(1,4544) 0,057 m Active area (A a ) A t A d 5,4 (0,057) 5,0119 m Weir crest (h 1 ) Misalkan h 1 0,015 m h 1 /T 0,015/,684 0,0058 T W W W,684,108 eff W W eff 1,5 T W W eff 1,95 W T W ( 1,5) ( 1,5) 1 0,5 h1 + T T W {[ 1] ( )( )} 0,5 + 0,0058 1,5 h 1 0,666 q W / Weff W / / 0,00658 h ( ) / 1 0,666 1,95,108 h 1 0,015 Perhitungan diulangi dengan memakai nilai h 1 0,015 m hingga nilai h 1 konstan pada nilai 0,015 m. Perhitungan Pressure Drop 009.

236 Dry pressure drop A o 0,175 x 4,065 0,69 m Q 4,170 u o 6,56 m/s A 0,69 o C o 1,46 (Treybal, 1981) u o ρ v h d 51,0 Co ρ L 0,69, h d 51,0 1,46 98,1 hd,8464 mm 0,00846 Hydraulic head V Q 4,170 0,86 m/s A 5,0119 a a T + W,684 +,108 z,656 h h L L 0, ,75 h w 0,8 h w V ρ a 0,5 v q + 1,5 z 0, ,75 (0,05) 0,8 (0,05)(0,806)(,) h L 0,006 m 0,5 + 1,5 0,00658,656 Residual pressure drop 6 σ g c h R ρ Ld og 6 (0,04) (1) h R 0,0055 m 98,1 (0,0045)(9,8) Total gas pressure drop h G h d + h L + h R h G 0, , ,0055 h G 0,09 m Pressure loss at liquid entrance 009.

237 A da 0,05 W 0,05(,108) 0,0557 m h h q g A da 0, ,0098 m g 0,056 Backup in downspout h h G + h h 0,09 + 0,0098 h 0,0414 m Check on flooding h w + h 1 + h 0,05 +0, ,0414 h w + h 1 + h 0,1067 m t/ 0,6/ 0, m karena nilai h w + h 1 + h lebih kecil dari t/, maka spesifikasi ini dapat diterima, artinya dengan rancangan plate seperti ini diharapkan tidak terjadi flooding. Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom 0 x 0,6 m 1 m 1 4 Tinggi tutup (,684) 0,6571 m Tinggi total + (0,6571) 1,14 m Tekanan operasi 1 atm 101,5 kpa Faktor kelonggaran 5 % P design (1+0,05) x 101,5 kpa 106,9 kpa 15,41 psi Joint efficiency (E) 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress (S) 1100 psi (Brownell,1959) Faktor korosi 0,0098 in/tahun 009.

238 Umur Tebal shell tangki: PR t SE - 0,6P 10 tahun (15,41)(10,48/) t (1100)(0,8) - 0,6(15,41) 0,089 in Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,089 in + (0,0098).(10) in 0,187 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 4 in (Brownell,1959) Tebal tutup tangki tebal shell 1 / 4 in LC.17 Vaporizer (E 101) Fungsi : Menguapkan etilen cair dari tangki penyimpanan menjadi uap etilen. Jenis : 4 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 4 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 66,14 kg/jam 1459,78 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 150 C 0 F Temperatur akhir (T ) 150 C 0 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 476 kg/jam 5458,67 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) -115 C -175 F Temperatur akhir (t ) -5 C -6,4 F Panas yang diserap (Q) 1990,74 kj/jam 1677,88 Btu/jam (1) t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 0 F Temperatur yang lebih tinggi t -175 F t 1 65,4 F T 0 F Temperatur yang lebih rendah t 1-6,4 F t 477 F 009.

239 T 1 T 0 F Selisih t t 1 111,6 F t t 1 111,6 F LMTD Δt Δt1 111,6 418,7 F Δt 477 ln ln Δt 65,4 1 T R t 1 T t ,6 0 t S T 1 t t ,6 0 ( 175) 0,4 Dari Gambar 19, Kern, 1965 diperoleh F T 0,81 Maka t F T LMTD 0,81 418,7 9,17 F (1) T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t ( 175) + (6,4) -119, F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin cair, diperoleh U D 5-50, dan faktor pengotor (R d ) 0,001. Diambil U D 15 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 1677,88 Btu/jam A 60,69 ft U Btu D Δt o ,6 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) 009.

240 Jumlah tube, N A 60,69 ft t 6, 4 buah " L a 16ft 0,618 ft /ft b. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 68 tube dengan ID shell 15,5 in. c. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 68 0,618 ft/ft 84,84 ft Q 1990,74 Btu/jam Btu 1,7 A Δt 84,84 ft x 9,17 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) a t ' N t a t (Pers. (7.48), Kern, 1965) 144 n 68 0,69 at 0,07544 ft 144 (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 1459,7765 Gt 1950,81 lb m /jam.ft 0,0754 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 0 F µ 0,04 cp 0,08 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 009.

241 0, ,81 Re t 491,98 0,08 (6) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 15 pada Re t 491,98 (7) Pada T c 0 F c 0,45 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,016 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,45 0,014 0, ,979 (8) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i 0, , ,19 ϕ 0,90 t hio ϕt hio ϕ t hi ID ϕt OD 0,90 40,19 6,196 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 6, ,196 Btu/jamft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell 15,5 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 009.

242 1 1 / 4 1 0,5 in 15,5 0,5 5 as 0,1059 ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 5458,6471 Gs 51544, lb m /jam.ft 0,1059 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c F µ 0,0068 cp 0,0165 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, , Re s 58410,1 0,0165 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 50 pada Re s 58410,1 (7 ) Pada t c F c 0,85 Btu/lb m F k 0,0058 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 0,85 0,0165 0,0058 0,9 (8 ) h ϕ o s J H k D e c. µ k 1 h o 0, ,9,94 ϕ 0,085 s 009.

243 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ,94 1,94 Btu/jamft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 6,196,94 U C 14,0 Btu/jam.ft. F h io + h o 6,196 +,94 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 14,0 1,78 R d 0,0016 (Pers. (6.1), Kern, U U 14,0 1, ) C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 491,98 () f 0,0014 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,711 φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0014) (1950,81) (16) (4) 0,01 psi (5, ) (0,075) (0,711) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,001 g' 4n V ΔP r. s g' (4).(4).0,001 0,711 0,04 psi 009.

244 P T P t + P r 0,01 psi + 0,04 psi 0,044 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 58410,1 ( ) ( ) f 0,0011 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 0,576 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s 15,5/1 1,71 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,0011 (49857,066) (1,71) (8,4) P psi s 5, (0,085) (0,576) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi LC.18 Vaporizer (E 10) Fungsi : Menguapkan oksigen cair dari tangki penyimpanan menjadi uap oksigen. Jenis : 4 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 4 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 474,54 kg/jam 1046,19 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 150 C 0 F 009.

245 Temperatur akhir (T ) 150 C 0 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 1688 kg/jam 71,4 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) -19 C -15,4 F Temperatur akhir (t ) -1 C -07,4 F Panas yang diserap (Q) ,1 kj/jam 95051,9 Btu/jam () t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 0 F Temperatur yang lebih tinggi t -15,4 F t 509,4 F T 0 F Temperatur yang lebih rendah t 1-07,4 F t 1 617,4 F T 1 T 0 F Selisih t t F t t F LMTD Δt Δt ,67 F Δt 509,4 ln ln Δt 617,4 1 T R t 1 T t ,6 0 t S T 1 t t ,6 0 ( 175) 0,4 Dari Gambar 19, Kern, 1965 diperoleh F T 0,81 Maka t F T LMTD 0,81 418,7 454,95 F () T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t ( 15,4) + ( 07,4) -61,4 F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: 009.

246 - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft d. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin cair, diperoleh U D 5-50, dan faktor pengotor (R d ) 0,001. Diambil U D 10 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 95051,9 Btu/jam A 08,9 ft U Btu D Δt o ,95 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 08,9 ft t 48, 87 buah " L a 16ft 0,618 ft /ft e. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 5 tube dengan ID shell 1,5 in. f. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 5 0,618 ft/ft 17,8 ft Q 95051,9 Btu/jam Btu 9,59 A Δt 817,8 ft x 454,95 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) a t ' N t a t (Pers. (7.48), Kern, 1965) 144 n 5 0,69 at 0,0577 ft 144 (4) Kecepatan massa: 009.

247 w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 474,54 Gt 1815,4 lb m /jam.ft 0, 0577 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 0 F µ 0,014 cp 0,09 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,4 Re t 405,51 0,09 (9) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 160 pada Re t 405,51 (10) Pada T c 0 F c 0,45 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,016 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,45 0,014 0, ,979 (11) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i ϕ h t ϕ h ϕ io t io t 0, , 979,79 0,90 hi ID ϕt OD 0,90,79 0,48 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) 009.

248 h h io io hio ϕt ϕ t 0,48 1 0,48 Btu/jam ft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell 1,5 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 1,5 0,5 5 as 0,09 ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 1688 Gs 40444,14 lb m /jam.ft 0,09 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c -61,4 0 F µ 0,0078 cp 0,0189 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, ,14 Re s , 0,0189 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 0 pada Re s , 009.

249 (7 ) Pada t c -61,4 0 F c 0,196 Btu/lb m F k 0,0065 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 0,196 0,0189 0,0065 0,89 (8 ) h ϕ o s J H k D e c. µ k 1 h o ϕ s 0, ,89 1,547 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 1, ,547 Btu/jamft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C U h h h 0,48 1,547 1,64 Btu/jam.ft 0,48 + 1,547 io o C io + h o. F (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 1,64 9,59 R d 0,05 (Pers. (6.1), Kern, U U 1,64 9, ) C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 405,

250 () f 0,0015 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,0057 φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0015) (1815,4) (16) (4) 0,157 psi (5, ) (0,075) (0,0057) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,001 g' ΔP r 4n V. s g' (4).(4).0,001 0,0057 0,807 psi P T P t + P r 0,157 psi + 0,807 psi 0,44 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 58410,1 ( ) ( ) f 0,001 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 0,5 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s 1,5/1 1,104 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 009.

251 0,001 P s 5, (404444,14) (1,104) (8,4) (0,085) (0,5) (1) psi P s yang diperbolehkan 10 psi LC.19 Vaporizer (E 10) Fungsi : Menguapkan asam asetat cair dari tangki sementara menjadi uap asam asetat. Jenis : 4 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 4 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 46,58 kg/jam 1046,19 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 00 C 57 F Temperatur akhir (T ) 150 C 0 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 191 kg/jam 717,6 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 96,75 C 06,15 F Temperatur akhir (t ) 148 C 98,4 F Panas yang diserap (Q) 59901,78 kj/jam ,11 Btu/jam () t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 57 F Temperatur yang lebih tinggi t 98,4 F t 1 7,6 F T 0 F Temperatur yang lebih rendah t 1 06,15 F t 95,85 F T 1 T 70 F Selisih t t 1 9,5 F t t 1-177,75 F 009.

252 LMTD Δt Δt1-177,75 169,47 F Δt 95,85 ln ln Δt 7,6 1 T R t 1 T t ,5,9 t S T 1 t t 1 1 9,5 57 (06,15) 0,5 Dari Gambar 19, Kern, 1965 diperoleh F T 0,81 Maka t F T LMTD 0,85 169,47 144,05 F () T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t (06,15) + (98,4) 1,8 F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft g. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin cair, diperoleh U D 5-50, dan faktor pengotor (R d ) 0,001. Diambil U D 55 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,11 Btu/jam A 716,88 ft U Btu D Δt o ,05 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) 009.

253 Jumlah tube, N A 716,88 ft t 171, 14 buah " L a 16ft 0,618 ft /ft h. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 19 tube dengan ID shell,5 in. i. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 19 0,618 ft/ft 804,5 ft Q ,11 Btu/jam Btu 49,0 A Δt 804,5ft x 144,05 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) ' N t a t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 19 0,69 at 0,1 ft (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 46,58 Gt 5488,68 lb m /jam.ft 0,1 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 47 F µ 0,017 cp 0,0041 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 009.

254 0, ,68 Re t 46570, 0,0017 (1) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 850 pada Re t 46570, (1) Pada T c 47 F c 0,47 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,0 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,47 0,017 0,0 1 0,459 (14) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i ϕ h h t ϕ ϕ io t io t 0, , ,8 0,90 hi ID ϕt OD 0,90 10,8 9,6 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 9,6 1 9,6 Btu/jam ft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell,5 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 009.

255 ,5 0,5 5 as 0,161ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 191 Gs lb m /jam.ft 0,161 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 5,8 0 F µ 0,5 cp 0,847 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, Re s 16479,84 0,5 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 75 pada Re s 16479,84 (7 ) Pada t c 5,8 0 F c 0,58 Btu/lb m F k 0,099 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 0,58 0,5 0,099 1,706 (8 ) h ϕ o s J H k D e c. µ k 1 h o ϕ s 0, ,706 15,51 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) 009.

256 h o ho ϕ 15, ,51 Btu/jam ft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 9,6 15,51 U C 58,16 Btu/jam.ft. F h io + h o 9,6 + 15,51 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 58,16 49,0 R d 0.00 (Pers. (6.1), Kern, U U 58,16 49,0 1965) C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 46570, f 0,00009 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,0054 () φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,00009) (5488,68) (16) (4) 0,1766 psi (5, ) (0,075) (0,054) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,001 g' ΔP r P T 4n V. s g' (4).(4).0,001 0,0054 0,96 psi P t + P r 009.

257 0,1766 psi + 0,96 psi 0,479 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 16479,84 ( ) ( ) f 0,0018 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 1,05 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s,5/1 1,98 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,0018 (16919) (1,98) (8,4) P psi s 5, (0,085) (1,05) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi LC.0 Heater 1 (E 104) Fungsi : Menaikkan temperatur campuran gas sebelum masuk ke reaktor (R 101). Jenis : 4 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 4 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 717,7 kg/jam 8195,44 lb m /jam 009.

258 Temperatur awal (T 1 ) 00 C 57 F Temperatur akhir (T ) 150 C 0 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 9811 kg/jam 87768,69 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 55 C 11 F Temperatur akhir (t ) 150 C 0 F Panas yang diserap (Q) ,17 kj/jam 85746,74 Btu/jam (4) t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 57 F Temperatur yang lebih tinggi t 150 F t 1 70 F T 0 F Temperatur yang lebih rendah t 1 11 F t 11 F T 1 T 70 F Selisih t t F t t 1-99 F LMTD Δt Δt ,74 F Δt 171 ln ln Δt 70 1 R T t 1 T t ,58 t S T 1 t t ,9 Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,85 Maka t F T LMTD 0,85 16,74 184, F (4) T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t ,5 F c 009.

259 Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft j. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin gas, diperoleh U D 5-50, dan faktor pengotor (R d ) 0,001. Diambil U D 6 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 85746,74 Btu/jam A 1789,84 ft U Btu D Δt o 6 184, F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 1789,84 ft t 47, 9 buah " L a 16ft 0,618 ft /ft k. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 4 tube dengan ID shell in. l. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 4 0,618 ft/ft 1809,56 ft Q 85746,74 Btu/jam Btu 5,7 A Δt 1809,56 ft x 184, F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) a t ' N t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 4 0,69 at 0,479 ft

260 (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 85746,74 Gt 17100,55 lb m /jam.ft 0,479 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 47 F µ 0,017 cp 0,0041 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,55 Re t 144, 0,0017 (15) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 800 pada Re t 144, (16) Pada T c 47 F c 0,47 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,0 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,47 0,017 0,0 1 0,459 (17) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i 0, , ,69 ϕ 0,90 t hio ϕt hio ϕ t hi ID ϕt OD 0,90 97,69 88,1 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) 009.

261 h h io io hio ϕt ϕ t 88,1 1 88,1 Btu/jamft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 0,5 5 as 0,9 ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 9811 Gs 8990,6 lb m /jam.ft 0,0,9 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 16,5 0 F µ 0,01 cp 0,0 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, ,6 Re s ,4 0,0 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 680 pada Re s ,4 009.

262 (7 ) Pada t c 16,15 0 F c 0,8 Btu/lb m F k 0,015 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 0,8 0,5 0, (8 ) h ϕ o s J H k D e c. µ k 1 h o ϕ s 0, ,9 115,9 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 115, ,9 Btu/jamft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 88,1 115,9 U C 49,95 Btu/jam.ft. F h io + h o 88, ,9 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 49,95 5,7 R d 0,019 (Pers. (6.1), Kern, 1965) U U 49,95 5,7 C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 144, f 0,0011 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,0054 φ t

263 () ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0011) (17100,55) (16) (4) 0,0989 psi (5, ) (0,075) (0,0054) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,001 g' ΔP r 4n V. s g' (4).(4).0,001 0,0054 0,96 psi P T P t + P r 0,0989 psi + 0,96 psi 0,95 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s ,4 ( ) ( ) f 0,0008 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 0,009 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s /1,75 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,0008 (8990,6) (,75) (8,4) P 9,8 psi s 5, (0,085) (0,009) (1) 009.

264 P s yang diperbolehkan 10 psi LC.1 Cooler 1 (E 01) Fungsi : Menurunkan temperatur campuran gas keluaran reaktor (R 101). Jenis : 1 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 8911 kg/jam 85784,5 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 150 C 0 F Temperatur akhir (T ) 0 C 86 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 1110 kg/jam 49807,09 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 8 C 8,4 F Temperatur akhir (t ) 60 C 140 F Panas yang diserap (Q) (5) t beda suhu sebenarnya ,97 kj/jam 14611,18 Btu/jam Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 0 F Temperatur yang lebih tinggi t 140 F t 1 16 F T 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 8,4 F t,6 F T 1 T 16 F Selisih t t 1 57,6 F t t 1-158,4 F LMTD Δt Δt1-158,4 41,61 F Δt,6 ln ln Δt 16 1 T R t 1 T t ,6,

265 t S T 1 t t ,9 Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,85 Maka t F T LMTD 0,85 41,61 5,7 F (5) T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t ,4 111, F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft m. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin gas, diperoleh U D 5-50, dan faktor pengotor (R d ) 0,01. Diambil U D 0 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,97 Btu/jam A 15,5ft U Btu D Δt o 0 5,7 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 15,5 ft t, 1buah " L a 16ft 0,618 ft /ft n. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 6 tube dengan ID shell 9 in. o. Koreksi U D 009.

266 " A L N t a 16 ft 6 0,618 ft/ft 165,55 ft Q ,97 Btu/jam Btu 9,74 A Δt 165,55ft x 5,7 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) ' N t a t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 6 0,69 at 0,7 ft 144 (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 85784,5 Gt ,5 lb m /jam.ft 0.7 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 194 F µ 0,017 cp 0,008 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,5 Re t 88996, 0,008 (18) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 700 pada Re t 88996, (19) Pada T c 194 F c 0,88 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) 009.

267 k 0,015 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,88 0,008 0, ,97 (0) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i ϕ h h t ϕ ϕ io t io t 0, , 97 16,85 0,90 hi ID ϕt OD 0,90 16,85 114,4 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 114, ,4 Btu/jamft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell 9 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 9 0,5 5 as 0,01ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa 009.

268 w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 49807,09 Gs 14041lb m /jam.ft 0,01 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 111, 0 F µ 0,6 cp 1,5 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, Re s 671,7 0,6 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 155 pada Re s 671,7 (7 ) Pada t c 111, 0 F c 1,05 Btu/lb m F k 0,68 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 1,05 0,6 0,68 1,6 (8 ) h ϕ o s J H k D e c. µ k 1 h o ϕ s 0, ,1,6 118,65 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 118, ,65 Btu/jam ft ϕ s s o F 009.

269 (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 114,4 118,65 U C 10,88 Btu/jam.ft. F h io + h o 114, ,65 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 10,88 9,74 R d 0,04 (Pers. (6.1), Kern, U U 10,88 9, ) C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 88996, f 0,0009 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,009 () φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0009) (118599,5) (16) () 1,1101 psi (5, ) (0,075) (0,009) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,0045 g' ΔP r 4n V. s g' (4).().0,0045 0,009 0,871 psi P T P t + P r 1,1101psi + 0,871 psi 1,497 psi P t yang diperbolehkan psi 009.

270 Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 671,7 ( ) ( ) f 0,001 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 1 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s 9/1,4 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,001 (14041) (,4) (8,4) P 1,47 psi s 5, (0,085) (1) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi LC. Heater (E 0) Fungsi : Menaikkan temperatur aliran umpan kolom destilasi (T 01). Jenis : 1 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 88,6 kg/jam 8559,78 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 00 C 57 F Temperatur akhir (T ) 150 C 0 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 815 kg/jam 60,75 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 0 C 86 F Temperatur akhir (t ) 88 C 190,4 F 009.

271 Panas yang diserap (Q) (6) t beda suhu sebenarnya ,05 kj/jam ,5 Btu/jam Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 57 F Temperatur yang lebih tinggi t 190,4 F t 1 81,6 F T 0 F Temperatur yang lebih rendah t 1 86 F t 16 F T 1 T 70 F Selisih t t 1 104,4 F t t 1-165,6 F LMTD Δt Δt1-165,6 90,99 F Δt 16 ln ln Δt 81,6 1 T R t 1 T t ,4,59 t S T 1 t t , ,1 Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,96 Maka t F T LMTD 0,96 90,99 79,5 F (6) T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t ,4 18, F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft p. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin cair, diperoleh U D , dan faktor pengotor (R d ) 0,

272 Diambil U D 70 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,5 Btu/jam A 457,9ft U Btu D Δt o 70 79,5 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 457,9 ft t 109, buah " L a 16ft 0,618 ft /ft q. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 11 tube dengan ID shell 17 1 / 4 in. r. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 11 0,618 ft/ft 469,15 ft Q ,5 Btu/jam Btu 68, A Δt 469,15ft x 79,5 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) ' N t a t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 6 0,69 at 0,49 ft 144 (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 8559,78 Gt 4445,79 lb m /jam.ft 0,49 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 47 F µ 0,0017 cp 0,0041 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) 009.

273 Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,79 Re t ,0041 (1) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 1000 pada Re t 6957 () Pada T c 47 F c 0,47 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,0 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,47 0,0017 0,0 1 0,459 () h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i 0, , 459 1,1 ϕ 0,90 t hio ϕt hio ϕ t hi ID ϕt OD 0,90 1,1 110,15 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 110, ,15 Btu/jam ft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT 009.

274 D s Diameter dalam shell 17,5 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 17,5 0,5 5 as 0,119ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 60,75 Gs lb m /jam.ft 0,119 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 18, 0 F µ 0,8 cp 0,9 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, Re s 46475,81 0,9 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 145 pada Re s 46475,81 (7 ) Pada t c 18, 0 F c 0,587 Btu/lb m F k 0,16 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 0,587 0,9 0,16 1,

275 (8 ) h ϕ o k c. µ J H s De k 1 h o ϕ s 0, ,50 41,67 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 41, ,67 Btu/jamft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 110,15 41,67 U C 87,4 Btu/jam.ft. F h io + h o 110, ,67 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 87,4 68, R d 0,00 (Pers. (6.1), Kern, U U 87,4 68, 1965) C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 6957 f 0,0008 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,711 () φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0008) (4445,79) (16) () 0, psi (5, ) (0,075) (0,711) (1) 009.

276 () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh g' V 0,001 ΔP r 4n V. s g' (4).().0,001 0,711 0, psi P T P t + P r 0, psi + 0, psi 0,656 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 46475,81 ( ) ( ) f 0,0015 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 0,57 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s 17,5/1 1,48 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,0015 (51966) (1,48) (8,4) P 0,04 psi s 5, (0,085) (0,57) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi LC. Kondensor (E 0) Fungsi Jenis : Mengkondensasikan uap dari kolom destilasi (T 01). : 4 shell and tube exchanger 009.

277 Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 4 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 5006 kg/jam 77175,4 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 88 C 190,4 F Temperatur akhir (T ) 65 C 149 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 5919,6 kg/jam 1050,55 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 8 C 8,4 F Temperatur akhir (t ) 60 C 140 F Panas yang diserap (Q) ,05 kj/jam ,5 Btu/jam (7) t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 190,4 F Temperatur yang lebih tinggi t 140 F t 1 50,4 F T 149 F Temperatur yang lebih rendah t 1 8 F t 66,6 F T 1 T 41,4 F Selisih t t 1 57,6 F t t 1 16, F LMTD Δt Δt1 16, 58,1 F Δt 66,6 ln ln Δt 50,4 1 T R t 1 T t 1 41,4 57,6 0,7 t S T 1 t t ,6 190,4 8,4 0,5 Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,97 Maka t F T LMTD 0,97 58,1 56,8 F (7) T c dan t c 009.

278 T t T1 + T 190, ,7 F c t1 + t 8, , F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft s. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, cooler untuk fluida panas gas dan fluida dingin air, diperoleh U D -50, dan faktor pengotor (R d ) 0,001. Diambil U D 0 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 801,4 Btu/jam A 484,99 ft U Btu D Δt o 0 56,8 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 484,99 ft t 115, 78 buah " L a 16ft 0,618 ft /ft t. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 1 tube dengan ID shell 19 1 / 4 in. u. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 1 0,618 ft/ft 55,9 ft Q 801,4 Btu/jam Btu 6,14 A Δt 55,9 ft x 56,8 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) 009.

279 a t ' N t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 1 0,69 at 0,9 ft (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 77175,4 Gt 6509,8 lb m /jam.ft 0,9 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 169,7 F µ 0,65 cp 0,88 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,8 Re t 4,99 0,65 (4) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 70 pada Re t 4,99 (5) Pada T c 169,7 F c 0,51 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,087 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,51 0,65 0, ,7 (6) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i ϕ t 0, , 7 140,17 0,

280 h ϕ h ϕ io t io t hi ID ϕt OD 0,90 140,17 16,4 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 16,4 1 16,4 Btu/jam ft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell 19,5 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 19,5 0,5 5 as 0,14 ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 1050,55 Gs 9764,9 lb m /jam.ft 0,14 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 111, 0 F µ 0,6 cp 0,9 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. 009.

281 De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, ,9 Re s 58,7 0,6 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 40 pada Re s 58,7 (7 ) Pada t c 111, 0 F c 1,05 Btu/lb m F k 0,68 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 1,05 0,6 0,68 1,6 (8 ) h ϕ o k c. µ J H s De k 1 h o ϕ s 0, ,6 91,6 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 91,6 1 91,6 Btu/jamft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 16,4 91,6 U C 88,16 Btu/jam.ft. F h io + h o 16,4 + 91,6 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 88,16 6,1 R d 0,06 (Pers. (6.1), Kern, 1965) U U 88,16 6,1 C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. 009.

282 Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 4,99 () f 0,0016 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,88 φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0016) (6509,8) (16) (4) 1,0 psi (5, ) (0,075) (0,88) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,001 g' ΔP r 4n V. s g' (4).(4).0,001 0,88 0,009 psi P T P t + P r 1,0 psi + 0,009 psi 1,09 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 58,7 ( ) f 0,00 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 1 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s 19,5/1 1,48 ft 009.

283 ( ) f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,00 (9764,9) (1,604) (8,4) P 0,016 psi s 5, (0,085) (1) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi LC.4 Reboiler (E 04) Fungsi : Menguapkan cairan dari kolom destilasi (T 01). Jenis : 4 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 4 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 40,5 kg/jam 9485,44 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 00 C 57 F Temperatur akhir (T ) 140 C 84 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 65 kg/jam 5190,8 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 88 C 190,4 F Temperatur akhir (t ) 119 C 46, F Panas yang diserap (Q) (8) t beda suhu sebenarnya ,7 kj/jam ,46 Btu/jam Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 1 57 F Temperatur yang lebih tinggi t 46, F t 1 5,8 F T 84 F Temperatur yang lebih rendah t 1 190,4 F t 9,6 F T 1 T 88 F Selisih t t 1 55,8 F t t 1 -, F LMTD Δt Δt1 -, 186,17 F Δt 9,6 ln ln Δt 5,

284 T R t 1 T t ,8 5,16 t S T 1 t t , ,4 0,146 Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,85 Maka t F T LMTD 0,85 186,17 158,4 F (8) T c dan t c T t T1 + T F c t1 + t 190,4 + 46, 18, F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 1/4 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft v. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin cairan, diperoleh U D 6-60, dan faktor pengotor (R d ) 0,00. Diambil U D 55 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,46 Btu/jam A 1160,4 ft U Btu D Δt o ,4 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 1160,4 ft t 77 buah " L a 16ft 0,618 ft /ft w. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 78 tube dengan ID shell 7 in. 009.

285 x. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 78 0,618 ft/ft 1164,49 ft Q ,46 Btu/jam Btu 54,8 A Δt 1164,49 ft x 158,4 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 0,69 in (Tabel 10, Kern, 1965) a t ' N t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 78 0,69 at 0,08 ft (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 9485,44 Gt 0756,1 lb m /jam.ft 0,08 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 48 F µ 0,0017 cp 0,0041 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh : ID 0,90 in 0,075 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,44 Re t ,8 0,0041 (7) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 900 pada Re t ,8 (8) Pada T c 48 F c 0,47 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) 009.

286 k 0,00191 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,47 0,0041 0, ,466 (9) h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i ϕ h h t ϕ ϕ io t io t 0, , ,58 0,90 hi ID ϕt OD 0,90 106,58 96,14 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 96, ,14 Btu/jamft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT D s Diameter dalam shell 7 in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 1 / 4 1 0,5 in 7 0,5 5 as 0,188 ft 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa 009.

287 w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 5190,8 Gs 7551lb m /jam.ft 0,188 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 18, 0 F µ 0,8 cp 0,9196 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1 / 4 square pitch, diperoleh D e 0,99 in. De 0,99/1 0,085 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, Re s ,8 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 110 pada Re s 4541 (7 ) Pada t c 18, 0 F c 0,64 Btu/lb m F k 0,094 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 0,64 0,9196 0,094 1,84 (8 ) h ϕ o k c. µ J H s De k 1 h o ϕ s 0, ,84 1 0,085 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 1 1 1Btu/jam ft ϕ s s o F 009.

288 (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 96,14 1 U C 67,89 Btu/jam.ft. F h + h 96, io o (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 67,89 54,8 R d 0,005 (Pers. (6.1), Kern, 1965) U U 67,89 54,8 C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t ,8 f 0,0009 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,711 () φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0009) (0756,) (16) (4) 0,0195 psi (5, ) (0,075) (0,711) (1) V () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh 0,001 g' ΔP r 4n V. s g' (4).(4).0,001 0,711 0,04 psi P T P t + P r 0,0195 psi + 0,04 psi 0,0419 psi P t yang diperbolehkan psi 009.

289 Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 4541,06 ( ) ( ) f 0,0015 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 0,57 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s 17,5/1 1,48 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,0017 (7551) (,5) (8,4) P 0,11 psi s 5, (0,085) (0,87) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi LC.5 Cooler (E 05) Fungsi : Menurunkan temperatur aliran umpan dekanter (D 01). Jenis : 4 8 shell and tube exchanger Dipakai : 1 1 / in OD tube 18 BWG, panjang 16 ft, 8 pass - Fluida panas Laju alir fluida panas 189 kg/jam 41716,09 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) 65 C 149 F Temperatur akhir (T ) 0 C 86 F - Fluida dingin Laju alir fluida dingin 11968,87 kg/jam 686,98 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) 8 C 8,4 F Temperatur akhir (t ) 60 C 140 F 009.

290 Panas yang diserap (Q) (9) t beda suhu sebenarnya ,16 kj/jam ,58 Btu/jam Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T F Temperatur yang lebih tinggi t 140 F t 1 45 F T 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 8 F t,6 F T 1 T 6 F Selisih T t 1 1,6 F t t 1-41,4 F LMTD Δt Δt1-41,4 16,9 F Δt,6 ln ln Δt 45 1 T R t 1 T t 1 6 1,6,9 t S T 1 t t 1 1 1, ,4 0, Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,98 Maka t F T LMTD 0,98 16,9 16,06 F (9) T c dan t c T t T1 + T ,5 F c t1 + t 8, , F c Dalam perancangan ini digunakan vaporizer dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 1 / in - Jenis tube 8 BWG - Pitch (P T ) 1 7 / 8 in square pitch - Panjang tube (L) 16 ft y. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, cooler untuk fluida panas cair dan fluida dingin air, diperoleh U D 50-15, dan faktor pengotor (R d ) 0,001. Diambil U D 105 Btu/jam ft F 009.

291 Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,58 Btu/jam A 899,45ft U Btu D Δt o ,06 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A 899,45 ft t 14, buah " L a 16ft 0,618 ft /ft z. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 151 tube dengan ID shell in. aa. Koreksi U D " A L N t a 16 ft 151 0,618 ft/ft 948,8 ft Q ,58 Btu/jam Btu 99,59 A Δt 948,8ft x 16,06 F jam ft F U D Fluida panas : steam, tube () Flow area tube,a t 1,075 in (Tabel 10, Kern, 1965) ' N t a t a t (Pers. (7.48), Kern, 144 n 1965) 151 1,075 at 0,141 ft (4) Kecepatan massa: w G t (Pers. (7.), Kern, 1965) a t 41716,09 Gt 9605,8 lb m /jam.ft 0,141 (5) Bilangan Reynold: Pada T c 117,5 F µ 0,94 cp 0,95 lb m /ft jam (Gambar 14, Kern, 1965) 009.

292 Dari tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 8 BWG, diperoleh : ID 1,17 in 0,0975 ft ID G t Re t (Pers.(7.), Kern, 1965) µ 0, ,8 Re t 091,94 0,95 (0) Taksir jh dari Ganbar 4 Kern (1965), diperoleh jh 100 pada Re t 091,94 (1) Pada T c 117,5 F c 0,49 Btu/lb m. F (Gambar, Kern, 1965) k 0,08 Btu/jam lb m ft. F (Tabel 5, Kern, 1965) c. µ k 1 0,49 0,95 0,08 1 1,78 () h ϕ i t jh k ID c. µ k 1 h i 0, , ,4 ϕ 1,17 t hio ϕt hio ϕ t hi ID ϕt OD 1,71 151,4 177,14 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ t 1 (Kern, 1965) h h io io hio ϕt ϕ t 177, ,14 Btu/jamft o F Fluida dingin : bahan, shell ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft (Pers. (7.1), Kern, 1965) 144 PT 009.

293 D s Diameter dalam shell in B Baffle spacing 5 in P T Tube pitch 1 1 / 4 in C Clearance P T OD 1 7 / 8 1 0,875 in 0,875 5 as 0,55ft 144 1,875 (4 ) Kecepatan massa w G s (Pers. (7.), Kern, 1965) a s 686,98 Gs 4947,08lb m /jam.ft 0,55 (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 9, 0 F µ 0,8 cp 0,95 lb m /ft jam Dari Gambar 8, Kern, untuk 1 in dan 1 7 / 8 square pitch, diperoleh D e 1,08 in. De 1,08/1 0,09 ft De G s Re s (Pers. (7.), Kern, 1965) µ 0, ,08 Re s 94 1,94 (6 ) Taksir J H dari Gambar 8, Kern, diperoleh J H 45 pada Re s 94 (7 ) Pada t c 9, 0 F c 1 Btu/lb m F k 0,59 Btu/jam lb m ft. F 1 1. c µ k 1 1,94 0,59 1,

294 (8 ) h ϕ o k c. µ J H s De k 1 h o ϕ s 0, ,75 14,78 0,09 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil ϕ s 1 (Kern, 1965) h o ho ϕ 14, ,78 Btu/jam ft ϕ s s o F (10) Clean Overall Coefficient, U C h io h o 177,14 14,78 U C 11,5 Btu/jam.ft. F h io + h o 177, ,78 (Pers. (6.8), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, R d U C U D 11,5 99,59 R d 0,001 (Pers. (6.1), Kern, U U 11,5 99, ) C D R d hitung R d ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima. Pressure drop Fluida panas : sisi tube (1) Untuk Re t 091,94 f 0,0019 ft /in (Gambar 6, Kern, 1965) s 0,88 () φ t 1 ΔP t ΔP t f G t L n (Pers. (7.5), Kern, 1965) 5, ID s φ t (0,0019) (9605,8) (16) (8) 0,476 psi (5, ) (0,075) (0,88) (1) 009.

295 () Dari Gambar 7, Kern, 1965 diperoleh g' V 0,001 ΔP r 4n V. s g' (4).(8).0,001 0,88 0,046 psi P T P t + P r 0,476 psi + 0,046 psi 0,5196 psi P t yang diperbolehkan psi Fluida dingin : sisi shell (1 ) Untuk Re s 94 ( ) ( ) f 0,00 ft /in (Gambar 9, Kern, 1965) φ s 1 s 1 N x L B 16 N x 8,4 (Pers. (7.4), Kern, 1965) 5 D s /1,75 ft f. G. D.(N + 1) P s s (Pers. (7.44), Kern, 1965) s 5, D.s. ϕ e s 0,00 (4947,08) (,75) (8,4) P 0,0041 psi s 5, (0,09) (1) (1) P s yang diperbolehkan 10 psi C.6 Pompa Etilena (P-101) Fungsi : Memompa etilen ke Vaporizer 1 (E-101) Jenis : Pompa sentrifugal 009.

296 Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan 150 kpa Temperatur -11,5 o C Laju alir massa (F) 467 kg/jam Densitas (ρ) 577 kg/m 6,01 lbm/ft (Demian dan Bildea, 008) Viskositas (µ) 1,0466 cp 0,0007 lbm/ft.s (Perry, 1996) Laju alir volumetrik, 467 kg/jam m v 577 kg/m 0,001 m /s 0,0419 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,001 m /s) 0,45 (577 kg/m ) 0,1 0,04 m 1,576 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,067 in 0,17 ft Diameter Luar (OD) :,75 in 0,1979 ft Inside sectional area : 0,0 ft Q 0,0419 ft /s Kecepatan linier, v 1,8001 ft/s A 0,0 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ (6,01 lbm/ft )(1,8001ft/s)(0,17ft) 0,0007 lbm/ft.s ,744 (Turbulen) 009.

297 Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re ,744 dan ε/d 0,055 m 0,00087 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0075 Friction loss: A v 1, Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,077 ft.lbf/lbm v 1 check valve: h f n.kf. 1(). L v Pipa lurus 10 ft: F f 4f D... g c g c 4(0,0075) 0,0877 ft.lbf/lbm 1,8001 0,1007 ft.lbf/lbm (,174) ( 10 )(. 1,8001) ( 0,17 )..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ) 1, α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: Dari persamaan Bernoulli: α 0,0504 ft.lbf/lbm F 0,665 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 1,5 bar P 0 tinggi pemompaan Z 15 ft ρ (Geankoplis, 00), s, maka : ( 15 ) 0 0,665 W 0 Ws -15,665 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % W W p - s (Geankoplis, 00) η 009.

298 Daya pompa: P - -15,665 0,75 0,55 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 0,55 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,0559 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. C.7 Pompa Oksigen (P-10) Fungsi : Memompa oksigen ke Vaporizer (E-10) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan 150 kpa Temperatur -19 o C Laju alir massa (F) 1688 kg/jam Densitas (ρ) 1141,1046 kg/m 71, lbm/ft (Sumber: Viskositas (µ) 0,1958 cp 0,0001 lbm/ft.s (Sumber: Laju alir volumetrik, 1688 kg/jam m v 1141,1046 kg/m 0,0004 m /s 0,0145 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0004 m /s) 0,45 (1141,1046 kg/m ) 0,1 009.

299 0,071 m 1,068 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,61 in 0,14 ft Diameter Luar (OD) : 1,9 in 0,158 ft Inside sectional area : 0,01414 ft Q 0,0145 ft /s Kecepatan linier, v 1,06 ft/s A 0,01414 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ (71, lbm/ft )(1,8001ft/s)(0,17ft) 0,0001lbm/ft.s ,67 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re ,67 dan ε/d 0,0409 m 0,00115 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,006 Friction loss: A v 1,06 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,009 ft.lbf/lbm 1 check valve: h f v 1,06 n.kf. 1() 0,07 ft.lbf/lbm. g c (,174) Pipa lurus 10 ft: F f L. v ( 10 )(. 1,06) 4f 4(0,006) D.. 0,14..,174 g c 0,09 ft.lbf/lbm ( ) ( ) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ) 1, α. g c ( 1)(,174) 009.

300 0,0164 ft.lbf/lbm Total friction loss: F 0,0874 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws ρ (Geankoplis, 00) dimana: v 1 v P 1 P 1,5 bar P 0 tinggi pemompaan Z 15 ft,174,174 maka : 0 + ( 15 ) , Ws 0 Ws -15,0874 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % Daya pompa: P W p - η W s (Geankoplis, 00) - -15,0874 0,75 0,1165 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 0,1165 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,078 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. C.8 Pompa Asam Asetat (P-10) Fungsi : Memompa asam asetat ke tangki pencampur I (V-101) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan 101,5 kpa 009.

301 Temperatur 0 o C Laju alir massa (F) 098 kg/jam Densitas (ρ) 1049, kg/m 65,5016 lbm/ft (Demian dan Beldea, 008) Viskositas (µ) 1,15 cp 0,0008 lbm/ft.s (Geankoplis, 00) Laju alir volumetrik, 098 kg/jam m v 1049, kg/m 0,0008 m /s 0,09 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0008 m /s) 0,45 (1049, kg/m ) 0,1 0,066 m 1,44 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,61 in 0,14 ft Diameter Luar (OD) : 1,9 in 0,158 ft Inside sectional area : 0,0141 ft Q 0,09 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0141ft,0485 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ (65,5016 lbm/ft )(,0485 ft/s)(0,14ft) 0,0008 lbm/ft.s.94,741 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 009.

302 0, m Pada N Re.94,741 dan ε/d 0,0409 m 0,00115 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0068 Friction loss: A v, Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,059 ft.lbf/lbm v check valve: h f n.kf. (). L v Pipa lurus 10 ft: F f 4f D... g c g c 4(0,0068) 0,1 ft.lbf/lbm,0485 0,608 ft.lbf/lbm (,174) ( 10 )(.,0485) ( 0,14 )..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: Dari persamaan Bernoulli: α 0,065 ft.lbf/lbm F 0,4941 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z 10 ft ρ (Geankoplis, 00), s,174 maka : ( 10 ) 0 0,4941 W 0 Ws -10,4941 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % W p - η W s (Geankoplis, 00) 009.

303 Daya pompa: P - -10,4941 0,75 1,99 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 1,99 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,048 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. C.9 Pompa Asam Asetat (P-104) Fungsi : Memompa asam asetat ke Vaporizer (E-10) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 96,75 o C 191 kg/jam Tabel LC.9 Data pada alur 0 Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0,00 80,505,6576 0, 0,0007 Air 0, ,640 0,191 0,8 0,0001 Asam asetat 0, , ,0087 0,49 0,488 96,8584 0,4890 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 191 kg/jam m v 96,8584 kg/m 0,006 m /s 0,161 ft /s 009.

304 Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,006 m /s) 0,45 (96,8584 kg/m ) 0,1 0,070 m,7654 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,068 in 0,557 ft Diameter Luar (OD) :,5 in 0,917 ft Inside sectional area : 0,051 ft Q 0,161ft /s Kecepatan linier, v A 0,051 ft,458 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((96,8584 x 0,064) lbm/ft )(,0485 ft/s)(0,14ft) (0,489 x 0,00067) lbm/ft.s ,89 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re ,89 dan ε/d 0,0779 m 0,00059 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,005 Friction loss: A v,458 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,0517 ft.lbf/lbm 1 check valve: h f v,458 n.kf. 1() 0,1878 ft.lbf/lbm. g c (,174) Pipa lurus 10 ft: F f L. v ( 10 )(.,458) 4f 4(0,005) D.. 0,557..,174 g c ( ) ( ) 009.

305 0,075 ft.lbf/lbm A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) 0,099 ft.lbf/lbm Total friction loss: F 0,4069 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z ft ρ (Geankoplis, 00),174,174 maka : 0 + ( ) , W s 0 Ws -,4069 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % Daya pompa: P W p - η W s (Geankoplis, 00) - -,4069 0,75,091 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s,091ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,044 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. 009.

306 C.0 Pompa Recycle Asam Asetat (P-105) Fungsi : Memompa asam asetat dari reboiler (E-04) ke tangki pencampur I (V-101) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 119 o C 99 kg/jam Tabel LC.10 Data pada alur 0 Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0, ,6981,458 0,18 0,0008 Air 0,000 94,96 0,8 0, 0,0001 Asam asetat 0, ,9580 9,644 0,9 0,88 97,54 0,890 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 99 kg/jam m v 97,59 kg/m 0,008 m /s 0,097 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,008 m /s) 0,45 (97,54 kg/m ) 0,1 0,06 m,451 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,469 in 0,057 ft Diameter Luar (OD) :,875 in 0,96 ft Inside sectional area : 0,0 ft 009.

307 Q 0,097 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0ft,976 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((97,54 x 0,064) lbm/ft )(,0485 ft/s)(0,14ft) (0,89 x 0,00067) lbm/ft.s 14.88,80 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re 14.88,80 dan ε/d 0,067 m 0,00074 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,005 Friction loss: A v,976 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,07 ft.lbf/lbm 1 check valve: h f v n.kf.. g c 1() elbow 90 o : h f v n.kf.. g c (0,75) Pipa lurus 50 ft: F f L. v 4f D.. 4(0,005) g c 0,6474 ft.lbf/lbm,976 0,664 ft.lbf/lbm (,174),976 0,997ft.lbf/lbm (,174) ( 50 )(.,976) ( 0,057)..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: 0,1 ft.lbf/lbm F 1,4199 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws ρ (Geankoplis,00) 009.

308 dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z 0 ft,174,174 maka : 0 + ( 0 ) , Ws 0 Ws -1,4199 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % Daya pompa: P W p - η W s (Geankoplis, 00) - - 1,4199 0,75 8,5598 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 8,5598 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,955 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ½ hp. C.1 Pompa V-01 (P-01) Fungsi : Memompa cairan dari tangki pencampur II (V-01)ke heater (E-0) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 0 o C 189 kg/jam 009.

309 Tabel LC.11 Data pada alur 1 Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0,940 99, ,571 0,41 0,89 Air 0, , ,8785 0,85 0,0554 Asam asetat 0, ,000 0,894 1,15 0, ,891 0,49 (Sumber: Demian dan Bildea, 008; Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 189 kg/jam m v 94,891 kg/m 0,0056 m /s 0,1987 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0056 m /s) 0,45 (94,891 kg/m ) 0,1 0,0858 m,79 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,548 in 0,957 ft Diameter Luar (OD) : 4 in 0, ft Inside sectional area : 0,0687 ft Q 0,1987 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0687 ft,8919 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((94,891 x 0,064) lbm/ft )(,0485 ft/s)(0,14ft) (0,49 x 0,00067) lbm/ft.s ,796 (Turbulen) 009.

310 Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re ,796 dan ε/d 0,0901 m 0,00051 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0047 Friction loss: A v, Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,0715 ft.lbf/lbm v 1 check valve: h f n.kf. 1(). L v Pipa lurus 0 ft: F f 4f D... g c g c 4(0,0047) 0,165 ft.lbf/lbm,8919 0,599 ft.lbf/lbm (,174) ( 0 )(.,8919) ( 0,957)..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: Dari persamaan Bernoulli: α 0,1 ft.lbf/lbm F 0,667 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z ft ρ (Geankoplis,00),174,174 maka : 0 + ( ) ,667 + Ws 0 Ws -,667 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % W p - η W s (Geankoplis, 00) 009.

311 Daya pompa: P - -,667 0,75,50 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s,50 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,078 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. C. Pompa Reboiler (P-0) Fungsi : Memompa cairan dari reboiler (E-04) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 88 o C 65 kg/jam Tabel LC.1 Data pada alur 8 Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0,004 90,4000,880 0,4 0,0010 Air 0, ,680 0,900 0, 0,0001 Asam asetat 0, , ,9416 0,5 0, ,110 0,587 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 65 kg/jam m v 974,11 kg/m 0,0066 m /s 0,4 ft /s 009.

312 Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0066 m /s) 0,45 (974,11 kg/m ) 0,1 0,099 m,659 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 4 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 4,06 in 0,55 ft Diameter Luar (OD) : 4,5 in 0,75 ft Inside sectional area : 0,0884 ft Q 0,0,4 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0884 ft,650 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((974,11 x 0,064) lbm/ft )(,8919 ft/s)(0,957ft) (0,587 x 0,00067) lbm/ft.s 15.04,068 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re 15.04,068 dan ε/d 0,10 m 0,00045 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0048 Friction loss: A v,650 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,06 ft.lbf/lbm 1 check valve: h f v n.kf.. g c 1() elbow 90 o : h f v n.kf.. (0,75) g c,650 0,18 ft.lbf/lbm (,174),650 0,167 ft.lbf/lbm (,174) 009.

313 L v Pipa lurus 0 ft: F f 4f D... g c 4(0,0048) 0,149 ft.lbf/lbm ( 0 )(.,650) ( 0,55 )..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) 0,109 ft.lbf/lbm Total friction loss: F 0,676 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z 0 ft ρ (Geankoplis,00), s, maka : ( 0) 0 0,676 W 0 Ws -0,676 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % Daya pompa: P W p - η W s (Geankoplis, 00) - - 0,676 0,75 7,568 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 7,568 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,7141 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 hp. 009.

314 C. Pompa Refluks Destilat (P-0) Fungsi : Memompa campuran dari Splitter I (SP-01) ke Kolom Destilasi (T-01) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 65,5 o C kg/jam Tabel LC.1 Data pada alur 7 Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0, , ,511 0,9 0,709 Air 0, ,550 6,8 0,47 0,006 Asam asetat 0, ,4950 0,974 0,7 0, ,1107 0,01 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, kg/jam m v 90,1107 kg/m 0,0049 m /s 0,1715 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0049m /s) 0,45 (90,1107kg/m ) 0,1 0,080 m,1564 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,548 in 0,957 ft Diameter Luar (OD) : 4 in 0, ft Inside sectional area : 0,0687 ft 009.

315 Q 0,1715 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0687 ft,496 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((90,1107 x 0,064) lbm/ft )(,496 ft/s)(0,957 ft) (0,01 x 0,00067) lbm/ft.s 08.80,5090 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re 08.80,5090 dan ε/d 0,0901 m 0,00051 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0047 Friction loss: A v,496 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,05 ft.lbf/lbm check valve: h f v,496 n.kf. () 0,87 ft.lbf/lbm. g c (,174) Pipa lurus 10 ft: F f L. v ( 10 )(.,496) 4f 4(0,0047) D.. 0,957..,174 g c 0,0609 ft.lbf/lbm ( ) ( ) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: Dari persamaan Bernoulli: α 0,098 ft.lbf/lbm F 0,598 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa ρ (Geankoplis,00) 009.

316 P 0 tinggi pemompaan Z ft,174,174 maka : 0 + ( ) ,598 + W s 0 Ws -,598 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % W p - η W s (Geankoplis, 00) - -,598 0,75,464 ft.lbf/lbm. Daya pompa: P m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s,464 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,06 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. C.4 Pompa Destilat (P-04) Fungsi : Memompa campuran dari Splitter I (SP-01) ke Cooler (E-05) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 65,5 o C 189 kg/jam 009.

317 Tabel LC.14 Data pada alur 6 Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0, , ,511 0,9 0,709 Air 0, ,550 6,8 0,47 0,006 Asam asetat 0, ,4950 0,974 0,7 0, ,1107 0,01 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 189 kg/jam m v 90,1107 kg/m 0,0057 m /s 0,017 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0057 m /s) 0,45 (90,1107kg/m ) 0,1 0,086 m,959 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,548 in 0,957 ft Diameter Luar (OD) : 4 in 0, ft Inside sectional area : 0,0687 ft Q 0,017 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0687 ft,966 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((90,1107 x 0,064) lbm/ft )(,966 ft/s)(0,957 ft) (0,01 x 0,00067) lbm/ft.s 45.71,69 (Turbulen) 009.

318 Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re 45.71,69 dan ε/d 0,0901 m 0,00051 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0048 Friction loss: A v,966 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,077 ft.lbf/lbm v 1 check valve: h f n.kf. 1(). L v Pipa lurus 5 ft: F f 4f D... g c g c 4(0,0048) 0,045 ft.lbf/lbm,966 0,68 ft.lbf/lbm (,174) ( 5 )(.,966) ( 0,957)..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: Dari persamaan Bernoulli: α 0,14 ft.lbf/lbm F 0,519 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z ft ρ (Geankoplis,00),174,174 maka : 0 + ( ) ,519 + Ws 0 Ws -,519 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % W p - η W s (Geankoplis, 00) 009.

319 Daya pompa: P - -,519 0,75,59 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s,59 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,0708 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ¼ hp. C.5 Pompa Dekanter (P-05) Fungsi : Memompa produk dari Dekanter (D-01) ke Tangki Produk (TK-01) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 0 o C 1767 kg/jam Tabel LC.15 Data pada alur Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0, , ,7511 0,41 0,4099 Air 0, ,6800 0,90 0,85 0,000 99,9801 0,4101 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 1767 kg/jam m v 99,9801 kg/m 0,005 m /s 0,1864 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 009.

320 0,6 (0,005 m /s) 0,45 (99,9801 kg/m ) 0,1 0,084 m,818 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,548 in 0,957 ft Diameter Luar (OD) : 4 in 0, ft Inside sectional area : 0,0687 ft Q 0,1864 ft /s Kecepatan linier, v A 0,0687 ft,715 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((99,9801 x 0,064) lbm/ft )(,715 ft/s)(0,957 ft) (0,41 x 0,00067) lbm/ft.s ,009 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re ,009 dan ε/d 0,0901 m 0,00051 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0046 Friction loss: A v,715 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,077 ft.lbf/lbm 1 check valve: h f v n.kf.. g c 1() 1 tee: h f v n.kf.. g c 1(1) Pipa lurus 15 ft: F f L. v 4f D.. 4(0,0046) g c,715 0,68 ft.lbf/lbm (,174),715 0,071 ft.lbf/lbm (,174) ( 15 )(.,715) ( 0,957)..(,174) 009.

321 0,1068 ft.lbf/lbm A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) 0,14 ft.lbf/lbm Total friction loss: F 0,675 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z 10 ft ρ (Geankoplis,00), s, maka : ( 10) 0 0,675 W 0 Ws -10,675 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % Daya pompa: P W p - η W s (Geankoplis, 00) - -10,75 0,75 14,17 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 14,17 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,788 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ½ hp. C.6 Pompa Recycle (P-06) Fungsi : Memompa produk dari Splitter II (SP-0) ke Tangki Pencampur (V-01) Jenis : Pompa sentrifugal 009.

322 Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan Temperatur Laju alir massa (F) 101,5 kpa 0 o C 155 kg/jam Tabel LC.16 Data pada alur Komponen Fraksi Berat Densitas ρ campuran Viskositas μ campuran VAM 0, , ,7511 0,41 0,4099 Air 0, ,6800 0,90 0,85 0,000 99,9801 0,4101 (Sumber: Geankoplis, 00; Perry, 1999) Laju alir volumetrik, 155 kg/jam m v 99,9801 kg/m 0,004 m /s 0,198 ft /s Desain pipa: Di,opt 0,6 (m v ) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,004 m /s) 0,45 (99,9801 kg/m ) 0,1 0,07 m,88 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (00), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,068 in 0,557 ft Diameter Luar (OD) :,5 in 0, ft Inside sectional area : 0,051 ft Q 0,198 ft /s Kecepatan linier, v A 0,051 ft,715 ft/s 009.

323 Bilangan Reynold: ρ v D N Re μ ((99,9801 x 0,064) lbm/ft )(,755 ft/s)(0,557 ft) (0,41 x 0,00067) lbm/ft.s ,704 (Turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, (Geankoplis, 00) 0, m Pada N Re ,704 dan ε/d 0,0779 m 0,00059 Dari Gambar.10- Geankoplis (00) diperoleh harga f 0,0049 Friction loss: A v,755 1 Sharp edge entrance: h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α (1)(,174) 0,065 ft.lbf/lbm check valve: h f v n.kf.. g c () elbow 90 o : h f v n.kf.. g c (0,75) Pipa lurus 50 ft: F f L. v 4f D.. 4(0,0049) g c 0,445 ft.lbf/lbm,755 0,4618 ft.lbf/lbm (,174),755 0,17 ft.lbf/lbm (,174) ( 50 )(.,755) ( 0,557)..(,174) A1 v 1 Sharp edge exit: h ex n 1 A 1 ( ), α. g c ( 1)(,174) Total friction loss: Dari persamaan Bernoulli: α 0,1154 ft.lbf/lbm F 1,56 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws dimana: v 1 v P 1 P 101,5 kpa P 0 tinggi pemompaan Z 0 ft ρ (Geankoplis,00) 009.

324 ,174 0 s,174 maka : + ( 0) ,56 + W 0 Ws -1,56 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η 75 % Daya pompa: P W p - η W s (Geankoplis, 00) - - 1,56 0,75 8,418 ft.lbf/lbm. m Wp (550ft.lbf/s.hp) lbm/s 8,418 ft.lbf/lbm ( )( ) 0,4559 0,418 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor ½ hp. 009.

325 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD.1 Screening (SC) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar (lebih besar dari 0 mm). Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 1808,4 kg/jam 1808,4 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 995,68 kg/m x 600 s/jam 0,0057 m /s Dari Tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater. Ukuran bar : lebar bar 5 mm ; tebal bar 0 mm ; bar clear spacing 0 mm ; slope 0 o Direncanakan ukuran screening: Panjang screen 1 m ; Lebar screen 1 m 1 m 1 m 0 mm Gambar LD-1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) 009.

326 Misalkan, jumlah bar x Maka, 0x + 0 (x + 1) x 980 x 4,975 5 buah Luas bukaan (A ) 0(5 + 1) (1000) mm 0,5195 m Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan C d 0,6 dan 0 % screen tersumbat. Q (0,0057) Head loss ( h) g C A (9,8) (0,6) (0,5195) d 6, m dari air 0, mm dari air LD. Water Reservoir (V-01) Fungsi : Tempat penampungan air sementara Jumlah : 1 unit Bahan kontruksi : Beton kedap air Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,199 lb m /ft (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 1808,4 kg/jam 1808,4 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 995,68 kg/m x 1hari/4 jam 08,74 m /hari Desain Perancangan : Bak dibuat persegi panjang Perhitungan ukuran bak : Waktu tinggal air jam 0,08 hari (Perry, 1999) Volume air diolah 08,74 m /hari 0,08 hari 5,78 m Bak terisi 90 % maka volume bak Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : panjang bak (p) lebar bak (l) ; p l tinggi bak (t) lebar bak (l) : t l 5,78 8,586 m 0,9 009.

327 Volume bak V p l t 8,5864 m l l l l,47 m Jadi, panjang bak (p) 4,854 m lebar bak (l) tinggi bak (t),47 m,47 m luas bak (A) 11,779 m tinggi air (h) 0,9 (,47) m,184 m LD. Bak Sedimentasi (V-0) Fungsi : untuk mengendapkan partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring dan terikut dengan air. Jumlah : 1 Jenis : beton kedap air Data : Kondisi penyimpanan : temperatur 8 o C tekanan 1 atm Laju massa air : F 1808,4 kg/jam Densitas air : ρ 995,68 kg/m F Debit air/laju alir volumetrik, Q 0,0057 m /jam 7,571 ft /mnt ρ Desain Perancangan : Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif (Kawamura, 1991). Perhitungan ukuran tiap bak : Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah (Kawamura, 1991) : υ 0 1,57478 ft/min atau 8 mm/s Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki 7 ft Lebar tangki 1 ft Kecepatan aliran v Q A t 7,571ft 7 ft x 1 ft /min 1,08 ft/min 009.

328 Desain panjang ideal bak : L K dengan : K faktor keamanan 1,5 h υ 0 h kedalaman air efektif ( ft); diambil 10 ft. v (Kawamura, 1991) Maka : L 1,5 (10/1,57478). 1,08 10,4 ft Diambil panjang bak 11 ft,5 m Uji desain : Waktu retensi (t) : Va t Q panjang x lebar x tinggi laju alir volumetrik 10,4 x 1 x 7 ft 10,17menit 7,571ft / min Desain diterima,dimana t diizinkan 6 15 menit (Kawamura, 1991). Q Surface loading : A laju alir volumetrik luas permukaan masukan air 7,571 ft /min (7,481 gal/ft ) 5,149 gpm/ft 1 ft x 10,4 ft Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 10 gpm/ft (Kawamura, 1991). Headloss ( h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in) : h K v g 0,1 [1,781 ft/min. (1min/60s). (1m/,808ft) ] (9,8 m/s ) 7, m dari air. LD.4 Tangki Pelarutan Alum (V-0) Fungsi : Membuat larutan alum Al (SO 4 ) 0%. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar 009.

329 Bahan konstruksi Jenis sambungan Jumlah : Carbon steel SA-8, Grade C : Single welded butt joints : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur Tekanan Al (SO 4 ) yang digunakan 8 o C 1,015 bar 1,015 kpa 50 ppm Al (SO 4 ) yang digunakan berupa larutan 0 % (% berat) Laju massa Al (SO 4 ) (F) 0,604 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) 0 % (ρ) 16 kg/m 85,09016 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas Al (SO 4 ) 0 % (μ) 6, lb m /ft s 1 cp (Othmer, 1968) Kebutuhan perancangan Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 0 hari 0,6404 kg/jam 0 hari 4 jam/hari V larutan 1,176 m 0, 16 kg/m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 1,176 m 1,5 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D 1 : 1 Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t π D 8 1,5 π D 8 Maka, diameter tangki D 1,199 m 47,05 in H tinggi tangki H t H s s D 1,199 m 47,05 in D. Tebal shell tangki 009.

330 1,176 m Tinggi cairan dalam tangki, h 1,5 m 1,199 m 0,999 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 16 kg/m 9,8 m/det 0,999 1,46 kpa Tekanan operasi : P operasi 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 1,46 kpa 114,67 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (114,67 kpa) 10,405 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0089 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (10,405 kpa) (1,199 m) + 10 (0,0098 ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(10,405 kpa) 0, ,098 in 0,188 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 4 in (Brownell, 1959) Perancangan Sistem Pengaduk Jenis pengaduk Jumlah baffle : flat 6 blade turbin impeller : 4 buah Untuk turbin standar (Geankoplis, 00), diperoleh : Da/Dt 1/ E/Da 1 L/Da 1/4 W/Da 1/5 J/Dt 1/1 dimana : ; Da 1/ 1,199 m 0,997 m ; E 0,997 m ; L 1/4 0,997 m 0,0999 m ; W 1/5 0,997 m 0,0799 m ; J 1/1 1,199 m 0,0999 m Dt D diameter tangki (m) 009.

331 Da Diameter impeller (m) E tinggi turbin dari dasar tangki (m) L panjang blade pada turbin (m) W lebar blade pada turbin (m) J lebar baffle (m) Kecepatan pengadukan, N 0,5 putaran/detik Bilangan Reynold, ρ N ( Da) 16(0,5)(0,997) N Re 1750, 7 - µ 10 N Re > , maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: 5 D a P Np N ρ (Geankoplis, 00) Np 5 untuk N Re 1750,7 (Geankoplis, 00) 5 ( 0,5) ( 0,998) 16 P 5 59,77 watt 0,080 hp Efisiensi motor 80 % Daya motor 0,1 hp Digunakan daya motor standar 1/4 hp LD.5 Tangki Pelarutan Soda Abu (V- 04) Fungsi : Membuat larutan soda abu Na CO 0%. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur Tekanan Na CO yang digunakan 8 o C 1,015 bar 7 ppm Na CO yang digunakan berupa larutan 0 % (% berat) Laju massa Na CO (F) 0,458 kg/jam Densitas Na CO 0 % (ρ) 17 kg/m 8,848 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas Na CO 0 % (μ), lb m /ft s 0,549 cp (Othmer, 1968) 009.

332 Kebutuhan perancangan 0 hari Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 0,458 kg/jam 0 hari 4 jam/hari V larutan 0,654 m 0, 17 kg/m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 0,654 m 0,7505 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D 1 : 1 Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t π D 8 0,7505 π D 8 Maka, diameter tangki D 0,985 m 8,779 in H tinggi tangki H t H s s D 0,985 m 8,779 in D. Tebal shell tangki 0,654 m Tinggi cairan dalam tangki, h 0,7505 m 0,985 m 0,809 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 17 kg/m 9,8 m/det 0,809 10,676 kpa Tekanan operasi : P operasi 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 10,676 kpa 11,001 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (11,001 kpa) 117,601 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) 009.

333 Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (117,601 kpa) (0,985 m) + 10 (0,0098 ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(117,601 kpa) 0, ,098 in 0,107 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 4 in (Brownell, 1959) Perancangan Sistem Pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (Geankoplis, 00), diperoleh : Da/Dt 1/ ; Da 1/ 0,985 m 0,8 m E/Da 1 ; E 0,8 m L/Da 1/4 ; L 1/4 0,8 m 0,081 m W/Da 1/5 ; W 1/5 0,8 m 0,0657 m J/Dt 1/1 ; J 1/1 0,0985 m 0,081 m dimana : Dt D diameter tangki (m) Da Diameter impeller (m) E tinggi turbin dari dasar tangki (m) L panjang blade pada turbin (m) W lebar blade pada turbin (m) J lebar baffle (m) Kecepatan pengadukan, N 1 putaran/detik ρ N ( Da) 17(1)(84) Bilangan Reynold, N Re 6046, 1 µ 0,00055 N Re > , maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: 5 D a P Np N ρ (Geankoplis, 00) Np 5 untuk N Re 6046,1 (Geankoplis, 00) 009.

334 5 ( ) ( 0,84) 17 P 5 1,94 watt 0,099 hp Efisiensi motor 80 % Daya motor 0,074 hp Digunakan daya motor standar 1/4 hp LD.6 Clarifier (V-05) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Jenis : External Solid Recirculation Clarifier Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Data : Laju massa air (F 1 ) 1808, kg/jam Laju massa Al (SO4) (F ) 0,6404 kg/jam Laju massa Na CO (F ) 0,458 kg/jam Laju massa total, m 1809,1 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) 710 kg/m (Perry, 1999) Densitas Na CO 5 kg/m (Perry, 1999) Densitas air 995,68 kg/m (Geankoplis,00) Reaksi koagulasi : Al (SO 4 ) + Na CO + H O Al(OH) + Na SO 4 + CO Diameter dan tinggi clarifier Dari Metcalf, 1984, untuk clarifier tipe upflow diperoleh : Kedalaman air -10 m Settling time 1- jam Dipilih : kedalaman air (h) 5 m, waktu pengendapan jam Diameter dan Tinggi clarifier 1809,1 Densitas larutan, ρ 995,78 kg/m 1808, 0,6404 0, ,

335 Volume cairan, V 1809 kg/jam jam 995,78 kg/m 5,79 m Faktor kelonggaran 0% Volume clarifier 1, x 5,79 m 0,874 m a. Diameter dan tinggi clarifier H s ½ D Volume silinder clarifier (V s ) Vs (Brownell, 1959) Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki (H s : D) :4 Vs Volume alas clarifier kerucut (V c ) ½ D H c Vs... (Perry, 1999) Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter kerucut (H c : D) 1: V c... (Perry, 1999) Volume clarifier (V) V V s + V e 0,874 m 1, D 009.

336 D 1,77 m ; H s (4/) x D,16 m b. Diameter dan tinggi kerucut Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter clarifier (H h : D) 1: Diameter tutup diameter tangki 1,77 m 1,77 m Tinggi tutup 0,8685 m Tinggi total clarifier,160 m + 0,8685 m,1845 m c. Daya Pengaduk Daya Clarifier P 0,006 D... (Ulrich, 1984) Dimana : P daya yang dibutuhkan, kw Sehingga, P 0,006 x (1,77) 0,15 kw 0,01 hp Bila efisiensi motor 60%, maka : 0,01 hp P 0,5 hp 0,6 Maka dipilih motor dengan daya 1/ hp. LD.7 Sand filter (V-06) Fungsi : Menyaring endapan (flok-flok) yang masih terikut dengan air yang keluar dari Clarifier (V-05) Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Laju massa air (F) 1808, kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Tangki Filtrasi dirancang untuk penampungan 1/4 jam operasi. 009.

337 a. Dimensi Sand filter Lapisan lapisan media penyaring : 1. Antarsit 0 in. Pasir 10 in. Kerikil 16 in Sehingga, total ketinggian media penyaring di dalam sand filter adalah 46 in (,8ft). 0,5 jam 1808, kg/jam Volume air yang harus tertampung 995,68 kg/m Trial : Asumsi diameter 6 ft Rasio tinggi dan diameter (L/D) 1,,8 m 11,57 ft Ruang kosong antar media penyaring 0% Volume dished head di bagian atas diabaikan Volume sand filter π. D. L 4 π.6.1,5.(4) 0,47 ft 4 π. D. L' Volume media penyaring 4 Dimana L adalah tinggi media penyaring di dalam sand filter π.4.,8 Volume media penyaring 108, ft 4 Ruang kosong antar media penyaring 0,.(108,) 1,67 ft Volume terpakai sand filter (0,47 (108, 1,67)) 116,81 ft Volume terpakai sand filter Volume air yang harus tertampung Spesifikasi dapat diterima Direncanakan Volume bahan penyaring 1 / Volume tangki Diameter (D) 6 ft 7 in 1,8 m Tinggi (H) 7, ft 86,4 in,19 m b. Tebal tangki Tekanan hidrostatik : P ρ g h 996,4 kg/m 9,8 m/det,19 6,57 kpa 009.

338 Tekanan operasi : P operasi 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 6,57 kpa 107,85 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) ( 107,85kPa) 11,45 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (11,45 kpa) (1,8 m) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(11,45 kpa) 0, ,7 + 0,098 0,15649 in Tebal shell standar yang digunakan 1/4 in (Brownell, 1959) LD.8 Menara Air (V-07) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jenis sambungan Jumlah : Menampung air untuk didistribusikan : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar : Carbon steel SA-8, Grade C : Single welded butt joints : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur Laju massa air (F) 8 o C 1808, kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Kebutuhan perancangan jam Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 009.

339 1808, kg/jam V air 995,68 kg/m Faktor kelonggaran : 0 % jam 8,59 m Volume tangki, V t 1, 8,59 m 46,1 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D 6 : 5 Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t 46, π D π D 0 Maka, diameter tangki D,66 m H tinggi tangki H t H s s D 4,96 m D. Tebal shell tangki 8,59 m Tinggi cairan dalam tangki, h 46,1 m 4,96 m,66 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 995,68 kg/m 9,8 m/det,66 5,745 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 5,745 kpa 17,07 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (17,07 kpa) 14,94 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun 009.

340 Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (14,94 kpa) (,66) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(14,94 kpa) 0,0078 9,7 + 0,098 in 0,46 in Tebal shell standar yang digunakan ¼ in (Brownell, 1959) LD.9 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (V-08) Fungsi : Membuat larutan asam sulfat H SO 4 5%. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Low-alloy steel SA-5 Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur Tekanan 8 o C 1 atm H SO 4 yang digunakan berupa larutan 5 % (% berat) Laju massa H SO 4 (F) 0,0777 kg/jam Densitas H SO 4 5 % (ρ) 108,86 kg/m 66,801 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas H SO 4 5 % (μ),5 cp (Othmer, 1968) Kebutuhan perancangan Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 0 hari 0,0777 kg/jam 0 hari 4 jam/hari V larutan 0,1089 m 0,05 108,86 kg/m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 0,1089 m 0,1995 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D 1 :

341 Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t 1 4 0,1995 π D 1 π D 4 Maka, diameter tangki D 0,54908 m H tinggi tangki H t H s s D 0,54908 m D. Tebal shell tangki 0,1089 m Tinggi cairan dalam tangki, h 0,1995 m 0,54908 m 0,4576 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 108,86 kg/m 9,8 m/det 0,4576 4,6158 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 4,618 kpa 105,99 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (105,99 kpa) 111,6 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (111,6 kpa) (0,54908) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(111,6 kpa) 0, ,7 in + 0,098 in 0,1155 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 4 in (Brownell, 1959) 009.

342 Perancangan Sistem Pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (Geankoplis, 00), diperoleh : Da/Dt 1/ ; Da 1/ 0, ,180 m E/Da 1 ; E 0,180 m L/Da 1/4 ; L 1/4 0,180 0,04576 m W/Da 1/5 ; W 1/5 0,180 0,0661 m J/Dt 1/1 ; J 1/1 0, ,04576 m dimana : Dt D diameter tangki (m) Da Diameter impeller (m) E tinggi turbin dari dasar tangki (m) L panjang blade pada turbin (m) W lebar blade pada turbin (m) J lebar baffle (m) Kecepatan pengadukan, N 1 putaran/detik Bilangan Reynold, ρ N ( Da) 108,86(1)(0,180) N Re 198, 9 µ 0,01787 N Re < , maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: 5 D a P Np N ρ (Geankoplis, 00) Np 4, untuk N Re 198,9 (Geankoplis, 00) 5 ( ) ( 0,7) 108,86 P 4, 1 8,9 watt 0,0019 hp Efisiensi motor 80 % Daya motor 0,00149 hp Digunakan daya motor standar ¼ hp LD.10 Cation Exchanger (V-09) Fungsi : Mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C 009.

343 Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Laju massa air (F) 74,96 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Kebutuhan perancangan 1 jam Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation ft 0,6096 m - Luas penampang penukar kation,14 ft Faktor keamanan : 0 % Tinggi resin,5 ft 0,7601 m Tinggi silinder 1,,5 ft ft 0,91441 m Diameter tutup diameter tangki 0,6096 m ft 4 in Direncanakan rasio Tinggi tutup : Diameter tangki 1 : 4 Tinggi tutup ¼ 0,6096 m 0,15 m Tinggi cation exchanger 0, (0,15) 1,19 m Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik : P ρ g h 995,68 kg/m 9,8 m/det 0,7601 7,4961 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 7,4961 kpa 108,76461 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (108,76461 kpa) 114,047 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) 009.

344 Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (114,047 kpa) (0,6096) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(114,047 kpa) 0, x 9,7 in + 0,098 in 0,1177 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 8 in (Brownell, 1959) LD.11 Tangki Pelarutan NaOH (V-10) Fungsi : Membuat larutan natrium hidroksida (NaOH). Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Tekanan 1 atm NaOH yang digunakan berupa larutan 4 % (% berat) Laju massa NaOH (F) 0,8165 kg/jam Densitas NaOH 4 % (ρ) 1518 kg/m 94,766 lbm/ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH 4 % (μ) 0,0004 lb m /ft s 0,64 cp (Othmer, 1968) Kebutuhan perancangan 0 hari Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 0,8165 kg/jam 0 hari 4 V larutan 0, kg/m jam/hari,98 m Faktor kelonggaran : 0 % 009.

345 Volume tangki, V t 1,,98 m 4,0077 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D 1 : Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t 4, π D 4 1 π D 4 Maka, diameter tangki D 1,719 m H tinggi tangki H t H s s D 1,719 m D. Tebal shell tangki,98 m Tinggi cairan dalam tangki, h 4,0077 m 1,719 m 1,449 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 1518 kg/m 9,8 m/det 1,449 1,465 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 1,465 kpa 1,671 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (1,671 kpa) 18,805 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun 009.

346 Tebal tangki : PD t + n C SE 1,P (18,805 kpa) (1,719) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(18,805 kpa) 0,00159 x 9,7 in + 0,098 in 0,1606 in Tebal standar yang digunakan ¼ in (Brownell, 1959) Perancangan Sistem Pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (Geankoplis, 00), diperoleh : Da/Dt 1/ ; Da 1/ 1,719 0,578 m E/Da 1 ; E 0,578 m L/Da 1/4 ; L 1/4 0,578 0,145 m W/Da 1/5 ; W 1/5 0,578 0,11479 m J/Dt 1/1 ; J 1/1 1,719 0,145 m dimana : Dt D diameter tangki (m) Da Diameter impeller (m) E tinggi turbin dari dasar tangki (m) L panjang blade pada turbin (m) W lebar blade pada turbin (m) J lebar baffle (m) Kecepatan pengadukan, N 1 putaran/detik Bilangan Reynold, ρ N ( Da) 1518(1)(0,578) N Re µ 0,00064 N Re > , maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: 5 D a P Np N ρ (Geankoplis, 00) 009.

347 Np 4,5 untuk N Re (Geankoplis, 00) 5 ( ) ( 0,578) 109,76 P 4,5 1 45,5 watt 0,57064 hp Efisiensi motor 80 % Daya motor 0,71 hp Digunakan daya motor standar 1 hp LD.1 Anion Exchanger (V-11) Fungsi : Mengikat anion yang terdapat di dalam air Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Laju massa air (F) 74,96 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Kebutuhan perancangan 1 jam Ukuran Anion Exchanger Dari Tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation ft 0,6096 m - Luas penampang penukar kation,14 ft Faktor keamanan : 0 % Tinggi resin,5 ft 0,7601 m Tinggi silinder 1,,5 ft ft 0,91441 m Diameter tutup diameter tangki 0,6096 m ft Direncanakan rasio Tinggi tutup : Diameter tangki 1 : 4 Tinggi tutup ¼ 0,6096 m 0,15 m Tinggi anion exchanger 0, (0,15) 1,19 m Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik : 009.

348 P ρ g h 996,4 kg/m 9,8 m/det 0,7601 7,4961 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 7,4961 kpa 108,76461 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (108,76461 kpa) 114,047 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (114,047 kpa) (0,6096) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(114,047 kpa) 0, x 9,7 in + 0,098 in 0,1177 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 8 in (Brownell, 1959) LD.1 Deaerator (V-1) Fungsi Bentuk : Menghilangkan gas-gas yang terlarut di dalam air : Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur Laju massa air (F) 90 o C 74,96 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Kebutuhan perancangan 4 jam 009.

349 Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 74,96 kg/jam 4 jam V air 9,857 m 995,68 kg/m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 9,857 m 111,48 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi shell tangki : diameter tangki ; H s : D : Tinggi tutup tangki : diameter tangki ; H h : D 1 : 4 Volume shell tangki (V s ) V s ¼ π D H s π D 8 Volume tutup tangki (V h ) elipsoidal V h π D 4 Volume tangki (V) (Brownell,1959) V V s + V h 111,48 Maka, diameter tangki 11 π D 4 D 4,6 m 7,85786 ft 94,95 in tinggi shell tangki H H s s D 6,9 m D tinggi tutup tangki H H h h D 1,0656 m D tinggi tangki H t H s + H h 8,54 m. Tebal shell tangki 9,8566 m Tinggi cairan dalam tangki, h 111,48 m 6,9 m 5,77 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 996,4 kg/m 9,8 m/det 5,77 50,40 kpa Tekanan operasi : 009.

350 P operasi 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 50,40 kpa 151,1 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (151,1 kpa) 159,1 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (159,1 kpa) (4,6) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(159,1 kpa) 0, x 9,7 in + 0,098 in 0,117 in Tebal shell standar yang digunakan 1/8 in (Brownell, 1959) LD.14 Ketel Uap (V-1) Fungsi Jenis : Menyediakan uap untuk keperluan proses : Ketel pipa api Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Data : Fraksi umpan ketel pada 90 o C 0,5 Fraksi umpan ketel pada 150 o C 0,64 Fraksi umpan ketel pada 140 o C 0,11 Temperatur umpan masuk ketel 0,5(90 o C) + 0,64(150 o C) + 0,11(140 o C) 14 o C H jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 14 o C menjadi 00 o C 065,4 56,4 50 kj/kg 5515,96 Btu/lbm Total kebutuhan uap (W) 18674,6 kg/jam 41170,47 lbm/jam 009.

351 Daya Ketel Uap W 4,5 P 970, H dimana: P daya ketel uap (hp) W kebutuhan uap (lb m /jam) H kalor steam (Btu/lb m ) 5515, ,47 P 4,5 970, 678,94 hp Jumlah Tube Luas permukaan perpindahan panas, A P 10 ft /hp 678,94 hp 10 ft /hp 6789,4 ft Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: - Panjang tube, L 0 ft - Diameter tube, 4 in - Luas permukaan pipa, a 1,178 ft /ft (Kern, 1965) Jumlah tube N t A L a ' 6789,4 1919,6 190 buah 0 1,178 LD.15 Water Cooling Tower (V-14) Fungsi Jenis : Mendinginkan air dari temperatur 79,88 o C menjadi 0 o C : Mechanical draft cooling tower Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Suhu air masuk menara (T L ) 58 C 16,4 F Suhu air keluar menara (T L1 ) Suhu udara (T G1 ) 8 C 8,4 F 8 C 8,4 F Dari Gambar 1-4 Perry, 1999, diperoleh suhu wet bulb, T w 75 F. Dari kurva kelembaban, diperoleh H 0,05 kg uap air/kg udara kering 009.

352 Dari Gambar 1-4 Perry, 1999, diperoleh konsentrasi air gal/ft menit Densitas air (58 C) 98,4 kg/m Laju massa air pendingin 11198, kg/jam Laju volumetrik air pendingin 11198, / 98,4 1,45 m /jam Kapasitas air, Q 1,45 m /jam 64,17 gal/m / (60 menit/jam) 587,49 gal/menit Faktor keamanan : 0 % Luas menara, A 1, (kapasitas air/konsentrasi air) 1, (587,49 gal/menit) / (1,75 gal/ft menit) 40,85 ft Laju alir air tiap satuan luas (L) (11198,kg/jam).(1 jam).(,808 ft) (40,85 ft ).(600 s).(1m ) Perbandingan L : G direncanakan 5 : 6 717,45 kg/s m Laju alir gas tiap satuan luas (G),0115 kg/s m Tinggi menara : Dari Persamaan 9.-8 Geankoplis, 00 : Hy 1 (1, ,88 0,05).10 (8 0) +, (0,05) Hy ,9 J/kg Dari Persamaan 10.5-, Geankoplis, 00 : 0.9 (Hy 11759,9) 1,1 (4, ).(79,88-4) Hy 8969,146 J/kg 009.

353 entalpi (J/kg.10 - ) Temperatur ( o C) garis operasi garis kesetimbangan Gambar LD- Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT) Hy Ketinggian menara, z G. dhy (Geankoplis, 00) Hy* Hy Hy1 M k G a Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin T Hy.10 Hy*.10 1/(Hy*-Hy) 8 79, ,055 9,4 80, ,041119, 8, , , ,0470 7,8 89, , ,6 9, , , 95, , ,1 98, , , ,

354 0,06 0,05 0,04 0,0 0,0 0, Gambar LD- Kurva Hy terhadap 1/(Hy* Hy) Luas daerah di bawah kurva dari pada Gambar L.D. ; Estimasi k G.a 1, kg.mol /s.m (Geankoplis, 00). Tinggi menara, Z 1,795 (,71). 9 (1, )(1, ) 8,006 m Hy Hy1 dhy,71 Hy* Hy Diambil performance menara 90 %, maka dari Gambar 1-15 Perry, 1999, diperoleh tenaga kipas 0,0 Hp/ft. Daya menara 0,0 Hp/ft 40,851 ft 1,086 hp Digunakan daya standar 15 hp LD.16 Tangki Pelarutan Kaporit (V-15) Fungsi : Membuat larutan kaporit Ca(ClO) Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C 009.

355 Tekanan 1 atm Ca(ClO) yang digunakan ppm Laju massa Ca(ClO) (F) 0,00 kg/jam Densitas Ca(ClO) 70 % (ρ) 17 kg/m 79,4088 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas Ca(ClO) 70 % (μ) 0,00067 lb m /ft s 1 cp (Othmer, 1968) Kebutuhan perancangan 90 hari Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 0,00 kg/jam 90 hari V larutan 17 kg/m 4 jam/hari 0,00415 m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 0,00415 m 0,00498 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D 1 : 1 Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t 1 4 0,00498 π D 1 π D 4 Maka, diameter tangki D 0,185 m H tinggi tangki H t H s s D 0,185 m D. Tebal shell tangki 0,00415 m Tinggi cairan dalam tangki, h 0,00498 m 0,185 m 0,154 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 17 kg/m 9,8 m/det 0,154 1,9 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa 009.

356 P total 101,5 kpa + 1,9 kpa 10,48 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (10,48 kpa) 108,411 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal tangki : PD t + n C SE 1,P (108,411 kpa) (0,185 m) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(108,411 kpa) 0, x 9,7 in + 0,098 in 0,107 in Tebal standar yang digunakan 1/8 in (Brownell, 1959) Perancangan Sistem Pengaduk Jenis pengaduk Jumlah baffle : flat 6 blade turbin impeller : 4 buah Untuk turbin standar (Geankoplis, 00), diperoleh : Da/Dt 1/ E/Da 1 L/Da 1/4 W/Da 1/5 J/Dt 1/1 ; Da 1/ 0,185 m 0,0617 m ; E 0,0617 m ; L 1/4 0,05791 m 0,0154 m ; W 1/5 0,05791 m 0,01 m ; J 1/1 0,177 m 0,0154 m dimana : Dt D diameter tangki (m) Da Diameter impeller (m) E tinggi turbin dari dasar tangki (m) L panjang blade pada turbin (m) W lebar blade pada turbin (m) J lebar baffle (m) 009.

357 Kecepatan pengadukan, N,5 putaran/detik Bilangan Reynold, ρ N ( Da) 17(,5)(0,0617) N Re 11615, 11 - µ 10 N Re > , maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: 5 D a P Np N ρ (Geankoplis, 00) Np 5 untuk N Re 11615,11 (Geankoplis, 00) 5 (,5) ( 0,0617) 176 P 5 0,0889 watt 1, hp Efisiensi motor 80 % Daya motor 1, hp Digunakan daya motor standar 1/4 hp LD.17 Tangki Utilitas (V-16) Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan untuk kebutuhan domestik Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Laju massa air (F) 781,667 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m (Geankoplis, 00) Kebutuhan perancangan 4 jam Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki 781,667 kg/jam 4 V air 995,68 kg/m jam 18,841 m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 18,841 m,6097 m. Diameter dan tinggi tangki 009.

358 Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D : Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s V t π D 8,6097 π D 8 Maka, diameter tangki D,86 m H tinggi tangki H t H s s D 5,79 m D. Tebal shell tangki 18,841m Tinggi cairan dalam tangki, h,6097 m 5,79 m 4,88 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 996,4 kg/m 9,8 m/det 4,88 47,106 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 47,106 kpa 148,41 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (148,41 kpa) 155,85 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (155,85 kpa) (,86) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(155,85 kpa) 0,004 x 9,7 in + 0,098 in 0,68 in 009.

359 Tebal shell standar yang digunakan 1/ in (Brownell, 1959) LD.18 Tangki Bahan Bakar (V-16) Fungsi : Tempat penyimpanan bahan bakar. Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jenis sambungan : Single welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur Laju volum solar (Q) Densitas solar (ρ) Kebutuhan perancangan 8 o C 181 ltr/jam 0,89 kg/liter 10 hari Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki V solar 181 ltr/jam x 4 jam/hari x 10 hari x 10 - m /ltr 1,44 m Faktor kelonggaran : 0 % Volume tangki, V t 1, 1,44 m 97,7 m. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D : 1 Volume tangki (V t ) V t ¼ π D H s 1 V t π D ,7 π D 8 Maka, diameter tangki D 7,97 m H tinggi tangki H t H s s D 15,94 m D. Tebal shell tangki 009.

360 1,44 m Tinggi cairan dalam tangki, h 97,7 m 15,94 m 1,9 m Tekanan hidrostatik : P ρ g h 890 kg/m 9,8 m/det 1,9 115,887 kpa Tekanan operasi : P operasi 1 atm 101,5 kpa P total 101,5 kpa + 115,887 kpa 17,1 kpa Faktor keamanan : 0 % P design (1,) (17,1 kpa) 8,07 kpa Joint efficiency : E 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress : S 1650 psia 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Faktor korosi : C 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 004) Umur alat : n 10 tahun Tebal shell tangki : PD t + n C SE 1,P (8,07 kpa) (7,97) + 10 (0,0098 in ) (8718,71 kpa)(0,8) 1,(8,07 kpa) 0,01 x 9,7 in + 0,098 in 0,61 in Tebal shell standar yang digunakan ¾ in (Brownell, 1959) LD.19 Pompa Screening (P-01) Fungsi : Memompa air dari sungai ke water reservoir (V-01) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C 009.

361 Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 1808, kg/jam 1808, kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,0057 m /s 0,16 ft /s 995,68 kg/m x 600 s/jam Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,007 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,07056 m,7779 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) :,9 in 0,4167 ft Diameter Luar (OD) :,5 in 0,9167 ft Luas penampang dalam (A) : 0,051 ft Q Kecepatan linier, v,4598 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(,4598 ft/ s)(0,4167 0,00056 lbm/ft s ft) 65775,08 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,00064, pada N Re 65775,08 diperoleh harga faktor fanning f 0,0055 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1 sharp edge entrance h c 0,55, A 0,55(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,04701 ft lbf/lbm 009.

362 v 1 elbow 90 h f n.kf. g c 1(0,75),4598 0,0705 ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 70 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,0055) 0, ft lbf/lbm,4598 0,18805 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 70 )(.,4598) ( 0,4167) (,174) A 1 v, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,09406 ft lbf/lbm F 0, ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) , W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,99878 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,74848 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,74848)( 0,16)( 6,1599) 550 0,9091 hp Digunakan daya motor standar 1 hp LD.0 Pompa Ekualisasi (P-0) Fungsi : Memompa air dari water reservoir ke bak sedimentasi Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit 009.

363 Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 1808, kg/jam 1808, kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,0057 m /s 0,16 ft /s 995,68 kg/m x 600 s/jam Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,007 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,07056 m,7779 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) :,9 in 0,4167 ft Diameter Luar (OD) :,5 in 0,9167 ft Luas penampang dalam (A) : 0,051 ft Q Kecepatan linier, v,4598 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(,4598 ft/ s)(0,4167 0,00056 lbm/ft s ft) 65775,08 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,00064, pada N Re 65775,08 diperoleh harga faktor fanning f 0,0055 (Geankoplis, 00). 009.

364 Friction loss : A v, sharp edge entrance h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,04701 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75),4598 0,14109 ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,0055) 0,56789 ft lbf/lbm,4598 0,18805 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(.,4598) ( 0,4167) (,174) A 1 v, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,09406 ft lbf/lbm F 0,769 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,769 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,769 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,40865 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,40865)( 0,16)( 6,1599) 550 0,90485 hp Digunakan daya motor standar 1 hp 009.

365 LD.1 Pompa Bak Sedimentasi (P-0) Fungsi : Memompa air dari Bak Sedimentasi (V-01) ke Clarifier (V-04) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 1808, kg/jam 1808, kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,0057 m /s 0,16 ft /s 995,68 kg/m x 600 s/jam Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,007 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,07056 m,7779 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) :,9 in 0,4167 ft Diameter Luar (OD) :,5 in 0,9167 ft Luas penampang dalam (A) : 0,051 ft Q Kecepatan linier, v,4598 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(,4598 ft/ s)(0,4167 0,00056 lbm/ft s ft) 009.

366 65775,08 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,00064, pada N Re 65775,08 diperoleh harga faktor fanning f 0,0055 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v, sharp edge entrance h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,04701 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75),4598 0,14109 ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,0055) 0,56789 ft lbf/lbm,4598 0,18805 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(.,4598) ( 0,4167) (,174) A 1 v, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,09406 ft lbf/lbm F 0,769 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,769 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,769 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,40865 ft lbf/lbm 009.

367 Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,40865)( 0,16)( 6,1599) 550 0,90485 hp Digunakan daya motor standar 1 hp LD. Pompa Alum (P-04) Fungsi : Memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum (V-0) ke Clarifier (V-04) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas alum (ρ) 16 kg/m 85,09016 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas alum (μ) 6, lb m /ft s 1 cp (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 0,6404 kg/jam F Debit air/laju alir volumetrik, Q m /s 4, ft /s ρ Desain pompa : untuk aliran viscous N Re < 100 Di,opt Q 0,6 μ 0,18 (Timmerhaus, 004) (4, ft /s) 0,6 (0,00067 lbm/ft.s) 0,18 0, ft 0, in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,69 in 0,0417 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in 0,0750 ft Luas penampang dalam (A) : 0,0004 ft -6 Q 4,61.10 ft / s Kecepatan linier, v A 0,0004 ft 0,0115 ft/s 009.

368 Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (85,09016 lbm/ft )(0,0115 ft/ s)(0,0417 0,00067 lbm/ft s ft),7068 (aliran laminar) Untuk pipa Commercial Steel pada N Re,7068 diperoleh harga faktor fanning f 0,489 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 0, sharp edge entrance h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α gc (1)(,174) 1, ft lbf/lbm v 1 elbow 90 h f n.kf. g c 1(0,75) 0,0115 1, ft lbf/lbm (1)(,174) 1check valve v h f n Kf g L v Pipa lurus 0 ft F f 4f D g c c 1() 4(0,0045) 0,00540 ft lbf/lbm 0,0115 4, ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 0,0115) ( 0,0417) (,174) A 1 v 0, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss, ft lbf/lbm F 0,00541 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) , W 0 -W s 50,00541 ft lbf/lbm 009.

369 Efisiensi pompa, η 80 % Wp -Ws / η 6,50676 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P ( 6, )( 4,61.10 )( 85,09154) 550 4, hp Digunakan daya motor standar 1/ hp LD. Pompa Soda Abu (P-05) Fungsi : Memompa larutan soda abu dari Tangki Pelarutan Soda Abu (V-0) ke Clarifier (V-04) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas soda abu (ρ) 17 kg/m 8,84 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas soda abu (μ) 0,549 cp, lb m /ft s (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 0,458 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Desain pompa : untuk aliran viscous N Re < 100 F 0,458 kg / jam Q ρ 17 kg/m 600 s / jam 7, m /s, ft /s Di,opt Q 0,6 µ 0,18 (Timmerhaus, 004) (, ft /s ) 0,6 (0,00069 lbm/ft.s) 0,18 0, ft 0,07656 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 / 8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,69 in 0,0417 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in 0,08 ft 009.

370 Inside sectional area A : 0,0004 ft -6 Q,56.10 ft / s Kecepatan linier, v A 0,0004 ft 0,0069 ft/s Bilangan Reynold : N Re ρ v D µ (8,84 lbm/ft )(0,0069 ft/ s)(0,0417 0,00069 lbm/ft s,16916 (aliran laminar) ft) Untuk pipa Commercial Steel pada N Re,16916 diperoleh harga faktor fanning f 0,4971 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 0, sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174), ft lbf/lbm v 1 elbow 90 h f n.kf. g c 1(0,75) 0,0069 4, ft lbf/lbm (,174) v 1 check valve h f n.kf. g L v Pipa lurus 0 ft F f 4f D g c c 1() 0,0069 1, ft lbf/lbm (,174) 4(0,49771) 0,00169 ft lbf/lbm ( 0 )(. 0,0069) ( 0,0417) (,174) A 1 v 0, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 6, ft lbf/lbm F 0,00169 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P

371 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) , W 0 -W s 50,00169 ft lbf/lbm Efisiensi pompa, η 80 % Wp -Ws / η 6,501 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P ( 6,501)(,56.10 )( 8,84408) 550, hp Digunakan daya motor standar 1/ hp LD.4 Pompa Sand filter (P-06) Fungsi : Memompa air dari sand filter (V-05) ke Menara Air (V-06) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 1808, kg/jam 1808, kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 995,68 kg/m x 600 s/jam 0,0057 m /s 0,16 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,007 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,07056 m,7779 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in 009.

372 Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) :,9 in 0,4167 ft Diameter Luar (OD) :,5 in 0,9167 ft Luas penampang dalam (A) : 0,051 ft Q Kecepatan linier, v,4598 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(,4598 ft/ s)(0,4167 0,00056 lbm/ft s ft) 65775,08 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,00064, pada N Re 65775,08 diperoleh harga faktor fanning f 0,0055 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v, sharp edge entrance h c 0,55 1 A 0,55(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,04701 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75),4598 0,1156 ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 80 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,0055) 0,68477 ft lbf/lbm,4598 0,18805 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 80 )(.,4598) ( 0,4167) (,174) A 1 v, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,09406 ft lbf/lbm F 1,54 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 009.

373 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 60 ft, s,174 ( 60) ,54 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 61,54 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 76,518 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 76,518)( 0,16)( 6,1599) 550 1,09144 hp Digunakan daya motor standar 1 ¼ hp LD.5 Pompa Asam Sulfat (P-07) Fungsi : Memompa larutan asam sulfat dari Tangki Pelarutan Asam Sulfat (V-08) ke Cation Exchanger (V-09) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas soda abu (ρ) 1061,7 kg/m 66,815 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas soda abu (μ) 17,86 cp 0,01001lb m /ft s (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 0,0777 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Desain pompa : untuk aliran viscous N Re < 100 F 0,0777 kg / jam Q ρ 1061,7 kg/m 600 s /.10-8 m /s 7,110-7 ft /s Di,opt Q 0,6 µ 0,18 (Timmerhaus, 004) 009. jam

374 (7,110-7 ft /s) 0,6 (0,01001lbm/ft.s) 0,18 0,008 ft 0,09956 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,69 in 0,04 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in 0,075 ft Inside sectional area A : 0,0004 ft -7 Q 7.10 ft / s Kecepatan linier, v A 0,0004 ft 0,00179 ft/s Bilangan Reynold : N Re ρ v D µ (66,815 lbm/ft )(0,00179 ft/ s)(0,04 0,01001lbm/ft s 0,15 (aliran laminar) ft) Untuk pipa Commercial Steel pada N Re 0,15 diperoleh harga faktor fanning f 7,17(Geankoplis, 00). Friction loss : A v 0, sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5 (1 0) 1 α gc (1)(,174), ft lbf/lbm v 1 elbow 90 h f n.kf. g c 1(0,75) 0,00179, ft lbf/lbm (,174) v 1 check valve h f n.kf. g L v Pipa lurus 0 ft F f 4f D g c c 1() 0, , ft lbf/lbm (,174) 4(8,0547) 0,0191 ft lbf/lbm ( 0 )(. 0,00179) ( 0,00) (,174) 009.

375 A 1 v 0, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) ft lbf/lbm Total friction loss F 0,0191 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,0191+ W 0 -W s 50,0191 ft lbf/lbm Efisiensi pompa, η 80 % Wp -Ws / η 6,54 ft lbf/lbm Wp Q ρ Daya pompa : P ( 6,54)( 7,1.10 )( 66,815) 550 5, hp Digunakan daya motor standar 1/ hp LD.6 Pompa NaOH (P-08) Fungsi : Memompa larutan NaOH dari Tangki Pelarutan NaOH (V-10) ke Anion Exchanger (V-11) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 1518 kg/m 94,7681 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,0004 lb m /ft s 0,64 cp (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 0,8165 kg/jam 009.

376 Debit air/laju alir volumetrik, F 0,8165 kg / jam Q ρ 1518 kg/m 600 s / jam 5,.10-8 m /s 1, ft /s Desain pompa : untuk aliran viscous N Re < 100 Di,opt Q 0,6 µ 0,18 (Timmerhaus, 004) (1, ft /s) 0,6 (0,0004lbm/ft.s) 0,18 0,0068 ft 0,07655 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 / 8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,69 in 0,04 ft 0,0068 m Diameter Luar (OD) : 0,405 in 0,08 ft Inside sectional area A : 0,0004 ft -6 Q 1,8.10 ft / s Kecepatan linier, v A 0,0004 ft 0,00455 ft/s Bilangan Reynold : N Re ρ v D µ (94,7681 lbm/ft )(0,00455 ft/ s)(0,0417 0,0004 lbm/ft s,4759 (aliran laminar) ft) Untuk pipa Commercial Steel pada N Re,4759 diperoleh harga faktor fanning f 0,71187 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1 sharp edge entrance h c 0,5 0, A 0,5 (1 0) 1 α gc (1)(,174) 1, ft lbf/lbm v 1 elbow 90 h f n.kf. g c 1(0,75) 0,00455, ft lbf/lbm (,174) 1 check valve h f n Kf v g c 1() 0, , ft lbf/lbm (,174) 009.

377 Pipa lurus 0 ft L v F f 4f D g c 4(0,0758) 0,001 ft lbf/lbm ( 0 )(. 0,00455) ( 0,0417) (,174) A 1 v 0, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174),.10-7 ft lbf/lbm Total friction loss F 0,001 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,001 + W 0 -W s 50,001 ft lbf/lbm Efisiensi pompa, η 80 % Wp -Ws / η 6,5015 ft lbf/lbm Wp Q ρ Daya pompa : P ( 6,50568)( 1,8.10 )( 94,7681) 550, hp Digunakan daya motor standar 1/ hp LD.7 Pompa Cation Exchanger (P-09) Fungsi : Memompa air dari Cation Exchanger (V-09) ke Anion Exchanger (V-10) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C 009.

378 Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 74,96 kg/jam 74,96 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,00104 m /s 995,68 kg/m x 600 s/jam 0,06796 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,00104 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,0405 m 1,59581 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,067 in 0,175 ft Diameter Luar (OD) :,75 in 0,1979 ft Luas penampang dalam (A) : 0,0 ft Q Kecepatan linier, v 1,579 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(1,579 ft/ s)(0,175 0,00056 lbm/ft s ft) 0099, (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,000876, pada N Re 0099, diperoleh harga faktor fanning f 0,006 (Geankoplis, 00). Friction loss : 009.

379 A v 1,579 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,0198 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 1,579 0,05814ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,006) 0, ft lbf/lbm 1,579 0, ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 1,597) ( 0,175) (,174) A 1 v 1,579 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,08757 ft lbf/lbm F 0,689 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,689 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,689 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,95486 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,95486)( 0,06769)( 6,1599) 550 0,61804 hp Digunakan daya motor standar ½ hp 009.

380 LD.8 Pompa Anion Exchanger (P-10) Fungsi : Memompa air dari Anion Exchanger (V-11) ke Deaerator (V-1) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 74,96 kg/jam 74,96 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,00104 m /s 995,68 kg/m x 600 s/jam 0,06796 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,00104 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,0405 m 1,59581 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,067 in 0,175 ft Diameter Luar (OD) :,75 in 0,1979 ft Luas penampang dalam (A) : 0,0 ft Q Kecepatan linier, v 1,579 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) 009.

381 (6,1599 lbm/ft )(1,579 ft/ s)(0,175 0,00056 lbm/ft s ft) 0099, (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,000876, pada N Re 0099, diperoleh harga faktor fanning f 0,006 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1,579 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,0198 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 1,579 0,05814ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,006) 0, ft lbf/lbm 1,579 0, ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 1,597) ( 0,175) (,174) A 1 v 1,579 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,08757 ft lbf/lbm F 0,689 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,689 + W 0 -W s 50,689 ft lbf/lbm 009.

382 Efisiensi pompa, η 80 % Wp -Ws / η 6,95486 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,95486)( 0,06769)( 6,1599) 550 0,61804 hp Digunakan daya motor standar ½ hp LD.9 Pompa Kaporit (P-11) Fungsi : Memompa larutan kaporit dari Tangki Pelarutan Kaporit (V-15) ke Tangki Utilitas (V-16) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 17 kg/m 79,41405 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,00067 lb m /ft s 1 cp (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 0,00 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Desain pompa : F 0,00 kg / jam Q ρ 17 kg/m 600 s / jam 4, m /s 1, ft /s untuk aliran viscous N Re < 100 Di,opt Q 0,6 µ 0,18 (Timmerhaus, 004) (1, ft /s) 0,6 (0,00067 lbm/ft.s) 0,18 0,00184 ft 0,01541 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 / 8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,69 in 0,04 ft 0,0068 m 009.

383 Diameter Luar (OD) : 0,405 in 0,08 ft Inside sectional area A : 0,0004 ft -8 Q 1,7.10 ft / s Kecepatan linier, v A 0,0004 ft 4, ft/s Bilangan Reynold : N Re ρ v D µ (79,41045 lbm/ft )(4, ,00067 lbm/ft s 0,1159 (aliran laminar) ft/ s)(0,0417 ft) Untuk pipa Commercial Steel pada N Re 0,1159 diperoleh harga faktor fanning f 14,4001 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 4, sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 1, ft lbf/lbm 5 v 1 elbow 90 h f n.kf. g c -5 (4,4.10 ) 1(0,75) (,174), ft lbf/lbm 1 check valve h f n Kf L v Pipa lurus 70 ft F f 4f D g v g c c -5 (4,4.10 ) 1() (,174) 4(14,4001) 4, ft lbf/lbm 5, ft lbf/lbm -5 ( 70 )(. 4,4.10 ) ( 0,0417) (,174) A 1 v 4, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174), ft lbf/lbm Total friction loss F 4, ft lbf/lbm 5 Dari persamaan Bernoulli : 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P

384 tinggi pemompaan z 50 ft 0 +,174,174 5 ( 50) , W 0 Efisiensi pompa, η 80 % Daya pompa : s -W s 50,00005 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,50006 ft lbf/lbm Wp Q ρ P ( 6,50006)( 1,7.10 )( 79,41045) 550 1, hp Digunakan daya motor standar 1/ hp LD.0 Pompa Utilitas (P-1) Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas (V-16) ke kebutuhan domestik Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 781,667 kg/jam 781,667 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,00018 m /s 995,68 kg/m x 600 s/jam 0, ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,00018 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,0046 m 0,78919 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : 009.

385 Ukuran nominal : 1 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,049 in 0,0874 ft Diameter Luar (OD) : 1,15 in 0,10958 ft Luas penampang dalam (A) : 0,006 ft Q Kecepatan linier, v 1,85 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(1,85 ft/ s)(0,0874 0,00056 lbm/ft s ft) 1414,65 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,00176, pada N Re 1414,65 diperoleh harga faktor fanning f 0,0057 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1,85 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,018 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 1,85 0,084 ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,006) 0,001 ft lbf/lbm 1,85 0,051 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 1,85) ( 0,175) (,174) A 1 v 1,85 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,056 ft lbf/lbm F 0,81 ft lbf/lbm 009.

386 Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,81+ W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,81 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,9109 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,9109)( 0,007701)( 6,1599) 550 0,05475 hp Digunakan daya motor standar 1/ hp LD.1 Pompa Water Cooling Tower (P-1) Fungsi : Memompa air pendingin dari Water Cooling Tower (V-14) untuk keperluan air pendingin proses Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 891,71 kg/jam 891,71 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,001 m /s 995,68 kg/m x 600 s/jam Desain pompa : 0,08169 ft /s 009.

387 untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,001 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0, m, in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,469 in 0,0575 ft Diameter Luar (OD) :,875 in 0,96 ft Luas penampang dalam (A) : 0,0 ft Q Kecepatan linier, v,4590 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(,4590 ft/ s)(0,0575 0,00056 lbm/ft s ft) 5598,86 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,0007, pada N Re 5598,86 diperoleh harga faktor fanning f 0,0058 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1 sharp edge entrance h c 0,5, A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,04699 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75),4590 0,14096 ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1(),4590 0,18794 ft lbf/lbm (1)(,174) 4(0,0058) ( )( ) 0.,4590 ( 0,175) (,174) 009.

388 0,1788 ft lbf/lbm A 1 v, sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) 0,0997 ft lbf/lbm Total friction loss F 0,7877 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) , W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,7877 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,48467 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,48467)( 0,081689)( 6,1599) 550 0,58611 hp Digunakan daya motor standar ¾ hp LD. Pompa Deaerator (P-14) Fungsi : Memompa air dari Deaerator (V-1) ke Ketel Uap (V-1) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,1599 lb m /ft (Geankoplis, 00) 009.

389 Viskositas air (µ) 0,86 cp 0,00056 lb m /ft s (Geankoplis, 00) Laju alir massa (F) 74,96 kg/jam 74,96 kg/jam Laju alir volumetrik (Q) 0,00104 m /s 995,68 kg/m x 600 s/jam 0,06796 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,00104 m /s) 0,45 (995,68 kg/m ) 0,1 0,0405 m 1,59581 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,067 in 0,175 ft Diameter Luar (OD) :,75 in 0,1979 ft Luas penampang dalam (A) : 0,0 ft Q Kecepatan linier, v 1,579 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(1,579 ft/ s)(0,175 0,00056 lbm/ft s ft) 0099, (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,000876, pada N Re 0099, diperoleh harga faktor fanning f 0,006 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1 sharp edge entrance h c 0,5 1,579 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,0198 ft lbf/lbm 009.

390 v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 1,579 0,05814ft lbf/lbm (1)(,174) 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,006) 0, ft lbf/lbm 1,579 0, ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 1,597) ( 0,175) (,174) A 1 v 1,579 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,08757 ft lbf/lbm F 0,689 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,689 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,689 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,95486 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,95486)( 0,06769)( 6,1599) 550 0,61804 hp Digunakan daya motor standar ½ hp LD. Pompa Tangki Bahan Bakar 1 (P-15) Fungsi : Memompa bahan bakar solar dari TB-01 ke Generator Jenis : Pompa sentrifugal 009.

391 Bahan konstruksi Jumlah : Commercial Steel : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 890,071 kg/m 55,56679 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,00056 lb m /ft s 0,86 cp (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 8,16 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Desain pompa : F 8,16 kg / jam Q ρ 890,071 kg/m 600 s / jam 1, m /s 0,0004 ft /s untuk aliran viscous N Re < 100 Di,opt Q 0,6 µ 0,18 (Timmerhaus, 004) (0,0004) 0,6 (0,00079) 0,18 0,0175 ft 0,101 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1/4 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,64 in 0,00 ft Diameter Luar (OD) : 0,54 in Inside sectional area A : 0,0007 ft Q 0,0004 ft / s Kecepatan linier, v A 0,0007 ft 0,5841ft/s Bilangan Reynold : N Re ρ v D (55,56679 lbm/ft )(0,584 ft/ s)(0,00 µ 0,00079 lbm/ft s 11,086 (aliran laminar) ft) Untuk pipa Commercial Steel pada N Re 11,086 diperoleh harga faktor fanning f 0,

392 Friction loss : A v 0,584 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,0065 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 0,584 0,00794ft lbf/lbm (,174) 1 check valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft L v F f 4f D g v g c c 1() 4(0,010) 0,518 ft lbf/lbm 0,584 0,0106 ft lbf/lbm (,174) ( 0 )(. 0,584) ( 0,00) (,174) A 1 v 0,584 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,0059 ft lbf/lbm F 0,78 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,78 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % Daya pompa : Wp -Ws / η 6,848 ft lbf/lbm -W s 50,78 ft lbf/lbm ( 6,848 )( 0,0004)( 55,56679) Wp Q ρ P 0,0067 hp Digunakan daya motor standar 1/ hp 009.

393 LD.4 Pompa Tangki Bahan Bakar (PU-16) Fungsi : Memompa bahan bakar solar dari TB-01 ke ketel uap KU-01 Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 890,071 kg/m 55,56679 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,00056 lb m /ft s 0,86 cp (Othmer, 1968) Laju alir massa (F) 1191 kg/jam Debit air/laju alir volumetrik, Desain pompa : F 1191 kg / jam Q ρ 890,071 kg/m 600 s / jam 0,0007 m /s 0,01 ft /s untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,0007 m /s) 0,45 (890 kg/m ) 0,1 0,05 m 0,985 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,049 in 0,0874 ft Diameter Luar (OD) : 1,15 in Luas penampang dalam (A) : 0,006 ft Q Kecepatan linier, v,188 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) (6,1599 lbm/ft )(,188 ft/ s)(0,0874 0,00056 lbm/ft s ft) 009.

394 18916 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,0017, pada N Re 1877,85 diperoleh harga faktor fanning f 0,007 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v,188 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,066 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75),188 (1)(,174) 0,1099 ft lbf/lbm 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,007) 0,704 ft lbf/lbm,188 0,1465 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(.,188) ( 0,0874) (,174) A 1 v,188 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,07 ft lbf/lbm F 1,070 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,070 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 51,0 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,88 ft lbf/lbm 009.

395 Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,95486)( 0,010)( 6,88) 550 0,0847 hp Digunakan daya motor standar ½ hp LD.5 Pompa Bak Penampung (PL-01) Fungsi : Memompa limbah dari bak penampung ke tangki aerasi Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 1000,6 kg/m 55,56679 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,00057 lb m /ft s 0,784 cp (Othmer, 1968) Laju alir volumetrik (Q) 1,77 m /s 0,017 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (1,77 m /s) 0,45 (1000,6 kg/m ) 0,1 0,09 m 1,19 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 ¼ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,8 in 0,115 ft Diameter Luar (OD) : 1,66 in Luas penampang dalam (A) : 0,0104 ft Q Kecepatan linier, v 1,671 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) 009.

396 (6,469 lbm/ft )(1,671 ft/ s)(0,115 0,00049 lbm/ft s ft) 787 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,001, pada N Re 787 diperoleh harga faktor fanning f 0,007 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 1,671 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,017 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 1,671 (1)(,174) 0,0651 ft lbf/lbm 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 4(0,007) 0,17 ft lbf/lbm 1,671 0,0868 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 1,671) ( 0,115) (,174) A 1 v 1,671 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss Dari persamaan Bernoulli: 1 g c 0,044 ft lbf/lbm F 0,54 ft lbf/lbm g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,070 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,5 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,167 ft lbf/lbm 009.

397 Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,167)( 0,01)( 6,469) 550 0,088 hp Digunakan daya motor standar ½ hp LD.6 Pompa Tangki Aerasi (PL-0) Fungsi : Memompa limbah dari tangki aerasi ke tangki sedimentasi Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 1000,6 kg/m 55,56679 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,00057 lb m /ft s 0,784 cp (Othmer, 1968) Laju alir volumetrik,6 m /s 0,06 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (,6 m /s) 0,45 (1000,6 kg/m ) 0,1 0,05 m 1,59 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 ¼ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,8 in 0,115 ft Diameter Luar (OD) : 1,66 in Luas penampang dalam (A) : 0,0104 ft Q Kecepatan linier, v,474 ft/s A Bilangan Reynold : ρ v D N Re µ (Timmerhaus, 004) 009.

398 (6,469 lbm/ft )(,474 ft/ s)(0,115 0,00057 lbm/ft s ft) 7,65 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,001, pada N Re 1877,85 diperoleh harga faktor fanning f 0,0065 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v,6 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,0476 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75),6 (1)(,174) 0,146 ft lbf/lbm 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 0,645 ft lbf/lbm 4(0,0065),6 0,190 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(.,6) ( 0,115) (,174) A 1 v,6 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss Dari persamaan Bernoulli: 1 g c 0,0951 ft lbf/lbm F 1,105 ft lbf/lbm g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,105 + W 0 Efisiensi pompa, η 80 % Wp -Ws / η 6,9 ft lbf/lbm -W s 51,1 ft lbf/lbm 009.

399 Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,9)( 0,057)( 6,469) 550 0,0847 hp Digunakan daya motor standar ½ hp LD.7 Pompa Tangki Sedimentasi (PL-0) Fungsi : Memompa air resirkulasi dari tangki sedimentasi ke tangki aerasi Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 8 o C Densitas NaOH (ρ) 1000,6 kg/m 55,56679 lb m /ft (Perry, 1999) Viskositas NaOH (μ) 0,00057 lb m /ft s 0,784 cp (Othmer, 1968) Laju alir volumetrik 0,001 m /s 0,04 ft /s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re > 100 Di,opt 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,6 (0,001 m /s) 0,45 (100,6 kg/m ) 0,1 0,044 m 1,71 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,00, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,067 in 0,17 ft Diameter Luar (OD) :,75 in Luas penampang dalam (A) : 0,0 ft Q Kecepatan linier, v 1,85 ft/s A Bilangan Reynold : 009.

400 N Re ρ v D µ (Timmerhaus, 004) (6,469 lbm/ft )(1,85 ft/ s)(0,17 0,00057 lbm/ft s ft) 7786,5 (aliran turbulen) Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε 0, ; ε/d 0,0009, pada N Re 7786,5 diperoleh harga faktor fanning f 0,0059 (Geankoplis, 00). Friction loss : A v 4,94 1 sharp edge entrance h c 0,5 1 A 0,5(1 0) 1 α gc (1)(,174) 0,066 ft lbf/lbm v elbow 90 h f n.kf. g c (0,75) 4,94 (1)(,174) 0,1099 ft lbf/lbm 1 gate valve h f n Kf Pipa lurus 0 ft v g L v F f 4f D g c c 1() 0,704 ft lbf/lbm 4(0,0059) 4,94 0,1465 ft lbf/lbm (1)(,174) ( 0 )(. 4,94) ( 0,17) (,174) A 1 v 4,94 1 sharp edge exit h ex n 1 A 1 (1 0) α gc (1)(,174) Total friction loss 0,05 ft lbf/lbm F 0,485 ft lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: 1 g c g P P1 ( v v1 ) + ( z z1) + + F + Ws 0 (Geankoplis, 00) g ρ c dimana : v 1 v ; v 0 ; P 1 P ; P 0 tinggi pemompaan z 50 ft, s,174 ( 50) ,485 + W

401 Efisiensi pompa, η 80 % -W s 50,485 ft lbf/lbm Wp -Ws / η 6,106 ft lbf/lbm Daya pompa : Wp Q ρ P 550 ( 6,106)( 0,041)( 6,469) 550 0,084 hp Digunakan daya motor standar ½ hp 009.

402 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam pra rancangan pabrik vinil asetat digunakan asumsi sebagai berikut: 4. Pabrik beroperasi selama 0 hari dalam setahun. 5. Kapasitas maksimum adalah ton/tahun. 6. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchasedequipment delivered (Timmerhaus,004). 7. Harga alat disesuaikan dengan basis 7 Mei 009. dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 Rp ,- (Bank BNI, 7 Mei 009). LE.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) LE.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) LE Biaya Tanah Lokasi Pabrik Menurut keterangan masyarakat setempat. biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp /m. Luas tanah seluruhnya 9500 m Harga tanah seluruhnya 9500 m Rp /m Rp ,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5% dari harga tanah seluruhnya (Timmerhaus,004) Biaya perataan tanah 0.05 Rp ,- Rp ,- Total biaya tanah (A) Rp ,-+ Rp ,- Rp ,- LE.1.1. Harga Bangunan Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan. dan Sarana Lainnya No. Nama Bangunan Luas Harga (m) (Rp/m) Jumlah (Rp) 1 Pos Keamanan Parkir Taman Areal Bahan Baku Ruang Kontrol Areal Proses

403 Luas Harga No. Nama Bangunan (m ) (Rp/m Jumlah (Rp) ) 7 Areal Produk Perkantoran Laboratorium Poliklinik Kantin Ruang Ibadah Gudang Peralatan Perpustakaan Unit Pemadam Kebakaran Areal Utilitas Pembangkit Listrik Pembangkit Uap Bengkel Perumahan Karyawan Jalan Total Harga bangunan saja Rp ,- Harga sarana Rp ,- Total biaya bangunan dan sarana (B) Rp ,- LE.1.1. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut: m X I x C x C y (Timmerhaus,004) X1 I y dimana: C x harga alat pada tahun yang diinginkan C y X 1 X I x I y m harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia kapasitas alat yang tersedia kapasitas alat yang diinginkan indeks harga pada tahun yang diinginkan indeks harga pada tahun yang tersedia faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) 009.

404 Untuk menentukan indeks harga pada tahun 009 digunakan metode regresi koefisien korelasi: [ n ΣX i Yi ΣX i ΣYi ] ( ΣX ) n ΣY r (Montgomery, 199) ( n ΣX ) ( ( ΣY ) ) i i i i Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift No. Tahun (Xi) Indeks (Yi) Xi.Yi Xi² Yi² Total Sumber: Tabel 6-. Timmerhaus, 004 Data: n 14 Xi 797 Yi XiYi Xi² Yi² Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE-. maka diperoleh harga koefisien korelasi: r (14). (807996) (797)(14184) [(14). ( ) (797)²] [(14)( ) (14184)² ] ½

405 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y. sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier. Y a + b X dengan: Y indeks harga pada tahun yang dicari (009) X variabel tahun ke n 1 a. b tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh: b ( n ΣX Y ) ( ΣX ΣY ) i i i ( n ΣX ) ( ΣX ) i a i i ΣYi. ΣXi ΣXi. ΣXi.Yi (Montgomery, 199) n. ΣXi ( ΣXi) Maka: (14)(807996) (797)(14184) 556 b 16, 8089 (14)( ) (797) 185 (14184)( ) (797)(807996) a 58, 8 (14)( ) (797) 185 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y a + b X Y 16,8089X 58,8 Dengan demikian. harga indeks pada tahun 009 adalah: Y 16,809(009) 58,8 Y 140,06154 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4. Timmerhaus., 004. Untuk alat yang tidak tersedia. faktor eksponensialnya dianggap 0.6 (Timmerhaus., 004). 009.

406 Contoh perhitungan harga peralatan: 1. Tangki Penyimpanan Etilena (TK-101) Kapasitas tangki. X m. Dari Gambar LE.1. diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X 1 ) 1 m³ pada tahun 00 adalah (C y ) US$ Dari tabel 6-4. Timmerhaus., 004. faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun 00 (I y ) Capacity, gal Purchased cost, dollar Mixing tank with agitator 04 Stainless stell Carbon steel 10 kpa (0 psig) Carbon-steel tank (spherical) Jan,00 P Capacity, m Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan (Timmerhaus., 004) Indeks harga tahun 009 (I x ) adalah 140, Maka estimasi harga tangki untuk (X ) 615,6811 m adalah: 0,49 615, ,06154 C x US$ C x US$ (Rp10.860,-)/(US$ 1) C x Rp ,-/unit 009.

407 . Kolom Distilasi (T-101) Kolom distilasi yang dipergunakan berukuran diameter,6 m. dengan tinggi kolom 1,14 m dengan banyaknya tray dalam kolom sebanyak 0 buah. Dari Gambar LE.. didapat bahwa untuk spesifikasi tersebut didapat harga peralatan pada tahun 00 (I y 110) adalah US$.000,- untuk tinggi kolom 0 m dan faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,6. Maka harga sekarang (009) adalah:,6 C x.kolom US$ C x.kolom Rp /unit 0,6 140,06154 (Rp10.860,-)/(US$ 1) 110 Gambar LE. Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi. Harga Tidak Termasuk Trays. Packing. atau Sambungan. (Timmerhaus., 004) Sedangkan dari Gambar LE. didapat harga tiap sieve tray adalah US$ 50,- untuk kolom berdiameter 0,7 m dan faktor eksponen untuk tray adalah (m) 0,86. Maka: C x.tray 0 US$ 50 C x.tray Rp ,-,6 0,7 Jadi total harga keseluruhan unit distilasi (T-101) adalah: 0, ,- + Rp ,- Rp ,- 140,06154 (Rp10.860,-)/(US$ 1)

408 Gambar LE. Harga Tiap Tray dalam Kolom Distilasi. Harga Termasuk Tanggul. Permukaan Saluran Limpah. Saluran Uap dan Bagian Struktur Lainnya (Timmerhaus., 004) Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE. untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE.4 untuk perkiraan peralatan utilitas. Sedangkan untuk pompa non-impor, harga diambil dari PT Duta sarana tanggal April 009. Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - Biaya transportasi 5 % - Biaya asuransi 1 % - Bea masuk 15 % (Rusjdi, 004) - PPn 10 % (Rusjdi, 004) - PPh 10 % (Rusjdi, 004) - Biaya gudang di pelabuhan 0,5 % - Biaya administrasi pelabuhan 0,5 % - Transportasi lokal 0,5 % - Biaya tak terduga 0,5 % Total 4 % 009.