TANGKI PENYIMPANAN BAHAN BAKU ETHANOLRancanglah suatu bejana untuk menyimpan bahan baku Methanol untuk pabrik Biodiesel selama 7 hari. Laju alir massa bahan baku tersebut adalah 2,800 kg/jam. Direncanakan bejana ini beroperasi pada suhu 250 C dan tekanan 1 atm. Lokasi yang tersedia untuk bejana tersebut cukup luas. Komposisi bahan baku tersebut adalah 98% wt Methanol dengan impurities air?

Penyelesaian :Perimbangan dalam menentukan jenis tangki :1. Fungsi menyimpan bahan baku.Pilihan bejana : Tangki silinder tegak dengan tutup atas conical dan tutup bawah flat Tangki silinder horizontal atau tegak dengan tutup pada kedua ujungnya Tangki berbentuk bolaBejana yang dipilih: Tangki silinder tegak dengan tutup atas conical dan tutup bawah flat.2. Cair, berbahaya dan beracunPilihan bejana : Tangki silinder tegak dengan tutup atas conical dan tutup bawah flat Tangki silinder horizontal atau tegak dengan tutup pada kedua ujungnya3. Suhu kamar dan tekanan atmosferikPilihan bejana : Tangki silinder tegak dengan tutup atas conical dan tutup bawah flat. Tangki silinder horizontal atau tegak dengan tutup pada kedua ujungnya.4. Berdasarkan pertimbangan diatas maka bejana yang paling cocok digunakan adalah tangki silinder tegak dengan tutup atas conical dan tutup bawah flat5. Bahan konstruksi yang cocok untuk metanol adalah SA 283 grade C dan SA 285 grade C. Berdasarkan nilai f pada tabel 3.1, maka dipilih SA 283 grade C karena harganya yang lebih murah.

6. Kapasitas bejana= 2,800 kg/jam= 2,800 kg/jam x 24 jam/hari x 7 hari= 470,400 kg/7 hari

Fraksi berat metanol= 98% wtFraksi berat air= 2% wtBM metanol (CH4O)= 1(12) + 4(1) + 1(16)= 32BM toluene (H2O)= 2(1) + 1(16) = 18

Fraksi mol metanol= = 0,965 = 96,5%

Fraksi mol air= = 0,035 = 3,5%

Gambar 2. Tangki Silinder Tegak Bertutup (atas) Conical dan Bertutup Flat(bawah)

;

= 799,087 kg/ltr x 2,2046 lb/kg x (0,3048 m/ft)3= 49,88 lb/ft3Kapasitas bejana untuk persediaan selama 7 hari = m/

= = 588.6718 L x 6,2901 bbl/m3 = 4482,1743 bbl7. Dari Appendix E item 1, dengan kapasitas 4482,1743 bblKapasitas yang mendekati adalah 4530 bblDiameter tangki (D)= 30 ftTinggi tangki (H)= 36 ftJumlah course= 6 8. Dengan persamaan Brownell & Young :

Dimana : f= 12.650 lb/in2 (tabel 1.3) E= 0,8 (double welded butt joint) (tabel 1.3) C= 0,125 in (SA 283 grade C)

= 0,36058 in ; dipilih t1 komersil = 0,36 in

= 0,3202 in ; dipilih t1 komersil = 0,32 in

= 0,2798 in ; dipilih t1 komersil = 0,28 in

= 0,2394 in ; dipilih t1 komersil = 0,24 in

= 0,199 in ; dipilih t1 komersil = 0,2 in

= 0,1587 in ; dipilih t1 komersil = 3/16 = 0,1875 in

9. Menentukan tinggi head conical. Sebaiknya trial memberikan nilai th = t6

;= 0,372

Dengan OA = tinggi tutup conical

;= 6,0117 ftTebal tutup bawah flat karena D > 20 ft maka flat bottom ketebalannya disamakan dengan course shell paling bawah (t1) dan dilebihkan sekitar 10 cm dari diameter tangki luar.Th flat = t1 = 0,36 in x 1/12 ft/in = 0,03 ftMaka tinggi total tangki adalah :Ttot = H + th flat + OA = (36 + 0,03 + 6,0117)ft = 42,0417 ft

VI. TANGKI PENAMPUNGAN PVCRancanglah sebuah tangki (Hopper) tempat penampungan PVC untuk diumpankan ke silo. Hopper menggunakan tutup atas flange disk ands tutup bawah conical. Jika bejana beroperasi padsa suhu 30 oC dan tekanan 1 atm. Laju alir massa bahan baku tersebut adalah 8333.3333 kg/jam.

Gambar 6. Tangki Bertutup atas Flange Disk dan Bertutup bawah Conical.

1. Fungsi : Menampung PVC untuk diumpankan ke silo.2. Hopper menggunakan tutup atas flange disk ands tutup bawah conical.3. Data perhitungan :Tekanan, P : 1 atmTemperatur, T : 30 oC = 303 KLaju alir massa, F : 8333.3333 kg/jam = 18371.8551 lb/hrDensitas, : 0.52 kg/l = 12.467 lb/ft3 (Wallas)4. Dimensi tangki :Basis : 10 menit

Volume = = Digunakan faktor keamanan 10%, maka :Volum tangki = (1.1 x 94.307 ft3) = 103.738 ft3Volum tangki = volume shell + volume head conicalvolume head conical = 0.262 (tan ) / 2 (D3-d3) = 300, d = 0.125 ft (discharger pipe bottom distillation III)Volume head conical = 0.26 x (0.577/2) x (D3-0.1253) = 0.076 D3 0.0001

Volume tangki = dipilih tinggi/diameter (Hs/D) = 1Volume tangki = 0.860 D2 0.0001103.738 ft3 = 0.860 D2 0.0001D = 4.94 ft = 59.28 inHs = 4.94 ft = 59.28 in

5. Tebal shellSpesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah sebagai berikut:Jenis plateTegangan diizinkan, fJenis sambunganEfisiensi sambungan, EFaktor korosi, C= Carbon steel SA-285 Grade C= 13.750 Psi= Doubled-welded butt-joint= 80 %= 0.125 in

(Brownell & Young)

Tinggi cairan, HLVs = volume shell + Volume conical head

Vs =

94.307 ft3 = Hs = 4.44 ft

Tekanan hidrostatik, Ph

Tekanan operasi, Pop = 1 atm = 14.7 PsiTekanan desain, P = Ph + Pop = 1.001 + 14.7 = 15.701 Psi

(Brownell &Young)

Tebal head (th)Jenis tutup yang digunakan adalah flange only (atas) dan conical head (bawah) pada tekanan 1 atm Flange Only Head (atas)OD = ID + 2ts = 59.28 + (2 x 0.25 ) = 59.78 in = 4.982 ft Conical Head (bawah)Sudut kemiringan, = 300

(Brownell & Young)

Sudut kemiringan tutup atas (roof), = 300Tinggi head = tan x t = tan 300 x (4.94 ft/2) = 1.43 ftTinggi total tangki = Hs + Conical head = 4.94 + 1.43 = 6.37 ft = 1.942 m

H

D

d