Lampiran Tangki [PDF]

Citation preview

LAMPIRAN B PERHITUNGAN TANGKI PENYIMPANAN



LEMBAR PERHITUNGAN Nama alat



Tangki Penyimpanan Hidrogen



Kode



Fungsi



Menyimpan Hidrogen dalam fasa gas



T-101



Tangki Penyimpanan Gas Hidrogen (T-101)



Data Perhitungan Bentuk



: Bola (spherical)



Bahan



: Carbon Steels SA-283 Grade C



Jumlah



: 5 unit



Lama penyimpanan (t)



: 1 hari operasi = 24 jam



Temperatur (T)



: 30oC = 303,15 K



Tekanan (P)



: 10 atm



Laju alir massa (F)



: 117482.86 kg/jam



Densitas (ρ)



: 0,0899 kg/m3 = 0,0056 lb/ft3



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



Perhitungan 1. Volume Gas Hidrogen (H2) Volume Liquid



𝐹



=𝜌 ×𝑡 =



117482.86 kg/jam 0,0899 kg/m3



× 24 jam



= 31363611 m3 Jumlah bahan baku H2 yang harus disaimpan dalam satu hari sebanyak 31363611 m3 kg yang disimpan dalam 5 tangki. Jika disimpan hanya dalam satu tangki akan membutuhkan ukuran tangki yang terlalu besar. VL



= 31363611/5 = 6272722.2 m3 = 221519097 ft3



Safety Factor



= 20 %



VTangki



= (100/80) × VL = (100/80) × 6272722.2 m3 = 7840902.8 m3 = 276898871 ft3



2. Menentukan Diameter dan Tinggi Tangki Untuk spherical: VTangki



4



= 3 𝜋𝑟 3



Sehingga diperoleh 3



𝑉𝑡 ×3



3



7840902.8 ×3



= √( 4 ×𝜋 )



r



= √(



4 ×3.14



)



= 123.26 m = 404.43 ft



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



3. Menghitung Tekanan Desain Poperasi



= 10 atm = 146.96 psi



PHidrostatis



= =



𝜌 (ℎ−1) 144 0.0056 (404.43−1) 144



= 0.0157 psi PAbsolut



= (146.96 + 0.0157) psi = 146.98 psi



Tekanan Desain 5-10 % di atas tekanan kerja absolut (Coulson, 1988). Tekanan desain yang dipilih 10 % diatasnya Pdesain



= (1 + 0.1) × PAbsolut = (1 + 0.1) × 146.98 psi = 161.67 psi



4. Menentukan Tebal Tangki 5 ×𝑃 ×𝐿



tshell



=



f (T. diizinkan)



= 12650 psi



tshell



=



6 ×𝑓



5 ×161.67 × 123.26 6 ×12650



= 1.31 m = 51.69 in



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



LEMBAR PERHITUNGAN Nama Alat



Tangki Penyimpan Umpan Nafta



Kode



Fungsi



Menyimpan Bahan Umpan Nafta



T-02



Data Perhitungan: Tekanan,P



: 2574310 x 10-6 Pa = 25.41 atm



Temperatur penyimpanan,T



: 30 oC = 303.15 K



Lama penampungan



: 1 hari



Laju aliran massa,F



: 5,92,569.64 kg/jam



Densitas,ρ



: 646.42 kg/m3



Unit



:5



A. Perhitungan Kapasitas Tangki Kapasitas Tangki Massa benzen, m



: F × lama penyimpanan : 5,92,569.64 kg/jam×24 jam×1 hari = 14221671.36 kg



Volume total



: :



𝑚 𝜌 14221671.36 kg 646.42 kg/m3



: 22000 m3 Volume/unit, Vu



:



22000 m3 5



: 4400.13 m3 Untuk perancangan bejana faktor keamanan diambil 20 %, maka



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



Volum tangki, Vt



: 1.2 x Vu : 1.2 × 4400.13 m3 : 5280.16 m3



B. Perhitungan Ukuran Tangki Diameter dan Tinggi Silinder yang direncanakan Tinggi silinder : Diameter



:5:4



Tinggi head : Diameter



:1:4



Volume silinder, Vs



: 0.91825 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume head, Vh



: 0.000049 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume total, Vt



: Vs+Vh



5280.16 m3



: 0.91825 × D3+0.000049 × D3



D3



: 574993 m3



Diameter, D



: 17.92 m



Jari-jari, r



: 8.96 m



Tinggi silinder, Hsr



:4 × D



Tinggi silinder, Hsr



: 22.39 m



Tinggi head, Hh



:4 × D



Tinggi head, Hh



: 4.48 m



Tinggi total tangki, Ht



: Hsr + Hh



Tinggi total tangki, Ht



: 26.87 m



Tinggi cairan, Hc



:



Tinggi cairan, Hc



: 22.39 m



5



1



Vu Vt



× Ht



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



C. Perhitungan Tebal Shell, ts Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah Jenis plate



: Carbon steels SA-285 Grade C



Tegangan yang diizinkan, f



: 13750 psi = 935.63 atm



Jenis sambungan



: Single welded butt joint



Efisiensi sambungan, F



: 0,8



Faktor korosi, C



: 0,125



Tekanan hidrostatik, Ph



:𝜌 × g × h : 141863.89 Pa = 1.4 atm



Tekanan operasi, P



: 25.41 atm



Untuk shell dan head digunakan faktor keamanan diambil 10% Tekanan design, Pd



: 29.49 atm



Tebal Shell, ts



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



𝑃𝑟



[Brownell dan Young, 1959]



25.41 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,85−0,6×25.41 atm + 0,125 : 1.65 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 2 in



Tebal shell = tebal head Perhitungan Tebal Head, th Jenis head yang digunakan merupakan torispherical head Tebal Head, th



𝑃𝑟



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



[Brownell dan Young, 1959]



25.41 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,8−0,6×25.41atm + 0,125 : 1.65 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 2 in



Tebal shell = tebal head Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



LEMBAR PERHITUNGAN Nama Alat



Tangki Penyimpan Benzen



Kode



Fungsi



Menyimpan Bahan Produk Benzen



T-03



Data Perhitungan: Tekanan,P



: 5.69722 x 10-6 Pa = 56.22 atm



Temperatur penyimpanan,T



: 30 oC = 303.15 K



Lama penampungan



: 1 hari



Laju aliran massa,F



: 82719.9511 kg/jam



Densitas,ρ



: 873 kg/m3



Unit



:5



D. Perhitungan Kapasitas Tangki Kapasitas Tangki Massa benzen, m



: F × lama penyimpanan : 82719.9511 kg/jam×24 jam×1 hari = 1,985,278.83 kg



Volume total



: :



𝑚 𝜌 1,985,278.83 kg 873 kg/m3



: 2274.09 m3 Volume/unit, Vu



:



2274.09 m3 5



: 454.82 m3 Untuk perancangan bejana faktor keamanan diambil 20 %, maka



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



Volum tangki, Vt



: 1.2 x Vu : 1.2 × 454.82 m3 : 545.78 m3



E. Perhitungan Ukuran Tangki Diameter dan Tinggi Silinder yang direncanakan Tinggi silinder : Diameter



:5:4



Tinggi head : Diameter



:1:4



Volume silinder, Vs



: 0.91825 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume head, Vh



: 0.000049 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume total, Vt



: Vs+Vh



545.78 m3



: 0.91825 × D3+0.000049 × D3



D3



: 594.34 m3



Diameter, D



: 8.41 m



Jari-jari, r



: 4.205 m



Tinggi silinder, Hsr



:4 × D



Tinggi silinder, Hsr



: 10.51 m



Tinggi head, Hh



:4 × D



Tinggi head, Hh



: 2.10 m



Tinggi total tangki, Ht



: Hsr + Hh



Tinggi total tangki, Ht



: 12.61 m



Tinggi cairan, Hc



:



Tinggi cairan, Hc



: 10.51 m



5



1



Vu Vt



× Ht



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



F. Perhitungan Tebal Shell, ts Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah Jenis plate



: Carbon steels SA-285 Grade C



Tegangan yang diizinkan, f



: 13750 psi = 935.63 atm



Jenis sambungan



: Single welded butt joint



Efisiensi sambungan, F



: 0,8



Faktor korosi, C



: 0,125



Tekanan hidrostatik, Ph



:𝜌 × g × h : 89914.24 Pa = 0.88 atm



Tekanan operasi, P



: 56.22 atm



Untuk shell dan head digunakan faktor keamanan diambil 10% Tekanan design, Pd



: 62.82 atm



Tebal Shell, ts



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



𝑃𝑟



[Brownell dan Young, 1959]



56.22 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,85−0,6×56.22 atm + 0,125 : 1.66 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts Tebal shell = tebal head



: 2 in



Perhitungan Tebal Head, th Jenis head yang digunakan merupakan torispherical head Tebal Head, th



𝑃𝑟



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



[Brownell dan Young, 1959]



56.22 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,8−0,6×56.22atm + 0,125 : 1.66 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 2 in



Tebal shell = tebal head Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



LEMBAR PERHITUNGAN Nama Alat



Tangki Penyimpan Toluen



Kode



Fungsi



Menyimpan Bahan Produk Toluen



T-04



Data Perhitungan: Tekanan,P



: 3438076 x 10-6 Pa = 33.93 atm



Temperatur penyimpanan,T



: 30 oC = 303.15 K



Lama penampungan



: 1 hari



Laju aliran massa,F



: 92438.9477 kg/jam



Densitas,ρ



: 865 kg/m3



Unit



:5



G. Perhitungan Kapasitas Tangki Kapasitas Tangki Massa Toluen, m



: F × lama penyimpanan : 92438.9477 kg/jam×24 jam×1 hari = 2,218,534.75 kg



Volume total



: :



𝑚 𝜌 2,218,534.75 kg 865 kg/m3



: 2564.96 m3 Volume/unit, Vu



:



2564.96 m3 5



: 512.95 m3 Untuk perancangan bejana faktor keamanan diambil 20 %, maka



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



Volum tangki, Vt



: 1.2 x Vu : 1.2 × 512.95 m3 : 615.55 m3



H. Perhitungan Ukuran Tangki Diameter dan Tinggi Silinder yang direncanakan Tinggi silinder : Diameter



:5:4



Tinggi head : Diameter



:1:4



Volume silinder, Vs



: 0.91825 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume head, Vh



: 0.000049 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume total, Vt



: Vs+Vh



615.55 m3



: 0.91825 × D3+0.000049 × D3



D3



: 670.31 m3



Diameter, D



: 8.75 m



Jari-jari, r



: 4.375 m



Tinggi silinder, Hsr



:4 × D



Tinggi silinder, Hsr



: 10.94 m



Tinggi head, Hh



:4 × D



Tinggi head, Hh



: 2.188 m



Tinggi total tangki, Ht



: Hsr + Hh



Tinggi total tangki, Ht



: 12.61 m



Tinggi cairan, Hc



:



Tinggi cairan, Hc



: 10.94 m



5



1



Vu Vt



× Ht



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



I. Perhitungan Tebal Shell, ts Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah Jenis plate



: Carbon steels SA-285 Grade C



Tegangan yang diizinkan, f



: 13750 psi = 935.63 atm



Jenis sambungan



: Single welded butt joint



Efisiensi sambungan, F



: 0,8



Faktor korosi, C



: 0,125



Tekanan hidrostatik, Ph



:𝜌 × g × h : 92735.2 Pa = 0.915 atm



Tekanan operasi, P



: 33.93 atm



Untuk shell dan head digunakan faktor keamanan diambil 10% Tekanan design, Pd



: 38.33 atm



Tebal Shell, ts



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



𝑃𝑟



[Brownell dan Young, 1959]



38.33atm ×0.125



: 935.63 atm×0,85−0,6×38.33atm + 0,125 : 1.505 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts Tebal shell = tebal head



: 2 in



Perhitungan Tebal Head, th Jenis head yang digunakan merupakan torispherical head Tebal Head, th



𝑃𝑟



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



[Brownell dan Young, 1959]



25.41 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,8−0,6×25.41atm + 0,125 : 1.505 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 2 in



Tebal shell = tebal head Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



LEMBAR PERHITUNGAN Nama Alat



Tangki Penyimpan Xilen



Kode



Fungsi



Menyimpan Bahan Produk Xilen



T-05



Data Perhitungan: Tekanan,P



: 2.103687 x 10-6 Pa = 20.76 atm



Temperatur penyimpanan,T



: 30 oC = 303.15 K



Lama penampungan



: 1 hari



Laju aliran massa,F



: 98842.69 kg/jam



Densitas,ρ



: 860.78 kg/m3



Unit



:5



J. Perhitungan Kapasitas Tangki Kapasitas Tangki Massa Toluen, m



: F × lama penyimpanan : 98842.69 kg/jam×24 jam×1 hari = 2,372,224.57 kg



Volume total



: :



𝑚 𝜌 2,372,224.57 kg 860.78 kg/m3



: 2755.9 m3 Volume/unit, Vu



:



2755.9 m3 5



: 512.95 m3 Untuk perancangan bejana faktor keamanan diambil 20 %, maka Volum tangki, Vt



: 1.2 x Vu



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



: 1.2 × 512.95 m3 : 661.42 m3 K. Perhitungan Ukuran Tangki Diameter dan Tinggi Silinder yang direncanakan Tinggi silinder : Diameter



:5:4



Tinggi head : Diameter



:1:4



Volume silinder, Vs



: 0.91825 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume head, Vh



: 0.000049 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume total, Vt



: Vs+Vh



661.42 m3



: 0.91825 × D3+0.000049 × D3



D3



: 720.26 m3



Diameter, D



: 8.934 m



Jari-jari, r



: 4.467 m



Tinggi silinder, Hsr



:4 × D



Tinggi silinder, Hsr



: 11.2 m



Tinggi head, Hh



:4 × D



Tinggi head, Hh



: 2.241 m



Tinggi total tangki, Ht



: Hsr + Hh



Tinggi total tangki, Ht



: 13.44 m



Tinggi cairan, Hc



:



Tinggi cairan, Hc



: 11.20 m



5



1



Vu Vt



× Ht



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



L. Perhitungan Tebal Shell, ts Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah Jenis plate



: Carbon steels SA-285 Grade C



Tegangan yang diizinkan, f



: 13750 psi = 935.63 atm



Jenis sambungan



: Single welded butt joint



Efisiensi sambungan, F



: 0,8



Faktor korosi, C



: 0,125



Tekanan hidrostatik, Ph



:𝜌 × g × h : 94520.32 Pa = 0.93 atm



Tekanan operasi, P



: 20.76 atm



Untuk shell dan head digunakan faktor keamanan diambil 10% Tekanan design, Pd



: 23.86 atm



Tebal Shell, ts



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



𝑃𝑟



[Brownell dan Young, 1959]



23.86 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,85−0,6×23.86 atm + 0,125 : 1.34 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts Tebal shell = tebal head



: 1.5 in



Perhitungan Tebal Head, th Jenis head yang digunakan merupakan torispherical head Tebal Head, th



𝑃𝑟



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



[Brownell dan Young, 1959]



23.86 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,8−0,6×23.86 atm + 0,125 : 1.34 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 1.5 in



Tebal shell = tebal head Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



LEMBAR PERHITUNGAN Nama Alat



Tangki Penyimpan Etilbenzen



Kode



Fungsi



Menyimpan Bahan Produk Etilbenzen



T-06



Data Perhitungan: Tekanan,P



: 2.224401 x 10-6 Pa = 21.95 atm



Temperatur penyimpanan,T



: 30 oC = 303.15 K



Lama penampungan



: 1 hari



Laju aliran massa,F



: 1539.5257 kg/jam



Densitas,ρ



: 861.006 kg/m3



Unit



:5



M. Perhitungan Kapasitas Tangki Kapasitas Tangki Massa Toluen, m



: F × lama penyimpanan : 1539.5257 kg/jam×24 jam×1 hari = 36948.62 kg



Volume total



:



𝑚 𝜌 36948.62 kg



: 861.006 kg/m3 : 42.91 m3 Volume/unit, Vu



:



42.91 m3 5



: 8.58 m3 Untuk perancangan bejana faktor keamanan diambil 20 %, maka Volum tangki, Vt



: 1.2 x Vu



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



: 1.2 × 8.58 m3 : 10.3 m3 N. Perhitungan Ukuran Tangki Diameter dan Tinggi Silinder yang direncanakan Tinggi silinder : Diameter



:5:4



Tinggi head : Diameter



:1:4



Volume silinder, Vs



: 0.91825 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume head, Vh



: 0.000049 × D3



[Brownel dan Young, 1959]



Volume total, Vt



: Vs+Vh



10.3 m3



: 0.91825 × D3+0.000049 × D3



D3



: 7.14 m3



Diameter, D



: 1.93 m



Jari-jari, r



: 0.965 m



Tinggi silinder, Hsr



:4 × D



Tinggi silinder, Hsr



: 11.2 m



Tinggi head, Hh



:4 × D



Tinggi head, Hh



: 2.241 m



Tinggi total tangki, Ht



: Hsr + Hh



Tinggi total tangki, Ht



: 2.88 m



Tinggi cairan, Hc



:



Tinggi cairan, Hc



: 2.41 m



5



1



Vu Vt



× Ht



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



O. Perhitungan Tebal Shell, ts Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah Jenis plate



: Carbon steels SA-285 Grade C



Tegangan yang diizinkan, f



: 13750 psi = 935.63 atm



Jenis sambungan



: Single welded butt joint



Efisiensi sambungan, F



: 0,8



Faktor korosi, C



: 0,125



Tekanan hidrostatik, Ph



:𝜌 × g × h : 20314.06 Pa = 0.2 atm



Tekanan operasi, P



: 21.95 atm



Untuk shell dan head digunakan faktor keamanan diambil 10% Tekanan design, Pd



: 24.37 atm



Tebal Shell, ts



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



𝑃𝑟



[Brownell dan Young, 1959]



21.95 atm ×0.125



: 935.63 atm×0,85−0,6×21.95 atm + 0,125 : 1.28 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 1.5 in



Tebal shell=tebal head Tebal head



𝑃𝑟



𝑡 : 𝑓𝐸−0,6𝑃 + 𝐶



:



[Brownell dan Young, 1959]



21.95 atm ×0.125 935.63 atm×0,85−0,6×21.95 atm



+ 0,125



: 1.28 𝑖𝑛 Digunakan tebal shell, ts



: 1.5 in



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh



Tugas Pra-Rancangan Kelompok IV/ S. Genap /2016-2017 Dibuat oleh



Diperiksa oleh



Disetujui oleh