Tangki HCL [PDF]

Citation preview

Fungsi :



Tangki penyimpanan HCl



Direncanakan menyimpan produk fenol dengan kondisi penyimpanan : P: 1 atm 101.32503 kPa T: 30 oC 303.15 K Dengan head berbentuk Thorispherical Jenis bahan yang digunakan low-alloy SA-204 grade A karena produk fenol yang dihasilkan cenderung pH rendah (asam)



1 Menentukan Kapasitas Tangki Kapasitas produk yang dihasilkan : 1232.5696381703 kg/jam 1 hari : 24 jam Rencana lama waktu penyimpanan : 30 hari Kapasitas 1 tangki : 887450.14 kg 2 Menghitung Densitas Campuran Neraca Massa Produk komponen HCl H2O



Masuk BM (kg/jam) 60.09661 456.05076612301 18.01534 776.51887204728 1232.5696381703



Total



fraksi, X



Data Densitas (Yaw A 0.37 0.44134 0.63 0.34710



1



3 Menghitung volume tangki Volume tangki dihitung untuk penyimpanan selama 30 hari massa produksi dengan volume sebesar :



𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 = 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠/(𝜌 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑢𝑟𝑎𝑛)



Vol. tangki = 957.79670167 m3



33824.303180412 ft3



4 Menghitung diameter dan tinggi tangki D



=



H



(pers. 3.11 , Brownell 1977)



V



(π D2 H )/ 4



=



(pers. 3.1 , Brownell 1977)



Dari kedua persamaan diatas didapat :



𝑉 = (𝜋 𝐻^2 𝐻)/4



sehingga,



𝐻 = ((4 ×𝑉)/𝜋)^(1/3) H = 10.685656931 m



35.05793068522 ft



dari hasil diatas dapat dihitung diameter tangki = D



=



H



10.685656930914



m



=



untuk ukuran standart, tangki yang digunakan berdasarkan pada (Appendix E Brownell, 1977 hal: 346) : D= 35 ft (Appendix E, Brownell, 1977 hal : 346) H= 36 fr (Appendix E, Brownell, 1977 hal : 346) V= 6170 bbl (Appendix E, Brownell, 1977 hal : 346) 981.03 dan bila dihitung kelebihan perancangan =



% 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑣𝑜𝑙 = (𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛, 𝑏𝑏𝑙 −𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛, 𝑏𝑏𝑙)/(𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛, 𝑏𝑏𝑙;) ×100 %



% excess vol =



2.42 %



5 Menghitung tebal shell, dimensi shell dan jumlah course Dari appendix E Brownell and Young untuk D = 45 ft dan H = 48 ft, digunakan 8 buah course. sehingga menggunakan lebar plate komersial sebesar = 6 ft dipilih bahan yang digunakan low-alloy SA 204 grade A dengan karakteristik sbb : f= 16250 psia 16250 lb/in2 E= 80% untuk nilai E diambil yang Double-welded butt joint, dikarenakan pengelasan ini kuat dan tidak memiliki keterbatasan. Tebal dinding tangki dihitung dengan : 𝑡= (𝑃 . 𝑑)/(2 𝑓 𝐸 )+𝐶 dengan : t = tebal shell, in f = Tegangan kerja (working stress), psia



E = effisiensi pengelasan d = Diamter Tangki, in P = Tekanan Operasi, lb/in2 C = faktor korosi (Data ASME : C pada kisaran 0.0625-0.125 in) diambil nilai C = 0.125 in Tekanan Internal dihitung dengan : 𝑃=𝜌 ( (𝐻−1) )/144 dengan : ρ = Densitas campuran = H = Tinggi Course, ft P = Tekanan internal tangki, psi



926.5538



Dari persamaan diatas diperoleh : 𝑡= (𝜌 (𝐻−1) . 𝑑)/(2 144 𝑓 𝐸 )+𝐶



Direncanakan menggunakan shell plate dengan 72-in butt-welded course (Appendix E, item 2, Brownell hal 347). Dengan u D= 35 ft 420 in 10.668 H= 36 ft 432 in 10.9728 dengan jumlah Course = 6 buah



6 Menghitung tebal shell a Course 1 t1=



0.429836188495074 in



dipilih tebal shell standart =



4/9



0.313090414177812 in



dipilih tebal shell standart =



3/8



0.274175156072058 in



dipilih tebal shell standart =



1/3



0.235259897966303 in



dipilih tebal shell standart =



1/4



b Course 2 t2= c



Course 3 t3=



d Course 4 t4= e Course 5



t5= f



0.196344639860549 in



dipilih tebal shell standart =



1/4



0.157429381754795 in



dipilih tebal shell standart =



1/4



Course 6 t 6=



7 Menghitung Panjang Plate Direncanakan menggunakan 8 plate untuk tiap course, allowance untuk vertical welded joint (Jaran sambungan antar plate dan lebar course 6 ft 𝐿= (𝜋 𝑑 −𝑊𝑒𝑙𝑑 𝑙𝑒𝑛𝑔ℎ𝑡)/12𝑛+𝐶 dengan : L = Panjang tiap Plate, ft D = Diameter dalam tangki + tebal Shell n = Jumlah plate Weld length = n x allowable welded joint sehingga : Dimensi Course Course 1 Panjang Plate



a Course 1 L1 =



13.7387727083333 ft



Lebar plate tebal shell jumlah plate



13.7367447916667 ft



Course 2 Panjang Plate Lebar plate tebal shell



13.7347005208333 ft



jumlah plate



Course 2 L2 = Course 3 L3 = Course 4



Course 3



Panjang Plate L4 =



13.73265625 ft



Lebar plate tebal shell jumlah plate



13.73265625 ft



Course 4 Panjang Plate Lebar plate tebal shell



13.73265625 ft



jumlah plate



Course 5 L5 = Course 6 L6 =



Course 5 Panjang Plate Lebar plate tebal shell jumlah plate Course 6 Panjang Plate Lebar plate tebal shell jumlah plate



8 Perhitungan tebal dan dimensi Head O D = ID + ts Course terakhir OD= 420 in



(ditambah 1 ts course terakhir karena hanya mengguanakan 1 head dibag



dengan tebal shell (ts) 3/16in dan OD = 540.1875 in, maka didapat data : r= icr = icr/r =



48 in 3 0.06%



Menghitung stress intensification factor (W) untuk jenis head torispherical dish head dengan



Joint efficiency =



80%



𝑊= 1/4×(3+√(𝑟/𝑖𝑐𝑟)) W=



1.75000



𝑡ℎ= (𝑃 . 𝑟 . 𝐸)/(2 . 𝑓 . 𝐸 −0.2 . 𝑃)+𝐶



t h = 0.2389565206344 in dipilih tebal shell head standart = 1/4 in atau



7/16



9 Menghitung Tinggi Head total



tinggi keseluruhan tangki penyimpanan =



L + OA 16.376369495624 m



Tangki Penyimpanan Fenol (TP-04)



lkan cenderung pH rendah (asam)



𝜌 (𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦)= 〖𝐴 ∗𝐵〗 ^( 〖− (1−𝑇/𝑇𝑐) 〗 ^𝑛 )



ρ



Data Densitas (Yaws)



ρ



ρ camp.



B 0.26957



n 0.31870



Tc (Gr/mL) (kG/m3) (kG/m3) 324.00 0.76254688 762.546881 282.1423461



0.27400



0.28571



647.13



lume sebesar :



6024.1084 bbl 3012.054198216



1.02287527 1022.87527 644.4114183 926.5537644



35.05793068522



ft



, 1977 hal: 346) : wnell, 1977 hal : 346) wnell, 1977 hal : 346) wnell, 1977 hal : 346)



𝑙 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛, 𝑏𝑏𝑙;) ×100 %



dengan ketebalan yang berbeda.



(tabel 13.1 , Brownell and Young hal 251) (tabel 13.2 , Brownell and Young hal 251) dan tidak memiliki keterbatasan.



(pers. 3.16 Brownell and Young hal 45)



aran 0.0625-0.125 in)



(pers. 3.17 Brownell and Young hal 46)



kg/m3



57.81695 lb/ft3



=



item 2, Brownell hal 347). Dengan ukuran m m



in



=



0.437 in



Course 1 2 3 4 5 6



tebal 48 30 24 18 12 6



7 8



0 -6



8 7 6 5 4 3



in



=



0.375 in 2 1



in



=



0.3125 in



in



=



0.25 in



in



=



0.25 in



in



=



0.25 in



d joint (Jaran sambungan antar plate) =



1/6 ft atau



angki + tebal Shell



Dimensi Course Panjang Plate Lebar plate jumlah plate



Panjang Plate Lebar plate jumlah plate



13.73877271 ft 6 ft 0.437 in 6



13.73674479 ft 6 ft 0.375 in 6



5/32



ft



Panjang Plate Lebar plate jumlah plate



Panjang Plate Lebar plate jumlah plate



Panjang Plate Lebar plate jumlah plate



Panjang Plate Lebar plate jumlah plate



13.73470052 ft 6 ft 0.3125 in 6



13.73265625 ft 6 ft 0.25 in 6



13.73265625 ft 6 ft 0.25 in 6



13.73265625 ft 6 ft 0.25 in 6



hanya mengguanakan 1 head dibagian atas saja)



(dari tabel 5.7 Brownell & Young, 1977 hal: 90)



(Tabel 13.2 Brownell and Young hal 254) P kondisi Operasi = Over Design = P Design = r= f= C= E= in



101.325 kPa 20% 121.59 kPa 210 in 16250 psia 0.125 in 1.75000



112040.5 kPa



(Tabel 5.6 Brownell & Young, hal 88)



Dari Tabel 5.8 Brownell and Young hal : 93 untuk th 5/16 maka nilai sf berkisar pada = 1.5 - 3.5 dipilih nilai sf (Straight Flange) = 2.5 in 0.9375 in icr = 210 in a = ID / 2 209.06 in AB = (ID/2)-icr 209.06 in BC = r - icr 𝐴𝐶=√( 〖𝐵𝐶〗 ^2− 〖𝐴𝐵〗 ^2 ) 0.0000 in 210.0000 in b = r -AC 212.7390 in 5.403569 m OA = t + b + sf note : Dt = ID OA = tinggi head



8 7 6 5 4 3 2 1



sar pada = 1.5 - 3.5