Upload
abuahnf
View
116
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
xaa
Citation preview
BAB II DISKRIPSI PROSES
BAB IIi
TINJAUAN UMUM PROSES
3.1. Konsep Proses
3.1.1. Dasar Reaksi
Proses pembuatan Styrene monomer menggunakan bahan baku
Ethylbenzene yang mendasarkan pada reaksi dehidrogenasi, dengan melepas dua
atom hydrogen dari cabang ethyl. Reaksi ini merupakan reaksi endothermis dan
bersifat reversibel. Panas yang dibutuhkan digunakan untuk memutus ikatan C-H.
Untuk memenuhi kebutuhan panas agar temperatur optimum dapat dijaga
kestabilannya digunakan pemanas fuel gas dari furnace yang masuk pada bagian
shell dari reaktor.
1. Reaksi utama yang terjadi
C6H5CH2CH3 ↔ C6H5CH=CH2 + H2 ΔH = 28100 cal/gmol
Ethylbenzene (g) Styrene (g) Hidrogen (g)
2. Reaksi samping yang terjadi :
a. Thermal cracking Ethylbenzene menghasilkan benzene, toluene, metana dan
etana.
Reaksi :
C6H5CH2CH3 (g) → C6H6 (g) + C2H4 (g)
C6H5CH2CH3 (g) + H2 (g) → C6H5CH3 (g) + CH4 (g)
b. Reaksi antara coke pada permukaan katalis dengan steam menghasilkan
oksida karbon dan hidrogen.
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
22
BAB II DISKRIPSI PROSES
Reaksi :
C2H6 (g) + 2H2O(g) → 2 CO (g) + 4 H2 (g)
CH4 (g) + H2O (g) → CO (g) + 3 H2 (g)
CO (g) + H2O (g) → CO2 (g) + H2 (g)
Thermal cracking terjadi pada temperatur di atas 6300C sehingga untuk
operasi digunakan temperatur optimum 590 – 6300C.
2.1.2. Mekanisme Reaksi
Mekanisme reaksi yang terjadi pada reaksi dehidrogenasi Ethylbenzene menjadi
styrene meliputi tahap-tahap sebagai berikut :
Misal : Katalis Shell 105 yang dipakai adalah S
Steam + S = S* (Katalis akut)
Adsorbsi Ethylbenzene (reaktan) pada permukaan katalis
C6H5C2H5 (g) + S* ↔ C6H5C2H3(S*)H2
Reaksi pada permukaan katalis
C6H5C2H5(S*)H2 ↔ C6H5C2H3(S*) + H2 (g)
Desorbsi Styrene (hasil reaksi)
C6H5C2H3(S*) ↔ C6H5C2H3 (g) + S*
Kondisi operasi :
Proses pembuatan styrene monomer dari ethylbenzene merupakan reaksi
endothermis.
Reaksi yang terjadi adalah :
C6H5CH2CH3 (g) ↔ C6H5CH=CH2 (g) + H2 (g)
Reaksi berlangsung di dalam reaktor bentuk fixed bed multi bed yang
dioperasikan pada suhu 600 - 660°C (Mc. Ketta, vol 13, 1980) dan tekanan 0,7 –
1,5 atm abs (Mc. Ketta, vol 14, 1980). Pada kondisi tersebut, konversi
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
23
BAB II DISKRIPSI PROSES
ethylbenzene menjadi styrene adalah 35 – 45% tiap satu bed reaktor (Mc. Ketta,
vol 14, 1980). Karenanya dalam perancangan ini untuk meningkatkan konversi
produk digunakan dua buah bed reaktor. Konversi ethylbenzene menjadi toluene
sebesar 1,65 – 2,3 % dan konversi ethylbenzene menjadi benzene 0,55 – 1,8% (%
massa). Selektivitas styrene adalah 85 – 95% (Mc. Ketta, vol 14, 1980), dan yield
sebesar 88 – 95 % (Ullman, vol A 25, 1994). Di sini, suhu reaksi yang digunakan
adalah 6000C dan tekanan 1,3 atm. Suhu dan tekanan tersebut dipilih dengan
pertimbangan sebagai berikut :
1. Pada kondisi operasi tersebut konversi Ethylbenzene menjadi Styrene
mencapai 65% dengan selektivitas Styrene sebesar 95%.
2. Reaksi dehidrogenasi Ethylbenzene menjadi Styrene merupakan reaksi
indothermis, semakin tinggi suhu kesetimbangan akan bergeser ke kanan
dan produk Styrene menjadi semakin besar pula. Namun bila suhu terlalu
tinggi diatas 630°C akan terjadi thermal cracking dari hidrocarbon.
Untuk memperoleh hasil reaksi utama yaitu Styrene monomer secara optimum dan
memperkecil kemungkinan terjadinya hasil reaksi samping digunakan katalis Shell
105 yang mempunyai komposisi :
- Besi : 84,3 % sebagai Fe2 O3
- Kromium : 2,4 % sebagai Cr2O3
- Potasium : 13,3 % sebagai K2CO3
sehingga dengan adanya katalis, maka reaksi utama yang paling berpengaruh
terhadap kondisi operasi.
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
24
BAB II DISKRIPSI PROSES
Tinjauan kinetika :
Reaksi dehidrogenasi ethylbenzene, jika ditinjau secara kinetika dengan
menggunakan persamaan Arrhenius :
k = A. E – E/RT
dimana :
k = konstanta kecepatan reaksi
A = faktor tumbukan
E = energy aktivasi
R = konstanta gas
T = suhu reaksi
Dari persamaan konstanta kecepatan reaksi tersebut di atas, untuk memperbesar
konstanta kecepatan reaksi maka dilakukan dengan cara menggunakan katalis
yaitu shell 105 untuk menurunkan energi aktivasi (E) dan menaikan suhu operasi,
sehingga ruas kanan dari persamaan tersebut dan konstanta kecepatan reaksi
semakin besar atau reaksi berlangsung semakin cepat.
Dari hasil percobaan, konstanta kecepatan reaksi (k) dari reaksi dehidrogenasi
ethylbenzene adalah sesuai dengan persamaan :
Log k = −4,770
T+4,10
T dalam 0K
Persamaan kecepatan reaksinya adalah :
- rA = k[CEB−
CS .CH 2
K ](Reff. J.M Smith, hal 506)
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
25
BAB II DISKRIPSI PROSES
dimana :
-rA = kecepatan reaksi dehidrogenasi
k = konstanta kecepatan reaksi
K = konstanta kesetimbangan
CEB = konsentrasi ethylbenzene
CS = konsentrasi styrene
CH2 = konsentrasi hidrogen
Pengaruh suhu terhadap dua persamaan di atas adalah jika suhu semakin
besar maka konstanta kecepatan reaksinya akan semakin besar pula, sehingga
kecepatan reaksinya juga semakin besar. Semakin besar suhu maka harga K
semakin besar, sehingga kecepatan reaksi (-rA) akan semakin besar. Sehingga
naiknya suhu operasi akan memperbesar kecepatan reaksi dehidrogenasi
ethylbenzene.
Tinjauan thermodinamika.
Reaksi dehidrogenasi ethylbenzene :
C6H5CH2CH3 ↔ C6H5CH=CH2 + H2
Ethylbenzene Styrene
Konstanta kecepatan reaksi :
K =
[C6 H5 C2 H 3] [ H2][C6 H5 C2 H5 ]
dan
d ln KdT
=−ΔHRT …………………Pers. 9-16. Smith Van-Ness
Dimana = -∆H0 = panas reaksi standart
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
26
BAB II DISKRIPSI PROSES
Untuk reaksi dehidrogenasi di atas, -∆H0 adalah positif karena reaksinya
endothermis maka semakin tinggi suhu, harga K akan semakin besar sehingga
konversinya semakin besar pula.
Pengaruh tekanan terhadap kesetimbangan dapat dilihat dari persamaan di bawah
ini :
[ a. ε .eap ]
T=[ Ky
Pd . ε .edKy ]
(−V )
……………….Pers. 9.27 Smith Van-Ness
Dimana : V = total bilangan stokiometri
єe = harga kesetimbangan
pada reaksi diatas harga V = (1+1) – 1
Karena harga V positif, maka hara ruas kanan menjadi negatif. Dengan naiknya
tekanan pada suhu konstan, menyebabkan turunnya harga єe dan reaksi akan
bergeser ke kiri. Maka untuk reaksi dehidrogenasi agar kesetimbangan bergeser ke
kanan maka reaksi dijalankan pada tekanan rendah.
Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi endothermis. Hal ini dapat dilihat dari
harga ∆H reaksi yang positif.
Data-data :
∆Hf0 H2 = 0
∆Hf0 Ethylbenzene = 29.920 Joule/mol K
∆Hf0 Styrene = 147.360 Joule/mol K
∆H reaksi = ∆Hf0produk - ∆Hf0reaktan
∆Hf0 styrene + ∆Hf0H2 - ∆Hf0 Ethylbenzene
= 147.360 + 0 – 29.920
= 117.440 Joule/mol K
= 28100 kal/gmol
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
27
BAB II DISKRIPSI PROSES
Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi kesetimbangan. Hal ini dapat dilihat dari
perhitungan konstanta kesetimbangan sebagai berikut :
Perubahan harga Energi Gibbs dapat dihitung dari persamaan :
∆G0 = -RT ln K ........................ Pers. 9 – 11. Smith Van Ness
data-data ∆G0 adalah sebagai berikut :
∆G0 H2 = 0
∆G0 Ethylbenzene = 130.890 Joule/mol K
∆G0 Styrene = 213.900 Joule/mol K
∆G0 = ∆G0produk - ∆G0reaktan
∆G0 styrene + ∆G0H2 - ∆G0 Ethylbenzene
= 213.900 + 0 – 130.890
= 83.010 Joule/mol K = 19890 kal/gmol
ln K = ∆G0 / RT
= 19890 / (1,987 x 298)
K = 2,58043 x 10-15
d ln KdT
=ΔH 0
RT 2…………………..Pers. 9-16. Smith van Ness
Apabila persamaan tersebut diintegrasikan dengan batas K’ sampai K dan T’
sampai T maka diperoleh persamaan :
ln KK '
= ΔH0
RT 2 [ 1T
− 1T ' ]
………………….Pers. 9-17. Smith Van-Ness
= -28100/1,987 x [1/858 – 1/298]
ln K/K’ = 30,97369
K/K’ = 2,62945 x 1013
K = (2,62945 x 1013) x (2,58043 x 10-15)
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
28
BAB II DISKRIPSI PROSES
= 0,07302
Dari perhitungan tersebut tampak bahwa harga K pada suhu 298 K sangat kecil,
demikian juga pada suhu operasi 873 K harga K juga relatif kecil, maka reaksi
dehidrogenasi merupakan reaksi kesetimbangan yang reversible. Dan untuk
memperbesar harga K dapat dilakukan dengan menaikkan suhu operasi.
Cara lain untuk memperbesar harga K adalah dengan penambahan inert untuk
menggeser kesetimbangan. Dalam proses ini inert yang digunakan adalah super
heated steam yang diinjeksikan ke dalam reaktor pada suhu sekitar 7100C (Mc.
Ketta, vol 13, 1980), karena steam juga digunakan dalam regenerasi katalis.
Panambahan steam adalah 1 lb steam tiap lb ethylbenzene atau 5,8933 mol steam /
mol ethylbenzene. Perbandingan ini dinotasikan sebagai n = 5,8933. dari reaksi
samping juga dihasilkan Hydrogen yang besarnya per mol styrene yang terbentuk
dinyatakan dengan a, dan besarnya a = 1,3 mol H2/mol styrene monomer.
Maka konstanta kesetimbangan (Kp) menjadi :
Kp =
∂ X2 P(1−X ) (1+n+∂ X )
Dimana :
Kp = konstanta kesetimbanagn
P = tekanan, atm
X = konversi
n = perbandingan m ol steam per mol ethylbenzene
a = perbandingan mol H2 terbentuk per mol styrene terbentuk
0.18 =
1,3x1,36xX2
(1−X ) (1+5,8933+1,3X )
Kp = 0,18
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
29
BAB II DISKRIPSI PROSES
0,18 =
1 , 3689 X2
6 ,8933−5 , 5933 X−1,3 X2
0 = 1,240794 – 1,006794 X – 2,002 X2
X = 0,575
Terlihat harga konversi kesetimbangan lebih besar dari konversi yang ditetapkan
dalam perancangan yaitu 0,40. jadi konversi perancangan secara teoritis dapat
tercapai.
3.2. Deskripsi Proses
Proses pembuatan Styrene monomer secara garis besar dibagi menjadi 3 tahap,
yaitu :
- Tahap Penyiapan Bahan Baku
- Tahap Pembentukan Produk
- Tahap Pemurnian Produk
3.2.1.Tahap Penyiapan Bahan Baku
Persiapan bahan baku selalu saja diperlukan dalam setiap pabrik, karena kondisi
operasi yang diinginkan tidak begitu saja tercapai sehingga bahan baku perlu
dikondisikan sedemikian rupa sehingga reaksi bisa berjalan dengan baik. Bahan
baku untuk pembuatan styrene adalah Ethylbenzene dengan komposisi 99,5%
berat ethylbenzene, 0,25% berat Benzene dan 0,25% berat Toluene.
Adapun beberapa tahap persiapan bahan baku yang perlu dilakukan adalah :
- Mencampur Ethylbenzen segar dengan Ethylbenzen recycle dari kolom
distilasi II dalam Mixer.
- Menguapkan Ethylbenzen dalam Vaporizer yang dioperasikan pada suhu
151°C dan tekanan 1,5 atm
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
30
BAB II DISKRIPSI PROSES
- Memanaskan uap Ethylbenzene dalam furnace dari suhu 151°C sampai
600°C pada tekanan tetap.
Sedangkan yang termasuk unit penyiapan bahan baku meliputi :
1. Tangki penyimpan Ethylbenzene
Ethylbenzene sebagai bahan baku utama setelah diperoleh disimpan di
dalam tangki, kapasitas tangki adalah sebanyak 15 hari operasi. Kondisi
operasinya diatur pada suhu 300C dan tekanan 1 atm.
2. Tangki pencampur ethylbenzene (mixer)
Tangki pencampur merupakan tempat pencampuran antara fresh feed
dari storage ethylbenzene dan arus recycle ethylbenzene dari kolom
destilasi II. Karena adanya pencampuran tersebut, suhu campuran yang
keluar dari dalam mixer menjadi sekitar 83,860C dan pada tekanan
sekitar 1,2 atm.
3. Pompa, heat exchanger, vaporizer dan furnace.
Reaksi dehidrogenasi Ethylbenzene menjadi Styrene berlangsung pada
tekanan 1,3 atm dan suhu sekitar 6000C. Pompa diperlukan untuk
menaikkan tekanan arus feed sampai dengan 1,5 atm. Vaporizer
berfungsi untuk menguapkan feed, karena reaksi yang akan berlangsung
adalah pada fase gas. Suhu keluar dari vaporizer adalah 1510C, masih
terlalu rendah jika dibandingkan dengan suhu reaksi dalam reaktor,
sehingga diperlukan alat pemanas yaitu berupa furnace untuk menaikkan
suhu feed sampai mendekati suhu operasi reaktor sebesar 6000C.
sebelum masuk ke dalam Vaporizer, umpan dilewatkan ke dalam heat
exchanger untuk dinaikkan suhunya sampai dengan 151 0C.
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
31
BAB II DISKRIPSI PROSES
Bahan baku tersebut dipompa dari tangki penyimpanan dialirkan ke mixer
dengan menggunakan pompa. Didalam Mixer Ethylbenzene dari tangki
penyimpanan dicampur dengan Ethylbenzene recycle hasil bawah kolom distilasi
II yang mempunyai komposisi 94 % berat Ethylbenzene dan 0,2 % berat Benzene,
0,3 % berat Toluene, dan 5,5 % berat Styrene. Selanjutnya dialirkan ke Vaporizer
untuk diuapkan pada suhu 151°C dan tekanan 1,5 atm. Campuran uap bersama–
sama steam yang digunakan sebagai diluent kemudian dipanaskan dalam furnace.
Uap ethylbenzene pada suhu 600°C dan superheated steam pada suhu 720°C
dimasukkan dalam reaktor fixed bed multy bed.
3.2.2. Tahap Pembuatan Produk
Tahap pembentukan produk dimaksudkan untuk mereaksikan Ethylbenzene
dengan bantuan katalis dan superheated steam dalam reaktor dengan perbandingan
berat antara ethylbenzene dan steam adalah 1 : 3 pada suhu 6000C dan tekanan 1,3
atm. Reaksi ini adalah reaksi endothermis sehingga suhu produk akan lebih rendah
daripada suhu reaktan pada kondisi biasa. Turunnya suhu akan bisa menurunkan
konversi ethylbenzene menjadi styrene, oleh karena itu diperlukan pemanas untuk
mempertahankan suhu reaktor agar sebisa mungkin tetap. Karenanya di dalam
reaktor steam yang digunakan dikontakan langsung, sehingga mengakibatkan
effisiensi panasnya menjadi lebih tinggi. Jenis reaktor yang digunakan adalah
fixed bed multy bed, dan digunakan dua buah bed agar konversi reaksi yang
dihasilkan mencapai 65%. Dalam reaktor Ethylbenzene akan terdehidrogenasi
membentuk Styrene dengan bantuan katalis Shell 105.
Reaksi dehidrogenasi didalam reaktor adalah sebagai berikut :
C6H5CH2CH3 ↔ C6H5CH = CH2 + H2
Ethylbenzene (g) styrene (g) gas (g)
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
32
BAB II DISKRIPSI PROSES
Selain terjadi reaksi dehidrogenasi juga terjadi reaksi samping yaitu :
C6H5CH2CH3 (g) → C6H6 (g) + C2H4 (g)
C6H5CH2CH3 (g) + H2 (g) → C6H5CH3 (g) + CH4 (g)
Konversi Ethylbenzene menjadi styrene dalam proses ini 65%, selektivitas
92,5%. Produk reaktor berupa campuran antara Styrene, sisa Ethylbenzene,
Benzene dan Toluene, air, CO2, dan H2 keluar dalam fase gas pada suhu 498°C.
Produk reaktor ini panasnya dimanfaatkan untuk menghasilkan steam pada Waste
Heat Boiler (WHB), sehingga suhunya turun sampai 250°C, dan dimanfaatkan
juga untuk menguapkan feed di dalam vaporizer sehingga suhunya menjadi 216
0C.
3.2.3. Tahap Pemurnian Produk
Tahap pemurnian produk dimaksudkan untuk :
- Mengkondensasikan campuran cairan dan gas-gas non condensable dalam
kondensor.
- Memisahkan gas-gas non condensable dari cairan yang terkondensasi
dalam Drum Separator dan memisahkan kondensat yang sebagian besar
terdiri dari H2O dan sedikit minyak yang terlarut dari crude styrene dalam
Decanter.
- Memisahkan Benzene, Toluene dari Ethylbenzene sebagai hasil atas dan
Styrene sebagai hasil bawah dalam Kolom Distilasi I.
- Memisahkan toluene dan benzene sebagai hasil atas dan Ethylbenzene
sebagai hasil bawah di dalam kolom destilasi II.
Memisahkan benzene sebagai hasil atas dan toluene sebagai hasil bawah
di dalam kolom destilasi III.
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
33
BAB II DISKRIPSI PROSES
Tahap pemurnian terdiri dari beberapa unit, yaitu :
1. Drum Separator.
Berfungsi sebagi pemisah campuran styrene, sisa ethylbenzene, toluene
dan benzene dari gas-gas non-condensable yang ada sebagai hasil reaksi
samping seperti CO2, H2, dan CH4.
2. Dekanter
Destilat yang keluar dari kondensor, terdiri dari styrene, ethylbenzene,
benzene, toluen dan air. Dekanter merupakan pemisah yang mendasarkan
pada perbedaan density, di sini dipisahkan komponen-komponen tersebut
dari air yang mempunyai density paling besar. Air akan keluar sebagai
hasil bawah, beserta sedikit styrene, ethylbenzene, benzene dan toluen
yang terlarut dalam air.
3. Kolom destilasi
Kolom destilasi berfungsi untuk memisahkan produk styrene dari
benzene, toluene, dan sisa ethylbenzene secara bertahap berdasarkan
pada perbedaan titik uap murninya. Di sini kolom destilasi yang
digunakan sebanyak tiga buah, yang dilengkapi dengan kondensor dan
reboiler parsial.
Produk dari reaktor dimasukkan dalam Kondensor berupa komponen
dengan tekanan uap rendah akan terkondensasi dan yang bertekanan uap tinggi
sebagai komponen non condensable (fase gas). Campuran gas dan cairan
dimasukkan kedalam Drum Separator sehingga diperoleh gas yang uncondesable
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
34
BAB II DISKRIPSI PROSES
antara lain : H2, CO2 dan CH4 sebagai vent gas. Sedangkan cairannya terdiri dari :
H2O, Ethylbenzene, Benzene, Toluene dan Styrene.
Cairan yang terkondensasi yang keluar dari Drum Separator dimasukkan
kedalam Decanter untuk dipisahkan dari kandungan H2O sedangkan Crude
Styrene yang dihasilkan dimasukkan kedalam Kolom Distilasi I yang bekerja pada
P atmosferik. Hasil atas terdiri dari Benzene, Toluene, dan Ethylbenzene
kemudian masuk ke dalam kolom destilasi II sebagai umpan. Sedangkan hasil
bawahnya berupa styrene monomer sebagai hasil akhir yang sesuai dengan
komposisi produk dan mempunyai kemurnian 99,7 % didinginkan dalam cooler
sampai suhu 450C dan ditambahkan inhibitor 4 Tert Butyl Cathecol (TBC)
sebanyak 20 ppm untuk menghindari terjadinya permentasi dan kemudian
disimpan dalam Tangki II dalam bentuk cair dan siap untuk dipasarkan.
Di dalam Kolom Distilasi II yang beroperasi pada kondisi P atmosferik,
dihasilkan campuran yang terdiri dari toluene dan benzene sebagai hasil atas
kemudian masuk ke dalam kolom destilasi III sebagai umpan. Pada bagian bawah
dihasilkan sebagian besar Ethylbenzene sisa dan sedikit Styrene, Benzene, dan
Toluene dan kemudian dikembalikan ke dalam reaktor sebagai recycle, dialirkan
ke Mixer Tank untuk dicampur dengan fresh feed yaitu ethylbenzene segar
sebagai feed reaktor. Produk atas dari kolom destilasi II berupa campuran toluene
dan benzene masuk ke dalam kolom destilasi III untuk dipisahkan sebagai hasil
produk samping yang bisa di jual dan disimpan dalam bentuk cair. Pada hasil atas
diperoleh benzene yang kemudian disimpan di dalam tangki II, sedangkan hasil
produk bawah berupa toluene dan disimpan di dalam tangki III.
3.3. Diagram Alir Proses
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
35
BAB II DISKRIPSI PROSES
3.4 SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
3.4.1. Tangki Penyimpanan Bahan Baku
Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku Ethylbenzene
Tipe : Tangki Silinder Tegak , dasar datar , atap kerucut
Kapasitas : 182.458,818 ft3
Kondisi : Tekanan operasi 1 atm
Suhu operasi 40 °C
Bahan : Carbon Steel SA – 283 , Grade C
Diameter : 80 ft
Tinggi : 30 ft
Jumlah course : 5
Tebal : course 1 = 0,625 in
course 2 = 0,5625 in
course 3 = 0,4375 in
course 4 = 0,3125 in
course 5 = 0,25 in
Dimensi atap ( roof ) : Sudut kemiringan = 29,7439°
Tinggi head = 22,8562 ft
Tebal plate = 0,756 in
Dasar tangki : Dasar tangki datar
Pondasi beton bertulang
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
36
BAB II DISKRIPSI PROSES
3.4.2 POMPA
Fungsi : Mengalirkan Bahan Baku Ethylbenzene dari Tangki T-
01 ke Mixer M - 01
Tipe : Centrifugal Pump
Kapasitas : 63,1456 gal/menit
Daya Motor : 4 HP
Bahan : Cast Iron
Pipa hisap : Pada satu garis datar dengan as pompa
Pipa : Diameter nominal = 3 in
Inside Diameter (ID) = 3,068 in = 0,2567 ft
Outside Diameter (OD) = 3,5 in = 0,2917 ft
Luas Area (Am) = 0,0513 ft
3.4.3. VAPORIZER
Kode : V-01
Fungsi : Menguapkan ethylbenzene yang akan masuk reactor
Fluida dingin : Aliran keluar dari Mixer
Fluida panas : Aliran keluar dari WHB
Spesifikasi tube : OD : 1 ½ in
BWG : 16
ID : 1,37 in
a’t : 1,47 in2
Spesifikasi shell : ID : 25 in
B : 25 in
Pass : 1
Pitch : 1 7/8 in, triangular
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
37
BAB II DISKRIPSI PROSES
3.4.4. REAKTOR
Kode : R-01
Fungsi : Tempat reaksi pembentukan Styrene
Jenis : Fixed Bed Multi Bed
Type : Reactor Vertical Dengan Torispherical Dished
Head
Bahan : Low Alloy Steel SA 217
Jumlah : 1 buah
Waktu Tinggal : ± 10 menit
Suhu Operasi : 500-600oC
Tekanan Operasi : 1,2-1,5 atm
Tinggi Total : 7,7538 m
Diameter Inside : 2,5 m
Diameter Outside : 102 in = 2,57 m
Tebal shell perhitungan : 0,5511 in
Tebal shell desain : 0,75 in
Tebal head perhitungan : 0,8574 in
Tebal head desain : 1 in
3.4.5. DRUM SEPARATOR
Fungsi : Memisahkan komponen gas yang terkondensasi dengan gas
yang belum dan tidak terkondensasikan
Tipe : Vertikal drum settler dengan torispherical head
Jumlah : 1 buah
Ukuran drum :
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
38
BAB II DISKRIPSI PROSES
Volume = 3376,386 ft3
Outside diameter (OD) = 72 in
Inside diameter (ID) = 67,655 in
Tinggi/panjang = 432,3514 in
3.4.6. DECANTER
Fungsi : Memisahkan air dari crude styrene
Tipe : Continuous Gravity Decanter Silinder Horintal
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 96,48157 m3
Ukuran :
Volume : 736,19743 ft3
Outside Diameter (OD) : 72 in
Inside Diameter (ID) : 67,97892
Panjang : 230,59524 in
3.4.7 MENARA DESTILASI
Fungsi : Memisahkan Styrene dengan Ethylbenzene, Toluene
dan Benzene
Jenis : Bubble Cap Tray
Bahan Konstruksi : Carbon Stell SA 285 Grade C
Jumlah Plate : 12
Lokasi Umpan masuk : Antara plate ke 7 dan 8
Diameter Menara : Atas : 1,4514 m
: Bawah : 1,52708 m
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
39
BAB II DISKRIPSI PROSES
Tinggi menara : Tinggi Head Puncak : 10,4577 in
: Tinggi Head Dasar : 9,805 in
: Tinggi Menara Destilasi : 5,5947 m
Tebal Head : Tebal Head Atas : ¼ in
: Tebal Head Dasar : ¼ in
3.4.8 KONDENSOR
Kode : E-02
Fungsi : Mengembunkan hasil atas dari Kolom Destilasi I (KD-1)
Type : Shell and Tube
Spesifikasi tube : OD : 1 ½ in
BWG : 16
ID : 1,37 in
ao : 0,3925 ft/ft2
L : 16 ft
Spesifikasi shell : ID : 37 in
Pass : 1
Pitch : 1 7/8 in, square
3.5 REBOILER
Kode : RB-01
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
40
BAB II DISKRIPSI PROSES
Fungsi : Menguapkan kembali sebagian hasil bawah yang keluar
dari kolom destilasi I
Spesifikasi tube : OD : 1 in
BWG : 16
ID : 0,870 in
L : 16 ft
Spesifikasi shell : ID : 33 in
OD : 1 in
B : 5
Pass : 4
Pitch : 1,25 in, triangular
Prarancangan Pabrik Styrene Monomer Proses Dehidrogenasi Katalitik Kapasitas 80.000 Ton/Tahun
41