tugas kelompok perancangan alat proses ok
TRANSCRIPT
Tugas Kelompok Perancangan Alat Proses
TANGKI LIQUID DAN GAS
Disusun Oleh :Kelompok V (Lima)
1. Arjunita (0607114240)2. Irena firdha (0607114182)3. Jerry (0607120672)
4. Yance andre .L. (0607114034)
Program Studi Teknik Kimia S1Fakultas TeknikUniversitas Riau
Pekanbaru2009
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Teknik kimia melibatkan aplikasi dari ilmu pengetahuan dalam industri
proses yang terfokus pada konversi suatu material ke bentuk lain baik secara
fisiska ataupun kimia. Proses-proses ini membutuhkan penanganan dan
penyimpanan material dalam jumlah besar yang terdiri atas bermacam variasi
konstruksi, tergantung pada kondisi material yang dignakan., sifat-sifat kimia dan
fisika material tersebut serta kebutuhan operasi. Untuk penanganan, seperti wadah
penampungan gas dan liquid digunakan tangki. Oleh karena itu, kami sebagai
mahasiswa/i Teknik kimia, perlu mempelajari dan mengetahui beberapa hal
tentang Tangki Liquid dan gas. Selain itu hal yang melatarbelakangi dibuatnya
makalah ini adalah agar kami sebagai kelompok V (lima), dapat memenuhi tugas
yang telah diberikan oleh dosen pengajar mata kuliah Perancangan Alat Proses,
yaitu bapak Aman ST.
1.2 Tujuan
Makalah dengan judul ’ Tangki Liquid dan Gas’ ini dibuat bertujuan untuk
menjelaskan dan memberikan beberapa informasi atau pengetahuan yang
berkaitan dengan sebuat alat proses yang disebut dengan tangki yang memiliki
beberapa kegunaan dan jenisnya.
BAB II TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Tangki merupakan salah satu bagian terpenting dalam setiap alat proses.
Pada sebagian besar alat proses, tangki sangat diperhatikan dengan beberapa
modifikasi sesuai keperluan yang memungkinkan alat beroperasi pada fungsi yang
dikehendaki.
Biasanya tahap awal dari perancangan tangki adalah pemilihan tipe/bentuk
yang paling sesuai dengan konsisi operasi yang diinginkan. Faktor terpenting
yang sesuai yang mempengaruhi pemilihan ini adalah:
1. Fungsi dan lokasi tangki
2. Sifat alamiah dari fluida yang akan digunakan
3. Suhu dan tekanan operasi
4. Volume yang dibuthkan atau kapasitas untuk proses yang akan digunakan
Tangki dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsional operasi, suhu dan
tekanan operasi, konstruksi material, dan geometri dari tangki itu sendiri.
Tipe tangki yang paling banyak dijumpai dapat diklasifikasikan berdasarkan
bentuk geometri tangki.
1. Open and closed tanks
2. Flat-bottomed
3. Tangki silindris dengan atap dan dasar tertutup rapat
4. Spherical
Tangki pada setiap klasifikasi ini banyak digunakan sebagai tangki
penyimpanan dan tangki pemroses untuk fluida. Range dari setiap proses untuk
tangki dapat disesuaikan, dan tidak mudah untuk memenuhi semua kebutuhan
dalam berbagai aplikasi.
Sangat mungkin untuk menunjukkan beberapa kegunaan umum dari
tipe/bentuk umum tangki.
Liquid yang tidak berbahaya dalam jumlah yang besar, seperti larutan garam
atau larutan yang encer, dapat disimpan dalam sebuah kolam jika hanya dalam
jumlah yang kecil, atau dalam bak terbuka yang terbuat dari besi, kayu, atau
tangki yang terbuat dari beton untuk jumlah yang besar. Jika fluidanya bersifat
toksik, mudah terbakar, atau kondisi penyimpanan dalam bentuk gas, atau jika
tekanannya lebih besar dari tekanan atmosferik, system tertutup sangat diperlukan.
Untuk penyimpanan fluida pada tekanan atmosferik, biasanya digunakan tangki
silinder dengan dasar yang datar dan tutup yang berbentuk kerucut. Bentuk
lingkaran digunakan untuk tekanan tangki dimana volume yang dibutuhkan besar.
Untuk volume yang lebih kecil dengan tekanan, tangki silindris dengan tutup lebih
ekonomis.
1.a Open Tangki
Open tangki biasanya digunakan sebagai surge tank diantara operasi,
sebagai vats untuk proses batch dimana material tercampur, sebagai setting tank,
decanter, reactor, reservoir dan lain-lain. Sebenarnya, tangki tipe ini lebih murah
daripada tangki tertutup dengan konstruksi dan kapasitas yang sama. Untuk
memutuskan menggunakan open tangki ini atau tidak tergantung pada fluida yang
ditangani dan tergantung pada proses operasinya.
Untuk larutan tidak terlalu encer dengan jumlah besar dapat disimpan
dalam sebuah kolam. Sebenarnya kolam tidak dapat juga dikatakan sebagai
tangki. Untuk itu tempat penyimpanan sederhana dapat dibuat dengan material
yang murah, seperti lempung. Tidak semua tipe lempung dapat digunakan untuk
kolam penyimpanan; clay misalnya dengan sifat yang tak mudah tertembus oleh
air atau kedap air dapat digunakan.
Sebagai contoh penggunaan dari kolam yang terbuat dari lempung pada
proses dimana garam dikristalisasi dari air laut dengan evaporasi dengan bantuan
sinar matahari. Apabila fluida yang digunakan lebih mempunyai nilai tempat
penyimpanan yang lebih baik sangat diperlukan. Tangki sirkular besar yang
terbuat dari baja atau beton banyak digunakan untuk kolam pengendapan dengan
pengeruk yang berputar akan memisahkan endapan ke dasar tangki.
Tangki tipe ini, harus memiliki range diameter dari 100-200 ft dan dengan
kedalaman beberapa feet.
Open tangki yang lebih kecil biasanya digunakan untuk bentuk sirkular
dan terbuat dari baja ringan, pelat beton, dan kadang-kadang dari kayu. Material
lain dapat digunakan pada penggunaan terbatas dengan korosi yang cukup tinggi
atau masalah kontaminasi sering dijumpai. Bagaimanapun pada umumnya proses
di industri sebagian besar tangki yang digunakan terbuat dari baja karena harga
yang relative murah dan fabrikasi yang mudah. Pada beberapa kasus, beberapa
tangki dilapisi dengan rubber, kaca, atau plastic untuk meningkatkan ketahanan
terhadap korosi. Pada industri makanan umumnya tangki digunakan untuk
fermentasi, dimana potongan kayu digunakan pada pembuatan wine dan sejenis
minuman keras lainnya. Redwood atau Cyprus tank sering digunakan untuk
reservoir penampungan air. Kayu juga digunakan untuk meletakkan baja untuk
menangani larutan hidroklorat encer, laktat, asam asetat dan larutan garam. Kayu
juga nerupakan kebutuhan mutlak karena harganya yang murah pada proses
penyamakan, pemasakan bir, dan industri fermentasi.
Pada industri makanan dan farmasi biasanya diperlukan untuk
menambahkan material pada open tangki dalam proses persiapan campuran.
Tangki terbuka kecil atau ketel biasanya digunakan untuk keperluan-keperluan
tertentu. Baja yang dilapisi kaca, tembaga, monel, dan tangki yang terbuat dari
stainless-steel biasanya digunakan untuk ketahan terhadap korosi dan mencegah
kontaminasi pada proses material.
b. Closed Tangki
Fluida yang mudah terbakar, fluida yang bersifat toksik, dan gas harus
disimpan pada tangki tertutup. Bahan kimia berbahaya, seperti asam dan kaustik
akan mengurangi resiko yang dapat ditimbulkan jika disimpan pada tangki
tertutup. Minyak yang mudah terbakar dan produk lain yang sejenis
mengharuskan untuk menggunakan tangki dan tangki tertutup pada industri
perminyakan dan petrokimia.
Penggunaan tangki secara luas pada bidang ini telah menghasilkan usaha
yang sangat penting bagi American Petroleum Institute untuk menstandarisasi
perancangan untuk kebutuhan keamanan dan ekonomi. Tangki digunakan untuk
menyimpan crude oil dan produk dari industri perminyakan umumnya dirancang
dan dibuat sesuai dengan standar API 12 C, spesifikasi API untuk tangki
penyimpanan minyak mentah. Ini merupakan referensi standar yang digunakan
untuk perancangan tangki pada industri perminyakan, tapi juga berguna sebagai
referensi untuk aplikasi lain.
2. Tangki dengan Flat Bottoms
Perancangan tangki yang paling ekonomis yang beroperasi pada tekanan
atmosferik adalah tangki slindris yang diposisikan vertical dengan dasar yang
datar dan tutup berbentuk kerucut. Pada kasus yang menggunakan umpan yang
dipengaruhi oleh gravitasi, tangkinya diletakkan pada ketinggian tertentu dari atas
tanah, dan dengan dasar yang datar yang dilengkapi dengan kolom-kolom dan
penampang kayu bersilang dengan tiang penyangga dari baja. Silindris, dasar
yang datar, tutup berbentuk kerucut dan dilengkapi dengan saluran udara atau
lubang angin yang menyebabkan fluida terekspansi dan terkontraksi sebagai
akibat dari temperature dan volume yang fluktuatif.
Tangki dengan diameter yang lebih besar dari 24 ft dapat dilengkapi
dengan tutup yang tersendiri; tangki dengan diameter yang lebih besar, lebih dari
48 ft, biasanya membutuhkan sekurang-kurangya 1 kolom sentral sebagai support.
Tangki dengan diameter yang lebih besar biasanya dirancang dengan kolom yang
banyak atau dengan pelampung, atau atap yang berjembatan yang akan naik atau
turun sesuai dengan ketinggian fluida didalam tangki.
Jika atap yang berbentuk kubah digunakan, tekanan 2,5 sampai 15 lb per
meter persegi dapat digunakan. Tangki ini biasanya diameternya tidak terlalu
besar namun lebih tinggi untuk memberikan kapasitas yang lebih besar dari tangki
dengan atap yang berbentuk kerucut.
3. Tangki silindris dengan atap dan dasar yang tertutup rapat
Cylindrical Tangki yang tertutup rapat pada dasar dan atapnya digunakan
jika tekanan uap dari fluida yang disimpan memerlukan perancangan yang lebih
kuat lagi. Ada kode-kode yang dikembangkan oleh American Petroleum Institute
dan American Society of Mechanical Engineer untuk menetukan perancangan
tangki. Tangki tipe ini biasanya memiliki diameter 12 ft. Field-erected tangki
memiliki diameter melebihi 35 ft dan panjangnya 200 ft. Jika harus menyimpan
fluida dengan jumlah besar, tangki yang berbentuk seperti baterai digunakan.
Bentuk atap yang tertutup rapat yang bermacam-macam digunakan
sebagai atap pada tangki yang berbentuk silinder. Atap yang tertutup rapat ada
yang berbentuk hemi-spherical, elips, torispheris, bentuk standar, bentuk kerucut,
dan bentuk toriconical. Untuk beberapa keperluan tertentu lempengan tipis
digunakan untuk menutup bagian atas tangki. Namun jarang digunakan untuk
tangki yang besar. Untuk tekanan kode tidak diberikan oleh ASME, tangki
biasanya dilengkapi dengan penutup yang standar., sesungguhnya tangki yang
membutuhkan kode konstruksi dilengkapi oleh ASME-dished atau elliptical-
dished. Biasanya yang sering digunakan sebagai atap untuk pressure tangki
berbentuk elips.
Sebagian besar alat proses pada industri kimia dan petrokimia seperti
kolom distilasi, desorber, absorber, scrubber, heat exchanger, pressure-surge tank,
dan separator biasanya menggunakan tangki berbentuk silindris dengan kedua
ujung yang tertutup rapat yang satu dengan yang lainnya.
Gambar 2.1 Desain tangki silindris dengan atap damn dasar tertutup rapat
4. Tangki spherical
Tempat penyimpanan untuk volume yang besar dengan tekanan yang sedang
biasanya dibuat dalam bentuk lingkaran atau berbentuk lingkungan. Kapasitas dan
tekanan yang digunakan dalam tangki tipe ini bervariasi. Range kapasitas berkisar
antara 1000-25000 bbl, dan range tekanan berkisar 10 psig untuk tangki yang
lebih besar dan 200 psig untuk tangki yang lebih yang kecil. Gambar 2.2
menunjukkan tangki yang berbentuk silindris yang diposisikan secara horizontal
yang berbentuk seperti baterai dan tangki spherical untuk menyimpan produk
minyak yang bertekanan diatas 100 psig.
Gambar 2.2 Salah satu bentuk tangki Spherical
Saat gas disimpan di bawah tekanan, volume penyimpanan yang dibutuhkan
berbanding terbalik dengan tekanan penyimpanan. Pada umumnya, saat sejumlah
gas disimpan dalam tangki yang berbentuk spherical akan lebih ekonomis jika
menggunakan volume dengan jumlah besar, operasi penyimpanan dengan tekanan
rendah. Pada penyimpanan dengan tekanan tinggi volume gas menjadi berkurang,
karena itulah tangki spherical menjadi lebih ekonomis. Jika kelonggaran diberikan
pada biaya kompresi dan pendinginan gas, beberapanya akan hilang. Ketika
menangani gas dengan jumlah kecil, lebih menguntungkan jika menggunakan
tangki penyimpanan yang berbentuk silindris karena biaya pembuatan menjadi
factor yang berpengaruh dan tangki silindris yang kecil lebih ekonomis dari tangki
spherical yang kecil.
Walaupun spherical vessel memiliki aplikasi proses yang terbatas, mayoritas
tekanan disebabkan oleh shell silindris. Head dapat dibuat flat atau datar jika
dinding penopangnya sesuai, tetapi lebih banyak dijumpai yang berbentuk
kerucut.
Head adalah bagian tutup suatu bejana yang penggunaan disesuaikan dengan
tekan operasi bejana. Tutup bejana ini tebagi menjadi 6 bentuk yaitu:
a. Bejana ½ Bola (Hemispherical)
Suatu tutup bejana setengah bola adalah bentuk yang paling kuat, mampu
menahan tekan dua kali banyak dari bentuk tutup torispherical dilihat dari
ketebalan yang sama. Ongkos pembentukan suatu tutup bejana setengah bola,
bagaimanapun lebih tinggi dibandingkan dengan yang untuk suatu tutup
berbentuk torispherical. Tutup bejana yang setengah bola ini biasanya digunakan
pada tekan tinggi.
Dari berbagai macam pengujian, didapat bahwa untuk tekanan sama di
bagian yang silindris dan tutup setengah bola dari suatu bejana, ketebalan dari
tutup yang diperlukan adalah separuh silinder tangkinya. Bagaimanapun, ketika
pembesaran dari dua bagian berbeda, tekan discontinuitas akan di-set ke arah
tutup dan sampingan silinder. Untuk tidak ada perbedaan di dalam pembesaran
antara kedua bagian (ketegangan diametral yang sama) dapat ditunjukkan bahwa
untuk baja (perbandingan Poisson D 0.3) perbandingan dari ketebalan tutup
bejana setengah bola ketebalan jumlah maksimumnya, secara normal sama
dengan 0.6 (Brownell dan Young 1959)
b. Bejana Ellips Piring (Ellipsoidal)
Tutup bejana Ellipsoidal yang standar dihasilkan dengan suatu
perbandingan poros utama dan kecil sebesar 2:1. dari perbandingan ini, persamaan
berikut ini dapat digunakan untuk menghitung ketebalan minimum yang
diperlukan:
c. Bejana Torispherical
Suatu bentuk torispherical, yang mana sering digunakan sebagai penutup
akhir dari bejana silindris, dibentuk dari bagian dari suatu torus dan bagian dari
suatu lapisan. Bentuknya mendekati dari suatu bentuk lonjong tetapi adalah lebih
murah dan lebih mudah untuk membuatnya. Perbandingan radius sendi engsel dan
radius mahkota harus dibuat kurang dari 6/100 untuk menghindari tekuk. Tekan
akan menjadi lebih tinggi di bagian torus dibanding bagian yang berbentuk bola.
Tutup torispherical yang standar adalah penutup yang paling umum
digunakan sebagai penutup akhir untuk bejana yang beroperasi pada tekan 15 bar.
Dia dapat digunakan untuk tekan yang lebih tinggi, tetapi di atas 10 bar, biayanya
harus dibandingkan dengan suatu tutup ellipsoidal. Diatas 15 bar, suatu tutup
ellipsoidal pada umumnya terbuktikan sebagai penutup paling hemat untuk
digunakan.
Ada dua ujung batas tutup bejana torispherical: bahwa antar bagian yang
silindris dan tutupnya, adan itu adalah pada ujung dari radius mahkota dan radius
sendi engsel. Penekukan dan shear stress disebabkan oleh pembesaran diferensial
yang terjadi pada titik-titik ini harus diperhitungkan di perancangan tutup bejana
tersebut. Suatu pendekatan yang diambil adalah menggunakan persamaan dasar
untuk suatu bentuk setengah bola dan untuk memperkenalkan konsentrasi tekan
atau bentuk, faktor yang memungkinkan tekan bias ditingkatkan dalam kaitan
dengan discontinuitas. Faktor konsentrasi tekanan adalah suatu fungsi dari radius
sendi engsel dan radfius mahkota.
Dimana:
Cs = factor konsentrasi stress untuk tutup torispherical
Rc = radius mahkota
Rk = Radius sendi engsel
Untuk tutp yang dibentuk (tidak ada sambungan ditutup) faktor hubung J
sebesar 1.0.
d. Bejana Piring Standar (flanged standart dished & flanged shallow
dished heads)
Tutup jenis ini umunya digunakan untuk bejana horizontal yang
menyimpan cairan yang mudah menguap (volatile), seperti: nafta, bensin, alkohol
dan lain-lain. Sedangkan pada bejana silinder tegak biasanya digunakan sebagai
bejana proses yang beroperasi pada tekan rendah (vakum).
Jika diinginkan diameter tutup ≤ diameter shall maka digunakan flanged
standart dished sedangkan jika diinginkan diameter tutup ≥ diameter shell maka
digunakan flanged shallow dished head.
e. Bejana Konis
Tutup bejana konis biasanya digunakan sebagai penutup atas pada tangki
silinder tegak dengan alas flat bottom yang beroperasi pada tekan atmosperik.
Disamping itu juga digunakan sebagai tutup bawah pada alat-alat proses seperti:
evaporator, spray dryer, crystallizer, bin, hopper, tangki pemisah dan lain-lain.
Besarnya sudut (α) yang dibentuk pada jenis konis pada tutup atas tangki
silinder tegak dengan alas flat bottom adalah < 450C (menurut Morris), tetapi
menurut Buthod & Megsey < 300C. sebaiknya menggunakan α < 300C, karena
300C < α < 600C adalah kemiringan sudut yang dibentuk tutp konis untuk tutup
bawah bejana (bin, hopper) yang mengalirkan cairan 300C < α < 450C dan 450C <
α < 600C untuk mengalirkan butiran padatan.
f. bejana datar (flanged –only head)
Perancangan tutup bejana ini adalah yang paling ekonomis karena
merupakan gabungan antara flange dan flat plate.
Aplikasi dari flanged-only dapat digunakan sebagai tutup bejana
penyimpan jenis silinder horizontal yang beroperasi pada tekan atmosferik. Tipe
bejana dengan jenis tutup ini dapat digunakan unutk menyimpan fuel oil (minyak
bahan bakar), kerosin, minyak solar ataupun cairan yang mempunyai tekanan uap
rendah, disamping itu dapat juga digunakan sebagai tutup atas konis, kisaran
diameternya ≤ 20 ft.
Tutup bejana setengah bola, ellipsoidal dan torispherical secara bersama
dikenal sebagai tutup bejana yang bundar. Mereka dibentuk dengan menekan atau
memutar, diameter yang besar dibuat dari bagian pembentukan. Tutup
torispherical sering dikenal sebagai tutup bagian akhir. Ukuran yang lebih
disukai dari tutup bejana yang bundar diberikan didalam standard an kode.
Persamaan untuk ketebalan dinding pada table 2.1. Volume penuh Vo dan
permukaan S sebagai V/Vo yang akan berhubungan dengan kedalaman atau
ketinggian H/D pada vessel horizontal.
Tabel 2.1 Tabel data-data standar API untuk tangki
Kode ASME memberikan persamaan yang berhubungan ketebalan dinding
terhadap diameter, tekanan, ketegangan, dan efisiensi sambungan. Sejak ASME
hanya menyebutkan hubungannya dengan shell yang tipis, beberapa pembatasan
diletakkan pada aplikasinya. Untuk bentuk yang tidak biasanya, tidak ada metode
perancangan yang sederhana, uji coba harus dilakukan untuk bentuk yang
dibutuhkan. Persamaan diekpresikan dalam bentuk berdimensi. Walaupun jarang
dipergunakan,persamaan yang tak berdimensi, misalnya Do, dapat diturunkan
dengan mensubstitusikan Do = 2t untuk D. Untuk perbandingan 2:1, ellipsoidal
head misalnya:
Sebagai tambahan pada shell dan head, kontirbusi berat pada vessel dapat
memerlukan nozzle, manway, kebutuhan internal lainnya, dan struktur pendukung
seperti lugs untuk vessel horizontal dan skirt untuk vessel vertical. Nozzle dan
manway distandarisasi untuk perhitungan tekanan yang berlainan; dimension dan
beratnya ditunjukkan pada catalog pabrik. Perhitungan alat ini akan membantu
sekitar 10-20% dalam perhitungan berat vessel.
Kriteria dalam perancangan
Sebuah alat proses dapat rusak karena berbagai alsan :
1. Terjadinya deformasi elastis dan plastis yang berlebihan akibatnya alat
gagal melaksanakan fungsinyadan rusak yang membahayakan
Deformasi elastic terjadi ketika benda mendapat beban dalam batas
elastisnya. Hubungan antara stress f dan strain ε adalah linier dengan slope E
(modulu Elastisitas). Begitu juga dengan lenturan (defleksi) harus dibatasi .
Persamaan-persamaan yang digunakan :
(1) Stress axial ( tarik dan tekan )
ft = P/ A dan fc = - P/A
(2) Hubungan stress dan strain pada daerah elastic
f = E x ε
2. Instabilitas elastic
Adalah suatu fenomena yang berkaitan dengan struktur yang memiliki
kekakuan yang terbatas yang terkena beban tekan, momen lentur dan
kombinasi beban tersebut. Contoh yang khas terjadinya “backing” pada
bejana silindris dengan tekanan luar dan vakum. Hal ini biasanya berkaitan
dengan bejana yang berdinding tipis. Bentuk instabilitas elastisitas yang
paling sederhana adalah instabilitas pada kolom yang terjadi karena beban
tekan axial pada ujung-ujung kolom tersebut.
Stress kritis (fcr)yang terjadi diperkirakan dengan rumus EULER :
fcr = c2 E / (j/k)2
dimana:
c : konstanta yang harganya di pengaruhi kondisi ujung-ujung kolom
j/k : rasio
3. Instabilitas plastis
Criteria yang paling banyak digunakan adalah mempertahankan stress yang
terjadi berada dalam daerah elastis bejana konstruksi untuk mencegah
deformasi plastis yang terjadi jika yield point terlewati.
4. Brittle rupture
Kecenderungan untuk mempergunakan bejana berkonstruksi baja berkekuatan
tinggi dengan kualitas yang lebih rendah menaikkan kemungkinan failure
karena “rupture”.
5. Creep
Criteria perencanaan yang telah diuraikan pada dasra keadaan strain
(regangan) dibawah beban tidak berubah dengan waktu dan untuk bahan
ferrous dibawah beban sampai suhu 650O R. diluar suhu tersebut maka
material akan mengalami “creep” dibawah beban. Yang mengakibatkan
kenaikan strain dengan waktu. Laju creep tergantung pada material stress dan
suhu operasi.
6. Korosi
Adalah peristiwa pengrusakkan pada metal yang disebabkan karena peristiwa
kimiawi dan electron kimia.
Berbagai macam korosi yang dikenal, yaitu :
Uniform corrosion
Intergranular corrosion
Galvanic corrosion
Stress corrosion
Salah satu pencegahan korosi adalah penambahan tebal metal pada dinding
bejana.
BAB III PERHITUNGAN PERANCANGAN DESAIN ALAT
Contoh perhitungan :
Tangki penyimpanan PKO ( Palm Kernnel Oil)
Fungsi : Penyimpanan PKO
Jenis : Tangki silinder beratap kerucut
Data perhitungan :
Temperatur PKO (T) : 30 oC
Tekanan (P) : 12045,8876 kg/jam
Lama penyimpanan : 7 hari
Densitas (ρ) : 911,6 kg/m3
Sketsa tangki silinder beratap kerucut diperlihatkan pada gambar berikut :
Gambar 3.1 Sketsa Tangki silinder vertical beratap kerucut
Hs
D
θ
1. Perhitungan kapasitas tangki
Volume liquid (VL) = x lama penyimpanan
=
= 2.219,95170 m3
Factor keamanan 10 %, maka :
Volume Tangki = 1,1 x 2.219,95170 m3
= 15.358,156 bbl
Tangki PKO di buat 2 tangki
Kapasitas 1 tangki PKO =
= 7679,078 bbl
Digunakan tangki dengan kapasitas 8.060 bbl
2. Perhitungan dimensi tangki
Berdasarkan volume tangki dari app E Brownell & Young , 1959
diperoleh kapasitas tangki 8.060 bbl
Diameter , ID = 40 ft
Tinggi, Hs = 36 ft
Courses = 6
3. Perhitungan tebal shell, ts
Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah :
Jenis plate = Carbon steel 54- 285 brade C
Tegangan diizinkan , f = 13.750 psi
Jenis sambungan = doubled-welded butt-joint
Effisiensi sambungan,,E = 80 %
Factor korosi,C = 0,125 in
dimana:
H = tinggi shell (ft)
ρ = densitas (lb/ft3)
ID = diameter dlm shell (ft)
F = Tegangan yang diizinkan (Psi)
E = welded joint Efficiency (%)
C = Faktor korosi (in)
Courses 1, H = 36 ft
= 0,426
= 0,43 in
Courses 2, H = 36-6 = 30 ft
ts2 = 0,375 in , digunakan 0,38 in
Courses 3, H = 36-6 = 30 ft
ts3 = 0,323 in, digunakan 0,34 in
Courses 4, H = 24-6 = 18 ft
ts4 = 0,27156 in, digunakan 0,28 in
Courses 5, H = 18-6 = 18 ft
ts5 = 0,21985 in, digunakan 0,22 in
Courses 6, H = 12-6 = 6 ft
ts6 = 0,168 in, digunakan 0,1875 in
4. Perhitungan tebal head,th
Jenis head yang digunakan adalah conical
Tebal head +C
=
= 0,2838 in
= 5/16 in
Sudut kemiringan tutup atas (roof)
sin θ = ID/ (430 x th)
= 40/ (430 x 5/16)
= 0,29767
θ = 17,3 o
tinggi head = tan θ x r
= tan 17,3o x20 ft
= 6,23 ft
= 1,9 m
Tinggi total tangki, HT = Hs + tinggi head
= 36 + 6,23
° = 12,87 m
5. Tutup bawah tangki
OD = ID + 2 ts1
= 40 + 2 (0,43/12)
= 40,072 ft
Untuk tangki berdiameter ≥ 20 ft, diameter tutup bawah di lebihkan 15 cm,
maka OD = 40,072 + 15/(2,54 x 12)
= 40,56 ft
BAB IV KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil adalah :
1. Tangki adalah suatu alat proses yang sangat penting
2. Tangki merupakan bagian dasar peralatan proses dengan berbagai
modifikasi yang diperlukan untuk memungkinkannya berfungsi
seperti yang diinginkan. Contoh :
- autoclave
- menara distilasi
- menara absorbsi
- HE
- Separataor
3. Faktor- factor yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu
ejana adalah :
a. sifat-sifat material yang digunakan
b. stress (tegangan yang terjadi)
c. stabilitas, elastis dan estetika
d. tipe yang diinginkan
e. sifat fluida yang digunakan
f. suhu dan tekanan operasi
g. volume yang diperlukan (kapasitas)
DAFTAR PUSTAKA