Tangki Penyimpanan Metanol (T-01)
Fungsi
: Menyimpan bahan baku metanol
Kondisi :
Tujuan : -
T
= 30 oC
P
= 1 atm
Fase
= cair
Impuritas
= 0,6% air
Menentukan tipe tangki -
Menentukan bahan konstruksi tangki
-
Menentukan kapasitas tangki
-
Menghitung dimensi tangki
a. Menentukan tipe tangki Dalam perancangan dipilih tangki silinder tegak dengan dasar datar (Flat bottom) dan tutup berbentuk kerucut (conical roof tank) dengan pertimbangan : -
Kondisi penyimpanan pada suhu kamar dan tekanan atmosferik Konstruksi lebih murah dibanding tipe horizontal sehingga lebih ekonomis
b. Menentukan bahan konstruksi tangki Dalam perancangan dipilih bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 Grade C dengan pertimbangan: -
Memiliki allowable stress yang cukup besar Harganya relatif murah dibandingkan stainless steel atau carbon stell jenis lain
-
Material yang disimpan tidak korosif
c. Menghitung kapasitas tangki Menghitung kebutuhan metanol selama 1 bulan (30 hari) Kebutuhan metanol
= 31213,6 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 22473791,71 kg/bulan
Menghitung densitas campuran metanol-air pada 1 atm, 30o C Densitas Metanol pada 30o C
= 0,78664 gram/cm3 (perry,1984)
Densitas Air pada 30o C
= 0,998 gram/cm3 (perry,1984)
camp
= (0,994x 0,78664) + (0,006 x 0,998) = 0,787 g/cm3 = 49,174 lbm/ft3
Menghitung volume Metanol ¿
Volume metanol
22473791,71 kg 787,9 kg/m 3
= 28523,66 m3 = 1007304,5 ft3 Disebabkan volume yang sangat besar untuk digunakan 1 tangki, maka volume dibagai 2 untuk digunakan 2 tangki, maka : Volume metanol=
1007304,5 ft 3 2
= ft3
503652,248 d. Menghitung dimensi tangki
Untuk menghitung ukuran tangki digunakan persamaan 3.1 dan 3.12 (Brownel and Young, 1979) :
Persamaan 3.1 : H=
Persamaan 3.12 : D=
4V D2 π
8 H 3
Persamaan 3.1 menjadi :
4V 2
8 H π 3
( )
H=
4 × 550220,5 ft 3 8 2 ×3,14 3
( () )
4 × 550220,5 ft 3 8 2 ×3,14 3
( ()
)
1 3
1 3
H=
Tinggi tangki dapat diperoleh sebagai berikut :
4V 8 2 π 3
(( ) )
1 3
=
(
4 × 503652,248 ft 3 8 2 ×3,14 3
()
)
1 3
= 44,85 ft
Diameter tangki dapat diperoleh sebagai berikut : 8 H 3
D=
=
8 × 44,85 ft 3
= 119,6 ft
Dari tinggi dan diameter yang telah didapat, dengan meghitung ukuran untuk 1 tangki digunakan sesuai dengan ukuran standar ialah :
H =44,85 ft
D = 119,6 ft
V = 503652,248 ft3
Menghitung tebal shell Bahan konstruksi yang digunakan adalah Carbon Steel SA 283 Grade C dengan tekanan maksimum yang diizinkan = 12.650 Psi (Brownell hal. 251) Dari tabel 13.1 dan 13.2 Brownell di dapat : Efisiensi pengelasan = 0,8 Corrosion allowence = 0,125
PxD C 2f E
ts
( pers. 3.16 Brownell, hal 45)
P=
ρ x (H 1) 144
Ts
ρ (H 1) (12 D) C 288f E
( pers. 3.17 Brownell, hal 45)
Dalam hubungan ini: Ts
= tebal shell (in)
P
= tekanan (psi)
D
= diameter dalam tangki (in)
H
= tinggi tangki (ft)
f
= tekanan yang diijinkan (psi)
C
= faktor korosi (in)
E
= efisiensi pengelasan
= densitas campuran (lb/ft3)
49,174 ( H 1)(12D) 0,125 288 (12650)(0, 8)
ts
Dari appendix E Brownell dipilih : allowable weld joint
= 5/16
lebar plate
= 6 ft = 72 in
π D weld length 12 n
L Dimana: L
= panjang plate, ft
D
= diameter dalam tangki + tebal shell, in
Weld length
= n x allowable weld joint
n
= jumlah plate
49,174( 44,85 1)(12x119,6 ) 0,125 288 (12650)(0, 8) ts
= = 1,186 in ≈ 1,2 in
D
= 1435,2 in + 1,2 = 1436,4 in
(3,14 x 1436,4 ) (( 0,1875) x10) 37,57 ft 12 x10
L Menentukan tinggi dan tebal head
Gambar head tangki berbentuk conikal
½D
Menghitung tinggi head tangki
Sudut adalah sudut cone roof terhadap garis horizontal
Sin =
D p 1000 ts 6
Pers. 4.5 Brownell
Dimana : D
= diameter tangki standar ( ft )
Ts
= tebal shell course paling atas (in)
P
= tekanan operasi alat (psig)
Diambil faktor keamanan 10 %, maka :
(Brownel and Young, 1979)
P = 14,7 psi x 1,1 = 16,17 psi = 1,47 psig
Sin
=
119,6 1,47 1000 x1,2 6
= 0,049
= 3,14 o
tan
=
h 1 D 2
= ½ D tan
h
= ½ (119,6) tan 3,14 o = 2,951 ft
Menghitung tebal head tangki Tebal head tangki (th) dapat dihitung dengan persamaan :
th =
PD c 2 cos ( f 0,6 P )
dimana : th
= tebal head tangki (in)
P
= tekanan operasi (psig)
Pers. 6.154 Brownell
D
= diameter tangki + tebal shell paling atas
f
= allowable stress (psi)
c
= faktor korosi
= effisiensi pengelasan = 0,8
pada P = 14,7 psia x 1,1 = 16,17 psia = 1,47 psig
1,47 (1436,4 ) 0,125 2 cos 3,14 (12650 0,8 0,6 1,47) o
th =
= 0,229 in Digunakan tebal head standar 0,3 in.
