A. Tipe : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)

B. Alasan Pemilihan :

1. Reaksi dijalankan dalam kondisi isotermal sehingga suhu dan komposisi

campuran dalam reaktor yang harus selalu sama bisa dipenuhi dengan pemakaian

reaktor jenis RATB karena ada pengadukan.

2. Fase reaktan adalah cair sehingga memungkinkan penggunaan reaktor RATB.

3. Menghindari adanya bagian yang suhunya sangat tinggi sebab dengan adanya

pengadukan diharapkan suhu di semua titik di reaktor adalah sama.

C. Tinjauan Proses Secara Umum

Proses pembuatan dioctyl phthalate dilakukan di dalam reaktor alir tangki

berpengaduk (RATB), dimana bahan baku yang berupa 2-ethyl hexanol dan

phthalic anhydride serta katalis yang berupa H2SO4 dimasukkan secara

bersamaan melalui bagian atas reaktor.

Reaksi pembuatan dioctyl phthalate merupakan reaksi esterifikasi antara

phthalic anhydride dengan 2-ethyl hexanol menggunakan katalis asam sulfat 96

%.

Reaksi esterifikasi phthalic anhydride dan 2-ethyl hexanol dengan katalis

H2SO4 menghasilkan dioctyl phthalate terjadi selama 1 - 3 jam.

D. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk

Spesifikasi bahan baku

1. Phthalic Anhydride (PA)

a. Bentuk : Kristal putih

b. Kemurnian : 99,95 %

c. Impuritas (Maleic Anhydride) : 0,05 %

2. 2-Ethyl Hexanol (2-EH)

a. Bentuk : Cairan tidak berwarna

b. Kemurnian : 99,9 %

c. Impuritas (H2O) : 0,1 %

Spesifikasi bahan pendukung

1. Asam sulfat (sebagai katalis)

a. Bentuk : Cair

b. Kemurnian : 96 %

c. Impuritas (H2O) : 4 %

2. Natrium hidroksida (sebagai penetral asam sulfat)

a. Bentuk : Cair

b. Kemurnian : 50 %

c. Impuritas (H2O) : 50 %

Spesifikasi produk

1. Dioctyl phthalate (DOP)

a. Bentuk : oily liquid

b. Kemurnian : 99,21 %

c. Impuritas :

- 2-Ethyl hexanol : 0,22 %

- Maleic anhydride : 0,02 %

- Monooctyl phthalate : 0,55 %

E. Mekanisme reaksi

Reaksi esterifikasi phthalic anhydride dan 2-ethyl hexanol dengan

menggunakan katalis H2SO4 terdiri atas dua tahap, yaitu :

1. Tahap pertama

Pada tahap pertama dijelaskan bahwa proses berlangsung secara cepat dan

eksotermis.

2. Tahap kedua

Pada tahap ini, terbentuk dioctyl phthalate yang disertai dengan pelepasan air.

Reaksi pada tahap ini berjalan sangat lambat, dan memerlukan temperatur tinggi serta

katalis. (CIC, Juni 1999)

Karena reaksi tahap pertama berlangsung cepat dan reaksi tahap kedua berjalan

sangat lambat maka reaksi yang menentukan adalah reaksi tahap kedua.

F. Kondisi operasi

Phthalic anhidride 2-Ethyl hexanol Monooctyl phthalate

O

C

C

O

C2H5COOCH2 CH

C2H5

C4H9

COOH

C6H4 O + C4H9 CH CH2OH → C6H4

Monooctyl phthalate

COOCH2 CH

C2H5

C4H9

COOH

C6H4 + C4H9 CH CH2OH → C6H4

2-Ethyl Hexanol DOP

C2H5

C2H5 C4H9

C4H9

COOCH2 CH

C2H5

COOCH2 CH

+ H2O

Air

Proses pembuatan dioctyl phthalate dilakukan pada suhu 150 °C dan

tekanan 1 atm. (Marshall Sittig p.227)

G. Tinjauan Termodinamika

1.Penentuan jenis reaksi

Data :

reaksi : PA + 2 ( 2-EH ) DOP + H2O

H H2O (298 K) = -241,8 KJ / mol

H DOP (298 K) = -966,72 KJ / mol

H PA (298 K) = -393,13 KJ / mol

H 2-EH (298 K) = -365,30 KJ / mol

(Carl L. Yaws “Chemical Properties Handbook”)

H298 = H produk - H reaktan

= ( -241,8 + (-966,72) ) - ( -393,13 + 2.(-365,30) )

= -84,79 KJ / mol

Hr bernilai negative maka reaksi bersifat eksotermis.

2.Penentuan arah reaksi

Diketahui :

G DOP (298 K) = - 406,30 kJ / mol

G H2O (298 K) = - 228,6418 kJ / mol

G 2-EH (298 K) = - 118,88 kJ / mol

G PA (298 K) = - 329 kJ / mol

(Carl L. Yaws “Chemical Properties Handbook”)

Perubahan energi Gibbs dapat dihitung dengan persamaan :

G 298 = - R T ln K (J.M. Smith and H.C. Van Ness, 1975)

dimana :

G 298 = Energi bebas Gibbs standar suatu reaksi pada 298 K (kJ / mol)

R = Konstanta gas (R = 8,314 10-3 kJ /mol . K)

T = Temperatur (K)

K = Konstanta kesetimbangan

reaksi : PA + 2 ( 2-EH ) DOP + H2O

G 298 = (G 298) produk - (G 298) reaktan

G 298 = ( -406,30 + (-228,6418) ) - ( 2.(-118,88) + (-329) )

= -68,1818 kJ / mol

G 298 = -R T ln K

-68,1818 kJ / mol = -8,314 10-3 kJ /mol . K x 298 K x ln (K)

-68,1818 kJ / mol = -2,4776 kJ /mol x ln (K)

ln K = 27,5196

K = 8,9474 . 1011

Dari persamaan :

Ln ( K / K1 ) = - ( H298 / R ) x ( 1 / T - 1 / T1 )

( J.M. Smith and H.C. Van Ness, 1975)

dimana :

K1 = Konstanta kesetimbangan pada temperatur tertentu

T1 = Temperatur tertentu (K)

H298 = Panas reaksi pada 298 K

data panas reaksi pada 298 K :

Pada suhu T1 = 150 °C = 423 K besarnya konstanta kesetimbangan dapat

dihitung sebagai berikut :

Ln ( K / K1 ) = - (H298 / R ) x ( 1 / T - 1 / T1 )

Ln ( 8,9474 . 1011 / K1 ) = -( -84,79 / 8,314 10-3 ) x ( (1/ 298)- (1/423) )

Ln ( 8,9474 . 1011 / K1 ) = 10,1132

( 8,9474 . 1011 / K1 ) = 24.667,7907

K1 = 36.271.697,69

Karena harga K sangat besar maka reaksi bersifat searah/irreversibel

H.Tinjauan Kinetika

Reaksi di Reaktor :

1. PA + 2-EH k1 MOP

reaksi berlangsung sangat cepat

2. MOP + 2-EH k2 DOP + H2O

berlangsung lambat dan membutuhkan katalis (menentukan jalannya reaksi)

(WWW.Dupont.Com)

dapat ditulis :

1. A + B → C

2 C + B → D + E k2 = 5,1652.103.exp (-8.737,7762/R.T) L/kmol.s

(Marshall Sittig p.227)

sehingga pada suhu = 150 °C besarnya k2 :

k2 = 5,1652.103.exp( -8.737,7762 / 1,9872.(150+273) )

= 0,1580

karena reaksi pertama sangat cepat (k1 >> k2) maka persamaan kecepatan

reaksinya adalah :

-rB = 0.1580.CC.CB

I. Neraca Massa Reaktor

Komponen BMMasuk Keluar

Kmol Kg Kmol Kg

PA 148,1180 9,5480 1414,2307 0 0

2-EH 130,2300 19,0960 2486,8721 0,0745 9,7021

MOP 278,3480 0 0 0,0745 20,7369

DOP 390,5630 0 0 9,4735 3699,9986

H2SO4 98,0790 0,0377 3,6976 0,0377 3,6976

H2O 18,0150 0,1467 2,6428 9,6202 173,3079

MAN 98,0580 0,0072 0,7075 0,0072 0,7075

Total   28,8356 3908,1506 19,2876 3908,1506

Dari neraca massa diperoleh :

CBo = 9,5480 kmol

CC = 0,0745 kmol

CB = 0,0745 kmol

Dimana :

CBo = jumlah mol 2-EH mula-mula

CC = jumlah mol MOP sisa

CB = jumlah mol 2-EH sisa

J. Neraca Panas di Reaktor

Tujuan : Menentukan jumlah panas yang harus diambil pendingin sehingga reaktor

bisa beroperasi secara isotermal.

Pendingin yang digunakan adalah pendingin jaket

Neraca Panas :

Q in + Q reaksi = Q out + Q pendingin reaktor

Mencari Q in :

Q in = Q1 + Q3 + Q5

T in = 150 °C

T ref = 25 °C

(H2SO4 masuk pada T = 30 °C sedangkan PA dan MAN menggunakan T ref = 30 °C)

Komponen m (kmol) ∫ Cp. dT m. Cp. dT

Q1 H2SO4 0,0377 701,5448 26,4482

  H2O 0,0086 9469,1488 80,9809

Q3 2-EH 19,0960 38587,5124 736867,1372

  H2O 0,1381 9469,1488 1308,143186

Q5 PA 9,5480 23175,6246 496924,9143

  MAN 0,0072 19507,3617 140,7418

Total     1235348,3656

Q in = panas cairan masuk

= 1.235.348,3656 KJ

Mencari Q out :

Q out = Q8 + Q6

Mencari Q8 :

Q8 = panas cairan keluar

T8 = 150 °C

T ref = 25 °C

Komponen m (kmol) ∫ Cp. dT m. Cp. dT

2-EH 0,0625 38587,5124 2410,3624

MOP 0,0744 65216,4884 4854,8587

DOP 9,4731 93128,1420 882208,3650

H2SO4 0,0376 18450,1403 694,4886

H2O 2,6516 9469,1488 25108,6180

MAN 0,0064 20260,1986 130,3574

Total 12,3057   915407,0501

Q8 = 915.407,0501 KJ

Mencari Q6 :

Q6 = Panas uap keluar

Panas uap keluar = panas sensibel uap + panas laten uap

Menghitung panas sensibel uap :

T6 = 150 °C

T ref = 25 °C

Panas sensibel uap = 30.040,9080 KJ

Menghitung panas laten uap :

T6 = 150 °C

Komponen m (kmol) Hvap, KJ/mol Hvap, KJ

MOP 12,0352 54,6258 657,4304

DOP 0,0578 86,6706 5,0098

H2SO4 0,4412 102,9172 45,4074

H2O 0,0586 39,7284 2,3293

MAN 6968,5764 37,0363 258090,5170

Total 0,7806 49,2236 38,4260

Total 6981,9499   258839,1197

Panas laten uap = 258.839,1197 KJ

Q6 = panas sensibel uap + panas laten uap

= 30.040,9080 + 258.839,1197

= 288.880,0277 KJ

Q out = Q8 + Q6

= 915.407,0501 + 288.880,0277

= 1.204.287,078 KJ

Menghitung panas reaksi :

T = 25 °C

Komponen m (kmol) ∫ Cp. dT m. Cp. dT

2-EH 0,0120 29191,0056 351,3187

MOP 0,0001 45488,2396 2,6293

DOP 0,0004 71680,1172 31,6255

H2SO4 0,0001 11350,9112 0,6655

H2O 6,9686 4253,6941 29642,1928

MAN 0,0008 15981,9655 12,4762

Total 6,9819   30040,9080

Komponen m (kmol) Ho (KJ/kmol) Hf (KJ)

PA 9,548 -3,69E+05 -3518642,028

2-EH 19,0215 -3,81E+05 -7250865,343

DOP 9,4735 -1,10E+06 -10447666,19

H2O 9,4735 -2,43E+05 -2303002,563

H° reaksi = ∑Hf produk – ∑Hf reaktan

= (-10447666,19)+(-2303002,563) – ((-3518642,028)+(-7250865,343))

= -1.981.161,3862 KJ

Q yang harus dihilangkan = Q out + Q reaksi – Q in

= 1.204.287,078 + (-1.981.161,3862) - 1.235.348,3656

= -2.012.222,6741 KJ

jadi Q pendingin = -Q yang harus dihilangkan

= 2.012.222,6741 KJ = 1.907.211,603 Btu

K.Perancangan Reaktor

I.Menghitung Volume Reaktor

Komponen masuk reactor

Densitas campuran pada suhu = 150 °C

(Carl . L Yaws "Chemical Properties Handbook")

Komponen Kg ρ (kg/m3) Debit (m3/jam)

PA 1414,2307 1191,9660 1,1865

2-EH 2486,8721 725,9672 3,4256

MOP 0 922,8431 0

DOP 0 869,9057 0

H2SO4 3,6976 1674,5946 0,0022

H2O 2,6428 903,1392 0,0029

MAN 0,7075 1192,7285 0,0006

Total 3908,1506 4,62

Debit reaktor = 4,62 m3/jam

Debit reaktor =

Waktu reaksi pembentukan dioctyl phthalate dari phthalic anhydride dan 2-ethyl hexanol

dengan katalis asam sulfat adalah antara 1 sampai 3 jam.

(Marshall Sittig p.227)

diambil waktu reaksi = 3 jam, sehingga:

Volume Reaktor = Debit reaktor . Waktu tinggal reaktor

= 4,62 m3/jam . 3 jam

Maka didapatkan volume reaktor yang akan dirancang = 13,86 m3

Diambil faktor keamanan = 20 %

Volume Perancangan sesungguhnya = (1 + 20 %) . 13,86 m3

= 16,63 m3 = 4392,77 galon = 587,38 ft3

I. Menghitung Dimensi Utama Reaktor

Bentuk : Silinder Tegak, bentuk atap dan dasarnya tori spherical

( digunakan untuk tekanan < 200 Psia )

V head = 0,000049 D3 (Brownell . 5.11)

Diambil : H = 2 D (Rase, Tabel 8)

Volume reaktor = volume silinder + 2 . volume head

587,3751 = 1,57 D3 + 0,000098.D3

587,3751 = 1,570098.D3

D3 = 374,1009 ft3

D = 7,21 ft = 2,2 m = 86,47 in

Ht = 2 . D

= 2 . 2,2 m

= 4,4 m = 14,41 ft = 173,23 in

II. Menentukan Tebal Dinding Reaktor

t = (Brownell 13.1)

dimana : t = tebal dinding reaktor ( in )

P = Tekanan perancangan ( over design 20 % )

= 17,64 Psi

ri = jari - jari dalam tangki

= 43,23 in

Direncanakan bahan konstruksi dipilih dari Stainless Steel SA 240 karena cairan

dalam reaktor mengandung H2SO4

Allowable stress ( f ) = 15.600 Psi (Brownell p.342)

Corrosion Allowance ( C ) = 0,125

Efisiensi Pengelasan = 85 %

sehingga tebal dinding reaktor :

t =

= 0,1826 in

digunakan tebal standar dinding reaktor = 0,3125 in (Brownell p. 90)

= 0,0079 m = 0,0024 ft

III. Menentukan Tebal Head

t head (Brownell 7.77)

OD head = ID shell + 2 . ts

= 86,4666 in + 2 . 0,3125 in

= 87,09 in

dipakai standar OD = 90 in (Brownell p. 90)

dari tabel 5.7 Brownell untuk OD = 90 in dan t = 0,3125 in

diperoleh : icr = 5 1/2

r = 90

Untuk r / icr > 6 %

W = ¼.( 3 + ( r / icr ) 0,5 ) (Brownell 7.76)

W = ¼.( 3+( 90 / 5,5 )0,5 ) = 1,7613

sehingga : t head

= 0,23 in

Untuk perancangan diambil tebal standar = 0,25 in

= 0,0064 m

IV. Menentukan Tinggi Head

Untuk tebal head 1/4 in, maka :

standar straight flange (sf) = 1,5 – 2,25 (Tabel 5.8 Brownell)

dipilih sf = 2

dari pers. di fig. 5.8 Brownell

BC = r - icr

= 90 – 5,5 = 84,5 in

AB= ( ID/2) – icr

= (86,4666 / 2) – 5,5 = 37,73 in

AC= ( BC2 - AB2 )0,5

= ( 84,5 2 - 37,7333 2 )0,5 = 75,6072 in

b = r - AC

= 90 - 75,6072 = 14,39 in

Tinggi head ( OA ) = t head + b + sf

= 0,25 + 14,3928 + 2

= 16,6428 in = 0,42 m = 1,39 ft

Tinggi reaktor total = H + 2 (OA)

= 4,3925 + 2 . 0,4227

= 5,24 m = 17,18 ft

V. Menghitung Dimensi dan Daya Pengaduk

1. Menghitung dimensi pengaduk

Untuk Pengaduk dipilih : Turbin dengan 6 blade dengan 4 baffle  

dari fig 477. Brown didapatkan :

Untuk pengaduk jenis turbin dengan 6 blade dengan 4 baffle (6 blade plate turbin

impeller with 4 baffle) didapat pers :

Zi / Di = 0,75 - 1,3 Dt = diameter dalam reaktor

Dt / Di = 3 Zi = jarak pengaduk dari dasar reaktor

L / Di = 0,25 Di = diameter pengaduk

W/Dt = 0,1 L = panjang blade

W = lebar baffle

dari perhitungan sebelumnya diketahui :

Dt = 4,675 ft

maka : Di = Dt / 3

= 1,558 ft = 0,475 m

Zi = 1,3 . Di

= 2,026 ft = 0,6175 m

L = 0,25 . Di

= 0,389 ft = 0,1187 m

W = 0,1. Dt

= 0,467 ft = 0,1425 m

Mencari tinggi cairan di dalam reaktor (ZL) :

V bahan = 0,25 . 3,14 . Dt2 . ZL + 0,000049 . Dt3

133,695 = ZL . 0,25 . 3,14 . 4,675 2 + 0,000049 . 4,6753

ZL = 7,792 ft = 2,375 m

2. Menghitung daya pengadukan (P)

kecepatan pengadukan dihitung dengan persamaan :

(Rase 8.8)

dimana : WELH = Water Equivalent Liquid Height, ft

WELH = ZL. specific gravity of liquid

Di = Diameter pengaduk, ft

N = Kecepatan pengadukan, rpm

menghitung ρ campuran (Carl . L Yaws "Chemical Properties Handbook")

Komponen Berat (kg) fraksi berat (xi) ρi xi / ρi

2-EH 9,7021 0,0025 0,7260 0,0034

MOP 20,7369 0,0053 0,9228 0,0057

DOP 3699,9986 0,9467 0,8699 1,0883

H2SO4 3,6976 0,0009 1,6746 0,0006

H2O 173,3079 0,0443 0,9031 0,0491

MAN 0,7075 0,0002 1,1927 0,0002

Total 3908,1506 1,1473

ρ campuran = (1 / Σ ρi.xi)

= 1 / 1,1473

= 0,87 gr/cm3

Specific gravity of liquid = 0,8716

WELH = 12,0065 . 0,8716 ft = 10,46 ft

Number of turbine = WELH / D (Rase. 8.9)

= 10,4649 ft / 7,2055 ft = 1,45

diambil jumlah turbin = 2

N = 117,43 rpm = 1,96 rps

menghitung µ campuran (Carl . L Yaws "Chemical Properties Handbook")

Komponen fraksi berat (xi) µi xi / µi

2-EH 0,0025 0,3906 0,0064

MOP 0,0053 0,9954 0,0053

DOP 0,9467 0,2010 4,7096

H2SO4 0,0009 3,2253 0,0003

H2O 0,0443 0,1826 0,2428

MAN 0,0002 0,5995 0,0003

Total 1   4,9647

µ campuran = 1 / (∑xi/µi)

= 1 / 4,9647

= 0,2014 cp = 0,00014 lb/ft.s = 0.4873 lb/ft.jam

Dimana : N = 1,9571 rps

Di = 2,4018 ft = 28,8216 in

ρ = 54,4142 lb/ft3

μ = 0,00014 lb/ft.s

= 4.538.872,51

dari fig. 8.8 Rase, diperoleh harga Np sebesar : Np = 5,5

besarnya daya yang dibutuhkan untuk pengadukan :

(Rase fig. 8.8)

Dengan N = Kecepatan putar pengaduk (rpm)

Np = Power number

Di = Diameter pengaduk (in)

= Densitas cairan (lb / ft3)

= 10,12 hp

jadi daya yang dibutuhkan untuk pengadukan adalah sebesar = 10,12 hp

untuk perancangan dipilih motor dengan daya = 10,5 hp = 7,87 kW

VI. Menghitung Koefisien Perpindahan Panas dari Tangki Reaktor ke Jaket

Mencari harga hi :

(Copey 7.16)

menghitung properties cairan di reaktor pada suhu 150 °C :

menghitung Cp campuran (Carl . L Yaws "Chemical Properties Handbook")

Cp campuran = ∑ (Cpi . xi)

= 3,17 KJ/Kg. K = 0,76 Btu / Lbm. F

menghitung k campuran (Carl . L Yaws "Chemical Properties Handbook")

Komponen fraksi berat (xi) ki ki . xi

2-EH 0,0025 0,1136 0,0003

MOP 0,0053 0,1179 0,0006

DOP 0,9467 0,1115 0,1056

H2SO4 0,0009 0,3778 0,0004

Air 0,0443 1,5760 0,0699

MAN 0,0002 0,1478 0,00003

Total     0,1768

k campuran = ∑ (ki . xi)

= 0,1768 W / m.K

= 0,1021 Btu/h.ft.F   

 

dari perhitungan : L = 0,6005 ft

ρ = 54,4142 lb / ft3

Di = 2,4018 ft

N = 117,43 rpm = 7045,53 rpj

hi = koefisien transfer panas pada diameter dalam reaktor

sehingga :

Komponen fraksi mol (xi) Cpi (kj/kg.K) xi . Cpi

2-EH 0.0039 2.5359 0.0098

MOP 0.0039 1.9860 0.0077

DOP 0.4912 2.0175 0.9909

H2SO4 0.0020 1.5689 0.0031

H2O 0.4988 4.3221 2.1558

MAN 0.0004 1.7702 0.0007

Total     3.1679

= 4106,2517

hi = 4106,2517.

hi = 4106,2517. = 58,1999 Btu / hr.ft2.F

ID = 7,2055 ft

OD = 7,2103 ft

(Kern P. 97)

= 58,16 Btu / hr.ft2.F

Mencari harga ho :

menghitung properties air pada suhu 52,5 °C diperoleh :

µ = 1,6912 lb/ft.jam

ρ = 63,4349 lb/ft3

Cp = 0,9984 BTU/lb.ft

k = 0,6372 Btu/h.ft.F

= 1.789,8221

ho = 1.789,8221.

ho = 1.789,8221. = 158,2791 Btu / hr.ft2.F

Menghitung Uc

(Kern 6.38)

= 42,5322 Btu / hr.ft2.F

Rd = 0,003 ft2.hr..F/Btu (Kern. Tabel 12)

hd = 1 / Rd

= 1 / 0,003

= 333,33

(Kern 6.10)

Uc = koefisien transfer panas overall saat bersih

Ud = koefisien transfer panas overall desain

Rd = dirt factor

= 37,72 Btu/ hr.ft2.F

Luas kontak perpindahan panas :

Panas yang harus dipindahkan (Q) = 1.907.211,60 BTU / jam

(dari perhitungan kebutuhan pendingin reaktor)

suhu Pendingin : Tin = 30 °C = 95 °F

Tout = 45 °C = 113 °F

Treaktor = 150 °C = 302 °F

ΔTLMTD = 202,20 °F

= 250,07 ft2

Luas bidang perpindahan panas yang dibutuhkan = 250,07 ft2

Luas perpindahan panas yang tersedia di reaktor :

= 3,14.Dt.Hr + 0,25.3,14.Dt2

= 3,14. 7,2055. 14,4110 + 0,25.3,14. 7,2055 2

= 366,81 ft2

VII. Menghitung tinggi jaket

Hj = 9,25 ft

VIII.Menghitung lebar dan tebal jaket

1. Lebar jaket :

Dari Perhitungan sebelumnya diperoleh :

H jaket = 9,25 ft

Dt = 7,21 ft

Kecepatan volumetrik pendingin = 0,31 ft3/s

(Dari perhitungan neraca panas)

Waktu tinggal pendingin = 10 menit = 600 detik

Volume pendingin = Kecepatan volumetrik pendingin x Waktu tinggal

= 0,3091 ft3/s . 600 s = 185,44 ft3

Volume reaktor setinggi jaket = 0,25 . 3.14 . Dt2 . Hj + 0,000049 . Dt3

= 0,25 . 3,14 . 7,20552 . 9,2512 + 0,000049 . 7,20553

= 377,06 ft3

sehingga :

562,4997 = 7,2622 Dj2 + 0,000049 Dj3

Dj = 8,8009 ft

Lebar jaket = 0,5 . (Dj - Dt)

= 0,5 . (8,8009 – 7,2055)

= 0,80 ft = 0,24 m

2. Tebal Jaket :

(Brownell 7.77)

tj = tebal jaket

ri = jari-jari jaket

= 4,4004 ft = 52,8053 in

Untuk bahan jaket dipilih : Carbon steels SA 283 grade C

dimana : P = 14,7 Psia

E = 80 %

f = 12.650 Psia

C = 0,125

= 0,20 in

digunakan tebal standar = 1/4 in

= 0,25 in = 0,0064 m

L. Spesifikasi Reaktor

Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi esterifikasi antara

phthalic anhydride dan 2-ethyl hexanol

Tipe : Continuous Stirred Tank Reactor ( CSTR )

Jumlah : 1 buah

Kondisi operasi : T = 150 °C

P = 1 atm

Bahan konstruksi : Stainless steel SA 240 grade 304

Volume : 587,38 ft3

Tinggi : 14,41 ft

Diameter : 7,21 ft

Tinggi head : 1,39 ft

Tebal shell : 0,3125 in

Tebal head : 0,25 in

Pengaduk

Jenis pengaduk : Turbin enam blade dengan empat baffle

Diameter : 2,40 ft

Kecepatan : 1,96 rps

Daya : 10,5 HP

Pendingin

Jenis : pendingin

jaket

Pendingin : air

Bahan : Carbon

steel 283 grade C

Tebal jaket : 0,25 in

Tinggi jaket : 12,27 ft

Keterangan:

1. Pipa H2SO4

2. Pipa umpan PA

3. Pipa umpan 2-EH

4. Pipa kondensor

5. Pipa air pendingin masuk

6. Pipa air pendingin keluar

7. Pipa produk

8. Man Hole

Gambar Reaktor Tangki Berpengaduk (RATB )

TUGAS TEKNIK REAKSI KIMIA 2

PERANCANGAN REAKTOR

PADA PEMBUATAN DIOCTYL PHTALATE

DARI PHTALATE ANHIDRID DAN 2-ETHYL HEXANOL

Oleh :

WISNU INDRIYANTO

I0507014

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010