BANK SOAL SMT 6 DTK UI 2014

8/18/2019 BANK SOAL SMT 6 DTK UI 2014

1/19

BANK SOAL

UASDTK 2014

Semester 6

AKADEMIS IMTK 2014

“Solutif & Informatif “


2/19

TEKNIK KIMIA

SIMULASI PROSES KIMIA

PERANCANGAN ALAT PROSES


3/19

UJIAN AKHIR SEMESTER GENAP 2010/2011

SIMULASI PROSES KIMIA

Rabu, 25 Maret 2011

Waktu 45 menit

Tutup Buku

Ir. Abdul Wahid Surhim, M.T

Unduh file CSTR-DYN3.usc dari Scele.

1. Karena komposisi produk CSTR ingin dikendalikan ( stream Reactor Prods ), dalam

hal ini Comp Mole Frac dari 12-C3diol, maka diperlukan kontroler untuk tujuan

tersebut. Yang digunakan sebagai MV adalah stream Prop Oxide bagian Flow-nya.

Pasang kontroler yang dimaksud dan dinamakan ia dengan Glycol Concentration

Control. Selain kontroler di atas, kontroler apa saja yang diperlukan ? Kenapa ?

2. Pasang kontroler-kontroler sebagaimana yang anda jawab di soal no 2. Berapa:

konsentrasi produk 12-C3diol, suhu reaktor, dan level reactor di awal simulasi dan

setelah stabil ?


4/19

UJIAN AKHIR SEMESTER


28 Mei 2013

Dosen: Ir. Yuliusman, M.Eng

Waktu: 120 menit

Petunjuk :

Ujian ini adalah kerja mandiri, tidak dibenarkan diskusi dalam mengerjakan soal

Tuliskan Nomor Tabel maupun Grafik rujukan untuk setiap angka yang digunakan

dalam perhitungan anda

Berikan alasan jika ada yang anda asumsikan

Tidak boleh tukar menukar buku dan catatan

1. Terangkanlah alasan pemilihan salah satu dari HE double pipe dan shell and tube.

Terangkan juga aspek-aspek lain yang terkait dengan kedua HE tersebut

2. Sebuah alat penukar double pipe digunakan dalam proses industri petrokimia, yang

mengalirkan secara counterflow fluida Etil Benzene 2500 kg/hr dari temperatur 60oC

menjadi 90oC dan Fenol dari temperatur 175

o C MENJADI 70

oC . Fouling factor untuk

masing-masing aliran adalah 0.001 psi, menggunakan 12-ft hairpins of 3 x 2- in. IPS

pipe. Tentukan jumlah hairpins yang diperlukan.

3. Sebuah perusahaan meminta anda untuk mendesain fraksionasi untuk memproses

minyak bumi akan dipabrikkan dan diinstall di daerah Kansas dengan spesifikasi sbb:

Diameter dalam shell 12 ft, panjang shell tangent line to tangent line = 140 ft, 0 in.

Tekanan operasi = 60 lb/in2, Temperatur operasi = 500 F,

Tebal isolasi : 3 in

Shell, single welded butt joint with backing strip stress relieved

Skirt height : 10 ft

Tray spacing : 20 in

Tray loading including liquid : 25lb/ft2

Top disengaging space : 5 ft

Bottom separator space : maximum 6 ft

Tray support ring : 2.5 x 2.5 x ½ in angle

Corrosion allowance : 1/8 in

Overhead vapor line : 10 in (OD) schedule 30 pipe

a. Pilihlah jenis material ( Berikan alasan pemilihan )

b. Pilihlah jenis head yang sesuai ( berikan alasan pemilihan ) dan Hitunglah tebal

head

c. Hitunglah jumlah tray dan bottom spacing ( menyesuaikan )


5/19

d. Tentukan tebal shell dari kolom tersebut dan

e. Hitunglah kombinasi stress pada Upwind side dan hitunglah panjang X pertama

f. Hitunglah kombinasu stress pada Downwind side dan hitunglah panjang X

pertama

g.

Dari kedua harga X tersebut, tentukan salah satu pilihan anda, kenapa ?h. Hitunglah panjang X yang kedua sampai “ f dead wt shell “


6/19


PERANCANGAN ALAT DAN PROSES

Waktu 120 menit

Sifat Open Book

1. Soal Heat Exchanger

Jenis : 1-2 Shell and Tube Exchanger

Tipe Aliran : Counter Current

Diketahui, UD = 75 Btu/jam.ft2 o

F, Rd yang dipersyaratkan 0,003, dan Pressure drop yang

diizinkan adalah 2 psi

Fluida panas

Komponen Massa wi BM

camp

Mol yi BM

Kg/jam Kmol/j g/mol

Methane 10831,1309 0,1047 1,9289 675,1355 0,1203 16,04

Ethane 27684,6445 0,2677 4,9312 920,6763 0,1640 30,07

Propane 292,1754 0,0028 0,0520 6,6257 0,0012 44,1

Ethylene 60902,1196 0,5889 10,8464 2170,9044 0,3867 28,05

hidrogen 3711,1285 0,0359 0,6610 1840,8375 0,3279 2,016

Route aliran fluida = melalui tubeTemperatur fluida panas masuk ( gas reaktor ) (T1) : -32

OC = -25,6

OF

Temperatur fluida panas keluar ( gas reaktor ) (T2 ) : -59oC = -74,2

OF

TAV = ( T1 + T2 )/2 = (-25.6 + (-74,2 ))/2 = -45,5oF

Kalor, Q = 234252000 kJ/jam = 2,22E+08 Btu/jam

Laju alir (w) = 228004,4435 lb/jam

Fluida dingin


camp

Mol yi BM

Kg/jam Kmol/j g/molPropene 8,20E+04 1 42,08 1,95E+03 1 42,08


7/19

Route aliran fluida = melalui SHELL

Temperatur awal (T1) : -61,7778OC = -79,2

OF

Temperatur akhir (T2 ) : -61,7757o

C = -79,1963O

CTAV = ( T1 + T2 )/2 = (-79,2 + (-79,1963 ))/2 = -79,1982

oC

Kalor, Q = 2,34E+08 kJ/jam = 2,22E+08 Btu/jam


Pemilihan spesifikasi tube

2. Apakah nilai perhitungan Rd telah memenuhi spesifikasi (jelaskan ) ? faktor apa sajakah yang

mempengaruhi nilai Rd tersebut sehingga memenuhi atau tidak memenuhi spesifikasi (

tergantung jawaban ) jelaskan ! Apakah nilai Pressure Drop telah memenuhi yang dipersyaratkan

( jelaskan) ? faktor apa sajakah yang mempengaruhi nilai Pressure Drop tersebut sehingga

memenuhi atau tidak memenuhi spesifikasi ( tergantung jawaban )jelaskan !

3. Sebutkan dan jelaskan Rule of Thumbs dari desain vessel bertekanan ( baik yang vacuum maupun

yang internal pressure )

4. Sebuah perusahaan Petrokimia Monomerindo ingin mendesain sebuah tangki penyimpanan untuk

menyimpan produk etilena. Etilena tersebut disimpan pada suhu kamar 30oC dan tekanan 9,9

bar. Kapasitas Tangki yang dibutuhkan adalah 95.000 bbl. Jika proporsi D dan H-nya adalah D= 2,5H maka bagaimana perhitungan shell desainnya ? ( meliputi D,H, t & L untuk tiap-tiap course dan

top anglenya ). Berikan kesimpulan anda dan hubungannya asumsi dalam perhitungan desain !

Asumsi:

1.

Corrosion Allowance = 0

2. Number of plate = 10

3. Material yang digunakan SA 7

4.

Desain untuk tangki tertutup dan atapnya berbentuk cone (kerucut )

SHELL SIDE

ID = 21,25 in

Baffle space (B) = 20 in

Passes = 1

TUBE SIDE

Number Tube = 342

Length = 10 ft

OD = 0,75 in

BWG = 18

Pitch (Pt ) = 0,9375 triangular

Passes = 2

ID = 0,652 in


8/19

UJIAN AKHIR SEMESTER 2011/2012


Tanggal : Senin, 02.04.2012Jurusan : Teknik Kimia

Oleh : Dr. Ing Donni Adinata, ST.,M.Eng.Sc

Waktu : 120 menit

1. Pada kolom distilasi, jika diketahui mol umpan (Xf), fraksi mol produk distilat (XD), serta

fraksi mol produk bottom (XB), maka rumus untuk menghitung rasio distilat per feed (

D/F) adalah

a.

b.

c.

d.

2. Pada kolom distilasi, jika diketahui mol umpan propana 8,9, fraksi mol propana prosyk

distilat 95% mol, serta fraksi mol propana produk bottom 1% mol, maka nilai rasio distilat

per feed propana (D/F) adalah :a. 0.084

b. 0.055

c. 0.093

d. 0.089

3. Fungsi penggunaan tekanan tinggi pada distilasi vakum adalah :

a. Untuk alasan keamanan

b.

Untuk menurunkan titik didih umpan dengan tujuan efisiensi penggunaan panas

c. Untuk menurunkan titik didih umpan agar feed tidak mencapai titik cracking

d. Untuk menurunkan titik didih umpan agar feed tidak meledak

4. Jika diketahui laju alir ( GPM), specify gravity cairan ( sp gr ), serta pressure drop, maka

untuk menentukan maximum valve coefficient dalam keadaan fully opened adalah:

a. Cv, max = GPM*(sp gr/DP)^0.5

b. Cv, max = 2*GPM*(sp gr/DP)^0.5

c. Cv, max = 2*GPM*(sp gr^0.5/DP)^0.5

d. Cv, max = 2*GPM*(sp gr/DP^0.5)^0.5


9/19

5. Jika diketahui laju alir sebanyak 4000 GPM, specific gravity cairan 0,9, serta pressure drop

2 psi, maka nilai maximum valve coefficient dalam keadaan full opened adalah:

a. 5633,563

b. 5533,4

c. 5366,563

d. 4655,4

6. Diketahui sebuah counter flow heat exchanger dengan fluida panas didinginkan dari

300oC menjadi 200

oC dan fluida dingin masuk dengan suhu 100

oC dan keluar dengan

suhu 150oC . Berapakah log meant temperatur differencenya ? ( LMTD)

a. 123,3

b. 88,0

c. 102,2

d. 98,7

ESSAY

1. Dalam perancangan sebuah vessel didapat properties dari software hysys sebagi berikut :

Pressure = 30 psia

Temperature = 320 F

Laju volumetrik = 120 ft3/hr

Diameter = 12 feet

Volume = 1500 ft3

Material yang digunakan adalah SA 240 grade 304 ( pada suhu 400oC mempunyai

allowable pressure 13800 psia ). Dengan pengelasan double welded joint ( Ej = 0,85 ).

Corrosion factor yang diketahui adalah 0.125. hitung bobot/berat total vessel tersebut.

Keterangan :

Design pressure = 110% x Operational pressure + 30 psia

Design temperature = 110 % x temperatur operasional + 25 F

Tinggi / diameter yang optimum = 2.5

ri ( inside radius vessel ) = 0,5 x diameter

rc ( diameter top dan bottom ) = 0,9 x diameter

volume design = 110% x volume operasional


10/19

Rumus-rumus dibawah ini dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan diatas, jika

diperlukan :

Thickness ( ketebalan ) =

+ C C

Thickness ( top dan bottom ) =

+ C C

Dengan :

P = Design product ( psig )

S = Allowable stress ( psi )

E j = Efisiensi joint

Cc = Corrosion allowance

n = Inside radius of vessel

Berat Shell (Wshell) = π D H t ρ

Berat atas dan bawah shell ( Wtop dan bottom shell ) = 2 x2 ( 2π (

) 2 t ρ

Berat tambahan nozzle, manholes, dan skirtsor sadless. Untuk vertikal vessel sebesar 20%

dari berat total shell dan top ( Peter,1991 )

2. Hitung LMTD paralel dan kontra dari fluida panas masuk peralatan pipa konsentrik pada

suhu 300 F dan didinginkan ke 200 F dengan fluida dingin yang masuk pada 100 F dan

dipanaskan hingga 150 F.

Diketahui: LMTD =


11/19

TEKNIK BIOPROSES

REKAYASA BIOREAKTOR



12/19

UAS

REKAYASA BIOREAKTOR

1 Juni 2012

Dosen : Dr. Heri Hermansyah

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Unstructured Mode ?

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Structured Model ?

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Segregated Model ?

4. Buat Perbandingan Model yang dijelaskan di no 1-3

5. Buat skematik diagram dari stirred tank reactor lengkap dengan variable model terkait

system yang terdiri dari fasa gas dan cair

6. Tulis persamaan umum untuk liquid phase model dan jelaskan artinya

7. Tulis persamaan umum untuk gas phase model dan jelaskan artinya


13/19



28 Mei 2013

Dosen: Ir. Yuliusman, M.Eng

Waktu: 120 menit

Petunjuk :

Ujian ini adalah kerja mandiri, tidak dibenarkan diskusi dalam mengerjakan soal

Tuliskan Nomor Tabel maupun Grafik rujukan untuk setiap angka yang digunakan

dalam perhitungan anda

Berikan alasan jika ada yang anda asumsikan

Tidak boleh tukar menukar buku dan catatan

4. Terangkanlah alasan pemilihan salah satu dari HE double pipe dan shell and tube.

Terangkan juga aspek-aspek lain yang terkait dengan kedua HE tersebut

5. Sebuah alat penukar double pipe digunakan dalam proses industri petrokimia, yang

mengalirkan secara counterflow fluida Etil Benzene 2500 kg/hr dari temperatur 60oC

menjadi 90oC dan Fenol dari temperatur 175

o C MENJADI 70

oC . Fouling factor untuk

masing-masing aliran adalah 0.001 psi, menggunakan 12-ft hairpins of 3 x 2- in. IPS

pipe. Tentukan jumlah hairpins yang diperlukan.

6. Sebuah perusahaan meminta anda untuk mendesain fraksionasi untuk memproses

minyak bumi akan dipabrikkan dan diinstall di daerah Kansas dengan spesifikasi sbb:

Diameter dalam shell 12 ft, panjang shell tangent line to tangent line = 140 ft, 0 in.

Tekanan operasi = 60 lb/in2, Temperatur operasi = 500 F,

Tebal isolasi : 3 in

Shell, single welded butt joint with backing strip stress relieved

Skirt height : 10 ft

Tray spacing : 20 in

Tray loading including liquid : 25lb/ft2

Top disengaging space : 5 ft

Bottom separator space : maximum 6 ft

Tray support ring : 2.5 x 2.5 x ½ in angle

Corrosion allowance : 1/8 in

Overhead vapor line : 10 in (OD) schedule 30 pipe

i. Pilihlah jenis material ( Berikan alasan pemilihan )

j. Pilihlah jenis head yang sesuai ( berikan alasan pemilihan ) dan Hitunglah tebal

head

k. Hitunglah jumlah tray dan bottom spacing ( menyesuaikan )


14/19

l. Tentukan tebal shell dari kolom tersebut dan

m. Hitunglah kombinasi stress pada Upwind side dan hitunglah panjang X pertama

n. Hitunglah kombinasu stress pada Downwind side dan hitunglah panjang X

pertama

o.

Dari kedua harga X tersebut, tentukan salah satu pilihan anda, kenapa ?p. Hitunglah panjang X yang kedua sampai “ f dead wt shell “


15/19


PERANCANGAN ALAT DAN PROSES

Waktu 120 menit

Sifat Open Book

1. Soal Heat Exchanger

Jenis : 1-2 Shell and Tube Exchanger

Tipe Aliran : Counter Current

Diketahui, UD = 75 Btu/jam.ft2 o

F, Rd yang dipersyaratkan 0,003, dan Pressure drop yang

diizinkan adalah 2 psi

Fluida panas


camp

Mol yi BM

Kg/jam Kmol/j g/mol

Methane 10831,1309 0,1047 1,9289 675,1355 0,1203 16,04

Ethane 27684,6445 0,2677 4,9312 920,6763 0,1640 30,07

Propane 292,1754 0,0028 0,0520 6,6257 0,0012 44,1

Ethylene 60902,1196 0,5889 10,8464 2170,9044 0,3867 28,05

hidrogen 3711,1285 0,0359 0,6610 1840,8375 0,3279 2,016

Route aliran fluida = melalui tubeTemperatur fluida panas masuk ( gas reaktor ) (T1) : -32

OC = -25,6

OF

Temperatur fluida panas keluar ( gas reaktor ) (T2 ) : -59oC = -74,2

OF

TAV = ( T1 + T2 )/2 = (-25.6 + (-74,2 ))/2 = -45,5oF

Kalor, Q = 234252000 kJ/jam = 2,22E+08 Btu/jam


Fluida dingin


camp

Mol yi BM

Kg/jam Kmol/j g/molPropene 8,20E+04 1 42,08 1,95E+03 1 42,08


16/19

Route aliran fluida = melalui SHELL

Temperatur awal (T1) : -61,7778OC = -79,2

OF

Temperatur akhir (T2 ) : -61,7757oC = -79,1963

OC

TAV = ( T1 + T2 )/2 = (-79,2 + (-79,1963 ))/2 = -79,1982o

CKalor, Q = 2,34E+08 kJ/jam = 2,22E+08 Btu/jam


Pemilihan spesifikasi tube

2. Apakah nilai perhitungan Rd telah memenuhi spesifikasi (jelaskan ) ? faktor apa sajakah yang

mempengaruhi nilai Rd tersebut sehingga memenuhi atau tidak memenuhi spesifikasi (

tergantung jawaban ) jelaskan ! Apakah nilai Pressure Drop telah memenuhi yang dipersyaratkan

( jelaskan) ? faktor apa sajakah yang mempengaruhi nilai Pressure Drop tersebut sehingga

memenuhi atau tidak memenuhi spesifikasi ( tergantung jawaban )jelaskan !

3. Sebutkan dan jelaskan Rule of Thumbs dari desain vessel bertekanan ( baik yang vacuum maupun

yang internal pressure )

4. Sebuah perusahaan Petrokimia Monomerindo ingin mendesain sebuah tangki penyimpanan untuk

menyimpan produk etilena. Etilena tersebut disimpan pada suhu kamar 30oC dan tekanan 9,9

bar. Kapasitas Tangki yang dibutuhkan adalah 95.000 bbl. Jika proporsi D dan H-nya adalah D= 2,5

H maka bagaimana perhitungan shell desainnya ? ( meliputi D,H, t & L untuk tiap-tiap course dantop anglenya ). Berikan kesimpulan anda dan hubungannya asumsi dalam perhitungan desain !

Asumsi:

5. Corrosion Allowance = 0

6.

Number of plate = 10

7. Material yang digunakan SA 7

8. Desain untuk tangki tertutup dan atapnya berbentuk cone (kerucut )

SHELL SIDE

ID = 21,25 in

Baffle space (B) = 20 in

Passes = 1

TUBE SIDE

Number Tube = 342

Length = 10 ft

OD = 0,75 inBWG = 18

Pitch (Pt ) = 0,9375 triangular

Passes = 2

ID = 0,652 in


17/19

UJIAN AKHIR SEMESTER 2011/2012


Tanggal : Senin, 02.04.2012Jurusan : Teknik Kimia

Oleh : Dr. Ing Donni Adinata, ST.,M.Eng.Sc

Waktu : 120 menit

1. Pada kolom distilasi, jika diketahui mol umpan (Xf), fraksi mol produk distilat (XD), serta

fraksi mol produk bottom (XB), maka rumus untuk menghitung rasio distilat per feed (

D/F) adalah

e.

f.

g.

h.

2. Pada kolom distilasi, jika diketahui mol umpan propana 8,9, fraksi mol propana prosyk

distilat 95% mol, serta fraksi mol propana produk bottom 1% mol, maka nilai rasio distilat

per feed propana (D/F) adalah :e. 0.084

f. 0.055

g. 0.093

h. 0.089

3. Fungsi penggunaan tekanan tinggi pada distilasi vakum adalah :

e. Untuk alasan keamanan

f.

Untuk menurunkan titik didih umpan dengan tujuan efisiensi penggunaan panas

g. Untuk menurunkan titik didih umpan agar feed tidak mencapai titik cracking

h. Untuk menurunkan titik didih umpan agar feed tidak meledak

4. Jika diketahui laju alir ( GPM), specify gravity cairan ( sp gr ), serta pressure drop, maka

untuk menentukan maximum valve coefficient dalam keadaan fully opened adalah:

e. Cv, max = GPM*(sp gr/DP)^0.5

f. Cv, max = 2*GPM*(sp gr/DP)^0.5

g. Cv, max = 2*GPM*(sp gr^0.5/DP)^0.5

h. Cv, max = 2*GPM*(sp gr/DP^0.5)^0.5


18/19

5. Jika diketahui laju alir sebanyak 4000 GPM, specific gravity cairan 0,9, serta pressure drop

2 psi, maka nilai maximum valve coefficient dalam keadaan full opened adalah:

e. 5633,563

f. 5533,4

g. 5366,563

h. 4655,4

6. Diketahui sebuah counter flow heat exchanger dengan fluida panas didinginkan dari

300oC menjadi 200

oC dan fluida dingin masuk dengan suhu 100

oC dan keluar dengan

suhu 150oC . Berapakah log meant temperatur differencenya ? ( LMTD)

e. 123,3

f. 88,0

g. 102,2

h. 98,7

ESSAY

1. Dalam perancangan sebuah vessel didapat properties dari software hysys sebagi berikut :

Pressure = 30 psia

Temperature = 320 F

Laju volumetrik = 120 ft3/hr

Diameter = 12 feet

Volume = 1500 ft3

Material yang digunakan adalah SA 240 grade 304 ( pada suhu 400oC mempunyai

allowable pressure 13800 psia ). Dengan pengelasan double welded joint ( Ej = 0,85 ).

Corrosion factor yang diketahui adalah 0.125. hitung bobot/berat total vessel tersebut.

Keterangan :

Design pressure = 110% x Operational pressure + 30 psia

Design temperature = 110 % x temperatur operasional + 25 F

Tinggi / diameter yang optimum = 2.5

ri ( inside radius vessel ) = 0,5 x diameter

rc ( diameter top dan bottom ) = 0,9 x diameter

volume design = 110% x volume operasional


19/19

Rumus-rumus dibawah ini dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan diatas, jika

diperlukan :

Thickness ( ketebalan ) =

+ C C

Thickness ( top dan bottom ) =

+ C C

Dengan :

P = Design product ( psig )

S = Allowable stress ( psi )

E j = Efisiensi joint

Cc = Corrosion allowance

n = Inside radius of vessel

Berat Shell (Wshell) = π D H t ρ

Berat atas dan bawah shell ( Wtop dan bottom shell ) = 2 x2 ( 2π (

) 2 t ρ

Berat tambahan nozzle, manholes, dan skirtsor sadless. Untuk vertikal vessel sebesar 20%

dari berat total shell dan top ( Peter,1991 )

2. Hitung LMTD paralel dan kontra dari fluida panas masuk peralatan pipa konsentrik pada

suhu 300 F dan didinginkan ke 200 F dengan fluida dingin yang masuk pada 100 F dan

dipanaskan hingga 150 F.

Diketahui: LMTD =

BANK SOAL SMT 6 DTK UI 2014

Documents

Transcript of BANK SOAL SMT 6 DTK UI 2014