PERHITUNGAN NILAI Rd (Fouling Factor) DAN ΔP (pressure Drop) DESIGN DARI HEAT EXCHANGER EA 201 PABRIK UREA DEPARTEMEN PRODUKSI I

Nah kali ini saya akan bagikan pengalaman tugas saya pas waktu Praktek Kerja Nyata di PT. Petrokimia Gresik Oktober 2012 dahulu kala,, :D Kebetulan saya dulu di bagian Departemen Rancang dan Bangun,, Nah pembimbingku ngasih tugas aku buat mriksa HE yang ada di Plan Urea.. Seperti apa performanya, masih layak apa nggk... ini nih hasil utek2 aku tentang Heat Exchanger Petrokimia,,, cuuuus baca yah,, !!! Semoga bermanfaat dan bis adi jadikan referensi..

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Di dalam industri yang menggunakan proses kimia masalah perpindahan energi atau panas adalah hal yang sangat sering dilakukan. Maka dapat dikatakan bahwa unit heat exchanger merupakan salah satu urat nadi proses di lingkungan industri yang sangat diperlukan sebagai sarana perpindahan panas. Salah satu contoh industri yang memanfaatan heat exchanger sebagai alat penukar panas adalah indutri pengolahan pupuk urea dengan bahan baku amoniak (NH₃) dan gas CO_2.

Pada industri pengolahan pupuk urea, salah satu kegunaan heat exchanger adalah pada tahap pemanasan. Tahap pemanasan menggunakan dua alat utama yaitu urea solution Tank (FA201) dan vacuum concentrator (FA 202 A/B). Heat exchanger digunakan sebagai alat pendukung untuk memanaskan atau meningkatkan suhu aliran yang akan diproses pada alat-alat utama tersebut. Salah satu heat exchanger yang digunakan pada tahap ini adalah pemanas untuk FA 202. Heat exchanger (EA-201) digunakan untuk memanaskan larutan urea yang keluar dari urea solution Tank (FA201). Larutan urea ini memiliki kandungan 0,8360% urea, 0,16% air dan 0,004% biuret. EA 201 digunakan untuk meningkatkan suhu larutan dari 96,7^oC menjadi 136,1^oC. Apabila temperatur lebih rendah akan menyebabkan pembentukkan padatan atau kristal urea pada pipa dan vessel, karena titik leleh urea pada tekanan desain alat adalah 138^oC. Sedangkan jika suhu terlalu tinggi maka akan meningkatkan pembentukan biuret yang tidak diinginkan dalam proses ini. Sehingga performa perpindahan panas pada EA 201 sangat mempengaruhi produk urea yang dihasilkan.

Salah satu faktor yang mempengaruhi perpindahan panas pada heat exchanger (EA 201) adalah fouling factor (Rd). Koefisien transfer panas overallheat exchanger sering berkurang akibat adanya timbunan kotoran (fouling) pada permukaan transfer panas yang disebabkan oleh sedimentasi, karat dan sebagainya. Kotoran ini bisa terjadi pada permukaan kedua dinding. Fouling adalah akumulasi endapan  yang tidak diiinginkan pada permukaan perpindahan panas. Fouling dapat menyebabkan pengurangan cross sectional area (luas penampang melintang) dan meningkatkan pressure drop sehingga dibutuhkan energi ekstra. Fouling factor menandakan ketahanan suatu heat exchanger terhadap pengotor. Oleh karena itu, nilai fouling factor pada EA 201 adalah hal penting yang harus diperhitungkan dalam evaluasi heat exchanger 201(EA 201).

1.2 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai melalui tugas khusus ini adalah menghitung nilai fouling factor (Rd) dan Pressure Drop (ΔP) pada Heater EA 201 sehingga dapat mengevaluasi nilai Rd  dan ΔP design dari heat exchanger tersebut.

1.3 Ruang Lingkup

Dalam pengerjaan tugas khusus ini, perhitungan yang dilakukan mencakup perhitungan fouling factor dan Pressure Drop pada HE 201. Data-data yang digunakan dalam perhitungan ini adalah data desainserta data aktual, dimana keduanya saling melengkapi. Data tersebut diperoleh dari DCS Pabrik I bagian Produksi Urea.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

       Heat Exchanger (HE) adalah alat pemindah panas yang terkandung dalam suatu  fluida satu ke fluida lain yang membutuhkan panas. Alat pemindah panas sangat dibutuhkan sekali dalam suatau proses produksi didalam suatu pabrik yang banyak menggunakan panas. Sehingga perlu didiesain agar mendapatkan spesifikasi yang tepat didalam suatu perpindahan panas, namun ada juga alat pemindah panas  tersebut sudah tersedia sehingga perlu adanya evaluasi agar penggunaan bisa optimal.

       Dengan demikian pada dasarnya terdapat dua macam perhitungan yang berkaitan dengan alat penukar panas, yaitu bersifat:

a.    Evaluasi analisis, yaitu perhitungan yang ditunjukkan pada HE yang sudah ada.

b.    Desain, yaitu perhitungan  yang menghasilkan dimensi alat pemindah panas yang sesuai dengan kondisi proses dan operasi yang ditentukan,

Kriteria yang harus dipenuhi oleh alat pemindah panas,  adalah:

Ø Mampu memindahkan panas sesuai dengan kebutuhan proses pada keadaan kotor (bublly fouled) yang dinyatakan dalam dirty factor (Rd) dihitung, seperti persamaan:

            

Keterangan:

Uc  = tahanan panas dalam keadaan bersih, (Btu/jam.ft^oF)

Ud  = tahanan panas dalam keadaan kotor (Btu/jam.ft^oF)

Rd  = dirt factor (jam.ft².^oF/Btu)

h_io = koefisien perpindahan panas dalam pipa berdasarkan diameter luar dari pipa

 h_o = koefisien perpindahan panas individual dalam tube

 A = luas perpindahan panas

 ∆t = perbedaan temperatur yang sebenarnya

(Donald Q Kern.1950)

     Ketetapan fouling faktor untuk air adalah antara 0,001 - 0,002 Btu/h.ft².^oF

         (www.gewater.com/handbook/cooling_water_systems/21/09/2012)

Ø Presurre drop (△P) untuk masing-masing aliran tidak melebihi batas yang ditetapkan atau tergantung dari sistem atau alat penggerak media yang digunakan. Kriteria pressure drop tersebut adalah:

-          Maksimal 10 psi untuk aliran liquida

-          Maksimal 1,5-2 psi untuk aliran gas atau uap.

       Bagian dari Shell and Tube Exchanger adalah Shell yang merupakan tempat kumpulan pipa yang disusun dalam bentuk segiempat(square) atau dalam bentuk segitiga (triangle). Sedangkan tube adalah pipanya.

Alat penukar panas (heat exchanger) dibedakan menjadi :

1.      Penukar panas pipa ganda (double pipe heat exchanger)

Alat penukar panas pipa ganda terdiri dari dua pipa yang konsentris yang ujung-ujungnya dilas menjadi satu atau dihubungkan dengan kotak-kotak penyekat. Alat penukar panas jenis ini digunakan sebagai alat pemanas atau pendingin bila diinginkan laju alir yang kecil dan tekanan tinggi. ^[2]

Gambar 1.3 Double pipe heat exchanger

2.      Penukar panas tipe shell dan tube (shell and tube heat exchanger)

Alat penukar panas tipe shell dan tube terdiri dari selongsong pipa yang dihubungkan paralel dan ditempatkan dalam sebuah tube. Media satu mengalir di dalam pipa (shell), sedangkan media lainnya mengalir di luar pipa (tube) dengan arah yang sama, berlawanan atau bersilangan. Alat penukar panas jenis ini sering dijumpai sebagai pendingin, kondensor, dan alat penguap. ^[2]

Gambar 1.3Shell and Tube

Keuntungan Shell and Tube Heat Exchanger adalah range luas perpindahan panas besar. Sehingga memungkinkan untuk perpindahan panas yang lebih besar. Kerugiannya harga lebih mahal dari Double Pipe Heat Exchanger dan kadang-kadang tidak cocok untuk aliran gas.

Berdasarkan arah aliran fluida dingin dan panas yang mengalir dapat kita kenal dua macam pola aliran, antara lain :

1.      Aliran searah (co-current)

Aliran searah adalah suatu aliran dimana kedua fluida masuk dari ujung yang sama pada alat penukar panas dan mengalir dengan arah yang sama menuju ujung lainnya. Aliran ini biasa digunakan dalam kondisi khusus, dimana suhu maksimum fluida dingin perlu dibatasi atau suhu salah satu fluida harus diubah dengan cepat.

(Mc Cabe, Warren L, dkk. 1999)

∆T_LMTD =                                 (Donald Q Kern.1950)

Dimana :

T₁               = suhu pada air panas yang masuk

T₂               = suhu pada air panas yang keluar

t₁                = suhu pada air dingin yang masuk

t₂                     = suhu pada air dingin yang keluar

∆T_LMTD      = logaritma perubahan suhu

Gambar 1.4  Aliran co-courent

(Mc Cabe, Warren L, dkk. 1992)

2.     Aliran berlawanan arah (counter current)

Aliran berlawanan arah adalah suatu aliran dimana fluida yang satu masuk pada satu ujung penukar panas, sedangkan fluida yang lain masuk pada ujung yang lain dan masing-masing fluida mengalir dengan arah yang berlawanan.

(Mc Cabe, Warren L, dkk. 1999)

∆T_LMTD =                                                                 (Donald Q Kern.1950)

Dimana :

T₁               = suhu pada air panas yang masuk

T₂               = suhu pada air panas yang keluar

t₁                = suhu pada air dingin yang masuk

t₂                     = suhu pada air dingin yang keluar

∆T_LMTD      = logaritma perubahan suhu

                                      

                                                     

                                                                 

Gambar 1.5  Aliran counter – current

(Mc Cabe, Warren L, dkk. 1999)

Koefisien pindah panas digunakan dalam perhitungan pindah panaskonveksi atau perubahan fase antara cair dan padat. Koefisien pindah panas banyak dimanfaatkan dalam ilmu termodinamika dan mekanika serta teknik kimia.

h =

di mana:

ΔQ =  panas yang masuk atau panas yang keluar, W

h   =  koefisien pindah panas, W/(m²K)

A   =  luas permukaan pindah panas, m²

ΔT = perbedaan temperatur antara permukaan padat dengan luas permukaan  

kontak dengan fluida, K.

Untuk aliran fluida pada pipa melingkar yang lurus dengan bilangan Reynolds antara 10000 dan 120000, ketika bilangan Prandtl di anara 0.7 dan 120, untuk titik yang jaraknya lebih dari sepuluh kali diameter pipa dan ketika permukaan pipa halus secara hidrolik, koefisien pindah panas antara fluida dan permukaan pipa dapat diekspresikan sebagai:

h =

di mana:

k_w    = konduktivitas termal fluida

D_H   = D_i = diameter hidrolik

Nu   = bilangan Nusselt

(http://id.wikipedia.org/wiki/Koefisien_pindah_panas)

Panas keseluruhan koefisien perpindahan(overall coefisient heat transfer)

adalah ukuran dari kemampuan keseluruhan dari serangkaian hambatan konduktif dan konvektif untuk mentransfer panas. Hal ini umumnya diterapkan pada perhitungan perpindahan panas dalam penukar panas.

Untuk kasus penukar panas, U dapat digunakan untuk menentukan perpindahan panas total antara dua aliran dalam penukar panas oleh hubungan berikut:

q = U A Δ T _LMTD

dimana:

q = kecepatan transfer panas (W)

U = koefisien perpindahan panas keseluruhan (W / (m² ° K))

A= luas permukaan (m ²⁾

Δ T _{L MTD} = logaritma perubahan suhu (K)

(http://www.wikipedia.heat transfer.com)

       Dalam operasi sebenarnya, permukaan perpindahan panas tidak dapat bersih selamanya. Kerak dan kotoran dapat terbentuk pada salah satu atau kedua permukaan tabung, sehingga menyebabkan adanya tahanan tambahan terhadap aliran panas dan akibatnya koefisien menyeluruh akan bertambah kecil.

(Mc Cabe, Warren L, dkk. 1999)        

BAB III

ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1    Spesifikasi Alat

Spesifikasi Heat Exchanger EA 201 disajikan pada tabel 3.1 dan tabel 3.2 dibawah ini:

Spesifikasi Heat Echanger EA 201:

Sheel per unit              : 1

Surface per shell          : 128 m²

Type                            : V-BEM

Size                              : 3000-6000 mm

Weight per sheel          : Unit = 3200kgf – full water 5000 kgf

Baffle cut                    :21,5 % ; Baffle spacing = 4 in

Jumlah tube                 : 779

Tabel 3.1.1 Performansi Heat Exchanger EA 201

Fluid Allocation

Shell Side (Outlet Steam)

Tube Side

(Outlet Vacuum Concentrator FA201)
Fluida	Steam	Urea Solution
Total laju alir massa (kg/jam) (desain)	-	69953
Temperatur (oC) (in/out)	143/143	96,7/136,1
Tekanan operasi (kgf/cm2g)	4,17	-1,0

Tabel 3.1.2 Konstruksi Heat Exchanger EA 201

Karakteristik	Shell Side	Tube Side
Tekanan desain (kgf/cm2g)	8,0	1,75
Hydro Test Preasure (kgf/cm2g)	12	2,7
Jumlah laluan	1	1
Corrosion allowance (mm) Risulation (nm) Joint Efficiency Number of Pass per Shell	3 90 0,85 1	0 75 0,85 1
Dimensi (mm)	ID = 1000 mm	Panjang = 6000 mm; OD = 25,4; Pitch = 32 mm ID = 22,098 mm;
Susunan	-	Triangular (flow angel 90o)

a.        Perihitungan Neraca Masa dan Energi

Tabel 3.1.3 Data Desain

Komponen & Kondisi	Media		Urea Solution
	Steam (in)	Condensat (out)	18 (in)	18’ (out)
Urea (kg/h)	-	-	0,836	0,836
H2O (kg/h)	-	-	0,16	0,16
Biuret (kg/h)	-	-	0,004	0,004
T (oC)	143	143	96,7	136,1

Berdasarkan data desain diatas, flowrate pada aliran 18 adalah sebagai berikut:

Komponen	Fraksi Massa (%wt)	Massa (kg/hr)	Massa (lb/hr)
Urea (CH4N2O)	83,60	58480	128925,008
Air (H2O)	16,00	11193	24676,088
Biuret (C2H5N3O2)	0,40	280	617,288
Total	1	69953	154218,384

Neraca massa pada aliran 18 dan 18’ bernilai sama, sedangkan untuk mengetahui flowrate steam dan kondensat harus menggunakan neraca energi. Dengan mengasumsikan isolator yang digunakan pada HE merupakan isolator sempurna. Maka efisiensi pertukaran panas dianggap 100%, sehingga Qserap=Qlepas.

Nilai Heat capasity (cp) untuk masing-masing komponen murni dengan referensi literatur Coulson sebagai berikut:

              Tabel 3.1.4 Heat Capacity of the element, J/mol^oC

Heat  Capasity Cp dari masing-masing Urea solution dapat dihitung melalui persamaan sebagai berikut:

Ø Urea (CH₄N₂O)

Atom	n	Molelcular Weight (kgmol/kg)	Total Molecular Weight (kgmol/kg)	Cp mol Solid (kJ/kgmoloC)	Total Cp mol (kJ/kgmoloC)
C	1	12	12	7,5	7,5
H	4	1	4	9,6	38,4
O	1	16	16	16,3	16,3
N	2	14	28	26	52
Total		-	60	-	114,2
Heat Capasity in massa (kJ/kgoC)					1,903

Ø Air (H₂O)

Atom	n	Molelcular Weight (kgmol/kg)	Total Molecular Weight (kgmol/kg)	Cp mol Liquid (kJ/kgmoloC)	Total Cp mol (kJ/kgmoloC)
C	0	12	0	11,7	0
H	2	1	2	18	36
O	1	16	16	25,1	25,1
N	0	14	0	33,5	0
Total			18		61,1
Heat Capasity in massa (kJ/kgoC)					3,394

Ø  Biuret (C₂H₅N₃O₂)

Atom	n	Molelcular Weight (kgmol/kg)	Total Molecular Weight (kgmol/kg)	Cp mol Solid (kJ/kgmoloC)	Total Cp mol (kJ/kgmoloC)
C	2	12	24	7,5	15
H	5	1	5	9,6	48
O	2	16	32	16,3	32,6
N	3	14	42	26	78
Total			103		173,6
Heat Capasity in massa (kJ/kgoC)					1,685

           

Sehingga didapatkan Heat Capasity campuran dengan mengalikan Heat Capasity masing-masing senyawa atau komponen dengan fraksinya. Sehingga hasilnya sebagai berikut:

Komponen	Fraksi Massa (%wt)	Massa (kg/hr)	Heat Capacity Campuran
Urea (CH4N2O)	0,8300	1,903	1,57945
Air (H2O)	0,1600	3,394	0,54304
Biuret (C2H5N3O2)	0,0040	1,685	0,00674
Total Capacity Campuran (kJ/kgoC)			2,12927
Total Capacity Campuran (bTU/lboF)			0,50691

            Sehingga kalor/panas yang diserap poleh aliran utama (larutan urea pada steam 18 dan 18’) sebesar Q₁ yang dapat didefinisikan sebagai kalor sensible, dimana:

Q₁ = m₁Cp₁dt

Diketahui dari data:

m₁ (massa flow/jam)    = 69.953 kg/jam

                                    = 154.218,3838 lb/jam

Cp₁ (Cp campuran)     = 0,50691 bTU/lb^oF

t_in  (t₁₈) = 96,7^oC                t_out  (t_18’) = 136,1^oC

             = 206,06^oF                            = 276,98 ^oF

Ø  t_c    =

             = 241,52 ^oF

Ø  dt  = t_18’- t₁₈

 = 70,92 ^oF

Q₁ = m₁Cp₁dt

      = 154.218,3838 lb/jam x 0,50691 bTU/lb^oF x 70,92 ^oF

      = 5.544.159,719 btu

Neraca energi -----> Q₁ = Q₂

Q₁ = m₂ x λ

            Perhitungan kalor laten (λ) pada steam menggunakan steam table untuk steam jenuh. Suhu steam masuk (t₁)= 143

Suhu steam (T_in)  = 143^oC               Suhu kondensat (T_out) = 143^oC

                             = 289,4^oF                                              = 289,4^oF

t_c   =

     = 289,4 ^oF

Dari buku Smith Vanes didapatkan nilai λ :

T(oF)	λ (btu/lb)
285	921
290	917,4

Dilakukan interpolasi untuk mendapatkan λ pada suhuu 289,4 ^oF.

λ  =

     = 917,832

m₂ =

     =

     = 6040,4951 lb/jam

b.        Menghitung LTMD (Log Mean Temperature Difference)

△t₁  = Tin-tout                            △t₂ = Tout-tin                                 

       = 289,4-276,98                         = 289,4-206,06

       = 12,42                                     = 83,34   

LMTD =

           =

             = 37,26 ^oF

Ft          = 1 (karena proses isothermal).

△t         = Ft×LMTD

             = 1×37,26

             = 37,26

c.         Menghitung Suhu Cloric (Tc dan tc)

Tc =

     =

     =289,4 ^oF

tc  =

     =

     = 241,52 ^oF

d.        Perhitungan Propertis Bahan

            Viscositas urea solution diperoleh data Yaws 2002. Viscositas campuran tidak dipengaruhi oleh biuret (wt% = 0,40 << 1%).

Tabel 3.1.5 Data Viscocity Komponen Urea Solution

Komponen	A	B	C	D
Urea	-1,7534	8,42E+02	-8,24E-13	5,47E-16
Water	-10,2158	1,79E+03	1,77E-02	-1,26E-05
Biuret	-	-	-	-

ln   = A + B/T + CT + DT²

Suhu yang digunakan adalah suhu kalorik dalam satuan Kelvin,

Tc = 289,4 ^oF ------>Tc = 415,928 K

Viscositas urea (wt% = 83,60)

  η = 10^{-1,7534₊(8,42E+02/415,928)+(-8,24E-13×415,928)+(5,47E-16×415,928²)}

                   = 1,87 cp

Viscositas water (wt% = 16,00)

  η  = 10^{-10,2158₊(1,79E+03/415,928)+(1,77E-02×415,928)+(-1,26E-05×415,928²)}

                    = 0,18 cp

Jadi Cp campuran sebesar :

Komponen	A	B	C	k(watts/m2.(oC/m)
urea	0,2888	1,13E-05	-4,55E-07	0,2176
water	-0,2758	4,61E-03	-5,54E-06	0,6838

Kondutivitas Campuran = (%mol urea x k urea) + (%mol water + k water)

                                       = 0,16831

       Thermal Conductivity larutan urea campuran didekati dengan thermal conductivity air, karena suhu operasi yang masih dibawah titik didih urea  sehingga urea dan biuret yang ada masih dalam fase solidnya, k larutan urea = 0,338 btu/ h.ft².(^oF/ft).

e.    Trial U_D dan Menentukan Ids

            Penentuan besar U_D berdasarkan nilai viskositas campurannya. Dimana urea solution merupakan cold fluid dan steam sebagai hot fluid.

Tabel 3.1.6 Penentuan U_D berdasarkan sifat fisik dan kimia fluida

            Cold fluid memiliki viskositas > 1 cP merupakan Heavy Organic, sehingga Overall U_D adalah kisaran 6-60.

    =

    = 4133,2377 ft²

      =

    = 795,3536   --- > 795 tubes

Ids                   = 31

N                     = 1          Dari tabel 9. Kern

Nt stanndart    = 766

Ud koreksi      =

                        = 37,3629                                         

Kesimpulan sementara:
Bagian shell		Bagian tube
IDs   =	39	d0      =	1	l =	19,85
n'      =	1	BWG =	16	Nt =	766
B liq =	4	n        =	1	Pt =	1,25

	De     =	0,72	Kern: 838, triangular
		di       =	0,87

	a'       =	0,594	dari Kern hal:843
		a"      =	0,2618

f.     Evaluasi Perpindahan Panas

Evaluasi Perpindahan Panas
Bagian Shell (steam)	Bagian Tube ( Urea Sollution)
1.     Menghitung Nre

as =                  = 0,21667

Gs =           = 27879        η  = 0, 015

Nres =              = 46081,34 2.     JH = - 3.     ho = 1500

1’. Menghitung Nre

aP  =               = 3,15975

Gt =           = 48807,147      η  = 0,25

Nret =              = 5848,7904 2’. JH = 37 (Kern. Fig 24) 3’. ɸs = (µ/µw)0,14 =1      karena harga µw~ µw sehingga,

= 51,199457

= 44,5435

= 43,2589

4.     Mencari tahanan panas pipa bersih (Uc)

= 43,2589 5.     Mencari dirty factor (Faktor pengotor)

= 0,00365                                = 0,00064 m2oC/W (Rd perhitungan masih dalam range 0002-0.00067 m2oC/W. Sehingga hasil evaluasi nilai  fouling factorHeat exchanger 201 sesuai dengan standar design)

g.    Evaluasi Pressure Drop

Evaluasi Pressure Drop (△P)
Bagian Shell (steam)	Bagian Tube ( Urea Sollution)
1.     Menghitung Nre dan friksi

= 46081,34 Jadi, f = 0,0024 (Kern, fig 29) 2.     Menghitung harga (N+1)     (N+1) = (12.L)/B              = 59,055     Passes N+1 = 118,11     Sg air = 1 (Kern, fig

= 0,2286 < 10 psi △P perhitungan lebih kecil daripada △P ketetapan yaitu 10 psi, sehingga pressure dropnya memenuhi)

1’. Menghitung Nre dan friksi

Nret =              = 5848,7904 Jadi, f = 0,00032 (Kern fig 26) 2’. Menghitung △P karena panjang pipa

0,00397 3’. Menghitung △P karena tube passes

0,00024

0,0007224

0,0047 < 10 psi △P total perhitungan lebih kecil daripada △P ketetapan yaitu 10 psi, sehingga pressure dropnya memenuhi)

3.2    Hasil Perhitungan

   Tabel 3.2.1 Hasil Perhitungan Heat Exchanger 202

Fluid Allocation	Shell side		Tube side
	Hot fluid		Cold fluid
Temperatur (in/out), oF	143	143		96,7	136,1
∆Tlm , oF	37,26
Viskositas, Cp	0,015		0,25
Konduktivitas Thermal   (Btu/(hr ft2)(oF/ft))	0,01645		0,13168
Panas pertukaran, (kcal/h)/(kJ/h)	1004842,602
Koefisien perpindahan panas, (Btu/hr ft2oF)	1500		21,431
Tahanan panas pipa bersih (Uc)

(Btu/hr ft2oF)	43,2589
Tahanan panas (Ud) (Btu/hr ft2oF)	17,66899
Luas perpindahan panas, m2	4133,2377
Fouling factor, (ft2oF  h/Btu) /  m2 oC/W	0,00365/0,00064

3.3  Pembahasan

Ø  Heat exchanger 201 berfungsi untuk meningkatkan suhu urea solution yang keluar dari FA 202 B dan menuju FA 203. Aliran input yang ingin dinaikkan suhunya oleh heat exchanger 202 adalah urea solution yang keluar dari FA 202 B. Urea solution ini dimasukkan ke bagian tube dari heat exchanger. Sedangkan pemanas yang digunakan adalah steam yang dialirkan di bagian shell.

Ø  Berdasarkan nilai hio dan ho yang didapatkan maka ditentukan nilai tahanan panas pipa bersih (Uc) dan didapatkan sebesar 43,2589 Btu/hr ft^2oF. Nilai Ud terkoreksi dan  Uc digunakan untuk menghitung nilai fouling factor. Nilai fouling factor dapat dijadikan indikator apakah suatu heat exchanger memiliki rentang waktu maintenance yang singkat atau panjang. Jika nilai fouling factor lebih kecil dari nilai fouling factor ketentuan maka rentang waktu maintenance akan singkat sehingga dapat meningkatkan biaya perawatan yang harus dikeluarkan oleh suatu pabrik. Sedangkan jika nilai fouling factor lebih besar daripada nilai fouling factor ketentuan maka rentang waktu maintenance akan panjang, akan tetapi heat exchanger yang didesign bersifat overdesign sehingga mengakibatkan besarnya investasi yang harus dikeluarkan. Nilai fouling factor yang baik untuk heat exchanger adalah yang masuk dalam rentang ketentuan sehingga luas permukaan panas yang dibutuhkan dapat terpenuhi dengan baik dan biaya investasi lebih efisien. Nilai fouling factor yang didapat dari perhitungan sebesar 0,00064 m^2oC/W. Nilai ini masih berada dalam rentang fouling factor ketetapan untuk steam condensat yaitu sebesar

 0.0002-0.00067 m^2oC/W. Sehingga hasil evaluasi nilai fouling factor

heat exchanger 201 sesuai dengan standar design.

Ø   Presurre drop (△P) untuk masing-masing aliran tidak boleh melebihi batas yang ditetapkan atau tergantung dari sistem atau alat penggerak media yang digunakan. Kriteria pressure drop tersebut adalah:

-          Maksimal 10 psi untuk aliran liquida

-          Maksimal 1,5-2 psi untuk aliran gas atau uap.

Dari perhitungan didapatkan Pressure drop (∆P) untuk shell (steam) sebesar 0,2286 psi dan pada tube (urea solution) sebesar 0,0047 psi. Jadi dari nilai ini alat penukar panas sudah layak, karena Pressure drop (∆P)  lebih kecil dari Pressure drop (∆P) ketetapan (10 psi).

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

1. Semakin kecil nilai fouling factor heat exchanger daripada fouling factor ketentuan maka rentang waktu maintenanceheat exchanger semakin singkat yang mengakibatkan biaya untuk maintenanceheat exchanger semakin besar .

2. Semakin besar nilai fouling factor heat exchanger daripada fouling factor ketentuan maka rentang waktu maintenanceheat exchanger semakin panjang, akan tetapi biaya investasi alat lebih mahal.

3. Nilai fouling factor yang didapat dari evaluasi designheat exchanger 201 di pabrik urea sebesar 0,00064 m^2oC/W.

4. Nilai fouling factor yang didapat dari evaluasi design berada dalam rangefouling factor standar yaitu berkisar antara 0,0002-0,00067 m^2oC/W, sehingga dapat dikatakan design heat exchanger sudah sesuai dengan design standard.

5.  Pressuere drop semakin kecil maka akn menurunkan performa dari               heat exchanger.

6.    Nilai Pressuere drop yang didaptkan dari evaluasi designheat exchanger 201 di pabrik urea 0,0047 psi.

7.    Nilai Pressuere drop yang didapat dari evaluasi design berada dalam Pressuere drop standar yaitu berkisar antara 10 psi, sehingga dapat dikatakan design heat exchanger sudah sesuai dengan design standard.

4.2    Saran

1.    Sebaiknya hasil perhitungan evaluasi nilai fouling factor dari design heat exchanger 201 dapat dibandingkan dengan nilai fouling factor yang didapatkan dari data aktual, sehingga dapat diketahui performa heat exchanger saat ini.

2.    Sebaiknya hasil perhitungan evaluasi nilai Pressuere drop dari design heat exchanger 201 dapat dibandingkan dengan nilai Pressuere drop yang didapatkan dari data aktual, sehingga dapat diketahui performa heat exchanger saat ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Penukar panas.               

            http://.id.wikipedia.org/wiki/penukar_panas

            Diakses tanggal 20 Juli 2012

Coulson’s and Richardson’s. 2002. Chemical Engineering vol 6, 3^th Edition. Butterworth Heinemann. Oxford.

Ekadewi, A.H. 2009. Pengaruh Kecepatan Aliran terhadap Efektifitas Shell and Tube Heat Exchanger.

http://puslit.petra.ac.id/journal/mechanical.

Diakses pada tanggal 20 Juli 2012 .

Geankoplis, J. C. 1983. Transport Process And Unit Operation,3^thEdition. Prentice Hall. New Jersey.

Haryanto, B., 2007. Buku Ajar Perpindahan Panas.                                                 

                  http://usulearning/perpindahanpanas/textbook.

            Diakses pada tanggal 20 Maret 2009

Kern,  D.Q. 1983. Process Heat Transfer.  McGraw Hill Book Company.  New York.