Resume Considerations For Mercury in LNG Operation

Merkuri memiliki sifat yang sangat korosif terhadap aluminium dan logam campuran aluminium

(aliuminium alloy) walapun dalam jumlah sedikit. Aluminimum akan menbentuk amalgam bila bereaksi

dengan merkuri, hal ini yang menyebabkan hilangnya lapisan pasif pada logam dan akhirnya terjadi

korosi pada peralatan yang menggunakan aluminium atau aluminium alloy sebagai bahannya. Peralatan

yang diketahui rentan terhadap korosi merkuri diantaranya:

a. Tabung aluminium alloy yang menyimpan CO2.

b. Pipa yang mengalirkan kondensat yang terdiri dari campuran air dan hidrokarbon cair.

c. Tangki aluminium alloy yang digunakan menyimpan asam asetat.

d. Wash-oil intercooler.

Beberapa studi yang pernah dilakukan untuk menyelidiki sifat korosi merkuri diantaranya adalah Pinnel

dan Bennett, Bruce dan Wise, serta Latter. Studi yang dilakukan oleh Pinnel dan Bennett menggunakan

logam aluminium hamper murni yang telah dikontakan dengan merkuri lalu diekspos dengan udara

bebas. Hasilnya adalah korosi dalam jumlah besar terjadi pada logam tersebut. Mereka mengusulkan

reaksi-reaksi sebagai berikut:

Al(s) + Hg(l) AlHg(l) 1 2AlHg(l) + 3H2O(g) Al2O3(s) + 3H2(g) 2

3H2O(g) 3H2O(ads) 3 2Al + 3H2O(ads) Al2O3 + 6H(ads)

6H(ads) + 3/2 O2 3H2O(ads)

Reaksi pertama adalah reaksi pengikatan aluminium pada logam oleh merkuri dan membentuk

amalgam. Reaksi yang kedua adalah reaksi amalgam menbentuk aluminium oksida (korosi), sedangkan

rangkaian reaksi pada reaksi ketiga adalah adsorpsi uap air pada udara ke permukaan logam.

Reaksi ini didasarkan pada fakta bahwa semakin besar kelembaban udara, makan korosi yang terjadi

akan bertambah besar, dan reaksi akan berhenti pada suhu 1250C, dimana kelarutan aluminium pada

merkuri lebih besar dibandingkan pada temperature ruang.

Studi lainnya adalah studi yang dilakukan oleh Bruce dan Wise. Bruce dan Wise menggunakan teknik

“nuclear magnetic resonance”. Mereka melakukan percobaan dengan mengekspos aluminium yang

telah dibasahi oleh merkuri ke dalam air dan udara yang lembab. Hasilnya terjadi korosi terhadap logam

aluminium. Mereka mengusulkan reaksi sebagai berikut:

Air 2AlHg + 6H2O(l) Al2O3.3H2O(s) + 3H2(g) 4 Udara lembab 2AlHg + nH2O(g) +3/2 O2 Al2O3.nH2O 5

Selanjunya adalah studi yang dilakukan oleh Latter menghasilkan kesimpulan bahwa korosi tidak

memerlukan adanya ion pada air yang terkondensasi, dan bahwa penghilangan lapisan pasif pada logam

akibat terbentuknya amalgam merupakan awal terjadinya korosi yang hebat pada aluminium.

Merkuri ditemukan dalam keadaan cair saat terkondensasi pada separator suhu rendah yang digunakan

untuk dehidrasi dan pemisahan hidrokarbon cair. Konsentrasi merkuri berbeda-beda pada setiap sumur.

Berkisar antara 50 – 450 μg/Nm3. Konsentrasi merkuri pada gas berkurang saat gas ditrasnport melalui

pipa. Pengurangannya sebesar 1/100 sampai 1/10 dari konsentrasi semula, hal ini menggambarkan

bahwa merkuri terserap secara kimia oleh dinding pipa selama porses transportasi.

Untuk memprediksi kadungan merkuri pada gas bumi diperlukan data kelarutan merkuri pada

hidrokarbon cair dan hidrokarbon berbentuk gas dan koefisien distribusi merkuri pada permukaan

interfasa. Konsentrasi merkuri juga dapat diketahui dengan menggunakan data tekanan parsial merkuri

pada aliran gas. Rasio uap-cair, dapat digunakan untuk menghitung distribusi merkuri pada setiap aliran

di proses pembuatan LNG.

Metode Analisis untuk Menentukan Kandungan Merkuri pada Gas Bumi

Penentuan kandungan merkuri pada gas bumi secara analisis didahului dengan mengambil sampel gas

bumi yang akan dianalisis. Sampel gas bumi diambil dengan peralatan yang kemungkinan tidak

berpengaruh/ tidak mengadsorp merkuri. Peralatan tersebut terdiri dari transfer line, pressure

regulator, sampling tube, impingers, flow meter dan volumetric dry tets meter. Material peralatan

tersebut dapat berupa stainless steel atau borosilikat. Pengambilan sampel sebaiknya dilakukan setelah

gas melalui sperator, karena jika pengambilan sampel dilakukan pada weelhead akan dibutuhkan

peralatan tambahan, seperti mists extractor karena gas masih mengandung kontaminan seperti air dan

padatan.

Analisis sampel gas bumi dapat dilakukan dengan beberapa metode. Metode yang paling banyak

digunakan melibatkan proses thermal regeneration merkuri oleh gas nitrogen sebagai carrier gas dan

deteksi uap dingin merkuri dengan AAS pada 253,7 nm. Pada panjang gelombang ini komponen organik

akan mengganggu akurasi dari AAS, oleh karena itu sebelumnya dilakukan pembakaran agar komponene

organic dapat hilang, lalu merkuri diserap oleh emas atau perak. Baru dilakukan analisis dengan AAS.

Metode lainnya adalah gold film mercury detector, metode ini didasarkan pada perubahan hambatan

listrik pada emas yang tipis akaibat dari adsorpsi merkuri. Metode ini baik digunakan sebagai instrument

analisis real time merkuri untuk gas bumi.

Rekomendasi untuk pengambilan sasmpel dan analisis:

Wadah sampel harus dilapisi stainless steel atau kaca

Pengambilan sampel dilakukan dilapangan, kemudian dibawa ke laboratorium untuk dianalisis.

Catat volum gas sampel, tekanan, suhu, laju alir sampling dan waktu.

Lakuakan penghilangan komponen organic.

Silvered glass beads digunakan sebagai kolektor merkuri

Gunakan karbon aktif untuk menyerap uap komponen organic

Wadah sampel dibersihkan pada suhu 4000C dengan menggunakan gas nitrogen yang bebas dari

merkuri

Batasi laju alir pengambilan sampel pada 200 cm3 per menit.

Gunakan reagen yang memiliki kandungan merkuri rendah.

Gunakan cold vapor AAS yang memiliki panjang optikal cel 200 mm

Gunakan EDL (electrodeless discharge lamp) sebagai sumber merkuri pada atomic absorption

spectrometry.

Untuk menghindari korosi akibat merkuri pada proses pengolahan gas bumi, merkuri harus dihilangkan.

kriteria yang baik untuk pemisahan merkuri dari gas bumi adalah

Kemampusan untuk menghilangkan merkuri yang berkonsentrasi rendah

Dapat bekerja pada tekanan dan suhu pada proses pengolahan gas bumi

Memiliki ukuran yang tidak terlalu besar untuk efisiensi tempat dan laju alir reagen

Dapat diregenerasi dan memiliki waktu guna yang panjang.

Memiliki kecocokan dengan komponen gas bumi lainnya.

Menggunakan reagen yang aman dan mudah ditangani

Investasi dan biaya operasi yang sesuai.

Berikut perbandingan beberapa metode/sistem yang dapat digunakan untuk menghilangkan merkuri

pada gas bumi.

Metode Status Keterangan Pendinginan, kondensasi dan pemisahan fasa

Metode yang paling banyak digunakan untuk pada pengolahan hidrogen pada clor-alkali plant.

Temperature terbatas pada -39 0C (titik beku merkuri). Cairan akan terkontaminasi dan menimbulkan masalah lain.

Karbon aktif Lab tes, kapasitas penyerapan kecil. Digunakan hanya pada gas bumi yang memiliki kandungan merkuri rendah.

Mol Sieve Memberikan 99.995% penghilangan merkuri.

Sulfur impregnated carbon Banyak digunakan pada LNG plant

Silica Gel Memiliki kapasitas maksimum 0,34 wt%

Performa tida terlalu baik

Iodine impregnated carbon Overall Capacity 1 wt%

1,5% PdCl2 Overall Capacity 2 wt% Dapat diregenerasi dengan gas klorin panas

Silver impregnated carbon atau Silver impregnated alumina

Baik dalam penghilangan merkuri. Biaya investasi awal mahal.

Acidic permanganate atau sodium hypochlorite

Digunakan pada chlor-alkali plant. Sulit digunakan pada pengolahan gas bumi

Dikontakan dengan hydrogen sulfide

Proses Paten