Mercury Removal (3)

http://www.hgsolution.com.my/research/paper4.asp

 

Faktor yang Mempengaruhi Penyisihan Merkuri

 

Efek ukuran partikel

Ukuran partikel adsorbent memiliki efek terhadap kinerja (performance) dan pressure drop. Untuk berat yang sama, semakin kecil ukuran partikel, semakin luas permukaannya, sehingga semakin baik kinerjanya.

Sebaliknya untuk pressure drop. Untuk berat yang sama, semakin kecil ukuran partikel, semakin banyak jumlah adsorbent (semakin luas permukaan adsorbent), semakin banyak friksi gas dengan adsorbent, sehingga semakin besar pressure drop-nya.

Efek kecepatan gas

Berikut hasil tes yang dilakukan oleh salah satu vendor mercury adsorbent.

Tabel 2. Efisiensi Penyisihan Merkuri Berdasarkan Waktu Tinggal dan Kecepatan Gas

Waktu tinggal (s)	Efisiensi penyisihan merkuri (%)
	3 ft/min	6 ft/min
1,7	43	58
3,3	80	89
5,0	91	100

Dari tabel di atas dapat disimpulkan sebagai berikut:

-        semakin lama waktu tinggal gas di dalam bed, semakin tinggi efisiensi penyisihan merkuri dari gas,

-        semakin tinggi kecepatan gas, semakin tinggi efisiensi penyisihan merkuri dari gas.

Efek temperatur

Secara umum, makin tinggi temperatur, makin cepat reaksi berlangsung. Tetapi pada temperatur tinggi, sulfur yang impregnant akan:

-          teruapkan  pada kondisi inert, atau

-          teroksidasi jika kontak dengan udara

Berkurangnya sulfur di adsorbent (karena teruapkan atau teroksidasi) menyebabkan kinerja adsorbent menurun.

 

Pengukuran Kadar Merkuri

Masalah utama yang terdapat pada pengukuran kadar merkuri adalah berkurangnya jumlah merkuri yang akan diukur karena sebagian merkuri tersebut menempel di sample line dan dinding kontainer. Untuk menanggulanginya dilakukan purging untuk memastikan hasil yang akurat.

Saat ini merkuri di dalam gas umumnya diukur menggunakan atomic fluorescence spectrometry (AFS). Gas dilewatkan ke trapping tube dari emas untuk memekatkan merkuri. Untuk gas yang bertekanan tinggi, tekanan gas diturunkan menggunakan pressure regulator. Untuk menghindari kondensasi akibat penurunan tekanan, digunakan electrical heating. Selanjutnya merkuri dilepaskan (desorbed) dari tube dengan pemanasan (bisa mencapai 800^oC), menggunakan carrier gas menuju analyzer.

Untuk mengukur kadar merkuri di dalam liquid, metode yang sama digunakan dengan sedikit modifikasi, yaitu liquid diubah menjadi fasa gas terlebih dahulu.

 

Interaksi Merkuri dengan Permukaan Logam

Merkuri dapat menempel di permukaan baja (steel) pipa dan vessel dengan kadar 2 – 10 g/m². Mekanisme bagaimana merkuri dapat diabsorb oleh baja belum diketahui. Sejauh ini postulat yang digunakan adalah merkuri bereaksi dengan grain boundary unsur atau senyawa yang terdapat di dalam baja.

Sifat kimia permukaan baja yang mengandung merkuri berbeda dengan sifat kimia baja tanpa merkuri.

 

Pipeline

Proses pendinginan dan kompresi dapat menghasilkan merkuri cair yang mengendap di pipeline. Hal ini diketahui pada saat dilakukan pigging.

Pertanyaan menarik adalah apakah merkuri cair yang mengendap di pipeline dapat menyebabkan percepatan korosi galvanik?

 

Tank di Kapal

Kontaminasi dapat terjadi di:

-          dasar tank karena adanya sludge

-          di eksterior lapisan permukaan nonlogam (scale, material organik, kadang-kadang coating)

-          merkuri kemungkinan ada di dalam (“in”) atau di atas permukaan (“on”) baja.

Merkuri yang berada pada baja membahayakan pernapasan pekerja ketika pipa dilas atau dipotong.

Merkuri berinteraksi dengan:

-          aluminum: menyebabkan LME (liquid metal embrittlement)

-          baja

-          tembaga: menyebabkan crack

Merkuri memiliki dampak terhadap:

-          integritas peralatan

-          kesehatan dan keselamatan pekerja

-          kualitas produk

-          lingkungan

Merkuri dan carbon steel

Berita baiknya adalah:

-          merkuri tidak mempercepat korosi

-          tidak ada efek galvanic yang besar

-          tidak ada dampak merugikan terhadap stress corrosion cracking (SCC)

Merkuri dapat diabsorb oleh logam. Pada saat gas mengalir dari well ke station melalui pipeline, sejumlah merkuri menempel di dinding pipeline. Dinding pipeline memiliki kapasitas mengabsorb merkuri. Pada saat kapasitas ini tercapai, tidak ada merkuri tambahan yang menempel di dinding pipeline. Dampaknya adalah pada waktu tersebut kadar merkuri di dalam gas yang masuk ke station akan meningkat dibanding sebelumnya. Tabel berikut menampilkan estimasi lag time merkuri di dalam pipeline.

Tabel 3. Lag Time Merkuri di Dalam Pipeline

Luas permukaan (m2)	Laju alir gas (MMSCFD)	Laju alir merkuri (g/h)	Kapasitas permukaan pipa (gram merkuri/m2)	Waktu untuk mencapai shore / station (bulan)
200.000	40 - 50	20 - 40	1	9
			2	18
			5	46
			10	93

 

Sumber:

-          Interaction of Mercury with Metal Surfaces, Johnson Matthey Catalysts, 2009

-          Carnell and Willis, Mercury Removal from Liquid Hydrocarbons, Johnson Matthey Catalysts, 2005.

-          NUCON, MERSORB® Mercury Adsorbents, Design and Performance Characteristics, Bulletin 11B28 – 2010.

-          https://www.osha.gov/Publications/mercuryexposure_fluorescentbulbs_factsheet.pdf

-          Abu El Ela, I.S. Mahgoub, M.H. Nabawi, and Abdel Azim, Mercury Monitoring and Removal at Gas Processing Facilities: Case Study of Salam Gas Plant, Society of Petroleum Engineer (SPE), 2008.