KOROSI DAN PENCEGAHANNYA DI UNIT REFORMER GAS ALAM

Oleh : Manik Priandani
Process & Corrosion Engineer
Bontang


A. Proses Yang terjadi di Unit Reformer Gas Alam :
Setelah dibersihkan dari senyawa belerang, gas alam dipanaskan dan dicampur dengan kukus sampai mencapai temperatur 550°. Campuran gas-kukus ini bereaksi secara endothermik dalam buluh-buluh reformer primer yang berisi katalis berbasis Nikel menurut persamaan berikut :
CH4 + H2O → CO + 3 H2

Kalor dipasok dari pembakaran gas alam atau bahan bakar yang lain. Dalam reformer primer, gas alam terkonversi sekitar 70 %.
Gas hasil reformasi primer yang keluar dari reformer pada temperatur 730-820°C memasuki reformer sekunder dan dicampur dengan udara untuk menghasilkan gas sintesis dengan perbandingan hidrogen : nitrogen = 3 : 1.

Kalor yang diperlukan untuk menuntaskan reformasi, diperoleh dari pembakaran campuran gas dan udara pada katalis berbasis Nikel seperti katalis pada reformer primer. Gas yang keluar Reformer Sekunder pada temperatur 950 - 1000°C, didinginkan dalam sebuah Waste Heat Boiler sampai 360°C.

Karena reformasi katalitik dengan kukus berlangsung pada temperatur tinggi (700-1000°C), maka material konstruksi reformer menjadi rawan terhadap korosi temperatur tinggi yang berdasar pada oksidasi logam. Belerang dan garam-garam terlarut dalam air umpan boiler yang terbawa dalam gas proses dapat mengakibatkan sulfidasi dan serangan garam-leleh pada buluh katalis dan jalur aliran fluida proses.

Jika perbandingan metana : kukus tidak tepat, Methana dan hidrokarbon lain dalam aliran umpan dapat mengakibatkan karburisasi logam pada temperatur operasi reformer. Fluktuasi harga perbandingan Metana / Kukus, bahkan dapat menimbulkan siklus karburisasi – oksidasi yang berakibat seperti pada metal dusting. Pengotor seperti Pb (timbal) dalam paduan bahan buluh reformer akan mempercepat reaksi oksidasi.

Endapan abu bahan bakar yang mengandung belerang, sodium, vanadium, di sisi luar buluh dapat mengakibatkan korosi oleh lelehan garam. Sulfidasi adalah masuknya sulfur ke dalam paduan sebagai kontaminan dalam lingkungan bersifat reduktif pada temperatur tinggi.

Karburisasi adalah peningkatan kadar karbon pada suatu logam / paduan logam akibat masuknya atom-atom C dari lingkungan ke dalam logam.Metal dusting adalah bentuk kasus karburisasi katastropik yang terjadi pada logam dasar besi dan nikel bila terpaparkan ke dalam lingkungan karburisatif dalam selang temperatur 450 - 950°C.

Lingkungan karburisatif adalah lingkungan yang dapat mengendapkan C ke permukaan logam, contohnya lingkungan yang mengandung CO-CO2, CH4 – H2 (atau hidrokarbon lain), CO – H2, atau campurannya.

Korosi lelehan Garam adalah korosi dalam lingkungan oksidatif yang diperhebat akibat adanya endapan garam di permukaan material yang meleleh (peningkatan laju korosi hanya dalam selang temperatur pada saat garam yang mengendap mencair. Lingkungan oksidatif adalah lingkungan dengan tekanan parsial oksigen dalam lingkungan lebih besar dari tekanan parsial oksigen kesetimbangan.

B. Penanggulangan Korosi di Unit Reformer
1). Dipakai konstruksi material tube yang dikenal sebagai HK 40, yaitu baja paduan yang mengandung 25 % Cr dan 20 % Ni, bahkan saat ini sudah diketemukan material yang jauh lebih baik lagi dibandingkan dengan HK 40.

2). Untuk melindungi bahan konstruksi perpipaan dan peralatan penunjang, digunakan linings dari bahan castable dan bata tahan api.


3). Untuk mencegah erosi terhadap bahan refraktori tersebut oleh aliran gas panas dan kecang, ditambahkan serutan baja tahan karat tipe 304 dan 321 pada refraktori dengan temperatur di bawah 900°C, dan serutan baja tahan karat tipe 310 pada refraktori dengan temperatur 900-1000°.


4). Baja tahan karat austenitik ini dipilih sebagai pelindung refraktori karena cukup tahan oksidasi, nitridasi, dan karburisasi dan harganya tidak semahal paduan Nikel tinggi yang memenuhi syarat ketahanan korosi temperatur tinggi.

5). Pemilihan bahan konstruksi yang tepat.

Korosi logam akan terus berjalan, namun dapat diperlambat atapun dikurangi dengan memanfaatkan akal budi manusia dalam memahami fenomena alam, lingkungan, maupun sifat logam itu sendiri (Manik Priandani).

Bontang, MP, 31 Januari 2011.