KOROSI DI UNIT SINTESA AMONIAK (AMMONIA SYNTHESIS)

Oleh : Manik Priandani
Corrosion & Process Engineer
Bontang-Indonesia


A.PENDAHULUAN
Amoniak adalah bahan baku utama dalam pembuatan pupuk nitrogen. Disimpan dan diangkut dalam bentuk cairan bebas air.

Ammonia anhydrous tidak korosif, kecuali terhadap beberapa paduan dasar tembaga (Cu) dan dasar Nikel (Copper base alloy dan nickel base alloy) dalam lingkungan akuatik yang mengandung oksigen atau agensia pengoksidasi.

Ammonia dibuat dengan reaksi katalitik antara 3 volume hidrogen dengan satu volume nitrogen pada tekanan tinggi (14 – 35 MPa) dan temperatur sekitar 370°C.
Hidrogen untuk gas sintesa dapat diperoleh dari reformasi gas alam, atau dari reaksi gas CO dengan kukus (H2O). Sedangkan Nitrogen (dapat) diperoleh dari udara.

B.SINTESIS AMMONIA
- Gas-gas sintesa didispersikan melalui katalis katalis ferrioksida yang dicampur dengan Al-oksida atau potasiumoksida.
- Gas yang keluar dilewatkan ke dalam suatu feed gas preheater untuk memanfaatkan kalor yang terbawa.
- Setelah dingin, gas tersebut dikompresi dan dikondensasi menjadi ammonia cair.
- Cairan ammonia anhydrous disimpan pada tekanan atmosferik dan temperatur cryogenic -34°C.

C.MASALAH KOROSI DI SINTESA AMMONIA.
Karena ammonia disintesa pada temperatur tinggi (450-500°C), maka gas sintesa cenderung untuk menitridasi logam.

Nitridasi adalah proses masuknya unsur Nitrogen sebagai salah satu kontaminan yang korosif dalam lingkungan tereduksi (potensial oksigen yang rendah), baik atmosferik ataupun pada temperatur tinggi.

Oksidasi (udara) dengan temperatur tinggi tidak mengakibatkan serangan Nitridasi. Selama nitridasi, paduan menyerap Nitrogen dari lingkungan. Ketika Nitrogen yang masuk ke paduan sudah mencapai titik jenuh, nitrit terendapkan ke luar matriks dan masuk ke batas butir.Hal ini menyebabkan paduan menjadi getas.

Tekanan yang juga tinggi (14 – 35 MPa), menyebabkan terbentuknya senyawa carbamate yang korosif.

Kondensat ammonia anhydrous dapat menyebabkan korosi retak tegang pada baja bertegangan (stressed carbon steel) dan baja paduan rendah berkekuatan tinggi. Contoh : pegas pada inverted safety valve yang terbuat dari baja HSLA, rawan terhadap korosi retak tegang, sehingga perlu dilindungi dengan aluminium.

Penyimpanan ammonia cair dalam tangki baja menyebabkan terjadinya korosi di bawah isolator, akibat dari penyusupan kelembaban udara.

D.TINDAKAN PENCEGAHAN TERHADAP SERANGAN KOROSI.
1). Menggunakan lapisan epoxy sebelum pemasangan isolator bejana dan pipa,
2). Ammonia tidak korosif terhadap besi tuang dan baja, namun karena ammonia berbahaya bagi manusia, lebih aman jika untuk valve tekanan tinggi digunakan baja yang ditempa, dan untuk temperatur rendah lebih baik digunakan baja tahan karat austenitik.
3). Penggunaan baja sebagai bahan konstruksi pada penanganan ammonia dapat menimbulkan masalah, seperti : korosi retak tegang, pada penyimpanan pada temperatur kamar, dan kegetasan pada temperatur rendah. Korosi retak tegang dapat diatasi dengan melakukan stress relief bejana penyimpanan pada 600°C,
4). Atau dengan inhibisi menggunakan sekitar 2000 ppm air.
5). Juga diperlukan tindakan pencegahan terhadap masuknya udara atau oksigen.

E.DAFTAR PUSTAKA
- Priandani, Manik, Makalah Pelatihan Korosi, Desember 2008, Tidak Dipublikasikan.


Manik Priandani, Bontang, 11 Februari 2011

CATALYSTS HANDLING (Penanganan Katalis)

Oleh : Manik Priandani
Process & Corrosion Engineer
Bontang - Indonesia


A.Packing dan Penyimpanan

Katalis adalah bahan yang meningkatkan kecepatan dimana suatu reaksi kimia mencapai kesetimbangan. Pada umumnya katalis berbentuk padatan.

Katalis biasanya disimpan dalam drum dari baja lunak yang dilapisi oleh polyethene, sehingga aman untuk perjalanan darat, laut, maupun udara, maupun penyimpanan dalam jangka waktu yang lama. Contohnya : Katalis dengan berat bersih 155± 18 kg disimpan dalam drum dengan ukuran : tinggi = 88 cm dan diameter = 59 cm.

Dalam penyimpanannya katalis akan tetap dalam kondisi bagus pada temperatur antara -50°C - 50°C asalkan dijaga selalu kering. Pada kondisi yang sangat lembab, katalis perlu disimpan dalam ruangan ber-AC.

B.Tinjauan Dari Segi Safety

1). Katalis Bekas :
Untuk Katalis bekas yang bersifat pyrophoric (misalnya katalis yang telah dipakai di Reaktor Ammonia Converter) harus dipisahkan dari bahan mudah terbakar. Katalis ini sangat mudah terbakar bila bertemu langsung dengan Oksigen. Proses pendinginan katalis ini memerlukan waktu yang lama, sehingga perlu dilakukan secara hati-hati dan menggunakan teknik unload yang benar dan peralatan yang mendukung.

2). Pembentukan Nikel Carbonil (Ni(CO4)) yang bersifat racun :
Nikel Carbonil terbentuk pada katalis Nikel dalam kondisi tereduksi yang terpapar pada gas CO dalam temperatur < 150°C. Sehingga kondisi adanya gas CO dengan temperature < 150C di dalam lingkungan yang kaya CO perlu dihindari dengan menjaga salah satu kondisi tersebut tidak terpenuhi.

3). Memasuki Vessel yang Berisi Katalis dalam Kondisi Terblanket :
Untuk menjaga agar katalis tetap dalam kondisi tereduksi, pada saat pabrik shut down atau mati, katalis biasanya di-blanket oleh Gas Nitrogen atau Inert Gas. Sehingga dilarang masuk ke vessel yang mengandung inert gas tanpa memakai peralatan keselamatan yang tepat.

4). Debu Katalis :
Katalis terbuat dari unsur logam ataupun oksida logam yang berisiko tinggi terhadap kulit, mata, dan sistem pernafasan.


C.Screening Katalis

Bertujuan untuk memisahkan Katalis yang utuh dengan pecahan-pecahan katalis, debu, maupun benda-benda asing yang lain, sehingga katalis siap untuk diloading atau dipakai.

Yang perlu diperhatikan dalam screening katalis adalah :
1.Digunakan udara kering untuk meniup kotoran dan debu. Katalis tidak boleh basah baik saat screening, penyimpanan, maupun pemakaian.
2.Ayakan dipasang miring agar katalis yang utuh dapat menggelinding dengan baik menuju drum penampung.
3.Katalis tidak pecah sampai masuk drum penampung.


Daftar Pustaka :

1). Twigg, M.V., Catalyst Handbook, 2nd ed. 1989, Wolfe Publishing Ltd.
2). CCIFE Catalyst Handbook
4). Manik Priandani, Bahan Presentasi Katalis (Konsep Dasar), Makalah, Tidak dipublikasikan, 2008, Bontang.


Bontang, MP, 09 Februari 2011.