Mercury Removal
Mercury (Hg) merupakan salah satu kontaminan yang dapat ditemukan secara alami dalam gas bumi. Walaupun konsentrasinya umumnya sangat kecil, mercury perlu dikendalikan karena dapat menimbulkan risiko terhadap integritas peralatan, keandalan operasi, dan keselamatan, terutama pada fasilitas yang memiliki peralatan berbahan aluminium untuk layanan cryogenic.
Mercury removal dilakukan untuk menurunkan kandungan mercury dalam aliran gas sebelum mencapai peralatan yang sensitif atau sebelum gas memenuhi persyaratan proses tertentu. Pemilihan teknologi bergantung pada konsentrasi dan spesiasi mercury, kandungan air, acid gas, hydrocarbon, kondisi operasi, target outlet mercury, serta konfigurasi fasilitas.
Bahaya Mercury pada Pengolahan Gas
Pada pipeline gas dan fasilitas gas processing, mercury dapat terbawa bersama aliran gas dan berpotensi terakumulasi pada liquid hydrocarbon, condensate, atau equipment downstream. Risiko menjadi lebih signifikan apabila gas kemudian diproses pada fasilitas cryogenic.
Pada fasilitas LNG, mercury menjadi perhatian khusus karena dapat berinteraksi dengan aluminium alloy yang digunakan pada cryogenic heat exchanger. Mercury dapat membentuk amalgam dengan aluminium dan, pada kondisi tertentu, menyebabkan amalgam corrosion dan liquid metal embrittlement yang dapat mengancam integritas equipment.
Mercury Removal Unit
Mercury Removal Unit (MRU) umumnya menggunakan fixed-bed adsorber yang berisi material adsorben khusus. Gas dialirkan melalui bed dan mercury ditangkap melalui mekanisme adsorption dan/atau chemical reaction.
Secara sederhana, prosesnya adalah:
Containing Hg
Adsorption / Reaction
Low Hg
Perbandingan Teknologi Mercury Removal
Terdapat beberapa pendekatan teknologi yang dapat digunakan. Tiga kelompok utama yang umum digunakan untuk preliminary selection adalah SIAC, Metal Oxide / Metal Sulfide, dan Silver-Impregnated Molecular Sieve (HgSIV).
| Parameter Kunci | SIAC | Metal Oxide / Metal Sulfide | HgSIV |
|---|---|---|---|
| Nama teknologi | Sulfur-Impregnated Activated Carbon | Metal Oxide / Metal Sulfide Adsorbent | Silver-Impregnated Molecular Sieve |
| Material aktif | Activated carbon yang diimpregnasi sulfur | Metal-based adsorbent dengan active metal sulfide/oxide phase | Molecular sieve yang diimpregnasi silver |
| Prinsip kerja | Hg⁰ diadsorpsi pada carbon dan bereaksi dengan sulfur membentuk HgS yang stabil. [1] | Hg⁰ bereaksi dengan active metal sites dan terikat secara kimia pada adsorben. [2] | Mercury berinteraksi dengan silver dan membentuk Hg–Ag amalgam. [3] |
| Mekanisme utama | Adsorption + chemisorption | Chemisorption / chemical reaction | Adsorption + amalgamation |
| Nasib mercury | Mercury tertahan sebagai senyawa stabil, terutama HgS. [1] | Mercury terikat secara kimia pada adsorben. [2] | Mercury dapat dilepaskan kembali selama regeneration pada konfigurasi regeneratif. [3] |
| Regenerasi | Tidak – umumnya non-regenerative | Tidak – umumnya non-regenerative | Ya – dapat diregenerasi bersama molecular sieve pada konfigurasi tertentu. [3] |
| Pengaruh moisture | Lebih sensitif; feed conditioning penting. [1] | Lebih toleran, tergantung formulation adsorben. [2] | Terintegrasi dengan sistem dehydration; tetap mengikuti batas operasi molecular sieve. [3] |
| Hydrocarbon / liquid carry-over | Medium–Low; liquid hydrocarbon dapat mengganggu active surface | High untuk adsorben yang dirancang untuk kondisi tersebut. [2] | Medium; harus dievaluasi bersama desain molecular sieve |
| Mercury loading | Low–Medium | Medium–High | Low–High, tergantung formulation dan cycle |
| Performance | High pada feed yang sesuai | Very High | Very High |
| Pressure drop | Low–Medium | Low–Medium | Low incremental ΔP bila terintegrasi dengan molecular sieve |
| Kompleksitas operasi | Low | Low | Medium–High |
| Dedicated MRU vessel | Umumnya diperlukan | Umumnya diperlukan | Tidak selalu; dapat diintegrasikan dengan molecular sieve dehydration. [3] |
| Integrasi dengan dehydration | Tidak | Tidak | Ya – salah satu keunggulan utama. [3] |
| Footprint | Medium | Medium–Low | Low jika terintegrasi dengan molecular sieve |
| CAPEX relatif | Low | Medium | Medium–High standalone |
| OPEX relatif | Low | Low–Medium | Medium |
| Kelebihan utama | Simple, economical, non-regenerative. [1] | Robust, high capacity, fast kinetics. [2] | Mercury removal + dehydration dalam satu sistem. [3] |
| Keterbatasan utama | Lebih sensitif terhadap moisture dan feed contamination | Adsorben lebih specialized dan perlu selection berdasarkan feed composition | Regeneration dan mercury management lebih kompleks |
| Aplikasi paling sesuai | Pipeline gas / gas processing dengan feed relatif clean dan dry | Gas processing dan LNG dengan feed yang lebih challenging | LNG / gas processing dengan molecular sieve dehydration |
Tabel 1. Perbandingan Teknologi Mercury Removal
Bagaimana Memilih Teknologi?
| Kondisi Feed Gas / Filosofi Desain | Teknologi yang Lebih Menarik |
|---|---|
| Hg rendah–menengah dan gas relatif dry | SIAC |
| Mengutamakan CAPEX rendah dan operasi sederhana | SIAC |
| Hg tinggi atau mercury loading berfluktuasi | Metal Oxide / Metal Sulfide |
| Wet gas / kemungkinan liquid water carry-over | Metal Oxide / Metal Sulfide |
| LNG dengan fokus pada protection of cryogenic equipment | Metal Oxide / Metal Sulfide atau SIAC |
| Mercury removal ingin diintegrasikan dengan dehydration | HgSIV |
| Membutuhkan fixed-bed non-regenerative yang sederhana | SIAC atau Metal Oxide / Metal Sulfide |
| Target mercury sangat rendah | Metal Oxide / Metal Sulfide atau HgSIV, dengan vendor performance guarantee |
Tabel 3. Preliminary Technology Selection
Batas Mercury pada Pengolahan Gas
Target mercury pada gas perlu dilihat berdasarkan aplikasi dan persyaratan downstream. Untuk aplikasi yang sensitif terhadap mercury, khususnya LNG dan proses cryogenic, batas yang sangat rendah dapat diperlukan untuk melindungi equipment.
| Parameter | Pipeline Gas | LNG Feed Gas | GTL Feed Gas | LPG |
|---|---|---|---|---|
| Maximum Mercury (Hg) µg/Nm³ |
0,01 | 0,01 | 0,01 | N/A |
Tabel 4. Batas Maksimum Mercury (Hg) pada Pengolahan Gas [6]
Kesimpulan
Mercury removal bukan hanya proses untuk mengurangi kandungan mercury dalam gas, tetapi merupakan bagian dari equipment protection, process reliability dan risk management. Tingkat kebutuhan mercury removal sangat dipengaruhi oleh karakteristik feed gas dan sensitivitas equipment downstream.
Secara sederhana:
Metal Oxide / Metal Sulfide → robust & high-performance
HgSIV → integrated mercury removal + dehydration
Untuk menentukan teknologi yang tepat, evaluasi sebaiknya dimulai dari feed gas characterization, mercury concentration dan species, H₂O, H₂S, CO₂, hydrocarbon, liquid carry-over, operating conditions, target outlet mercury, serta konfigurasi proses secara keseluruhan.
Referensi
- Korpiel, J. A., & Vidic, R. D. (1997). Effect of Sulfur Impregnation Method on Activated Carbon Uptake of Gas-Phase Mercury. Environmental Science & Technology, 31(8), 2319–2325. American Chemical Society. ACS Publications
- BASF SE. Durasorb® HG/HGS – High-Performance Mercury Removal Adsorbent for Natural Gas and LPG Processing. BASF. BASF Durasorb® HG/HGS
- Honeywell UOP. Mercury Removal for Natural Gas Production – UOP HgSIV Adsorbent Technology. Honeywell UOP. Honeywell UOP Mercury Removal Technology
- European Committee for Standardization. (2016). BS EN 1473:2016 – Installation and Equipment for Liquefied Natural Gas – Design of Onshore Installations. CEN. BS EN 1473:2016
- BASF SE. (2019). BASF Launches Durasorb™ HG, a New Product for Mercury Removal from Natural Gas. BASF. BASF – Durasorb™ HG
- UOP. (2009). UOP’s LNG Integrated Pretreatment Onshore and Offshore.
Mercury removal yang efektif bukan hanya tentang mencapai target outlet mercury, tetapi tentang memilih teknologi yang sesuai dengan gas composition, process requirement, equipment sensitivity, operational philosophy dan lifecycle economics.
Comments
Post a Comment