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.

Catatan: Kebutuhan mercury removal tidak hanya ditentukan oleh gas specification. Sensitivitas equipment downstream dan konfigurasi fasilitas juga perlu menjadi pertimbangan, terutama untuk aplikasi LNG dan proses cryogenic.

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:

Gas Inlet
Containing Hg
→
Mercury Removal
Adsorption / Reaction
→
Clean Gas Outlet
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 teknologiSulfur-Impregnated Activated CarbonMetal Oxide / Metal Sulfide AdsorbentSilver-Impregnated Molecular Sieve
Material aktifActivated carbon yang diimpregnasi sulfurMetal-based adsorbent dengan active metal sulfide/oxide phaseMolecular sieve yang diimpregnasi silver
Prinsip kerjaHg⁰ 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 utamaAdsorption + chemisorptionChemisorption / chemical reactionAdsorption + amalgamation
Nasib mercuryMercury tertahan sebagai senyawa stabil, terutama HgS. [1]Mercury terikat secara kimia pada adsorben. [2]Mercury dapat dilepaskan kembali selama regeneration pada konfigurasi regeneratif. [3]
RegenerasiTidak – umumnya non-regenerativeTidak – umumnya non-regenerativeYa – dapat diregenerasi bersama molecular sieve pada konfigurasi tertentu. [3]
Pengaruh moistureLebih 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-overMedium–Low; liquid hydrocarbon dapat mengganggu active surfaceHigh untuk adsorben yang dirancang untuk kondisi tersebut. [2]Medium; harus dievaluasi bersama desain molecular sieve
Mercury loadingLow–MediumMedium–HighLow–High, tergantung formulation dan cycle
PerformanceHigh pada feed yang sesuaiVery HighVery High
Pressure dropLow–MediumLow–MediumLow incremental ΔP bila terintegrasi dengan molecular sieve
Kompleksitas operasiLowLowMedium–High
Dedicated MRU vesselUmumnya diperlukanUmumnya diperlukanTidak selalu; dapat diintegrasikan dengan molecular sieve dehydration. [3]
Integrasi dengan dehydrationTidakTidakYa – salah satu keunggulan utama. [3]
FootprintMediumMedium–LowLow jika terintegrasi dengan molecular sieve
CAPEX relatifLowMediumMedium–High standalone
OPEX relatifLowLow–MediumMedium
Kelebihan utamaSimple, economical, non-regenerative. [1]Robust, high capacity, fast kinetics. [2]Mercury removal + dehydration dalam satu sistem. [3]
Keterbatasan utamaLebih sensitif terhadap moisture dan feed contaminationAdsorben lebih specialized dan perlu selection berdasarkan feed compositionRegeneration dan mercury management lebih kompleks
Aplikasi paling sesuaiPipeline gas / gas processing dengan feed relatif clean dan dryGas processing dan LNG dengan feed yang lebih challengingLNG / 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 drySIAC
Mengutamakan CAPEX rendah dan operasi sederhanaSIAC
Hg tinggi atau mercury loading berfluktuasiMetal Oxide / Metal Sulfide
Wet gas / kemungkinan liquid water carry-overMetal Oxide / Metal Sulfide
LNG dengan fokus pada protection of cryogenic equipmentMetal Oxide / Metal Sulfide atau SIAC
Mercury removal ingin diintegrasikan dengan dehydrationHgSIV
Membutuhkan fixed-bed non-regenerative yang sederhanaSIAC atau Metal Oxide / Metal Sulfide
Target mercury sangat rendahMetal 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]

Catatan: Nilai pada tabel mengikuti referensi [6] yang digunakan dalam artikel. Batas mercury aktual harus selalu diverifikasi terhadap applicable gas specification, project design basis, downstream equipment requirements, dan persyaratan vendor.

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:

SIAC → economical & simple
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

  1. 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
  2. BASF SE. Durasorb® HG/HGS – High-Performance Mercury Removal Adsorbent for Natural Gas and LPG Processing. BASF. BASF Durasorb® HG/HGS
  3. Honeywell UOP. Mercury Removal for Natural Gas Production – UOP HgSIV Adsorbent Technology. Honeywell UOP. Honeywell UOP Mercury Removal Technology
  4. 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
  5. BASF SE. (2019). BASF Launches Durasorb™ HG, a New Product for Mercury Removal from Natural Gas. BASF. BASF – Durasorb™ HG
  6. UOP. (2009). UOP’s LNG Integrated Pretreatment Onshore and Offshore.
TMConsindo Perspective
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

Popular posts from this blog

METERING STATION

Gas Sweetening

Social Media