Kondensat di Pabrik Sawit: Netralizing dan Filming Amines yang Menahan Korosi Bernilai Jutaan Dolar

Ketika uap dari boiler biomassa berubah jadi kondensat, CO₂ membentuk asam karbonat yang menurunkan pH dan melucuti lapisan oksida pelindung baja. Dua program kimia—neutralizing amines dan filming amines—jadi perisai utama, asalkan disetel untuk kondisi khas pabrik kelapa sawit.

Industri: Palm_Oil | Proses: Boiler_&_Power_Generation

Pabrik kelapa sawit bertumpu pada uap bertekanan tinggi dari boiler biomassa untuk sterilisasi tandan dan pembangkit listrik. Saat uap mengembun, CO₂ terlarut membentuk asam karbonat (H₂CO₃; asam lemah yang menurunkan pH kondensat) dan mempercepat korosi—mekanisme yang diuraikan rinci oleh Veolia (www.watertechnologies.com).

Veolia menegaskan “stabilitas lapisan oksida besi pasivasi sangat bergantung pada pH”—kontaminan yang menurunkan pH melarutkan oksida dan memicu increased corrosion (www.watertechnologies.com). Efeknya brutal: tanpa neutralizing amines, “pipa return kondensat akan destroyed dan besi kembali masuk ke sistem boiler” (teamapex.com).

Biayanya nyata. Satu kebocoran kondensor memicu kegagalan berulang pada tube boiler dan menelan biaya perbaikan lebih dari $2 juta (www.watertechonline.com). Secara umum, perbaikan korosi di sistem uap kerap menembus puluhan hingga ratusan ribu dolar; di kapal, kisaran $50.000–$1.000.000 bukan hal aneh (www.wilhelmsen.com).

Kimia kondensat dan target pH

Banyak pabrik sawit memakai air permukaan atau sumur sebagai make‑up, umumnya beralkalinitas tinggi dan mengandung silika/organik. Setiap 1 ppm alkalinitas (sebagai CaCO₃) di air umpan memproduksi ≈0,79 ppm CO₂ di uap—yang pada akhirnya menjadi asam karbonat di kondensat (www.watertechnologies.com). Deaerator (alat penguap untuk membuang O₂/CO₂) memang mengeluarkan sebagian CO₂ dan O₂, tetapi “banyak CO₂ tetap terbawa ke uap” (www.watertechnologies.com).

Karena itu, treatment kondensat krusial. Praktik industri mendorong pH kondensat jauh di atas netral, umumnya 8,3–9,0 (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).

Neutralizing amines dan distribusi uap/cair

Neutralizing amines (basa volatil untuk menetralkan H₂CO₃) terhidrolisis menghasilkan OH⁻ dan membentuk garam amonium yang mengikat H⁺ dari asam karbonat (www.watertechnologies.com). Contoh: DEAE (diethylaminoethanol) bereaksi dengan asam karbonat menjadi amine bikarbonat larut yang menaikkan pH. Dengan pengaturan dosis, pH bisa dinaikkan ke 8,8–9,2 pada sistem bermaterial campuran (www.watertechnologies.com).

Kapasitas netralisasi empiris (gram amina per gram CO₂) menunjukkan DEAE 2,6; cyclohexylamine 2,3; morpholine 2,0 (www.watertechnologies.com). Amina umum: morpholine, cyclohexylamine, DEAE, dan DMIPA/DIPA (www.watertechnologies.com; www.chemaqua.com).

Pemilihan amina sangat dipengaruhi volatilitasnya (steam/liquid distribution). “Morpholine relatif volatil, cenderung bertahan di fase cair kondensat; cyclohexylamine kurang volatil dan ikut terbawa uap mencapai seksi kondensat jauh” (www.watertechnologies.com). Pada sistem multi‑tahap, morpholine saja bisa habis pada trap pertama sehingga hilir tetap diasamkan CO₂ (www.watertechnologies.com), sementara cyclohexylamine bisa “melewati” seksi awal.

Solusi yang konsisten adalah blend: kombinasi morpholine+cyclohexylamine atau DEAE+cyclohexyl memberi kontrol pH merata (Veolia: www.watertechnologies.com; TeamApex: teamapex.com). Dalam praktiknya, “produk campuran berisi berbagai amina dengan steam/liquid distributions berbeda” memberi proteksi paling merata (www.watertechnologies.com).

Strategi dosis: injeksikan setelah deaerator di pipa return kondensat agar tidak terkeluarkan oleh uap deaerator. Cyclohexylamine mendidih ≈96°C; jika diinjeksikan ke deaerator akan terlepas ke ventilasi (teamapex.com). Dosis dihitung dari beban CO₂: setiap 1 ppm alkalinitas (CaCO₃) menghasilkan ~0,79 ppm CO₂ di uap (www.watertechnologies.com), lalu diatur untuk menjaga pH kondensat ≥8,3–9,0 (netralisasi lengkap; www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Perilaku bikarbonat amina juga penting: beberapa terdisosiasi di deaerator (CO₂ terbuang, amina berecycle), sementara yang lebih stabil butuh dosis lebih tinggi untuk kompensasi kehilangan (www.watertechnologies.com).

Ringkasnya, neutralizing amines secara langsung menetralkan asam karbonat dan menaikkan pH. Dengan pilihan dan dosis yang tepat, korosi CO₂ di return line dapat “hampir dieliminasi” (teamapex.com). ChemAqua mencatat morpholine, cyclohexylamine, dan DEAE sebagai amina netralisasi yang lazim untuk menjaga kondensat tetap basa (www.chemaqua.com). Dalam operasional, injeksi presisi biasanya menggunakan dosing pump, dan program kimia difokuskan pada neutralizing amine yang sesuai distribusi uap/cairnya.

Filming amines dan proteksi oksigen

Filming amines (film‑forming amines/FFA; amina rantai panjang yang membentuk film tipis hidrofobik monomolekuler) menciptakan penghalang yang menolak air dan gas (CO₂, O₂) dari permukaan baja. ChemAqua menjelaskan “ekor” hidrofobik mendorong molekul merapat ke logam dan sisi nitrogen berikatan kuat, membentuk film tahan lama (www.chemaqua.com). Veolia menyebut film ini mengganti kerak oksida longgar dengan penghalang amina yang sangat tipis untuk menahan korosi CO₂ dan O₂ (www.watertechnologies.com).

Pada conditioning awal, aksi surfaktan dapat mengangkat karat/kerak lepas dari pipa (www.watertechnologies.com). Filming amines sangat membantu ketika ada ingress O₂ (mis. vacuum breaker/ kebocoran) atau alkalinitas umpan sangat tinggi sehingga netralisasi saja kurang praktis (www.chemaqua.com). TeamApex menekankan neutralizer tidak melindungi dari oksigen, sementara filming amines melindungi: “Ketika vacuum breaker atau kebocoran memasukkan O₂… tambahkan filming amine (volatile FFA)” (teamapex.com).

Artinya, film ini sekaligus sedikit menaikkan pH (bersifat basa lemah) dan mencegah O₂/CO₂ terlarut menyentuh logam—menciptakan proteksi ganda (teamapex.com; www.watertechnologies.com). Untuk pengendalian korosi kondensat, program ini sekelas corrosion inhibitor yang diformulasikan untuk sistem uap/kondensat.

Amina film umum meliputi fatty amines C12–C18 seperti octadecylamine (ODA) atau oleylamine. Namun kimianya menentukan performa: amina parafinik berat seperti ODA cenderung mengendap saat aliran lambat dan membentuk fouling berlilin. Sebaliknya, FFA yang lebih volatil menyebar menyeluruh. TeamApex mengingatkan ODA “tidak mudah menguap dan akan mengendap sebagai wax coating yang menyumbat jalur kondensat”, sedangkan FFA volatil “menjelajah sepanjang pipa, melindungi seluruh sistem” (teamapex.com). Veolia juga mencatat amina rantai panjang tunggal sering gagal melapisi seluruh sistem dan memicu fouling (www.watertechnologies.com), sehingga formula modern menambahkan sedikit neutralizing amine atau dispersan untuk memperbaiki distribusi film (Veolia: www.watertechnologies.com; TeamApex: teamapex.com). Di titik ini, peran dispersant chemicals menjadi penting untuk menjaga kestabilan suspensi.

Catatan aplikasi: mulai perlahan, misal 1/3 laju target, agar karat/kerak lepas tidak menyumbat trap (ChemAqua: www.chemaqua.com; Veolia: www.watertechnologies.com). Banyak program diberi melalui drip ke return kondensat, sering bersamaan dengan neutralizer. Monitoring aktif—dengan corrosion coupons/spool pieces—direkomendasikan; air yang di-treatment akan “membentuk bead di logam seperti di bodi mobil yang dilapisi wax” (www.chemaqua.com). Hindari overfeed; kelebihan filmers (terutama saat ion multivalen hadir) dapat membentuk deposit (www.watertechnologies.com). Banyak sistem mendapat hasil optimal saat neutralizing dan filming amines dipakai bersama (www.watertechnologies.com; teamapex.com). Untuk risiko O₂ residu, program sering melibatkan oxygen scavengers sebagai pelengkap kimia kondensat.

Desain program untuk pabrik sawit

Kondisi pabrik sawit menuntut program spesifik. Faktor kunci:

- Alkalinitas air umpan dan jadwal operasi: alkalinitas bikarbonat tinggi berarti lebih banyak CO₂; pabrik yang memakai air sungai/sumur biasanya butuh beban amina lebih besar. Jika sangat tinggi sehingga laju neutralizer jadi tidak praktis, filming amines dapat menutup kekosongan (www.chemaqua.com).

- Konfigurasi sistem: jumlah tahap kondensasi, tekanan uap, dan panjang pipa menentukan kebutuhan volatilitas amina. Seksi bertekanan rendah memerlukan amina lebih volatil (cyclohexyl, FFA) untuk mengantar proteksi ke hilir (Veolia: www.watertechnologies.com; TeamApex: teamapex.com). Sistem dengan trap bertahap (mis. steam dryers/demisters) sering cocok dengan blend morpholine+cyclohexylamine atau DEAE blend agar tidak ada titik kondensasi yang dibiarkan diasamkan CO₂ (Veolia: www.watertechnologies.com; TeamApex: teamapex.com).

- Operasi intermiten: berhenti malam hari membuat logam rentan saat layup; filming amines memberi proteksi “offline” dengan melapisi baja, sementara neutralizer hanya aktif saat ada fase cair.

- Kontaminan: air umpan sawit dapat membawa silika, minyak, alga. Film‑formers dapat mengadsorpsi organik atau bereaksi dengan hardness; karena itu pretreatment eksternal seperti softener dan clarifier menjadi krusial. Program perlu memantau deposit serta mempertimbangkan dispersan/blowdown; silika tinggi dapat memperparah fouling, sehingga penghilangan silika di hulu atau penggunaan amina yang toleran perlu diperhatikan.

- Material dan metalurgi: mayoritas pipa kondensat berbahan baja karbon, tetapi bila ada paduan tembaga, targetkan pH 8,8–9,2 untuk perlindungan komponen tembaga (www.watertechnologies.com).

Dengan kata lain, tidak ada satu resep untuk semua. Blending neutralizing dan filming amines—ditambah dispersan atau oxygen scavengers sebagai pelengkap—biasanya menjadi inti desain. Targetkan pH kondensat di atas ~8,3 dan gunakan amina volatil untuk “mengejar” CO₂ sampai semua reservoir kondensat (Veolia: www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Panduan dosis dan monitoring (kupon korosi, uji pH kondensat) harus ditetapkan. Contoh yang lazim efektif: DEAE + cyclohexylamine untuk netralisasi, dikombinasi FFA volatil—umumnya menurunkan laju korosi mendekati nol.

Dampak ekonomi dan konteks normatif

Manfaatnya langsung terasa. ChemAqua mencatat “setiap galon kondensat yang dikembalikan menghemat satu kaki kubik gas alam” (www.chemaqua.com). Sebaliknya, kegagalan mahal: kasus >$2 juta di atas (www.watertechonline.com) dan kisaran biaya $50K–$1M di industri maritim (www.wilhelmsen.com) menunjukkan investasi kimia dan kontrol yang “modest” cepat kembali.

Konteks regulasi/normatif (Indonesia): tidak ada regulasi amina spesifik sawit, namun praktik boiler industri berlaku. Boiler Indonesia mengikuti batas mutu air umpan (sering mengacu pada ASME/standar internasional), sehingga menjaga pH kondensat >8,3–8,5 adalah best practice sekaligus kehati‑hatian kepatuhan. Praktiknya, pabrik sawit semakin mengikuti standar global: best practice kini memasukkan treatment khusus return line, bukan bergantung pada ammonia saja.

Kesimpulan operasional

Korosi kondensat di pabrik sawit digerakkan oleh asam karbonat dan, sering kali, oksigen. Program yang efektif menggabungkan neutralizing amines dan filming amines, disesuaikan dengan kimia air lokal, konfigurasi sistem, dan pola operasi. Dengan strategi dosis berbasis data (target pH, kupon korosi), injeksi presisi melalui dosing pump, serta dukungan bahan seperti neutralizing amine, corrosion inhibitor, dan oxygen scavengers, produsen sawit dapat memperpanjang umur pipa return kondensat sekaligus meningkatkan keandalan boiler. Untuk kestabilan jangka panjang, pretreatment seperti softener dan clarifier menjaga interaksi kimia kondensat tetap terkendali.