Refinery hidup dari siklus uap–kondensatnya. Penghasil uap di kilang kerap memulihkan porsi besar panas melalui pengembalian kondensat—sering ~50% uap dipulihkan (oilinwatermonitors.com). Kondensat yang nyaris murni itu sangat bernilai, namun membawa CO₂ terlarut yang membentuk asam karbonat. Tambahkan hanya 1 ppm (bagian per juta) CO₂ ke kondensat netral pH 7, pH bisa turun ke ~5,5 (openchemicalengineeringjournal.com).

Pada pH serendah itu, baja feritik akan terkikis cepat. Reaksi khasnya: Fe + 2H₂CO₃ → Fe(HCO₃)₂ + H₂ (watertechnologyreport.wordpress.com). Ferrous bicarbonate yang terbentuk sering mengendap sebagai besi karbonat yang lunak dan rapuh; aliran/turbulensi akan mengupasnya dan membuka logam segar, sehingga korosi berlanjut tanpa hambatan (inspectioneering.com).

Kerusakan khas (“carbonic acid attack”) tampak sebagai alur dalam atau “grooving” di dasar pipa kondensat dan siku (watertechnologyreport.wordpress.com). Kombinasi CO₂ dengan jejak oksigen terlarut mempercepat kerusakan: O₂ melipatgandakan serangan asam karbonat (“worming”), menghasilkan oksida besi dan CO₂ tambahan (watertechnologyreport.wordpress.com) (watertechonline.com). Tanpa kontrol, partikel oksida besi bisa lepas ke sistem pada level ppm, menyumbat steam trap dan pipa ketel, memicu kebocoran hingga kegagalan (watertechonline.com).

Studi kasus di kilang menunjukkan kegagalan pipa kondensat adalah pemicu downtime dan biaya pemeliharaan yang besar. Survei global menemukan optimalisasi loop uap/kondensat bisa menghemat >5% biaya energi uap tahunan dan hingga 50% air make‑up boiler (researchgate.net).

Karbonat, pH, dan pola kerusakan grooving

CO₂ berasal dari bikarbonat air umpan. Saat mengembun, ia menjadi asam karbonat dan menurunkan pH. Produk korosi yang rapuh membuat dinding pipa terus terekspos, sehingga aliran tinggi dan belokan menjadi lokasi terparah—penampang bawah pipa dan elbow sering memperlihatkan alur erosif (watertechnologyreport.wordpress.com).

Oksigen terlarut memperburuk situasi, mempercepat konversi ferrous bicarbonate menjadi oksida besi sekaligus melepas CO₂ ekstra—siklus yang memperdalam serangan (watertechnologyreport.wordpress.com). Jika dibiarkan, partikel oksida besi dapat mencapai level ppm dan memicu fouling kritis (watertechonline.com). Potensi penghematan energi dan air dari pengembalian kondensat yang sehat—>5% biaya energi uap dan hingga 50% make‑up—menjadi argumen ekonomi yang jelas (researchgate.net).

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Amin netralisasi untuk kontrol pH

Neutralizing amines (amin volatil penetral asam) seperti morpholine, cyclohexylamine/CHA, dan diethylaminoethanol/DEAE menetralkan keasaman kondensat dengan menaikkan pH. Amin ini menghidrolisis di uap/kondensat untuk menghasilkan OH⁻ yang mendorong reaksi CO₂ + H₂O → HCO₃⁻, sehingga asam ter-buffer. Satu mol amina kira‑kira menetralkan satu mol asam karbonat; laju injeksi disetel stoikiometrik mengikuti beban CO₂ (watertechnologyreport.wordpress.com).

Target pH kondensat lazimnya 8,5–9,2 (mis. 8,8–9,2 untuk sistem campuran Cu/Fe; watertechnologies.com). Setiap amina punya “neutralizing capacity” (ppm amina per ppm CO₂) dan basicity (Kb)—berkorelasi dengan bobot molekul (watertechnologies.com). DEAE ~2,6 vs morpholine ~2,0 (ppm amina per ppm CO₂; watertechnologies.com). Volatilitas juga menentukan distribusi: amina bertekanan uap tinggi (seperti CHA) menjangkau jauh ke jaringan uap, sementara yang rendah terkonsentrasi di tangki kondensat; karenanya, blend (mis. 50:50 CHA/DEAE) sering dipakai.

Efektivitasnya terukur: pengalaman pembangkit dan studi NRC/NIST memperlihatkan beralih dari program berbasis amonia saja ke blend amina organik menurunkan produk korosi secara signifikan (ccj-online.com) (ccj-online.com). Di satu plant combined‑cycle, penambahan neutralizing amine ke program level amonia memulihkan pH kondensat ~9,0 dan menurunkan konsentrasi produk korosi besi hingga jauh di bawah ppm (ccj-online.com). Dosis awal sering dihitung dari alkalinitas make‑up (contoh 1 kg amina per 0,5–2 kg/jam CO₂).

Keterbatasan: neutralizing amines hanya mengonsumsi asam karbonat—tidak mencegah korosi oleh oksigen atau kontaminan lain (watertechnologyreport.wordpress.com). Oksigen tetap harus dihilangkan dan pengotor lain dikendalikan. Overdosis boros karena amina volatil yang kembali ke boiler tidak “dipulihkan”; pemantauan pH kondensat dan koreksi feed menjadi rutinitas. Batas regulasi/keamanan berlaku: FDA AS membatasi cyclohexylamine dan morpholine ≤10 ppm, DEAE ≤15 ppm, dan octadecylamine/ODA (contoh filming amine) ≤3 ppm (casetext.com). TLV paparan kerja OSHA/ACGIH umumnya 10–20 ppm; di Indonesia, operator mengikuti standar boiler umum dan aturan lingkungan (bila ada amina ke drain, harus memenuhi baku mutu efluen; batas amina spesifik tidak terkodifikasi).

Dalam praktik kilang, program amina netralisasi lazim ditopang perangkat injeksi akurat. Sistem neutralizing-amine biasanya dipasangkan dengan dosing pump untuk menjaga stabilitas pH dan respons terhadap lonjakan beban.

Amin pelapis (film-forming) pada jalur return

Filming amines (amina berantai panjang C₁₆–C₂₂ seperti octadecylamine/ODA, dan amina etoksilat seperti ethoxylated soya amine/ESA) membentuk monolapis hidrofobik pada permukaan pipa kondensat, memblokir asam dan oksigen. Ujung non‑polar “ekor” amina menolak air, sementara ujung N berikatan pada baja (chemaqua.com) (handbook.ashrae.org). Secara efektif, “wax” mikro ini membuat permukaan sukar dibasahi fluida korosif. ASHRAE mencatat film tipis ini melindungi dari serangan oksigen dan asam (handbook.ashrae.org).

Dosis injeksi tipikal 0,5–10 ppm di hilir boiler untuk membentuk film di seluruh lintasan aliran. Filming amines sangat bernilai di sistem yang menantang: alkalinitas boiler tinggi, recycle besar (“excess squeeze” CO₂), atau kebocoran oksigen. Sering dikombinasikan dengan amina netralisasi untuk perlindungan “menyeluruh” (chemaqua.com) (handbook.ashrae.org). Satu studi HRSG (unit uap di combined‑cycle) menunjukkan penambahan filming amine menurunkan laju korosi besi lebih rendah dibanding amina netralisasi saja (ccj-online.com).

Pengumpanan dilakukan sebagai emulsi stabil (mis. ODA emulsi) ke uap atau kondensat. Injeksi kontinu diperlukan karena minyak berat/“wax” bisa mengelupas film saat feed berhenti (handbook.ashrae.org). Dosis dinaikkan perlahan untuk menghindari “sloughing” deposit (chemaqua.com). Verifikasi film dilakukan kualitatif via uji “water‑beading” pada kupon/spool piece—permukaan terlindungi akan membentuk manik air seperti mobil ter‑wax (chemaqua.com). Berbeda dari amina netralisasi, keberhasilan dinilai lewat laju kehilangan bobot kupon korosi dan hitungan partikel, bukan pH (watertechnologyreport.wordpress.com).

Efektivitas lapangan: sebuah studi kilang di Belanda mencatat dosis 5–15 ppm amina C18 nyaris menghilangkan pitting di jalur return kondensat; kupon korosi mencatat <0,01 mm/tahun vs ~0,1–0,2 mm/tahun tanpa perlakuan. ASHRAE menyimpulkan kombinasi amina netralisasi + filming amine “berhasil” melindungi dari serangan asam dan oksigen (handbook.ashrae.org).

Dalam kerangka inhibitor korosi, filming amine sering ditempatkan bersama program corrosion inhibitor industri, terutama saat sistem menghadapi oksigen dan asam secara bersamaan.

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Desain program dan monitoring berbasis data

Rancangannya dimulai dari memaksimalkan pemulihan kondensat kering (optimasi steam trap, flash tank), lalu injeksi amina netralisasi di hilir deaerator untuk menjaga pH 8,5–9,0. Paralel, injeksi filming amine di header uap atau penampung kondensat guna menyelimuti seluruh jalur return. Oksigen scavenger (mis. sulfite) diaplikasikan ke air umpan boiler agar kondensat kembali tanpa oksigen. Praktik ini sejalan dengan pemakaian oxygen-scavengers pada sirkuit boiler.

Parameter target: pH kondensat di atas ~8,5; besi/tembaga terlarut–total ditekan ke sub‑ppb hingga beberapa ppb (watertechnologyreport.wordpress.com); kupon korosi ≪0,1 mm/tahun. Di layanan petrokimia/kilang, TOC (total organic carbon) pada kondensat dipantau untuk menangkap hidrokarbon. Satu utilitas memperingatkan besi di kondensat bisa mencapai level “ppm” jika CO₂/O₂ tidak terkendali (watertechonline.com), sehingga program menargetkan jauh di bawah itu (sering <0,1 ppm tipikal). Deteksi kebocoran (kamera inframerah, monitor hidrokarbon) membantu menangkap perforasi dini.

Pengalaman retrofit menunjukkan imbal hasil cepat. Di satu plant combined‑cycle, beralih dari amonia saja ke amonia+amin netralisasi menurunkan laju korosi kupon ~30%. Setelah ditambah film dosis rendah (~1 ppm ODA), laju korosi turun lagi ~50% (ccj-online.com). Hasilnya: deposit oksida besi di boiler berkurang dan kebocoran jalur menurun, memperpanjang umur komponen.

Kontaminasi hidrokarbon di kondensat

Di kilang, kondensat kerap tercemar hidrokarbon (distilat ringan, fuel oil, lube oil) dari kebocoran atau drain proses. Jejak minyak saja bisa mengganggu amina: minyak membentuk emulsi/film yang bersaing dengan film amina dan dapat mempercepat korosi di bawah deposit. Karena itu, pemantauan on‑line—bahkan coalescer minyak mentah—umum dipasang untuk mendeteksi kebocoran hidrokarbon di sistem kondensat (oilinwatermonitors.com).

Program treatment harus mengantisipasi kontaminan ini: pemisahan minyak/air sebelum treatment kondensat, dosis demulsifier, dan pemilihan amina yang toleran organik. Filming amines yang hidrofobik cenderung terkonsentrasi di antarmuka logam‑air dan dapat menggeser lapisan hidrokarbon tipis; tetapi kontaminasi minyak berat butuh removal mekanis (mis. polishing filter kondensat atau pemisahan gravitasi) di samping proteksi kimia. Dalam praktik, unit seperti condensate-polisher dipadukan dengan bahan kimia demulsifier untuk menjaga kualitas kondensat.

Di banyak kasus, sistem penanganan minyak juga menambahkan tahap pemisahan bebas minyak sebelum masuk ke header kondensat. Solusi oil-removal menjadi relevan ketika kejadian kebocoran meningkat.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Catatan regulasi dan keselamatan

Setiap treatment harus patuh regulasi. Untuk steam food‑grade yang kontak langsung (sterilisasi, humidifikasi), FDA AS membolehkan morpholine dan cyclohexylamine ≤10 ppm, diethylaminoethanol ≤15 ppm, dan octadecylamine ≤3 ppm di uap (casetext.com). Batas paparan kerja OSHA/ACGIH umumnya 10–20 ppm. Di Indonesia, operator mengikuti standar boiler umum dan ketentuan lingkungan; setiap amina yang masuk drain harus memenuhi baku mutu efluen (batas amina spesifik belum dikodifikasi).

Angka kunci dan sumber

Program amina yang tepat dapat menurunkan laju korosi kondensat beberapa orde besaran. Praktiknya, sistem yang dirawat dengan baik melaporkan kehilangan kupon ~0,01 mm/tahun atau kurang, dibanding 0,1–1 mm/tahun pada pipa tanpa perlakuan. Konsentrasi besi di kondensat kembali bisa turun dari ratusan µg/L (tanpa perlakuan) menjadi nyaris nol saat neutralizing + filming amines dipakai (watertechnologyreport.wordpress.com). pH kondensat stabil di atas ~8,5 (sering 8,8–9,2; watertechnologies.com). Peningkatan pemulihan kondensat (mis. dari 40% ke 80%) dapat memangkas kebutuhan air make‑up boiler hingga separuh, menghasilkan penghematan jutaan dolar per tahun di kilang 150 kbpd (researchgate.net).

Rujukan otoritatif—mis. Veolia/WTR water handbooks (watertechnologies.com) (handbook.ashrae.org), studi industri (ccj-online.com) (watertechonline.com), dan kode regulasi (casetext.com)—menjadi dasar data di atas. Kesemuanya menegaskan rasional teknis dan ekonomis program amina kondensat yang ditailor untuk sistem uap kilang.