Kunci SWS modern: distillation column bertenaga steam, kendali pH yang presisi, dan target angka ketat—H₂S ≪1 ppm, NH₃ puluhan ppm. Energi naik, efisiensi turun, tetapi kepatuhan mutu air jadi non‑negosiasi.
Air asam kilang (sour water) datang dari coker, FCC, hingga hydrotreating, dengan kandungan H₂S dan NH₃ terlarut tinggi—non‑phenolic sour water lazim memiliki beberapa ribu ppm NH₃ dan hingga beberapa ribu ppm H₂S. Keduanya larut kuat: H₂S membentuk bisulfida (HS⁻) dalam kondisi basa, dan NH₃ terlarut sebagai NH₄⁺ www.digitalrefining.com www.climate-policy-watcher.org. Target pengolahan pasca‑stripper sering ditekan hingga NH₃ puluhan ppm (misalnya 30–80 mg/L) dan H₂S mendekati nol (sering <0,1 ppm) www.digitalrefining.com.
Regulasi Indonesia menempatkan standar ketat: sulfida sekitar 1 mg/L dan amonia‑nitrogen 5–10 mg/L tergantung peruntukan buangan—tolok ukur yang memaksa unit bekerja di ujung efisiensi id.scribd.com. Satu kalimat ringkas bagi operator: semakin presisi kendalikan steam dan pH, semakin aman menuju patok mutu ini.
Komposisi dan tujuan stripping
Sour water kilang sarat H₂S/NH₃, dan stripper—sebuah distillation column vertikal—dipakai untuk melepaskan gas‑gas tersebut dengan bantuan steam. Steam diinjeksikan langsung atau dibangkitkan lewat reboiler, mendidihkan air sehingga H₂S dan NH₃ naik sebagai uap untuk kemudian dikondensasikan atau dialirkan ke acid‑gas plant; air bawah (bottoms) didinginkan untuk guna ulang atau dibuang www.digitalrefining.com. Sasaran operasional tipikal: NH₃ turun ke ~30–80 mg/L dan H₂S ≪1 ppm www.digitalrefining.com.
Desain kolom dan operasi
Secara fisik, sour‑water stripper adalah kolom distilasi berpiring (tray) atau packing. Umpan biasanya dipanaskan pendahulu (heat integration via bottoms exchanger) dan diinjeksikan di pertengahan bed untuk kontak maksimum. Steam hidup (50–150 psig) dipasok ke reboiler atau seksi bawah, menaikkan temperatur bottoms sekitar 120–130 °C untuk menghasilkan uap naik; H₂S dan NH₃—yang volatil—berpindah ke fasa uap, sementara mayoritas air turun ke bawah www.digitalrefining.com. Banyak unit modern memakai sieve atau valve trays dengan 35–45 tray aktual dan fitur anti‑fouling; structured packing kerap dipilih untuk umpan yang relatif bersih www.digitalrefining.com.
Pedoman desain menekankan kesederhanaan: preheater dan sirkulasi reboiler bisa dieliminasi demi injeksi steam langsung bila tray andal. Ada studi lapangan ketika thermosyphon reboiler diganti open steam injection tanpa hilang kinerja—penyederhanaan nyata di area ini ro.scribd.com ro.scribd.com. Laju steam desain lazim berada di 1,0–1,5 lb steam (ekuivalen 50 psig) per galon sour water (≈260–390 kg/m³) www.digitalrefining.com. Benchmark: kolom 40 tray dengan ~150 psig steam menghangatkan bottoms ke ~128 °C (262 °F) dan menurunkan amonia umpan ke ~50 ppm www.brewiki.org.
Steam untuk stripper sering dipilih pada tekanan lebih tinggi ketimbang amine regenerator, untuk meminimalkan luas penukar panas dan menghindari isu degradasi amonia www.digitalrefining.com. Batas praktis reboiler sekitar 400–450 °F (≈200–230 °C) demi menghindari korosi dan coking; efisiensi tray total tipikal 25–45%, sehingga 35–45 stage aktual dibutuhkan untuk penurunan NH₃ yang dalam; side‑draw reflux atau kolom dua tahap juga kerap diadopsi www.digitalrefining.com www.digitalrefining.com.
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Mekanisme stripping dan beban energi
Steam stripping bekerja lewat tiga poros: pemanasan ke titik didih, pembalikan kesetimbangan asam‑basa (NH₄⁺→NH₃↑ dan HS⁻→H₂S↑), serta pengenceran tekanan parsial gas di fasa uap. Injeksi steam secara efektif “mengangkut” H₃O⁺ dan amonia bebas sebagai uap—mendorong pelepasan H₂S/NH₃ dari air www.digitalrefining.com. Karena NH₃ “lebih volatil” daripada H₂S, ia justru menuntut temperatur lebih tinggi atau energi stripping lebih besar; pada 100 °F (38 °C) dan 1 atm, konstanta Hukum Henry NH₃ ~38.000 ppm/psia versus H₂S ~184 ppm/psia—praktiknya >90% H₂S dapat dihilangkan bahkan pada ~100 °F, sedangkan >90% NH₃ baru tercapai pada temperatur bottoms ≈110–120 °C www.climate-policy-watcher.org.
Beban energi menjadi trade‑off kunci. Patokan industri: 1–1,5 lb steam/gal (≈0,25–0,35 MMBtu per ton sour water) www.digitalrefining.com www.brewiki.org. Satu desain industri melaporkan 0,345 MMBtu steam (≈363 MJ) per US ton umpan www.brewiki.org. Banyak unit memakai thermosyphon reboiler atau injeksi langsung; batas praktis temperatur reboiler tetap penting untuk menghindari fouling www.digitalrefining.com.
Parameter kunci: laju steam dan pH
Laju steam: menaikkan steam reboiler secara konsisten menurunkan kontaminan pada bottoms. Dalam simulasi kilang, peningkatan steam memangkas H₂S bawah dari ~0,48 ppm ke 0,15 ppm dan NH₃ dari ~50 ppm ke ~29 ppm—dengan spesifikasi nominal <10 ppm H₂S dan <100 ppm NH₃ pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Namun energi menjadi harga: eksersi keseluruhan turun dari ~44% ke ~36% saat alir steam dinaikkan dari ~74.000 ke 76.200 lb/jam demi produk lebih murni pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Di lapangan, operator mengejar NH₃ bottoms ~30–50 ppm dan H₂S <0,1 ppm, seraya mengakui diminishing returns pada “amonia sisa” ketika steam terus dinaikkan www.digitalrefining.com pmc.ncbi.nlm.nih.gov.
pH umpan: pengendali spesiasi. pH rendah mem‑“fix” amonia sebagai NH₄⁺ dan memerdekakan H₂S (menguntungkan stripping H₂S), sedangkan pH tinggi menggeser NH₄⁺→NH₃ (mempermudah stripping amonia) namun mengonversi H₂S ke HS⁻ yang kurang volatil. Desain dua tahap mengeksploitasi hal ini: tahap pertama di‑asidkan untuk H₂S, tahap kedua ditambah kaustik untuk NH₃ www.climate-policy-watcher.org. Pada kolom tunggal, penambahan kaustik moderat dapat membantu NH₃; fenomena umum saat stripping kurang efisien adalah pH bottoms yang tinggi (H₂S lebih dulu terlepas, menyisakan NH₄⁺) ro.scribd.com. Sejumlah operator menjaga pH bawah sekitar 8–10 untuk memaksimalkan pelepasan NH₃—dengan konsekuensi kebutuhan steam lebih besar atau tahap tambahan untuk H₂S.
Di area dosing kimia, presisi laju injeksi asam/kaustik dibantu perangkat seperti dosing pump dengan akurasi injeksi agar set‑point pH stabil sepanjang fluktuasi beban.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Kinerja, angka benchmark, dan tren
Unit yang dioptimalkan mampu mencapai penghilangan H₂S 95–99% secara rutin, sedangkan NH₃ lazimnya 80–90% dari beban masuk. Data historis menunjukkan >90% H₂S sudah tercapai di ~100 °F, namun ~90% NH₃ baru di atas ~110 °C temperatur bottoms www.climate-policy-watcher.org www.climate-policy-watcher.org. Ammonia slip 30–80 ppm pada air bawah adalah tipikal; banyak kilang menerima NH₃ ≈50 ppm untuk kebutuhan proses biologis lanjutan, walau tren regulasi mengarah lebih rendah www.digitalrefining.com.
Strategi peningkatan kinerja: tambah jumlah tray, naikkan laju steam, tambah tinggi kolom, atau gunakan kolom kedua www.climate-policy-watcher.org www.digitalrefining.com. Industri bergerak pada tekanan lebih tinggi dan desain yang ditingkatkan: 35–45 stage dengan injeksi steam langsung dan tray tangguh untuk mencapai <30 ppm NH₃ di efluen www.digitalrefining.com. Secara kuantitatif, konsumsi energi tipikal ~1,0–1,5 lb steam/gal (50 psig) dengan NH₃ residu ≈30–50 ppm dan H₂S ≪1 ppm pada unit tunggal www.digitalrefining.com www.digitalrefining.com.
Dampak energi terukur: studi eksersi menunjukkan efisiensi total ≈44% di base case, turun ke ≈36% ketika mengejar kemurnian lebih tinggi via kenaikan steam pmc.ncbi.nlm.nih.gov. Dengan steam dan ~40 tray yang memadai, penghilangan hingga ~99% H₂S dan ~90% NH₃ dapat dicapai www.climate-policy-watcher.org www.digitalrefining.com. Ringkasnya, unit yang dirancang baik memakai steam memadai—tipikal 0,25–0,35 GJ per m³ air—dan 35–45 tray untuk konsentrasi H₂S/NH₃ rendah www.digitalrefining.com www.digitalrefining.com.
Baca juga:
Regulasi dan praktik operasi
Patok lokal mendorong kinerja tinggi: sulfida ~1,0 mg/L dan amonia (sebagai N) 5–10 mg/L di Indonesia id.scribd.com. Operator memantau duty steam (mis. meter energi) dan menyesuaikannya saat upset; kontrol otomatis terhadap reflux atau injeksi steam, disertai sensor pH dan temperatur, telah menjadi standar. Aplikasi note dari Yokogawa menekankan closed‑loop steam/feed control untuk menstabilkan komposisi overhead www.yokogawa.com. Tekanan dikendalikan (biasanya 1–30 psig pada overhead) untuk optimasi kondensasi.
Sesuai dinamika pH, sampling pH umpan dilakukan dan kadang disesuaikan: kaustik dipakai jika penghilangan amonia kurang; sebaliknya penambahan asam (mis. CO₂) hanya saat penghilangan H₂S menjadi bottleneck. Langkah lanjutan setelah stripping kerap berupa pengolahan biologis; integrasi ini bisa diarahkan melalui solusi biological digestion yang kompatibel dengan target NH₄⁺ di hilir.
Pada akhirnya, praktik terbaik menyelaraskan laju steam dan pH: menaikkan steam sampai perbaikan kualitas efluen mulai menurun, lalu menyetel pH ke arah yang diinginkan (asidik untuk fokus H₂S, alkalin untuk fokus NH₃). Pendekatan berbasis data ini menjaga kepatuhan—misalnya <1 mg/L H₂S dan <10 mg/L NH₃ di buangan id.scribd.com—seraya menahan konsumsi energi dan reagen tetap rasional.
