Makalah Korosi Industri Perminyakan.docx

MAKALAH KOROSI PADA INDUSTRI PERMINYAKAN

Dosen Pembimbing Dr. Ir. Irwan, M.T

Disusun Oleh:

Nama

: Syahril

Nim

: 1624301007

Jurusan

: Teknik Kimia

Program Studi

: Teknologi Rekayasa Kimia Industri

JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNOLOGI REKAYASA KIMIA INDUSTRI POLITEKNIK NEGERI LHOLSEUMAWE 2018/2019

KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT pemeliharaan alam semesta. Selawat dan salam semoga tercurah kepada junjungan Nabi besar Muhammad SWA, sahabat serta semua pengikut jejak dari masa ke masa. Makalah ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi tugas yang berkenan dengan "KOROS” . Saya menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, Kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu saya harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Makalah ini berjudul tentang “KOROSI PADA INDUSTRI PERMINYAKAN DAN CARA PENCEGAHANNYA” untuk memenuhi nilai tugas Mata Kuliah “Pencegahan Korosi”. Saya mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila banyak kesalahan dalam penulisan kata dan kalimat dalam makalah ini. Semoga makalah ini dapat berguna bagi seluruh pembaca, aamiin.

Lhokseumawe, 21 Desember 2018

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstrak silogam dari bijih mineralnya. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkunganyang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida). Korosi atau secara awam lebih dikenal dengan istilah pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam di berbagai macam kondisi lingkungan. 1.2 Korosi di Industri Perminyakan Peralatan industri yang terbuat dari logam di lokasi minyak dan gas bumi sangat rawan akan bahaya korosi. Kerusakan akibat korosi menyerang logam dalam berbagai bentuk tergantung komposisi yang terkandung dalam minyak dan sifat fisik minyak. Pada kondisi dimana minyak bercampur dengan air, komposisi campuran minyak (water cut) akan menentuka kecepatan korosi. Kecepatan korosi demikian akan dapat bervariasi tergantung pola aliran dalam pipa. Selain itu, sifat fisik minyak yang lain seperti aliran gas, aliran air, inhibitor, dan kondensat juga akan mengakibatkan kecepatan korosi yang bervariasi. Kilang minyak merupakan lingkungan yang sangat korosif dengan hampir semua jenis korosi dapat terjadi didalamnya. Untuk mengendalikan diperlukan pemilihan material yang tepat untuk kondisi operasi tertentu dan sistem perlindungan korosi akan sangat berguna untuk mengetahui tingkat ketahanan peralatan terhadap korosi. Keberadaan minyak mentah dalam pipa pada dasarnya tidak menyebabkan korosi. Minyak dapat bertindak sebagai lapisan penghalang bagi material logam dan unsur

pengkorosif. Tetapi, jika bercampur dengan air, minyak akan menjadi korosif. Maka dari itu, dalam banyak hal, prediksi kecenderungan terjadinya korosi pada perpipaan dapat dianalisa dengan menghitung nilai aliran minyak air. Pola aliran minyak air dipengaruhi oleh sifat fisik dan kecepatan aliran minyak yang mengalirdidalam pipa. Sederhananya, Wicks dan Lotz menyimpulkan bahwa korosi tidak akan terjadi jika aliran yang kontak dengan permukaan pipa adalah didominasi oleh minyak, atau dengan kata lain, korosi tidak terjadi pada water cut lebih rendah dari 30% dan kecepatan aliran lebih 1m/s.

1.2.1 Pola Aliran Campuran Minyak atau Air Korosi hanya terjadi dilokasi pipa yang kontak dengan air dan tidak terjadi pada permukaan pipa yang dilalui minyak.

Gambar 1.1 Pola lapisan dalam aliran minyak/air dalam pipa

Seperti yang terlihat pada gambar 1.1 diatas, ditunjukkan bahwa aliran air dan minyak akan mengalir bersama membentuk pola tertentu sesuai dengan kecepatan dan sifat fisik minyak. Dengan demikian, pola korosi yang terjadi akan mengikuti pola aliran minyak/air. Pertama adalah lapisan yang sebelah dalam, yaitu lapisan yang semua komposisinya adalah minyak, selanjutnya campuran, minyak/air dan lapisan air. Menurut hasil penelitianyang telah dilakukan oleh Chong Li dan Xuanping, pola alira ini akan berubah pada kecepatan aliran kurang dari 1,5 m/s dengan 10% water cut, pola aliran yang terjadi adalah campuran (intermittent). Aliran akan didominasi oleh air pada water cut lebih dari 10%. Pada aliran yang lebh dari 1,5 m/s aliran akan disominasi oleh air.

1.2.2 Pengaruh Jenis Minyak Terhadap Kecepatan Korosi Minyak bumi adalah campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa organic dari sulfur, oksigen, nitrogen, dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama nikel, besi dan tembaga. Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur. Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97% sedangkan dalam jenis asphaltic berat paling rendah 50%. Spesifikasi minyak bumi yang dihasilkan dari pengeboran dilading minyak dapat menyebabkan masalah korosi pada baja karbon. Perilaku korosi yang terjadi tergantung jenis dan komposisi minyak yang terkandung dalam campuran. Keberadaan minyak yang bercampur dengan air laut dapat mempercepat laju korosi, tetapi kecepatan korosi yang terjadi masih dipengaruhi oleh tingkat aliran, tekanan, temperatur dan sifat fisik minyak itu sendiri. Pengaruh minyak mentah pada umumnya akan menghambat laju korosi, minyak akan melapisi permukaan logam dan membentuk lapisan passive di permukaan logam. Unsur utama pembentuk minyak bumi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Karbon

: 83,0 - 87,0%

Hidrogen

: 10,0 - 4,0%

Nitrogen

: 0,1 - 2,0%

Oksigen

: 0,05 - 1,5%

Sulfur

: 0,05 - 6,0%

Minyak mentah selain mengandung unsur utama, juga mengandung berbagai senyawa non hidrokarbon. Yaitu, senyawa sulfur, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, senyawa organo metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagai suspensial koloidal).

1) Senyawa Sulfur Keberadaan sulfur dalam minyak bumi ditandai dengan densitinya yang lebih tinggi. Sulfur dalam minyak bumi gasoline dapat menyebabkan korosi (khusunya dalam keadaan dingin atau berair). Sulfur yang dihasilkan dari oksida dan air akan membentuk asam (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan mempercepat reaksi anoda. 2) Senyawa Oksigen Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2% dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa naik bila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan berupa phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik. 3) Senyawa Nitrogen Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1 -0,9%, kandungan tertinggi erdapat pada tipe asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum/getah pada fuel oli. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didh tinggi. Nitrogen kelas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer. 4) Komponen Logam Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses kalatitik cracking mempengaruhi aktifitas katalis. Logam tersebut dapat terbakar dalam peleburan dan menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas pembentukan coke.pada powder generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbin. Abu yang dihasilkan dari pembakar fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory tersebut.

1.3 Pengaruh Aliran Gas Aliran gas dalam minyak yang mengalir melalui pipa akan menimbulkan gelembung gas dan meningkatkan aliran slug. Dalam keadaan gas, minyak akan mudah menyerap oksigen yang selanjutnya akan memperbanyak reaksi katodik dengan logam melalui mekanisme reaksi oxygen reduction. Persamaan tumbuhnya slug secara langsung dapat meningkatkan laju korosi telah diteliti oleh Yunhua dan Jose. Mereka memasukkan jumlah slug yang timbul kedalam faktor koreksi dalam persamaan perhitungan kecepatan korosi. Pengaruh kecepatan kondensat yang rendah, kecepatan korosi akan naik secara siknifikan. Selanjutnya pada kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan korosi akan turun sementara untuk kemudian naik lagi secara cepat. Perilaku korosi yang demikian dapat dikaitkan dengan sifat kompetisi pembentukan pola lapisan.

1.4 Pengaruh Ketersediaan Inhibitor Perubahan kecepatan korosi pada minyak bumi akibat jumlah air tidak dipengaruhi oleh nilai pH. Sepanjang meningkatnya laju korosi, nilai pH tidak berubah secara signifikan dibandingkan dengan peningkatan jumlah air yang terbentuk (liquid hold up) di permukaan pipa. Ini menunjukkan bahwa jumlah air dalam minyak tidak menurunkan nilai pH dan air sebagai komponen utama yang meningkatkan laju korosi. Laju korosi juga dipengaruhi oleh ketersediaan inhibitor. Semakin tinggi jumlah inhibitor yang diberikan akan mengurangi laju korosi secara linear dengan kecuraman sebesar 75% inhibitor tiap pengurangan laju korosi. Sebuah penelitian menyebutkan bahwa laju korosi baja dalam lingkungan air laut sintetik yang ditambah inhibitor, baik formaldehid ataupun glutaraldehid, lebih tinggi daripada laju korosi baja dalam lingkungan yang sama tanpa penambahan inhibitor. Selanjutnya ia menyimpulkan bahwa inhibitor menghambat korosi dengan cara adsorpsi dipermukaan logam. Transfer muatan yang berlangsung dipermukaan menyebabkan terjadinya perbedaan potensial di larutan. Molekul yang teradsorpsi di permukaan logam menyebabkan terjadinya kenaikan potensial double-layer, selain menghambat laju korosi dengan pembentukan selaput film, inhibitor juga dapat merubah potensial korosi kearah proses katodik (cathodic control), perubahan potensial yang kecil (kearah katodik) menunjukkan bahwa kedua proses terhambat.

1.5 Tempat-tempat Terjadinya Korosi Pada Industri Minyak 1) Down Hole Corrosion High Fluid Level pada jenis pompa angguk di sumur minyak dapat menyebabkan terjadinya stress pada rod bahkan dapat pula terjadi corrosion fatigue. Pemilihan material untuk peralatan botton hole pump menjadi sangat penting. Pompa harus dapat tahan terhadap sifat-sifat korosi dari fluida yang diproduksi dan tahan pula terhadap sifat abrasi. 2) Flowing Well Anulus dapat pula digunakan untuk mengalirkan inhibitor ke dasar tubing dan memberikan proteksi pada tabung dari kemungkinan bahaya korosi. Pelapisan dengan plastik dan memberikan inhibitor untuk proteksi tubing dapat pula digunakan pada internal tubing surface. 3) Casing Corrosion Casing yang terdapat di sumur-sumur produksi bervariasi dari yang besar sampai yang ensentric acid. Diperlukan perlingdungan katiodik untuk external casing. Korosi internal casing tergantung dari komposisi annular fluid. 4) Well Heads Peralatan dari well heads, terutama pada well gas tekanan tinggi, sering mengalami korosi yang disebabkan oleh kecepatan tinggi dan adanya turbulensi dari gas. 5) Flow Line Adanya akuntansi dari deposit di dalam flow line dapat menyebabkan korosi dan pitting yang akhirnya menyebabkan kebocoran, internal corrosion di dalam flow line dapat di cegah dengan inhibitor.

1.6 Tipe Korosi di Lapangan MInyak 1) Uniform Corrosion Uniform corrosion yaitu korosi yang telah terjadi pada permukaan logam yang berbentuk pengikisan permukaan logam secara merata sehingga ketebalan logam berkurang,

sebagai akibat permukaan akan terkonvensi oleh produk karat yang biasanya terjadi pada peralatan-peralatan terbuka. Misalnya permukaan pipa. 2) Pitting Corrosion Pitting corrosion yaitu korosi yang berbentuk lubang-lubang pada permukaan logam karena hancurnya film dari proteksi logam yang disebabkan oleh rate korosi yang berbeda antara satu tempat dengan tempat yang lainnya pada permukaan logam tersebut. 3) Stress Corrosion Cracking Stress corrosion cracking yaitu korosi berbentuk retak-retak yang tidak mudah dilihat, terbentuknya dipermukaan logam dan berusaha merembet ke dalam. Ini banyak terjadi pada logam-logam yang banyak mendapat tekanan. Hal ini disebabkan kombinasi dari tegangan tarik dan lingkungan yang korosif sehingga struktur logam melemah. 4) Errosion Corrosion Errosion corrosion yaitu korosi yang terjadi akibat tercegahnya pembentukan film pelindung yang disebabkan oleh kecepatan alir fluida yang tinggi, misalnya abrasi pasir. 5) Galvanic Corrosion Galvanic corrosion yaitu korosi yang terjadi akibat terdapat hubungan antara dua metal yang disambung dan terdapat perbedaan potensial antara keduanya. 6) Crevice Corrosion Crevice corrosion yaitu korosi yang terjadi disela-sela gasket, sambungan bertindih, sekrup-sekrup atau kelingan yang terbentuk oleh kotoran-kotoran endapan atau timbul dari produk-produk karat. 7) Selective Leaching Korosi ini berhubungan dengan melepasnya satu elemen dari campuran logam. Contoh yang paling mudah adalah desinfication yang melepaskan zinc dari paduan tembaga.

1.6 Pencegahan Korosi Dengan dasar pengetahuan tentang elektrokimia proses korosi yang dapat menjelaskan mekanisme dari korosi, dapat dilakukan usaha-usaha untuk pencegahan terbentuknya korosi. Banyak carayang sudah ditemukan untuk pencegahan terjadinya korosi diantaranya adalah dengan cara proteksi katodik, coating, dan penggunaan chemical inhibitor. 1) Proteksi Katodik Untuk mencegah terjadinya proses korosi atau setidak-tidaknya untuk memperlambat proses korosi tersebut, maka dipasangkan suatu anoda buatan di luar lgam yang akan diproteksi. Daerah anoda adalah suatu bagian logam yang kehilangan elektron. Ion positifnya meninggalkan logam tersebut dan masuk ke delam lerutan yang ada sehingga logam tersebut berkarat. Terlihat disini karena perbedaan potensial maka arus elektron akan mengalir dari anoda yang dipasang dan akan menahan melawan arus elektron dari logam yang didekatnya, sehingga logam tersebut berubah menjadi daerah katoda. Inilah yang disebut cathodic protection. Dalam hal diatas elektron disuplai kepada logam yang di proteksi oleh anoda buatan, sehingga elektron yang hilang dari daerah anoda tersebut selalu diganti, sehingga akan mengurangi proses korosi dari logam yang diproteksi. Anoda buatan tersebut ditanam dalam suatu elektrolit yang sama (dalam hal ini tanah lebih lembab) dengan logam (dalam hal ini pipa) yang akan diproteksi dan pipa dihubungkan dengan kabel yang sesuai agar proses listrik diantara anoda dan pipa tersebut dapat mengalir terus menerus. 2) Coating Cara ini sering dilakukan dengan melapisi logam dengan suatu bahan agar logam tersebut terhindar dari korosi. Coating adalah pelapisan yang diterapkan paa permukaan suatu benda atau substrat. Tujuan coating adalah untuk meningkatkan sifat permukaan subsrat, seperti penampilan, tahan air, tahan korosi, tahan aus, dan tahan gores. Coating bisa diaplikasikan dalam bentuk cair, gas ataupun padat. 3) Pemakaian Bahan-Bahan Kimia (Chemical Inhibitor) Untuk memperlambat reaksi korosi dalam industri perminyakan digunakan bahan kimia yang disebut inhibitor corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan pelindung pada permukaan metal. Lapisan molekul pertama yang terbentuk mempunyai

ikatan yang sangat kuat, biasanya disebut dengan chemis option. Penggunaan inhibitor dalam industri juga perlu dilakukan pemilihan yang sesuai dengan kondisinya.

DAFTAR PUSTAKA

Yudityawarman, Anggi. 2010. Pencegahan Korosi. Diakses dari http://chemeng2301.blogspot.com/p/ppencegahan-korosi.hmtl pada 21 Desember 2018 Anonim. 2010. Coating. Diakses dari http://www.fobuma.com/tm_material/coating-id pada 21 Desember 2018 Patalusa, Pendy. 2010. Pencegahan Korosi dan Pada Proses Produksi Minyak Bumi. Diakses dari http://nunulasa.wordpress.com/2010/03/10/pencegahan-korosi-dan-scale-pada-prosesproduksi-minyak-bumi/ pada 21 Desember 2018 Panca Asrama, Yuli. 2007. Pengaruh Sifat Fisik Minyak Bumi Terhadap Kecepatan Korosi Baja Karbon. Diakses dari http://ejournal.ftunram.ac.id/FullPaper/Sifat%20minyak%20bumi%20Yui520Panca%20asma ra.pdf pada 21 Desember 2018.