Perpustakaan Digital ITB

Pada pertambangan minyak bumi, minyak mentah yang diproduksi mengandung zat-zat yang sangat korosif terhadap pipa saluran sumur produksi, diantaranya adalah asam-asam organik, garam klorida dan sulfat, serta CO-2. Korosi pada permukaan bagian luar pipa dapat ditanggulangi dengan pelapisan (coating) dan/atau proteksi katodik, sedangkan pada permukaan bagian dalamnya dapat dikendalikan dengan cara menambahkan inhibitor korosi. Salah satu mekanisme kerja inhibitor korosi adalah melalui pembentukan lapisan molekul-molekul tunggal dari inhibitor yang teradsorpsi pada permukaan logam. Inhibitor korosi yang mampu membentuk lapisan seperti itu antara lain adalah senyawa karbon heteroatom mengandung gugus fungsi merkapto, amina, dan/atau tiokarbamida.Asam amino memiliki gugus fungsi yang berpotensi sebagai inhibitor korosi, beberapa diantaranya telah dilaporkan memiliki efisiensi inhibisi tinggi pada besi, tembaga, paduan Cu-Ni, dan paduan Pb-Ca-Sn. Mekanisme inhibisi yang diajukan umumnya melalui pembentukan lapisan teradsorpsi pada permukaan logam secara fisik dan/atau kimia. Namun demikian, mekanisme yang diajukan belum sampai kepada peran dari masing-masing gugus fungsi dalam menginhibisi korosi logam.Penggunaan asam amino sebagai inhibitor korosi baja karbon dalam lingkungan yang sesuai kondisi pertambangan minyak bumi belum pernah dilaporkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengkajian terhadap asam-asam amino. Dalam penelitian ini akan diuji tujuh macam asam amino dan dipilih satu asam amino yang memiliki potensi sebagai inhibitor korosi paling tinggi. Ketujuh asam amino tersebut adalah glisin, alanin, sistein, treonin, triptofan, prolin, dan fenilalanin.Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari mekanisme dan efisiensi inhibisi asam amino hasil seleksi pada korosi baja karbon dalam larutan NaCl jenuh CO2 pada pH dan temperatur sesuai kondisi pertambangan minyak bumi, khususnya untuk mempelajari: (a) proses korosi baja karbon dan mekanisme inhibisi dari asam amino terpilih, (b) peran gugus fungsi yang terkandung dalam asam amino terpilih pada proses inhibisi korosi, (c) kondisi/komposisi media yang memungkinkan gugus fungsi dapat berperan pada proses inhibisi korosi.untuk mencapai tujuan di atas digunakan metoda polarisasi potensiodinamik dan spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS) serta simulasi komputer menggunakan program Zview, didukung karakterisasi permukaan baja karbon. Tahap-tahap penelitian meliputi: (a) penentuan laju korosi baja karbon, (b) pemilihan salah satu asam amino dari tujuh macam asam amino sebagai sampel inhibitor korosi, (c) penentuan mekanisme inhibisi korosi dari asam amino terpilih, dan (d) penentuan efisiensi inhibisinya.Berdasarkan hasil penelitian ditemukan bahwa baja karbon API 5L X65 dalam lingkungan NaCl 0,20 M jenuh CO2 terkorosi sangat signifikan. Laju korosinya meningkat dengan meningkatnya temperatur maupun pH media, dan mencapai maksimum pada 340K dan pada pH 4,0.Korosi baja karbon dalam media uji dapat diinhibisi oleh asam-asam amino dengan kemampuan inhibisi sebagai berikut: sistein > treonin > alanin > triptofan > glisin > prolin > fenilalanin. Oleh karena sistein memiliki kemampuan inhibisi korosi paling tinggi, maka sistein dipilih sebagai kandidat inhibitor korosi baja karbon yang diuji.Mekanisme inhibisi sistein melalui pembentukan lapisan pelindung teradsorpsi pada permukaan baja karbon secara fisik dengan ?Gads -20,276 kJ.mol-1 mengikuti isoterm adsorpsi Langmuir. Lapisan yang terbentuk tidak sempurna. Gugus fungsi yang berperan pada pembentukan lapisan pelindung adalah gugus -SH, sedangkan gugus -NH3+ kurang berperan.Peningkatan temperatur mempengaruhi peran gugus fungsi dalam pembentukan lapisan pelindung, yakni peran gugus fungsi -SH menurun, sedangkan peran gugus fungsi -NH3+ meningkat. Peningkatan temperatur meningkatkan Gads lebih negatif, sedangkan ?Hads dan ?Sads lebih positif, menunjukkan bahwa kemampuan inhibisi korosi dari sistein makin stabil pada temperatur lebih tinggi, dengan cara meningkatkan penghalang potensial. Peningkatan temperatur juga mengubah proses korosi baja karbon yang diinhibisi oleh sistein. Di bawah 330K, proses korosi dikendalikan oleh kinetika transfer muatan, sedangkan di atas 330K dikendalikan oleh proses difusi.Peningkatan pH tidak mengubah mekanisme inhibisi sistein tetapi mempengaruhi peran gugus fungsi dalam pembentukan lapisan pelindung, yaitu peran gugus fungsi -SH meningkat, sedangkan peran gugus fungsi -NH3+ menurun. Dengan kata lain, pada pH rendah gugus fungsi -NH3+ lebih berperan dibandingkan gugus fungsi -SH dalam pembentukan lapisan pelindung.Pada 300K dan durasi paparan 1 jam, efisiensi inhibisi sistein sebesar 77% untuk konsentrasi 0,10 mM. Peningkatan konsentrasi sistein sampai 0,40 mM, efisiensi inhibisinya meningkat hingga 89%. Demikian juga durasi paparan makin lama, efisiensi inhibisinya meningkat hingga 90% dalam waktu 24 jam. Pada pH bufer asetat 3,0 sampai 5,0, efisiensi inhibisi sistein meningkat dengan meningkatnya konsentrasi sistein maupun pH media. Dalam lingkungan yang sesuai kondisi pertambangan minyak bumi, khususnya pada pH 4,0 dan 360K, efisiensi inhibisi sistein mencapai 88% pada konsentrasi 0,10 mM. Jika dibandingkan dengan inhibitor komersial (tiourea) sistein masih lebih unggul.