Efek Polietilena Glikol Cair Terhadap Selektivitas Membran Selulosa Asetat untuk Pemisahan CH4 dan CO2 pada Tekanan Rendah

Abstract

Proses pemisahan CO-2 dari gas bumi menggunakan teknologi membran merupakan alternatif pemisahan yang mejanjikan karena bersifat kompak dan fleksibel serta bersih lingkungan dan membutuhkan lebih sedikit energi dibandingkan teknologi absorbsi cairan. Proses membran membutuhkan tekanan sebagai gaya penggerak (driving force) yang seringkali telah dimiliki
oleh sumber-sumber gas bumi bertekanan tinggi. Proses ini kurang efektif untuk umpan gas bertekanan rendah. Penambahan suatu media yang bersifat dapat melarutkan CO2 pada membran diperkirakan dapat meningkatkan unjuk kerja membran. Pada penelitian ini dilihat pengaruh Polietilena Glikol (PEG) cair terhadap selektivitas membran selulosa asetat untuk pemisahan CH4 dan CO2 dengan gas umpan bertekanan rendah berkisar 10-100 psi. Pengaruh PEG dilihat melalui beberapa variasi pada tahap preparasi membran, yaitu variasi komposisi, media penyimpanan, waktu evaporasi, konsentrasi PEG dan berat molekul PEG.
Pembuatan membran menggunakan teknik inversi fase dengan presipitasi pencelupan. Permeabilitas membran diuji dengan sel permeasi. Pengujian permeabilitas ini dilakukan pada kondisi ideal, yaitu menggunakan umpan gas CH4 dan CO2 murni. Struktur membran dianalisis dengan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan PEG pada membran selulosa asetat menghasilkan selektivitas yang tinggi mencapai 71. Berdasarkan hasil SEM, membran dengan
PEG memiliki struktur yang lebih padat (dense) dan lebih baik dalam menahan permeasi gas CH4. Membran dengan PEG yang dihasilkan harus disimpan di dalam air untuk menjaga agar struktur porinya tidak berubah. Membran ini menghasilkan selektivitas yang lebih baik bila dievaporasi selama 60 detik. Selektivitas tertinggi ditunjukkan oleh membran dengan berat molekul PEG 400, dengan konsentrasi PEG 10% dan tekanan gas umpan 10 psig.