2020 : Hidrofilikasi Karbon Graphene Dengan Impregnating-Silica Method Sebagai Solid Dessicant Dalam Proses Gas Dehydration

Prof.Ir. Ali Altway M.Sc
Fadlilatul Taufany S.T., Ph.D.

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Gas alam adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yg secara umum kandungan dominannya yaitu gas methana (CH4) sebesar 75% dan selebihnya adalah gas asam (CO2 dan H2S) dan uap air (H2O). Agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang efisien, maka biogas perlu diolah terlebih dahulu untuk memenuhi spesifikasi Standard GPSA untuk pipeline gas yaitu biogas dengan kandungan minimal CH4 75%, dan kandungan maksimal H2O sebesar 7 lb/MMscf. Untuk mendapatkan spesifikasi standard GPSA tersebut, maka dibutuhkan proses dehidrasi untuk mengurangi kandungan H2O dengan menggunakan solid desicant yang berbasiskan material silika gel. Namun sayangnya, proses sintesis solid desicant berbasis silika gel tersebut masih bergantung pada teknologi superkritikal yang kurang ekonomis. Hal ini mendorong peneliti untuk membuat inovasi pengembangan material karbon graphene berlapis silika dengan biaya produksi yang ekonomis dan memiliki kapasitas adsorpsi yang minimal sama dengan silika gel. Untuk mendapatkan material karbon graphene yang memiliki kapasitas adsorbsi tinggi, maka penelitian ini dibagi menjadi empat tahapan. Pada tahap pertama, proses gas pretreatment dilakukan dengan mengalirkan gas oksidan ke dalam kolom packed bed yang berisikan karbon graphene komersial pada kondisi kinetic controlled, yang memungkinkan untuk membersihkan, membuka, maupun membentuk pori-pori karbon berukuran mikro, agar memudahkan proses selanjutnya, yaitu penetrasi material silika ke dalamnya. Pada tahap kedua, proses hidrofilikasi karbon dilakukan dengan pengontakan karbon mikroporous dengan larutan sodium silikat menggunakan circular shaker sebagai external physical force serta penambahan surfaktan sodium ligno sulfonate, polyethylene glycol, hexylamine, dan tergitol sebagai external chemical force agar anion silikat dapat memenetrasi pori-pori karbon. Sedangkan untuk membersihkan impuritis kation sodium yang dapat mendeformasi struktur monomer silika yang telah terbentuk, maka karbon terhidrofilikasi tersebut dikontakkan dengan asam sulfat. Pada tahap ketiga, proses karakterisasi material dilakukan dengan menggunakan analisa iodine number, FTIR, SEM, dan BET untuk mengetahui karakteristik material karbon graphene yang terbentuk. Tahapan terakhir, hasil material karbon graphene yang terbaik, diuji kegunaaannya sebagai solid desicant pada dehidrasi biogas, dengan mengontakannya dengan aliran biogas di dalam kolom packed bed dan dianalisa kandungan airnya dengan GC-TDC. Ketika adsorben sudah jenuh dengan air, maka adsorben tersebut tidak akan bisa menyerap air. Agar adsorben tersebut dapat dipakai kembali untuk dehidrasi gas, maka perlu dilakukan regenerasi adsorben. Kata kunci : Karbon Graphene, hidrofilikasi, karbon mesoporous, dehidrasi biogas, regenerasi adsorben.