Membran baru menghilangkan 99,8% hidrokarbon berat dari minyak mentah untuk menghemat energi penyulingan
Kelas baru membran polimer ultra tipis, yang dijuluki Polimer Mikroporositas Intrinsik Terkunci (PLIMs), telah dikembangkan melalui kolaborasi penelitian global. Membran ini dapat memisahkan campuran hidrokarbon kompleks (seperti minyak mentah), sehingga berpotensi mengubah proses pemurnian yang intensif energi. Memodifikasi struktur membran Setiap hari, penyulingan minyak mentah standar menggunakan metode distilasi termal. Proses ini merebus minyak untuk memisahkannya menjadi fraksi yang berguna seperti bensin, plastik, dan bahan bakar jet. Ini berfungsi dengan baik, tetapi memiliki label harga yang ramah lingkungan. Ini menghabiskan banyak energi. Kini, tim peneliti internasional telah menciptakan solusi yang dapat menghilangkan permasalahan tersebut sepenuhnya. Polimer Mikroporositas Intrinsik Terkunci (PLIMs) adalah membran ultra tipis yang dapat menyaring campuran hidrokarbon kompleks pada tingkat mikroskopis tanpa memerlukan sumber panas. “Pada prinsipnya, membran dapat melakukan pekerjaan yang sama seperti distilasi atau penguapan, dan menggunakan energi yang jauh lebih sedikit,” jelas Andrew Livingston, Profesor Teknik Kimia dan Wakil Presiden Riset dan Inovasi di Queen Mary University of London, dan CEO Exactmer. “Masalahnya adalah menemukan material yang cepat dan selektif ketika terkena campuran hidrokarbon nyata,” tambah peneliti utama tersebut. Studi ini memperkenalkan metode fabrikasi baru yang menyuntikkan zat pengikat silang selama pembentukan membran untuk menciptakan lapisan pemisah yang sangat efisien. Ini menggabungkan dua fitur yang luput dari perhatian para ilmuwan selama beberapa dekade: selektivitas molekuler yang ekstrim dan kecepatan transportasi yang sangat cepat. Pengujian membran Membran menjanjikan alternatif yang lebih bersih dan hemat energi dibandingkan boiler besar. Dalam konsep ini, alih-alih merebus cairan, cairan tersebut dialirkan melalui saringan molekuler yang menangkap molekul tertentu berdasarkan ukurannya. Dalam praktiknya, cairan organik seperti minyak mentah merusak segalanya. Tim fokus pada polimer berpori tinggi, bahan yang memiliki struktur internal seperti spons sub-nanometer. Namun bahan-bahan tersebut mempunyai kelemahan. Saat terkena hidrokarbon keras, ia membengkak. Saat polimer mengembang, pori-pori kecil membesar, sehingga molekul yang lebih besar dapat lolos. Filter menjadi tidak berguna. Untuk mengatasinya, tim mengubah proses fabrikasi dan memperkenalkan zat pengikat silang in situ langsung ke dalam film polimer selama pembentukannya. “Kuncinya adalah menstabilkan struktur sebelum polimer sempat membengkak,” kata Dr Zhiwei Jiang. “Hal ini menjaga pori-pori kecil yang memungkinkan pemisahan molekul, sekaligus memungkinkan hidrokarbon mengalir dengan sangat cepat.” Ketika para peneliti menguji membran tersebut terhadap minyak mentah Arabian Extra Light asli, hasilnya di luar ekspektasi standar. Sistem PLIM berhasil menghilangkan 99,8% hidrokarbon berat (yang memiliki lebih dari 15 atom karbon). Ini juga mengurangi senyawa sulfur korosif sebesar 93%. Hal ini merupakan kemenangan besar bagi kilang, karena sulfur sering kali merusak peralatan hilir dan katalis. Membran ini mempunyai kinerja yang sama baik pada aliran kilang yang lebih ringan, seperti nafta perawan. Ini memilah molekul yang lebih kecil yang ditujukan untuk peningkatan bahan bakar dari komponen yang lebih berat yang digunakan untuk memproduksi plastik sehari-hari. Semua ini dilakukan sambil beroperasi pada laju aliran yang sebanding dengan sistem desalinasi air komersial. Selain itu, tim ini merancang material dengan mempertimbangkan produksi massal sejak hari pertama. Menggunakan pemrosesan roll-to-roll standar, lembaran PLIM diproduksi dengan lebar lebih dari satu meter. Lembaran-lembaran ini dibungkus menjadi modul spiral, bentuk persis yang digunakan di pabrik filtrasi industri yang ada di seluruh dunia. Selaput tersebut juga terbukti memiliki stamina, berjalan terus menerus selama 30 hari tanpa penurunan performa. Hasilnya dipublikasikan di jurnal Science pada 18 Juni.
Diterbitkan : 2026-06-18 18:00:00
sumber : interestingengineering.com
