406
Gambar 6: Linde-Sinle Column Air Separation
5.2. Linde-Double Column Air Separation
Dalam gambar 7 menunjukkan proses pemisahan nitrogen dengan menggunakan metoda Linde-Double Column. Pada prinsipnya sama seperti apa yang dilakukan
dengan menggunakan metoda Linde-Single Column. Seperti yang terlihat dalam gambar 7, untuk proses pemisahannya dilakukan dengan menggunakan dua buah
kolom yang tersusun secara seri, hal ini dimaksudkan agar hasil pemisahannya dapat lebih sempurna dengan kata lain komponen-komponen yang dipisahkan mempunyai
tingkat kemurnian yang tinggi.
Udara cair masuk pada titik intermediate B dan setelah di dalam kolom pertama bawah terjadi pemisahan antara fase uap dan fase cair. Fase uap banyak
407 mengandung komponen nitrogen sedangkan fase cair banyak mengandung komponen
oksigen. Bagian puncak kolom pertama dilengkapi dengan sebuah condenser dimaksudkan agar pada bagian tersebut terjadi reflux yang akan membantu penajaman
dalam pemisahan.
Gambar 7: Linde-Double Column Air Separation
408 Uap yang dihasilkan dari puncak kolom pertama ditarik melalui titik E kemudian masuk
ke dalam kolom kedua atas. Sedangkan cairan yang dihasilkan dari bagian dasar kolom pertama reboiler dengan konsentrasi oksigen sekitar 45 ditarik melalui titik D
masuk ke dalam kolom kedua melalui titik C yang posisinya sedikit di bawah saluran gas masuk. Di dalam kolom kedua terjadi pemisahan yang lebih tajam dan nitrogen
maupun oksigen yang dihasilkan mempunyai kemurnian yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh Simple-Linde Separation Process.
Karena condenser harus mengembunkan sebagian uap oksigen yang terikut ke dalam fase uap maka pada kolom pertama harus beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi,
yaitu sekitar 500 kPa, sedangkan kolom kedua hanya sekitar 100 kPa.
5.3. Membrane Air Separation
Udara yang terdiri dari beberapa unsur seperti uap air, karbon dioksida, oksigen, argon, dan nitrogen dapat dipisahkan dengan cara melewatkannya melalui sebuah permeable
membrane membran yang dapat ditembus. Proses pemisahan dengan menggunakan permeable membrane ini didasarkan atas perbedaan kemampuan gas menembus
membrane tertentu. Setiap gas mempunyai karakteristik laju permeasi, yaitu merupakan fungsi dari kemampuannya untuk melarut dan mendifusi melalui membrane.
Gas yang mempunyai laju permeasi yang lebih cepat seperti oksigen dapat dipisahkan dari gas yang mempunyai laju permeasi yang lebih lambat seperti nitrogen, perhatikan
ilustrasi dalam gambar 7. Sebagai driving force daya dorong proses pemisahan dengan metoda ini adalah perbedaan tekanan parsial yang ditimbulkan antara sisi
udara yang diumpankan compressed feed air dan sisi tekanan rendah dari membrane.
Pemisahan nitrogen sebenarnya terjadi di dalam membrane separator. Setiap membrane separator terdiri dari sebuah bungkusan hollow membrane fiber di dalam
shell yang berbentuk silinder, dan tersusun seperti sebuah shell and tube heat exchanger.
409 Udara bertekanan diumpankan melalui ujung masukan inlet end separator, dan
mengalir melalui bagian dalam hollow fiber menuju ujung keluaran outlet end. Dalam perjalanannya sebagian molekul-molekul komponen udara mulai menembus dinding
fiber sesuai dengan permeabilitasnya. Uap air, karbon dioksida, dan uap air dapat menembus membrane lebih cepat dibandingkan dengan nitrogen.
Dengan demikian nitrogen yang keluar dari ujung keluaran mempunyai tingkat kemurnian yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara saat memasuki membrane
separator. Sedangkan aliran yang kaya akan oksigen oxygen-rich stream dibuang ke atmosfir atau diproses lebih lanjut untuk dimurnikan oksigennya dan digunakan untuk
keperluan tertentu. Jika konsumsi nitrogen menurun maka aliran nitrogen akan menurun juga, dan sebagai akibatnya tingkat kemurnian nitrogen menjadi lebih tinggi
lagi.
Gambar 8: Prinsip Kerja Permeable Membrane
Sistem pemisahan nitrogen secara lengkap dengan menggunakan permeable membrane dapat dilihat dalam gambar 9. Proses pemisahan dengan cara ini dapat
Kategori