非平衡级法气体混合物吸收-水合双塔分离单元的模拟计算

马庆兰，雷雅慧，陈光进

（中国石油大学重质油国家重点实验室，北京 102249）

引 言

近年来，与传统的深冷精馏分离技术相比，水合法分离低沸点气体混合物所具有的优势日益得到肯定。低沸点混合气体的分离在工业生产中被广泛涉及，例如催化裂化干气、乙烯裂解气、热裂解气等气体混合物的分离。这类气体包含大量的小分子轻烃，其中的乙烯、乙烷等是重要的有机化工原料，需要对其进行回收利用。传统的精馏分离流程中，甲烷与C2组分的分离一直是制约生产的瓶颈，因其需在-100℃左右的条件下进行，所以制冷能耗巨大。小分子轻烃比较容易生成水合物，水合法气体混合物分离可在0 ℃左右条件下进行，可避免制冷所消耗的能量损失。

水合法分离气体混合物的原理和冷凝法类似。冷凝法是通过平衡的气-液两相组成的差异来分离混合物，而水合法是通过平衡的气-固两相组成的差异来实现气体混合物的分离。Hammerschimdt[1]首先发现从天然气管道中的水合物释放出的气体组成与原来的天然气组成不同，其中C3H8和i-C4H10的浓度增加了，表明生成水合物的过程可起到分离气体混合物的作用。随后，利用生成水合物来分离气体混合物逐渐受到人们的关注，陆续有一些专利和论文报道[2-9]。近年来由于人们对工业废气中CO2过量排放而导致全球变暖问题的关注，对水合法分离和处理CO2表现出了较大热情，因此有关这方面的专利和论文不断增多。

本研究室对水合法分离气体混合物进行了大量的研究[10-21]，对从催化裂化干气、乙烯裂解气、氨驰放气等中回收氢气及甲烷与C2组分的分离等作了大量的实验。……