一种水合物法分离混合气体的方法

摘要

本发明公开了一种水合物法分离混合气体的方法，在同一反应器中依次交替进行气体水合反应和气体解析，实现了水合物形成与分解热量完美耦合利用，分离过程基本不需要外加冷却与加热，就可实现整个过程能量基本平衡，分离过程温度及溶液中促进剂浓度保持稳定，分离操作稳定性好，传热效率高，无需水合物浆液输送，分离工艺及设备简单，操作方便，能耗低，成本低，易于实现工业化和自动化生产，应用范围广，经济和社会效益显著，未来市场前景广阔。

主权项

一种水合物法分离混合气体的方法，其特征在于，在同一反应器中依次交替进行气体水合反应和气体解析，包括以下步骤：a、分离浆液体系配制：向反应器中加入含促进剂水溶液，降温，生成纯促进剂水合物固体，控制纯促进剂水合物固体的生成量，使最终固‑液混合浆液中形成纯促进剂水合物固体的促进剂量与浆液中溶解的促进剂量达到预定比例；浆液中固体纯促进剂水合物质量浓度不超过40wt％；b、气体水合反应：在反应器绝热保温条件下，向上述固‑液混合浆液中通入预冷却的待分离混合气体、加压，使反应器中压力增大到促进剂+气体混合水合物的相平衡压力以上，同时使待分离混合气体与上述固‑液混合浆液充分接触，使待分离混合气体中的易形成水合物的组分与促进剂生成促进剂+气体混合水合物固体，放出水合物生成热使浆液温度升高至纯促进剂水合物相平衡温度以上，使浆液中纯促进剂水合物固体分解吸收热量；剩余的气体从反应器顶部连续排出；并通过控制进气与排气速率来控制反应器中的压力以保持压力稳定和分离过程的连续进行；反应器中促进剂+气体混合水合物固体不断形成，而纯促进剂水合物固体不断分解，直至纯促进剂水合物固体全部或部分转化为促进剂+气体混合水合物固体为止；c、气体解析：当水合反应进行完毕时，关闭反应器的进气与排气阀，打开水合物解析排气阀，排气、降压至促进剂+气体混合水合物相平衡压力以下，促进剂+气体混合水合物固体分解，释放出气体产品从反应器顶部另一个出口连续排出，同时分解时吸热，导致温度下降至纯促进剂水合物相平衡温度以下，纯促进剂水合物生成，放出水合物形成热；促进剂+气体混合水合物不断分解，纯促进剂水合物不断生成，直至促进剂+气体混合水合物全部或部分转化为纯促进剂水合物为止；d、气体解析结束后,反应器浆液中促进剂浓度、纯促进剂水合物固体含量、压力、温度恢复到步骤a结束时的状态；重复步骤b和c，完成下一轮混合气体水合物分离。