[發明專利]低溫水合分離方法和系統

有效

• 申請號: 201710681982.9
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107349773B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 郭緒強;孫強
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發明提供一種低溫水合分離方法和系統。本發明的低溫水合分離方法，包括如下步驟：向工作液中通入待分離的混合氣進行低溫水合反應，對低溫水合反應的產物進行低溫分離，形成剩余氣和含有水合物的混合液；將低溫分離形成的混合液中的一部分循環輸送至所述工作液中繼續進行低溫水合反應；將低溫分離形成的混合液中的另一部分加熱后進行高溫化解，形成化解氣和化解液。本發明的低溫水合分離方法和系統提高了工作液的利用率，并且降低了分離過程的能耗。

技術領域

本發明涉及一種水合分離方法，具體涉及一種低溫水合分離方法和系統。

背景技術

水合物分離技術是一種利用生成水合物晶體從而與原來組分分離的新技術，其基本原理是基于水合物晶體中僅含水和水合物形成物，且水合物形成物在晶體中的組成與其在原相中不同。水合分離方法的主要步驟包括：1)混合物中某種(或某些)組分在一定溫度下形成固體水合物晶體；2)有效分離出混合物體系中的水合物晶體，然后通過加熱等方法將其分解為水和水合物形成物。

水合物分離技術可以用于混和氣體中水合物形成氣含量較低而分離要求較高；或遠低于飽和值，在較高溫度下易降解、變性，且溶液成分復雜、低濃和熱穩定性差的溶液，以及采用諸如精餾、萃取等傳統分離方法難以達到的經濟、高效的物系分離。近年來，水合物分離技術在天然氣儲存、儲氫、CO₂捕獲等方面受到了廣泛關注。

常規的低溫水合分離過程是將水合物工作液在降溫后與混合氣體進行低溫水合反應，低溫水合反應產物經分離后，平衡氣相排出系統成為剩余氣，而水合物和未水合的水合物工作液一起經過加熱后進入水合物化解器，在化解器中水合物在高溫條件下發生化解，釋放出的氣體排出系統成為化解氣，化解器中的水合物工作液形成化解液從而循環使用。

然而，氣體與水合物工作液反應所生成的水合物具有粘性，其不斷長大并且容易黏附在管道和容器的壁面上，含有水合物的混合物的粘度隨著水合物含量的增大而快速增加，從而易堵塞管道；因此，常規低溫水合分離過程中含有水合物的混合物中水合物的體積含量一般不超過15％，其大大降低了水合工作液的利用率，并且提高了水合分離過程的能耗。

發明內容

本發明提供一種低溫水合分離方法和系統，其提高了工作液的利用率，并且降低了水合分離過程的能耗。

本發明提供一種低溫水合分離方法，包括如下步驟：

向工作液中通入待分離的混合氣進行低溫水合反應，對低溫水合反應的產物進行低溫分離，形成剩余氣和含有水合物的混合液；

將低溫分離形成的混合液中的一部分循環輸送至所述工作液中繼續進行低溫水合反應；

將低溫分離形成的混合液中的另一部分加熱后進行高溫化解，形成化解氣和化解液。

本發明的低溫水合分離方法將低溫分離形成的混合液中的一部分循環輸送至所述工作液中繼續進行低溫水合反應，由于工作液中混合有含有水合物的混合液，混合氣在與工作液接觸時，工作液中的水合物縮短了低溫水合反應的誘導期，從而提高了低溫水合反應的速度和分離效果；并且，由于工作液與混合氣多次接觸，從而大大濃縮了混合液中的水合物；此外，本發明的低溫水合分離方法將低溫分離形成的混合液中的另一部分加熱后進行高溫化解，從而避免了對全部混合液進行加熱，大大降低了水合分離過程的能耗。

進一步地，本發明的低溫水合分離方法還包括：將所述化解液冷卻后與所述混合液合并并且循環輸送至所述工作液中。上述方式對高溫化解形成的化解液進行循環重復利用，提高了工作液的利用率；同時，由于僅對低溫分離形成的混合液中的另一部分進行加熱和高溫化解，因此后續避免了對全部化解液進行冷卻，進一步降低了分離過程的能耗。