[發明專利]一種水合物分解器、混合氣分離系統及分離方法

有效

• 申請號: 201710715566.6
• 申請日: 2017-08-20
• 公開（公告）號: CN109420419B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 孟凡飛;齊慧敏;彭德強;陳新;王璐瑤;廖昌建
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D29/03;B01D3/38;C10L3/00
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本發明公開了一種水合物分解器、混合氣分離系統及分離方法，所述水合物分解器包括漿液分離單元和分解單元，所述漿液分離單元和分解單元通過連接通道連通；所述漿液分離單元經濾網隔板組件分成上下兩部分；所述分解單元自上而下依次設置有水合物分解氣出口、連接通道接口和再生液儲液槽。本發明所述分解器能夠對具有流動性的水合物漿液進行高效分解，且極大降低了水合物漿液加溫分解和分解后再生工作液降溫回用的能耗。本發明還提供一種混合氣分離系統和方法，通過水合物漿液形式進行物料輸送，配合本發明的水合物分解器，可以保證水合物良好的流動性，確保分離裝置連續性、規模化、長周期穩定運行。

技術領域

本發明屬于氣、液、固相分離領域，具體涉及一種水合物分解器及利用水合物技術分離混合氣的系統和方法。

背景技術

水合物技術是近年來國內外研究的熱點，除了作為能源開發利用，氣體水合物相關技術衍生出了許多新的應用，用于氣體儲運、混合氣及溶液分離、污水處理、海水淡化、CO₂封存、蓄冷技術等諸多領域。2014年，“第八屆國際天然氣水合物大會”在北京召開，是該項大會首次在發展中國家舉行，表明我國水合物研究水平已得到世界認可，同時也將勢必引發國內新一輪能源開發和水合物相關技術研究的熱潮。在眾多水合物技術應用中，混合氣分離技術憑借流程簡單、條件溫和、操作靈活、綠色無污染等優點受到大量關注。水合物技術分離混合氣的原理是不同氣體形成水合物的壓力相差很大，利用不同氣體形成水合物的壓力差異，通過控制生成條件，即可實現混合氣體組分的分離。目前，水合物分離技術被報道應用于天然氣、煙氣、煤層氣、合成氣、煉廠氣和沼氣等諸多領域氣體凈化和提純的研究。

水合物的生成過程與結晶生成機理相似，包括成核和生長兩個過程，傳統水合物法分離氣體的液相采用水溶液，生成的水合物為一般為結晶形態，水合物會在氣-液界面處結塊，阻礙氣-液兩相接觸，降低水合速度，并且形成的水合物流動性較差，容易聚集堵塞，直接制約了水合物相關技術的連續性、規模化應用。但目前很多研究和專利并未對水合物流行性問題進行考慮，如專利CN1301684A、CN1272618A、CN101428190A等，因此也制約著其技術的工業化應用。為解決水合物的流動性問題，日本三井造船株式會社將水合物加工成球狀顆粒進行輸送，需要進行脫水工序，再利用造粒機對脫水后的水合物進行加工，流程復雜。專利CN103030494A、CN101530719A、CN101554560A、CN1762929A等采用水合物漿液形式，將水合物和未反應生成水合物的溶液一起循環輸送來解決流動性問題，但卻造成水合物分解時需要對混合漿液整體升溫，分解釋放氣體后再進行整體降溫，極大增加了能耗，提高了運行成本。

發明內容

針對現有水合物法分離混合氣體技術流動性差，水合物分解能耗較高的問題，本發明提供一種水合物分解器、混合氣分離系統及分離方法，可以保證水合物良好的流動性，確保分離裝置連續性、規模化、長周期穩定運行的同時，大大降低了維持水合物流動性所帶來的水合物分解及降溫能耗增高的問題。

第一方面，本發明提供一種水合物分解器，所述水合物分解器包括漿液分離單元和分解單元，所述漿液分離單元和分解單元通過連接通道連通；所述漿液分離單元經濾網隔板組件分成上下兩部分，上部自上而下依次設置有水合物漿液入口、清洗液入口、連接通道接口，下部為冷清液儲液槽，儲液槽底部設有冷清液出口；所述分解單元自上而下依次設置有水合物分解氣出口、連接通道接口和再生液儲液槽，再生液儲液槽內設置有換熱單元、汽提氣入口、再生水合物工作液出口。

上述水合物分解器中，所述連接通道為水平設置或者是呈一定角度傾斜設置，當傾斜設置時，使漿液分離單元連接通道接口高于分解單元連接通道接口，傾斜角度與水平面成10°～60°，優選15°～45°。連接通道的下平面置于漿液分離單元垂直高度的1/2～3/4處。