[发明专利]一种用于吸收—水合法分离气体的工作液及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于吸收—水合法分离气体的工作液及制备方法。所述工作液包括：水相和油相；水相包括：水、乳化剂、阻聚剂、协同剂；油相包括：柴油和促进剂；乳化剂的用量为水的0.5wt％到2.0wt％；阻聚剂的用量为水的1.0wt％到3.0wt％；协同剂的用量为水的0.01mol％到0.3mol％；促进剂的用量为油相体积的0.01vol％到50vol％；所述的油相体积占油水总体积的50vol％到95vol％。本发明的工作液能够快速形成水合物，经过简单的再生处理又能够迅速分解，并且能够循环使用。

技术领域

本发明涉及气体分离技术领域，进一步地说，是涉及一种用于吸收—水合法分离气体的工作液及制备方法。

背景技术

通常炼厂气中焦炉煤气与裂解干气中含有较高浓度的氢气。目前，这种类型混合气分离难度大，难以回收利用。如何将H₂从混合气中进行分离并回收是减少氢耗，降低制氢成本的首要任务。而对于CO₂的捕集目前对于各个行业也是重中之重。因此如何对这些混合气进行有效的利用是目前化工行业研究的重点问题之一。

Hammerschimdt最初发现天然气管道中富集的水合物分解时释放出的气体组成与原料天然气组成相比略有不同，前者中C₃H₈和i-C₄H₁₀的浓度有显著程度提高，暗示水合物生成过程可以实现对气体混合物的选择性分离。随后人们对单组分气体的水合生成条件进行了系统的研究，发现不同气体的水合生成条件完全不同。水合法分离气体混合物技术的原理正是基于这种不同气体分子形成水合物的条件的差异，通过选择合适的操作温度和压力，使得分离平衡后易水合气体组分在水合物相中得到富集，同时难水合气体组分在平衡气相中得到富集，从而实现混合气分离的目的。

采用单独水合分离技术时，生成的水合物呈现固体冰状。一方面固体水合物容易堵塞设备，另一方面固体水合物没有流动特性，而无法实现连续的气体分离，使得整个分离过程效率较低；由于水合物的快速聚结，被水合物包裹的液体水很难与气体分子进一步结合，因此整个分离过程的水合速率很慢、水转化率很低。即使有水合物促进剂的促进作用，效果也不太理想。

吸收-水合耦合分离技术主要采用水/柴油乳液体系在水合物生成条件下来分离气体混合物。其中乳液中添加了一定剂量的乳化剂和水合物阻聚剂以用来分散水滴和防止水合物聚集，在分离过程中混合气首先与乳液接触，得益于不同气体组分在乳液中溶解度不同。因此乳液首先对混合气进行一次吸收分离，随后利用气体组分的水合生成压力不同，乳液中的溶解气再选择性生成水合物。这就意味着一个单独的平衡分离级包括一个吸收分离和一个水合分离两个过程，从而分离能力远优于单独水合分离过程。其次，由于液态水是以水滴的形态分散于柴油中，并且水滴粒径达到了微米级(<10μm)，这种情况下水滴的水合转化率非常高，甚至能够完全转化为水合物。更重要的是得益于水合物阻聚剂的作用，水滴转化为水合物后会均匀分散在柴油中，不会发生水合物的聚集。这样一方面不会发生分离设备堵塞，另一方面可以利用柴油/水合物浆液良好的流动特性促使分离介质在分离塔和解吸塔之间流动而实现一个分离-解吸-分离的连续气体分离过程。然而，目前的吸收水合分离中工作液配方尚无法满足体系中水合物的快速形成与分解，对混合气体的分离效果不佳。需要开发新的工作液配方以同时促进水合物体系的流动和分离效果的提高。

发明内容

本发明提供了一种用于吸收—水合法分离气体的工作液及制备方法。该工作液在协同试剂的辅助下对混合气体的分离具有良好的选择性吸收，并且在水合物形成后仍然具有良好流动性。该工作液在促进剂的帮助下能够快速形成水合物，经过简单的再生处理又能够迅速分解，该工作液能够循环使用。

本发明的目的之一是提供一种用于吸收—水合法分离气体的工作液。

所述工作液包括；

水相和油相；

水相包括：水、乳化剂、阻聚剂、协同剂；油相包括：柴油和促进剂；