范明龙，陈 杰，花亦怀，苏清博

（中海石油气电集团技术研发中心，北京 100028）

天然气中CO2的存在会降低气源热值， 腐蚀和堵塞输气管路，有必要将其分离出来。 常用的天然气中CO2脱除方法包括：醇胺吸收法、膜分离法和低温分离法。 其中，醇胺吸收法是利用强碱性胺与CO2的反应，将CO2从混合气体中分离出来，该工艺流程成熟、净化程度高，但再生能耗较高、强碱性溶剂腐蚀性强， 容易与酸气结合生成难分解的副产物，导致溶剂性能失效较快[1]；膜分离法是利用中空纤维分离膜对CH4与CO2气体分子的选择性差异，在压力的推动下，各气体分子渗透的速率不同从而达到分离目的，工艺流程简单、分离速度快，但脱碳效率低、CH4损失率高[2]；低温分离法是在CH4-CO2体系三相点以下的温度区间内， 通过降低温度实现CH4和CO2凝华后的气固分离，即可控制的CO2冻结区域法（Controlled Freeze Zone，CFZ法），降低了预处理CO2的设备投资，但冷能耗需求较大[3,4]。

根据相关报道，水合物分离法在天然气脱碳中具有应用潜力。 水合物分离法利用不同气体组分的水合物生成条件不同，使混合气体中某一组分形成水合物，另一组分仍以气态形式存在，从而实现混合气体分离[5-8]。 相较于低温分离法，本方法的操作温度可提高到0 ℃以上，降低了冷能的需求。文献[9,10]首先测量了CO2-N2以及CO2-CH4混合物在不同温度、压力下的三相平衡条件，结果发现随着CO2浓度的增大，水合物形成压力逐渐降低； 并采用带有二阶修正MHV2混合规则的SRK状态方程来处理气液相，van der Waals-Platteeuw模型处理水合物相来预测三相平衡，计算结果和实验数据基本吻合，为水合物法分离提供了基本理论依据。……