水合物法分离气体混合物是一种新型分离技术，尤其适合于石化行业低沸点气体混合物的分离，具有很好的开发潜力。本文针对该技术在分离乙烯裂解气方面的应用提出了一个新的分离流程，并对其所涉及的水合物相平衡热力学、水合物生成动力学以及过程模拟等相关问题进行了系统的研究，主要内容有：(1)利用透明高压釜测定了两大类、17个(CH4+C2)气体混合物样品在选择性热力学促进剂THF存在条件下的水合物生成条件。结合PT状态方程和Wilson活度系数模型，将现有的Chen-Guo水合物模型扩展应用于含选择性热力学促进剂THF体系，确定了相关的模型参数，并对已有的水合物生成条件实验结果进行了验算。 (2)系统地测定了(CH4+C2H4)气体混合物在选择性热力学促进剂THF存在条件下的水合物生成动力学数据，考察了各种操作条件对水合物生成速度的影响。基于Chen-Guo模型的水合物生成机理，提出了THF存在条件下(CH4+C2)气体混合物的水合物生成机理，采用基础水合物生成过程的Gibbs化学位差作为反应推动力，建立了水合物生成动力学模型，并利用已有的实验数据关联得到了模型参数。该模型可以用于预测有THF存在时(CH4+C2H4)气体混合物的水合物生成过程以及水合物法分离效果。 (3)系统地测定了(CH4+C2H4)体系和(CH4+C2H6)体系以及模拟乙烯裂解气体系在选择性热力学促进剂THF存在条件下的气-水合物相平衡T-P-x-y数据，考察了各种操作条件对水合分离效果的影响。 (4)针对含THF和C2体系生成水合物的实际情况，建立了Ⅰ型水合物和Ⅱ型水合物共存条件下的含THF体系气-水合物相平衡计算模型，并对(CH4+C2H6+THF+H2O)体系和(CH4+C2H4+THF+H2O)体系在不同操作条件下的分离结果进行了模拟计算。 (5)测定了C2H6和C2H4气体在纯THF以及THF水溶液中的溶解度。并以THF和正辛烷作为吸收剂，进行了吸收法分离(H2+C2H4)气体混合物的相平衡实验研究。 (6)系统地测定了(CH4+C2H4)气体混合物在选择性动力学促进剂十二烷基硫酸钠(SDS)存在时的水合物生成动力学数据和气-水合物相平衡的T-P-x-y数据。 (7)建立了用于气-液逆向接触塔内水合物法连续分离气体混合物过程模拟计算的拟反应吸收微元模型，并对选择性热力学促进剂THF存在条件下的水合物法分离(CH4+C2H4)气体混合物过程进行了模拟计算，为确定适宜的分离操作条件和制冷功率以及合适的补冷方案提供了依据。