石油化工是推动世界经济发展的支柱产业之一，而乙烯是石油化工的龙头产品，目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。因此，乙烯工业的发展推动了世界石油化工的发展，也确立了它在我国国民经济中支柱产业的地位。随着乙烯工业的发展，我国已经成为全球仅次于美国的第二大乙烯生产国。然而随着能源的日益减少，如何扩大乙烯生产原料来源成为关注的焦点。加强对含有乙烯等有机物的排放气体的回收利用，是节省投资、满足市场对乙烯需求的重要途径，同时也可减少污染。除传统深冷分离外，变压吸附分离法以其能耗小、操作灵活，投资和运行费用低等优势受到广泛关注。本文以活性炭为吸附剂，研究了C₂H₄和C₂H₆在活性炭上的吸附机理，考察了吸附剂孔宽、比表面积、吸附压力等因素对乙烷/乙烯气体分离的影响，为吸附法分离乙烷/乙烯混合气体的工程应用提供不同吸附剂吸附分离行为的基础数据，对今后吸附剂的筛选具有较大的意义。并在此基础上对传统变压吸附过程进行了改进，测定了最佳实验条件，有效地提高了产品气的纯度和收率。实验制备了五种活性炭样品，结果表明，活性炭样品是一种乙烷/乙烯混合气体分离的良好吸附剂。在分离过程中，乙烷在活性炭上的吸附能力优于乙烯，从而使乙烯成为塔顶产品，有利于获得较高纯度的乙烯产品气。根据10-4-3势能模型计算了C₂H₄和C₂H₆在不同宽度的活性炭孔中的吸附势能。由计算结果可知，当孔宽为0.82nm时，乙烷的吸附势能最低，而乙烯在0.76nm时，吸附势能最低。孔宽在0.64nm-0.76nm之间的孔，优先吸附乙烯；当孔宽大于0.76nm以后，乙烷的吸附势能低于乙烯的吸附势能，则优先吸附乙烷；当孔宽H=0.90nm时，C₂H₄和C₂H₆分子的吸附势能之比最大，当H﹥2.0nm时，吸附势能之比基本不发生变化。通过测定五个活性炭样品的穿透曲线，计算了五个样品在不同压力下的分离因子，实验结果表明，活性炭样品的分离因子随着活性炭的比表面积先增高再降低，其中0.76-2.0nm范围内孔含量最高的C3样品在0.1MPa时，分离因子达到最大，为1.53。针对C₂H₄/C₂H₆混合气体系，本实验中尝试在吸附分离过程中增加乙烷置换步骤，成功地将混合气中C₂H₄气体全部变为塔顶产品，提高了产品气中乙烯的浓度和回收率。确定了原料气在活性炭吸附剂C₄上乙烷置换实验的最佳条件，即最佳进气时间为270s，最佳乙烷置换流速为150ml.min^-1，最佳再生条件为经过10min抽真空后再吹扫8min。