随着对水合物研究的不断深入，水合物法分离混合气体作为一种新的分离技术被提出来，它有着无可比拟的优越性。前人对水合物的研究多是在搅拌釜中进行的，尽管搅拌釜在实验室中容易实现，但它并不适于工业应用，特别是不适于分离气体混合物，因为水合物法分离混合气体需要气液持续接触。鼓泡塔是一种传统的气液反应器，可能是一种可取的适合混合气分离的工业水合反应器。本文系统地研究了鼓泡塔中含促进剂THF体系中CH4气体水合物的生成动力学，并对中试鼓泡塔水合反应器分离CH<,4>+H<,2>混合物的效果进行了模拟预测，主要内容如下： (1)测定了20m％THF水溶液的表面张力、粘度和密度等物理性质，计算了CH<,4>-THF二元水合物的密度，为后续的实验工作和模拟计算提供基础数据；计算和查阅了甲烷在高压下的极限溶解度、甲烷在生成水合物条件下的溶解度，并与水合物中甲烷的摩尔分率进行比较，从气体溶解度的角度推断CH<,4>气体水合物的生成可能是气液界面反应。 (2)自行设计、组建了一套用于水合物生成动力学研究的透明鼓泡塔。在该装置上，详细地观测了THF水溶液体系中CH<,4>气泡表面水合物的生成现象；结果表明，水合物在气泡表面一定厚度范围内生成，并且处于不断生成-剥离状态；通过对实验现象的观测，对气-液-固三相相互作用和水合反应机理进行评价后得出结论：CH<,4>在THF水溶液中生成水合物的过程是一种界面反应过程。 (3)在透明鼓泡塔上，较系统地测定了THF水溶液体系中CH<,4>的消耗速率数据；考察了气体流量、温度、压力、水合物体积分率以及气体温度等因素对CH<,4>消耗速率的影响，结果表明：在均匀鼓泡区，CH<,4>消耗速率与气液界面面积呈线性关系；温度越低、压力越高，CH<,4>消耗速率越快；水合物体积分率越大，CH<,4>消耗速率越慢；在实验条件范围内，气体温度对CH<,4>消耗速率的影响很小。 (4)根据Chen—Guo水合物生成机理，采用基础水合物生成反应的无量纲Gibbs自由焓变作为反应推动力，建立了CH<,4>+20m％THF+H<,2>O体系的水合物生成动力学模型，模型计算值与实验数据吻合良好。 (5)以气泡上升运动过程的受力分析为基础，把表面更新理论应用于气泡水合反应，提出了一个在水合物生成条件下，描述鼓泡塔中气泡流体力学的理论模型及微元模拟方法，并通过实验数据验证了其可行性。 (6)假定气液逆向流动，液相采用轴向扩散模型，气相采用平推流模型，整体采用微元法，对一个中试鼓泡塔水合分离装置分离CH<,4>+H<,2>混合物的效果和所需补冷量进行了模拟预测。