專利名稱：烴氣體處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分離含烴氣體的工藝及裝置。申請人根據(jù)美國法典第35篇第119(e) 節(jié)的條款要求提交于2009年6月11日的在先美國臨時申請61/186，361的權(quán)益。根據(jù)美國法典第35篇120節(jié)的條款，申請人還要求提交于2010年3月31日的美國部分繼續(xù)專利申請12/750，862、提交于2010年3月4日的美國部分繼續(xù)專利申請12/717，394、提交于2010 年1月19日的美國部分繼續(xù)專利申請12/689，616以及提交于2009年2月17日的美國部分繼續(xù)專利申請 12/372，604 的權(quán)益。受讓人 S. Μ. E. Products LP 和 Ortloff Engineers, Ltd.是在本申請的發(fā)明完成前有效的一項聯(lián)合研究協(xié)議的締約方?？梢詮亩喾N氣體中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和/或重?zé)N，這些氣體如天然氣、煉廠氣和由其它烴材料(如煤、原油、石腦油、油頁巖、焦油砂及褐煤)獲得的合成氣流。天然氣通常具有較大比例的甲烷和乙烷，即甲烷和乙烷合起來占天然氣的至少50摩爾％。天然氣還含有相對較少量的重?zé)N(如丙烷、丁烷、戊烷等)以及氫、氮、二氧化碳及其它氣體。本發(fā)明一般地涉及從這種氣流中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和重?zé)N。對按本發(fā)明要進(jìn)行處理的氣流進(jìn)行典型分析，近似摩爾百分比的結(jié)果是90. 3%的甲烷、4.0%的乙烷及其它C2組分、1. 7%的丙烷及其它C3組分、0. 3%的異丁烷、0. 5%的正丁烷和0. 8%的戊烷及以上的烴，余者由氮和二氧化碳組成。有時還存在含硫氣體。
背景技術(shù)：
天然氣及其天然氣液體(NGL)成分兩者的價格在歷史上的周期性波動有時會使乙烷、乙烯、丙烷、丙烯及重組分作為液體產(chǎn)品的增值縮減。這己經(jīng)導(dǎo)致對于可為這些產(chǎn)品提供更高回收率的工藝、對于可以較低投資成本提供高效回收率的工藝，及對于可容易地適應(yīng)或調(diào)節(jié)以在大范圍上改變特定組分回收率的工藝的需要。用于分離這些材料的現(xiàn)有工藝包括基于氣體的冷卻及致冷、油吸收和冷凍油吸收的工藝。另外，由于能在膨脹并從工藝氣體中獲取熱量的同時產(chǎn)生動力的經(jīng)濟(jì)型設(shè)備的有效性，低溫工藝已經(jīng)得到普及。根據(jù)氣源壓力、氣體的富度(乙烷、乙烯和重?zé)N含量)以及所需最終產(chǎn)品的情況，可以采取這些工藝中的每一種或它們的聯(lián)合工藝。低溫膨脹工藝對于天然氣液體回收來說目前一般是優(yōu)選的，因為該工藝可提供最大程度的簡單性，易于啟動，操作靈活，效率良好，安全且可靠性良好。美國專利3，292, 380 ； 4，061，481 ；4，140，504 ；4，157，904 ；4，171，964 ；4，185，978 ；4，251，249 ；4，278，457 ； 4，519，824 ；4，617，039 ；4，687，499 ；4，689，063 ；4，690，702 ；4，854，955 ；4，869，740 ； 4，889，545 ；5，275，005 ；5，555，748 ；5，566，554 ；5，568，737 ；5，771，712 ；5，799，507 ； 5，881，569 ；5，890，378 ；5，983，664 ；6，182，469 ；6，578，379 ；6，712，880 ；6，915，662 ； 7，191,617 ；7，219，513 ；再公告的美國專利33，408 ；以及共同待決的申請11/430,412 ； 11/839，693 ；11/971, 491 ；和12/206，230描述了相關(guān)的工藝(雖然本發(fā)明的描述在有些情況下是基于與引用的美國專利中所述不同的工藝條件)。在典型的低溫膨脹回收工藝中，在壓力下的進(jìn)料氣流通過與其它工藝料流和/或外部致冷源(如丙烷壓縮致冷系統(tǒng))進(jìn)行熱交換而被冷卻。隨著氣體被冷卻，液體可以被冷凝，并作為含一些所需的C2+組分的高壓液體收集在一個或多個分離器中。根據(jù)氣體的富度和所形成的液體量的情況，可以使高壓液體膨脹到較低的壓力并分餾。在液體膨脹期間發(fā)生的氣化導(dǎo)致料流的進(jìn)一步冷卻。在一些情況下，為了進(jìn)一步降低源于膨脹的溫度，在膨脹之前預(yù)冷卻高壓液體是可取的。包括液體和蒸氣的混合物的膨脹料流在蒸餾(脫甲烷裝置或脫乙烷裝置)塔中被分餾。在塔中，蒸餾膨脹冷卻的料流以將殘余甲烷、氮及其它揮發(fā)性氣體作為塔頂蒸氣與作為底部液體產(chǎn)品的所需C2組分、C3組分和重?zé)N組分分離，或者將殘余甲烷、C2組分、氮及其它揮發(fā)性氣體作為塔頂蒸氣與作為底部液體產(chǎn)品的所需C3組分和重?zé)N組分分離。如果進(jìn)料氣體沒有完全冷凝(一般是沒有完全冷凝的)，則可以將從部分冷凝中剩余的蒸氣分成兩個料流。使一部分蒸氣通過做功膨脹機(jī)或發(fā)動機(jī)或膨脹閥達(dá)到較低的壓力，在所述較低的壓力下，由于料流的進(jìn)一步冷卻，更多的液體被冷凝。膨脹后的壓力基本上與蒸餾塔的操作壓力相同。將由膨脹產(chǎn)生的蒸氣-液體合并相作為進(jìn)料提供給塔。將蒸氣的剩余部分冷卻到通過與其它工藝料流(例如冷的分餾塔塔頂餾分)進(jìn)行熱交換而基本上冷凝。一些或所有的高壓液體可以在冷卻之前與此蒸氣部分合并。然后通過適當(dāng)?shù)呐蛎浹b置(如膨脹閥)將所得到的冷卻料流膨脹到脫甲烷裝置的操作壓力。在膨脹期間，一部分液體將氣化，導(dǎo)致總的料流的冷卻。然后將快速膨脹的料流作為頂部進(jìn)料提供給脫甲烷裝置。一般地，快速膨脹料流的蒸氣部分和脫甲烷裝置塔頂蒸氣在分餾塔中的上部分離器段中合并作為殘余甲烷產(chǎn)品氣?；蛘?，可以把冷卻并膨脹的料流提供給分離器以提供蒸氣和液流。將蒸氣與塔頂餾分合并，并將液體作為塔頂部進(jìn)料提供給塔。在這種分離工藝的理想操作中，離開工藝的殘余氣體含有進(jìn)料氣體中基本上所有的甲烷，且基本上沒有重?zé)N組分，離開脫甲烷裝置的底部餾分含有基本上所有的重?zé)N組分， 且基本上沒有甲烷或揮發(fā)性較大的組分。然而在實踐中，因為常規(guī)的脫甲烷裝置主要作為汽提塔操作，所以并不能達(dá)到理想的狀況。因此，工藝的甲烷產(chǎn)品通常包括離開塔的頂部分餾級段的蒸氣，連同未經(jīng)受任何精餾步驟的蒸氣。(2丄3和C4+組分發(fā)生相當(dāng)大的損失，因為頂部液體進(jìn)料含有相當(dāng)量的這些組分和重?zé)N組分，導(dǎo)致蒸氣中相應(yīng)平衡量的C2組分、C3組分、C4組分和重?zé)N組分離開脫甲烷裝置的頂部分餾級段。如果能夠使上升的蒸氣與相當(dāng)大量能夠吸收蒸氣中的C2組分、C3組分、C4組分和重?zé)N組分的液體(回流)接觸，則可以大大地減少這些所需組分的損失。近年來，優(yōu)選的烴分離工藝采用上部吸收裝置段以提供上升蒸氣的附加精餾。一種對上部精餾段產(chǎn)生回流料流的方法是利用快速膨脹的基本上冷凝的料流來冷卻和部分地冷凝塔頂蒸氣，然后將受熱快速膨脹的料流導(dǎo)至脫甲烷裝置的塔中間進(jìn)料點。將從塔頂蒸氣冷凝的液體分離并作為頂部進(jìn)料提供給脫甲烷裝置，同時將未冷凝的蒸氣作為殘余甲烷產(chǎn)品氣體排出。受熱的快速膨脹料流僅部分氣化，因此含有大量的用作脫甲烷裝置的補充回流的液體，然后使得頂部回流進(jìn)料可精餾離開塔下段的蒸氣。美國專利No. 4，854，955 為此類工藝的一個實例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用新型裝置更有效地實施上述各步驟，并且使用設(shè)備的件數(shù)較少。這是通過以下方式實現(xiàn)的，將到目前為止單個的設(shè)備產(chǎn)品組合到共同的框體當(dāng)中，從而減少處理廠所需的地塊空間并降低設(shè)施的投資成本。意外的是，申請人已發(fā)現(xiàn)，更緊湊的布置也大大地降低了實現(xiàn)給定回收水平所需的動力消耗，從而提高了工藝效率并降低了設(shè)施的操作成本。此外，更緊湊的布置也避免了需要傳統(tǒng)工廠設(shè)計中用于互連單個設(shè)備產(chǎn)品的大部分管道，進(jìn)一步降低了投資成本，并且還避免了需要相關(guān)的法蘭管道連接。因為管道法蘭是潛在的烴(其為促成了溫室氣體并且也可能是大氣臭氧形成前體的揮發(fā)性有機(jī)化合物，V0C) 泄漏源，避免使用這些法蘭能降低破壞環(huán)境的大氣排放物的潛在危害。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以獲得超過86%的(2的回收率。類似地，在(2組分并非所需的情況下，可以獲得超過99%的(3回收率，同時殘余氣流中基本上完全排除TC2組分。 此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠以較低的能量需求使甲烷(或C2組分)和輕組分與C2 組分(或C3組分)和重組分實現(xiàn)基本上100%的分離，同時保持相同的回收水平。雖然本發(fā)明可應(yīng)用于較低的壓力和較暖的溫度，但當(dāng)在要求-50° F[-460C ]或更冷的NGL回收塔塔頂餾分溫度的條件下，工藝進(jìn)料氣體在400至1500pSia[2，758至10，342kPa(a)]或更高的范圍內(nèi)時是特別有利的。


為了更好地理解本發(fā)明，參考以下的實施例及附圖。參考附圖圖1和2是根據(jù)美國專利No. 4，854，955的現(xiàn)有技術(shù)天然氣處理廠的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的天然氣處理廠的流程圖；以及圖4至6是示出本發(fā)明申請對天然氣流的替代裝置的流程圖。
具體實施例方式在下面對上述圖形的說明中，提供了對代表性工藝條件計算的流速的匯總表。為了方便起見，在本文中出現(xiàn)的表中，流速值(摩爾/小時)已經(jīng)四舍五入到最接近的整數(shù)。 示于表中的總流率包括所有的非烴組分，因此通常大于烴組分料流流速的總和。所指溫度是四舍五入到最接近度數(shù)的近似值。還應(yīng)當(dāng)指出的是，為比較附圖中描述的工藝而進(jìn)行的工藝設(shè)計計算是基于這樣的假定，即沒有從環(huán)境到工藝或從工藝到環(huán)境的熱漏泄。市售隔離材料的質(zhì)量使這成為非常合理的假設(shè)，并且通常是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出的。為了方便起見，以傳統(tǒng)的英式單位和以國際單位制(Si)兩者記錄工藝參數(shù)。表中給出的摩爾流速可以解釋為磅摩爾/小時或公斤摩爾/小時。記錄為馬力(HP)和/或千英國熱單位/小時(MBTU/Hr)的能量消耗對應(yīng)于所述以磅摩爾/小時為單位的摩爾流速。 記錄為千瓦(kW)的能量消耗對應(yīng)于所述以千克摩爾/小時為單位的摩爾流速?，F(xiàn)有技術(shù)描述圖1是顯示采用根據(jù)美國專利No. 4，854，955的現(xiàn)有技術(shù)從天然氣中回收C2+組分的處理廠設(shè)計的工藝流程圖。在這一工藝的模擬中，入口氣體作為料流31在110°C [43 °C ] 和915pSiaW，307kPa(a)]下進(jìn)入工廠。如果入口氣體含有一定濃度的妨礙產(chǎn)品流符合規(guī)格的含硫化合物，則通過對進(jìn)料氣體進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(未示出)移除含硫化合物。此外， 通常對進(jìn)料流進(jìn)行脫水以防止在低溫條件下形成水合物(冰)。固體干燥劑通常被用于此目的。
進(jìn)料流31被分流成料流32和33兩個部分。料流32在熱交換器10中通過與冷的殘余氣流4 進(jìn)行熱交換被冷卻到_34°C [-37°C ]，同時料流33在熱交換器11中通過與52°C [irC ]的脫甲烷裝置再沸器液體(料流4 和_49°C [-45°C ]的塔側(cè)再沸器液體 (料流44)進(jìn)行熱交換被冷卻到_13°C [-25°C ]。料流3 和33a再合并形成料流31a其在-28°C [-33°C ]和893psia[6，155kPa(a)]下進(jìn)入分離器12，蒸氣(料流34)在該處與冷凝液(料流35)分離。來自分離器12的蒸氣(料流34)被分流成料流36和39兩個料流。含約27%的總蒸氣的料流36與分離器液體(料流3 合并，合并的料流38以與冷的殘余氣流42呈熱交換關(guān)系的方式通過熱交換器13，在該處被冷卻到基本上冷凝。然后通過膨脹閥14將所得到的-135°C [-93°C ]的基本上冷凝的料流38a快速膨脹到略高于分餾塔18的操作壓力 (大約396pSia[2，730kPa(a)])。在膨脹期間，一部分料流氣化，導(dǎo)致總的料流的冷卻。在圖1示出的工藝中，離開膨脹閥14的膨脹料流38b達(dá)到-138°C [_94°C ]的溫度，然后進(jìn)入熱交換器20。在熱交換器20中，快速膨脹的料流被加熱且部分氣化，這時它對塔頂料流41 提供冷卻和部分冷凝，此后_139°C [-95°C ]的受熱料流38c在上部塔中間進(jìn)料點提供給分餾塔18(注意料流38b/38c的溫度隨著其被加熱而略微下降，這是由于通過熱交換器20 的壓降以及所產(chǎn)生的包含在料流中的一些液態(tài)甲烷的氣化所致)。來自分離器12(料流39)的剩余73%蒸氣進(jìn)入做功膨脹機(jī)15，在其中由這部分高壓進(jìn)料獲得機(jī)械能。機(jī)器15將蒸氣基本上等熵地膨脹到塔操作壓力，通過做功膨脹將膨脹料流39a冷卻到大約-95°C [_71°C ]的溫度。典型的市售膨脹機(jī)能夠取得理論上可從理想的等熵膨脹中獲得的功的大概80-85%。取得的功往往用于驅(qū)動離心壓縮機(jī)(如裝置16)， 所述離心壓縮機(jī)例如可用于再壓縮受熱的殘余氣流(料流42b)。此后部分冷凝的膨脹料流 39a作為進(jìn)料在下部塔中間進(jìn)料點提供給分餾塔18。塔頂蒸氣(料流41)從脫甲烷裝置18的頂部被抽出，并在熱交換器20中通過與快速膨脹的基本上冷凝的料流38b的熱交換(如先前所述)而從-136°C [-93°C ] 冷卻至-138°C [-94 °C ]且部分冷凝(料流41a)。將回流分離器21中的操作壓力 391psia[2, 696kPa(a)])維持在略低于脫甲烷裝置18的操作壓力。這提供了致使塔頂蒸氣流41流過熱交換器20，并從此流入回流分離器21的驅(qū)動力，其中冷凝液(料流43)與未冷凝的蒸氣(料流42)分離。來自回流分離器21的液流43由泵22泵到略高于脫甲烷裝置18的操作壓力的壓力，然后將料流43a作為冷的塔頂部進(jìn)料(回流)提供給脫甲烷裝置 18。這種冷液體回流吸收并冷凝上升通過脫甲烷裝置18的吸收段18a的上部區(qū)域的蒸氣中的C2組分、C3組分和重組分。塔18中的脫甲烷裝置為常規(guī)的蒸餾塔，其包括有多個豎直隔開的塔板、一個或多個填充床或塔板與填料的某種組合。如同通常在天然氣處理廠中的情況，脫甲烷裝置塔可以由兩段構(gòu)成上部吸收(精餾)段18a，其包括塔板和/或填料，以提供向上升的膨脹料流39a的蒸氣部分與向下降的冷液體之間的必要接觸，從而冷凝并吸收C2組分、C3組分和重組分；和下部汽提(脫甲烷)段18b，其包括塔板和/或填料，以提供向下降的冷液體與向上升的蒸氣之間的必要接觸。脫甲烷段18b還包括再沸器(如先前描述的再沸器和塔側(cè)再沸器)，其加熱沿塔向下流動的液體的一部分并將其氣化以提供汽提蒸氣，所述汽提蒸氣沿塔向上流動以汽提甲烷和輕組分的液體產(chǎn)品(料流46)。根據(jù)在底部產(chǎn)物中甲烷與乙烷的質(zhì)量比為0. 010 1的典型規(guī)范，液體產(chǎn)品料流46在77°C [25°C ]下離開塔底來自回流分離器21的蒸氣流42為冷的殘余氣流。其與進(jìn)來的進(jìn)料氣流逆流地通過熱交換器13，在該處被加熱到°C [-48°C ](料流42a)，以及通過熱交換器10，在該處被加熱到98°C [37°C](料流42b)，這時其如先前所述提供冷卻。然后分兩個階段再壓縮殘余氣體。第一階段由膨脹機(jī)15驅(qū)動壓縮機(jī)16。第二階段由補充動力源驅(qū)動壓縮機(jī)23，所述壓縮機(jī)23將殘余氣體(料流42d)壓縮到銷售管線壓力。在排放冷卻器M中冷卻到110°C [43°C]后，殘余氣流4 在足以滿足管線要求(通常大概為入口壓力)的 915psia[6, 307kPa(a)]下流至銷售氣管道。下表中給出圖1所示工藝的料流流速和能量消耗的匯總表 I(圖 1)料流流量匯總-磅摩爾/小時[千克摩爾/小時]
料流甲烷乙烷丙烷丁烷+ 總計
3112,398 546233229 13,726
328,4313711591569,334
333,96717574734,392
3412,195 5011797713,261
352034554152465
363,31713649213,607
383,5201811031734,072
398,878365130569,654
4112,449867112,788 43 60 4 2 1 69
4212,389825012,719 46 9 464 228 229 1,007回收率*乙烷 84.99%丙烷97.74%丁燒 + 99. 83%功率殘余氣體壓縮5，505HP[9,050KW]* (基于未四舍五入的流速)圖2是工藝流程圖，表示其中圖1處理廠的設(shè)計可適應(yīng)于在較低的C2組分回收水平下操作的一種方式。當(dāng)天然氣和液態(tài)烴的相對值發(fā)生變化并從而導(dǎo)致C2組分的回收率有時顯得不經(jīng)濟(jì)時，這是一般的要求。圖2的工藝已經(jīng)應(yīng)用于與先前針對圖1所述的相同進(jìn)料氣體組分和條件。然而，在圖2的工藝的模擬中，已將工藝操作條件調(diào)整為排除進(jìn)入殘余氣體的幾乎所有C2組分，而不是在來自分餾塔的底部液體產(chǎn)品中對其進(jìn)行回收。在該工藝的模擬中，入口氣體在110° F[43°C ]和915psiaW，307kPa(a)]下作為料流31進(jìn)入裝置，并在熱交換器10中通過與冷卻的殘余氣流4 進(jìn)行熱交換被冷卻。冷卻的料流31a在15° F[-90C ]和900psia[6，203kPa(a)]下進(jìn)入分離器12，蒸氣(料流34) 在該處與冷凝液(料流3 分離。來自分離器12的蒸氣(料流34)被分流成料流36和39兩個料流。含約總蒸氣的料流36與分離器液體(料流3 合并，合并的料流38以與冷的殘余氣流42呈熱交換關(guān)系的方式通過熱交換器13，在該處被冷卻到基本上冷凝。然后通過膨脹閥14將所得到的-114°C [-81°C]的基本上冷凝的料流38a快速膨脹到略高于分餾塔18的操作壓力(大約400psia[2，758kPa(a)])。在膨脹期間，一部分料流氣化，導(dǎo)致總料流的冷卻。在圖2示出的工藝中，離開膨脹閥14的膨脹料流38b達(dá)到-137°C [-94°C ]的溫度，然后進(jìn)入熱交換器20。在熱交換器20中，快速膨脹的料流被加熱且部分氣化，這時它對塔頂料流41提供冷卻和部分冷凝，此后-107° F[-77°C ]的受熱料流38c在上部塔中間進(jìn)料點提供給分餾塔 18。來自分離器12的剩余72%蒸氣(料流39)進(jìn)入做功膨脹機(jī)15，在其中由這部分高壓進(jìn)料獲得機(jī)械能。機(jī)器15將蒸氣基本上等熵地膨脹到塔操作壓力，通過做功膨脹將膨脹料流39a冷卻到大約-58° F[-500C]的溫度，然后其作為進(jìn)料在下部塔中間進(jìn)料點提供給分餾塔18。塔頂蒸氣(料流41)從脫乙烷裝置18的頂部被抽出，并在熱交換器20中通過與快速膨脹的基本上冷凝的料流38b進(jìn)行熱交換(如先前所述)而從-102° F[-74°C ] 冷卻至-117° F[-83°C ]且部分冷凝(料流41a)。部分冷凝的料流41a進(jìn)入在 395psia[2, 723kPa(a)]下操作的回流分離器21，冷凝液(料流4 在該處與未冷凝的蒸氣 (料流42)分離。來自回流分離器21的液流43由泵22泵到略高于脫乙烷裝置18的操作壓力的壓力，然后將料流43a作為冷的塔頂部進(jìn)料(回流)提供給脫乙烷裝置18。根據(jù)在底部產(chǎn)物中乙烷與丙烷的摩爾比為0.050 1的典型規(guī)范，液體產(chǎn)品料流 46在223°C [106°C ]下離開塔底。冷殘余氣體(來自回流分離器21的蒸氣流42)與逆流地通入熱交換器13中的進(jìn)來的進(jìn)料氣體，在該處被加熱到-25X [-31°C ](料流42a)，以及在熱交換器10被加熱到105°C [41°C](料流42b)，這時其如先前所述提供冷卻。然后分兩個階段再壓縮殘余氣體，即由膨脹機(jī)15驅(qū)動壓縮機(jī)16以及由補充動力源驅(qū)動壓縮機(jī) 23。當(dāng)料流42d在排放冷卻器M中冷卻到110°C [43°C ]后，殘余氣體產(chǎn)品(料流42e)在 915psia[6, 307kPa(a)]下流至銷售氣管道。下表中給出圖2所示工藝的料流流速和能量消耗的匯總表 II(圖2)料流流量匯總-磅摩爾/小時[千克摩爾/小時]料流曱烷乙烷丙烷丁烷+ 總計
31 12,398 546233229 13,726
3412,332 532215128 13,523
35661418101203
363,50215161363,841
383,568165791374,044
398,830381154929,682
4113,441 1,0337014,877 43 1,043 498 6 0 1,624
4212,398 5351013,253 46 0 11 232 229 473回收率*丙燒99. 50%丁燒 + 100. 00%功率殘余氣體壓縮5，595HP [[9, 198kff]* (基于未四舍五入的流速)發(fā)明描述實施例1圖3示出根據(jù)本發(fā)明工藝的流程圖。在圖3給出的工藝中所考慮的進(jìn)料氣體組成及條件與圖1中的相同。因此，可以將圖3工藝與圖1工藝進(jìn)行比較以說明本發(fā)明的優(yōu)點。在圖3工藝的模擬中，入口氣體作為料流31進(jìn)入所述裝置并被分流成料流32 和33兩個部分。第一部分為料流32，進(jìn)入工藝設(shè)備118內(nèi)部的進(jìn)料冷卻段118a的上部區(qū)域中的熱交換裝置。這一熱交換裝置可包括葉片加管型熱交換器、板式熱交換器、釬焊鋁型熱交換器或其它類型的傳熱裝置，包括多通道和/或多操作熱交換器。配置熱交換裝置以提供流過所述熱交換裝置的一個通道的料流32與從工藝設(shè)備118內(nèi)部的精餾段 118b中上升的蒸餾蒸氣流之間的熱交換，所述蒸餾蒸氣流已經(jīng)在進(jìn)料冷卻段118a的下部區(qū)域中的熱交換裝置中被加熱。料流32在進(jìn)一步加熱蒸餾蒸氣流的同時被冷卻，料流32a 以^TC [-34°C ]離開所述熱交換裝置。第二部分為料流33，進(jìn)入工藝設(shè)備118內(nèi)部的汽提段118d中的傳熱及傳質(zhì)裝置。 這一傳熱及傳質(zhì)裝置也可包括葉片加管型熱交換器、板式熱交換器、釬焊鋁型熱交換器或其它類型的傳熱裝置，包括多通道和/或多操作熱交換器。配置傳熱及傳質(zhì)裝置以提供流過所述傳熱及傳質(zhì)裝置的一個通道的料流33與從汽提段118d中的傳熱及傳質(zhì)裝置上方的吸收裝置向下流動的蒸餾液流之間的熱交換，使得料流33冷卻，同時加熱蒸餾液流，在其離開傳熱及傳質(zhì)裝置之前將料流33a冷卻到-10°C [_23°C]。隨著蒸餾液流被加熱，其一部分氣化形成汽提蒸氣，所述汽提蒸氣隨著剩余液體繼續(xù)向下流動通過傳熱及傳質(zhì)裝置而向上升。傳熱及傳質(zhì)裝置提供汽提蒸氣與蒸餾液流之間的連續(xù)接觸，因此它也起到提供蒸氣相與液相之間的傳質(zhì)的作用，從而汽提甲烷及輕組分的液體產(chǎn)品料流46。料流32a和33a再合并形成料流31a，其在-23 ° F [-31 V ]和 900psia[6, 203kPa(a)]下進(jìn)入工藝設(shè)備118內(nèi)部的分離器段118e，于是蒸氣(料流34)與冷凝液(料流3 分離。分離器段118e具有內(nèi)部頭件或其它裝置以將其與汽提段118d分開，使得工藝設(shè)備118內(nèi)的兩個段可以在不同的壓力下操作。來自分離器段IlSe的蒸氣(料流34)被分流成36和39兩個料流。含約總蒸氣的料流36與分離的液體(料流35，經(jīng)由料流37)合并，合并的料流38進(jìn)入工藝設(shè)備 118內(nèi)的進(jìn)料冷卻段118a的下部區(qū)域中的熱交換裝置。這一熱交換裝置同樣可包括葉片加管型熱交換器、板式熱交換器、釬焊鋁型熱交換器或其它類型的傳熱裝置，包括多通道和/ 或多操作熱交換器。配置熱交換裝置以提供流過所述熱交換裝置的一個通道的料流38與從工藝設(shè)備118內(nèi)的精餾段118b上升的蒸餾蒸氣流之間的熱交換，使得料流38在加熱蒸餾蒸氣流的同時被冷卻到基本上冷凝。然后通過膨脹閥14將所得到的_135°C [_93°C ]的基本上冷凝的料流38a快速膨脹到略高于工藝設(shè)備118內(nèi)的精餾段118b和吸收段118c(吸收裝置)的操作壓力(大約388psia[2，675kPa(a)])。在膨脹期間，一部分料流可能會氣化，導(dǎo)致總料流的冷卻。在圖3示出的工藝中，離開膨脹閥14的膨脹料流38b達(dá)到-139° F[_95°C ]的溫度，然后其被導(dǎo)至精餾段118b內(nèi)的傳熱及傳質(zhì)裝置中。這一傳熱及傳質(zhì)裝置也可包括葉片加管型熱交換器、板式熱交換器、釬焊鋁型熱交換器或其它類型的傳熱裝置，包括多通道和/或多操作熱交換器。配置傳熱及傳質(zhì)裝置以提供向上流過所述傳熱及傳質(zhì)裝置的一個通道從吸收段118c中上升的蒸餾蒸氣流與向下流動的膨脹料流38b之間的熱交換，使得蒸餾蒸氣被冷卻，同時加熱膨脹的料流。當(dāng)蒸餾蒸氣流冷卻時，其一部分被冷凝并向下降，同時剩余的蒸餾蒸氣繼續(xù)向上流過傳熱及傳質(zhì)裝置。所述傳熱及傳質(zhì)裝置提供冷凝液與蒸餾蒸氣之間的持續(xù)接觸，使得其也起到提供蒸氣相與液相之間的傳質(zhì)的作用，從而提供蒸餾蒸氣的精餾。 從傳熱及傳質(zhì)裝置的底部收集冷凝液并導(dǎo)至吸收段118c。快速膨脹的料流38b在其對蒸餾蒸氣流提供冷卻和部分冷凝時被部分氣化，并以-140° F[-96°C ]離開精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置(注意料流38b的溫度隨著其被加熱而略微下降，這是由于通過傳熱及傳質(zhì)裝置的壓降以及所產(chǎn)生的包含在料流中的一些液態(tài)甲烷的氣化所致)。受熱快速膨脹的料流被分離成其相應(yīng)的蒸氣相和液相，蒸氣相與從吸收段118c中上升的蒸氣合并，以形成進(jìn)入精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置的蒸餾蒸氣流，如先前所述。液相被導(dǎo)至吸收段118c的上部區(qū)域，以與從精餾段118b中的蒸餾蒸氣流冷凝的液體結(jié)合。來自分離器段IlSe的剩余71%蒸氣(料流39)進(jìn)入做功膨脹機(jī)15，在其中由這部分高壓進(jìn)料獲得機(jī)械能。機(jī)器15將蒸氣基本上等熵地膨脹到吸收段118c的操作壓力， 通過做功膨脹將膨脹料流39a冷卻到大約-93° F[-70°C]的溫度。此后部分冷凝的膨脹料流39a作為進(jìn)料提供給工藝設(shè)備118內(nèi)的吸收段118c的下部區(qū)域，與提供給吸收段118c 的上部區(qū)域的液體接觸。吸收段118c和汽提段118d各包括由以下組成的吸收裝置多個豎直隔開的塔板、一個或多個填充床或塔板與填料的某種組合。吸收段118c和汽提段118d中的塔板和/或填料提供向上升的蒸氣與向下降的冷液體之間的必要接觸。膨脹料流39a的液體部分與從吸收段118c中向下降的液體混合，合并的液體繼續(xù)向下進(jìn)入到汽提段118d當(dāng)中。從汽提段118d中上升的蒸氣與膨脹料流39a的蒸氣部分合并，并上升通過吸收段118c以與向下降的冷液體接觸，從而從這些蒸氣中冷凝并吸收大部分的C2組分、C3組分和重組分。從吸收段118c中上升的蒸氣與受熱膨脹料流38b的蒸氣部分合并，并上升通過精餾段118b而被冷卻和精餾，從而移除這些蒸氣中剩余的大部分C2組分、C3組分和重組分，如先前所述。 受熱膨脹的料流38b的液體部分與從精餾段118b中向下降的液體混合，合并的液體繼續(xù)向下進(jìn)入到吸收段118c當(dāng)中。從工藝設(shè)備118內(nèi)的汽提段118d中的傳熱及傳質(zhì)裝置中向下流動的蒸餾液已經(jīng)被汽提了甲烷和輕組分。所得到的液體產(chǎn)品(料流46)離開汽提段118d的下部區(qū)域， 并以73° F[23°C ]離開工藝設(shè)備118。從精餾段118b中上升的蒸餾蒸氣流在進(jìn)料冷卻段118a中升溫，這時它對料流32和38提供冷卻，如先前所述，并且所得到的殘余氣流42 以99° F[37°C ]離開工藝設(shè)備118。然后分兩個階段再壓縮殘余氣流，即由膨脹機(jī)15 驅(qū)動壓縮機(jī)16，和由補充動力源驅(qū)動壓縮機(jī)23。當(dāng)料流42b在排放冷卻器M中冷卻到 110° F [43 0C ]后，殘余氣體產(chǎn)品(料流42c)在915psiaW，307kPa(a)]下流至銷售氣管道。下表中給出圖3所示工藝的料流流速和能量消耗的匯總表 III(圖3)料流流量匯總-磅摩爾/小時[千克摩爾/小時]
料流曱烷乙烷丙烷丁烷+ 總計
3112,398 546233229 13,726
328,4313711591569,334
333,96717574734,392
3412,221 5071868313,308
351773947146418
363,54414754243,859
371773947146418
383,7211861011704,277
398,677360132599,449 42 12,389 73 5 0 12,700 46 9 473 228 229 1,026回收率*
乙烷 86.66%丙烷98.01%丁燒 + 99. 81%功率殘余氣體壓縮5，299HP [[8, 71 Ikff]* (基于未四舍五入的流速)表I和III的比較顯示，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將乙烷的回收率從84. 99%提高至86. 66%并將丙烷的回收率從97. 74%提高至98. 01 %，并且保持了基本上相同的丁烷+ 回收率(99. 81%對現(xiàn)有技術(shù)的99.83% )。表I和表III的比較進(jìn)一步顯示，實現(xiàn)產(chǎn)品收率所使用的動力比現(xiàn)有技術(shù)大為減少。就回收效率(定義為每單位動力回收的乙烷量)而言，本發(fā)明相當(dāng)于比現(xiàn)有技術(shù)的圖1工藝的改進(jìn)超過近6%。由本發(fā)明提供的較現(xiàn)有技術(shù)的圖1工藝的回收效率的改進(jìn)主要是由于三個因素。 首先，熱交換裝置在工藝設(shè)備118內(nèi)部的進(jìn)料冷卻段118a和精餾段118b中的緊湊布置消除了由見于常規(guī)處理廠中的互聯(lián)管道所施加的壓降。結(jié)果是，流至壓縮機(jī)16的殘余氣體相比現(xiàn)有技術(shù)而言處于較高的壓力下，使得進(jìn)入壓縮機(jī)M的殘余氣體處于顯著較高的壓力下，從而減少了本發(fā)明將殘余氣體恢復(fù)到管道壓力所需的動力。第二，在汽提段118d中使用傳熱及傳質(zhì)裝置同時地加熱離開汽提段118d中的吸收段的蒸餾液，同時使所得到的蒸氣能接觸液體并汽提其揮發(fā)性組分，這比使用帶有外部再沸器的常規(guī)蒸餾塔更有效率。揮發(fā)性組分被連續(xù)地從液體中汽提出來，更快地減少了揮發(fā)性組分在汽提蒸氣中的濃度，從而提高了本發(fā)明的汽提效率。第三，使用精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置同時地冷卻從吸收段118c中上升的蒸餾蒸氣流，同時冷凝蒸餾蒸氣流中的重?zé)N組分，這提供了比在常規(guī)蒸餾塔中使用回流更有效的精餾。結(jié)果相比圖1工藝的現(xiàn)有技術(shù)而言，使用可在膨脹料流38b中得到的致冷可以從蒸餾蒸氣流中移除更多的C2組分、C3組分和重?zé)N組分。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明除了提高工藝效率之外還提供兩個其它的優(yōu)點。首先，本發(fā)明工藝設(shè)備118的緊湊布置用單一的設(shè)備產(chǎn)品(圖3中的工藝設(shè)備118)代替現(xiàn)有技術(shù)中的八個單獨的設(shè)備產(chǎn)品(圖1中的熱交換器10、11、13和20 ；分離器12 ；回流分離器21 ； 回流泵22 ；以及分餾塔18)。這樣減少了地塊空間要求且排除了互連管道，并且避免了回流泵的動力消耗，與現(xiàn)有技術(shù)相比減少了處理廠利用本發(fā)明的投資成本和操作成本。第二，排除互連管道意味著利用本發(fā)明的處理廠具有的法蘭連接遠(yuǎn)少于現(xiàn)有技術(shù)，減少了工廠中潛在的泄漏源數(shù)目。烴是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，其中一些被列為溫室氣體，其中一些可能是形成大氣臭氧的前體，這意味著本發(fā)明可以減少能破壞環(huán)境的大氣排放物的潛在危害。實施例2在其中必須減少液體產(chǎn)品中C2組分回收水平的情況下(例如，正如先前描述的圖 2現(xiàn)有技術(shù)工藝)，本發(fā)明提供了比圖2所示現(xiàn)有技術(shù)工藝更顯著的效率優(yōu)勢。圖3工藝的操作條件可按圖4所示進(jìn)行變化，以將本發(fā)明液體產(chǎn)品中的乙烷含量降低到與圖2現(xiàn)有技術(shù)工藝的相同水平。在圖4給出的工藝中所考慮的進(jìn)料氣體組成及條件與圖2中的相同。 因此，可以將圖4工藝與圖2工藝進(jìn)行比較以進(jìn)一步說明本發(fā)明的優(yōu)點。在圖4工藝的模擬中，入口氣體料流31進(jìn)入工藝設(shè)備118內(nèi)部的進(jìn)料冷卻段118a的上部區(qū)域中的熱交換裝置中。配置熱交換裝置以提供流過所述熱交換裝置的一個通道的料流31與從工藝設(shè)備118內(nèi)部的精餾段118b中上升的蒸餾蒸氣流之間的熱交換，所述蒸餾蒸氣流已經(jīng)在進(jìn)料冷卻段118a的下部區(qū)域中的熱交換裝置中被加熱。冷卻料流31，同時進(jìn)一步加熱蒸餾蒸氣流，料流31a離開熱交換裝置并此后在15°C [-9°C ]和 900psia[6, 203kPa(a)]下進(jìn)入工藝設(shè)備118內(nèi)的分離器段118e，然后蒸氣(料流34)與冷凝液(料流35)分離。來自分離器段IlSe的蒸氣(料流34)被分流成36和39兩個料流。含約總蒸氣的料流36與分離的液體(料流35，經(jīng)由料流37)合并，合并的料流38進(jìn)入工藝設(shè)備 118內(nèi)的進(jìn)料冷卻段118a的下部區(qū)域中的熱交換裝置。配置熱交換裝置以提供流過所述熱交換裝置的一個通道的料流38與從工藝設(shè)備118內(nèi)的精餾段118b上升的蒸餾蒸氣流之間的熱交換，使得料流38在加熱蒸餾蒸氣流的同時被冷卻到基本上冷凝。然后通過膨脹閥14將所得到的_114°C [-81°C ]的基本上冷凝的料流38a 快速膨脹到略高于工藝設(shè)備118內(nèi)的精餾段118b和吸收段118c的操作壓力(大約 393psia[2, 710kPa(a)])。在膨脹期間，一部分料流可能會氣化，導(dǎo)致總料流的冷卻。在圖 4示出的工藝中，離開膨脹閥14的膨脹料流38b達(dá)到-138°C [_94°C ]的溫度，然后其被導(dǎo)至精餾段118b內(nèi)的傳熱及傳質(zhì)裝置中。配置傳熱及傳質(zhì)裝置以提供向上流過所述傳熱及傳質(zhì)裝置的一個通道從吸收段118c中上升的蒸餾蒸氣流與向下流動的膨脹料流38b之間的熱交換，使得蒸餾蒸氣被冷卻，同時加熱膨脹的料流。當(dāng)蒸餾蒸氣流冷卻時，其一部分被冷凝并向下降，同時剩余的蒸餾蒸氣繼續(xù)向上流過傳熱及傳質(zhì)裝置。所述傳熱及傳質(zhì)裝置提供冷凝液與蒸餾蒸氣之間的持續(xù)接觸，使得其也起到提供蒸氣相與液相之間的傳質(zhì)的作用，從而提供蒸餾蒸氣的精餾。從傳熱及傳質(zhì)裝置的底部收集冷凝液并導(dǎo)至吸收段118c?？焖倥蛎浀牧狭?8b部分氣化，這時其對蒸餾蒸氣流提供冷卻和部分冷凝，然后以-104°C [-75°C ]離開精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置，并被分離成其相應(yīng)的蒸氣相和液相。蒸氣相與從吸收段118c中上升的蒸氣合并，以形成進(jìn)入精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置的蒸餾蒸氣流，如先前所述。液相被導(dǎo)至吸收段118c的上部區(qū)域，以與從精餾段118b 中的蒸餾蒸氣流冷凝的液體結(jié)合。來自分離器段IlSe的剩余72%蒸氣(料流39)進(jìn)入做功膨脹機(jī)15，在其中由這部分高壓進(jìn)料獲得機(jī)械能。機(jī)器15將蒸氣基本上等熵地膨脹到吸收段118c的操作壓力， 通過做功膨脹將膨脹料流39a冷卻到大約-60°C [-51°C]的溫度。此后部分冷凝的膨脹料流39a作為進(jìn)料提供給工藝設(shè)備118內(nèi)的吸收段118c的下部區(qū)域，與提供給吸收段118c 的上部區(qū)域的液體接觸。吸收段118c和汽提段118d各包括吸收裝置。汽提段118d還包括位于其吸收裝置下方的傳熱及傳質(zhì)裝置，配置所述傳熱及傳質(zhì)裝置以提供流過所述傳熱及傳質(zhì)裝置的一個通道的加熱介質(zhì)與從吸收裝置向下流動的蒸餾液流之間的熱交換，使得蒸餾液流被加熱。隨著蒸餾液流被加熱，其一部分氣化形成汽提蒸氣，所述汽提蒸氣隨著剩余液體繼續(xù)向下流動通過傳熱及傳質(zhì)裝置而向上升。傳熱及傳質(zhì)裝置提供汽提蒸氣與蒸餾液流之間的連續(xù)接觸，因此它也起到提供蒸氣相與液相之間的傳質(zhì)的作用，汽提甲烷、C2組分及輕組分的液體產(chǎn)品料流46。所得到的液體產(chǎn)品(料流46)離開汽提段118d的下部區(qū)域，并以 221° F[1050C ]離開工藝設(shè)備118。
從精餾段118b中上升的蒸餾蒸氣流在進(jìn)料冷卻段118a中升溫，這時它對料流31 和38提供冷卻，如先前所述，并且所得到的殘余氣流42以106°C [41°C]離開工藝設(shè)備118。 然后分兩個階段再壓縮殘余氣流，即由膨脹機(jī)15驅(qū)動壓縮機(jī)16，和由補充動力源驅(qū)動壓縮機(jī)23。當(dāng)料流42b在排放冷卻器M中冷卻到110°C [43°C ]后，殘余氣體產(chǎn)品(料流42c) 在915psia[6，307kPa(a)]下流至銷售氣管道。下表中給出圖4所示工藝的料流流速和能量消耗的匯總表 IV(圖 4)料流流量匯總-磅摩爾/小時[千克摩爾/小時]
料流曱烷乙烷丙烷丁烷+ 總計
31 12,398 546233229 13,726
3412,332 532215128 13,523
35661418101203
363,51515261363,854
37661418101203
383,581166791374,057
398,817380154929,669 42 12,398 535 1 0 13,253
46011232229473回收率*丙烷99.50%丁燒 + 100. 00%功率殘余氣體壓縮5，384HP [[8,851kff]* (基于未四舍五入的流速)表II和IV的比較顯示，本發(fā)明保持了與現(xiàn)有技術(shù)基本上相同的回收率。然而，表 II和IV的進(jìn)一步比較顯示，實現(xiàn)產(chǎn)品收率所使用的動力比現(xiàn)有技術(shù)大為減少。就回收效率(定義為每單位動力回收的丙烷量)而言，本發(fā)明相當(dāng)于比現(xiàn)有技術(shù)的圖2工藝的改進(jìn)超過近4%。本發(fā)明的圖4實施方案例提供了與圖3實施方案中的工藝設(shè)備118的緊湊布置有關(guān)的相同優(yōu)點。本發(fā)明的圖4實施方案用單一的設(shè)備產(chǎn)品(圖4中的工藝設(shè)備118)代替現(xiàn)有技術(shù)中的七個單獨的設(shè)備產(chǎn)品(圖2中的熱交換器10、13和20 ；分離器12 ；回流分離器21 ；回流泵22 ；以及分餾塔18)。這樣減少了地塊空間要求，排除了互連管道，并且避免了回流泵的動力消耗，與現(xiàn)有技術(shù)相比減少了處理廠利用本發(fā)明實施方案的投資成本和操作成本，同時降低了可能破壞環(huán)境的環(huán)境排放的可能性。其它實施方案一些情況下可能傾向于通過液流40直接對汽提段118d提供液流35，如圖3至6 所示。在這種情況下，使用適當(dāng)?shù)呐蛎浹b置(如膨脹閥17)將液體膨脹到汽提段118d的操作壓力，將所得到的膨脹液流40a作為進(jìn)料提供給吸收裝置上方、傳熱及傳質(zhì)裝置上方的汽提段118d或提供給此類進(jìn)料點(如虛線所示)。一些情況下可能傾向于使液流35 (料流 37)的一部分與料流36中的蒸氣合并以形成合并的料流38，并通過料流40/40a將液流35 的剩余部分送往汽提段118d。一些情況下可能傾向于使膨脹液流40a與膨脹料流39a合并，此后將合并的料流作為單一進(jìn)料提供給吸收段118c的下部區(qū)域。一些情況下可能傾向于使用冷卻的第二部分(圖3和5中的料流33a)來代替蒸氣流34的第一部分(料流36)，以形成料流38，所述料流38流至進(jìn)料冷卻段118a的下部區(qū)域中的熱交換裝置。在這種情況下，只有冷卻的第一部分(料流32a)被提供至分離器段 118e (圖3)或分離器12 (圖5)，并且所有所得到的蒸氣流34被提供至做功膨脹機(jī)15。在一些情況下，可能有利的是使用外部分離器容器來分離冷卻的進(jìn)料流31a，而不是包括工藝設(shè)備118中的分離器段118e。如圖5和6所示，可使用分離器12將冷卻的進(jìn)料流31a分離成蒸氣流34和液流35。根據(jù)進(jìn)料氣體中的重?zé)N量和進(jìn)料氣體壓力的情況，進(jìn)入圖3和4中的分離器段 IlSe或圖5和6中的分離器12的冷卻的進(jìn)料流31a可能不含有任何液體(因為它高于其露點，或者因為它高于其臨界凝結(jié)壓力)。在這種情況下，在料流35和37中沒有液體(如虛線所示)，因此只有料流36中來自分離器段118e的蒸氣(圖3和4)或料流36中來自分離器12的蒸氣(圖5和6)流至料流38，成為提供給精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置的膨脹的基本上冷凝的料流38b。在這種情況下，可以不需要工藝設(shè)備118中的分離器段 118e(圖3和4)或分離器12(圖5和6)。進(jìn)料氣體條件、工廠規(guī)模、現(xiàn)有的設(shè)備或其它因素可表明，不用做功膨脹機(jī)15或用替代的膨脹裝置(如膨脹閥)進(jìn)行替換是可行的。雖然是在特定的膨脹裝置中描述了單獨的料流膨脹，但在適當(dāng)情況下可使用替代的膨脹裝置。例如，條件可許可進(jìn)料流的基本上冷凝的部分(料流38a)的做功膨脹。根據(jù)本發(fā)明，可以采取利用外部致冷來補充可由蒸餾蒸氣和液流得到的對入口氣體的冷卻，特別是在富入口氣體的情況下。在這種情況下，傳熱及傳質(zhì)裝置可包括在分離器段118e中(或收集裝置中，在當(dāng)冷卻的進(jìn)料流31a不含有液體的情況下)，如圖3和4中的虛線所示，或者傳熱及傳質(zhì)裝置可包括在分離器12中，如圖5和6中的虛線所示。這一傳熱及傳質(zhì)裝置可以包括葉片加管型熱交換器、板式熱交換器、釬焊鋁型熱交換器或其它類型的傳熱裝置，包括多通道和/或多操作熱交換器。配置傳熱及傳質(zhì)裝置，用以提供流過所述傳熱及傳質(zhì)裝置的一個通道的冷凍料流(例如，丙烷)與向上流動的料流31a的蒸氣部分之間的熱交換，使得致冷劑進(jìn)一步地冷卻蒸氣并冷凝更多的液體，這些液體向下降以成為在料流35中移除的部分液體?；蛘?，在料流31a進(jìn)入分離器段IlSe (圖3和4)或分離器12(圖5和6)之前，可以使用常規(guī)的氣體冷卻器，用致冷劑冷卻料流32a、料流33a和/ 或料流31a。根據(jù)進(jìn)料氣體的溫度和富度以及液體產(chǎn)品料流46中要回收的C2組分量的情況，由料流33可能得不到足夠的加熱以使離開汽提段118d的液體滿足產(chǎn)品規(guī)范。在這種情況下，汽提段118d中的傳熱及傳質(zhì)裝置可以包括供給，以用加熱介質(zhì)提供補充加熱，如圖3和 5中的虛線所示?；蛘?，汽提段118d的下部區(qū)域中可以包括另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，用于提供補充加熱，或者可以在將料流33提供給汽提段118d中的傳熱及傳質(zhì)裝置之前用加熱介質(zhì)對其進(jìn)行加熱。根據(jù)選擇用于進(jìn)料冷卻段118a的上部和下部區(qū)域中的熱交換裝置的傳熱裝置類型情況，有可能將這些熱交換裝置組合在單個多通道和/或多操作傳熱裝置中。在這種情況下，為了完成所需的冷卻和加熱，多通道和/或多操作傳熱裝置將包括用于分配、分離和收集料流32、料流38和蒸餾蒸氣流的適當(dāng)裝置。同樣，選擇用于精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置的傳熱及傳質(zhì)裝置類型可允許使其與進(jìn)料冷卻段118a的下部區(qū)域的熱交換裝置 (并也有可能與進(jìn)料冷卻段118a的上部區(qū)域中的熱交換裝置)組合在單個多通道和/或多操作傳熱及傳質(zhì)裝置中。在這種情況下，為了完成所需的冷卻和加熱，多通道和/或多操作傳熱及傳質(zhì)裝置將包括用于分配、分離和收集料流38、料流38b和蒸餾蒸氣流(以及任選的料流32)的適當(dāng)裝置。一些情況下可能傾向于不在汽提段118d的上部區(qū)域中提供吸收裝置。在這種情況下，從吸收段118c的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并導(dǎo)至汽提段118d中的傳熱及傳質(zhì)裝置。本發(fā)明圖3和5的實施方案的次優(yōu)選的選擇是提供用于冷卻的第一部分31a的分離器容器和用于冷卻的第二部分32a的分離器容器，合并在其中分離的蒸氣流以形成蒸氣流34，并合并在其中分離的液流以形成液流35。本發(fā)明的另一次優(yōu)選的選擇是在進(jìn)料冷卻段118a內(nèi)的單獨熱交換裝置中冷卻料流37 (而不是將料流37與料流36合并以形成合并的料流38)，在單獨的膨脹裝置中膨脹冷卻的料流，并將膨脹的料流提供給精餾段118b中的傳熱及傳質(zhì)裝置或提供給吸收段118c的上部區(qū)域。要認(rèn)識到，見于分開的蒸氣進(jìn)料的各支流的進(jìn)料的相對量取決于若干因素，包括氣體壓力、進(jìn)料氣體組成、能夠從進(jìn)料中經(jīng)濟(jì)地提取的熱的量以及可得到的馬力量。在吸收段118c上方更多的進(jìn)料可提高回收率，同時減少從膨脹器中回收的動力，從而增加了再壓縮的馬力要求。增加吸收段118c下面的進(jìn)料降低了馬力消耗，但是也可降低產(chǎn)品回收率。按工藝操作所需的動力消耗指標(biāo)量而言，本發(fā)明提供改進(jìn)的C2組分、C3組分和重?zé)N組分或C3組分和重?zé)N組分的回收。工藝操作所需動力消耗指標(biāo)的改進(jìn)的表現(xiàn)形式可以為壓縮或再壓縮的功率要求降低、外部致冷的功率要求降低、補充加熱的能量要求降低、塔再沸的功率要求降低或它們的組合。雖然已經(jīng)描述了據(jù)信為本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識到，在不偏離由以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行其它和進(jìn)一步的修改，例如使本發(fā)明適用于不同條件、進(jìn)料類型或其它要求。
權(quán)利要求
1.一種將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的工藝，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，其中(1)將所述氣流分流成第一和第二部分；(2)冷卻所述第一部分；(3)冷卻所述第二部分；(4)將所述冷卻的第一部分與所述冷卻的第二部分合并以形成冷卻的氣流；(5)將所述冷卻的氣流分流成第一和第二料流；(6)冷卻所述第一料流以將其基本上全部冷凝，并此后膨脹到較低的壓力，由此將其進(jìn)一步冷卻；(7)加熱所述膨脹冷卻的第一料流，并此后作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(8)將所述液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給設(shè)置在工藝設(shè)備中的吸收裝置；(9)將所述第二料流膨脹到所述較低的壓力，并作為底部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(10)從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與所述蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流；(11)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第一傳熱及傳質(zhì)裝置中冷卻所述合并的蒸氣流，從而提供步驟(7)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(12)將所述冷凝的料流作為第二頂部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(13)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的一個或多個熱交換裝置中加熱所述第二蒸餾蒸氣流， 從而提供步驟( 和(6)中的至少一部分冷卻，并此后將所述受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(14)從所述吸收裝置的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第二傳熱及傳質(zhì)裝置中進(jìn)行加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻；而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；以及(15)使對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度能有效地將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
2.一種將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的工藝，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，其中(1)將所述氣流分流成第一和第二部分；(2)冷卻所述第一部分；(3)冷卻所述第二部分；(4)將所述冷卻的第一部分與所述冷卻的第二部分合并以形成部分冷凝的氣流；(5)將所述部分冷凝的氣流提供給分離裝置并在其中進(jìn)行分離，從而得到蒸氣流和至少一液流；(6)將所述蒸氣流分流成第一和第二料流；(7)冷卻所述第一料流以將其基本上全部冷凝，并此后膨脹到較低的壓力，由此將其進(jìn)一步冷卻；(8)加熱所述膨脹冷卻的第一料流，并此后作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(9)將所述液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給設(shè)置于工藝設(shè)備中的吸收裝置；(10)將所述第二料流膨脹到所述較低的壓力，并作為底部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(11)從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與所述蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流；(12)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第一傳熱及傳質(zhì)裝置中冷卻所述合并的蒸氣流，從而提供步驟(8)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(13)將所述冷凝的料流作為第二頂部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(14)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的一個或多個熱交換裝置中加熱所述第二蒸餾蒸氣流， 從而提供步驟( 和(7)中的至少一部分冷卻，并此后將所述受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(15)從所述吸收裝置的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第二傳熱及傳質(zhì)裝置中進(jìn)行加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻；而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(16)將所述至少一液流的至少一部分膨脹到所述較低的壓力，并作為進(jìn)料提供給位于所述吸收裝置下方且在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方的所述工藝設(shè)備；以及(17)使對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度能有效地將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
3. 一種將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的工藝，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，其中(1)將所述氣流分流成第一和第二部分；(2)冷卻所述第一部分；(3)冷卻所述第二部分；(4)將所述冷卻的第一部分與所述冷卻的第二部分合并以形成部分冷凝的氣流；(5)將所述部分冷凝的氣流提供給分離裝置并在其中進(jìn)行分離，從而得到蒸氣流和至少一液流；(6)將所述蒸氣流分流成第一和第二料流；(7)將所述第一料流與所述至少一液流的至少一部分合并以形成合并的料流；(8)冷卻所述合并的料流以將其基本上全部冷凝，并此后膨脹到較低的壓力，由此將其進(jìn)一步冷卻；(9)加熱所述膨脹冷卻的合并料流，并此后作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(10)將所述液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給設(shè)置于工藝設(shè)備中的吸收裝置；(11)將所述第二料流膨脹到所述較低的壓力，并作為底部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(12)從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與所述蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流；(13)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第一傳熱及傳質(zhì)裝置中冷卻所述合并的蒸氣流，從而提供步驟(9)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(14)將所述冷凝的料流作為第二頂部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(15)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的一個或多個熱交換裝置中加熱所述第二蒸餾蒸氣流， 從而提供步驟( 和(8)中的至少一部分冷卻，并此后將所述受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(16)從所述吸收裝置的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第二傳熱及傳質(zhì)裝置中進(jìn)行加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻；而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(17)將所述至少一液流的任何剩余部分膨脹到所述較低的壓力，并作為進(jìn)料提供給位于所述吸收裝置下方且在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方的所述工藝設(shè)備；以及(18)使對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度能有效地將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
4. 一種將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的工藝，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，其中(1)冷卻所述氣流；(2)將所述冷卻的氣流分流成第一和第二料流；(3)冷卻所述第一料流以將其基本上全部冷凝，并此后膨脹到較低的壓力，由此將其進(jìn)一步冷卻；(4)加熱所述膨脹冷卻的第一料流，并此后作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(5)將所述液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給設(shè)置于工藝設(shè)備中的吸收裝置；(6)將所述第二料流膨脹到所述較低的壓力，并作為底部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(7)從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與所述蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流；(8)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第一傳熱及傳質(zhì)裝置中冷卻所述合并的蒸氣流，從而提供步驟中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(9)將所述冷凝的料流作為第二頂部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(10)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的一個或多個熱交換裝置中加熱所述第二蒸餾蒸氣流， 從而提供步驟(1)和(3)中的至少一部分冷卻，并此后將所述受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(11)從所述吸收裝置的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第二傳熱及傳質(zhì)裝置中進(jìn)行加熱，從而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出； 以及(12)使對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度能有效地將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
5.一種將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的工藝，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，其中(1)充分地冷卻所述氣流以部分地將其冷凝；(2)將所述部分冷凝的氣流提供給分離裝置并在其中進(jìn)行分離，從而得到蒸氣流和至少一液流；(3)將所述蒸氣流分流成第一和第二料流；(4)冷卻所述第一料流以將其基本上全部冷凝，并此后膨脹到較低的壓力，由此將其進(jìn)一步冷卻；(5)加熱所述膨脹冷卻的第一料流，并此后作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(6)將所述液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給設(shè)置于工藝設(shè)備中的吸收裝置；(7)將所述第二料流膨脹到所述較低的壓力，并作為底部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(8)從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與所述蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流；(9)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第一傳熱及傳質(zhì)裝置中冷卻所述合并的蒸氣流，從而提供步驟(5)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(10)將所述冷凝的料流作為第二頂部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(11)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的一個或多個熱交換裝置中加熱所述第二蒸餾蒸氣流， 從而提供步驟(1)和中的至少一部分冷卻，并此后將所述受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(12)從所述吸收裝置的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第二傳熱及傳質(zhì)裝置中進(jìn)行加熱，從而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(13)將所述至少一液流的至少一部分膨脹到所述較低的壓力，并作為進(jìn)料提供給位于所述吸收裝置下方且在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方的所述工藝設(shè)備；以及(14)使對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度能有效地將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
6.一種將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的工藝，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，其中(1)充分地冷卻所述氣流以部分地將其冷凝；(2)將所述部分冷凝的氣流提供給分離裝置并在其中進(jìn)行分離，從而得到蒸氣流和至少一液流；(3)將所述蒸氣流分流成第一和第二料流；(4)將所述第一料流與所述至少一液流的至少一部分合并以形成合并的料流；(5)冷卻所述合并的料流以將其基本上全部冷凝，并此后膨脹到較低的壓力，由此將其進(jìn)一步冷卻；(6)加熱所述膨脹冷卻的合并料流，并此后作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(7)將所述液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給設(shè)置于工藝設(shè)備中的吸收裝置；(8)將所述第二料流膨脹到所述較低的壓力，并作為底部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(9)從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與所述蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流；(10)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第一傳熱及傳質(zhì)裝置中冷卻所述合并的蒸氣流，從而提供步驟(6)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(11)將所述冷凝的料流作為第二頂部進(jìn)料提供給所述吸收裝置；(12)在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的一個或多個熱交換裝置中加熱所述第二蒸餾蒸氣流， 從而提供步驟(1)和(5)中的至少一部分冷卻，并此后將所述受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(13)從所述吸收裝置的下部區(qū)域中收集蒸餾液流，并在設(shè)置于所述工藝設(shè)備中的第二傳熱及傳質(zhì)裝置中進(jìn)行加熱，從而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(14)將所述至少一液流的任何剩余部分膨脹到所述較低的壓力，并作為進(jìn)料提供給位于所述吸收裝置下方且在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方的所述工藝設(shè)備；以及(15)使對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度能有效地將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中(1)在所述工藝設(shè)備中設(shè)置收集裝置；(2)所述收集裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(3)將所述冷卻的氣流提供給所述收集裝置并導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)一步冷卻；以及(4)將所述進(jìn)一步冷卻的氣流分流成所述第一和第二料流。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其中(1)在所述工藝設(shè)備中設(shè)置收集裝置；(2)所述收集裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(3)將所述冷卻的氣流提供給所述收集裝置并導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)一步冷卻；以及(4)將所述進(jìn)一步冷卻的氣流分流成所述第一和第二料流。
13.根據(jù)權(quán)利要求2、3、7或8所述的工藝，其中(1)所述分離裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(2)將所述蒸氣流導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)行冷卻以形成另外的冷凝物；以及(3)所述另外的冷凝物成為在其中分離的所述至少一液流的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求5、6、9或10所述的工藝，其中(1)所述分離裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(2)將所述蒸氣流導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)行冷卻以形成另外的冷凝物；以及(3)所述另外的冷凝物成為在其中分離的所述至少一液流的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、7、8或11所述的工藝，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的上方；(2)配置所述另外的吸收裝置，用以提供來自所述吸收裝置的所述蒸餾液流與來自所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)將所述第三蒸餾蒸氣流提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；以及(4)將所述部分汽提的蒸餾液流提供給所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置以進(jìn)行加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
16.根據(jù)權(quán)利要求4、5、6、9、10或12所述的工藝，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的上方；(2)配置所述另外的吸收裝置，用以提供來自所述吸收裝置的所述蒸餾液流與來自所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)將所述第三蒸餾蒸氣流提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；以及(4)將所述部分汽提的蒸餾液流提供給所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置以進(jìn)行加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工藝，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的上方；(2)配置所述另外的吸收裝置，用以提供來自所述吸收裝置的所述蒸餾液流與來自所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)將所述第三蒸餾蒸氣流提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；以及(4)將所述部分汽提的蒸餾液流提供給所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置以進(jìn)行加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的工藝，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的上方；(2)配置所述另外的吸收裝置，以提供來自所述吸收裝置的所述蒸餾液流與來自所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置的所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而產(chǎn)生第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)將所述第三蒸餾蒸氣流提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；以及(4)將所述部分汽提的蒸餾液流提供給所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置以進(jìn)行加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
19.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、7、8或11所述的工藝，其中所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工藝，其中所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的工藝，其中所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
23.一種用于將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的裝置，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，所述裝置包括(1)第一分流裝置，其將所述氣流分流成第一和第二部分；(2)第一熱交換裝置，其設(shè)置在工藝設(shè)備中并連接于所述第一分流裝置，以接收所述第一部分并將其冷卻；(3)第一傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一分流裝置，以接收所述第二部分并將其冷卻；(4)第一聯(lián)合裝置，其連接于所述第一熱交換裝置和所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷卻的第一部分和所述冷卻的第二部分并形成冷卻的氣流；(5)第二分流裝置，其連接于所述第一聯(lián)合裝置以接收所述冷卻的氣流，并將其分流成第一和第二料流；(6)第二熱交換裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第二分流裝置，以接收所述第一料流并充分地將其冷卻以基本上將其冷凝；(7)第一膨脹裝置，其連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述基本上冷凝的第一料流并將其膨脹到較低的壓力；(8)第二傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一膨脹裝置，以接收所述膨脹冷卻的第一料流并將其加熱，并此后將所述受熱膨脹的第一料流作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(9)吸收裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述液體餾分作為對其的第一頂部進(jìn)料；(10)第二膨脹裝置，其連接于所述第二分流裝置以接收所述第二料流并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第二膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述吸收裝置，以提供所述膨脹的第二料流作為對其的底部進(jìn)料；(11)蒸氣收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的上部區(qū)域的第一蒸餾蒸氣流；(12)第二聯(lián)合裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述蒸氣收集裝置和所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第一蒸餾蒸氣流和所述蒸氣餾分并形成合并的蒸氣流；(13)所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述第二聯(lián)合裝置，以接收所述合并的蒸氣流并將其冷卻，從而提供步驟(8)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(14)所述吸收裝置進(jìn)一步連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷凝的料流作為對其的第二頂部進(jìn)料；(15)所述第二熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第二蒸餾蒸氣流并將其加熱，從而提供步驟(6)中的至少一部分冷卻；(16)所述第一熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述受熱的第二蒸餾蒸氣流并進(jìn)一步將其加熱，從而提供步驟O)中的至少一部分冷卻，并此后將所述進(jìn)一步受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(17)液體收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的下部區(qū)域的蒸餾液流；(18)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并將其加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻，而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；和(19)控制裝置，其適應(yīng)于調(diào)節(jié)對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度，以將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
24. 一種用于將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的裝置，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，所述裝置包括(1)第一分流裝置，其將所述氣流分流成第一和第二部分；(2)第一熱交換裝置，其設(shè)置在工藝設(shè)備中并連接于所述第一分流裝置，以接收所述第一部分并將其冷卻；(3)第一傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一分流裝置，以接收所述第二部分并將其冷卻；(4)第一聯(lián)合裝置，其連接于所述第一熱交換裝置和所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷卻的第一部分和所述冷卻的第二部分并形成部分冷凝的氣流；(5)分離裝置，其連接于所述第一聯(lián)合裝置，以接收所述部分冷凝的氣流并將其分離成蒸氣流和至少一液流；(6)第二分流裝置，其連接于所述分離裝置以接收所述蒸氣流，并將其分流成第一和第二料流；(7)第二熱交換裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第二分流裝置，以接收所述第一料流并充分地將其冷卻以基本上將其冷凝；(8)第一膨脹裝置，其連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述基本上冷凝的第一料流并將其膨脹到較低的壓力；(9)第二傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一膨脹裝置，以接收所述膨脹冷卻的第一料流并將其加熱，并此后將所述受熱膨脹的第一料流作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(10)吸收裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述液體餾分作為對其的第一頂部進(jìn)料；(11)第二膨脹裝置，其連接于所述第二分流裝置以接收所述第二料流并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第二膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述吸收裝置，以提供所述膨脹的第二料流作為對其的底部進(jìn)料；(12)第三膨脹裝置，其連接于所述分離裝置，以接收所述至少一液流的至少一部分并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第三膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述工藝設(shè)備，以提供所述膨脹的液流作為在所述吸收裝置的下方且在所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置上方對其的進(jìn)料；(13)蒸氣收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的上部區(qū)域的第一蒸餾蒸氣流；(14)第二聯(lián)合裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述蒸氣收集裝置和所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第一蒸餾蒸氣流和所述蒸氣餾分并形成合并的蒸氣流；(15)所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述第二聯(lián)合裝置，以接收所述合并的蒸氣流并將其冷卻，從而提供步驟(9)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(16)所述吸收裝置進(jìn)一步連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷凝的料流作為對其的第二頂部進(jìn)料；(17)所述第二熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第二蒸餾蒸氣流并將其加熱，從而提供步驟(7)中的至少一部分冷卻；(18)所述第一熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述受熱的第二蒸餾蒸氣流并進(jìn)一步將其加熱，從而提供步驟O)中的至少一部分冷卻，并此后將所述進(jìn)一步受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(19)液體收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的下部區(qū)域的蒸餾液流；(20)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并將其加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻，而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；和(21)控制裝置，其適應(yīng)于調(diào)節(jié)對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度，以將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
25. 一種用于將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的裝置，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，所述裝置包括(1)第一分流裝置，其將所述氣流分流成第一和第二部分；(2)第一熱交換裝置，其設(shè)置在工藝設(shè)備中并連接于所述第一分流裝置，以接收所述第一部分并將其冷卻；(3)第一傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一分流裝置，以接收所述第二部分并將其冷卻；(4)第一聯(lián)合裝置，其連接于所述第一熱交換裝置和所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷卻的第一部分和所述冷卻的第二部分并形成部分冷凝的氣流；(5)分離裝置，其連接于所述第一聯(lián)合裝置，以接收所述部分冷凝的氣流并將其分離成蒸氣流和至少一液流；(6)第二分流裝置，其連接于所述分離裝置以接收所述蒸氣流，并將其分流成第一和第二料流；(7)第二聯(lián)合裝置，其連接于所述第二分流裝置和所述分離裝置，以接收所述第一料流和所述至少一液流的至少一部分并形成合并的料流；(8)第二熱交換裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第二聯(lián)合裝置，以接收所述合并的料流并充分地將其冷卻以基本上將其冷凝；(9)第一膨脹裝置，其連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述基本上冷凝的合并料流并將其膨脹到較低的壓力；(10)第二傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一膨脹裝置，以接收所述膨脹冷卻的合并料流并將其加熱，并此后將所述受熱膨脹的合并料流作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(11)吸收裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述液體餾分作為對其的第一頂部進(jìn)料；(12)第二膨脹裝置，其連接于所述第二分流裝置以接收所述第二料流并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第二膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述吸收裝置，以提供所述膨脹的第二料流作為對其的底部進(jìn)料；(13)第三膨脹裝置，其連接于所述分離裝置，以接收所述至少一液流的任何剩余部分并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第三膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述工藝設(shè)備，以提供所述膨脹的液流作為在所述吸收裝置下方且在所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置上方對其的進(jìn)料；(14)蒸氣收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的上部區(qū)域的第一蒸餾蒸氣流；(15)第三聯(lián)合裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述蒸氣收集裝置和所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第一蒸餾蒸氣流和所述蒸氣餾分并形成合并的蒸氣流；(16)所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述第三聯(lián)合裝置，以接收所述合并的蒸氣流并將其冷卻，從而提供步驟(10)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(17)所述吸收裝置進(jìn)一步連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷凝的料流作為對其的第二頂部進(jìn)料；(18)所述第二熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第二蒸餾蒸氣流并將其加熱，從而提供步驟(8)中的至少一部分冷卻；(19)所述第一熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述受熱的第二蒸餾蒸氣流并進(jìn)一步將其加熱，從而提供步驟O)中的至少一部分冷卻，并此后將所述進(jìn)一步受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(20)液體收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的下部區(qū)域的蒸餾液流；(21)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并將其加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻，而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；和(22)控制裝置，其適應(yīng)于調(diào)節(jié)對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度，以將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
26. 一種用于將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的裝置，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，所述裝置包括(1)第一熱交換裝置，其設(shè)置在工藝設(shè)備中以冷卻所述氣流；(2)分流裝置，其連接于所述第一熱交換裝置以接收所述冷卻的氣流，并將其分流成第一和第二料流；(3)第二熱交換裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述分流裝置，以接收所述第一料流并充分地將其冷卻以基本上將其冷凝；(4)第一膨脹裝置，其連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述基本上冷凝的第一料流并將其膨脹到較低的壓力；(5)第一傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一膨脹裝置，以接收所述膨脹冷卻的第一料流并將其加熱，并此后將所述受熱膨脹的第一料流作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(6)吸收裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述液體餾分作為對其的第一頂部進(jìn)料；(7)第二膨脹裝置，其連接于所述分流裝置，以接收所述第二料流并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第二膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述吸收裝置，以提供所述膨脹的第二料流作為對其的底部進(jìn)料；(8)蒸氣收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的上部區(qū)域的第一蒸餾蒸氣流；(9)聯(lián)合裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述蒸氣收集裝置和所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第一蒸餾蒸氣流和所述蒸氣餾分并形成合并的蒸氣流；(10)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述聯(lián)合裝置，以接收所述合并的蒸氣流并將其冷卻，從而提供步驟(5)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(11)所述吸收裝置進(jìn)一步連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷凝的料流作為對其的第二頂部進(jìn)料；(12)所述第二熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第二蒸餾蒸氣流并將其加熱，從而提供步驟(3)中的至少一部分冷卻；(13)所述第一熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述受熱的第二蒸餾蒸氣流并進(jìn)一步將其加熱，從而提供步驟(1)中的至少一部分冷卻，并此后將所述進(jìn)一步受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(14)液體收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的下部區(qū)域的蒸餾液流；(15)第二傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述液體收集裝置以接收所述蒸餾液流并將其加熱，從而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出； 禾口(16)控制裝置，其適應(yīng)于調(diào)節(jié)對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度，以將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
27. 一種用于將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的裝置，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，所述裝置包括(1)第一熱交換裝置，其設(shè)置在工藝設(shè)備中，用以充分地冷卻所述氣流以部分地將其冷凝；(2)分離裝置，其連接于所述第一熱交換裝置，以接收所述部分冷凝的氣流并將其分離成蒸氣流和至少一液流；(3)分流裝置，其連接于所述分離裝置以接收所述蒸氣流，并將其分流成第一和第二料流；(4)第二熱交換裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述分流裝置，以接收所述第一料流并充分地將其冷卻以基本上將其冷凝；(5)第一膨脹裝置，其連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述基本上冷凝的第一料流并將其膨脹到較低的壓力；(6)第一傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一膨脹裝置，以接收所述膨脹冷卻的第一料流并將其加熱，并此后將所述受熱膨脹的第一料流作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(7)吸收裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述液體餾分作為對其的第一頂部進(jìn)料；(8)第二膨脹裝置，其連接于所述分流裝置，以接收所述第二料流并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第二膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述吸收裝置，以提供所述膨脹的第二料流作為對其的底部進(jìn)料；(9)蒸氣收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的上部區(qū)域的第一蒸餾蒸氣流；(10)聯(lián)合裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述蒸氣收集裝置和所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第一蒸餾蒸氣流和所述蒸氣餾分并形成合并的蒸氣流；(11)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述聯(lián)合裝置，以接收所述合并的蒸氣流并將其冷卻，從而提供步驟(6)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(12)所述吸收裝置進(jìn)一步連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷凝的料流作為對其的第二頂部進(jìn)料；(13)所述第二熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第二蒸餾蒸氣流并將其加熱，從而提供步驟中的至少一部分冷卻；(14)所述第一熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述受熱的第二蒸餾蒸氣流并進(jìn)一步將其加熱，從而提供步驟(1)中的至少一部分冷卻，并此后將所述進(jìn)一步受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(15)液體收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的下部區(qū)域的蒸餾液流；(16)第二傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述液體收集裝置以接收所述蒸餾液流并將其加熱，從而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(17)第三膨脹裝置，其連接于所述分離裝置，以接收所述至少一液流的至少一部分并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第三膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述工藝設(shè)備，以提供所述膨脹的液流作為在所述吸收裝置下方且在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方對其的進(jìn)料；和(18)控制裝置，其適應(yīng)于調(diào)節(jié)對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度，以將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
28. 一種用于將含有甲烷、C2組分、C3組分和重?zé)N組分的氣流分離成揮發(fā)性殘余氣體餾分和揮發(fā)性相對較小的餾分的裝置，所述揮發(fā)性相對較小的餾分含有所述C2組分、C3組分和重?zé)N組分或所述C3組分和重?zé)N組分的主要部分，所述裝置包括(1)第一熱交換裝置，其設(shè)置在工藝設(shè)備中，用以充分地冷卻所述氣流以部分地將其冷凝；(2)分離裝置，其連接于所述第一熱交換裝置，以接收所述部分冷凝的氣流并將其分離成蒸氣流和至少一液流；(3)分流裝置，其連接于所述分離裝置以接收所述蒸氣流，并將其分流成第一和第二料流；(4)第一聯(lián)合裝置，其連接于所述分流裝置和所述分離裝置，以接收所述第一料流和所述至少一液流的至少一部分并形成合并的料流；(5)第二熱交換裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一聯(lián)合裝置，以接收所述合并的料流并充分地將其冷卻以基本上將其冷凝；(6)第一膨脹裝置，其連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述基本上冷凝的合并料流并將其膨脹到較低的壓力；(7)第一傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一膨脹裝置，以接收所述膨脹冷卻的合并料流并將其加熱，并此后將所述受熱膨脹的合并料流作為蒸氣餾分和液體餾分排出；(8)吸收裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述液體餾分作為對其的第一頂部進(jìn)料；(9)第二膨脹裝置，其連接于所述分流裝置，以接收所述第二料流并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第二膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述吸收裝置，以提供所述膨脹的第二料流作為對其的底部進(jìn)料；(10)蒸氣收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的上部區(qū)域的第一蒸餾蒸氣流；(11)第二聯(lián)合裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述蒸氣收集裝置和所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第一蒸餾蒸氣流和所述蒸氣餾分并形成合并的蒸氣流；(12)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置進(jìn)一步連接于所述第二聯(lián)合裝置，以接收所述合并的蒸氣流并將其冷卻，從而提供步驟(7)中的至少一部分加熱，而同時地冷凝所述合并的蒸氣流中的揮發(fā)性較小的組分，從而形成冷凝的料流和第二蒸餾蒸氣流；(13)所述吸收裝置進(jìn)一步連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述冷凝的料流作為對其的第二頂部進(jìn)料；(14)所述第二熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述第二蒸餾蒸氣流并將其加熱，從而提供步驟(5)中的至少一部分冷卻；(15)所述第一熱交換裝置進(jìn)一步連接于所述第二熱交換裝置，以接收所述受熱的第二蒸餾蒸氣流并進(jìn)一步將其加熱，從而提供步驟(1)中的至少一部分冷卻，并此后將所述進(jìn)一步受熱的第二蒸餾蒸氣流作為所述揮發(fā)性殘余氣體餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(16)液體收集裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述吸收裝置，以接收來自所述吸收裝置的下部區(qū)域的蒸餾液流；(17)第二傳熱及傳質(zhì)裝置，其設(shè)置在所述工藝設(shè)備中并連接于所述液體收集裝置以接收所述蒸餾液流并將其加熱，從而同時地汽提所述蒸餾液流中的揮發(fā)性較大的組分，并此后將所述受熱并汽提的蒸餾液流作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出；(18)第三膨脹裝置，其連接于所述分離裝置，以接收所述至少一液流的任何剩余部分并將其膨脹到所述較低的壓力，所述第三膨脹裝置進(jìn)一步連接于所述工藝設(shè)備，以提供所述膨脹的液流作為在所述吸收裝置下方且在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方對其的進(jìn)料；和(19)控制裝置，其適應(yīng)于調(diào)節(jié)對所述吸收裝置的所述進(jìn)料流的數(shù)量和溫度，以將所述吸收裝置的所述上部區(qū)域的溫度保持在某溫度，由此回收所述揮發(fā)性相對較小的餾分中的組分的主要部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求M所述的裝置，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
32.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述分離裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中(1)收集裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中；(2)所述收集裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(3)所述收集裝置連接于所述第一聯(lián)合裝置以接收所述冷卻的氣流，并將其導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)一步冷卻；且(4)所述第一分流裝置適應(yīng)于連接到所述收集裝置，以接收所述進(jìn)一步冷卻的氣流并將其分流成所述第一和第二料流。
34.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的裝置，其中(1)收集裝置設(shè)置在所述工藝設(shè)備中；(2)所述收集裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(3)所述收集裝置連接于所述第一熱交換裝置以接收所述冷卻的氣流，并將其導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)一步冷卻；且(4)所述分流裝置適應(yīng)于連接到所述收集裝置，以接收所述進(jìn)一步冷卻的氣流并將其分流成所述第一和第二料流。
35.根據(jù)權(quán)利要求對、25、四或30所述的裝置，其中(1)所述分離裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(2)所述蒸氣流被導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)行冷卻，從而形成另外的冷凝物；以及(3)所述另外的冷凝物成為在其中分離的所述至少一液流的一部分。
36.根據(jù)權(quán)利要求27、28、31或32所述的裝置，其中(1)所述分離裝置內(nèi)設(shè)另外的傳熱及傳質(zhì)裝置，所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部致冷介質(zhì)的通道；(2)所述蒸氣流被導(dǎo)至所述另外的傳熱及傳質(zhì)裝置以通過所述外部致冷介質(zhì)進(jìn)行冷卻，從而形成另外的冷凝物；以及(3)所述另外的冷凝物成為在其中分離的所述至少一液流的一部分。
37.根據(jù)權(quán)利要求23、24、25、29、30或33所述的裝置，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置上方并連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述汽提的揮發(fā)性較大的組分；(2)所述另外的吸收裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并提供所述蒸餾液流與所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)所述吸收裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述第三蒸餾蒸氣流并將其提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；且(4)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述部分汽提的蒸餾液流并將其加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
38.根據(jù)權(quán)利要求沈、27、觀、31、32或34所述的裝置，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方并連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述汽提的揮發(fā)性較大的組分；(2)所述另外的吸收裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并提供所述蒸餾液流與所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)所述吸收裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述第三蒸餾蒸氣流并將其提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；且(4)所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述部分汽提的蒸餾液流并將其加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置上方并連接于所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述汽提的揮發(fā)性較大的組分；(2)所述另外的吸收裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并提供所述蒸餾液流與所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)所述吸收裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述第三蒸餾蒸氣流并將其提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；且(4)所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述部分汽提的蒸餾液流并將其加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中(1)所述工藝設(shè)備內(nèi)設(shè)另外的吸收裝置，其在所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置上方并連接于所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置，以接收所述汽提的揮發(fā)性較大的組分；(2)所述另外的吸收裝置進(jìn)一步連接于所述液體收集裝置，以接收所述蒸餾液流并提供所述蒸餾液流與所述汽提的揮發(fā)性較大的組分的接觸，從而形成第三蒸餾蒸氣流和部分汽提的蒸餾液流；(3)所述吸收裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述第三蒸餾蒸氣流并將其提供給所述吸收裝置的所述下部區(qū)域；且(4)所述第二傳熱及傳質(zhì)裝置適應(yīng)于連接到所述另外的吸收裝置，以接收所述部分汽提的蒸餾液流并將其加熱，從而進(jìn)一步將其汽提以形成所述受熱并汽提的蒸餾液流，其作為所述揮發(fā)性相對較小的餾分從所述工藝設(shè)備中排出。
41.根據(jù)權(quán)利要求23、24、25、29、30或33所述的裝置，其中所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
43.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述第一傳熱及傳質(zhì)裝置包括一個或多個用于外部加熱介質(zhì)的通道，以補充由所述第二部分提供的加熱，用于所述揮發(fā)性較大的組分從所述蒸餾液流中的所述汽提。
全文摘要
公開了以緊湊型工藝設(shè)備從烴氣流中回收乙烷、乙烯、丙烷、丙烯及重?zé)N組分的工藝及裝置。將氣流冷卻并分流成第一和第二料流。將第一料流進(jìn)一步冷卻以基本上將其全部冷凝，此后膨脹到較低的壓力并加熱以形成蒸氣餾分和液體餾分。將液體餾分作為第一頂部進(jìn)料提供給工藝設(shè)備內(nèi)的吸收裝置。也將第二料流膨脹到較低的壓力并作為底部進(jìn)料提供給吸收裝置。從所述吸收裝置的上部區(qū)域中收集第一蒸餾蒸氣流，并與蒸氣餾分合并以形成合并的蒸氣流。
文檔編號F25J3/00GK102460049SQ201080025487
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者A·F·約翰克, H·M·赫德森, J·D·威爾金森, J·T·林奇, K·T·奎拉爾, W·L·劉易斯 申請人:S.M.E.產(chǎn)品有限合伙公司, 奧特洛夫工程有限公司