BR112012000300A2 - processamento de gás hidrocarboneto - Google Patents

Abstract

PROCESSAMENTO DE GÁS DE HIDROCARBONETO. A presente invenção refere-se a um processo e um aparelho que são descritos para a recuperação de propano, propileno, e componentes de hidrocarboneto mais pesados a partir de uma corrente de gãs de hidrocarboneto em uma montagem de processamento compacta. A corrente de gás é resfriada, expandida para pressão inferior, e fornecida como a alimentação inferior para um meio de absorção dentro da montagem de processamento. Uma primeira corrente de líquido de destilação é coletada a partir da região superior do meio de absorção e fornecida como a alimentação superior para um meio de transferência de massa dentro da montagem de processamento. Uma primeira corrente de vapor de destilação é coletada a partir da região superior do meio de transferência de massa e resfriada suficientemente para - pelo menos parcialmente condensá-la, formando uma corrente de vapor residual e uma corrente condensada. A corrente condensada é fornecida como a alimentação superior para o meio de absorção. Uma segunda corrente de vapor de destilação é coletada a partir da região superior do meio de absorção e direcionada para um ou mais meios de troca de calor dentro da montagem de processamento para aquecê-la enquanto resfria a primeira corrente de vapar de destilação. A segunda corrente de vapor de destilação aquecida é combinada com qualquer das correntes de vapor residual e a corrente combinada é direcionada para um ou mais meios de troca de calor dentro da montagem de processamento para aquecê-la enquanto. resfria a corrente de gás. Uma segunda corrente de líquido de destilação é coletada a partir da região inferior do meio de transferência de massa e direcionada para um meio de transferência de massa e calor dentro da montagem de processamento para aquecê-la e remover seus componentes voláteis. As quantidade e temperaturas das alimentações para o meio de absorção são eficazes para manter a temperatura da região superior do meio de absorção a uma temperatura através da qual as porções principais dos componentes desejados são recuperadas na segunda corrente de líquido de destilação removida.

Description

| : | | Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCES- | | SAMENTO DE GÁS DE HIDROCARBONETO". | | ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um processo e aparelho para a | | 5 — separação de hidrocarbonetos contendo gás.

Os requerentes reivindicam os benefícios sob o Título 35, do Código dos Estados Unidos, Seção 119(e) do | Pedido Provisório anterior Número U.S. 61/186.361 que foi depositado em 11 de Junho de 2009, Os requerentes também reivindicam os benefícios sob o Título 35, do Código dos Estados Unidos, Seção 120 como uma continua- , 10 ção em partedo Pedido de Patente Nº.

US. 12/7 17.394 que foi depositado em 04 de Março de 2010, e como uma continuação em parte do Pedido de Patente Nº.

US. 12/689.616 que foi depositado em 19 de Janeiro de 2010, e como uma continuação em parte do Pedido de Patente.

Nº, US. 12/372.604 . que foi depositado em 17 de Fevereiro de 2009. Os Cessionários S.M.E.

Products LP e Ortloff Engineers, Ltd. foram as partes para um acordo de ' pesquisa conjunta que estava em vigor antes da invenção deste pedido ser feita.

O propileno, propano, e/ou hidrocarbonetos mais pesados po- dem ser recuperados a partir de uma variedade de gases, tal como gás natu- ral, gás de refinaria, e correntes de gás sintético obtidas a partir de outros materiais de hidrocarboneto tais como hulha, óleo cru, nafta, xisto betumino- so, areias asfálticas, e linhita.

Gás natural geralmente tem uma proporção maior de metano e etano, isto é, metano e etano juntos compreendem pelo menos 50 mols por cento do gás.

O gás também contém quantidades relati- —vamente menores de hidrocarbonetos mais pesados tais como propano, bu- tanos, pentanos, e similares, assim como hidrogênio, nitrogênio, dióxido de carbono, e outros gases.

A presente invenção é geralmente relacionada com a recupera- ção de propileno, propano, e hidrocarbonetos mais pesados de tais corren- fesde gás.

Uma análise típica de uma corrente de gás a ser processada de acordo com essa invenção seria, aproximadamente em mol por cento, 88,4% de metano, 6,2% de etano e outros componentes C,, 2,6% propano e outros componentes de C3, 0,3% iso-butano, 0,6% butano normal, e 0,8% pentanos mais, com o equilíbrio feito de nitrogênio e dióxido de carbono. | Gases que contém enxofre também estão algumas vezes presentes. | As flutuações históricas nos preços tanto do gás natural quanto | | 5 dos constituintes de gás líquido natural (NGL) tem às vezes reduzido o valor | ' de acréscimo de propano, propileno, e componentes mais pesados como produtos líquidos. Isso resultou em uma demanda por processos que podem | fornecer recuperações mais eficientes desses produtos e por processos que podem fornecer recuperações eficientes com menor investimento de capital. Processos disponiveis para separar esses materiais incluem os que basea- dos no resfriamento e na refrigeração de gás, absorção de óleo, e absorção de óleo refrigerado. Adicionalmente, processos criogênicos se tornaram po- pulares por causa da disponibilidade de equipamento econômico que produz . potência enquanto simultaneamente expande e extrai calor do gás sendo processado. Dependendo da pressão da fonte de gás, a riqueza (conteúdo ' de etano, etileno, e hidrocarbonetos mais pesados) do gás, e os produtos finais desejados, cada um destes processos ou uma combinação disto pode ser empregado. O processo de expansão criogênica é atualmente geralmente preferencial para a recuperação de gás líquido natural porque esta fomece uma simplicidade máxima com facilidade de inicialização, flexibilidade de operação, boa eficiência, segurança, e boa confiabilidade. Os pedidos de patente U.S. números. 3.292.380; 4.061.481; 4.140.504; 4.157.904;

4.171.064: 4.185.978, 4.251.249; 4278457, 4.519.824; 4.617.039, 4687499; 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; pedido de patente reemitida U.S. Nº.

33.408; e pedido de patente copendente números 11/430.412; 11/839.693; 11/971.491; e 12/206.230; descrevem processos relevantes (embora a des- crição da presente invenção em alguns casos seja baseada em condições de processamento diferentes do que as descritas nos pedidos de patente

U.S. citados acima). | Em um processo de recuperação de expansão criogênica típica, uma corrente de gás de alimentação sob pressão é resfriada por troca de calor com outras correntes do processo e/ou fontes externas de refrigeração | | 5 talcomoum sistema de refrigeração de compressão de propano.

Conforme | ; o gás é resfriado, os líquidos podem ser condensados e coletados em um ou mais separadores conforme os líquidos de pressão elevada que contém al- | guns dos componentes desejados de C3+. Dependendo da riqueza do gás e a quantidade de líquidos formados, os líquidos de pressão elevada podem = 10 ser expandidos para uma pressão inferior e fracionados.

A vaporização que ocorre durante a expansão dos líquidos resulta em um resfriamento adicional da corrente.

Sob algumas condições, o pré-resfriamento dos líquidos de pressão elevada anterior a expansão pode ser desejável com a finalidade de . diminuir adicionalmente a temperatura que resulta da expansão.

A corrente expandida, que compreende uma mistura de líquido e vapor, é fracionada em uma coluna (desetanizador) de destilação.

Na coluna, a(s) corrente(s) resfriada(s) de expansão é (são) destilada para separar o metano residual, componentes de C,, nitrogênio, e gases voláteis como vapor suspenso dos desejado componentes de C; e componentes de hidrocarboneto mais pesa- docomo produto líquido de fundo.

Se o gás de alimentação não for totalmente condensado (tipica- mente não é), o vapor restante da condensação parcial pode ser passada através de uma máquina ou motor de expansão de trabalho, ou uma válvula de expansão, para uma pressão inferior na qual líquidos adicionais são con- —densados como um resultado do resfriamento adicional da corrente.

À cor- rente expandida entra então em uma seção de absorção na coluna e é con- tatada com líquidos frios para absorver os componentes de C; e os compo- nentes mais pesados da porção de vapor da corrente expandida.

Os líquidos da seção de absorção são então direcionados para a seção desetanizadora dacoluna.

Uma corrente de vapor de destilação é retirada da região superi- or da seção desetanizadora e é resfriada pela relação de troca de calor com a corrente de vapor suspenso da seção de absorção, que condensa pelo | menos uma porção da corrente de vapor de destilação.

O líquido de conden- | | sado é separado da corrente resfriada de vapor de destilação para produzir | | uma corrente de refluxo de líquido frio que é direcionada para a região supe- Í 5 riorda seção de absorção, em que os líquidos frios podem contatar a porção | de vapor da corrente expandida conforme descrito anteriormente.

A porção ! t de vapor (se houver alguma) da corrente resfriada de vapor de destilação e S o vapor suspenso da seção de absorção se combinam para formar o metano residual e gás produto de componente C2. ” 10 A separação acontece neste processo (produção de um gás re- sidual que deixa o processo que contém substancialmente todo o metano e os componentes de C> no gás de alimentação com essencialmente nenhum dos componentes C; e de componentes de hidrocarboneto mais pesados, e . uma fração de fundo que deixa o desetanizador que contém substancialmen- te todos os componentes de C; e os componentes de hidrocarboneto mais Í pesados com essencialmente nenhum metano, componentes de C,; ou mais componentes voláteis) consome energia para o gás de alimentação resíria- mento, para ferver novamente a seção desetanizadora, para fazer o refluxo da seção de absorção, e/ou para comprimir novamente o gás residual.

A presente invenção emprega métodos inovadores de execução das várias etapas descritas acima mais eficientemente e usando menos pe- daços de equipamento.

Isso é realizado pela combinação do que até aqui foram itens de equipamento individual em um alojamento em comum, e atra- vés disso reduzindo o espaço de terra requerido para a usina de processa- —mentoereduzo custo de capital da instalação.

Surpreendentemente, os de- positantes constataram que uma disposição mais. compacta também reduz significantemente o consumo de potência requerido para atingir um dado nível de recuperação, desta forma aumentando a eficiência do processo e reduzindo o custo de operação da instalação.

Em adição, uma disposição —maiscompacta também elimina muito da tubulação usada para interconectar os itens de equipamento individual em projetos de usinas tradicionais, redu- zindo ainda mais o custo de capital e também elimina as conexões de tubu-

l lação flangeadas associadas.

Desde que os flanges de tubulação são uma | fonte de vazamento em potencial para hidrocarbonetos (que são compostos orgânicos voláteis, VOCs, que contribuem para os gases do efeito estufa e l também podem ser precursores apara formação de ozônio atmosférico), eli- | 5. minando esses flanges é reduzido o potencial para emissões atmosféricas | | que podem danificar o meio ambiente. | | De acordo com a presente invenção, foi constado que as recu- perações de C3 em excesso de 99,6% podem ser obtidas enquanto fornece essencialmente rejeição completa de componentes de C> para o corrente de ã 10 gás residual.

Em adição, a presente invenção torna possível essencialmente 100% de separação dos componentes de C, e componentes mais leves dos componentes de C; e componentes mais pesados requerimentos de energia mais baixos quando comparados a técnica anterior enquanto mantendo o mesmo nível de recuperação.

A presente invenção, embora aplicável em pressões mais baixas e temperaturas mais quentes, é particularmente vanta- ' joso quando processando gases de alimentação na faixa de 400 a 1500 psia : [2,758 a 10,342 kPa(a)] ou maior sob condições que requerem Temperatu- ras suspensas de coluna de recuperação NGL de -46ºC [-50ºF] ou mais frio.

Para um melhor entendimento da presente invenção, são feitas referências aos seguintes exemplos e desenhos.

Com referência aos dese- nhos: a figura 1 é um diagrama de fluxo de uma técnica anterior de u- sina de processamento de gás natural de acordo com a publicação de paten- te U.S.

Nº 5.799.507; a figura 2 é um diagrama de fluxo de uma usina de processa- mento de gás natural de acordo com a presente invenção; e as figuras 3 até a 13 são diagramas de fluxo que ilustram meios de aplicação alternativa da presente invenção para um gás natural corrente.

Na explicação das figuras acima, as tabelas são fornecidas para — sumarizar as taxas de fluxo calculadas para as condições de processo re- presentativas.

Nas tabelas que aparecem no presente documento, os valo- res para as taxas de fluxo (em moles por hora) foram arredondados para o

| | número inteiro mais próximo para conveniência. As taxas de fluxo totais | | mostradas nas tabelas incluem todos os componentes de não hidrocarbone- | | to e portanto são geralmente maiores do que a soma das correntes de taxa | de fluxo para os componentes de hidrocarboneto. As temperaturas indicaram ij | 5 que os valores aproximados arredondados até o grau mais próximo. Tam- | bém deve ser observado que os cálculos de projeto de processo executados para o propósito de comparar o processo retratado nas figuras são baseados ! na suposição de não vazamento de calor a partir do (ou para) os processos dos arredores (ou a partir destes). A qualidade de materiais isolantes comer- ” 10 cialmente disponíveis faz com que seja uma suposição razoável e uma que é tipicamente feita por aqueles versados na técnica. Para conveniência, os parâmetros de processo são relatados nas unidades tradicionais Britânicas e nas unidades do Sistema Internacio- nal de Unidades (SI). As taxas molares de fluxo dadas nas tabelas podem serinterpretadas como libras moles por hora ou quilograma moles por hora. M O consumo de energia relatado como cavalo-de-força (HP) elou milhares de Unidades Térmicas Britânicas por hora (MBTU/h) correspondentes as taxas molares de fluxo citadas em libra moles por hora. O consumo de energia relatado como quilowatts (KW) correspondente as taxas molares de fluxo citadasem quilograma moles por hora.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR A figura 1 é um diagrama de fluxo de processo que mostra o pro- jeto de uma planta de processamento para recuperar componentes C3+ a partir do gás natural usando a técnica anterior de acordo com a Patente No U.S. 5.799.507. Nesta simulação de processo, o gás de entrada entra na planta a 110ºF (43ºC) e 885 psia (6,100 kPa(a)) como na corrente 31.Seo gás de entrada tiver uma concentração de componentes de enxofre que evi- tariam que as correntes de produto satisfizessem as especificações, os componentes de enxofre são removidos através do pré-tratamento apropria- do do gás de alimentação (não ilustrado). Adicionalmente, a corrente de ali- mentação é geralmente desidratado para evitar a formação de hidrato (gelo) sob condições criogênicas. O sólido dessecante tem sido tipicamente usado

| | para este propósito. | | A corrente de alimentação 31 é resfriada no trocador de calor 10 | | através da troca de calor com resíduo de gás frio (corrente 44), líquidos se- | paradores expandidos de baixa pressão (corrente 35a), e líquidos de destila- | 5 çãoa1osºF(76ºC) (corrente 43). A corrente resfriada 31a entra no separa- ; dor 11 a 34ºF (36ºC) e 875 psia (6,031 kPa(a)) onde o vapor (corrente 34) é | separado do líquido condensado (corrente 35). O líquido separador (corrente 35) é expandido para pouco acima da pressão de operação (aproximada- mente 375 psia (2,583 kPa(a))) da torre de fracionamento 15 através de uma r 10 válvula de expansão 12, corrente resfriadora 35a a 65ºF (54ºC). A corrente 35a entra em um trocador de calor 10 para fornecer resfriamento ao. gás de alimentação como descrito anteriormente, a corrente de aquecimento 35b a 105ºF (41ºC) antes de ser fornecida à torre de fracionamento 15 em um pon- ' to de alimentação de coluna média inferior.

O vapor (corrente 34) do separador 11 entra em uma máquina ' de expansão de trabalho 13 em que a energia mecânica é extraída desta Ú porção da alta pressão de alimentação.

A máquina 13 expande o vapor substancialmente de forma isentrópica à pressão de operação da torre de fracionamento 15, com a expansão de calor resfriando a corrente expandida 34aa uma temperatura de aproximadamente 100ºF (74ºC). Os expansores típicos comercialmente disponíveis são capazes de recuperar na ordem de 80 a 85% do trabalho disponível teoricamente em uma expansão isentrópica ideal.

O trabalho recuperado é geralmente usado para acionar um compres- sor de centrifuga (como item 14) que pode ser usado para recomprimir o gás de resíduo aquecido (corrente 44a), por exemplo.

A corrente expandida con- densada parcialmente 34a é, portanto fornecida como alimentação para torre de fracionamento 15 em um ponto de alimentação de coluna média superior.

O desetanizador na torre 15 é uma coluna de destilação conven- cional que contém uma pluralidade de bandejas espaçadas verticalmente, um oumaisleitos compactados, ou alguma combinação de bandejas e com- pactação.

A torre de desetanizador consiste em duas seções: uma seção de absorção superior (retificação) 15a que contém as bandejas e/ou compacta-

ção para fornecer o contato necessário entre a porção de vapor da corrente | expandida 34a que é elevada para cima e líquido frio que segue na direção para baixo para condensar e absorver os componentes C3 e componentes mais pesados; e uma seção de extração inferior 15b que contém estas ban- | 5 dejase/oucompactações para fornecer o contato necessário entre os líqui- | dos que seguem na direção para baixo e os vapores que são elevados para ! cima.

A seção de desentanização 15b também inclui, pelo menos, um ebuli- i dor (como ebulidor 16) que aquece e vaporiza uma porção dos líquidos que fluem para baixo da coluna para fornecer os vapores de extração que flui ” 10 paracima na coluna para extrair o produto líquido, a corrente 37, de metano, componentes C2, e componentes mais Jeves.

A corrente 34a entra no dese- tanizador 15 em uma posição de alimentação de coluna média localizada na região inferior de seção de absorção 15a de desetanizador 15. A porção li- : quida da corrente expandida 34a se mistura com líquidos que seguem na direção para baixo a partir da seção de absorção 15a e o líquido combinado ' continua para baixo na seção de extração 15b de desetanizador 15. A por- ção de vapor da corrente expandida 34a se eleva para cima através de uma seção de absorção 15a e faz contato com o líquido frio que segue na direção para baixo para condensar e absorver os componentes C3 e componentes maispesados.

Uma porção do vapor de destilação (corrente 38) é retirada da região superior da seção de extração 15b.

Esta corrente é, então resfriada e parcialmente condensada (corrente 38a) no trocador 17 pela troca de calor com desetanizador frio acima da corrente 36 que sai do topo do desetaniza- dori5a109ºF(79ºC). O desetanizador frio acima da corrente é aquecido a aproximadamente 33ºF (66ºC) (corrente 36a) conforme resfria a corrente 38 a partir de 30ºF (35ºC) a cerca de 103ºF (75ºC) (corrente 38a). A pressão de operação no separador de refluxo 18 é mantida le- vemente acima da pressão de operação de desetanizador 15. Esta diferença de pressão fomece a força de acionamento que permite que a corrente de vapor de destilação 38 flua através do trocador de calor 17 e então, no sepa- rador de refluxo 18 em que o líquido condensado (corrente 40) é separado

| do vapor não condensado (corrente 39). A corrente de vapor não condensa- do 39 combina com a corrente acima do desetanizador aquecido 36a a partir do trocador 17 para formar a corrente de resíduo de gás frio 44 a 37ºF | (38ºC). | 5 A corrente líquida 40 a partir do separador de refluxo 18 é bom- | | beada pela bomba 19 a uma pressão levemente acima da pressão de ope- | ração do desetanizador 15, A corrente resultante 40a é então dividida em | duas porções.

À primeira porção (corrente 41) é fornecida como uma alimen- tação de coluna de topo fria (refluxo) até a região superior de seção de ab- ” 10 sorção 5a de desetanizador 15. Este líquido frio faz com que ocorra o efeito de resfriamento de absorção dentro da seção de absorção (retificação) 15a de desetanizador 15, em que a saturação do vapor que se eleva para cima através da torre por vaporização de metano líquido e etano contido na cor- , rente 41 fornece refrigeração à seção.

Observe que, como resultado, ambos ovaporque deixa a região superior (corrente superior 36) e os líquidos que ' deixam a região inferior (corrente de líquido de destilação 43) de seção de absorção 15a são mais frios do que as correntes de alimentação (correntes 41 e corrente 34a) para seção de absorção 15a.

Este efeito de resfriamento de absorção permite que a torre elevada (corrente 36) forneça a resfriação necessária no trocador de calor 17 para condensar parcialmente o vapor de corrente de destilação (corrente 38) sem operar a seção de extração 15b a uma pressão significativamente maior do que a seção de absorção 15a.

Este efeito de resfriamento de absorção também facílita a corrente 41 de refluxo que condensa e absorve os componentes C3 e componentes mais pesados —novapor de destilação que flui para cima através da seção de absorção 15a.

A segunda porção (corrente 42) de corrente bombeada 40a é fornecida para a região superior de seção de extração 15b de desetanizador 15 onde o li quido frio age como refluxo para absorver e condensar os componentes C3 e componentes mais pesados que fluem para cima a partir da parte de bai- xo,demodo que a corrente de vapor de destilação 38 contenha quantidades mínimas destes componentes.

Um fluxo de líquido de destilação 43 do desetanizador 15 é reti-

| é | rado da região inferior da seção de absorção 15a e é roteado para o trocador | | de calor 10, onde é aquecido conforme proporciona o resfriamento do gás de alimentação de entrada, como descrito anteriormente.

Tipicamente, o fluxo deste líquido do desetanizador flui através de circulação de termossifão, po- rém, uma bomba pode ser utilizada.

O fluxo líquido é aquecido em 4ºF | (-20ºC) parcialmente, antes a corrente de vaporização 43a é retornada como | | alimentação de coluna média para o desetanizador 15, na região média da seção de extração 15b.

Na seção de extração 15b do desetanizador 15, as correntes de o 10 alimentação são extraídas de seus componentes de metano e C2. A corrente de produto liquido resultante 37 deixa o inferior da torre em 201ºF (94ºC) com base em uma especificação típica de razão de um etano para propano de 0,048:1 em uma base molar no produto superior.

O gás residual frio (cor- ' rente 44) passa contracorrentemente até o gás de alimentação de entrada no trocador de calor 10 onde é aquecido até 98ºF (37ºC) (corrente 44a). O , gás residual é então re-comprimido em dois estágios.

No primeiro estágio está o compressor 14 conduzido por máquina de expansão 13. No segundo estágio está o compressor 20 conduzido por uma fonte de potência suple- mentar que comprime o gás residual (corrente 44c) para trocar pressão de linha.

Após resfriar até 120ºF (49ºC) no resfriador de descarga 21, a corren- te de gás residual 44d flui para o duto de gás de troca em 915 psia (6,307 kPa(a)), suficiente para encontrar requisitos de linha (normalmente na ordem da pressão de entrada). Um resumo de taxas de fluxo de corrente e consumo de energia —paraoprocesso ilustrado na figura 1 é apresentado na seguinte tabela: Tabela |: (figura 1) Resumo de fluxo de corrente — Lb.Mol/hora (kg de mol/ hora) Corrente Metano Etano Propano Total 3 | 19419 E os 367 21.961

36 | 18.400 1.242 3 19.669 | 38 2759 17588 | 15 e 4.602 | | 39 1.019 86 o o 1.116 | 1.044 8 | o | 2.092 | ' 1.388 911 365 98 2.796 men O II E ee A | Butanos+ | 10000%] | Potência ams 17 — Compressão de Gás residual 9,868 16,223 KW] | Bomba de Refluxo HP = kW] EE o eai * (Com base em taxas de fluxo não arredondadas) Descrição da Invenção A figura 2 ilustra um fluxograma de um processo, de acordo com a presente invenção.

A composição de gás de alimentação e condições con- sideradasno processo apresentado na figura 2 são os mesmos daqueles na figura 1. Consequentemente, o processo da figura 2 pode ser comparado com aquele do processo da figura 1 para ilustrar as vantagens da presente invenção.

Na simulação do processo da figura 2, o gás de entrada penetra na planta como a corrente 31 e penetra em um meio de troca de calor na seção de resfriamento de alimentação 115a na montagem de processamen- to 115. Este meio de troca de calor pode compreender uma aleta e trocador de calor tipo tubo, um trocador de calor tipo placa, um trocador de calor de tipo de alumínio soldado, ou outro tipo de dispositivo de transferência de ca- lor, que inclui trocador de calor de passos múltiplos e/ou serviços múltiplos.

O meio de troca de calor é configurado para proporcionar troca de calor en-

12/24 | | tre a corrente 31, que segue através de uma passagem do meio de troca de | | calor e líquidos expandidos do separador flash (corrente 35a), e uma corren- | te de gás residual da seção de condensação 115b na montagem de proces- | samento 115. A corrente 31 é resírfiada enquanto aquece os líquidos expan- | | 5 didosdo separador flash e a corrente de gás residual. Uma primeira porção (corrente 32) da corrente 31 é retirada do meio de troca de calor depois da | corrente 31 tiver sido parcialmente resfriada até 25ºF (4ºC), enquanto a se- gunda porção restante (corrente 33) é adicionalmente resfriada para deixar o meio de troca de calor em -20ºF (29ºC).

A seção de separador 115e tem uma cabeça interna ou outro meio para dividi-la a partir da seção de desetanização 115d, para que as duas seções na montagem de processamento 115 possam operar em pres- sões diferentes. A primeira porção (corrente 32) de corrente 31 penetra na região inferior de seção de separador 115e em 875 psia (6,031 KPa(a)) onde qualquer liquido condensado é separado do vapor antes do vapor ser dire- : cionado no meio de transferência de massa e calor dentro da seção de se- parador 115e. Este meio de transferência de massa e calor pode adicional- mente compreender uma aleta e trocador de calor tipo tubo, um trocador de calor tipo placa, um trocador de calor de tipo de alumínio soldado, ou outro tipode disposítivo de transferência de calor, que inclui trocador de calor de passos múltiplos e/ou serviços múltiplos. O meio de transferência de massa e calor é configurado para proporcionar troca de calor entre a porção de va- por de corrente 32, que segue para cima através de uma passagem do meio de transferência de massa e calor, e a corrente de líquido de destilação 43 a —partirda seção de absorção 115c na montagem de processamento 115 que segue para baixo, para que o vapor seja resfriado enquanto aquece a cor- rente liquida de destilação. Conforme a corrente de vapor é resfriada, uma porção dela pode ser condensada e descer enquanto o vapor restante conti- nua a fluir para cima através do meio de meio de transferência de massa e calor O meio de transferência de massa e calor proporciona contato conti- nuo entre o liquido condensado e o vapor para que ele também funcione pa- ra proporcionar transferência de massa entre as fases de liquido e de vapor

| ! | para proporcionar retificação parcial do vapor.

A segunda porção (corrente 33) de corrente 31 penetra a seção | | de separador 115e na montagem de processamento 115 acima do meio de | transferência de massa e calor.

Qualquer liquido condensado é separado do | 5 vapore mistura-se com qualquer liquido que é condensado a partir da parte | de vapor de corrente 32 que flui para cima através do meio de transferência 1 de massa e calor.

A porção de vapor de corrente 33 combina com o vapor que deixa o meio de transferência de massa e calor para formar a corrente 34, que deixa a seção de separador 115e em -31º*F (-35ºC). As porções lí- quidas (se qualquer) das correntes 32 e 33 e qualquer líquido condensado, a partir da porção de corrente 32 no meio de transferência de massa e calor, combinam para formar a corrente 35, que deixa a seção de separador 115e em -15ºF (-26ºC). Ela é expandida levemente acima da pressão de opera- : ção (aproximadamente 383 psia (2,639 kPa(a))) de seção de desetanização 115dnamontagem de processamento 115 por válvula de expansão 12, cor- Ú rente de resfriamento 35a em -42ºF (41ºC). A corrente 35a penetra no meio de troca de calor da seção de resfriamento de alimentação 115a para forne- cer resfriamento ao gás de alimentação como descrito previamente, sendo a corrente de aquecimento 35b em 103ºF (39ºC) antes de ser fornecida para a seção de desetanização 115b na montagem de processamento 115 em um , ponto mais baixo de alimentação. de coluna média.

O vapor (corrente 34) da seção de separador 115e penetra em uma maquina de expansão de trabalho 13 em que a energia mecânica é ex traída a partir desta porção da alimentação de pressão elevada.

A máquina 13 expande o vapor substancialmente, de forma isentrópica, para a pressão de operação (de aproximadamente 380 psia (2,618 kPa(a))) de seção de absorção 115c, com o resfriamento de expansão de trabalho da corrente expandida 34a para uma temperatura de aproximadamente -98ºF (-72ºC). À corrente expendida condensada parcialmente 34a é desde então fornecida — como alimentação para a região inferior da seção de absorção 115c na mon- tagem de processamento 115. A seção de absorção 115c contém um meio de absorção que

| . consiste em uma pluralidade de bandejas espaçadas verticalmente, um ou | mais leitos empacotados ou alguma combinação de bandejas e empacota- mento.

As bandejas e/ou empacotamento na seção de absorção 115c pro- porciona o contato necessário entre os vapores crescentes em direção as- cendentee o líquido frio que cai em direção descendente.

A porção de vapor | de corrente expandida 34a vai em direção ascendente através do meio de | absorção na seção de absorção 115c para entrar em contato com o liquido frio em direção descendente para condensar e absorver a maioria dos com- ponentes C; e componentes mais pesados a partir destes vapores.

À porção C 10 líquida de corrente expandida 34a mistura-se com líquidos em direção des- cendente do meio de absorção na seção de absorção 115c para formar a corrente de liquido de destilação 43, que é retirada da região inferior da se- ção de absorção 115c em -102ºF (-74ºC). O líquido de destilação é aquecido : até -9ºF (-23ºC) conforme ele resfria a porção de vapor de corrente 32 na seção de separador 115e, como descrito anteriormente, com a corrente de Ú líquido de destilação aquecido 43a depois de fornecido à seção de desetani- zação 115d na montagem de processamento 115 em um ponto de alimenta- ção de coluna média superior.

Tipicamente, o fluxo deste líquido, a partir da seção de absorção 115c, através do meio de transferência de massa e calor naseçãode separador 115e para a seção de desetanização 115d flui atra- vés de circulação de termossifão, porém, uma bomba pode ser utilizada.

A seção absorvente 115c tem uma cabeça interna ou outro meio de se dividir da seção de desetanização 115d, de forma que as duas seções dentro da montagem de processamento 115 podem operar com a pressão da seção de desetanização 115d ligeiramente maior do que a da seção ab- sorvente 115c.

Essa diferença de pressão fornece a força de acionamento que permite uma primeira corrente de vapor de destilação (corrente 38) seja retirada da região superior da seção de desetanização 115d e direcionada ao meio de troca de calor na seção de condensação 115b dentro da monta- gem de processamento 115, Esse meio de troca de calor pode, do mesmo modo, compreender um trocador de calor do tipo de tubo e aleta, um troca- dor de calor do tipo de placa, um trocador de calor do tipo de alumínio bra-

15/24 | sado, ou outro tipo de dispositivo de transferência de calor, o que inclui tro- | cadores de calor de múltiplas passagens e /ou múltiplos serviços. O meio de troca de calor é configurado para fornecer a troca de calor entre a primeira corrente de vapor de destilação 38 que flui através de uma passagem do | | 5 —meiode troca de calore uma segunda corrente de vapor de destilação que | | surge da seção absorvente 115c dentro da montagem de processamento

115. A segunda corrente de vapor de destilação é aquecida enquanto resfria, ; pelo mesmo, condensa parcialmente a corrente 38, a qual após isto saí do meio de troca de calor e é separada em suas respectivas fases de líquido e o 10 vapor. A fase de vapor (se houver alguma) se combina com a segunda cor- B rente de vapor de destilação aquecida saindo do meio de troca de calor para formar a corrente de gás residual que fornece o resfriamento na seção de resfriamento de alimentação 115a conforme descrito previamente, A fase . líquida é dividida em duas porções, as correntes 41 e 42. A primeira porção (corrente 41) é suprida como alimentação de coluna superior resfriada (refluxo) à região superior da seção absorvente i 115c dentro da montagem de processamento 115 pelo fluxo por gravidade. Esse líquido resfriado causa um efeito de resfriamento de absorção dentro da seção de absorção (retificação) 115a, em que a saturação dos vapores surgindo de modo ascendente através da torre pela vaporização de etano e metano líquido contido na corrente 41 fornece refrigeração à seção. Essa efeito de resfriamento de absorção permite que a segunda corrente de vapor de destilação forneça o resfriamento necessário no meio de troca de calor na seção de condensação 115b para condensar parcialmente a primeira corren- tede vapor de destilação (corrente 38) sem operar a seção de desetaniza- ção 115d em uma pressão significativamente mais alta do que da seção ab- sorvente 115c. Esse efeito de resfriamento de absorção facílita também que corrente de refluxo 41 condense e absorva os componentes de C; e compo- nentes mais pesados no vapor de destilação que flui de modo ascendente através da seção absorvente 115c. A segunda porção (corrente 42) da fase líquida separada na seção de condensação 115b é suprida como alimenta- ção de coluna superior resfriada (refluxo) para a região superior da seção de

16/24 | | . | | desetanização 115d dentro da montagem de processamento 115 pelo fluxo por gravida, de forma que o líquido resfriado atua como refluxo para absor- ver e condensar os componentes de C; e componentes mais pesados que | | fluem de modo ascendente a partir de baixo de forma que a corrente de va- | | 5 porde destilação 38 contém quantidades mínimas desses componentes. ' A seção de desetanização 115d dentro da montagem de pro- , i cessamento 115 contém um meio de transferência de massa que consiste em uma pluralidade de bandejas verticalmente espaçadas, um ou mais es- tratos empacotados, ou alguma combinação de bandejas e empacotamento. ' 10 As bandejas e/ou empacotamento na seção de desetanização 115d forne- cem o contato necessário entre os vapores surgindo de modo ascendente e líquido resfriado derramado de modo descendente.

A seção de desetaniza- ção 115d inclui também um meio de transferência de massa e calor abaixo . do meio de transferência de massa.

Esse meio de transferência de massa e —calorpode compreender também um trocador de calor do tipo de tubo e ale- Ú ta, um trocador de calor do tipo de placa, um trocador de calor do tipo de alumínio brasado, ou outro tipo de dispositivo de transferência de calor, o que inclui trocadores de calor de múltiplas passagens e/ou múltiplos servi- ços.

O meio de transferência de massa e calor é configurado para fornecer troca de calor entre um meio de calor que flui através de uma passagem do . meio de transferência de massa e calor e uma corrente de líquido de destila- ção que flui de modo descendente a partir do meio de transferência de mas- sa na seção de desetanização 115d, de forma que a corrente de líquido de destilação é aquecida.

Conforme a corrente de liquido de destilação é aque- cida, uma porção dela é vaporizada para formar vapores de extração que surgem de modo descendente conforme o líquido remanescente continua fluindo de modo descendente através do meio de transferência de massa e calor.

O meio de transferência de massa e calor fornece contato contínuo entre os vapores de extração e a corrente de líquido de destilação de forma que ele também funciona para fornecer transferência de massa entre as fa- ses líquida e vaporosa, extrair a corrente de produto líquido 37 do metano, componente de C,, e componentes. mais leves.

O produto líquido resultante

| (corrente 37) sai da região inferior da seção de desetanização 115d e deixa | a montagem de processamento 115 a 95ºC (203ºF). A segunda corrente de vapor de destilação que surge a partir da ; seção absorvente 115c é aquecida na seção de condensação 115b, pois | 5 fornece resfriamento à corrente 38 conforme descrito previamente.

A segun- | | da corrente de vapor de destilação esquentada se combina com qualquer ! | vapor separado da primeira corrente de vapor de destilação 38 resfriada conforme descrito previamente.

A corrente de gás residual resultante é a- quecida na seção de resfriamento de alimentação 115a, pois fornece o res- i 10 friamento à corrente 31, conforme descrito previamente, na qual acorrente de gás residual 44 deixa à montagem de processamento 115 a 20ºC (104ºF). A corrente de gás residual é então recomprimida em dois estágios, no compressor 14 acionado por maquina de expansão 13 e compressor 20 . acionado por uma fonte de potência suplementar, Após o resfriamento para 49ºC (120ºF) no resfriador de descarga 21, a corrente de gás residual 44c flui para a tubulação de gás natural a 6,307 kPa(a) (915 psia), suficiente para atender exigências da linha (em geral na ordem da pressão de entrada). Um sumário das taxas de fluxo de corrente e consumo de ener- gia para o processo ilustrado na figura 2 é estabelecido adiante na seguinte tabela: Tabela || (figura 2) Sumário de Fluxo de corrente — Lb.

Moles/Hora (Kg moles/Hora) Corrente Metano | Etano Propano | Butanos+ 32 4.855 141 | 5.490 33 14.564 | 1.016 16471 | 34 18.870 1.135 348 20.683 « se [e

Corrente Metano Etano Propano | Butanos+ Total | | 43 1112 | 723 | 353 104 2.320 44 | 19419 | 1.326 3 o 20.984 37 o 27 | 562 387 977 | Recuperações* Butanos 100,00% — | Potência e | Compressão de gás residual 9,363 HP 15,393 kW Ú *(Com base em taxas não arredondadas). Uma comparação das Tabelas | e Il mostra que a presente in- venção mantém essencialmente as mesmas recuperações que a técnica . antecedente. Contudo, uma comparação adicional das Tabelas | e Il mostra que os rendimentos do produto foram alcançados pelo uso de menos potên- ' cia do que na técnica antecedente. Em termos de eficiência de recuperação Ú (definido pela quantidade de propano recuperado por unidade de potência), apresente invenção representa mais do que 5% de aprimoramento sobre a técnica anterior do processo da figura 1.

O aprimoramento em eficiência fornecido pela presente invenção sobre que a técnica antecedente do processo da figura1 se dá primeiramen- te devido a três fatores. Primeiro, o engate compacto do meio de troca de calorna seção de resfriamento de alimentação 115a e na seção de conden- sação 115b na montagem de processamento 115 elimina a queda de pres- são imposta pela tubulação de interligação encontrada em usinas de proces- samento convencionais. O resultado é que o gás residual que flui para o compressor 14 está com uma maior pressão para a presente invenção em comparação com a técnica antecedente, de forma que o gás residual que entra no compressor 20 está com pressão significativamente alta, reduzindo, portanto a potência exigida pela presente invenção para restaurar o gás re- sidual da pressão da tubulação.

Segundo, usar o meio de transferência de massa e calor na se-

| ção de desetanização 115d para aquecer simultaneamente o líquido de des- | tilação que deixa o meio de transferência de massa na seção de desetaniza- | | ção 115d enquanto que permite os vapores resultantes entrem em contato com o liquido e extrai seus componentes voláteis é mais eficiente do que | | 5 usaruma coluna de destilação convencional com refervedores externos.

Os | | componentes voláteis são extraídos do líquido continuamente, reduzindo a | concentração de componentes voláteis nos vapores de extração mais rapi- ; damente e portanto aprimorando a eficiência de extração para a presente invenção. ' 10 Terceiro, usar o meio de transferência de massa e calor na se- i ção de separador 115e resfriar simultaneamente a porção de vapor de cor- rente 32 enquanto condensa os componentes de hidrocarboneto mais pesa- dos do vapor fornece retificação parcial da corrente 34 antes de ela ser sub- sequentemente expandida e suprida como alimentação à seção absorvente 115c.

Consequentemente, menos fluxo de refluxo (corrente 41) é exigido para retificar a corrente expandida 34a para remover os componentes de C; e componentes de hidrocarbonetos mais pesados dela, conforme visto pela comparação da taxa de fluxo da corrente 41 nas Tabelas | el.

A presente invenção oferece duas outras vantagens sobre a téc- nica anterior, adicionalmente ao aumento na eficiência de processamento.

Primeiro, a disposição compacta da montagem de processamento 115 da presente invenção substitui seis itens de equipamento separados na técnica anterior (trocadores de calor 10 e 17, separador 11, separador de refluxo 18, bomba de refluxo 19 e torre de fracionamento 15, na figura 1) por um item de equipamento simples (montagem de processamento 115, na figura 2). Isto reduz as exigências de espaço de ação, elimina a tubulação de interconexão e elimina a potência consumida pela bomba de refluxo, reduzindo o custo de capital e o custo operacional de uma usina de processamento que utiliza a presente invenção sobre a técnica anterior.

Segundo, a eliminação da tubu- lação de interconexão significa que uma usina de processamento que utiliza a presente invenção tem muito menos conexões flangeadas em comparação com a técnica anterior, reduzindo o número de fontes de vazamento poten-

: ! | cial.

Hidrocarbonetos são compostos orgânicos voláteis (COVs), alguns dos | | quais são classificados como gases de efeito estufa e alguns dos quais po- dem ser precursores de formação de ozônio atmosférico, o que signífica que | a presente invenção reduz o potencial de emissões atmosféricas que podem | 5 prejudicaromeio ambiente. | | Outras Modalidades | | Conforme descrito anteriormente para a modalidade da presente invenção mostrada na figura 2, a primeira corrente de destilação 38 é parci- almente condensada e o condensado resultante usado para absorver com- ” 10 ponentes CC; valiosos e componentes mais pesados a partir dos vapores que l saem da máquina de expansão de trabalho.

Entretanto, a presente invenção não está limitada a esta modalidade.

Pode ser vantajoso, por exemplo, tratar apenas uma porção do vapor de saída da máquina de expansão de trabalho . desta maneira, ou usar apenas uma porção do condensado como um absor- .15 —vente, nos casos em que outras considerações de projeto indicam porções ' da saída da máquina de expansão ou o condensado deve ignorar a seção de absorção 115c da montagem de processamento 115. As condições de gás de alimentação, tamanho da usina, equipamento disponível ou outros fatores podem indicar que a eliminação da máquina de expansão de trabalho 13,oua substituição com um dispositivo de expansão alternativo (como uma válvula de expansão), é viável, ou que a condensação total (em vez de par- cial) da primeira corrente de vapor de destilação 38 na seção de condensa- ção 115b dentro da montagem de processamento 115 é possível ou preferi- vel.

Deve-se notar também que, dependendo da composição da corrente de gás de alimentação, pode ser vantajoso usar refrigeração externa para for- necer resfriamento parcial da primeira corrente de vapor de destilação 38 na seção de condensação 115b.

Em algumas circunstâncias, pode ser vantajoso usar um recipi- ente separador externo para separar a primeira e a segunda porções resfria- das32e33oua corrente de alimentação resfriada 31a, em vez de incluir a seção separadora 115e na montagem de processamento 115. Conforme mostrado na figura 8, um meio de transferência de massa e calor no separa-

21/24 | | dor 11 pode ser usado para separar a primeira e a segunda porções resíria- das 32 e 33 na corrente de vapor 34 e corrente de líquido 35. Da mesma | | forma, como mostrado nas figuras 9 a 13, o separador 11 pode ser usado | | para separar a corrente de alimentação resfriada 31a em corrente de vapor | 34e corrente de líquido 35. | | O uso e distribuição da corrente de líquido 35 a partir da seção separadora 115e ou separador 11 e a corrente de líquido de destilação 43 a partir da seção de absorção 1156 para a troca de calor de processo, a dis- | posição particular dos trocadores de calor para resfriar o gás de alimentação F 10 (correntes 31 e 32) e a primeira corrente de vapor de destilação 38, e a es- colha das correntes de processo para serviços de troca de calor específicos devem ser avaliados para cada aplicação particular.

Por exemplo, as figuras 4 a6610a12 ilustram o uso da corrente de líquido de destilação 43 para - suprir uma porção do resfriamento da primeira corrente de vapor de destila- ção38na seção de condensação 115b (figuras 4, 5, 10 e 11) ou trocador de ] calor 10 (figuras 6 e 12). Nestes casos, um meio de transferência de massa e calor pode não ser necessário na seção separadora 115e (figuras 4 a 6) e no separador 11 (figuras 10 a 12). Nas modalidades mostradas nas figuras 4 e 10, uma bomba 22 é usada para distribuir a corrente de líquido de destila- ção43 paraomeio de troca de calor na seção de condensação 115b.

Nas ' modalidades mostradas nas figuras 5 e 11, a seção de condensação 115b é localizada abaixo da seção de absorção 115c na montagem de processa- mento 115, de modo que o fluxo da corrente de líquido de destilação 43 é através de circulação por termossifão.

Nas modalidades mostradas nas figu- ras6e12,um trocador de calor 10 externo à montagem de processamento 115 é empregado e a seção de resfriamento de alimentação 115a é localiza- da abaixo da seção de absorção 115c na montagem de processamento 115, de moda que o fluxo da corrente de líquido de destilação 43 é através de circulação por termossifão. (As modalidades mostradas nas figuras 5,6, 11 e 12 usam a bomba de refluxo 19 para suprir refluxo para as localizações ací- ma do ponto na montagem de processamento 115 em que a fase líquida condensada a partir da corrente 38 é coletada). Algumas circunstâncias po-

dem favorecer o uso da corrente de líquido de destilação 43 para resfriar a corrente 32 em um trocador de calor externo à montagem de processamento 115, como o trocador de calor 10 ilustrado nas figuras 3 e 9. Ainda outras circunstâncias podem não favorecer qualquer calor da corrente de líquido de destilação43 e, em vez disso, usar a corrente de líquido de destilação 43 como o refluxo para a região superior da seção de desetanização 115d, con- forme mostrado nas figuras 7 e 13, (Para as modalidades mostradas na figu- ra 13, a bomba 22 pode ser necessária porque o fluxo de gravidade da cor- rente 43 pode não ser possível.) Dependendo da quantidade de hidrocarbonetos mais pesados no gás de alimentação e na pressão de gás de alimentação, a primeira e a segunda porções resfriadas 32 e 33 que entram na seção separadora 115e, na figura 2, ou no separador 11, na seção separadora 115e, nas figuras 3 a 7, ou no separador 11, nas figuras 9 a 13) podem não conter qualquer líqui- do (porque é acima de seu ponto de condensação, ou porque é acima de sua pressão crítica). Nestes casos, não há líquido na corrente 35 (conforme mostrado pelas linhas tracejadas). Nestas circunstâncias, a seção separado- ra 115e na montagem de processamento 115 (figuras 2 a 7) e no separador 11 (figuras 8 a 13) pode não ser exigida.

De acordo com a presente invenção, o uso de refrigeração ex- terna para suplementar o resfriamento disponível para a primeira corrente de vapor de destilação e/ou gás de entrada a partir da segunda corrente de va- por de destilação e a corrente de líquido de destilação pode ser empregada, particularmente no caso de um gás de entrada rico. Em tais casos onde o resfriamento de gás de entrada adicional é desejado, um meio de transfe- rência de massa e calor pode ser incluído na seção de separador 115e (ou um meio de coleta de gás em tais casos onde a primeira e segunda porções resfriadas 32 e 33 ou a corrente de alimentação resfriada 31a não contém líquido) como mostrado pelas linhas tracejadas nas figuras 3 até 7, ou um meio de transferência de massa e calor pode ser incluído no separador 11 como mostrado pelas linhas tracejadas nas figuras 9 até 13. Este meio de transferência de massa e calor pode ser compreendido de um trocador de calordo tipo tubo e aleta, um trocador de calor do tipo placa, um trocador de . —calordo tipo alumínio brasado, ou outro tipo de dispositivo de transferência de calor, incluindo trocadores de calor de múltiplas passagens ou trocadores de calor de.

O meio de transferência de massa e calor é configurado para fornecer troca de calor entre uma corrente refrigerante (por exemplo, propa- no) que flui através uma passagem do meio de transferência de massa e calor e a porção de vapor da corrente 31a que flui a montante, de forma que o refrigerante ainda resfria o vapor e condensa o líquido adicional, o qual cai a jusante para se tornar parte do líquido removido na corrente 35. Como” mostrado pelas linhas tracejadas nas figuras 2 e 8, o meio de transferência de massa e calor na seção de separador 115e (figura 2) ou separador 11 (figura 8) pode incluir fornecimento para fornecer resfriamento suplementar com refrigerante.

De modo alternativo, resfriador(es) de gás convencional(is) poderiam ser utilizados para resfriar a corrente 32, a corrente 33, e/ou a cor- rente 31a com refrigerante antes de as correntes 32 e 33 entrarem na seção de separador 115e (figura 2) ou o separador 11 (figura 8) ou a corrente 31a entrar na seção de separador 115e (figuras 3 até 7) ou o separador 11 (figu- ras 9 até 13). Em casos onde o resfriamento adicional da primeira corrente de vapor de destilação é desejado, o meio de troca de calor na seção de condensação 115b da montagem de processamento 115 (figuras 2 até 5, 7 ' até 11, e 13), ou o trocador de calor 10 (figuras 6 e 12) pode incluir fomeci- mentos para fornecer resfriamento suplementar com refrigerante como mos- trado pelas linhas tracejadas.

Dependendo do tipo de dispositivos de transferência de calor se- lecionados para o meio de troca de calor na seção de resfriamento de ali- mentação 115a e a seção de condensação 115b, pode ser possível combi- nar estes meios de troca de calor em um único dispositivo de transferência de calor multisserviços e/ou de múltiplas passagens.

Em tais casos, o dispo- sitivo de transferência de calor multisserviços e/ou de múltiplas passagens incluirá um meio apropriado para distribuir, segregar e coletar a corrente 31, a corrente 32, a corrente 33, a primeira corrente de vapor de destilação 38, |

! - | | qualquer vapor separado da corrente resfriada 38, e a segunda corrente de vapor de destilação a fim de realizar o aquecimento e o resfriamento deseja- do.

Será também reconhecido que a quantidade de líquido conden- | 5 sado que é extraída entre as correntes 41 e 42 nas figuras de 2 até Be B a | | 12 dependerá de diversos fatores, incluindo pressão de gás, composição de gás de alimentação, e a quantidade de cavalo-força disponível.

A separação ; ideal geralmente não pode ser prevista sem avaliar as circunstâncias particu- lares para uma aplicação específica da presente invenção.

Algumas circuns- " 10 tâncias podem favorecer a alimentação de todo o líquido condensado até a região superior da seção absorvente 115c na corrente 41 e nenhuma até a região superior da seção de desetanização 115d na corrente 42, como mos- trado pelas linhas tracejadas para a corrente 42. Em tais casos, a corrente de líquido de destilação aquecida 43a pode ser suprida até a região superior .-15 da seção de desetanização 115d para servir como refluxo.

A presente invenção fornece recuperação melhorada de compo- nentes de C3 e componentes de hidrocarboneto mais pesados por quantida- de de consumo de instalação exigida para operar o processo.

Uma melhora no consumo de instalação exigida para operar o processo pode aparecer na forma de exigências de potência reduzida para compressão ou recompres- i são, exigências de potência reduzida para refrigeração externa, exigências de energia reduzida para reebulição de torre, ou uma combinação disso.

Embora tenha sido descrito o que acredita-se serem as modali- dades preferidas da invenção, aqueles versados na técnica reconhecerão que outras e adicionais modificações podem ser feitas a isto, por exemplo, adaptar a invenção a várias condições, tipos de alimentação, ou outras exi- gências sem se afastar do espírito da presente invenção como definido pelas reivindicações a seguir.

Claims (37)

1. : 1/18

   REIVINDICAÇÕES é 1. Processo para a separação de uma corrente de gás contendo ; metano, componentes de C,, componentes de C3, e componentes de hidro- carbonetos mais pesados a uma fração de gás residual volátil e uma fração relativamente menos volátil que contém uma porção maior dos componentes de C;3 e componentes de hidrocarboneto mais pesados, em que: (1) a corrente de gás é resfriada em um primeiro meio de troca de calor alojado em uma montagem de processamento; (2) a corrente de gás resfriada é expandida até uma pressão in- ferior, por meio da qual a mesma é adicionalmente resfriada; (3) a corrente de gás resfriada expandida é suprida como uma alimentação inferior até um meio absorvente alojado na montagem de pro- cessamento; (4) uma primeira corrente de líquido de destilação é coletada a —partirde uma região inferior do meio absorvente e suprida como uma alimen- tação superior até um meio de transferência de massa alojado na montagem de processamento; (5) uma primeira corrente de vapor de destilação é coletada a partir de uma região superior do meio de transferência de massa e resfriada suficientemente para condensar pelo menos uma parte da mesma em um segundo meio de troca de calor alojado na montagem de processamento, formando assim uma corrente condensada e uma corrente de vapor residual contendo qualquer vapor não condensado remanescente após a primeira corrente de vapor de destilação ser resfriada; (6) pelo menos uma porção da corrente condensada é suprida como uma alimentação superior até o meio absorvente; (7) uma segunda corrente de vapor de destilação é coletada a partir de uma região superior do meio absorvente e aquecida no segundo meio de troca de calor, de modo a suprir pelo menos uma porção do resfria- —mentodaetapa(5); (8) a segunda corrente de vapor de destilação aquecida é com- binada com qualquer corrente de vapor residual para formar uma corrente de vapor combinada; É (9) a corrente de vapor combinada é aquecida no primeiro meio . de troca de calor, para suprir pelo menos uma porção do resfriamento da etapa (1), e então descarregar a corrente de vapor combinada aquecida a —partirdamontagem de processamento como a fração de gás residual volátil; (10) uma segunda corrente de líquido de destilação é coletada a partir de uma região inferior do meio de transferência de massa e aquecida em um meio de transferência de massa e calor alojado na montagem de processamento, para extrair simultaneamente os componentes mais voláteis da segunda corrente de líquido de destilação, e consequentemente descar- regar a segunda corrente de líquido de destilação aquecida e extraída da montagem de processamento como a fração relativamente menos volátil; e (11) as quantidades e temperaturas das correntes de alimenta- ção para os meios absorventes são eficazes para manter a temperatura da região superior do meio absorvente a uma temperatura por meio da qual as porções maiores dos componentes na fração relativamente menos volátil são recuperadas.
2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que: (a) a corrente de gás é resfriada suficientemente para condensar parcialmente a mesma em um primeiro meio de troca de calor; (b) a corrente de gás parcialmente condensado é suprida até um meio de separação e é lá separada para fornecer uma corrente de vapor e pelo menos uma corrente de líquido; (c) a corrente de vapor é expandida até uma pressão inferior por —meiodaqualamesma é adicionalmente resfriada; (d) a corrente de vapor resfriada expandida é suprida como uma alimentação inferior até um meio absorvente; (e) pelo menos uma corrente de líquido é expandida até a pres- são inferior; e (f) a corrente de líquido expandida é aquecida no primeiro meio de troca de calor para, através disso, abastecer pelo menos uma porção do resfriamento da etapa (a), e posteriormente abastecer a corrente de líquido
3. : 3/18 expandida aquecida como uma alimentação inferior ao meio de transferência : de massa. : 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que: (a) a primeira corrente líquida de destilação é coletada a partir de uma região inferior do meio de absorção e aquecida em um meio de transferência de calor adicional, com a primeira corrente líquida de destila- ção aquecida assim fornecida como uma alimentação superior ao meio de transferência de massa; e (b) a primeira corrente de vapor de destilação é coletada a partir de uma região superior do meio de transferência de massa e resfriada sufi- cientemente para condensar pelo menos uma parte desta no meio de troca de calor adiciona! para, através disso, abastecer pelo menos uma porção do aquecimento da etapa (a) e formando assim uma corrente condensada e qualquer corrente de vapor residual.
4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, em que: (i) a corrente de gás resfriada suficientemente para condensá-la parcialmente em um primeiro meio de troca de calor; (ii) a corrente de gás parcialmente condensada é abastecida a um meio de separação e é ali separada para fornecer uma corrente de vapor epelomenos uma corrente líquida; (iii) a corrente de vapor é expandida até uma pressão inferior a- través da qual esta é adicionalmente resfriada; (iv) a corrente de vapor resfriada e expandida é abastecida como uma alimentação inferior a um meio de absorção; (v) pelo menos uma corrente líquida é expandida até a pressão inferior; e (vi) pelo menos uma corrente líquida expandida é aquecida em um primeiro meio de troca de calor, de modo a abastecer pelo menos uma porção do resfriamento da etapa (i), e posteriormente abastecer pelo menos uma corrente líquida expandida e aquecida como uma alimentação inferior ao meio de transferência de massa.
5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que:

   é 4/18 (a) a corrente de gás é parcialmente resfriada em um primeiro f meio de troca de calor; : (b) a corrente de gás parcialmente resfriada é dividida em pri- meira e segunda porções; (c) a primeira porção é adicionalmente resfriada em um meio de transferência de massa e calor adicional alojado em um meio de separação, para assim condensar simultaneamente quaisquer componentes menos vo- láteis a partir da primeira porção; (d) a segunda porção é adicionalmente resfriada no primeiro meiode troca de calor; (e) a primeira porção adicionalmente resfriada e a segunda por- ção adicionalmente resfriada são combinadas para formar uma corrente de gás resfriada; (f) a primeira corrente de líquido de destilação é coletada a partir de uma região inferior do meio de absorção e aquecida no meio de transfe- rência de massa e calor adicional para assim abastecer pelo menos uma porção do resfriamento da etapa (c), com a primeira corrente de líquido de destilação aquecida fornecida como uma alimentação superior a um meio de transferência de massa; e (g) a corrente de vapor combinada é aquecida no primeiro meio de troca de calor, para assim abastecer pelo menos uma porção do resífria- mento das etapas (a) e (d), e então descarregar a corrente de vapor combi- nada aquecida a partir da montagem de processamento como a fração de gás residual volátil.
6. 6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, em que: (a) a segunda porção adicionalmente resfriada é direcionada pa- ra o meio de separação de forma que quaisquer líquidos condensados como a primeira porção são adicionalmente resfriados e como a segunda porção são adicionalmente resfriados sejam combinados para formar pelo menos uma corrente de líquido, com o remanescente da primeira porção adicional- mente resfriada e da segunda porção adicionalmente resfriada formando uma corrente de vapor;

   : 5/18 (b) a corrente de vapor é expandida até uma pressão inferior a- É través da qual esta é adicionalmente resfriada; (c) a corrente de vapor resfriada expandida é fornecida como uma alimentação inferior para um meio de absorção; (d) pelo menos uma corrente de líquido é expandida para a pressão inferior; e (e) pelo menos uma corrente de líquido expandida é aquecida no primeiro meio de troca de calor para assim abastecer pelo menos uma por- ção do resfriamento parcial da corrente de gás, e então abastecer pelo me- nos uma corrente de líquido expandida aquecida como uma alimentação inferior para o meio de transferência de massa.
7. 7. Processo, de acordo com a reivindicação 5, em que: (a) a primeira porção é adicionalmente resfriada em um terceiro meio de troca de calor; e (b) a primeira corrente de líquido de destilação é coletada a par- tir da região inferior do meio de absorção e aquecida no terceiro meio de troca de calor para com isso fornecer pelo menos uma porção da refrigera- ção da etapa (|), com a primeira corrente de líquido de destilação aquecida fornecida como uma alimentação superior a um meio de transferência.
8. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que: (a) a primeira porção adicionalmente resfriada e a segunda por- ção adicionalmente resfriada são combinadas para formar uma corrente de gás parcialmente condensada; (b) a corrente de gás parcialmente condensada é fornecida a um —meiode separação e é ali separada para fornecer uma corrente de vapor e pelo menos uma corrente de líquido; (c) a corrente de vapor é expandida até uma pressão inferior na qual esta é resfriada novamente; (d) a corrente de vapor resfriada expandida é fornecida como uma alimentação inferior aum meio de absorção; (e) pelo menos uma corrente líquida é expandida até a pressão inferior; e

   (f) pelo menos uma corrente de líquido expandida é aquecida no õ primeiro meio de troca de calor, para com isso fornecer pelo menos uma : porção do resfriamento parcial da corrente de gás, e posteriormente fornecer pelo menos uma corrente líquida aquecida expandida como uma alimenta- çãoinferior ao meio de transferência de massa.
9. 9. Processo, de acordo com a reivindicação 4, em que o meio de troca de calor adicional é alojado na montagem de processamento.
10. 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4,5,6,8 ou 9, em que o meio de separação é alojado na montagem de pro- cessamento.
11. 11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4,5,6,8,9 ou 10, em que: (a) a primeira corrente de líquido de destilação aquecida é forne- cida ao meio de transferência de massa em uma posição de alimentação intermediária; (b) a corrente condensada é dividida em pelo menos primeira e segunda correntes de refluxo; (c) a primeira corrente de refluxo é fornecida como a alimenta- ção superior ao meio de absorção; e (d) a segunda corrente de refluxo é fornecida como a alimenta- ção superior ao meio de transferência de massa.
12. 12. Processo, de acordo com a reivindicação 3, em que o meio de troca de calor adicional é alojado na montagem de processamento.
13. 13. Processo, de acordo com a reivindicação 2, em que o meio deseparação é alojado na montagem de processamento.
14. 14. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 7, em que: (a) a primeira corrente líquida de destilação aquecida é fornecida ao meio de transferência de massa em uma posição de alimentação inter- mediária; (b) a corrente condensada é dividida em pelo menos primeira e segunda correntes de refluxo; (c) a primeira corrente de refluxo é fornecida como alimentação superior ao meio de absorção; e ' (d) a segunda corrente de refluxo é fornecida como alimentação superior ao meio de transferência.
15. 15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1,3,7,120uU14, em que: (a) um meio de coleta de gás é alojado na montagem de proces- samento; (b) um meio de transferência de massa e calor adicional é incluí- do dentro do meio de coleta de gás, o meio de transferência de massa e ca- lor adicional incluindo uma ou mais passagens para um meio de refrigeração externo; (c) a corrente de gás resfriada é suprida ao meio de coleta de gás e direcionada ao meio de transferência de massa e calor adicional para ser resfriada adicionalmente pelo meio de refrigeração externo; e (d) a corrente de gás resfriada adicionalmente é expandida até a pressão inferior e então suprida como a alimentação inferior ao meio de ab- sorção.
16. 16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2,5,6,8,9, 10 e 11, em que (a) um meio de transferência de massa e calor adicional é incluí- do dentro do meio de separação, o meio de transferência de massa e calor adicional incluindo uma ou mais passagens para um meio de refrigeração externo; (b) a corrente de vapor é direcionada ao meio de transferência de massa e calor adicional para ser resfriada pelo meio de refrigeração ex- terno para formar condensado adicional; e (c) o condensado se torna uma parte de pelo menos uma corren- te de liquido separada no mesmo.
17. 17. Aparelho para a separação de uma corrente de gás que con- tém metano, componentes de C,, componentes de C; e componentes de hidrocarboneto mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração relativamente menos volátil que contém uma porção principal dos di-

    É 8/18 tos componentes de C; e componentes de hidrocarboneto mais pesados que É compreende:

    (1) primeiro meio de troca de calor alojado em uma montagem de processamento para resfriar a corrente de gás;

    (2) meio de expansão conectado ao primeiro meio de troca de calor para receber a corrente de gás resfriada e expandir a mesma até a pressão inferior;

    (3) meio de absorção alojado na montagem de processamento e conectado ao meio de expansão para receber a corrente de gás resfriada e expandidacomo uma alimentação inferior;

    (4) primeiro meio de coleta de líquido alojado na montagem de processamento e conectado ao meio de absorção para receber uma primeira corrente de líquido de destilação a partir de uma região inferior do meio de absorção;

    (5) meio de transferência de massa alojado na montagem de processamento e conectado ao primeiro meio de coleta de líquido para re- ceber a primeira corrente de líquido de destilação como uma alimentação superior;

    (6) primeiro meio de coleta de vapor alojado na montagem de processamento e conectado ao meio de transferência de massa para rece- ber uma primeira corrente de vapor de destilação a partir da região superior do meio de transferência de massa;

    (7) segundo meio de troca de calor alojado na montagem de processamento conectado ao primeiro meio de coleta de vapor para receber aprimeira corrente de vapor de destilação e resfriar a mesma suficientemen- te para condensar pelo menos uma parte da mesma formando assim uma corrente condensada e uma corrente de vapor residual contendo qualquer vapor não condensado remanescente após a primeira corrente de vapor de destilação ser resfriada;

    (8) o meio de absorção sendo conectado adicionalmente ao se- gundo meio de troca de calor para receber pelo menos uma porção da cor- rente condensada como uma alimentação superior;

    d 9/18 (9) segundo meio de coleta de vapor alojado na montagem de À processamento e conectado ao meio de absorção para receber uma segun- da corrente de vapor de destilação a partir da região superior do meio de absorção;

    (10) o segundo meio de troca de calor sendo conectado adicio- nalmente ao segundo meio de coleta de vapor para receber a segunda cor- rente de vapor de destilação e aquecer a mesma, desse modo, suprindo pe- lo menos uma porção do resfriamento de etapa (7);

    (11) meio de combinação conectado ao segundo meio de troca de calorpara receber a segunda corrente de vapor de destilação aquecida e qualquer corrente de vapor residual e formar uma corrente de vapor combi- nada; (12) o primeiro meio de troca de calor sendo conectado adicio- nalmente ao meio de combinação para receber a corrente de vapor combi- nadae aquecer a mesma, desse modo, suprindo pelo menos uma porção do resfriamento de etapa (1) e, consequentemente, descarregando a corrente de vapor combinada aquecida a partir da montagem de processamento co- mo a fração de gás residual volátil; (13) segundo meio de coleta de líquido alojado na montagem de processamento e conectado ao meio de transferência de massa para rece- ber uma segunda corrente de líquido de destilação a partir de uma região inferior do meio de transferência de massa; (14) meio de transferência de massa e calor alojado na monta- gem de processamento e conectado ao segundo meio de coleta de líquido para receber a segunda corrente de líquido de destilação e aquecer a mes- ma, desse modo, extraindo simultaneamente os componentes mais voláteis a partir da segunda corrente de líquido de destilação e, assim, descarregan- do a corrente de líquido de destilação aquecida e extraída a partir da monta- gem de processamento como a fração relativamente menos volátil; e (15) meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas das correntes de alimentação ao meio de absorção para man- ter a temperatura da região superior do meio de absorção em uma tempera-

    tura através da qual as porções principais dos componentes na fração relati- Í vamente menos volátil são recuperadas.
18. 18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que: (a) o primeiro meio de troca de calor é adaptado para resfriar a corrente de gás suficientemente para parcialmente condensá-la; (b) um meio de separação é conectado ao primeiro meio de tro- ca de calor para receber a corrente de gás parcialmente condensada e sepa- rar a mesma em uma corrente de vapor e pelo menos uma corrente de líqui- do; (c) o meio de expansão é conectado ao meio de separação pa- ra receber a corrente de vapor e expandir a mesma até uma pressão inferior através da qual essa é adicionalmente resfriada; (d) o meio de absorção é conectado ao meio de expansão para receber a corrente de vapor resfriada expandida como uma alimentação infe-

    15. rior, (e) um meio de expansão adicional é conectado ao meio de se- paração para receber pelo menos uma corrente de líquido e expandir a mesma até a pressão inferior; e (f) o primeiro meio de troca de calor é ainda conectado ao meio de expansão para receber pelo menos uma corrente de líquido expandida e aquecer a mesma, desse modo fornecendo pelo menos uma porção da eta- pa de resfriamento (a), o primeiro meio de troca de calor sendo adicional- mente conectado ao meio de transferência de massa para fornecer pelo me- nos uma corrente de líquido expandida aquecida como uma alimentação inferior.
19. 19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que: (a) um meio de troca de calor adicional é conectado ao primeiro meio de coleta de líquido para receber a primeira corrente de líquido de des- tilação e aquecer a mesma; (b) o meio de transferência de massa é conectado ao meio de troca de calor adicional para receber a primeira corrente de líquido de desti- lação aquecida como uma alimentação superior; e f 11/18 (c) o meio de troca de calor adicional é ainda conectado ao pri- É meiro meio de coleta de vapor para receber a primeira corrente de vapor de à. destilação e resfriá-la o suficiente para condensar pelo menos uma parte da mesma, desse modo fornecendo pelo menos uma porção do aquecimento da etapa(a)e formando assim uma corrente condensada e qualquer corren- te de vapor residual.
20. 20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que: (i) o primeiro meio de troca de calor é adaptado para resfriar a corrente de gás o suficiente para condensar parcialmente a mesma; (li) um meio de separação é conectado ao primeiro meio de tro- ca de calor para receber a corrente de gás parcialmente condensada e sepa- rar a mesma em uma corrente de vapor e pelo menos uma corrente de líqui- do; (iii) o meio de expansão é conectado ao meio de separação pa- ra receber a corrente de vapor e expandir a mesma até pressões inferiores segundo a qual a mesma é adicionalmente resfriada; (iv) o meio de absorção é conectado ao meio de expansão para receber a corrente de vapor resfriada expandida como uma alimentação infe- rior; (v) um meio de expansão adicional é conectado ao meio de se- paração para receber pelo menos uma corrente de líquido e expandir a mesma à pressão inferior; e (vi) o primeiro meio de troca de calor é adicionalmente conecta- do ao meio de expansão adicional para receber a corrente de líquido pelo menos expandida e aquecê-la, fornecendo assim pelo menos uma porção do resfriamento da etapa (i), o primeiro meio de troca de calor é ainda conecta- do ao meio de transferência de massa para fornecer a corrente de líquido pelo menos expandida e aquecida como uma alimentação inferior.
21. 21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que: (a) o primeiro meio de troca de calor é adaptado para resfriar parcialmente a corrente de gás; (b) um meio de divisão é conectado ao primeiro meio de troca de calor para receber a corrente de gás parcialmente resfriada e dividi-la em f primeira e segunda porções; (c) um meio de transferência de massa e calor adicional alojado em um meio de separação e conectado ao meio de divisão para receber a primeira porção e ainda resfria-la, condensando assim, simultaneamente, os componentes menos voláteis da primeira porção; (d) o primeiro meio de troca de calor é adicionalmente conecta- do ao meio de divisão para receber a segunda porção e ainda resfriá-la; (e) um meio de combinação adicional é conectado ao meio de transferência de massa e calor adicional e ao primeiro meio de troca de calor para receber a primeira porção adicionalmente resfriada e a segunda porção adicionalmente resfriada e formar uma corrente de gás resfriada; (f) o meio de expansão é conectado ao meio de combinação adicional para receber a corrente de gás resfriada e expandi-la em pressão inferior; (g) o meio de transferência de massa e calor adicional é ainda conectado ao primeiro meio de coleta de líquido para receber a primeira cor- rente de líquido de destilação e aquecê-la, fornecendo assim pelo menos uma porção do resfriamento da etapa (c); (h) o meio de transferência de massa é conectado ao meio de transferência de massa e calor adicional para receber a primeira corrente de líquido de destilação aquecida como uma alimentação superior; e (i) o primeiro meio de troca de calor é adicionalmente conecta- do ao meio de combinação para receber a corrente de vapor combinado e —aquecê-la, fornecendo assim pelo menos uma porção do resfriamento da etapas (a) e (d), e, portanto, descarregando a corrente de vapor combinado aquecida a partir da montagem de processamento como a fração de gás de resíduo volátil.
22. 22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 21, em que: (a) o meio de separação é adicionalmente conectado ao primei- ro meio de troca de calor para receber a segunda porção adicionalmente resfriada de modo que quaisquer líquidos condensados à medida que a pri-

    f 13/18 meira porção é adicionalmente resfriada e à medida que a segunda porção é * adicionalmente resfriada, sejam combinados para formar pelo menos uma corrente de líquido, com o restante da primeira porção adicionalmente resfri- ada e da segunda porção adicionalmente resfriada formando uma corrente devapor, (b) o meio de expansão é conectado ao meio de separação pa- ra receber a corrente de vapor e expandi-la até uma pressão inferior de mo- do que esta seja adicionalmente resfriada; (c) o meio de absorção é conectado ao meio de expansão para receber a corrente de vapor expandida e resfriada como uma alimentação inferior para o mesmo; (d) um meio de expansão adicional é conectado ao meio de se- paração para receber pelo menos a corrente de líquido e expandi-la até a pressão inferior; e (e) o primeiro meio de troca de calor é adicionalmente conecta- do ao meio de expansão adicional para receber pelo menos a corrente de líquido expandida e aquecê-la, a fim de suprir, dessa maneira, pelo menos uma porção do resfriamento parcial da corrente de gás, o primeiro meio de troca de calor sendo adicionalmente conectado ao meio de transferência de massa para suprir pelo menos a corrente de líquido expandida e aquecida como uma alimentação inferior para o mesmo.
23. 23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 21, em que: (a) um terceiro meio de troca de calor é conectado ao meio de divisão para receber a primeira porção e resíriá-la adicionalmente; (b) o meio de combinação adicional é conectado ao terceiro meio de troca de calor e ao primeiro meio de troca de calor para receber a primeira porção adicionalmente resfriada e a segunda porção adicionalmente resfriada e formar a corrente de gás resfriada; (c) o terceiro meio de troca de calor é adicionalmente conectado ao primeiro meio de coleta de líquido para receber a primeira corrente de líquido de destilação e aquecê-la, a fim de suprir, dessa maneira, pelo me- nos uma porção do resfriamento da etapa (i); e

    (d) o meio de transferência de massa é conectado ao terceiro f meio de troca de calor para receber a primeira corrente de líquido de destila- Ê ção aquecida como uma alimentação superior para o mesmo.
24. 24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, em que: (a) o meio de combinação adicional é adaptado para receber a primeira porção adicionalmente resfriada e a segunda porção adicionalmente resfriada e formar uma corrente de gás parcialmente condensada; (b) o meio de separação é conectado ao meio de combinação adicional para receber a corrente de gás parcialmente condensada e separá- laem uma corrente de vapor e pelo menos uma corrente de líquido; (c) o meio de expansão é conectado ao meio de separação pa- ra receber a corrente de vapor e expandi-la para pressão inferior, através da qual é adicionalmente resíriada; (d) o meio de absorção é conectado ao meio de expansão para recebera corrente de vapor resfriada expandida como uma alimentação infe- rior na mesma; (e) o meio de expansão adicional é conectado ao meio de sepa- ração para receber pelo menos uma corrente de líquido e expandi-la para a pressão inferior; e (f) o primeiro meio de troca de calor é adicionalmente conecta- do ao meio de expansão adicional para receber pelo menos uma corrente de líquido expandida e aquecê-la para, por meio disso, fornecer pelo menos uma porção do resfriamento da corrente de gás, o primeiro meio de troca de calor é adicionalmente conectado ao meio de transferência de massa para fornecer pelo menos uma corrente de líquido expandida como uma alimen- tação inferior no mesmo.
25. 25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, em que o meio de troca de calor adicional está alojado na montagem de processamento.
26. 26. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicação 18,20 ou25,em que o meio de separação é alojado na montagem de pro- cessamento.
27. 27. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicação fp 15/18 20, 25 ou 26, em que “ (a) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao meio de troca de calor adicional para receber a primeira corrente 1 de líquido de destilação aquecida em uma posição de alimentação interme- diária, (b) um meio de divisão é conectado ao meio de troca de calor adicional para receber a corrente condensada e dividi-la em pelo menos pri- meira e segunda correntes de refluxo; (c) o meio de absorção é adaptado para ser conectado ao meio de divisão para receber a primeira corrente de refluxo como a alimentação superior ao mesmo; e (d) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao meio de divisão para receber a segunda corrente de refluxo co- mo a alimentação superior ao mesmo.
28. 28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o meio de troca de calor adicional é alojado na montagem de processamento.
29. 29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, em que o meio de separação é alojado na montagem de processamento.
30. 30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, em que o meio de separação é alojado na montagem de processamento.
31. 31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24 ou 30, em que (a) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao terceiro meio de troca de calor para receber a primeira corrente de líquido de destilação aquecida em uma posição de alimentação interme- diária; (b) um meio de divisão adicional é conectado ao segundo meio de troca de calor para receber a corrente condensada e dividi-la em pelo menos primeira e segunda correntes de refluxo; (c) o meio de absorção é adaptado para ser conectado ao meio de divisão adicional para receber a primeira corrente de refluxo como a ali- mentação superior ao mesmo; e (d) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co-

    nectado ao meio de divisão adicional para receber a segunda corrente de É refluxo como a alimentação superior ao mesmo.
32. 32. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21,22 ou 29, em que: (a) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao meio de transferência de massa e calor para receber a primeira corrente de líquido de destilação aquecida em uma posição de alimentação intermediária; (b) um meio de divisão adicional é conectado ao segundo meio de troca de calor para receber a corrente condensada e dividi-la em pelo menos uma primeira e segunda correntes de refluxo; (c) o meio de absorção é adaptado para ser conectado ao meio de divisão adicional para receber a primeira corrente de refluxo como a ali- mentação superior a isso; e (d) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao meio de divisão adicional para receber a segunda corrente de refluxo como a alimentação superior ao mesmo.
33. 33. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17, 19 ou 23, em que: (a) um meio de coleta de gás é alojado na montagem de proces- samento; (b) um meio de transferência de massa e calor adicional é incluí- do no interior do meio de coleta de gás, o meio de transferência de massa e calor adicional incluindo uma ou mais passagens para um meio de refrigera- çãoexterno; (c) o meio de coleta de gás é conectado ao primeiro meio de tro- ca de calor para receber a corrente de gás resfriada e direcioná-la ao meio de transferência de massa e calor adicional para ser adicionalmente resfria- da pelo meio de refrigeração externo; e (4) o meio de expansão é adaptado para ser conectado ao meio de coleta de gás para receber a corrente de gás resfriada adicional e expan- di-la para a pressão inferior, o meio de expansão sendo ainda conectado ao

    . 17/18 meio de absorção para suprir a corrente de gás resfriada adicionalmente e expandida como a alimentação inferior ao mesmo.
34. 34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, em que (a) um meio de coleta de gás é alojado na montagem de proces- samento; (b) um meio de transferência de massa e calor adicional é incluí- do no interior do meio de coleta de gás, o meio de transferência de massa e calor adicional incluindo uma ou mais passagens para um meio de refrigera- ção externo; (c) o meio de coleta de gás é conectado ao primeiro meio de combinação para receber a corrente de gás resfriada e direcioná-la ao meio de transferência de massa e calor adicional para ser adicionalmente resfria- da pelo meio de refrigeração externo; e (4) o meio de expansão é adaptado para ser conectado ao meio de coleta de gás para receber a corrente de gás resfriada adicional e expan- di-la para a pressão inferior, o meio de expansão sendo ainda conectado ao meio de absorção para suprir a corrente de gás resfriada adicionalmente expandida como a alimentação inferior ao mesmo.
35. 35. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18,20,24,25,26,27 ou 28, em que (a) um meio de transferência de massa e calor adicional está in- cluído no interior do meio de separação, o meio de transferência de massa e calor adicional incluindo uma ou mais passagens para um meio de refrigera- ção externo; (b) a corrente de vapor é direcionada ao meio de transferência de massa e calor adicional para ser resfriada pelo meio de refrigeração ex- terno para formar um condensado adicional; e (c) o condensado se torna uma parte de pelo menos uma corren- te de líquido separada nisso.
36. 36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que: (a) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao meio de troca de calor adiciona! para receber a primeira corrente

    : 18/18 de líquido de destilação aquecida em uma posição de alimentação interme- é diária; (b) um meio de divisão é conectado ao meio de troca de calor adicional para receber a corrente condensada e dividi-la em pelo menos pri- meirae segunda correntes de refluxo; (c) o meio de absorção é adaptado para ser conectado ao meio de divisão para receber a primeira corrente de refluxo como a alimentação superior ao mesmo; e (d) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- —nectado ao meio de divisão para receber a segunda corrente de refluxo co- mo a alimentação superior ao mesmo.
37. 37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, em que: (a) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao terceiro meio de troca de calor para receber a primeira corrente delíquido de destilação aquecida em uma posição de alimentação interme- diária; (b) um meio de divisão adicional é conectado ao segundo meio de troca de calor para receber a corrente condensada e dividila em pelo menos primeira e segunda correntes de refluxo; (c) o meio de absorção é adaptado para ser conectado ao meio de divisão adicional para receber a primeira corrente de refluxo como a ali- mentação superior ao mesmo; e (d) o meio de transferência de massa é adaptado para ser co- nectado ao meio de divisão adicional para receber a segunda corrente de refluxo como a alimentação superior ao mesmo.