CN101784858A - 烃气体加工 - Google Patents

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Abstract

公开了从烃气体物流中回收乙烷、乙烯、丙烷丙烯和更重的烃组分的方法和装置。冷却所述物流并将其分为第一物流和第二物流。进一步冷却所述第一物流以基本将其全部冷凝，之后将其膨胀至分馏塔的压力并在塔中部第一进料位置处将其供应给所述分馏塔。将第二物流膨胀至所述塔的压力，然后将其在塔中部第二进料位置处供应给所述塔。从所述塔中低于所述第一物流的进料位置处取出蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力，并且然后将其导去与所述塔顶蒸气物流进行换热以冷却所述蒸馏物流并且基本将其全部冷凝，形成冷凝物流。

Description

烃气体加工
发明背景
本发明涉及分离含烃气体的方法。根据美国法典119(e)节第35条，申请人要求2007年2月9日提交的美国临时申请序号60/900,400的优先权的权益。
可以从多种气体例如天然气、炼厂气和获得自其它烃类物料(例如煤、原油、石脑油、油页岩、沥青砂和褐煤)的合成气物流中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和/或更重的烃。通常，天然气的主要部分是甲烷和乙烷，即，甲烷和乙烷总共占所述气体的至少50mol％。所述气体还含有相对较少量的更重的烃，例如丙烷、丁烷、戊烷等，以及氢气、氮气、二氧化碳和其它气体。
本发明通常涉及从此类气体物流中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和更重的烃。对根据本发明进行加工的气体物流的一般分析为：约92.5mol％的甲烷，4.2mol％的乙烷和其它C2组分，1.3mol％的丙烷和其它C3组分，0.4mol％的异丁烷，0.3mol％的正丁烷，0.5mol％的戊烷及戊烷以上，其余由氮气和二氧化碳组成。有时也存在含硫气体。
历史上天然气及其天然气液体(NGL)组分价格的循环波动有时降低了乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和更重的组分作为液体产物的增值。这导致了对可以提供更有效的回收这些产物的方法的需求。可得到的分离这些物料的方法包括基于冷却和冷冻气体、油吸附和冷冻油吸附的那些。此外，深冷法由于可以得到能够产生能量同时膨胀并从被处理的气体中提取热量的经济的设备而变得普及。取决于气源的压力、气体的丰度(乙烷、乙烯和更重的烃的含量)、想要的最终产品，可以使用这些方法中的每一种或它们的组合。
深冷膨胀法现在通常优选用于回收天然气液体，因为它们提供最简单、容易的启动、操作灵活性、高效、安全和良好的可靠性。美国专利序号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；再次授予的美国专利序号33,408和共同未决申请序号11/430,412和11/839,693描述了相关方法(尽管本发明的描述在某些情况下基于不同于所引用的美国专利中描述的那些的加工条件)。
在一般的深冷膨胀回收法中，将原料气物流在压力下通过与所述方法的其它物流和/或外部冷冻源例如丙烷压缩-冷冻系统换热而被冷却。因为气体被冷却了，液体可以冷凝并作为含有一些想要的C2+或C3+组分的高压液体收集在一个或多个分离器中。取决于气体的丰度和形成的液体量，可将高压液体膨胀至更低的压力并进行分馏。在所述液体的膨胀过程中出现的蒸发导致物流的进一步冷却。在一些条件下，希望所述高压液体在膨胀之前被预冷却以进一步降低由膨胀导致的温度。将包含液体和蒸气的混合物的膨胀的物流在蒸馏塔中(脱甲烷塔或脱乙烷塔)分馏。在所述塔中，将膨胀冷却的物流进行蒸馏以便将残余的甲烷、氮气和其它挥发性气体作为塔顶蒸气与作为塔底液体产物的想要的C2组分、C3组分和更重的烃组分分开，或者将残余的甲烷、C2组分、氮气和其它挥发性气体作为塔顶蒸气与作为塔底液体产物的想要的C3组分和更重的烃组分分开。
如果原料气没有完全冷凝(一般没有)，可以将部分冷凝剩余的蒸气分为两股物流。使所述蒸气的一部分经过做功膨胀机或引擎、或膨胀阀，变为更低的压力，该过程中额外的液体作为所述物流进一步冷却的结果被冷凝。膨胀之后的压力与蒸馏塔操作的压力基本相同。将膨胀产生的混合的蒸气-液相作为原料供应给所述塔。
将剩余部分的蒸气通过与其它工艺物流，例如塔顶的冷馏分，进行换热而冷却至基本上冷凝。可将一部分或全部的高压液体在冷却之前与该蒸气部分混合。然后通过合适的膨胀设备，例如膨胀阀，将得到的冷却物流膨胀至脱甲烷塔操作的压力。在膨胀过程中，通常一部分液体会蒸发，导致全部物流的冷却。然后将急速膨胀的物流作为塔顶原料供应给脱甲烷塔。一般地，所述急速膨胀物流的蒸气部分和脱甲烷塔的塔顶蒸气在分馏塔上部分离器段混合为残余的甲烷产品气。或者，可以将冷却并膨胀的物流供应给分离器以提供蒸气和液体物流。蒸气与塔顶馏出物混合，和所述液体作为塔顶原料供应给所述塔。
在此类分离过程的理想操作中，离开所述过程的残余气体含有基本上全部的原料气中的甲烷并且基本上不含更重的烃组分，而离开脱甲烷塔的底部馏分含有基本上全部的更重的烃组分并且基本上不含甲烷或更易挥发的组分。然而实际上不能获得这种理想的情况，因为常规脱甲烷塔大多数作为提馏塔操作。因此，该方法的甲烷产物一般包含离开所述塔的塔顶分馏级的蒸气以及未经过任何精馏步骤的蒸气。因为塔顶液体原料含有大量的C2、C3和C4+组分和更重的烃组分，所以发生C2、C3和C4+组分的大量损失，导致离开所述脱甲烷塔的塔顶分馏级的蒸气中含有相应的平衡量的C2组分、C3组分、C4组分和更重的烃组分。如果上升的蒸气可以与大量能够从所述蒸气中吸收C2组分、C3组分、C4组分和更重的烃组分的液体(回流)接触，这些想要的组分的损失可以大大降低。
近些年，优选的用于烃分离的方法使用上部吸收器段以提供上升蒸气的额外精馏。上部精馏段的回流物流的来源一般是在压力下供应的循环的残余气体物流。所述循环的残余气体物流通常通过与其它工艺物流，例如冷的分馏塔塔顶馏出物，进行换热来冷却以基本上冷凝。所述得到的基本冷凝的物流然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀，膨胀至脱甲烷塔操作的压力。在膨胀过程中，一部分液体通常会蒸发，导致全部物流的冷却。该急速膨胀的物流然后作为塔顶原料供应给所述脱甲烷塔。一般地，所述膨胀的物流的蒸气部分与脱甲烷塔塔顶蒸气在分馏塔的上部分离器段混合为残余的甲烷产品气。或者，所述冷却并膨胀的物流可以供应给分离器以提供蒸气和液体物流，以使得之后所述蒸气与塔顶馏出物混合并将所述液体作为塔顶原料供应给所述塔。美国专利序号4889545、5568737和5881569，共同未决申请序号11/430,412，和Mowrey，E.Ross的″Efficient，High Recovery ofLiquids from Natural Gas Utilizing a High Pressure Absorber″(第八十一届气体加工者协会年会会议，Dallas，Texas，2002年3月11-13日)中公开了典型的这种类型的工艺方案。
本发明也使用上部精馏段(或者在某些实施方案中为单独的精馏塔)。然而，要向该精馏段提供两股回流物流。较高的回流物流是上述的循环的残余气体物流。此外，然而，通过使用在塔内更低的部分上升的蒸气的侧线采出(它可以与一部分塔顶蒸气混合)在一个或多个更低的进料位置提供补充的回流物流。因为塔内更低的蒸气物流含有适中浓度的C2组分和更重的组分，通过适度地升高其压力以及只使用离开上部精馏段的冷蒸气中可以得到的冷量，可将该侧采物流基本上冷凝。该冷凝液，主要是液体甲烷和乙烷，然后可以用来从穿过所述上部精馏段的较低部分上升的蒸气中吸收C2组分、C3组分、C4组分和更重的烃组分，并从而从所述脱甲烷塔中将这些有价值的组分捕集在塔底液体产物中。因为该较低的回流物流捕集大量的C2组分和基本上全部的C3+组分，仅需要较高的回流物流中流量相对小的液体来吸收上升蒸气中剩余的C2组分，并且同样的，从所述脱甲烷塔中将这些C2组分捕集在塔底液体产物中。
根据本发明，发现可以获得超过97％的C2组分回收率。类似地，在那些不想回收C2组分的情况下，可以获得超过98％的C3回收率。此外，本发明中使得与现有技术相比，有可能在减少的能量需求下基本上100％地将甲烷(或C2组分)和更轻的组分与C2组分(或C3组分)和更重的组分分开，同时维持相同的回收率水平。尽管本发明适用于比较低的压力和比较温暖的温度，当要求在NGL回收塔塔顶温度为-50°F(-46℃)下或更冷的条件下处理400-1500psia[2758-10342kPa(a)]或更高压力的原料气时，本发明是特别有利的。
为了更好的理解本发明，参考以下实施例和附图。参考附图：
图1是根据美国专利序号5568737的现有技术天然气加工工厂的流程图。
图2是根据共同未决申请序号11/430412的备选的现有技术天然气加工工厂的流程图。
图3是根据本发明的天然气加工工厂的流程图；以及
图4至图8是说明本发明的备选设备应用于天然气物流的流程图。
在对以上附图的以下解释中，提供了表格来概括对于代表性的工艺条件计算的流量。在本文出现的表格中，为了方便，已经将流量值(以摩尔/小时计)圆整为最接近的整数。表格中示出的总物流流量包括所有的非烃组分，因此通常比烃组分的物流流量之和大。给出的温度是圆整为最接近的度数的近似值。还应该指出，为了比较图中描述的工艺，所进行的工艺设计计算基于环境与工艺之间没有热量泄露这一假设。可商购得到的保温材料的质量使得这是非常合理的假设，并且是本领域中的技术人员一般使用的一种假设。
为了方便，工艺参数以传统的英制单位和国际单位制单位(SI)报告。表中给出的摩尔流量可以解释为磅摩尔每小时或千克摩尔每小时。对应于所陈述的以磅摩尔每小时计的摩尔流量，能量消耗以马力(HP)和/或千英热单位每小时(MBTU/Hr)报告。对应于所陈述的以千克摩尔每小时计的摩尔流量，能量消耗以千瓦(kW)报告。
现有技术描述
图1是显示使用根据受让人的美国专利序列号5568737的现有技术从天然气中回收C2+组分的加工工厂的设计的工艺流程图。在该方法的该模拟中，入口气体在120°F(49℃)和1040psia[7171kPa(a)]下作为物流31进入工厂。如果所述入口气体含有防止所述产物物流满足规格的一定浓度的硫化合物，可以通过适当的原料气预处理(未标出)除去所述硫化合物。此外，通常对原料物流进行脱水以防止在深冷条件下形成水合物(冰)。为此目的，一般使用固体干燥剂。
原料物流31通过与-17°F(-27℃)下的凉的蒸馏物流39a的一部分(物流46)、来自脱甲烷塔塔底泵19的79°F(26℃)下的塔底液体产物(物流42a)、56°F(14℃)下的脱甲烷塔再沸器液体(物流41)和-19°F(-28℃)下的脱甲烷塔侧线再沸器液体(物流40)进行换热在换热器10中被冷却。注意在所有情况下，换热器10代表多个单独的换热器或单个多程换热器或它们的任意组合。(决定是否使用多于一个换热器用于指出的冷却服务将取决于许多因素，包括但不限于入口气体流量、换热器尺寸、物流温度等)。冷却的物流31a在6°F(-14℃)和1025psia[7067kPa(a)]下进入分离器11，在那里将蒸气(物流32)与冷凝液(物流33)分开。
将来自分离器11的蒸气(物流32)分为两股物流，34和36。含有全部蒸气的约30％的物流34与分离器液体(物流33)混合。混合物流35然后经过换热器12与-142°F(-96℃)下的冷的蒸馏物流39进行换热，在那里它被冷却以基本上冷凝。得到的-138°F(-94℃)下的基本冷凝的物流35a然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀13，被急速膨胀至分馏塔17的操作压力(约423psia[2916kPa(a)])。离开膨胀阀13的膨胀物流35b达到-140°F(-96℃)的温度并在塔中部进料位置处供应给分馏塔17。
来自分离器11的其余70％的蒸气(物流36)进入做功膨胀机14，在该膨胀机中从这部分高压原料中提取机械能。所述机器14将所述蒸气基本上等熵膨胀至塔操作压力，所述做功膨胀将膨胀的物流36a冷却至约-75°F(-60℃)的温度。一般的可商购得到的膨胀机能够回收理想等熵膨胀中理论上可获得的功的80-88％。所回收的功例如常常用来驱动离心压缩机(例如项目15)，其用来再次压缩加热的蒸馏物流(物流39b)。然后将部分冷凝的、膨胀的物流36a在塔中部第二进料位置处供应给分馏塔17。
将再次压缩并冷却的蒸馏物流39e分为两股物流。一部分，物流47，是挥发性残余气体产物。另一部分，循环物流48，流向换热器22，在那里它通过与凉的蒸馏物流39a的一部分(物流45)进行换热被冷却至-6°F(-21℃)(物流48a)。所述冷却的循环物流然后流向换热器12，在那里它通过与-142°F(-96℃)下的冷的蒸馏物流39进行换热被冷却至-138°F(-94℃)并基本被冷凝。所述基本冷凝的物流48b然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀23，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致全部物流冷却至-144°F(-98℃)。然后将膨胀的物流48c作为塔顶原料供应给分馏塔17。物流48c的蒸气部分(若有的话)与从所述塔的塔顶分馏级上升的蒸气混合形成蒸馏物流39，从所述塔的上部区域取出该蒸馏物流39。
塔17中的脱甲烷塔是常规蒸馏塔，其含有许多垂直间隔开的塔板、一个或多个填料床或塔板与填料的一些组合。天然气加工工厂通常就是这样，所述分馏塔可以由两段组成。上段17a是分离器，其中部分蒸发的塔顶原料被分为其各自的蒸气部分和液体部分，以及其中从下部的蒸馏段或脱甲烷段17b上升的蒸气与塔顶原料的蒸气部分(如果有的话)混合形成在-142°F(-96℃)下离开所述塔顶的冷的脱甲烷塔塔顶蒸气(物流39)。下部的脱甲烷段17b含有塔板和/或填料并为下降液体和上升蒸气之间提供必要的接触。所述脱甲烷段17b还包括再沸器(例如前面描述的再沸器和侧线再沸器)，它加热并蒸发向下流过该塔的液体的一部分以提供沿塔向上流动的甲烷和更轻的组分的提馏蒸气以便提馏液体产物物流42。
基于塔底产物中甲烷与乙烷的摩尔比为0.025∶1的一般规格，液体产物物流42在75°F(24℃)下离开塔底。它在脱甲烷塔塔底泵19中被用泵增压至约650psia[4482kPa(a)]的压力，并且然后所述用泵增压的液体产物在流向储罐之前随着它在换热器10中为物流31提供冷却被加热至116°F(47℃)。
所述脱甲烷塔塔顶蒸气(物流39)在换热器12中与进入的原料气和循环物流逆流通过，在那里它被加热至-17°F(-27℃)(物流39a)，并在换热器22和换热器10中被加热至84°F(29℃)(物流39b)。所述蒸馏物流然后进行两级再次压缩。第一级是由膨胀机14驱动的压缩机15。第二级是由将物流39c压缩至销售管线压力(物流39d)的补充能源驱动的压缩机20。在排料冷却器21中冷却至120°F(49℃)之后，物流39e被分为之前描述的残余气体产物(物流47)和循环物流48。残余气体物流47在1040psia[7171kPa(a)]下流向销售气体管线，该压力足以满足管线要求(通常与入口压力相似)。
下表中描述了附图1中说明的方法的物流流量和能量消耗的总结。
表1
(图1)
物流流量总结-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  31   25384   1161   362   332   27451
  32   25313   1147   349   255   27275
  33   71   14   13   77   176
  34   7594   344   105   76   8182
  35   7665   358   118   153   8358
  36   17719   803   244   179   19093
  39   29957   38   0   0   30147
  48   4601   6   0   0   4630
  47   25356   32   0   0   25517
  42   28   1129   362   332   1934
回收率*
乙烷     97.21％
丙烷     100.00％
丁烷+    100.00％
功率
残余气体压缩        13857HP[22781kW]
*(基于未圆整的流量)
图2反映了根据共同未决申请序号11/430412的备选现有技术工艺。图2的工艺已经应用与上述图1中相同的原料气组成和条件。在该工艺的模拟中，如对图1工艺的模拟，选择操作条件以在给定的回收率水平下使能量的消耗最小化。
原料物流31通过与-76°F(-60℃)下的凉的蒸馏塔塔顶物流(物流46)的一部分、87°F(31℃)下的脱甲烷塔塔底液体(物流42a)、62°F(17℃)下的脱甲烷塔再沸器液体(物流41)和-42°F(-41℃)下的脱甲烷塔侧线再沸器液体(物流40)进行换热在换热器10中被冷却。冷却的物流31a在-46°F(-43℃)和1025psia[7067kPa(a)]下进入分离器11，在那里将蒸气(物流32)与冷凝液(物流33)分开。
分离器蒸气(物流32)进入做功膨胀机14，其中从这部分高压原料中提取机械能。机器14基本上等熵膨胀所述蒸气至461psia[3178kPa(a)]的塔操作压力，所述做功膨胀将膨胀的物流32a冷却至约-111°F(-79℃)的温度。之后将该部分冷凝的、膨胀的物流32a在塔中部进料位置处供应给分馏塔17。
将再次压缩并冷却的蒸馏物流39e分为两股物流。一部分，物流47，是挥发性残余气体产物。另一部分，循环物流48，流入换热器22，在那里它通过与-76°F(-60℃)下的凉的蒸馏物流39a的一部分(物流45)进行换热被冷却至-70°F(-57℃)(物流48a)。所述冷却的循环物流然后流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏塔塔顶物流39进行换热被冷却至-133°F(-92℃)并且基本上冷凝。然后使所述基本冷凝的物流48b通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀23，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致将全部物流冷却至-141°F(-96℃)。所述膨胀的物流48c然后作为塔顶原料供应给所述分馏塔。物流48c的蒸气部分(如果有的话)与从所述塔的塔顶分馏级上升的蒸气混合形成蒸馏物流39，从所述塔的上部区域取出该蒸馏物流39。
从分馏塔17中在-119°F(-84℃)下取出蒸馏蒸气的一部分(物流49)并通过回流压缩机24压缩至约727psia[5015kPa(a)]。通过膨胀阀16将分离器液体(物流33)膨胀至该压力，并使-62°F(-52℃)下的膨胀物流33a与-66°F(-54℃)下的物流49a混合。然后将混合物流35从-68°F(-56℃)冷却至-133°F(-92℃)并通过与在-137°F(-94℃)下离开脱甲烷塔17的塔顶的冷的脱甲烷塔塔顶物流39进行换热在换热器12中冷凝(物流35a)。然后使所得到的基本冷凝的物流35a通过膨胀阀13急速膨胀至分馏塔17的操作压力，将物流35b冷却至-135°F(-93℃)，然后将其在塔中部进料位置处供应给分馏塔17。
基于塔底产物中甲烷∶乙烷为0.025∶1(摩尔比)的一般规格，液体产物物流42在82°F(28℃)下离开塔底。泵19将物流42a输送给前面描述的换热器10，在那里它在流向储罐之前被从87°F(31℃)加热至116°F(47℃)。
所述脱甲烷塔塔顶蒸气物流39随着它向前面描述的混合物流35和循环物流48a提供冷却而在换热器12中被加热，并在换热器22和换热器10中被进一步加热。96°F(36℃)下的加热的物流39b然后进行两级再次压缩，由膨胀机14驱动的压缩机15，以及由补充的能源驱动的压缩机20。物流39d在排放冷却器21中被冷却到120°F(49℃)形成物流39e以后，如前所述取出循环物流48以形成残余气体物流47，该残余气体物流在1040psia[7171kPa(a)]下流向销售气体管线。
下表陈述了图2中说明的工艺的物流流量和能量消耗的总结：
表2
(图2)
物流流量总结-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  31   25384   1161   362   332   27451
  32   24909   1076   297   166   26655
  33   475   85   65   166   796
  49   5751   117   6   1   5910
  35   6226   202   71   167   6706
  39   29831   38   0   0   30006
  48   4475   6   0   0   4501
  47   25356   32   0   0   25505
  42   28   1129   362   332   1946
回收率*
乙烷    97.24％
丙烷     100.00％
丁烷+    100.00％
功率
残余气体压缩    12667HP  [20825kW]
回流压缩        664HP    [1092kW]
总压缩          13331HP  [21917kW]
*(基于未圆整的流量)
表I和表I I中显示的回收率水平的对比表明，图2工艺的液体回收率基本上与图1工艺中的液体回收率相同。然而，图2工艺的总功率需求比图1工艺的总功率需求低约4％。
发明详述
实施例1
图3说明根据本发明的方法的流程图。图3给出的工艺中所考虑的原料气组成和条件与图1和图2中的那些相同。因此，图3工艺可以与图1和图2的工艺进行比较以说明本发明的优点。
在图3工艺的模拟中，入口气体作为物流31进入工厂并且在换热器10中通过与-61°F(-52℃)下的凉的蒸馏物流39a的一部分(物流46)、91°F(33℃)下的泵送的脱甲烷塔塔底液体(物流42a)、68°F(20℃)下的脱甲烷塔液体(物流41)和-13°F(-25℃)下的脱甲烷塔液体(物流40)进行换热而被冷却。冷却的物流31a在-34°F(-37℃)和1025psia[7067kPa(a)]下进入分离器11，在那里将蒸气(物流32)与冷凝液(物流33)分开。
将来自分离器11的蒸气(物流32)分为两股物流，34和36。同样地，将来自分离器11的液体(物流33)分为两股物流，37和38。含有全部蒸气的约10％的物流34与含有全部液体的约50％的物流37混合。混合物流35然后经过换热器12与-137°F(-94℃)下的冷的蒸馏物流39在换热器中进行换热，在那里它被冷却至基本上冷凝。所得到的-133°F(-92℃)的基本冷凝的物流35a然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀13，急速膨胀至分馏塔17的操作压力(约为460psia[3172kPa(a)])，将物流35b冷却到-135°F(-93℃)，然后将它在塔中部进料位置处供应给分馏塔17。
来自分离器11的蒸气的其余90％(物流36)进入做功膨胀机14，在该膨胀机中从这部分高压原料中提取机械能。所述机器14基本上等熵膨胀所述蒸气至塔操作压力，做功膨胀将膨胀的物流36a冷却至约-103°F(-75℃)的温度。之后将部分冷凝的、膨胀的物流36a作为原料在塔中部第二进料位置处供应给分馏塔17。
来自分离器11的液体的其余50％(物流38)通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀16，急速膨胀至分馏塔17的操作压力。所述膨胀将物流38a冷却至-65°F[-54℃]，然后将其在塔中部第三进料位置处供应给分馏塔17。
将再次压缩并冷却的蒸馏物流39e分为两股物流。一部分，物流47，是挥发性残余气体产物。另一部分，循环物流48，流向换热器22，在那里它通过与凉的蒸馏物流39a的一部分(物流45)进行换热被冷却至-1°F(-18℃)下(物流48a)。该冷却的循环物流然后流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏物流39进行换热被冷却至-133°F(-92℃)下并且基本上冷凝。所述基本上冷凝的物流48b然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀23，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致全部物流冷却至-141°F(-96℃)。膨胀的物流48c然后作为塔顶进料供应给分馏塔17。物料48c的蒸气部分(如果有的话)与从所述塔的塔顶分馏级上升的蒸气混合形成蒸馏物流39，从所述塔的上部区域取出该蒸馏物流39。
将蒸馏蒸气的一部分(物流49)在-129°F(-90℃)下从分馏塔17的吸收段17b的较低区域取出，并通过回流压缩机24压缩至约697psia[4804kPa(a)]的中等压力。压缩的物流49a流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏塔塔顶物流39进行换热而被冷却至-133°F(-92℃)下并基本上冷凝。然后使所述基本上冷凝的物流49b通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀25，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致物流49c被冷却至-137°F(-94℃)的温度，然后将其在塔中部第四进料位置处供应给分馏塔17。
塔17中的脱甲烷塔是常规蒸馏塔，其含有多个垂直间隔开的塔板、一个或多个填料床、或塔板和填料的一些组合。所述脱甲烷塔由三段组成：上部的分离器段17a，其中所述塔顶原料被分为其各自的蒸气和液体部分，并且其中从中间吸收段17b上升的蒸气与塔顶原料的蒸气部分(如果有的话)混合形成冷的脱甲烷塔塔顶蒸气(物流39)；中间吸收(精馏)段17b，其含有塔板和/或填料以提供上升的膨胀物流36a的蒸气部分与下降的冷液体之间的必要接触以冷凝并吸收C2组分、C3组分和更重的组分；以及下部的提馏(脱甲烷)段17c，其含有塔板和/或填料以提供下落液体和上升蒸气之间的必要接触。所述脱甲烷段17c还包括再沸器(例如前面描述的再沸器和侧线再沸器)，该再沸器加热并蒸发沿塔下降的液体的一部分以提供沿塔向上流动的甲烷和更轻的组分的提馏蒸气以便提馏液体产物物流42。
物流36a在位于脱甲烷塔17的吸收段17b的较低区域的进料位置处进入脱甲烷塔17。膨胀的物流36a的液体部分与从吸收段17b下落的液体混合，并且混合后的液体继续下降到脱甲烷塔17的提馏段17c中。膨胀的物流36a的蒸气部分向上穿过吸收段17b并与下落的冷液体接触以冷凝并吸收所述C2组分、C3组分和更重的组分。
膨胀的基本冷凝的物流49c作为冷的液体回流供应到脱甲烷塔17的吸收段17b中的中间区域，膨胀的基本冷凝的物流35b也是这样。这些二次回流物流从在吸收段17b的较低精馏区域中上升的蒸气中吸收并冷凝大部分C3组分和更重的组分(以及大量的C2组分)以使得只有少量的循环(物流48)必须被冷却、冷凝、过冷，并被急速膨胀以产生塔顶回流物流48c，其中物流48c在吸收段17b的上部区域中提供最后的精馏。随着冷的塔顶回流物流48c在吸收段17b中的上部区域接触上升的蒸气，它从该蒸气中冷凝并吸收所述C2组分和任何剩余的C3组分和更重的组分以使得它们可以从脱甲烷塔17中被捕集到塔底产物(物流42)中。
在脱甲烷塔17的提馏段17c中提馏所述原料物流中的甲烷和更轻的组分。基于所述塔底产物中甲烷∶乙烷为0.025∶1(摩尔比)的一般规格，得到的液体产物(物流42)在86°F(30℃)下离开塔17的底部。泵19将物流42a输送给前面描述的换热器10，在那里它在流向储罐之前被加热到116°F(47℃)(物流42b)。
形成所述塔顶馏出物的蒸馏蒸气物流(物流39)随着它向前面描述的混合物流35，压缩的蒸馏蒸气物流49a和循环物流48a提供冷却而在换热器12中被加热，形成凉的蒸馏物流39a。将蒸馏物流39a分为两部分(物流45和46)，分别在换热器22和换热器10中将它们加热至116°F(47℃)和92°F(33℃)。注意，在所有情况下，换热器10、22和12代表了多个单独的换热器或单个多程换热器，或它们的任意组合。(决定是否使用多于一个换热器用于指出的加热服务将取决于许多因素，包括但不限于入口气体流量、换热器尺寸、物流温度等)。加热的物流再次混合形成94°F(34℃)下的物流39b，然后该物流39b进行两级再次压缩，由膨胀机14驱动的压缩机15和由补充的能源驱动的压缩机20。物流39d在排料冷却器21中冷却至120°F(49℃)形成物流39e之后，像前面描述的，取出循环物流48以形成残余气体物流47，该物流47在1040psia[7171kPa(a)]下流向销售气体管线。
下表列出了图3中说明的工艺的物流流量和能量消耗的总结。
表III
(图3)
物流流量总结-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  31   25384   1161   362   332   27451
  32   25085   1103   314   185   26894
  33   299   58   48   147   557
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  34   2509   110   31   19   2690
  37   149   29   24   73   278
  35   2658   139   55   92   2968
  36   22576   993   283   166   24204
  38   150   29   24   74   279
  49   4978   46   1   0   5080
  39   28268   36   0   0   28474
  48   2912   4   0   0   2933
  47   25356   32   0   0   25541
  42   28   1129   362   332   1910
回收率*
乙烷     97.21％
丙烷     99.99％
丁烷+    100.00％
功率
残余气体压缩    11841HP  [19466kW]
回流压缩        486HP    [799kW]
总压缩          12327HP  [20265kW]
*(基于未圆整的流量)
表I、表II和表III的对比表明，与现有技术工艺相比，本发明基本维持相同的乙烷回收率、丙烷回收率和丁烷+回收率。然而，表I、表II和表III的对比还表明，这些收率是在比现有技术工艺需要的马力显著更低的马力下获得的。本发明的总功率要求比图1工艺的功率要求低11％并且比图2工艺的功率要求低约8％。
本发明的关键特征是由回流物流49c与物流35b协力提供的补充精馏，这降低了在吸收段17b的上部区域中上升的蒸气中所含的C2组分、C3组分和C4+组分的量。对比表III中这两股补充的回流物流与用于图1工艺的表I中的单股补充回流物流35b。尽管总的补充回流流量大约相同，但图3工艺中这些回流物流中的C2+组分的量仅仅是图1工艺中的量的大约一半，使得这些物流在精馏在吸收段17b的较低区域中上升的蒸气中的C2+组分上有效的多。结果是与图1工艺相比，图3工艺用来产生分馏塔17的塔顶回流物流的甲烷循环(物流48)可以大大降低，同时维持合意的C2组分回收率水平，降低用于残余气体压缩的马力要求。还有，以两股分开的物流提供的补充回流，其中一股(物流49c)具有显著更低的C2+组分的浓度，有可能将吸收段17b分为多个精馏区并因此提高其效率。
由补充的回流物流49c提供的另一个优点是它允许降低补充的回流物流35b的流量，因此相应地增加了到做功膨胀机14的物流36的流量。这进而提供了工艺效率的双重改进。首先，更多的流向膨胀机14，能量回收率的提高增加了所述工艺产生的制冷量。其次，更大的能量回收率意味着压缩机15可以获得更多的能量，降低压缩机20的外部能量消耗。
与图2工艺相比，本发明不仅提供了更好的补充回流物流，而且还提供了更高的总的补充回流流量。比较表III中的补充回流物流49c和35b与图2工艺中的表II中的单独的补充回流物流35b。总的补充回流流量对于本发明来说高出约20％，并且这些回流物流中的C2+组分的量仅仅是图2工艺的C2+组分的量的约3/4。结果是，用作图3工艺中的分馏塔17的塔顶回流物流的甲烷循环(物流48)的流量仅仅是图2工艺的2/3，同时维持合意的C2组分回收水平、降低用于残余气体压缩的马力需求。而且，通过以两股分开的物流提供所述补充的回流，其中一股(物流49c)具有大大降低的C2+组分的浓度，有可能将吸收段17b分成多个精馏区，并因此提高其效率。
注意，在图2工艺中，蒸馏蒸气物流49从分馏塔17中采出的位置低于膨胀物流32a在塔中部的进料位置。对于本发明，所述采出位置在塔中可以提高，例如在本实施例中高于膨胀物流36a在塔中部的进料位置。结果是，本发明的图3工艺中的蒸馏蒸气物流49可以进行更多次精馏，降低所述物流中的C2+组分的浓度，并且改进其作为吸收段17b的回流物流的有效性。必须针对每一个应用计算本发明的蒸馏蒸气物流49的采出位置。
实施例2
图3反映了对于所显示的温度和压力条件而言的本发明的优选实施方案，因为它一般需要最少的设备和最低的资本投资。对所述塔使用补充回流物流的备选方法示于在图4中说明的本发明的另一个实施方案中。图4中呈现的工艺所考虑的原料气组成和条件与图1至图3中的那些相同。因此，图4可以与图1和图2工艺进行比较来说明本发明的优点，并且还可以与图3中显示的实施方案进行比较。
在图4工艺的模拟中，入口气体作为物流31进入工厂并且在换热器10中通过与-58°F(-50℃)下的凉的蒸馏物流39a的一部分(物流46)、93°F(34℃)下的泵送的脱甲烷塔塔底液体(物流42a)、70°F(21℃)下的脱甲烷塔液体(物流41)和-12°F(-24℃)下的脱甲烷塔液体(物流40)进行换热而被冷却。冷却的物流31a在-31°F(-35℃)和1025psia[7067kPa(a)]下进入分离器11，在在那里将蒸气(物流32)与冷凝液(物流33)分开。
将来自分离器11的蒸气(物流32)分为两股物流，34和36。同样地，将来自分离器11的液体(物流33)分为两股物流，37和38。含有全部蒸气的约11％的物流34与含有全部液体的约50％的物流37混合。混合物流35然后经过换热器12与-136°F(-94℃)下的冷的蒸馏物流39进行换热，在那里它被冷却以基本上冷凝。所得到的-132°F(-91℃)下的基本冷凝的物流35a然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀13，被急速膨胀至分馏塔17的操作压力(约465psia[3206kPa(a)])，将物流35b冷却至-134°F(-92℃)然后将其在塔中部进料位置处供应给分馏塔17。
来自分离器11的蒸气的其余89％(物流36)进入做功膨胀机14，在该膨胀机中从这部分高压原料中提取机械能。所述机器14基本等熵膨胀所述蒸气至塔操作压力，做功膨胀将膨胀的物流36a冷却至约-99°F(-73℃)的温度。之后将部分冷凝的、膨胀的物流36a在塔中部第二进料位置处作为原料供应给分馏塔17。
来自分离器11的液体的其余50％(物流38)通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀16，被急速膨胀至分馏塔17的操作压力。所述膨胀将物流38a冷却到-60°F(-51℃)，然后将其在塔中部第三进料位置处供应给分馏塔17。
将再次压缩并冷却的蒸馏物流39e分为两股物流。一部分，物流47，是挥发性残余气体产物。另一部分，循环物流48，流向换热器22，在那里它通过与凉的蒸馏物流39a的一部分(物流45)进行换热而被冷却至-1°F(-18℃)(物流48a)。冷却的循环物流然后流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏物流39进行换热被冷却至-132°F(-91℃)并且基本冷凝。基本上冷凝的物流48b然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀23，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致全部物流被冷却至-140°F(-96℃)。所述膨胀的物流48c然后作为塔顶进料供应给分馏塔17。物料48c的蒸气部分(如果有的话)与从所述塔的塔顶分馏级上升的蒸气混合形成蒸馏物流39，从所述塔的上部区域取出该蒸馏物流39。
在-129°F(-89℃)下将蒸馏蒸气的一部分(物流49)从分馏塔17的吸收段的较低区域取出并通过回流压缩机24压缩至约697psia[4804kPa(a)]的中等压力。压缩的物流49a流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏塔塔顶物流39进行换热被冷却至-132°F(-91℃)下并基本上冷凝。然后将所述基本上冷凝的物流49b分为两部分，物流51和52。第一部分，含物流49b的约90％的物流51，通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀25，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致物流51a被冷却至-136°F(-94℃)的温度，之后将其在如同本发明的图3实施方案中的塔中部第四进料位置处供应给分馏塔17。剩余部分，含有物流49b的约10％的物流52，通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀26，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致物流52a被冷却至-136°F(-94℃)的温度，之后将其在塔中部第五进料位置处供应给分馏塔17，其中塔中部第五进料位置位于物流51a的进料位置下方。
在脱甲烷塔17的提馏段中提馏原料物流的甲烷和更轻的组分。得到的液体产物(物流42)在88°F(31℃)下离开塔17的底部。泵19将物流42a输送到前面描述的换热器10中，在那里它被加热到116°F(47℃)(物流42b)然后流向储罐。
形成所述塔顶馏出物的蒸馏蒸气物流(物流39)随着它向前面描述的混合物流35、压缩的蒸馏蒸气物流49a和循环物流48a提供冷却而在换热器12中被加热，形成凉的蒸馏物流39a。将蒸馏物流39a分为两个部分(物流45和46)，分别在换热器22和换热器10中将它们加热至116°F(47℃)和92°F(33℃)。再次混合所述加热的物流以形成94°F(35℃)下的物流39b，然后对该物流进行两级再次压缩，由膨胀机14驱动的压缩机15和由补充的能源驱动的压缩机20。物流39d在排放冷却器21中冷却至120°F(49℃)形成物流39e之后，像前面描述的那样取出循环物流48以形成残余气体物流47，该残余气体物流47在1040psia[7171kPa(a)]下流向销售气体管线。
下表列出了图4中说明的工艺的物流流量和能量消耗的总结。
表IV
(图4)
物流流量总结-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  31   25384   1161   362   332   27451
  32   25118   1109   318   190   26943
  33   266   52   44   142   508
  34   2838   125   36   21   3045
  37   133   26   22   71   254
  35   2971   151   58   92   3299
  36   22280   984   282   169   23898
  38   133   26   22   71   254
  49   4902   50   1   0   5000
  51   4412   45   1   0   4500
  52   490   5   0   0   500
  39   28490   36   0   0   28702
  48   3134   4   0   0   3157
  47   25356   32   0   0   25545
  42   28   1129   362   332   1906
回收率*
乙烷     97.22％
丙烷     99.99％
丁烷+    100.00％
功率
残余气体压缩    11745HP  [19309kW]
回流压缩        465HP    [764kW]
总压缩          12210HP  [20073kW]
*(基于未圆整的流量)
表III和表IV的对比表明，与本发明的图3实施方案相比，图4实施方案基本维持相同的乙烷回收率、丙烷回收率和丁烷+回收率。然而，表III和表IV的对比还表明，这些收率是使用比图3实施方案需要的马力少约1％的马力而实现的。图4实施方案的能量需求的降低主要归因于分馏塔17的略微更高的操作压力，这有可能归因于通过引入一部分补充回流(物流52a)降低吸收段而提供的在其吸收段中的更好的精馏。这有效地降低了在引入膨胀的混合物流35b处的塔液体中的C2+组分的浓度，从而降低了这些更重的组分在高于该吸收段的这一区域处上升蒸气中的平衡浓度。相对于图4实施方案与图3实施方案相比预料到的资金成本的略微增加，必须针对每一个应用计算该实施方案比图3实施方案所减少的能量需求。
实施例3
为所述塔产生补充回流物流的备选方法显示于图5中举例说明的本发明的另一个实施方案中。图5中呈现的方法中所考虑的原料气组成和条件与图1至图4中的那些相同。因此，图5可以与图1和图2工艺进行比较来说明本发明的优点，并且还可以与图3和图4中显示的实施方案进行比较。
在图5工艺的模拟中，入口气体作为物流31进入工厂并且在换热器10中通过与-61°F(-52℃)下的凉的蒸气物流43a的一部分(物流46)、92°F(33℃)下的泵送的脱甲烷塔塔底液体(物流42a)、69°F(21℃)下的脱甲烷塔液体(物流41)和-15°F(-26℃)下的脱甲烷塔液体(物流40)进行换热而被冷却。冷却的物流31a在-35°F(-37℃)和1025psia[7067kPa(a)]下进入分离器11，在那里将蒸气(物流32)与冷凝液(物流33)分开。
将来自分离器11的蒸气(物流32)分为两股物流，34和36。同样地，将来自分离器11的液体(物流33)分为两股物流，37和38。含有全部蒸气的约10％的物流34与含有全部液体的约50％的物流37混合。混合物流35然后经过换热器12与-137°F(-94℃)下的冷的蒸气物流43进行换热，在那里它被冷却以基本上冷凝。所得到的-133°F(-91℃)下的基本冷凝的物流35a然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀13，被急速膨胀到分馏塔17的操作压力(约464psia[3199kPa(a)])，将物流35b冷却至-134°F(-92℃)然后在塔中部进料位置供应给分馏塔17。
来自分离器11的蒸气的其余90％(物流36)进入做功膨胀机14，在该膨胀机中从这部分高压原料中提取机械能。所述机器14基本等熵膨胀所述蒸气至塔操作压力，做功膨胀将膨胀的物流36a冷却至约-102°F(-75℃)的温度。之后将所述部分冷凝的膨胀物流36a在塔中部第二进料位置处作为原料供应给分馏塔17。
来自分离器11的液体的其余50％(物流38)通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀16，急速膨胀至分馏塔17的操作压力。所述膨胀将物流38a冷却至-65°F(-54℃)然后在塔中部第三进料位置处将其供应给分馏塔17。
将再次压缩并冷却的蒸气物流43e分为两股物流。一部分，物流47，是挥发性残余气体产物。另一部分，循环物流48，流向换热器22，在那里它通过与凉的蒸气物流43a的一部分(物流45)进行换热被冷却至-1°F(-18℃)(物流48a)。冷却的循环物流然后流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸气物流43进行换热被冷却至-133°F(-91℃)并且基本上冷凝。所述基本上冷凝的物流48b然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀23，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致全部物流冷却至-140°F(-96℃)。所述膨胀的物流48c然后作为塔顶进料供应给分馏塔17。物流48c的蒸气部分(如果有的话)与从所述塔的塔顶分馏级上升的蒸气混合形成蒸馏物流39，从所述塔的上部区域取出该蒸馏物流39。
使形成所述塔顶馏出物的蒸馏蒸气物流(物流39)在-137°F(-94℃)下离开分馏塔17并分为两部分，分别是第一蒸气物流44和第二蒸气物流43。第一蒸气物流44与在-131°F(-90℃)下从分馏塔17的吸收段的较低区域取出的蒸馏蒸气的一部分(物流49)混合，并通过回流压缩机24将所述混合蒸气物流50压缩至约723psia[4985kPa(a)]的中等压力。所述压缩的物流50a流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏塔塔顶物流39的剩余部分(物流43)进行换热被冷却至-133°F(-91℃)并且基本上冷凝。然后使所述基本冷凝的物流50b通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀25，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致物流50c冷却到-137°F(-94℃)，然后在塔中部第四进料位置处将其供应给分馏塔17。
在脱甲烷塔17的提馏段中提馏原料物流的甲烷和更轻的组分。得到的液体产物(物流42)在87°F(31℃)下离开塔17的底部。泵19将物流42a输送到前面描述的换热器10中，在那里它被加热到116°F(47℃)(物流42b)然后流向储罐。
第二蒸气物流43(冷的蒸馏塔塔顶物流39的剩余部分)在换热器12中随着它向以及前面描述的混合物流35、压缩的混合物流50a和循环物流48a提供冷却而被加热，形成凉的第二蒸气物流43a。将第二冷蒸气物流43a分为两个部分(物流45和46)，分别在换热器22和换热器10中将它们加热到116°F[47℃]和94°F[34℃]。再次混合加热的物流以形成95°F[35℃]下的物流43b，然后对该物流进行两级再次压缩，由膨胀机14驱动的压缩机15和由补充能源驱动的压缩机20。在物流43d在排放冷却器21中冷却至120°F(49℃)形成物流43e后，像前面描述的那样取出循环物流48形成残余气体物流47，该残余气体物流47在1040psia[7171kPa(a)]下流向销售气体管线。
下表列出了图5中说明的工艺的物流流量和能量消耗的总结。
表V
(图5)
物流流量总结-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  31   25384   1161   362   332   27451
  32   25079   1102   313   184   26886
  33   305   59   49   148   565
  34   2508   110   31   19   2689
  37   152   29   24   74   282
  35   2660   139   55   93   2971
  36   22571   992   282   165   24197
  38   153   30   25   74   283
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  39   28589   36   0   0   28800
  44   572   1   0   0   576
  49   4869   35   1   0   4950
  50   5441   36   1   0   5526
  43   28017   35   0   0   28224
  48   2661   3   0   0   2681
  47   25356   32   0   0   25543
  42   28   1129   362   332   1908
回收率*
乙烷     97.20％
丙烷     99.99％
丁烷+    100.00％
功率
残余气体压缩    11617HP  [19098kW]
回流压缩        550HP    [904kW]
总压缩          12167HP  [20002kW]
*(基于未圆整的流量)
表III、表IV和表V的对比表明，与本发明的图3和图4的实施方案相比，图5的实施方案基本维持相同的乙烷回收率、丙烷回收率和丁烷+回收率。然而，表III、表IV和表V的对比还表明，这些收率是使用比图3的实施方案需要的马力少约1％的马力，比图4实施方案需要的马力略低的马力而获得的。图5实施方案的功率需求的降低主要归因于循环物流48的流量降低了。脱甲烷塔17的塔顶回流流量的该降低可能是由于塔顶馏出物(物流39)的一部分(物流44)与从分馏塔17的吸收段的较低区域取出的蒸馏蒸气的一部分(物流49)混合大大降低了回流物流50c中的C2+组分的浓度，提供了在吸收段中的更好的精馏。这降低了这些更重的组分在高于该吸收段的该区域处上升蒸气中的平衡浓度，因此塔顶回流物流需要较少的精馏。相对于图5实施方案与图3实施方案相比在资金成本上的略微增加，必须针对每一个应用计算该实施方案比图3实施方案所减少的能量需求。图5实施方案与图4实施方案相比，除了能量减少之外，还在资金成本上提供轻微的优势，但是这同样要针对每一个应用进行计算。
实施例4
对所述塔使用补充回流物流的备选方法显示于图6中说明的本发明的另一个实施方案中。图6呈现的方法中所考虑的原料气组成和条件与图1至图5中的那些相同。因此，图6可以与图1和图2工艺进行比较来说明本发明的优点，并且还可以与图3至图5中表明的实施方案进行比较。
在图6工艺的模拟中，入口气体作为物流31进入工厂并且在换热器10中通过与-55°F(-49℃)下的凉的蒸气物流43a的一部分(物流46)、93°F(34℃)下的泵送的脱甲烷塔塔底液体(物流42a)、71°F(21℃)下的脱甲烷塔液体(物流41)和-10°F(-24℃)下的脱甲烷塔液体(物流40)进行换热而被冷却。冷却的物流31a在-31°F(-35℃)和1025psia[7067kPa(a)]下进入分离器11，在那里将蒸气(物流32)与冷凝液(物流33)分开。
将来自分离器11的蒸气(物流32)分为两股物流，34和36。同样地，将来自分离器11的液体(物流33)分为两股物流，37和38。含有全部蒸气的约12％的物流34与含有全部液体的约50％的物流37混合。混合物流35然后经过换热器12与-136°F(-93℃)下的冷的蒸气物流43进行换热，在那里它被冷却至基本上冷凝。所得到的-132°F(-91℃)下的基本冷凝的物流35a然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀13，急速膨胀至分馏塔17的操作压力(约469psia[3234kPa(a)])，将物流35b冷却到-134°F(-92℃)然后在塔中部进料位置处将其供应给分馏塔17。
来自分离器11的蒸气的其余88％(物流36)进入做功膨胀机14，在该膨胀机中从这部分高压原料中提取机械能。所述机器14基本等熵膨胀所述蒸气至塔操作压力，做功膨胀将膨胀的物流36a冷却至约-99°F(-73℃)的温度。之后将部分冷凝的膨胀物流36a在塔中部第二进料位置处作为原料供应给分馏塔17。
来自分离器11的液体的其余50％(物流38)通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀16，急速膨胀至分馏塔17的操作压力。所述膨胀将物流38a冷却至-59°F(-51℃)然后在塔中部第三进料位置处将其供应给分馏塔17。
将再次压缩并冷却的蒸气物流43e分为两股物流。一部分，物流47，是挥发性残余气体产物。另一部分，循环物流48，流向换热器22，在那里它通过与凉的蒸气物流43a的一部分(物流45)进行换热被冷却至-1°F(-18℃)(物流48a)。所述冷却的循环物流然后流向换热器12，在那里它通过与冷蒸气物流43进行换热被冷却至-132°F(-91℃)下并且基本上冷凝。所述基本冷凝的物流48b然后通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀23，膨胀至脱甲烷塔操作压力，导致全部物流冷却至-140°F(-95℃)。所述膨胀的物流48c然后作为塔顶原料供应给分馏塔17。物流48c的蒸气部分(如果有的话)与从所述塔的塔顶分馏级上升的蒸气混合形成蒸馏物流39，从所述塔的上部区域取出该蒸馏物流39。
使形成所述塔顶馏出物的蒸馏蒸气物流(物流39)在-136°F(-93℃)下离开分馏塔17并分为两部分，分别是第一蒸气物流44和第二蒸气物流43。第一蒸气物流44与在-128°F(-89℃)下从分馏塔17的吸收段的较低区域取出的蒸馏蒸气的一部分(物流49)混合，并通过回流压缩机24将所述混合蒸气物流50压缩至约732psia[5047kPa(a)]的中等压力。压缩的物流50a流向换热器12，在那里它通过与冷的蒸馏塔塔顶物流39的剩余部分(物流43)进行换热被冷却至-132°F(-91℃)下并且基本上冷凝。然后将所述基本上冷凝的物流50b分为两部分，物流51和52。第一部分，含有物流50b的约90％的物流51，通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀25，膨胀至脱甲烷塔的操作压力，导致物流51a冷却至-136°F[-94℃]，然后如同在本发明的图5实施方案中一样在塔中部第四进料位置处将其供应给分馏塔17。剩余部分，含有物流50b的约10％的物流52，通过适当的膨胀设备，例如膨胀阀26，膨胀至脱甲烷塔的操作压力，导致物流52a冷却至-136°F[-94℃]的温度，然后在塔中部第五进料位置处将其供应给分馏塔17，其中塔中部第五进料位置位于物流51a的进料位置下方。
在脱甲烷塔17的提馏段中提馏原料物流的甲烷和更轻的组分。得到的液体产物(物流42)在89°F(31℃)下离开塔17的底部。泵19将物流42a输送到前面描述的换热器10，在那里它被加热到116°F(47℃)(物流42b)然后流向储罐。
第二蒸气物流43(冷的蒸馏塔塔顶物流39的剩余部分)在换热器12中随着它向前面描述的混合物流35、压缩的混合物流50a和循环物流48a提供冷却而被加热，形成凉的第二蒸气物流43a。将第二蒸气物流43a分为两部分(物流45和46)，分别在换热器22和换热器10中将它们加热到116°F[47℃]和94°F[34℃]。加热的物流再次混合形成96°F[35℃]下的物流43b，然后对该物流进行两级再次压缩，由膨胀机14驱动的压缩机15和由补充能源驱动的压缩机20。在物流43d在排料冷却器21中冷却至120°F[49℃]形成物流43e之后，像前面描述的那样取出循环物流48以形成残余气体物流47，该残余气体物流47在1040psia[7171kPa(a)]下流向销售气体管线。
下表列出了图6中说明的工艺的物流流量和能量消耗的总结。
表VI
(图6)
物流流量总结-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  31   25384   1161   362   332   27451
  32   25122   1109   319   191   26949
  33   262   52   43   141   502
  34   2977   131   38   23   3194
  37   131   26   21   70   251
  35   3108   157   59   93   3445
  36   22145   978   281   168   23755
  38   131   26   22   71   251
  39   29044   37   0   0   29260
  44   871   1   0   0   878
  物流   甲烷   乙烷   丙烷   丁烷+   总计
  49   4487   44   1   0   4575
  50   5358   45   1   0   5453
  51   4823   40   1   0   4908
  52   535   5   0   0   545
  43   28173   36   0   0   28382
  48   2817   4   0   0   2838
  47   25356   32   0   0   25544
  42   28   1129   362   332   1907
回收率*
乙烷 97.22％
丙烷 99.99％
丁烷+100.00％
功率
残余气体压缩    11488HP  [18886kW]
回流压缩        548HP    [901kW]
总压缩          12036HP  [19787kW]
*(基于未圆整的流量)
表III、表IV、表V和表VI的对比表明，与本发明的图3至图5的实施方案相比，图6的实施方案基本维持相同的乙烷回收率、丙烷回收率和丁烷+回收率。然而，表III、表IV、表V和表VI的对比还表明，这些收率是使用比图3的实施方案需要的马力少约2％，比图4和图5的实施方案需要的马力少约1％的马力而实现的。图6实施方案的能量需求的降低主要归因于略微提高了分馏塔17的操作压力，这有可能归因于通过引入补充回流的一部分(物流52a)降低吸收段而提供的在其吸收段中更好的精馏。这有效地降低了引入膨胀的混合物流35b处的塔内液体中C2+组分的浓度，从而降低了这些更重的组分在高于该吸收段的这一区域处上升蒸气中的平衡浓度。相对于图6实施方案与其它实施方案相比的略微增加的资金成本，必须针对每个应用计算该实施方案比图3至图5实施方案减少的能量需求。
其它实施方案
根据本发明，将脱甲烷塔的吸收(精馏)段设计为含有许多理论分离级通常是有利的。然而，可以使用少至一个理论级来获得本发明的益处，并且据信甚至等价的分馏理论级可以允许获得这些益处。例如，全部或部分的膨胀的基本冷凝的循环物流48c、全部或部分的补充物流(图3中的物流49c、图5中的物流50c或图4和图6中的51a和52a)、全部或部分的膨胀的基本冷凝的物流35b、以及全部或部分的膨胀的物流36a可以混合(例如在连接膨胀阀和脱甲烷塔的管道中)并且如果被充分混合后，所述蒸气和液体会混合在一起并且根据总混合物流的各种组分的相对挥发度进行分离。出于本发明的目的，认为此四种或五种物流的这样的混合构成吸收段。具体地，混合补充回流物流52a和膨胀的基本冷凝的物流35b在许多情况下似乎是有利的，混合膨胀的基本冷凝的循环物流48c和全部或部分的补充回流(图3中的物流49c、图5中的物流50c、或图4和图6中的物流51a)也如此。
图7和图8描述了由两个容器，吸收(精馏)塔27(接触和分离设备)和提馏(蒸馏)塔17，构成的分馏塔。在这种情况下，从吸收塔27的较低段取出蒸馏蒸气的一部分(物流49)并将其输送到回流压缩机24中(任选地，如图8中所示，与来自吸收塔27的塔顶蒸馏物流39的一部分，物流44，进行混合物)以便为吸收塔27产生补充回流。提馏塔17的塔顶蒸气(物流54)流向吸收塔27较低段以接触膨胀的基本冷凝的循环物流48c、补充回流液体(物流51a和任选的物流52a)、以及膨胀的基本冷凝的物流35b。泵28用来将所述液体(物流55)从吸收塔27的塔底输送到提馏塔17的塔顶以使得两个塔有效地起到一个蒸馏系统的作用。对于决定是否将分馏塔构建为单一的容器(例如图3-图6中的脱甲烷塔17)或多个容器将取决于许多因素，例如工厂规模、生产设备的间距等。
如前面的实施例中描述的，补充回流(图3、4、和7中的物流49b和图5、6、和8中的物流50b)被完全冷凝并且将得到的冷凝物用于从上升的蒸气中吸收有价值的C2组分、C3组分和更重的组分，其中所述上升蒸气是沿脱甲烷塔17(图3-图6)的吸收段17b的较低区域上升或沿吸收塔27(图7和8)上升的蒸气。然而，本发明不限于该实施方案。在其它设计考虑表明所述蒸气或冷凝物的一部分应该绕过脱甲烷塔17的吸收段17b(图3-图6)或绕过吸收塔27(图7和8)的情况下，以下做法可能是有利的，例如，以这种方式仅处理这些蒸气的一部分，或仅使用所述冷凝物的一部分作为吸收剂。某些情况可能有利于补充回流物流(49b或50b)在换热器12中的部分冷凝，而不是全冷凝。其它情况可能有利于蒸馏物流49是从分馏塔17(图3-图6)或吸收塔27(图7和图8)采出的全部蒸气而不是部分蒸气侧线采出。还应当指出，取决于原料气物流的组成，使用外部冷冻提供补充回流物流(49b或50b)在换热器12中的冷却作用的一部分可能是有利的。
原料气条件、工厂规模、可获得的设备、或其它因素表明，取消做功膨胀机14、或替换为备选的膨胀设备(例如膨胀阀)是可行的。虽然以特定的膨胀设备描述了各自的蒸气膨胀，在适当的地方可以使用备选的膨胀设备。例如，条件可以保证基本冷凝的循环物流(物流48b)、补充回流(物流49b、物流50b或物流51和/或52)，或基本冷凝的物流(35a)做功膨胀。
当入口气体是贫气时，不需要图3至图8中的分离器11。取决于原料气中的更重的烃的量和原料气的压力，离开图3至图8中的换热器10的冷却的原料物流31a可以不含任何液体(因为它高于其露点，或者因为它高于其临界冷凝压力)，因此不需要图3至图8中表明的分离器11。此外，即使在需要分离器11的那些情况下，将物流33中得到的任何液体与蒸气物流34混合可能是不利的。在这样的情况下，应将所有液体导入物流38中并且到膨胀阀16和脱甲烷塔17(图3至图6)中的塔中部更低的进料位置处或提馏塔17(图7和图8)中的塔中部进料位置处。其它应用可能有利于将物流33中得到的所有液体与蒸气物流34混合。在这样的情况下，没有物流38的流动并且不需要膨胀阀16。
根据本发明，可以使用外部制冷来补充可从入口气体和/或来自其它工艺物流的循环气中获得的冷却作用，尤其是在富入口气体的情况下。对于每一个特定的应用，必须计算使用和分配分离器液体和脱甲烷塔侧线采出液体的工艺换热，以及用于入口气体冷却的换热的特定的安排，以及选择用于具体的换热服务的工艺物流。
还认识到，分开的蒸气原料和分开的液体原料中每个支路中存在的原料的相对量将取决于几个因素，包括气体压力、原料气组成、可以从原料中经济地取出的热量和可获得的马力的量。塔中部进料的相对位置和蒸馏蒸气物流49的取出点可以根据进口组成和其它因素例如合意的回收率水平和入口气体冷却过程中形成的液体量进行改变。在一些情况下，在比膨胀物流36a的进料位置低的位置取出蒸馏蒸气物流49是有利的。此外，可以根据各股物流的相对温度和量来混合两股或更多股原料物流或它们的一部分，然后将混合物流进料到塔中部进料位置。必须针对每个应用确定蒸馏物流49或混合蒸气物流50被压缩到的中等压力，因为它是入口组成、合意的回收率水平、蒸馏蒸气物流49的取出位置和其它因素的函数。
尽管已经描述了认为是本发明的优选实施方案，本领域技术人员会认出可以对其进行其它或进一步的改进，例如使本发明适用于各种条件、原料类型或其它需求而不背离由以下权利要求定义的本发明的主旨。

Claims (34)

1.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的方法中，在该方法中：
(a)在压力下冷却所述气体物流以提供冷却的物流；
(b)将所述冷却的物流膨胀至较低的压力由此使其进一步冷却；以及
(c)将所述进一步冷却的物流导入蒸馏塔并在所述较低的压力下进行分馏，由此回收所述挥发性相对较小的馏分的组分；
改进之处为其中在冷却之后，将所述冷却的物流分成第一物流和第二物流；并且
(1)冷却所述第一物流以基本上将其全部冷凝，并且之后将其膨胀至所述较低的压力，由此使其进一步冷却；
(2)之后将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(3)将所述第二物流膨胀至所述较低的压力并在塔中部第二进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(4)从所述蒸馏塔的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域取出蒸馏蒸气物流并将其压缩到中等压力；
(5)将所述压缩的蒸馏蒸气物流充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(6)将至少一部分所述冷凝物流膨胀至所述较低的压力，并且之后位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第三进料位置处将其供应给所述蒸馏塔；
(7)从所述蒸馏塔的上部区域取出塔顶蒸气物流并且将至少一部分所述塔顶蒸气物流导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并被加热，从而提供步骤(5)的冷却作用的至少一部分；
(8)将所述加热的塔顶蒸气物流压缩至更高的压力并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(9)将所述压缩的循环物流充分冷却以基本上将其冷凝；
(10)将所述基本上冷凝的压缩的循环物流膨胀至所述较低的压力并在顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(11)进到所述蒸馏塔的所述原料物流的量和温度有效地维持所述蒸馏塔的塔顶温度在使所述挥发性相对较小的馏分中的大部分组分被回收的温度下。
2.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的方法中，在该方法中：
(a)在压力下冷却所述气体物流以提供冷却的物流；
(b)将所述冷却的物流膨胀至较低的压力由此使其进一步冷却；以及
(c)将所述进一步冷却的物流导入蒸馏塔中并在所述较低的压力下进行分馏，由此回收所述挥发性相对较小的馏分的组分；
改进之处为其中使所述气体物流充分冷却以将其部分冷凝；并且
(1)分离出所述部分冷凝的气体物流，从而提供蒸气物流和至少一种液体物流；
(2)之后将所述蒸气物流分成第一物流和第二物流；
(3)将所述第一物流冷却以基本上将其完全冷凝并且之后将其膨胀至所述较低的压力，由此使其进一步冷却；
(4)之后将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(5)将所述第二物流膨胀至所述较低的压力并且在塔中部第二进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(6)从所述蒸馏塔的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域取出蒸馏蒸气物流并将其压缩到中等压力；
(7)充分冷却所述压缩的蒸馏蒸气物流以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(8)将至少一部分所述冷凝物流膨胀至所述较低的压力，并且之后在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第三进料位置处将其供应给所述蒸馏塔；
(9)将所述至少一种液体物流的至少一部分膨胀至所述较低的压力，并且将其在塔中部第四进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(10)从所述蒸馏塔的上部区域取出塔顶蒸气物流并且将至少一部分所述塔顶蒸气物流导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并且被加热，从而提供步骤(7)的冷却作用的至少一部分；
(11)将所述加热的塔顶蒸气物流压缩至更高的压力，并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分与压缩的循环物流；
(12)将所述压缩的循环物流充分冷却以基本上将其冷凝；
(13)将所述基本上冷凝的压缩的循环物流膨胀至所述较低的压力并在顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔；以及
(14)进到所述蒸馏塔的所述原料物流的量和温度有效地维持所述蒸馏塔的塔顶温度在使所述挥发性相对较小的馏分中的大部分组分被回收的温度下。
3.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的方法中，在该方法中：
(a)在压力下冷却所述气体物流以提供冷却的物流；
(b)将所述冷却的物流膨胀至较低的压力由此使其进一步冷却；以及
(c)将所述进一步冷却的物流导入蒸馏塔并在所述较低的压力下进行分馏，由此回收所述挥发性相对较小的馏分的组分；
改进之处为其中充分冷却所述气体物流以将其部分冷凝；并且
(1)分离所述部分冷凝的气体物流，从而提供蒸气物流和至少一种液体物流；
(2)之后将所述蒸气物流分为第一物流和第二物流；
(3)将所述第一物流与所述至少一种液体物流的至少一部分混合以形成混合物流，并且冷却所述混合物流以便基本上冷凝其全部，并且之后将其膨胀至所述较低的压力，由此使其进一步冷却；
(4)之后将所述膨胀的、冷却的混合物流在塔中部第一进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(5)将所述第二物流膨胀至所述较低的压力并在塔中部第二进料位置处将其供应给所述蒸馏塔；
(6)从所述蒸馏塔的低于所述膨胀的、冷却的混合物流的区域取出蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(7)将所述压缩的蒸馏蒸气物流充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(8)将至少一部分所述冷凝物流膨胀至所述较低的压力并且之后将其在位于所述膨胀的、冷却的混合物流上方的塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(9)将所述至少一种液体物流的任何剩余部分膨胀至所述较低的压力并在塔中部第四进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(10)从所述蒸馏塔的上部区域取出塔顶蒸气物流，并且将至少一部分所述塔顶蒸气物流导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并且被加热，从而提供步骤(7)的冷却作用的至少一部分；
(11)将所述加热的塔顶蒸气物流压缩至更高的压力，并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(12)充分冷却所述压缩的循环物流以基本上将其冷凝；
(13)将所述基本上冷凝的、压缩的循环物流膨胀至所述较低的压力并将其在顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔；以及
(14)进到所述蒸馏塔的所述原料物流的量和温度有效地维持所述蒸馏塔的塔顶温度在使所述挥发性相对较小的馏分中的大部分组分被回收的温度下。
4.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的方法中，在该方法中：
(a)在压力下冷却所述气体物流以提供冷却的物流；
(b)将所述冷却的物流膨胀至较低的压力由此使其进一步冷却；以及
(c)将所述进一步冷却的物流导入蒸馏塔并在所述较低的压力下进行分馏，由此回收所述挥发性相对较小的馏分的组分；
改进之处为其中在冷却之后，将所述冷却的物流分为第一物流和第二物流；并且
(1)冷却所述第一物流以基本上将其全部冷凝，并且之后将其膨胀至所述较低的压力，由此将其进一步冷却；
(2)之后将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给产生第一塔顶蒸气物流和塔底液体物流的接触和分离设备，然后将所述塔底液体物流供应给所述蒸馏塔；
(3)从所述蒸馏塔的上部区域取出第二塔顶蒸气物流并在第一下部进料位置处导入所述接触和分离设备；
(4)将所述第二物流膨胀至所述较低的压力并在第二下部进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(5)从所述接触和分离设备的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域取出蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(6)充分冷却所述压缩的蒸馏蒸气物流以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(7)至少将一部分所述冷凝物流膨胀至所述较低的压力并且之后将其在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(8)将至少一部分所述第一塔顶蒸气物流导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并被加热，从而提供步骤(6)的冷却作用的至少一部分；
(9)将所述加热的第一塔顶蒸气物流压缩至更高的压力并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(10)充分冷却所述压缩的循环物流以便基本上将其冷凝；
(11)将所述基本上冷凝、压缩的循环物流膨胀至所述较低的压力并且在顶部进料位置处供应给所述接触和分离设备；以及
(12)进到所述接触和分离设备的所述原料物流的量和温度有效地维持所述接触和分离设备的顶部温度在使所述挥发性相对较小的馏分中的大部分组分被回收的温度下。
5.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的方法中，在该方法中：
(a)在压力下冷却所述气体物流以提供冷却的物流；
(b)将所述冷却的物流膨胀至较低的压力由此使其进一步冷却；以及
(c)将所述进一步冷却的物流导入蒸馏塔并在所述较低的压力下进行分馏，由此回收所述挥发性相对较小的馏分的组分；
改进之处为其中充分冷却所述气体物流以便将其部分冷凝；并且
(1)分离所述部分冷凝的气体物流从而提供蒸气物流和至少一种液体物流；
(2)之后将所述蒸气物流分成第一物流和第二物流；
(3)冷却所述第一物流以便基本上将其全部冷凝，并且之后将其膨胀至所述较低的压力，由此使其进一步冷却；
(4)之后将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给产生第一塔顶蒸气物流和塔底液体物流的接触和分离设备，然后将所述塔底液体物流供应给所述蒸馏塔；
(5)从所述蒸馏塔的上部区域取出第二塔顶蒸气物流并将其在第一下部进料位置处导入到所述接触和分离设备中；
(6)使所述第二物流膨胀至所述较低的压力并将其在第二下部进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(7)从所述接触和分离设备的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域取出蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(8)充分冷却所述压缩的蒸馏蒸气物流以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(9)将至少一部分所述冷凝物流膨胀至所述较低的压力，并且之后将其在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(10)将所述至少一种液体物流的至少一部分膨胀至所述较低的压力并将其在塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(11)将至少一部分所述第一塔顶蒸气物流导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并被加热，从而提供步骤(8)的冷却作用的至少一部分；
(12)将所述加热的第一塔顶蒸气物流压缩至更高的压力并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(13)充分冷却所述压缩的循环物流以基本上将其冷凝；
(14)将所述基本上冷凝的压缩的循环物流膨胀至所述较低的压力并将其在顶部进料位置处供应给所述接触和分离设备；以及
(15)进到所述接触和分离设备的所述原料物流的量和温度有效地维持所述接触和分离设备的顶部温度在使所述挥发性相对较小的馏分中的大部分组分被回收的温度下。
6.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的方法中，在该方法中：
(a)在压力下冷却所述气体物流以提供冷却的物流；
(b)将所述冷却的物流膨胀至较低的压力由此使其进一步冷却；和
(c)将所述进一步冷却的物流导入蒸馏塔中并在所述较低的压力下进行分馏，由此回收所述挥发性相对较小的馏分的组分；
改进之处为其中所述气体物流被充分冷却以将其部分冷凝；和
(1)分离所述部分冷凝的气体物流从而提供蒸气物流和至少一种液体物流；
(2)之后将所述蒸气物流分为第一物流和第二物流；
(3)使所述第一物流与所述至少一种液体物流的至少一部分混合形成混合物流，并冷却所述混合物流以基本上将其全部冷凝，并且之后将其膨胀至所述较低的压力由此使其进一步冷却；
(4)之后将所述膨胀的、冷却的混合物流在塔中部第一进料位置处供应给产生第一塔顶蒸气物流和塔底液体物流的接触和分离设备，然后将所述塔底液体物流供应给所述蒸馏塔；
(5)从所述蒸馏塔的上部区域取出第二塔顶蒸气物流并在第一下部进料位置处将其导入所述接触和分离设备中；
(6)将所述第二物流膨胀至所述较低的压力并在第二下部进料位置处将其供应给所述接触和分离设备；
(7)从所述接触和分离设备的低于所述膨胀的、冷却的混合物流的区域取出蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(8)将所述压缩的蒸馏蒸气物流充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(9)将至少一部分所述冷凝物流膨胀至所述较低的压力，并且之后将其在位于所述膨胀的、冷却的混合物流上方的塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(10)将所述至少一种液体物流的任何剩余部分膨胀至所述较低的压力并在塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(11)将至少一部分所述第一塔顶蒸气物流导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并且被加热，从而提供步骤(8)的冷却作用的至少一部分；
(12)将所述加热的第一塔顶蒸气物流压缩至更高压力，并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(13)使所述压缩的循环物流充分冷却以基本上将其冷凝；
(14)将所述基本上冷凝的压缩的循环物流膨胀至所述较低的压力并且在顶部进料位置处将其供应给所述接触和分离设备；以及
(15)进到所述接触和分离设备的所述原料物流的量和温度有效地维持所述接触和分离设备的顶部温度在使所述挥发性相对较小的馏分中的大部分组分被回收的温度下。
7.根据权利要求1、2或3的改进之处，其中
(1)将所述塔顶蒸气物流分成至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)使所述第一蒸气物流与所述蒸馏蒸气物流混合形成混合蒸气物流，然后将所述混合蒸气物流压缩至所述中等压力；
(3)充分冷却所述压缩的混合蒸气物流以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(4)将所述第二蒸气物流导去与所述压缩的混合物流进行换热并且被加热，从而提供步骤(3)的冷却作用的至少一部分；和
(5)将所述加热的第二蒸气物流压缩至所述更高的压力，并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
8.根据权利要求4、5或6的改进之处，其中
(1)将所述第一塔顶蒸气物流分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)使所述第一蒸气物流与所述蒸馏蒸气物流混合形成混合蒸气物流，然后将所述混合蒸气物流压缩至所述中等压力；
(3)将所述压缩的混合蒸气物流充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(4)将所述第二蒸气物流导去与所述压缩的混合物流进行换热并且被加热，从而提供步骤(3)的冷却作用的至少一部分；和
(5)将所述加热的第二蒸气物流压缩至更高的压力并且之后将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
9.根据权利要求1、2或3的改进之处，其中
(1)将所述冷凝物流分为至少第一部分和第二部分；
(2)将所述第一部分膨胀至所述较低的压力并且之后将其在所述塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(3)将所述第二部分膨胀至所述较低的压力并且之后在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
10.根据权利要求7的改进之处，其中
(1)将所述冷凝物流分为至少第一部分和第二部分；
(2)将所述第一部分膨胀至所述较低的压力并且之后在所述塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(3)将所述第二部分膨胀至所述较低的压力并且之后在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
11.根据权利要求4、5或6的改进之处，其中
(1)将所述冷凝物流分为至少第一部分和第二部分；
(2)将所述第一部分膨胀至所述较低的压力并且之后将其在所述塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；和
(3)将所述第二部分膨胀至所述较低的压力并且之后在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
12.根据权利要求8的改进之处，其中
(1)将所述冷凝物流分为至少第一部分和第二部分；
(2)将所述第一部分膨胀至所述较低的压力并且之后将其在所述塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；和
(3)将所述第二部分膨胀至所述较低的压力并且之后将其在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
13.根据权利要求1、2或3的改进之处，其中所述至少一部分所述膨胀的冷凝物流与所述膨胀的基本冷凝的压缩的循环物流混合形成混合的冷凝物流，之后将所述混合的冷凝物流在所述顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
14.根据权利要求4、5或6的改进之处，其中所述至少一部分所述膨胀的冷凝物流与所述膨胀的基本冷凝的压缩的循环物流混合形成混合的冷凝物流，之后将所述混合的冷凝物流在所述顶部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
15.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的装置中，在所述装置中有：
(a)所连接的第一冷却设备，其用于在压力下冷却所述气体以提供在压力下的冷却物流；
(b)所连接的第一膨胀设备，其用于接收至少一部分所述在压力下的冷却物流并将其膨胀至较低的压力，由此使所述物流进一步冷却；以及
(c)所连接的蒸馏塔，其用于接收所述进一步冷却的物流，所述蒸馏塔适合于将所述进一步冷却的物流分为塔顶蒸气物流和所述挥发性相对较小的馏分；
改进之处为其中所述装置包括
(1)与所述第一冷却设备相连的第一分流设备，其用于接收所述冷却物流并将其分为第一物流和第二物流；
(2)与所述第一分流设备相连的第二冷却设备，其用于接收所述第一物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(3)与所述第二冷却设备相连的第一膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的第一物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第一膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(4)与所述第一分流设备相连的第二膨胀设备，其用于接收所述第二物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第二膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二物流在塔中部第二进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(5)与所述蒸馏塔相连的蒸气取出设备，其用于从所述蒸馏塔的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域接收蒸馏蒸气物流；
(6)与所述蒸气取出设备相连的第一压缩设备，其用于接收所述蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(7)与所述第一压缩设备相连的换热设备，其用于接收所述压缩的蒸馏蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(8)与所述换热设备相连的第三膨胀设备，其用于接收至少一部分所述冷凝物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔连接以便将所述至少一部分所述膨胀的冷凝物流在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(9)所述蒸馏塔还与所述换热设备相连以将从中分离的所述塔顶蒸气物流的至少一部分导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并加热所述塔顶蒸气物流，从而提供步骤(7)的冷却作用的至少一部分；
(10)与所述换热设备相连的第二压缩设备，其用于接收所述加热的塔顶蒸气物流并将其压缩至更高的压力；
(11)与所述第二压缩设备相连的第二分流设备，其用于接收所述压缩的、加热的塔顶蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(12)与所述第二分流设备相连的第三冷却设备，其用于接收所述压缩的循环物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(13)与所述第三冷却设备相连的第四膨胀设备，其用于接收所述基本上冷凝的压缩的循环物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第四膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的、冷凝的循环物流在顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔；以及
(14)适合于调节进到所述蒸馏塔的所述原料物流的量和温度的控制设备，其用于使所述蒸馏塔的塔顶温度维持在所述挥发性相对较小的馏分的大部分组分被回收的温度下。
16.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的装置中，在所述装置中有：
(a)所连接的第一冷却设备，其用于在压力下冷却所述气体以提供在压力下的冷却物流；
(b)所连接的第一膨胀设备，其用于接收至少一部分所述在压力下的冷却物流并将其膨胀至较低的压力，由此使所述物流进一步冷却；以及
(c)所连接的蒸馏塔，其用于接收所述进一步冷却的物流，所述蒸馏塔适合于将所述进一步冷却的物流分为塔顶蒸气物流和所述挥发性相对较小的馏分；
改进之处为其中所述装置包括
(1)适合于在压力下充分冷却所述原料气以将其部分冷凝的所述第一冷却设备；
(2)与所述第一冷却设备相连的分离设备，其用于接收所述部分冷凝的原料并将其分为蒸气物流和至少一种液体物流；
(3)与所述分离设备连接的第一分流设备，其用于接收所述蒸气物流并将其分为第一物流和第二物流；
(4)与所述第一分流设备相连的第二冷却设备，其用于接收所述第一物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(5)与所述第二冷却设备相连的所述第一膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的第一物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第一膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(6)与所述第一分流设备相连的第二膨胀设备，其用于接收所述第二物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第二膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二物流在塔中部第二进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(7)与所述蒸馏塔相连的蒸气取出设备，其用于从所述蒸馏塔的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域接收蒸馏蒸气物流；
(8)与所述蒸气取出设备相连的第一压缩设备，其用于接收所述蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(9)与所述第一压缩设备相连的换热设备，其用于接收所述压缩的蒸馏蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(10)与所述换热设备相连的第三膨胀设备，其用于接收至少一部分所述冷凝物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述至少一部分所述膨胀的冷凝物流在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(11)与所述分离设备相连的第四膨胀设备，其用于接收所述至少一种液体物流的至少一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第四膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的液体物流在塔中部第四进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(12)所述蒸馏塔还与所述换热设备相连以将从中分出的所述塔顶蒸气物流的至少一部分导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并加热所述塔顶蒸气物流，从而提供步骤(9)的冷却作用的至少一部分；
(13)与所述换热设备相连的第二压缩设备，其用于接收所述加热的塔顶蒸气物流并将其压缩至更高的压力；
(14)与所述第二压缩设备相连的第二分流设备，其用于接收所述压缩的、加热的塔顶蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分与压缩的循环物流；
(15)与所述第二分流设备相连的第三冷却设备，其用于接收所述压缩的循环物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(16)与所述第三冷却设备相连的第五膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的压缩的循环物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的冷凝循环物流在顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔；以及
(17)适合于调节进到所述蒸馏塔的所述原料物流的量和温度的控制设备，其用于使所述蒸馏塔的塔顶温度维持在使所述挥发性相对较小的馏分的大部分组分被回收的温度下。
17.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的装置中，在所述装置中有：
(a)所连接的第一冷却设备，其用于在压力下冷却所述气体以提供在压力下的冷却物流；
(b)所连接的第一膨胀设备，其用于接收至少一部分所述在压力下的冷却物流并将其膨胀至较低的压力，由此使所述物流进一步冷却；以及
(c)所连接的蒸馏塔，其用于接收所述进一步冷却的物流，所述蒸馏塔适合于将所述进一步冷却的物流分为塔顶蒸气物流和所述挥发性相对较小的馏分；
改进之处为其中所述装置包括
(1)适合于在压力下充分冷却所述原料气以将其部分冷凝的所述第一冷却设备；
(2)与所述第一冷却设备相连的分离设备，其用于接收所述部分冷凝的原料并将其分为蒸气物流和至少一种液体物流；
(3)与所述分离设备相连的第一分流设备，其用于接收所述蒸气物流并将其分为第一物流和第二物流；
(4)与所述第一分流设备和所述分离设备相连的混合设备，其用于接收所述第一物流和所述至少一种液体物流的至少一部分并形成混合物流；
(5)与所述混合设备相连的第二冷却设备，其用于接收所述混合物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(6)与所述第二冷却设备相连的第一膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的混合物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第一膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的、冷却的混合物流在塔中部第一进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(7)与所述第一分流设备相连的第二膨胀设备，其用于接收所述第二物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第二膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二物流在塔中部第二进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(8)与所述蒸馏塔相连的蒸气取出设备，其用于从所述蒸馏塔的低于所述膨胀的、冷却的混合物流的区域接收蒸馏蒸气；
(9)与所述蒸气取出设备相连的第一压缩设备，其用于接收所述蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(10)与所述第一压缩设备相连的换热设备，其用于接收所述压缩的蒸馏蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(11)与所述换热设备相连的第三膨胀设备，其用于接收至少一部分所述冷凝物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述至少一部分所述膨胀的冷凝物流在位于所述膨胀的、冷却的混合物流上方的塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(12)与所述分离设备相连的第四膨胀设备，其用于接收所述至少一种液体物流的任何剩余部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第四膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的液体物流在塔中部第四进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(13)所述蒸馏塔还与所述换热设备相连以将从中分出的所述塔顶蒸气物流的至少一部分导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并加热所述塔顶蒸气物流，从而提供步骤(10)的冷却作用的至少一部分；
(14)与所述换热设备相连的第二压缩设备，其用于接收所述加热的塔顶蒸气物流并将其压缩至更高的压力；
(15)与所述第二压缩设备相连的第二分流设备，其用于接收所述压缩的、加热的塔顶蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分与压缩的循环物流；
(16)与所述第二分流设备相连的第三冷却设备，其用于接收所述压缩的循环物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(17)与所述第三冷却设备相连的第五膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的压缩的循环物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的冷凝循环物流在顶部进料位置处供应给所述蒸馏塔；以及
(18)适合于调节进到所述蒸馏塔的所述原料物流的量和温度的控制设备，其用于使所述蒸馏塔的塔顶温度维持在使所述挥发性相对较小的馏分的大部分组分被回收的温度下。
18.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的装置中，在所述装置中有：
(a)所连接的第一冷却设备，其用于在压力下冷却所述气体以提供在压力下的冷却物流；
(b)所连接的第一膨胀设备，其用于接收至少一部分所述在压力下的冷却物流并将其膨胀至较低的压力，由此使所述物流进一步冷却；以及
(c)所连接的蒸馏塔，其用于接收所述进一步冷却的物流，所述蒸馏塔适合于将所述进一步冷却的物流分为第一塔顶蒸气物流和所述挥发性相对较小的馏分；
改进之处为其中所述装置包括
(1)与所述第一冷却设备相连的第一分流设备，其用于接收所述冷却的物流并将其分为第一物流和第二物流；
(2)与所述第一分流设备相连的第二冷却设备，其用于接收所述第一物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(3)与所述第二冷却设备相连的所述第一膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的第一物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第一膨胀设备还与接触和分离设备相连以便将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给所述接触和分离设备，所述接触和分离设备适合于产生第二塔顶蒸气物流和塔底液体物流；
(4)与所述接触和分离设备相连的所述蒸馏塔，其用于接收至少一部分所述塔底液体物流，所述蒸馏塔还与所述接触和分离设备相连以将从中分离的所述第一塔顶蒸气物流在第一下部进料位置处引导到所述接触和分离设备；
(5)与所述第一分流设备相连的第二膨胀设备，其用于接收所述第二物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第二膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二物流在第二下部进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(6)与所述接触和分离设备相连的蒸气取出设备，其用于从所述接触和分离设备的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域接收蒸馏蒸气物流；
(7)与所述蒸气取出设备相连的第一压缩设备，其用于接收所述蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(8)与所述第一压缩设备相连的换热设备，其用于接收所述压缩的蒸馏蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(9)与所述换热设备相连的第三膨胀设备，其用于接收至少一部分所述冷凝物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将至少一部分所述膨胀的冷凝物流在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(10)所述接触和分离设备还与所述换热设备相连以将从中分出的所述第二塔顶蒸气物流的至少一部分导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并加热所述第二塔顶蒸气物流，从而提供步骤(8)的冷却作用的至少一部分；
(11)与所述换热设备相连的第二压缩设备，其用于接收所述加热的第二塔顶蒸气物流并将其压缩至更高的压力；
(12)与所述第二压缩设备相连的第二分流设备，其用于接收所述压缩的、加热的第二塔顶蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(13)与所述第二分流设备相连的第三冷却设备，其用于接收所述压缩的循环物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(14)与所述第三冷却设备相连的第四膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的压缩的循环物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第四膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的冷凝循环物流在顶部进料位置处供应给所述接触和分离设备；以及
(15)适合于调节进到所述接触和分离设备的所述原料物流的量和温度的控制设备，其用于使所述接触和分离设备的塔顶温度维持在使所述挥发性相对较小的馏分的大部分组分被回收的温度下。
19.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的装置中，在所述装置中有：
(a)所连接的第一冷却设备，其用于在压力下冷却所述气体以提供在压力下的冷却物流；
(b)所连接的第一膨胀设备，其用于接收至少一部分所述在压力下的冷却物流并将其膨胀至较低的压力，由此使所述物流进一步冷却；以及
(c)所连接的蒸馏塔，其用于接收所述进一步冷却的物流，所述蒸馏塔适合于将所述进一步冷却的物流分为第一塔顶蒸气物流和所述挥发性相对较小的馏分；
改进之处为其中所述装置包括
(1)适合于在压力下充分冷却所述原料气以将其部分冷凝的所述第一冷却设备；
(2)与所述第一冷却设备相连的分离设备，其用于接收所述部分冷凝的原料并将其分为蒸气物流和至少一种液体物流；
(3)与所述分离设备相连的第一分流设备，其用于接收所述蒸气物流并将其分为第一物流和第二物流；
(4)与所述第一分流设备相连的第二冷却设备，其用于接收所述第一物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(5)与所述第二冷却设备相连的所述第一膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的第一物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第一膨胀设备还与接触和分离设备相连以便将所述膨胀的、冷却的第一物流在塔中部第一进料位置处供应给所述接触和分离设备，所述接触和分离设备适合于产生第二塔顶蒸气物流和塔底液体物流；
(6)与所述接触和分离设备相连的所述蒸馏塔，其用于接收至少一部分所述塔底液体物流，所述蒸馏塔还与所述接触和分离设备相连以将从中分离的所述第一塔顶蒸气物流在第一下部进料位置处引导到所述接触和分离设备；
(7)与所述第一分流设备相连的第二膨胀设备，其用于接收所述第二物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第二膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二物流在第二下部进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(8)与所述接触和分离设备相连的蒸气取出设备，其用于从所述接触和分离设备的低于所述膨胀的、冷却的第一物流的区域接收蒸馏蒸气物流；
(9)与所述蒸气取出设备相连的第一压缩设备，其用于接收所述蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(10)与所述第一压缩设备相连的换热设备，其用于接收所述压缩的蒸馏蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(11)与所述换热设备相连的第三膨胀设备，其用于接收至少一部分所述冷凝物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述至少一部分所述膨胀的冷凝物流在位于所述膨胀的、冷却的第一物流上方的塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(12)与所述分离设备相连的第四膨胀设备，其用于接收所述至少一种液体物流的至少一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第四膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的液体物流在塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(13)所述接触和分离设备还与所述换热设备相连以便将从中分出的所述第二塔顶蒸气物流的至少一部分导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并加热所述第二塔顶蒸气物流，从而提供步骤(10)的冷却作用的至少一部分；
(14)与所述换热设备相连的第二压缩设备，其用于接收所述加热的第二塔顶蒸气物流并将其压缩至更高的压力；
(15)与所述第二压缩设备相连的第二分流设备，其用于接收所述压缩的、加热的第二塔顶蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(16)与所述第二分流设备相连的第三冷却设备，其用于接收所述压缩的循环物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(17)与所述第三冷却设备相连的第五膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的压缩的循环物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的冷凝循环物流在顶部进料位置处供应给所述接触和分离设备；以及
(18)适合于调节进到所述接触和分离设备的所述原料物流的量和温度的控制设备，其用于使所述接触和分离设备的塔顶温度维持在使所述挥发性相对较小馏分的大部分组分被回收的温度下。
20.在将含有甲烷、C2组分、C3组分和更重的烃组分的气体物流分成挥发性残余气体馏分和含有所述C2组分、C3组分和更重的烃组分或所述C3组分和更重的烃组分的主要部分的挥发性相对较小的馏分的装置中，在所述装置中有：
(a)所连接的第一冷却设备，其用于在压力下冷却所述气体以提供在压力下的冷却物流；
(b)所连接的第一膨胀设备，其用于接收至少一部分所述在压力下的冷却物流并将其膨胀至较低的压力，由此使所述物流进一步冷却；以及
(c)所连接的蒸馏塔，其用于接收所述进一步冷却的物流，所述蒸馏塔适合于将所述进一步冷却的物流分为第一塔顶蒸气物流和所述挥发性相对较小的馏分；
改进之处为其中所述装置包括
(1)适合于在压力下充分冷却所述原料气以将其部分冷凝的所述第一冷却设备；
(2)与所述第一冷却设备相连的分离设备，其用于接收所述部分冷凝的原料并将其分为蒸气物流和至少一种液体物流；
(3)与所述分离设备相连的第一分流设备，其用于接收所述蒸气物流并将其分为第一物流和第二物流；
(4)与所述第一分流设备和所述分离设备相连的混合设备，其用于接收所述第一物流和所述至少一种液体物流的至少一部分，并形成混合物流；
(5)与所述混合设备相连的第二冷却设备，其用于接收所述混合物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(6)与所述第二冷却设备相连的所述第一膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的混合物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第一膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的、冷却的混合物流在塔中部第一进料位置处供应给所述接触和分离设备，所述接触和分离设备适合于产生第二塔顶蒸气物流和塔底液体物流；
(7)与所述接触和分离设备相连的所述蒸馏塔，其用于接收所述塔底液体物流的至少一部分，所述蒸馏塔还与所述接触和分离设备相连以将从中分离的所述第一塔顶蒸气物流在第一下部进料位置处引导到所述接触和分离设备；
(8)与所述第一分流设备相连的第二膨胀设备，其用于接收所述第二物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第二膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二物流在第二下部进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(9)与所述接触和分离设备相连的蒸气取出设备，其用于从所述接触和分离设备的低于所述膨胀的、冷却的混合物流的区域接收蒸馏蒸气物流；
(10)与所述蒸气取出设备相连的第一压缩设备，其用于接收所述蒸馏蒸气物流并将其压缩至中等压力；
(11)与所述第一压缩设备相连的换热设备，其用于接收所述压缩的蒸馏蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成冷凝物流；
(12)与所述换热设备相连的第三膨胀设备，其用于接收至少一部分所述冷凝物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将至少一部分所述膨胀的冷凝物流在位于所述膨胀的、冷却的混合物流上方的塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；
(13)与所述分离设备相连的第四膨胀设备，其用于接收所述至少一种液体物流的任何剩余部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第四膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的液体物流在塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔；
(14)所述接触和分离设备还与所述换热设备相连以将从中分出的所述第二塔顶蒸气物流的至少一部分导去与所述压缩的蒸馏蒸气物流进行换热并加热所述第二塔顶蒸气物流，从而提供步骤(11)的冷却作用的至少一部分；
(15)与所述换热设备相连的第二压缩设备，其用于接收所述加热的第二塔顶蒸气物流，并将其压缩至更高的压力；
(16)与所述第二压缩设备相连的第二分流设备，其用于接收所述压缩的、加热的第二塔顶蒸气物流，并将其分为所述挥发性残余气体馏分和压缩的循环物流；
(17)与所述第二分流设备相连的第三冷却设备，其用于接收所述压缩的循环物流并将其充分冷却以基本上将其冷凝；
(18)与所述第三冷却设备相连的第五膨胀设备，其用于接收所述基本冷凝的压缩的循环物流并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述接触和分离设备相连，以便将所述膨胀的冷凝循环物流在顶部进料位置处供应给所述接触和分离设备；以及
(19)适合于调节进到所述接触和分离设备的所述原料物流的量和温度的控制设备，其用于使所述接触和分离设备的塔顶温度维持在使所述挥发性相对较小馏分的大部分组分被回收的温度下。
21.根据权利要求15的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述蒸馏塔相连以便接收所述塔顶蒸气物流并且将其分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)混合设备与所述第三分流设备和所述蒸气取出设备相连以便接收所述第一蒸气物流和所述蒸馏蒸气物流并形成混合蒸气物流；
(3)所述第一压缩设备适合于与所述混合设备相连以便接收所述混合蒸气物流并将其压缩至所述中等压力；
(4)所述换热设备适合于接收所述压缩的混合蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(5)所述换热设备还适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第二蒸气物流并将其导去与所述压缩的混合蒸气物流进行换热并加热所述第二蒸气物流，从而提供步骤(4)的冷却作用的至少一部分；
(6)所述第二压缩设备适合于接收所述加热的第二蒸气物流并将其压缩至所述更高的压力；和
(7)所述第二分流设备适合于接收所述压缩的、加热的第二蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
22.根据权利要求16的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述蒸馏塔相连以便接收所述塔顶蒸气物流，并且将其分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)混合设备与所述第三分流设备和所述蒸气取出设备相连以便接收所述第一蒸气物流和所述蒸馏蒸气物流并形成混合蒸气物流；
(3)所述第一压缩设备适合于与所述混合设备相连以便接收所述混合蒸气物流并将其压缩至所述中等压力；
(4)所述换热设备适合于接收所述压缩的混合蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(5)所述换热设备还适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第二蒸气物流并将其导去与所述压缩的混合蒸气物流进行换热并加热所述第二蒸气物流，从而提供步骤(4)的冷却作用的至少一部分；
(6)所述第二压缩设备还适合于接收所述加热的第二蒸气物流并将其压缩至所述更高的压力；以及
(7)所述第二分流设备适合于接收所述压缩的、加热的第二蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
23.根据权利要求17的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述蒸馏塔相连以便接收所述塔顶蒸气物流并将其分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)第二混合设备与所述第三分流设备和所述蒸气取出设备相连以便接收所述第一蒸气物流和所述蒸馏蒸气物流并形成混合蒸气物流；
(3)所述第一压缩设备适合于与所述第二混合设备相连以便接收所述混合蒸气物流并将其压缩至所述中等压力；
(4)所述换热设备适合于接收所述压缩的混合蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(5)所述换热设备还适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第二蒸气物流并将其导去与所述压缩的混合蒸气物流进行换热并加热所述第二蒸气物流，从而提供步骤(4)的冷却作用的至少一部分；
(6)所述第二压缩设备适合于接收所述加热的第二蒸气物流并将其压缩至所述更高的压力；以及
(7)所述第二分流设备适合于接收所述压缩的、加热的第二蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
24.根据权利要求18的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述接触和分离设备相连以便接收所述第二塔顶蒸气物流并将其分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)混合设备与所述第三分流设备和所述蒸气取出设备相连以便接收所述第一蒸气物流和所述蒸馏蒸气物流并形成混合蒸气物流；
(3)所述第一压缩设备适合于与所述混合设备相连以便接收所述混合蒸气物流并将其压缩至所述中等压力；
(4)所述换热设备适合于接收所述压缩的混合蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(5)所述换热设备还适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第二蒸气物流并将其导去与所述压缩的混合蒸气物流进行换热并加热所述第二蒸气物流，从而提供步骤(4)的冷却作用的至少一部分；
(6)所述第二压缩设备适合于接收所述加热的第二蒸气物流并将其压缩至所述更高的压力；以及
(7)所述第二分流设备适合于接收所述压缩的、加热的第二蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
25.根据权利要求19的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述接触和分离设备相连以便接收所述第二塔顶蒸气物流并将其分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)混合设备与所述第三分流设备和所述蒸气取出设备相连以便接收所述第一蒸气物流和所述蒸馏蒸气物流并形成混合蒸气物流；
(3)所述第一压缩设备适合于与所述混合设备相连以便接收所述混合蒸气物流并将其压缩至所述中等压力；
(4)所述换热设备适合于接收所述压缩的混合蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(5)所述换热设备还适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第二蒸气物流并将其导去与所述压缩的混合蒸气物流进行换热并加热所述第二蒸气物流，从而提供步骤(4)的冷却作用的至少一部分；
(6)所述第二压缩设备适合于接收所述加热的第二蒸气物流并将其压缩至所述更高的压力；以及
(7)所述第二分流设备适合于接收所述压缩的、加热的第二蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
26.根据权利要求20的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述接触和分离设备相连以便接收所述第二塔顶蒸气物流并将其分为至少第一蒸气物流和第二蒸气物流；
(2)第二混合设备与所述第三分流设备和所述蒸气取出设备相连以便接收所述第一蒸气物流和所述蒸馏蒸气物流并形成混合蒸气物流；
(3)所述第一压缩设备适合于与所述第二混合设备相连以便接收所述混合蒸气物流并将其压缩至所述中等压力；
(4)所述换热设备适合于接收所述压缩的混合蒸气物流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，从而形成所述冷凝物流；
(5)所述换热设备还适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第二蒸气物流并将其导去与所述压缩的混合蒸气物流进行换热并加热所述第二蒸气物流，从而提供步骤(4)的冷却作用的至少一部分；
(6)所述第二压缩设备适合于接收所述加热的第二蒸气物流并将其压缩至所述更高的压力；以及
(7)所述第二分流设备适合于接收所述压缩的、加热的第二蒸气物流并将其分为所述挥发性残余气体馏分和所述压缩的循环物流。
27.根据权利要求15的方法，其中
(1)第三分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(3)第五膨胀设备与所述第三分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
28.根据权利要求16或17的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(3)第六膨胀设备与所述第三分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第六膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
29.根据权利要求21的改进之处，其中
(1)第四分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第四分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(3)第五膨胀设备与所述第四分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
30.根据权利要求22或23的改进之处，其中
(1)第四分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第四分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第三进料位置处供应给所述蒸馏塔；和
(3)第六膨胀设备与所述第四分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第六膨胀设备还与所述蒸馏塔相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述蒸馏塔。
31.根据权利要求18的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；和
(3)第五膨胀设备与所述第三分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
32.根据权利要求19或20的改进之处，其中
(1)第三分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第三分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；和
(3)第六膨胀设备与所述第三分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第六膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
33.根据权利要求24的改进之处，其中
(1)第四分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第四分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；和
(3)第五膨胀设备与所述第四分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第五膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
34.根据权利要求25或26的改进之处，其中
(1)第四分流设备与所述换热设备相连以便接收所述冷凝物流并将其分为至少第一部分和第二部分；
(2)所述第三膨胀设备适合于与所述第四分流设备相连以便接收所述第一部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第三膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第一部分在所述塔中部第二进料位置处供应给所述接触和分离设备；和
(3)第六膨胀设备与所述第四分流设备相连以接收所述第二部分并将其膨胀至所述较低的压力，所述第六膨胀设备还与所述接触和分离设备相连以便将所述膨胀的第二部分在低于所述膨胀的第一部分的进料位置的塔中部进料位置处供应给所述接触和分离设备。
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