CN105723171B - 采用加热设施使固体粘合不稳定和/或防止固体粘合的分离烃和污染物的方法和装置 - Google Patents

采用加热设施使固体粘合不稳定和/或防止固体粘合的分离烃和污染物的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本公开内容提供用于在蒸馏塔中分离原料物流的方法，该方法包括在汽提器段中将原料物流分离成富含污染物的底部液体物流和冷冻区蒸气物流；使所述冷冻区蒸气物流在所述受控冷冻区域段中，在形成固体和富含烃的蒸气物流的温度和压力下，与冷冻区液体物流接触；采用加热设施直接地给所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域壁施加热量，该加热设施与所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接；以及采用所述加热设施使所述固体对所述受控冷冻区域壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种。

Description

采用加热设施使固体粘合不稳定和/或防止固体粘合的分离 烃和污染物的方法和装置
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月6日提交的标题为"采用加热设施使固体粘合不稳定和/或防止固体粘合的用于分离烃和污染物的方法和装置"的美国专利申请号61/912,986的优先权权益，在此通过引文并入该文全部。
本申请与下列美国临时专利申请号有关但是不要求其优先权：于2013年12月6日提交的标题为"采用喷射组合体用于分离烃和污染物的方法和装置"的61/912,957；于2014年9月2日提交的标题为"采用喷射组合体用于分离烃和污染物的方法和装置"的62/044,770；于2013年12月6日提交的标题为"用于保持蒸馏塔中液体水平的方法和系统"的61/912,959；于2013年12月6日提交的标题为"利用射线检测器用于分离原料物流的方法和装置"的61/912,964；于2013年12月6日提交的标题为"使在蒸馏塔中加工的原料物流脱水的方法和系统"的61/912,970；于2013年12月6日提交的标题为"采用原料物流分配设施用于分离原料物流的方法和系统"的61/912,975；于2013年12月6日提交的标题为"用于防止蒸馏塔中固体集结的方法和系统"的61/912,978；于2013年12月6日提交的标题为"通过改变蒸馏塔中液体水平来除去固体的方法"的61/912,983；于2013年12月6日提交的标题为"在开车操作期间改变液体水平的方法和系统"的61/912,984；于2013年12月6日提交的标题为"采用表面处理机制的用于分离烃和污染物的方法和装置"的61/912,987。
发明背景
技术领域
本公开内容一般地涉及流体分离领域。更具体地，本公开内容涉及污染物，例如酸气与烃的低温分离。
相关领域的描述
这一节的目的是介绍可能与本公开内容相关联的本领域的各个方面。这种讨论的目的是提供框架以方便更好地理解本公开内容的具体方面。因此，应该理解应该以这种眼光来阅读这一节，并且不必肌把这一节阅读成作为现有技术的准入。
从储油层中生产天然气烃，例如甲烷和乙烷，时常地带着伴随的非烃气体的产生。这样的气体包括污染物，例如二氧化碳("CO2")、硫化氢("H2S")、硫化羰、二硫化碳和许多种硫醇中的至少一种。当从储油层中生产的原料物流包含这些与烃混合的污染物时，该原料物流时常地被称为"酸气"。
很多天然气储油层具有相对低的烃百分比和相对高的污染物百分比。污染物可以起稀释剂的作用并且降低烃的热含量。一些污染物，像含硫的化合物一样，是有毒的，并且甚至可能是致命的。此外，在水的存在下，一些污染物能够变成非常有腐蚀性。
理想的是从含烃流中除去污染物以生产脱酸而浓缩的烃。管道品质的天然气质量指标典型地要求最多2-4％的CO2和1/4格令的H2S/100scf(4ppmv)或5mg/Nm3的H2S。较低温度的工艺例如天然气液化装置或氮气排斥装置的质量指标典型地要求小于50ppm的CO2。
将烃与污染物分离是困难的并且因此有重大意义的工作已经被应用到烃/污染物分离方法的开发中。可以把这些方法归入三大类别:通过溶剂吸收(物理的、化学的和混合式)、通过固体吸附和蒸馏。
通过蒸馏分离一些混合物可能是相对简单的，并且例如被广泛地应用在天然气工业中。然而，对天然气烃，主要是甲烷和天然气中一种最普通的污染物二氧化碳的混合物的蒸馏，可能存在重大的困难。常规的蒸馏原理和常规的蒸馏设备以在整个蒸馏塔中仅仅存在气相和液相为条件。如果想要管道品质或更好品质的烃产品的话，通过蒸馏将甲烷与CO2分离涉及导致CO2固化的温度和压力条件。所需要的温度是冷温，典型地被称为低温。
某些低温蒸馏能够克服上述困难。这些低温蒸馏提供合适的机制来操控在从烃中分离形成固体的污染物的过程中固体的形成以及随后的熔化。在特定的温度和压力条件下，在与烃和污染物的气-液混合物的平衡中固体污染物的形成发生在受控冷冻区域段。
有时固体能够粘合在所述受控冷冻区域段(例如受控冷冻区域壁)内，而不是落向受控冷冻区域段的底部。
所述粘合是不利的。该粘合如果不受控制，能够干扰所述受控的冷冻区的正常操作以及甲烷与污染物的有效分离。
需要改进的技术来使固体到受控冷冻区域段中表面的任何粘合不稳定和/或防止该任何粘合。
发明概述
本公开内容提供用于将烃与污染物分离并且使固体对受控冷冻段中的表面的粘合不稳定和/或阻止该粘合的装置和方法，除了别的事项之外。
用于在蒸馏塔中分离原料物流的方法包括把包含烃和污染物的原料物流引入蒸馏塔的汽提器段和受控冷冻区域段的一个中；在所述汽提器段中，在没有固体形成的温度和压力下，把所述原料物流分离为包含所述污染物的富含污染物的底部液体物流和包含所述烃的冷冻区蒸气物流；使所述冷冻区蒸气物流在所述受控冷冻区域段中，在形成包含所述污染物并且进一步富含所述烃的蒸气物流出现的固体的温度和压力下，与包含所述烃的冷冻区液体物流接触；采用加热设施直接将热量施加到所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域壁上，该加热设施与所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接；并且采用所述加热设施使所述固体对所述受控冷冻区域壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种。
将原料物流中的污染物与所述原料物流中的烃分离的蒸馏塔包含汽提器段，构造和设置该汽提器段以在没有固体形成的温度和压力下，将包含污染物和烃的原料物流分离成包含所述污染物的富含污染物的底部液体物流和包含所述烃的冷冻区蒸气物流；受控冷冻区域段，该受控冷冻区域段包含:位于所述受控冷冻区域段的底部段的熔化盘组合体，构造和设置该熔化盘组合体以熔化在所述受控冷冻区域段中形成的包含所述污染物的固体；加热设施，该加热设施与所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接，达到使所述固体到所述受控冷冻区域壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种，其中所述加热设施处于与所述底部段直接邻接并且分开的所述受控冷冻区域段的上部段中。
用于生产烃的方法可以包括从储油层中提取包含烃和污染物的原料物流；把所述原料物流引入蒸馏塔的汽提器段和受控冷冻区域段的一个中；在所述汽提器段中在没有固体形成的温度和压力下，将所述原料物流分离成包含所述污染物的富含污染物的底部液体物流和包含所述烃的冷冻区蒸气物流；在所述冷冻区蒸气物流形成包含所述污染物的固体和包含所述烃的富含烃的蒸气物流的温度和压力下，使所述冷冻区蒸气物流在所述受控冷冻区域段中与包含所述烃的冷冻区液体物流接触；采用加热设施直接地将热量施加到所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域壁，该加热设施与所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接；采用所述加热设施使所述固体对所述受控冷冻区域壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种；从所述蒸馏塔中除去所述富含烃的蒸气物流；和生产从所述蒸馏塔提取的所述富含烃的蒸气物流。
前文已经宽泛地概述了本公开内容的特征，使得随后的详细描述可以被更好地理解。另外的特征也将会被描述在本文中。
附图的简要描述
从下列描述、附加的权利要求书和附图中，本公开内容的这些和其它特征、方面和优点将会变为显而易见的，下面简要描述它们。
图1是在单个容器内具有多个段的塔的示意图。
图2是在多个容器内具有多个段的塔的示意图。
图3是在单个容器内具有多个段的塔的示意图。
图4是在多个容器内具有多个段的塔的示意图。
图5是蒸馏塔的受控冷冻区域段的横断面示意图。
图6是当所述加热设施包含加热圈时图5的剖面38的示意图。
图7是当所述加热设施包含导电体时图5的剖面38的示意图。
图8是在本公开内容的保护范围之内的方法的流程图。
应该注意：这些附图仅仅还是实例，因而并不限定本公开内容的保护范围。进一步，这些附图大体上没有按照尺寸画，而是为了在举例说明本公开内容的各个方面中方便和清楚的目的而作的草图。
详细描述
为了促进对本公开内容原理的理解的目的，现在将参考附图中所举例说明的特征并且将要使用专业语言来描述本公开内容。然而，将会被理解的是并不打算由此限定本公开内容的保护范围。正如本文中所描述的那样，任何改变和进一步的修饰以及本公开内容原理的任何进一步的应用都被预期了，正如将会发生在本公开内容所涉及的领域的技术人员上的那样。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是：为了清晰的缘故，与本公开内容不相关的一些特征可能没有被显示在附图中。
正如本申请中所引用的那样，术语"物流"、"气体物流"、"蒸气物流"和"液体物流"是指当原料物流在蒸馏塔中被加工时原料物流的不同阶段，所述蒸馏塔把天然气中的甲烷、主要烃与污染物分离。尽管短语"气体物流"、"蒸气物流"和"液体物流"是指其中气体、蒸气和液体分别主要存在于所述物流中的情形，但是可能有其它相也存在于所述物流内。例如，气体也可以存在于"液体物流"中。在一些情形中,术语"气体物流"和"蒸气物流"可以被互换使用。
本公开内容涉及用于在蒸馏塔中分离原料物流的系统和方法。所述系统和方法可以使可能粘合和/或集结在所述受控冷冻区域段中的固体不稳定。所述系统和方法可以阻止可能粘合和集结在所述受控冷冻区域段中的固体粘合和/或集结。本公开内容的图1-8显示了所述系统和方法的各个方面。
所述系统和方法可以分离含有甲烷和污染物的原料物流。所述系统可以包含蒸馏塔104，204(图1-4)。所述蒸馏塔104，204可以将污染物与甲烷分离。
可以把所述蒸馏塔104，204分成三个功能段：下部段106、中间受控冷冻区域段108和上部段110。当需要和/或想要上部段110时，所述蒸馏塔104，204可以包含三个功能段。当不需要和/或不想要上部段110时，所述蒸馏塔104，204可以仅仅包含两个功能段。当所述蒸馏塔不包含上部段110时,可以以用于把所述蒸气从所述中间受控冷冻区域段中除去的形式，把离开所述中间受控冷冻区域段108的一部分蒸气从所述蒸馏塔104，204中除去，虽然它们因含有太高的污染物含量而不符合质量指标或用作燃油或用于其它目的，没有在管线14中提取剩余的蒸气。管线14进入冷凝器122中，在该冷凝器中，可以把一部分所述蒸气冷凝并且以液体喷射物流的形式经由喷射组合体129返回。而且，可以消除图1和3中的管线18和20或图2和4中的管线18，图1和3中的元件124和126可以就是同一个，并且图1和3中的元件150和128可以就是同一个。在图1和3中，管线14中的所述物流，现在带着所述蒸气离开所述中间受控冷冻段108，把这些蒸气带向所述冷凝器122。
所述下部段106也可以被称为汽提器段。所述中间受控冷冻区域段108也可以被称为受控冷冻区域段。所述上部段110也可以被称为精馏器段。
可以把所述蒸馏塔104的各个段容纳在单个容器内(图1和3)。例如，可以把所述下部段106、所述中间受控冷冻区域段108和所述上部段110容纳在单个容器164内。
可以把所述蒸馏塔204的所述段容纳在许多容器内以形成分体式塔配置(图2和4)。每一个所述容器可以是与另一个容器分开的。管道和/或另一种合适的机构可以把一个容器与另一个容器连接起来。在这种情况下，可以把所述下部段106、中间受控冷冻区域段108和上部段110容纳在两个或更多个容器内。例如，如图2和4中所示，可以把所述上部段110容纳在单个容器254内并且可以把所述下部段和中间受控冷冻区域段106，108容纳在单个容器264内。当情况就是这样时，离开所述上部段110的液体物流，可以通过底部液体出口260离开。所述底部液体出口260位于所述上部段110的底部。尽管没有显示出来，但是可以把每一个所述段容纳在它自己单独的容器内，或者可以把一段或更多段容纳在单独的容器内，或者可以把所述上部段和中间受控冷冻区域段容纳在单个容器内并且可以把所述下部段容纳在单个容器内，等等。当把所述蒸馏塔的多个段容纳在容器内时，所述容器可以是沿着水平线并行的和/或沿着垂直线一个在另一个上面。
在其中需要考虑所述蒸馏塔的高度、移动代价和/或运输问题，例如用于遥远位置的情形中，所述分体式塔配置可能是有益的。这种分体式塔配置允许独立操作一段或多段。例如,当把所述上部段容纳在单个容器内以及把所述下部段和中间受控冷冻区域段容纳在单个容器内时，利用来自填充气体管线或邻接式烃管线的基本上不含污染物的主要为烃的物流，可以在所述上部段中发生回流液的独立产生。并且可以使用所述回流液来冷却所述上部段，在所述上部段中建立合适的温度廓线，和/或在所述上部段的底部建立起液体储备以用作用于所述中间受控冷冻区域段的初始喷射液体源。而且,通过冷却所述原料物流，将其输送到位于所述下部段中或所述中间受控冷冻区域段中的最佳位置，产生用于所述下部段和所述中间受控冷冻区域段的液体，并且从所述中间受控冷冻区域段中除去所述蒸气，可以独立地制备所述中间受控冷冻区域段和下部段，尽管它们因含有太高的污染物含量而不符合质量指标。还可以间歇地或连续地喷射来自所述上部段的液体，在所述中间受控冷冻区域段的底部中建立起液体水平，并且降低所述中间受控冷冻区域段中的污染物含量，使其接近稳态水平，使得可以把所述两个容器连接，来把来自所述中间受控冷冻区域段的蒸气物流输送到所述上部段，把来自所述上部段的底部的液体连续地喷射到所述中间受控冷冻区域段中，并且把操作稳定化进入稳态状况。所述分体式塔配置可以利用所述上部段的集油槽作为泵128的存储容器，因此消除了对于图1和3中存储容器126的需要。
所述系统也可以包含换热器100(图1-4)。所述原料物流10在进入蒸馏塔104，204之前可以进入所述换热器100。可以在所述换热器100内把所述原料物流10冷却。所述换热器100帮助把所述原料物流10的温度降低到适合引入所述蒸馏塔104，204的水平。
所述系统可以包含膨胀器装置102(图1-4)。所述原料物流10在进入所述蒸馏塔104，204之前可以进入所述膨胀器装置102。所述原料物流10在离开所述换热器100之后，可以使其在所述膨胀器装置102中膨胀。所述膨胀器装置102帮助把所述原料物流10的温度降低到适合引入所述蒸馏塔104，204的水平。所述膨胀器装置102可以是任何合适的装置，例如阀门。如果所述膨胀器装置102是阀门，则该阀门可以是在所述原料物流10进入蒸馏塔104，204之前帮助它冷却的任何合适的阀门。例如，所述膨胀器装置102可以包含焦耳-汤普森(J-T)阀门。
所述系统可以包含原料分离器103(图3-4)。所述原料物流在进入所述蒸馏塔104，204之前可以进入所述原料分离器。所述原料分离器可以把含有混合的液体和蒸气物流的原料物流分离成液体物流和蒸气物流。管线12可以从所述原料分离器延伸到所述蒸馏塔104，204。所述管线12中的一条可以从所述原料分离器接收所述蒸气物流。所述管线12中的另一条可以从所述原料分离器接收所述液体物流。所述管线12中的每一条可以延伸到所述蒸馏塔104，204的同一段和/或不同的段(即中间受控冷冻区域段和下部段)。所述膨胀器装置102可以处于或可以不处于所述原料分离器103的下游。所述膨胀器装置102可以包含许多膨胀器装置102，使得每一条管线12都具有膨胀器装置102。
所述系统可以包含脱水单元261(图1-4)。所述原料物流10在进入所述蒸馏塔104，204之前可以进入所述脱水单元261。所述原料物流10在进入所述换热器100和/或所述膨胀器装置102之前进入所述脱水单元261。所述脱水单元261从所述原料物流10中除去水以防止水在所述换热器100、膨胀器装置102、原料分离器103或蒸馏塔104，204中造成问题。水能够通过形成单独的水相(即冰和/或水合物)而造成问题，它堵塞管线、设备或负面影响蒸馏工艺。所述脱水单元261把所述原料物流脱水达到露点，其足够低到确保在所述工艺的剩余部分期间在下游的任何位点不形成单独的水相。所述脱水单元可以是任何合适的脱水机构，例如分子筛或二醇脱水单元。
所述系统可以包含过滤单元(没有显示出)。所述原料物流10在进入所述蒸馏塔104，204之前可以进入所述过滤单元。在所述原料物流进入所述蒸馏塔104，204之前，所述过滤单元可以从所述原料物流中除去不想要的污染物。取决于将要除去什么污染物，所述过滤单元可以在所述脱水单元261之前或之后和/或在所述换热器100之前或之后。
所述系统可以包含管线12(图1-4)。所述管线也可以被称为入口通道12。通过所述管线12可以把所述原料物流10引入所述蒸馏塔104，204。所述管线12可以延伸到所述蒸馏塔104，204的所述下部段106或所述中间受控冷冻区域段108。例如，所述管线12可以延伸到所述下部段106，使得所述原料物流10可以进入所述蒸馏塔104，204的下部段106(图1-4)。所述管线12可以直接地或间接地延伸到所述下部段106或所述中间受控冷冻区域段108。所述管线12在进入所述蒸馏塔之前可以延伸到所述蒸馏塔104，204的外表面。
所述下部段106被构造和设置成用来把所述原料物流10分离成富含污染物的底部液体物流(即液体物流)和冷冻区蒸气物流(即蒸气物流)。所述下部段106在没有固体形成的温度和压力下分离所述原料物流。所述液体物流可以包含比甲烷更大量的污染物。所述蒸气物流可以包含比污染物更大量的甲烷。无论如何，所述蒸气物流轻于所述液体物流。结果，所述蒸气物流从所述下部段106中上升而所述液体物流落向所述下部段106的底部。
所述下部段106可以包含和/或连接至分离所述原料物流的设备。所述设备可以包含任何用于将甲烷与污染物分离的合适设备，例如一个或更多个填充段181，或一个或更多个具有穿孔、降液管和溢流堰的蒸馏盘(图1-4)。
所述设备可以包含将热量施加到所述物流而形成所述蒸气物流和所述液体物流的构件。例如，所述设备可以包含将热量施加到所述物流的第一再沸器112。所述第一再沸器112可以位于所述蒸馏塔104，204的外面。所述设备也可以包含将热量施加到所述物流的第二再沸器172。所述第二再沸器172可以位于所述蒸馏塔104，204的外面。管线117可以从所述蒸馏塔通向所述第二再沸器172。管线17可以从所述第二再沸器172通向所述蒸馏塔。也可以使用以与上述第二再沸器相似的方式建立的另外再沸器。
所述第一再沸器112可以将热量施加到通过所述下部段106的液体出口160离开所述下部段106的所述液体物流。所述液体物流可以通过管线28从所述液体出口160行进到达所述第一再沸器112(图1-4)。能够增大由所述第一再沸器112施加到所述液体物流的热量以将更多的甲烷与污染物分离。由所述第一再沸器112施加给所述物流的热量越多，与所述液体污染物分离的甲烷越多，尽管也将有更多的污染物被蒸发。
所述第一再沸器112也可以将热量施加到所述蒸馏塔104，204内的所述物流。具体地，由所述第一再沸器112所施加的热量使所述下部段106变热。这种热量穿行所述下部段106并且提供热量而把进入所述中间受控冷冻区域段108的熔化盘组合体139的固体加热(图1-4)，使得所述固体形成液体和/或浆液混合物。
所述第二再沸器172将热量施加到所述下部段106内的所述物流。与由所述第一再沸器112所施加的热量相比，这种热量被施加得更加靠近所述中间受控冷冻区域段108。结果，由所述第二再沸器172所施加的热量比所述第一再沸器112所施加的热量更快地到达所述中间受控冷冻区域段108。所述第二再沸器172也有助于能量整合。
所述设备可以包含烟囱组合体135(图1-4)。当落向所述下部段106的底部时，所述液体物流可以遇到一个或更多个所述烟囱组合体135。
每一个烟囱组合体135包含烟囱盘131，它收集所述下部段106内的所述液体物流。可以使收集在所述烟囱盘131上的所述液体物流进料到所述第二再沸器172。在所述第二再沸器172中把所述液体物流加热后，所述物流可以返回到所述下部段106来将热量提供给所述下部段106和/或所述熔化盘组合体139。可以让离开所述第二再沸器172的没有气化的物流回到所述蒸馏塔104，204的所述烟囱盘131的下面。当所述蒸气物流进入所述蒸馏塔104，204时，离开所述第二再沸器172的蒸气物流的路线可以在所述烟囱盘131的上面或下面。
所述烟囱盘131可以包含一个或更多个烟囱137。所述烟囱137用作所述蒸气物流在所述下部段106中穿过的通道。所述蒸气物流通过所述烟囱盘131中位于所述烟囱137底部的开口行进到所述烟囱137的顶部。所述开口更加靠近所述下部段106的底部，而不是所述中间受控冷冻区域段108的底部。所述顶部更加靠近所述中间受控冷冻区域段108的底部，而不是所述下部段106的底部。
每一个烟囱137都有烟囱帽133与它相连。所述烟囱帽133遮盖所述烟囱137的烟囱顶部开口138。所述烟囱帽133防止所述液体物流进入所述烟囱137。所述蒸气物流经由所述烟囱顶部开口138离开所述烟囱组合体135。
在落向所述下部段106的底部之后，所述液体物流通过所述液体出口160离开所述蒸馏塔104，204。所述液体出口160在所述下部段106内(图1-4)。所述液体出口160可以位于所述下部段106的底部。
在通过所述液体出口160离开之后，所述原料物流可以经由管线28行进到所述第一再沸器112。可以由所述第一再沸器112把所述原料物流加热并且蒸气然后可以通过管线30再次进入所述下部段106。没有气化的液体可以经由管线24继续流出蒸馏工艺。
所述系统可以包含膨胀器装置114(图1-4)。在进入管线24之后，可以使所述加热后的液体物流在所述膨胀器装置114中膨胀。所述膨胀器装置114可以是任何合适的装置，例如阀门。所述阀门114可以是任何合适的阀门，例如J-T阀门。
所述系统可以包含换热器116(图1-4)。可以由所述换热器116把由所述第一再沸器112加热的所述液体物流冷却或加热。所述换热器116可以是直接换热器或间接换热器。所述换热器116可以包含任何合适的换热器。
在所述下部段106中，所述蒸气物流从所述下部段106上升到所述中间受控冷冻区域段108。所述中间受控冷冻区域段108被构造和设置成用来把引入所述中间受控冷冻区域段或引入下部段106的顶部的所述原料物流10分离成固体和蒸气物流。所述固体可以由比甲烷更多的污染物组成。所述蒸气物流(即富含甲烷的蒸气物流)可以包含比污染物更多的甲烷。
所述中间受控冷冻区域段108包含下部段40和上部段39(图5)。所述下部段40在所述上部段39的下面。所述下部段40直接邻接所述上部段39。所述下部段40首要地但非唯一地是所述中间受控冷冻区域段108的加热段。所述上部段39首要地但非唯一地是所述中间受控冷冻区域段108的冷却段。选择所述上部段39的温度和压力，使得所述固体能够在所述中间受控冷冻区域段108中形成。
所述中间受控冷冻区域段108可以包含熔化盘组合体139，它被保持在所述中间受控冷冻区域段108中(图1-4)。所述熔化盘组合体139在所述中间受控冷冻区域段108的所述下部段40内。所述熔化盘组合体139不在所述中间受控冷冻区域段108的所述上部段39内。
所述熔化盘组合体139被构造和设置成用来熔化在所述中间受控冷冻区域段108中形成的固体。当所述被加热的蒸气物流从所述下部段106上升到所述中间受控冷冻区域段108时，所述蒸气物流立刻遇到所述熔化盘组合体139并且提供热量来熔化所述固体。所述熔化盘组合体139可以包含熔化盘118、泡罩132、液体130和加热设施134中的至少一种。
所述熔化盘118可以收集液体和/或浆液混合物。所述熔化盘118把至少一部分所述中间受控冷冻区域段108与所述下部段106分开。所述熔化盘118位于所述中间受控冷冻区域段108的底部45。
一个或更多个泡罩132可以起通道的作用，用于所述蒸气物流从所述下部段106上升到所述中间受控冷冻区域段108。所述泡罩132可以提供路径，用于所述蒸气物流上升到所述提升管140，然后向下并且围绕所述提升管140到达所述熔化盘118。所述提升管140被帽141遮盖。所述帽141防止所述液体130行进到所述提升管中并且它也帮助防止固体行进到所述提升管140中。所述蒸气物流横向通过所述泡罩132允许所述蒸气物流将热量传递给所述熔化盘组合体139内的所述液体130。
一个或更多个加热设施134可以进一步把所述液体130加热而促进所述固体熔化成液体和/或浆液混合物。所述加热设施134可以位于所述熔化盘组合体139内的任何地方。例如，如图1-4中所示，加热设施134可以位于泡罩132周围。所述加热设施134可以是任何合适的机构，例如加热圈。所述加热设施134的热源可以是任何合适的热源。
通过所述蒸气物流把所述熔化盘组合体139中所述液体130加热。也可以通过一个或更多个加热设施134把所述液体130加热。所述液体130帮助把在所述中间受控冷冻区域段108中形成的所述固体熔化成液体和/或浆液混合物。具体地，由所述蒸气物流传递的热量把所述液体加热，从而使得所述热量能够熔化所述固体。所述液体130处于足以熔化所述固体的水平。
当烃处于所述液体130中时，可以将其与所述污染物分离。与所述污染物分离的烃可以形成所述蒸气物流(即所述富含烃的蒸气物流)的一部分，并且可以从所述下部段40上升到所述中间受控冷冻区域段108的所述上部段39。
所述中间受控冷冻区域段108可以包含加热设施36，136。可以使所述加热设施36，136与受控冷冻区域壁46(图5)的受控冷冻区内表面31(图5)和所述受控冷冻区域壁46的受控冷冻区外表面47(图5-7)中的至少一个联接。
所述受控冷冻区内表面31是所述中间受控冷冻区域段108的内表面(图5)。当使所述加热设施与所述受控冷冻区内表面31联接时，所述受控冷冻区内表面31可以不是所述中间受控冷冻区域段108的最里面的内表面。所述加热设施可以是所述中间受控冷冻区域段108的最里面的内表面。
所述受控冷冻区外表面47是所述中间受控冷冻区域段108的外表面(图5)。所述受控冷冻区外表面47可以不是所述中间受控冷冻区域段108的最外面的表面。
隔热层34及其覆层35可以位于所述受控冷冻区外表面47的顶部上(图5)。所述隔热层34及其覆层35可以是所述中间受控冷冻区域段108的最外面的表面。所述隔热层34可以位于所述受控冷冻区外表面47的顶部，使得所述受控冷冻区外表面47可以位于所述中间受控冷冻区域段108的外表面上。
可以以一种方式控制所述加热设施36，136以提供最优的热量来使所述中间受控冷冻区域段108中的固体粘合不稳定和/或防止该粘合。可以以一种方式控制所述加热设施36，136，以防止因过量的热量输入所述中间受控冷冻区域段108中而引起的任何不良影响。本质上，控制所述联接，使得由所述加热设施36，136所发出的热量被局限在固体粘合所处的所述受控冷冻区域壁46。
为了提供最优的热量，通过温度控制器或通过电功率控制器可以控制所述加热设施36，136。所述温度控制器控制所述加热设施36，136的温度。所述电功率控制器控制所述加热设施36，136的电功率。
所述加热设施36，136可以在所述中间受控冷冻区域段108的所述熔化盘组合体139的最上面部分的上面和/或下面。所述加热设施36，136可以在所述中间受控冷冻区域段108的最上面的段39中。
所述加热设施36，136可以包含一个或更多个加热设施36，136。例如，如图5-7中所示，所述加热设施36，136可以包含三个加热设施。每一个所述加热设施36，136可以与另一个所述加热设施直接相邻。一个或更多个所述加热设施36，136可以在所述中间受控冷冻区域段108的加热区内。在所述加热区内的每一个所述加热设施36，136负责加热所述受控冷冻区域壁46在所述加热区内的部分。可以有许多加热区。
当所述加热设施36，136包含多个加热设施时，一个或更多个所述加热设施可以连接在一起或不连接在一起。当把加热设施连接时，可以一起操作所述加热设施。当加热设施没有被连接时，可以独立地操作所述加热设施。对加热设施的独立操作可以允许对所述中间受控冷冻区域段108的一个或更多个加热区的最优加热控制。对加热设施的独立操作可以允许较少的对所述中间受控冷冻区域段108的总加热，从而改善所述蒸馏塔104，204的效率。当把所述加热设施连接时，可以关联地操作所述加热设施。与对所述加热设施的独立操作相比，对所述加热设施的关联操作可以允许所述加热设施被更简单地操作。
在所述中间受控冷冻区域段108中加热设施36，136的数量和/或尺寸可以取决于多种因素。所述因素可以包括所述蒸馏塔104，204的尺寸、所述受控冷冻区域壁46的厚度、从所述喷射组合体129喷射出的所述液体喷射物流的温度、所述原料物流10的流量和/或所述蒸馏塔104，204外面的温度。进入所述蒸馏塔104，204的原料物流10越多,喷射出的液体喷射物流越多。所述受控冷冻区域壁46越厚和/或所述蒸馏塔104，204外面的温度越低，所述加热设施36，136可能需要产生的热量越多。
所述加热设施36，136使所述固体对所述受控冷冻区域壁46的粘合不稳定和/或防止该粘合。当完全加热时，所述加热设施36，136的温度高于所述固体的固化温度。因此，所述固体集结和/或粘合在所述受控冷冻区域壁46上的能力被减小了，这是因为通过所述加热设施36，136防止所述固体粘合在所述受控冷冻区域壁46上和/或使粘合的固体不稳定。任何固体已经粘合在所述受控冷冻区域壁46上达到的程度，例如在所述加热设施36，136被打开或者已经被加热到高于所述固体的固化温度的温度之前或者由于操作混乱，在所述加热设施36，136处于高于所述固体的固化温度的温度之后，所述加热设施36，136引起所述固体脱离所述受控冷冻区域壁46。
所述加热设施36，136可以完全地围绕所述受控冷冻区内表面31的内周缘49和所述受控冷冻区外表面47的外周缘51中的至少一个延伸。备选地，所述加热设施36，136可以围绕所述内周缘49和所述外周缘51中至少一个的一部分延伸。所述加热设施36，136延伸所围绕的所述内周缘或外周缘的数量取决于由所述加热设施36，136加热的所述受控冷冻区域壁46的数量。
所述加热设施36，136可以是任何合适的加热设施36，136。例如，所述加热设施36，136可以是盘管42(图6)和导电体43(图7)中的一种。当使所述加热设施36，136与所述受控冷冻区内表面31联接时，所述加热设施36，136可以是能够被安全地在蒸馏塔里面展开而不会例如成为潜在的燃烧源的任何热源。
当所述加热设施36，136是盘管时，所述盘管42可以在高于所述固体的固化温度的温度下接收流体。在所述盘管42内的流体将热量传递给所述受控冷冻区域壁46、所述中间受控冷冻区域段108的所述上部段39的里面和在所述熔化盘118上面的液体中的至少一种。所述传递的热量使所述固体对所述受控冷冻区域壁46的粘合不稳定和/或防止该粘合。当使所述盘管42与所述受控冷冻区外表面47或所述受控冷冻区内表面31联接时，在所述盘管42内的流体直接地将热量传递给所述受控冷冻区域壁46。当使所述加热设施36，136与所述受控冷冻区内表面31联接时，所述加热设施36，136是盘管42以避免在所述蒸馏塔104，204里面发生着火的可能性。在所述盘管内的流体可以是任何合适的流体。例如，所述流体可以是其入口温度和/或流量能够被控制并且其凝固点实质上低于冷冻CO2凝固点的任何流体。流体的实例包括但不限于丙烷、甲醇和/或其它商业上可得到的低熔化温度的传热流体。
当所述加热设施36，136是导电体43时，所述导电体在高于所述固体的固化温度的温度下运行。所述导电体43可以是任何合适的导电体43。例如，所述导电体43可以包含铝固体合金或铜。当使所述加热设施36，136与所述受控冷冻区外表面47联接而不与所述受控冷冻区内表面31联接，以避免在所述蒸馏塔里面发生着火的可能性时，所述加热设施36，136可以是导电体43。
可以由所述加热设施36，136施加某种数量的热量以确保固体不稳定和/或以防止固体粘合在所述中间受控冷冻区域段108内。所述某种数量的热量是足以把所述中间受控冷冻区域段108的内表面带到稍高于CO2凝固点的温度的热量。所述某种数量的热量不是过量的，为了不会负面影响所述中间受控冷冻区域段108的正常操作。
先前的技术没有通过加热设施36，136在中间受控冷冻区域段108内提供热量，因为没有预期固体将会粘合在所述中间受控冷冻区域段上。反而预期固体将会落向所述熔化盘组合体139而不会粘合在所述中间受控冷冻区域段上。也没有预期在所述中间受控冷冻区域段内的元件将会干扰所述固体的路径，使得所述固体将会粘合在所述中间受控冷冻区域段上而不是落向所述熔化盘组合体139。
可以采用温度传感器142，243检测所述加热设施36，136和/或所述受控冷冻区域壁46的温度(图6-7)。当所述中间受控冷冻区域段108包含多个加热设施36，136时，可以采用所述温度传感器检测一个或更多个所述加热设施36，136的温度。
所述中间受控冷冻区域段108可以包含所述温度传感器142，243。所述温度传感器142，243可以位于所述中间受控冷冻区域段108的任何表面上。例如，可以使所述温度传感器与所述受控冷冻区内表面31(图5)、所述受控冷冻区外表面47和所述隔热层34中的至少一个联接。所述中间受控冷冻区域段108的表面包括所述受控冷冻区内表面31、所述受控冷冻区外表面47、所述隔热层34、所述喷射组合体129的表面、所述熔化盘组合体139的表面等等。所述温度传感器142，243可以在所述中间受控冷冻区域段108的所述下部段40和所述上部段39的至少一个之内。在整个所述中间受控冷冻区域段108中可以把温度传感器分开，间隔一定距离。
所述温度传感器142，243检测在所述温度传感器142，243处和/或在围绕所述温度传感器142，243的区域周围的温度。当所述中间受控冷冻区域段108在正常地发挥作用时，确定了每一个温度传感器142，243的基线温度。从所述基线温度出发，由所述温度传感器142，243检测的温度(即检测的温度)的预期温度范围外面的温度偏差可以指示所述中间受控冷冻区域段108没有在正常地发挥作用。所述温度偏差可以是大约2-10℃或2-10℃。
如果发生种种情况中的一种或更多种，则所述中间受控冷冻区域段108可以被认为是没有在正常地发挥作用。所述种种情况可以包括如果固体在所述受控冷冻区域壁46上集结、如果所述中间受控冷冻区域段108太温暖而不能形成固体、如果所述中间受控冷冻区域段108太冷而不能熔化所述熔化盘组合体139中所述固体等等。例如，如果使所述温度传感器142，243与所述中间受控冷冻区域段108的所述上部段39内的所述受控冷冻区外表面47联接，则预期所述温度传感器142，243要检测相当冷的温度，该温度接近于在所述中间受控冷冻区域段108内所述液体喷射物流的实际温度。如果从所述液体喷射物流的实际温度的预期温度出发，所述温度传感器142，243检测到温度升高，则所述温度升高可以指示固体已经集结在所述受控冷冻区域壁46上。所述固体起着绝缘体的作用，因此当由所述温度传感器142，243读出有意料不到的温度升高时，确定在所述受控冷冻区域壁46上集结了固体。
由于它涉及所述加热设施，所述检测温度有助于确定所述加热设施36，136是否正在以一种方式工作来使固体在所述受控冷冻区域壁46上的粘合不稳定和/或防止该粘合。如果由所述温度传感器142，243检测的温度落在所述预期温度范围的外面，则所述温度传感器142，243可以指示所述加热设施36，136没有以一种使固体在所述受控冷冻区域壁46上的粘合不稳定和/或防止该粘合的方式在工作。在这种情况下，可以操纵所述加热设施36，136以给所述受控冷冻区域壁46施加更多的热量。另外或备选地，可以采取措施使固体在所述受控冷冻区域壁46上的粘合不稳定和/或防止该粘合。所述措施可以包含下列中的至少一种：(a)施加处理机构和(b)使用改良的喷射组合体，例如在标题分别为"采用表面处理机构的用于分离烃和污染物的方法和装置"(USSN 61/912,987)和"采用喷射组合体的用于分离烃和污染物的方法和装置"(USSN 61/912,957)的申请中描述的那些喷射组合体，每一篇申请都由Jaime Valencia等人并且在与本申请同一天提交。
所述温度传感器142，243可以是任何合适的温度传感器。例如，所述温度传感器可以包含热电偶、铂电阻温度计、RTD和/或热敏电阻。
所述温度传感器142，243可以包含许多温度传感器142，243。可以使所述许多温度传感器142，243中的每一个与所述中间受控冷冻区域段108的相同或不同的表面联接。一个或更多个所述温度传感器142，243可以包含温度传感器的阵列。可以使一个或更多个所述温度传感器与所述中间受控冷冻区域段108的表面在所述中间受控冷冻区域段108的相同或不同高度处联接。虽然所述温度传感器142，243一般被称为所述中间受控冷冻区域段108的一部分，但是温度传感器142，243能够被包含在所述下部段106和所述上部段110的一个或更多个中。
当所述中间受控冷冻区域段108包含加热设施36，136时，所述受控冷冻区内表面31可以不含有处理机构，例如在标题为"采用表面处理机构的用于分离烃和污染物的方法和装置"(USSN 61/912,987)的申请中描述的处理机构，该申请由Jaime Valencia等人在与本申请同一天提交。包含所述加热设施36，136的所述中间受控冷冻区域段108可以不使用所述处理机构，因为所述加热设施36，136无需由所述处理机构处理就可以适当地使使固体在所述受控冷冻区域壁46上的粘合不稳定和/或防止该粘合。备选地，包含所述加热设施36，136的所述中间受控冷冻区域段108可以具有由所述处理机构处理的所述受控冷冻区内表面31。使所述加热设施36，136和受控冷冻区内表面31由所述处理机构处理可以允许减少的能量输入。
所述中间受控冷冻区域段108也可以包含喷射组合体129。所述喷射组合体129把从所述下部段40升起的所述蒸气物流冷却。所述喷射组合体129把比所述蒸气物流更凉的液体喷射到所述蒸气物流上以冷却所述蒸气物流。所述喷射组合体129在所述上部段39内。所述喷射组合体129不在所述下部段40内。所述喷射组合体129在所述熔化盘组合体139的上面。换句话说，所述熔化盘组合体139在所述喷射组合体129的下面。
所述喷射组合体129包含一个或更多个喷嘴120(图1-4)。每一个喷嘴120把液体喷射到所述蒸气物流上。所述喷射组合体129也可以包含泵送所述液体的喷射泵128(图1-4)。重力可以代替喷射泵128，引起所述液体的流动。
由所述喷射组合体129喷射的液体与所述蒸气物流在固体形成的温度和压力下接触。当所述喷射的液体与所述蒸气物流接触502时，主要包含污染物的固体形成了(图8)。所述固体落向所述熔化盘组合体139。
当所述蒸气物流从所述中间受控冷冻区域段108的底部行进到所述中间受控冷冻区域段108的顶部时，所述中间受控冷冻区域段108中的温度冷却下来。所述蒸气物流中的甲烷从所述中间受控冷冻区域段108上升到所述上部段110。一些污染物可以留在所述甲烷中并且也上升。所述蒸气物流中的污染物倾向于因更冷的温度而冷凝或固化并且落向所述中间受控冷冻区域段108的底部。
当处于所述液体130中时，所述固体形成所述液体和/或浆液混合物。一些所述液体和/或浆液混合物从所述中间受控冷冻区域段108流动到所述下部段106。这种液体和/或浆液混合物经由管线22从所述中间受控冷冻区域段108的底部流动到所述下部段106的顶部(图1-4)。所述管线22可以是外部管线。所述管线22可以从所述蒸馏塔104，204延伸。所述管线22可以从所述中间受控冷冻区域段108延伸。所述管线可以延伸到所述下部段106。所述管线22可以从所述蒸馏塔104，204的外表面延伸。
在所述中间受控冷冻区域段108中升起并且不形成固体或以其它方式落向所述中间受控冷冻区域段108的底部的所述蒸气物流，上升到所述上部段110。所述上部段110在没有固体形成的温度和压力以及污染物浓度下运行。所述上部段110被构造和设置成用来冷却所述蒸气物流，以将甲烷与污染物分离。在所述上部段110中的回流液将所述蒸气物流冷却。经由管线18把所述回流液引入所述上部段110中。管线18可以延伸到所述上部段110。管线18可以从所述蒸馏塔104，204的外表面延伸。
在与所述上部段110中的回流液接触之后，所述原料物流形成蒸气物流和液体物流。所述蒸气物流主要包含甲烷。所述液体物流包含相对更多的污染物。所述蒸气物流在所述上部段110中上升而所述液体落向所述上部段110的底部。
为了促进甲烷与污染物的分离，当所述物流与所述回流液接触时，所述上部段110可以包含一个或更多个传质装置176。每一个传质装置176有助于甲烷与污染物的分离。每一个传质装置176可以包含任何合适的分离装置，例如具有穿孔的托盘，或无规或结构化填料的区段以促进所述蒸气相和液相的接触。
在上升之后，所述蒸气物流可以通过管线14离开所述蒸馏塔104，204。所述管线14可以发端于所述上部段110的上面部分。所述管线14可以从所述上部段110的外表面延伸。
从管线14出发，所述蒸气物流可以进入冷凝器122。所述冷凝器122冷却所述蒸气物流而形成冷却的物流。所述冷凝器122至少部分地冷凝所述物流。
在离开所述冷凝器122之后，所述冷却的流可以进入分离器124。所述分离器124把所述蒸气物流分离成液体物流和蒸气物流。所述分离器可以是能够把流分离成液体物流和蒸气物流的任何合适的分离器，例如回流罐。
一旦被分离，所述蒸气物流可以离开所述分离器124作为销售产品。所述销售产品可以通过管线16行进，用于随后销往管线和/或冷凝为液化天然气。
一旦被分离，所述液体物流可以通过管线18返回到所述上部段110，作为所述回流液。所述回流液可以经由任何合适的机构，例如回流泵150(图1和3)或重力(图2和4)，行进到所述上部段110。
落向所述上部段110的底部的所述液体物流(即冷冻区液体物流)收集在所述上部段110的底部。所述液体可以收集在盘183上(图1和3)或所述上部段110的最底部部分(图2和4)。所述收集的液体可以通过管线20(图1和3)或出口260(图2和4)离开所述蒸馏塔104，204。所述管线20可以发端于所述上部段110。所述管线20可以发端于所述上部段110的底部末端。所述管线20可以从所述上部段110的外表面延伸。
所述管线20和/或出口260与管线41连接。所述管线41通向所述中间受控冷冻区域段108中的所述喷射组合体129。所述管线41发端于所述存储容器126。所述管线41可以延伸到所述中间受控冷冻区域段108的外表面。
所述管线20和/或出口260可以直接地或间接地(图1-4)与所述管线41连接。当所述管线20和/或出口260直接地与所述管线41连接时，所述液体喷射物可以经由任何合适的机构，例如所述喷射泵128或重力，被送往所述喷嘴120。当所述管线20和/或出口260间接地与所述管线41连接时，所述管线20，41和/或出口260以及管线41可以直接地与存储容器126(图1和3)连接。在所述液体喷射物被所述喷嘴喷射之前，所述存储容器126可以容纳至少一些所述液体喷射物。可以经由任何合适的机构，例如所述喷射泵128(图1-4)或重力，把所述液体喷射物从所述存储容器126送往所述喷嘴120。当在所述上部段110的底部没有足够数量的液体物流要提供给所述喷嘴120时，可能需要所述存储容器126。
本技术领域的技术人员将会容易地认识到：在实际应用中，使用一个或更多个加热设施来使固体到表面的粘合不稳定和/或防止该粘合还可以被用在除了蒸馏塔以外的其它设备和/或系统中。例如，一个或更多个加热设施可以被用在物理去除工艺中。
如图8中所示，在所述蒸馏塔104，204中分离原料物流10和/或生产烃的方法可以包括把所述原料物流10引入500所述蒸馏塔104，204的段106，108中。如前面在本申请中论述的那样，经由管线12把所述原料物流10引入所述段106，108中的一个中。所述方法也可以包括：在没有固体形成的温度和压力下,在所述下部段106中,把所述原料物流10分离501成所述富含污染物的底部液体物流和所述冷冻区蒸气物流。所述下部段106如前面在本申请中论述的那样运行。另外，所述方法可以包括：在所述中间受控冷冻区域段108中,在所述冷冻区蒸气物流形成所述固体和所述富含烃的蒸气物流的温度和压力下使所述冷冻区蒸气物流与所述冷冻区液体物流接触502。所述中间受控冷冻区域段108如前面在本申请中论述的那样运行。而且，所述方法可以包括给所述受控冷冻区域壁46直接地施加热量503并且采用所述加热设施36，136使所述固体到所述受控冷冻区域壁46上的粘合不稳定和/或防止504该粘合。所述加热设施36，136如前面在本申请中论述的那样运行。
所述方法也可以包括检测所述加热设施36，136和所述受控冷冻区域壁46中至少一个的温度。可以使用前面论述的温度传感器142，243检测所述温度。可以如前面论述的那样使用由所述温度传感器142，243检测的信息。
所述方法可以包括保持上部段110。所述上部段110如前面在本申请中论述的那样运行。所述方法也可以包括如前面在本申请中论述的那样，在所述上部段110中分离所述原料物流。
所述方法可以包括：经由合适的操作行动使所述蒸馏塔104，204稳定，如果使大量的固体不稳定并且落入所述熔化盘组合体139中的话。合适的操作行动的一个实例包括但不限于控制所述熔化盘组合体139中所述液体的水平。控制所述熔化盘组合体139中所述液体的水平的一个实例被Jaime Valencia描述在标题为"保持蒸馏塔中液体水平的方法和系统"(USSN 61/912,959)的申请中并且在与本申请同一天提交。
重要的是要注意：提供图8中所描绘的步骤仅仅是为了举例说明的目的并且可以不需要特定的步骤来实施本发明的方法。权利要求书，也只有权利要求书，才能限定本发明的系统和方法。
可以把公开的各个方面用在烃管理活动中。正如本文中所使用的那样，"烃管理"或"管理烃"包括烃提取、烃生产、烃勘探、鉴定潜在的烃源、鉴定井的位置、确定井的注入和/或提取速率、鉴定储油层连通性、获得、处理掉和/或放弃烃源、评论现有的烃管理决定以及任何其它与烃有关的行动或活动。术语"烃管理"也被用于烃或CO2的注入或储存中，例如CO2的隐蔽，例如储油层评价、开发计划和储油层管理。可以把所讨论的方法和技术用于从地下区域提取烃并且加工所述烃。可以从储油层中提取烃和污染物并且进行加工。可以例如在前面论述的蒸馏塔中加工所述烃和污染物。在把所述烃和污染物加工之后，可以从所述加工器，例如所述蒸馏塔中提取和生产所述烃。可以把所述污染物排入大地等中。例如，如图8中所示，生产烃的方法也可以包括从所述蒸馏塔中除去505所述富含烃的蒸气物流；以及生产506从所述蒸馏塔提取的所述富含烃的蒸气物流。初步的从所述储油层提取烃可以通过使用烃钻井设备钻井来完成。用来钻井和/或提取这些烃的设备和技术是相关领域的技术人员所熟知的。其它烃提取活动以及，更一般地，可以按照已知的原理进行其它烃管理活动。
正如本文中所使用的那样，术语"大约地"、"大约"、"实质上"和类似的术语意图具有广泛的与通常的并且被本公开内容的主题所涉及的领域内的普通技术人员认可的用法一致的意义。审视本公开内容的本领域技术人员应该理解：这些术语意图允许描述所述并且要求保护的某些特征而不会把这些特征的保护范围限制到所提供的精确的数值范围。因此，应该把这些术语解释为指示：对所描述的主题的非实质性的或无足轻重的修改或改变被认为在本公开内容的保护范围内。
为了本公开内容的目的，术语"联接的"意指两个部件彼此之间直接或间接的连接。这样的连接在本质上可以是固定的或可活动的。采用所述两个部件或所述两个部件和任何另外的中间部件可以实现这样的连接，这些部件整体上形成为单一的单元体，彼此之间或所述两个部件或所述两个部件和任何另外的中间部件相互连接。这样的连接在本质上可以是永久性的或本质上可以是可去除的或可解脱的。
应该理解：在不偏离本公开内容的保护范围的情况下，能够对前述的公开做很多改变、修改和替代。因此，前述的描述并不意味着要限定本公开内容的保护范围。而是，本公开内容的保护范围将要仅仅由所附的权利要求书及其等同物确定。也预先考虑到：能够对本实例中的结构和特征相互之间进行改变、重排、替换、删除、复制、组合或添加。
冠词"所述"、"一"和"一个"并不必定是限制到意指仅仅一个，相反地，是包括性的和开放的，以便任选地包括多个这样的元件。

Claims (25)

1.一种用于在蒸馏塔中分离原料物流的方法，包括:
提供包括汽提器段和受控冷冻区域段的蒸馏塔，其中所述受控冷冻区域段包括下部段和上部段，并且其中所述受控冷冻区域段包括在所述受控冷冻区域段下部段中的熔化盘组合体；
把原料物流引入所述蒸馏塔的所述汽提器段和所述受控冷冻区域段的一个中，所述原料物流包含烃和污染物；
在所述汽提器段中，在没有固体形成的温度和压力下，将所述原料物流分离成富含污染物的底部液体物流和包含所述烃的冷冻区蒸气物流；
在形成包含所述污染物的固体和包含所述烃的富含烃的蒸气物流的温度和压力下，使所述冷冻区蒸气物流在所述受控冷冻区域段中与包含所述烃的冷冻区液体物流接触；
采用加热设施直接地将热量施加到所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域垂直壁，该加热设施与所述受控冷冻区域垂直壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域垂直壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接，其中所述加热设施在所述熔化盘组合体之上联接到所述受控冷冻区域垂直壁；和
采用所述加热设施，达到使所述固体对所述受控冷冻区域垂直壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种。
2.权利要求1所述的方法，其中施加热量包括采用所述加热设施加热所述受控冷冻区域垂直壁的分开各段。
3.权利要求1-2中任意一项所述的方法，其中施加热量包括加热所述受控冷冻区域段的所述上部段。
4.权利要求1-2中任意一项所述的方法，其中施加热量包括加热所述受控冷冻区域段的所述下部段。
5.权利要求1-2中任意一项所述的方法，其中所述加热设施包括下列中的一种：(a)包含流体的盘管和(b)导电体。
6.权利要求1-2中任意一项所述的方法，进一步包括采用温度传感器检测所述加热设施的温度，该温度传感器与所述加热设施相邻并且与受控冷冻区内表面和受控冷冻区外表面中的至少一个联接。
7.权利要求1-2中任意一项所述的方法，进一步包括把所述受控冷冻区域段的所述下部段和所述受控冷冻区域段的所述上部段中的至少一个中的固体熔化或蒸发。
8.权利要求1-2中任意一项所述的方法，其中所述受控冷冻区域段的所述下部段与所述受控冷冻区域段的上部段直接邻接并且是分开的。
9.权利要求1-2中任意一项所述的方法，进一步包括在实质上没有固体形成的温度和压力下，在所述蒸馏塔的精馏器段中生产所述冷冻区液体物流。
10.权利要求9所述的方法，其中所述蒸馏塔进一步包括精馏器段，和其中所述汽提器段、所述受控冷冻区域段和所述精馏器段中的至少一个处于第一容器中，和所述汽提器段、所述受控冷冻区域段和所述精馏器段中的另一个处于与所述第一容器分开的第二容器中。
11.将原料物流中的污染物与所述原料物流中的烃分离的蒸馏塔，所述蒸馏塔包含:
汽提器段，构造和设置该汽提器段以在没有固体形成的温度和压力下，将包含污染物和烃的原料物流分离成富含污染物的底部液体物流和包含所述烃的冷冻区蒸气物流；和
受控冷冻区域段，构造和设置该以受控冷冻区域段以接收来自所述汽提器段的冷冻区蒸气物流和在形成包含污染物的固体的温度和压力下接触所述冷冻区蒸气物流与冷冻区液体物流；
其中所述受控冷冻区域段包括下部段和上部段，其中所述上部段直接邻接所述下部段并且与所述下部段分开，和其中该受控冷冻区域段包含:
位于所述受控冷冻区域段的所述下部段中的熔化盘组合体，构造和设置该熔化盘组合体以熔化在所述受控冷冻区域段中形成的包含所述污染物的固体；
加热设施，该加热设施与所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域垂直壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域垂直壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接，达到使所述固体到所述受控冷冻区域垂直壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种，其中所述加热设施在该熔化盘组合体之上并且处于所述受控冷冻区域段的所述上部段中。
12.权利要求11所述的蒸馏塔，其中所述加热设施包括下列中的一种：(a)包含流体的盘管和(b)导电体，并且其中所述蒸馏塔进一步包含与所述加热设施相邻并且与所述受控冷冻区内表面或所述受控冷冻区外表面联接的温度传感器。
13.权利要求11-12中任意一项所述的蒸馏塔，其中所述加热设施围绕所述受控冷冻区内表面的内周缘或所述受控冷冻区外表面的外周缘延伸。
14.权利要求11-12中任意一项所述的蒸馏塔，其中所述加热设施包括多个加热设施，其中使所述多个加热设施的每一个与所述受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区外表面中的一个联接。
15.权利要求11-12中任意一项所述的蒸馏塔，其中所述加热设施包括许多加热设施，并且其中使所述许多加热设施中的至少一个与所述许多加热设施中的另一个连接。
16.权利要求11-12中任意一项所述的蒸馏塔，进一步包含精馏器段，构造和设置所述精馏器段以在实质上没有固体形成的温度和压力下操作。
17.权利要求16所述的蒸馏塔，其中所述汽提器段、所述受控冷冻区域段和所述精馏器段中的至少一个处于第一容器中，而所述汽提器段、所述受控冷冻区域段和所述精馏器段中的至少一个中的另一个处于与所述第一容器分开的第二容器中。
18.权利要求17所述的蒸馏塔，其中所述汽提器段和所述受控冷冻区域段处于所述第一容器中而所述精馏器段处于与所述第一容器分开的所述第二容器中。
19.用于生产烃的方法，包括:
从储油层中提取包含烃和污染物的原料物流；
把所述原料物流引入蒸馏塔的汽提器段和受控冷冻区域段的一个中；
在所述汽提器段中在没有固体形成的温度和压力下，将所述原料物流分离成富含污染物的底部液体物流和包含所述烃的冷冻区蒸气物流；
在所述冷冻区蒸气物流形成包含所述污染物的固体和包含所述烃的富含烃的蒸气物流的温度和压力下，使所述冷冻区蒸气物流在所述受控冷冻区域段中与包含所述烃的冷冻区液体物流接触；
在所述受控冷冻区域段的熔化盘组合体中累积所述冷冻区液体物流的至少一部分；
采用加热设施直接地将热量施加到所述受控冷冻区域段的受控冷冻区域垂直壁，该加热设施与所述受控冷冻区域垂直壁的受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区域垂直壁的受控冷冻区外表面中的至少一个联接，其中所述加热设施在所述熔化盘组合体之上联接到所述受控冷冻区域垂直壁；
采用所述加热设施，达到使所述固体对所述受控冷冻区域垂直壁的粘合不稳定和防止该粘合中的至少一种；
从所述蒸馏塔中除去所述富含烃的蒸气物流；和
生产从所述蒸馏塔提取的所述富含烃的蒸气物流。
20.权利要求19所述的方法，其中所述加热设施包括多个加热设施并且其中施加热量包括采用所述加热设施加热所述受控冷冻区域垂直壁的分开各段。
21.权利要求19-20中任意一项所述的方法，其中施加热量包括加热所述受控冷冻区域段的下部段和所述受控冷冻区域段的上部段中的至少一个。
22.权利要求19-20中任意一项所述的方法，其中所述加热设施包括下列中的一种：(a)包含流体的盘管和(b)导电体。
23.权利要求19-20中任意一项所述的方法，进一步包括采用温度传感器检测所述加热设施的温度，该温度传感器与所述加热设施相邻并且与所述受控冷冻区内表面和所述受控冷冻区外表面中的至少一个联接。
24.权利要求19-20中任意一项所述的方法，进一步包括在实质上没有固体形成的温度和压力下，在所述蒸馏塔的精馏器段中生产所述冷冻区液体物流。
25.权利要求24所述的方法，其中所述汽提器段、所述受控冷冻区域段和所述精馏器段中的至少一个处于第一容器中，而所述汽提器段、所述受控冷冻区域段和所述精馏器段中的至少一个中的另一个处于与所述第一容器分开的第二容器中。
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