CN111535887A - 基于改进的高斯瓦米循环的气体加工装置废热至电力和冷却的转换 - Google Patents

基于改进的高斯瓦米循环的气体加工装置废热至电力和冷却的转换 Download PDF

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CN111535887A CN202010395149.XA CN202010395149A CN111535887A CN 111535887 A CN111535887 A CN 111535887A CN 202010395149 A CN202010395149 A CN 202010395149A CN 111535887 A CN111535887 A CN 111535887A
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fluid
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马哈茂德·巴希耶·马哈茂德·努尔丁
阿克拉姆·哈米德·穆罕默德·卡迈勒
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Saudi Arabian Oil Co
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Abstract

系统包括配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热的废热回收热交换器。系统包括改进的高斯瓦米循环能量转换系统，其包括配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热的第一组热交换器和配置为将工作流体的第二部分加热的第二组热交换器。所述能量转换系统包括配置为接收工作流体的经加热的第一和第二部分并且输出工作流体的蒸气流和工作流体的液体流的分离器；配置为通过工作流体的蒸气流的第一部分的膨胀发电的第一涡轮机和发电机；冷却子系统，其包括配置为通过与工作流体的蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却的一个或多个冷却元件，和配置为由工作流体的液体流发电的第二涡轮机。

Description

基于改进的高斯瓦米循环的气体加工装置废热至电力和冷却 的转换
本申请是国际申请日为2016年4月15日、国际申请号为PCT/US2016/027794、进入中国国家阶段的申请号为201680061618.6且发明名称为“基于改进的高斯瓦米循环的气体加工装置废热至电力和冷却的转换”的中国发明申请的分案申请。
优先权要求
本申请要求于2015年8月24日提交的美国专利申请号62/209,147和于2015年12月22日提交的美国专利申请号14/978,035的优先权，其完整内容通过引用并入本文。
背景技术
在通常的储层中可以发现天然气和原油。在一些情况下，气体加工装置可以通过去除常见的污染物，如水、二氧化碳和硫化氢来纯化原料天然气。污染天然气的物质中的一些具有经济价值并且可以进一步加工或销售或两者。原油相关气体加工装置通常将大量废热释放到环境中。
发明内容
在一个方面，系统包括废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热。所述系统包括改进的高斯瓦米循环能量转换系统。所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括第一组能量转换系统热交换器，所述第一组能量转换系统热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热，所述工作流体包含氨和水。所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括第二组能量转换系统热交换器，所述第二组能量转换系统热交换器被配置为将所述工作流体的第二部分加热，所述第二组能量转换热交换器包括：第一热交换器，所述第一热交换器被配置为通过与所述工作流体的液体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；和第二热交换器，所述第二热交换器被配置为接收来自所述第一热交换器的所述工作流体的所述第二部分并且通过与所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热。所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括分离器，所述分离器被配置为接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分并且输出所述工作流体的蒸气流和所述工作流体的所述液体流。所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括第一涡轮机和发电机，其中所述涡轮机和发电机被配置为通过所述工作流体的所述蒸气流的第一部分膨胀发电。所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括冷却子系统，所述冷却子系统包括一个或多个冷却元件，所述一个或多个冷却元件被配置为通过与所述工作流体的所述蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却。所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括第二涡轮机，所述第二涡轮机被配置为由所述工作流体的所述液体流发电。
实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。
所述冷却元件中的一个或多个具有50MM Btu/h(百万英热单位(British thermalunit，Btu)/小时)至150MM Btu/h的热负荷。所述冷却元件中的一个或多个被配置为将所述激冷流体流激冷到35°F至45°F的温度。
所述冷却子系统包括第二冷却元件，所述第二冷却元件被配置为将从所述分离器接收的所述工作流体的所述蒸气流的所述第二部分冷却。
所述冷却子系统包括：第二分离器，所述第二分离器被配置为接收来自第一冷却元件的所述工作流体的所述蒸气流的所述经冷却的第二部分；和第三涡轮机和发电机，所述第三涡轮机和发电机被配置为通过从所述第二分离器输出的蒸气相的膨胀发电。所述第三涡轮机和发电机被配置为产生至少6MW(兆瓦)的电力。
所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MMBtu/h的装置内冷却能力。所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少75MM Btu/h的环境空气冷却能力。所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1200MM Btu/h的环境空气冷却能力。
所述一个或多个冷却元件包括：至少一个装置内冷却元件，所述至少一个装置内冷却元件被配置为将在所述原油相关气体加工装置中用于装置内冷却的装置内激冷流体流冷却；和至少一个环境冷却元件，所述至少一个环境冷却元件被配置为将用于环境空气冷却的环境激冷流体流冷却。所述环境冷却元件具有1200MM Btu/h至1400MM Btu/h的热负荷。
所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率是可调整的。所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率为0.1至0.3。所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率为一。
所述第一涡轮机和发电机被配置为产生至少40MW的电力。所述第二涡轮机被配置为产生1MW至2MW的电力。
所述能量转换系统包括泵，所述泵被配置为将所述工作流体泵至11.5巴至12.5巴的压力。
所述系统包括蓄积罐，其中所述加热流体流从所述蓄积罐流过废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。
所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置中的二甘醇胺(DGA)汽提塔的输出流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流和销售气体流中的一种或多种的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。
在一个方面，方法包括经由废热回收交换器通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热。所述方法包括在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生电力、冷却能力或两者。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生电力、冷却能力或两者包括经由第一组能量转换热交换器通过与经加热的加热流体流的交换加热工作流体的第一部分，所述工作流体包含氨和水。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生电力、冷却能力或两者包括经由第二组能量转换热交换器将所述工作流体的第二部分加热，其包括经由第一热交换器通过与所述工作流体的液体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；和经由第二热交换器通过与所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生电力、冷却能力或两者包括：将所述工作流体的经加热的第一和第二部分分离为所述工作流体的蒸气流和所述工作流体的液体流；由第一涡轮机和发电机，通过所述工作流体的所述蒸气流的第一部分的膨胀发电；通过与所述工作流体的所述蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却；和通过第二涡轮机由所述工作流体的所述液体流发电。
实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。
通过所述第一涡轮机和发电机发电包括产生至少40MW的电力。
所述方法包括在所述能量转换系统的运行期间调整所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率。
将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MM Btu/h的装置内冷却能力。将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少75MM Btu/h的环境空气冷却能力。将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1200MM Btu/h的环境空气冷却能力。
所述方法包括由第三涡轮机和发电机，通过所述工作流体的所述蒸气流的所述经冷却的第二部分的至少一部分的膨胀发电。
所述方法包括使所述加热流体流从蓄积罐流过所述废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。
所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置中的DGA汽提塔的输出流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流和销售气体流中的一种或多种的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。
在一个方面，系统包括：废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；能量转换系统热交换器，所述能量转换系统热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换加热工作流体；和包括涡轮机和发电机的能量转换系统，其中所述涡轮机和发电机被配置为通过经加热的工作流体的膨胀发电。
实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。
所述能量转换系统包括有机物兰金循环(Organic Rankine cycle)。所述涡轮机和发电机被配置为产生至少约65MW(兆瓦)的电力，如至少约80MW的电力。所述能量转换系统包括泵，所述泵被配置为将能量转换流体泵至低于约12巴的压力。所述工作流体包括异丁烷。
所述能量转换系统包括卡林那循环(Kalina cycle)。所述工作流体包含氨和水。所述涡轮机和发电机被配置为产生至少约65MW的电力，如至少约84MW的电力。所述能量转换系统包括泵，所述泵被配置为将所述工作流体泵至低于约25巴，如低于约22巴的压力。
所述能量转换系统包括改进的高斯瓦米循环(Goswami cycle)。所述改进的高斯瓦米循环包括用于冷却激冷流体流的激冷器(chiller)。所述工作流体的第一部分进入所述涡轮机，并且所述工作流体的第二部分流过所述激冷器。所述激冷器被配置为通过与所述工作流体的第二部分的交换冷却激冷流体流。经冷却的激冷流体流用于在所述气体加工装置中的冷却。所述激冷器被配置为产生至少约210MM Btu/h(百万英热单位(Btu)/小时)的装置内冷却能力。所述经冷却的激冷流体流用于环境空气冷却。所述经冷却的激冷流体流用于在所述气体加工装置中的环境空气冷却。所述激冷器被配置为产生至少约80MMBtu/h的环境空气冷却能力。所述经冷却的激冷流体流用于对在所述气体加工装置外部的社区的环境空气冷却。所述激冷器被配置为产生至少约1300MM Btu/h的环境空气冷却能力。流过所述涡轮机的工作流体的量和流过所述激冷器的工作流体的量之间的比例在所述能量转换系统的运行期间是可调整的。所述比例可以是零。所述涡轮机和发电机被配置为产生至少53MW的电力。所述能量转换系统包括泵，所述泵被配置为将所述工作流体泵至低于约14巴的压力。所述工作流体包含氨和水。所述工作流体以气相进入所述涡轮机。进入所述涡轮机的工作流体与在能量转换循环中别处的工作流体相比是富氨的。所述系统包括高压回收涡轮机，所述高压回收涡轮机被配置为由液体工作流体发电。所述高压回收涡轮机被配置为产生至少1MW的电力。进入所述高压回收涡轮机的所述液体工作流体与在能量转换循环中别处的工作流体相比是贫氨的。
所述加热流体流包括油。所述系统包括蓄积罐。所述加热流体流从所述蓄积罐流过所述废热回收热交换器，流过所述能量转换系统热交换器，并且流回到所述蓄积罐。
所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置中的二甘醇胺(DGA)汽提塔的贫DGA流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置中的DGA汽提塔的塔顶流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的销售气体流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。
在一个总的方面，方法包括通过与在气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；通过与经加热的加热流体流的交换加热工作流体；和由在能量转换系统中的涡轮机和发电机通过经加热的工作流体的膨胀发电。
实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。
所述能量转换系统包括有机物兰金循环。所述发电包括产生至少约65MW的电力，如至少约80MW的电力。所述方法包括将所述工作流体泵至低于约12巴的压力。
所述能量转换系统包括卡林那循环。所述发电包括产生至少约65MW的电力，如至少约84MW的电力。所述方法包括将所述工作流体泵至低于约25巴，如低于约22巴的压力。
能量转换循环包括改进的高斯瓦米循环。所述方法包括通过与在激冷器中的工作流体的交换冷却激冷流体流。所述工作流体的第一部分进入所述涡轮机，并且所述工作流体的第二部分流过所述激冷器。所述方法包括将经冷却的激冷流体流提供到所述气体加工装置用于冷却。所述方法包括使用所述经冷却的激冷流体流产生至少约210MM Btu/h的装置内冷却。所述方法包括使用所述经冷却的激冷流体流进行环境空气冷却。所述方法包括使用所述经冷却的激冷流体流进行在所述气体加工装置中的环境空气冷却。所述方法包括产生至少约80MM Btu/h的环境空气冷却能力。所述方法包括使用所述经冷却的激冷流体流进行对在所述气体加工装置外部的社区的环境空气冷却。所述方法包括产生至少约1300MMBtu/h的环境空气冷却能力。所述方法包括调整进入所述涡轮机的工作流体的量和流过所述激冷器的工作流体的量之间的比例。所述比例可以是零。所述发电包括产生至少约53MW的电力。所述方法包括将所述工作流体泵至低于约14巴的压力。所述方法包括使所述工作流体以气相进入所述涡轮机。进入所述涡轮机的工作流体与在能量转换循环中别处的工作流体相比是富氨的。所述方法包括通过接收液体工作流体的高压回收涡轮机发电。所述方法包括包括产生至少约1MW的电力。被所述高压回收涡轮机接收的所述液体工作流体与在能量转换循环中别处的工作流体相比是贫氨的。
所述方法包括使所述加热流体流从蓄积罐流到用于与在所述气体加工装置中的热源的交换的在所述气体加工装置中的废热回收交换器，流到用于与能量转换流体的交换的能量转换热交换器，并且流回到所述蓄积罐。
所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置中的DGA汽提塔的贫DGA流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置中的DGA汽提塔的塔顶流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的销售气体流的交换将所述加热流体流加热。所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。
此处描述的系统可以具有以下优点中的一个或多个。所述系统可以与原油相关气体加工装置整合以使气体加工装置更能量高效或污染性更低或两者。来自气体加工装置的低级废热可以用于无碳发电。来自气体加工装置的低级废热可以用于提供装置内低温(sub-ambient)冷却，由此减少气体加工装置的燃料消耗。来自气体加工装置的低级废热可以用于在气体加工装置的工业社区中或在附近的非工业社区中提供环境空气调节或冷却，由此帮助社区消耗较少能量。
所描述的能量转换系统可以作为改造被整合到现有原油相关气体加工装置中，或可以被整合到新建造的气体加工装置中。对现有气体加工装置的改造允许以低资本投资获得由此处描述的能量转换系统提供的效率、发电和燃料节约优点。所述能量转换系统可以利用在气体加工装置中的现有结构，同时仍实现高效的废热回收和废热至电力和冷却效用(utility)的转换。将能量转换系统整合到现有气体加工装置中可以可推广至装置特异的运行模式。
其他特征和优点根据以下描述和权利要求是明显的。
附图说明
图1是原油相关气体加工装置的入口区域的图。
图2是原油相关气体加工装置的高压气体处理区域的图。
图3是原油相关气体加工装置的低压气体处理和进料气体压缩段的图。
图4是原油相关气体加工装置的液体回收和销售气体压缩单元的图。
图5是原油相关气体加工装置的丙烷制冷段的图。
图6是基于有机物兰金循环的废热-电力转换装置的图。
图7A和7B是基于有机物兰金循环的废热-组合冷却和电力转换装置的图。
图8是引射器的图。
图9A和9B是基于改进的卡林那循环的废热-电力转换装置的图。
图10A和10B是基于改进的高斯瓦米循环的废热-组合冷却和电力转换装置的图。
图11A和11B是基于改进的高斯瓦米循环的废热-组合冷却和电力转换装置的图。
图12是基于改进的高斯瓦米循环的废热-组合冷却和电力转换装置的图。
具体实施方式
低级废热回收网络被整合到原油相关气体加工装置中。低级废热回收网络可以包括由在气体加工装置中的多种低级来源回收废热的在气体加工装置中的热交换器的网络。可以将回收的废热按路线输送到能量转换系统，如基于有机物兰金循环、卡林那循环或改进的高斯瓦米循环的能量转换系统。
在能量转换系统中，可以将回收的废热转换为无碳电力。在一些类型的能量转换系统中，回收的废热还可以用于冷却激冷水，所述激冷水然后返回到气体加工装置用于装置内低温激冷，或可以用于直接冷却在气体加工装置中的气体流，由此降低气体加工装置对机械或丙烷制冷的依赖性并且提高气体加工装置的能量效率。在一些类型的能量转换系统中，回收的废热还可以用于提供对气体加工装置的工业社区或对附近的非工业社区的环境空气调节或冷却。用于发电的废热的量相对于用于冷却的废热的量可以实时地灵活调整，以允许基于当前条件，例如环境条件或来自电网的需求，对能量转换系统的运行进行优化。例如，在炎热的夏日期间，能量转换系统可以被配置为以牺牲发电量为代价来主要提供环境空气调节，而在冬季，能量转换系统可以被配置为用于更多的发电。
图1-5示出具有例如约2000至2500百万标准立方英尺/天的进料容量的大规模原油相关气体加工装置的部分。在一些情况下，气体加工装置是用于加工“相关气体”的装置，所述“相关气体”为与来自原油井的原油相关的气体，或者是用于加工“天然气”的装置，所述“天然气”为直接来自天然气井的气体。
低级废热回收网络和低温冷却系统作为对原油气体加工装置的改造被整合到图1-5的原油相关气体加工装置中。被整合到原油相关气体加工装置中的热交换器的网络由在气体加工装置中的多种低级来源回收废热。可以将回收的废热按路线输送到能量转换系统，在那里回收的废热被转换为无碳电力。在能量转换系统中，回收的废热还可以用于冷却激冷水，所述激冷水返回到气体加工装置用于装置内低温激冷，由此使得气体加工装置能够在冷却中消耗较少能量。在一些情况下，回收的废热还可以用于提供对气体加工装置的工业社区或对附近的非工业社区的环境空气调节或冷却。
在引入此处描述的低级废热回收网络和低温冷却系统的改造之前，原油相关气体加工装置(如图1-5中所示的原油相关气体加工装置)可以例如通过空气冷却器将低级废热(例如，低于约232°F的废热)废弃到环境中。在一个实例中，这样的装置可以将约3250MMBtu/h的低级废热废弃到环境中。另外，在改造之前，这样的装置可以消耗约500MM Btu/h的低温冷却用于液体回收区域400(图4)的运行。此处描述的低级废热回收网络和低温冷却系统的引入可以有助于释放到环境中的低级废热的量的减少，并且可以降低液体回收区域的运行中涉及的低温冷却负荷。
在运行中，加热流体流过热交换器1-7(在以下段落中描述)。流到热交换器1-7中每个的入口中的加热流体的入口温度基本上相同，例如为约130°F至约150°F，如约140°F、约150°F、约160°F、或其他温度。每个热交换器1-7将加热流体加热到大于入口温度的各个温度。将来自热交换器1-7的经加热的加热流体合并，并且使其流过发电系统，在那里来自经加热的加热流体的热量加热发电系统的工作流体，从而升高工作流体压力和温度。
参照图1，在原油相关气体加工装置的入口区域100中，入口气体流102，如三相井流体进料流，流动到接收液塞捕集器104、106。液塞捕集器104、106是井流烃(HC)冷凝物、气体和酸性水的第一阶段三相分离器。
分别来自液塞捕集器104、106的井流HC冷凝物124、126分别流动到三相分离器128、129，用于闪蒸和另外的分离。在三相分离器128、129中，将气体与液体分离并且将HC液体与冷凝水分离。塔顶气体132、134流动到低压(LP)气体分离器118。酸性水136、138流动到酸性水汽提塔预闪蒸槽112。HC冷凝物140、142流过三相分离器冷凝物冷却器144，并且被一个或多个冷凝物泵146泵送到原油注入集管148。
热蒸气114、116分别来自液塞捕集器104、106。热交换器1通过与加热流体194，如油、水、有机流体或其他流体的交换由蒸气114、116回收废热。例如，热交换器1可以回收约50MM Btu/h至约150MM Btu/h的废热，如约50MM Btu/h、约100MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他量的废热。热交换器1冷却来自液塞捕集器104、106的塔顶蒸气114、116，同时升高加热流体194的温度，例如，从入口温度到例如约180°F至约200°F的温度，如约180°F、约190°F、约200°F或其他温度。将离开热交换器1的加热流体194按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。
在热交换器1处的废热的回收之后，在液塞捕集器蒸气冷却器122中冷却蒸气114、116。蒸气冷却器122的运行可以根据季节变化。例如，在夏季，进入蒸气114、116的温度可以比在冬季高，并且蒸气冷却器112可以在夏季以比在冬季低的热负荷运行以将蒸气114、116在夏季冷却到比在冬季高的温度。热交换器1的存在允许冷却器122的热负荷低于在没有热交换器1的情况下的热负荷。例如，冷却器122的热负荷可以降低至，例如，约20MM Btu/h至约40MM Btu/h，如约20MM Btu/h、约30MM Btu/h、约40MM Btu/h或其他热负荷，而在没有热交换器1的情况下的冷却器122的热负荷在夏季将是约120MM Btu/h至约140MM Btu/h并且在冬季将是约190MM Btu/h至约210MM Btu/h。
来自液塞捕集器蒸气冷却器122的经冷却的酸性气体的输出流180被分流为两个部分。经冷却的酸性气体的第一部分130流动到高压气体处理段200(图2)。经冷却的酸性气体的第二部分123流动到LP气体分离器118、120，在那里从蒸气114、116中去除任何夹带的水分。来自LP气体分离器118、120的顶部的酸性气体150、152流过提供针对液体夹带的进一步保护的除沫器垫(未示出)，并且被送到低压气体处理段300(图3)。将来自LP气体分离器118、120的HC液体154、156送到HC冷凝物缓冲罐(surge drum)注入集管158或原油注入集管148。
每个液塞捕集器104、106都具有水落管槽(water boot)以在酸性水108、110分别被送到酸性水汽提塔预闪蒸罐112之前使咸酸性水收集夹带的沉积物沉降。在预闪蒸罐112中，加工酸性水以由酸性水汽提溶解的硫化氢(H2S)和烃，从而在酸性水丢弃之前从酸性水去除任何夹带的油。将来自预闪蒸罐112的塔顶酸性气160送到硫回收单元162。将来自预闪蒸罐112的酸性水164进料到酸性水汽提塔166的顶部段中。酸性水向下流过汽提塔166的填充段，在那里酸性水接触在汽提塔166的填充段下方注入的低压水蒸气168。水蒸气168从酸性水中汽提H2S。H2S 170从汽提塔166的顶部流动到硫回收单元162。不含H2S的水172从汽提塔166的底部通过酸性水流出物冷却器174，如空气冷却器，流动到酸性水回流泵176的抽吸部。回流泵176将回流水排回到汽提塔166或气体装置混油水排水系统，如蒸发池178。
参照图2，气体加工装置的高压气体处理段200包括气体处理区域202和脱水单元204。高压气体处理段200处理由气体加工装置的入口段(图1)接收的高压酸性气体130。气体处理区域202例如利用二甘醇胺(DGA)处理酸性气体130，以去除污染物，如硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)，从而产生湿脱硫销售气体250。脱硫气体是清除了H2S的气体。脱硫气体可以在气体流中包含少量H2S，如低于约10PPM(百万分之一份)的H2S。
酸性进料气体130可以通过一个或多个热交换器或者冷却器206冷却。例如，激冷器206可以是冷却酸性进料气体130的间歇负载激冷器。酸性进料气体130从激冷器206流动到进料气体过滤分离器208。过滤分离器208中的处置过滤器从酸性气体130中去除固体颗粒，如尘土或硫化铁。过滤分离器208中的叶片除沫器分离酸性气体130中的夹带液体。
过滤的酸性气体131离开过滤分离器208并且进入二甘醇胺(DGA)接触器210的底部。酸性气体在DGA接触器中上升并且接触在DGA接触器210的塔向下流动的来自贫DGA流232(在以下段落中讨论)的液体贫DGA。DGA接触器210中的贫DGA吸收来自酸性气体的H2S和CO2。湿脱硫销售气体250从DGA接触器的顶部离开并且进入在以下段落中讨论的脱水单元204。为富有H2S和CO2的液体DGA的富DGA 214离开DGA接触器210的底部并且流到富DGA闪蒸槽216中。销售气体是主要为甲烷并且具有少量较重气体如乙烷和非常少量丙烷的气体。销售气体表现出约900至1080BTU/SCF(英热单位每标准平方英尺)的用于工业和非工业应用的热值。
在富DGA闪蒸槽216中，将气体与液体富DGA分离。气体作为加入燃料气体集管214的闪蒸气218从闪蒸槽216的顶部释放，例如用于在锅炉中使用。
液体富DGA 220离开闪蒸槽216的底部并且经由贫/富DGA冷却器219流动到DGA汽提塔222。液体富DGA在DGA汽提塔222的塔向下流动并且接触从汽提塔底部再沸器流224朝上行进穿过塔的酸性气和水蒸气。在交换器226中通过与低压水蒸气(LPS)228的交换加热汽提塔底部再沸器流224。H2S和CO2与DGA和水的混合物一起释放，并且汽提塔底部再沸器流224作为两相流返回到DGA汽提塔222。
酸性气朝上行进穿过DGA汽提塔222的塔并且作为可以包含冷凝的酸性水的酸性气流230离开DGA汽提塔222的顶部。酸性气流230流动到DGA汽提塔塔顶冷凝器238，然后到分离酸性气和酸性水的DGA汽提塔回流罐240。酸性气242上升并且从回流罐240的顶部离开，酸性气242从那里被导向例如硫回收单元162或酸燃烧器。酸性水(未示出)通过回流罐240的底部离开并且通过汽提塔回流泵(未示出)被转移到DGA汽提塔222的顶部塔板以作为顶部回流流。
贫DGA溶液232从DGA汽提塔222的底部流动并且由一个或多个DGA循环泵234泵送通过贫/富DGA冷却器219、热交换器2和贫DGA溶液冷却器236。热交换器2通过与加热流体294的交换回收废热。例如，热交换器2可以回收约200MM Btu/h至约300MM Btu/h的废热，如约200MM Btu/h、约250MM Btu/h、约300MM Btu/h或其他量的废热。热交换器2冷却贫DGA流232，同时升高加热流体294的温度，例如，从入口温度到例如约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。将离开热交换器2的加热流体294按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。
热交换器2的存在允许降低贫DGA冷却器236的热负荷。例如，贫DGA冷却器236的热负荷可以从先前约250MM Btu/h至约300MM Btu/h的值降低至，例如，约30MM Btu/h至约50MM Btu/h，如约30MM Btu/h、约40MM Btu/h、约50MM Btu/h或其他热负荷。
在气体脱硫过程中，复合产物可能通过贫DGA与污染物的副反应形成。这些副反应可能降低贫DGA的吸收过程效率。在一些情况下，可以使用再生器(未示出)将这些复合产物转化回DGA。含有复合产物的贫DGA的流动可以按路线从DGA汽提塔222输送到再生器，所述再生器使用水蒸气，例如250psig水蒸气加热贫DGA的流以将复合产物转化为DGA。贫DGA蒸气离开再生器的顶部并且返回到DGA汽提塔222。再生的DGA从再生器的顶部流动到DGA再生器集液槽。可以使用回流水的侧流控制再生器中的再生温度。
在脱水区域204中，处理为来自DGA接触器210的塔顶产物的湿脱硫销售气体250以从气体流中去除水蒸气。湿脱硫销售气体250进入三甘醇(TEG)接触器252的底部。湿脱硫销售气体250在TEG接触器252中上升并且接触在TEG接触器252的塔向下流动的来自贫TEG流280(在以下段落中讨论)的液体贫料。在一些情况中，可以使用不同于TEG的吸水性液体。在TEG接触器252中的贫TEG从脱硫销售气体中去除水蒸气。干脱硫销售气体254从TEG接触器252的顶部流动到销售气体分离(KO)罐256。来自销售气体KO罐256的塔顶产物258被送到气体供应网261。
富TEG 259从TEG接触器252的底部流动到富TEG闪蒸槽260。来自销售气体KO罐256的底部产物263也流动到富TEG闪蒸槽260。气体作为闪蒸气262从闪蒸槽260的顶部释放并且加入燃料气体集管214，例如用于在锅炉中使用。
液体富TEG 264离开闪蒸槽260的底部并且经由贫/富TEG交换器266流动到TEG汽提塔268。在TEG汽提塔268中，通过由TEG汽提塔再沸器(未示出)产生的暖蒸气从液体富TEG中汽提水蒸气。塔顶尾气270从TEG汽提塔268的顶部通过塔顶冷凝器272流动到TEG汽提塔尾气回流罐274。回流罐274将尾气与冷凝物分离。尾气276从回流罐274的顶部离开并且加入燃料气体集管214，例如用于在锅炉中使用。TEG汽提塔回流泵(未示出)将冷凝物278从回流罐274的底部泵送到原油注入集管148并且将水(未示出)泵送到废水汽提塔。
通过一个或多个贫TEG循环泵282将来自TEG汽提塔268的底部的贫TEG 280泵送至贫/富TEG交换器266，然后在返回到TEG接触器252的顶部之前穿过贫TEG冷却器284。
参照图3，气体加工装置的低压气体处理和进料气体压缩段300包括气体处理区域302和进料气体压缩区域304。气体处理和压缩段300处理由气体加工装置的入口段100(图1)接收的酸性气体150、152。
气体处理区域302处理酸性气体150、152(总称为酸性气体进料流306)以去除污染物，如H2S和CO2，从而产生脱硫气体350。酸性气体进料流306进料到进料气体过滤分离器308。过滤分离器308中的处置过滤器从酸性气体进料流306中去除固体颗粒，如尘土或硫化铁。过滤分离器308中的叶片除沫器分离酸性气体进料流306中的夹带液体。
过滤的酸性气体进料流307离开过滤分离器308并且进入DGA接触器310的底部。酸性气体在DGA接触器310中上升并且接触在DGA接触器的塔向下流动的来自贫DGA流332(在以下段落中讨论)的贫DGA。DGA接触器310中的贫DGA吸收来自酸性气体的H2S和CO2。脱硫气体350从DGA接触器310的顶部离开并且进入在以下段落中讨论的进料气体压缩区域304。富DGA 314离开DGA接触器310的底部并且流动到富DGA闪蒸槽316。
富DGA闪蒸槽316降低富DGA 314的压力，使气体与液体富DGA分离。气体作为闪蒸气318从闪蒸槽316的顶部释放并且加入燃料气体集管214(图2)，例如用于在锅炉中使用。
液体富DGA320离开闪蒸槽316的底部并且经由冷却器(未示出)流动到DGA汽提塔322。液体富DGA在DGA汽提塔322的塔向下流动并且接触从汽提塔底部再沸器流324穿过塔朝上行进的酸性气和水蒸气。在交换器326中通过与低压水蒸气(LPS)328的交换加热汽提塔底部再沸器流324。H2S和CO2与DGA和水的混合物一起释放，并且汽提塔底部再沸器流324作为两相流返回到DGA汽提塔322。
酸性气朝上行进穿过DGA汽提塔322的塔并且作为酸性气流330离开DGA汽提塔322的顶部。酸性气流330可以包含冷凝酸性水。第三废热回收交换器5冷却来自DGA汽提塔322的酸性气流330。热交换器5通过与加热流体384的交换回收废热。例如，热交换器5可以回收约300MM Btu/h至约400MM Btu/h的废热，如约300MM Btu/h、约350MMBtu/h、约400MM Btu/h或其他量的废热。热交换器5冷却酸性气流330，同时升高加热流体384的温度，例如，从入口温度到例如约190°F至约210°F的温度，如约190°F、约200°F、约210°F或其他温度。将经加热的加热流体384按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。
热交换器5的存在允许省去DGA汽提塔塔顶冷凝器338。在不存在热交换器5的情况下，DGA汽提塔塔顶冷凝器338降低酸性气流330的温度，使水冷凝。DGA汽提塔塔顶冷凝器338可以具有约300MM Btu/h至约400MM Btu/h的热负荷，如约300MM Btu/h、约350MM Btu/h、约400MM Btu/h或其他热负荷。然而，当通过热交换器5冷却酸性气体330时，不使用DGA汽提塔塔顶冷凝器338(例如，DGA汽提塔塔顶冷凝器338的热负荷降低至零)，由此节省DGA汽提塔塔顶冷凝器338的完整热负荷。
经冷却的酸性气流330进入作为分离器的DGA汽提塔回流罐340。酸性气342上升并且从回流罐340的顶部离开，酸性气342从那里被导向例如硫回收单元162或酸燃烧器。酸性水344通过回流罐340的底部离开并且通过汽提塔回流泵346被转移到DGA汽提塔322的顶部塔板以作为顶部回流流。
贫DGA溶液332从DGA汽提塔322的底部流动并且由一个或多个DGA循环泵334泵送通过废热回收交换器4，其冷却来自DGA汽提塔322的贫DGA流332。热交换器4通过与加热流体398的交换回收废热。例如，热交换器4可以回收约1200MM Btu/h至约1300MM Btu/h的废热，如约1200MM Btu/h、约1250MM Btu/h、约1300MM Btu/h或其他量的废热。热交换器4冷却贫DGA流332，同时升高加热流体398的温度，例如，从入口温度到例如约260°F至约280°F的温度，如约260°F、约270°F、约280°F或其他温度。将经加热的加热流体398按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。将经冷却的贫DGA溶液332进料到DGA接触器310的顶部中。
热交换器4的存在允许省去一个或多个贫DGA溶液冷却器336。在不存在热交换器4的情况下，通过贫DGA溶液冷却器336冷却贫DGA溶液332，其可以具有约1200MM Btu/h至约1300MM Btu/h的热负荷，如约1200MM Btu/h、约1250MM Btu/h、约1300MM Btu/h或其他热负荷。然而，当通过热交换器4冷却贫DGA溶液332时，不使用贫DGA溶液冷却器336(例如，贫DGA溶液冷却器336的热负荷降低至零)，由此节省贫DGA溶液冷却器336的整个热负荷。
在气体脱硫过程中，复合产物可能通过贫DGA与污染物的副反应形成。这些副反应可能降低贫DGA的吸收过程效率。在一些情况下，可以使用再生器(未示出)将这些复合产物转化回DGA。含有复合产物的贫DGA的流动可以按路线从DGA汽提塔322到再生器，所述再生器使用水蒸气加热贫DGA的流以将复合产物转化为DGA。贫DGA蒸气离开再生器的顶部并且返回到DGA汽提塔322。再生的DGA从再生器的顶部流动到DGA再生器集液槽。可以使用回流水的侧流控制回收器中的回收温度。
在进料气体压缩区域304中，压缩并且冷却作为来自DGA接触器310的塔顶产物的脱硫气体350。脱硫气体350从DGA接触器310流动到进料压缩机抽吸洗涤器352，其去除在气体处理区域302和抽吸洗涤器352之间的管道系统中冷凝的任何水。例如，抽吸洗涤器352可以具有用于水去除的金属丝网除沫器垫。将在抽吸洗涤器354中聚集的液体356返回到DGA闪蒸槽(未示出)。干气体358离开抽吸洗涤器354的顶部并且流动到可以是例如四阶段离心压缩机的进料压缩机360的抽吸侧。在一些情况下，进料压缩机360可以具有多个进料气体压缩列(train)。将来自进料压缩机360的进料气体压缩列中的每个的排出物合并到单一集管362中。
在进料压缩机360后，通过废热回收交换器3和之后通过冷却器364将集管362冷却。热交换器3通过与加热流体394的交换回收废热。例如，热交换器3可以回收约250MMBtu/h至约350MM Btu/h的废热，如约250MM Btu/h、约300MM Btu/h、约350MM Btu/h或其他量的废热。热交换器3将集管362的排出气体冷却，同时升高加热流体394的温度，例如，从入口温度到例如约260°F至约280°F的温度，如约260°F、约270°F、约280°F或其他温度。将经加热的加热流体394按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。经冷却的集管362流动到在液体回收单元400(图4)中的冷却段。
热交换器3的存在允许降低在压缩机后的冷却器364的热负荷。例如，在压缩机后的冷却器364的热负荷可以从先前约300MM Btu/h至约400MM Btu/h的值降低至，例如，约20MM Btu/h至约40MM Btu/h，如约20MM Btu/h、约30MM Btu/h、约40MM Btu/h或其他热负荷。
图4示出气体加工装置的液体回收和销售气体压缩单元400，其冷却并且压缩由低压气体处理和进料气体压缩段300接收的集管362(有时称作进料气体362)。液体回收和销售气体压缩单元400包括第一冷却列402、第二冷却列404、第三冷却列406和脱甲烷器段408。液体回收和销售气体压缩单元400还包括丙烷制冷段500(图5)和乙烷制冷段(未示出)。
液体回收和销售气体压缩单元400包括激冷水网络，所述激冷水网络包括水激冷器10、12。水激冷器10、12使用在组合冷却和发电装置(例如，如图10A-10B、11A-11B和12中所示)中产生的激冷水来冷却在改进的液体回收单元490中的进料气体。进给到水激冷器10、12中的激冷水可以处于例如约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度，有时称作初始激冷水温度。水激冷器10、12代替在液体回收单元400(图4)中使用的丙烷或机械制冷。
来自低压气体处理和进料气体压缩段300的进料气体362进入第一冷却列402，其冷却进料气体362。进料气体362流过第一残留/进料交换器410，其通过与在以下段落中讨论的高压残留气体454的交换冷却进料气体362。在水激冷器10中进一步冷却进料气体362。水激冷器10具有例如约50MM Btu/h至约150MM Btu/h的冷却负荷，如约50MM Btu/h、约100MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他冷却负荷。水激冷器10冷却进料气体362，同时升高激冷水482的温度，例如，从初始激冷水温度到例如约90°F至约110°F的温度，如约90°F、约100°F、约110°F或其他温度。
在不存在水激冷器10的情况下，可以在第一丙烷进料激冷器中进一步冷却进料气体362，所述第一丙烷进料激冷器通过在第一丙烷进料激冷器的壳侧蒸发丙烷制冷剂来冷却进料气体362。第一丙烷进料激冷器可以具有例如约50MM Btu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约100MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。然而，当通过水激冷器10冷却进料气体362时不使用第一丙烷进料激冷器，由此节省第一丙烷进料激冷器的整个热负荷。
来自水激冷器10的进料气体362流过第一冷却分离器414，其将进料气体362分离为三个相：烃进料气体416、冷凝的烃418和水420。水420流到分离器落管槽中并且被按路线输送到过程水回收罐，从那里可以使用水，例如作为在气体处理单元中的补足。
通过一个或多个液体脱水器进料泵424从第一冷却分离器414泵送冷凝的烃418，有时称作第一已冷液体418。将第一已冷液体418泵送通过脱甲烷器进料聚结器426以去除在第一已冷液体418中夹带的任何游离水，例如，以避免对下游脱水器的损坏。去除的水428流动到冷凝物缓冲罐(未示出)。将其余第一已冷液体419泵送到一个或多个液体脱水器430，例如一对液体脱水器。通过在液体脱水器中的第二个处于再生状态的同时使第一已冷液体419穿过在液体脱水器中的第一个中的活性氧化铝的床实现在液体脱水器430中的干燥。氧化铝在第一已冷液体419的条件下对水具有强亲和力。一旦在第一液体脱水器中的氧化铝饱和，就将第一液体脱水器取下停用并且再生，同时使第一已冷液体419穿过第二液体脱水器。脱水的第一已冷液体421离开液体脱水器430并且被传送到脱甲烷器432。
来自第一冷却分离器414的烃进料气体416流过除沫器(未示出)到达一个或多个进料气体脱水器434以进行干燥，例如三个进料气体脱水器。三个气体脱水器中的两个可以是在任何给定时间运转的，而第三气体脱水器处于再生或备用状态。可以通过使烃进料气体416穿过分子筛床实现在气体脱水器434中的干燥。所述筛在进料气体416的条件下对水具有强亲和力。一旦在气体脱水器中的一个中的筛饱和，就将气体脱水器取下停用以进行再生，同时使先前停用的气体脱水器运转。
脱水的进料气体417离开气体进料脱水器434并且进入第二冷却列404，其冷却进料气体。在第二冷却列404中，在水激冷器12中冷却脱水的进料气体417。水激冷器12具有例如约50MM Btu/h至约150MM Btu/h的冷却负荷，如约50MM Btu/h、约100MM Btu/h、约150MMBtu/h或其他冷却负荷。水激冷器12冷却进料气体416，同时升高激冷水484的温度，例如，从初始激冷水温度到例如约55°F至约75°F的温度，如约55°F、约65°F、约75°F或其他温度。来自水激冷器10、12的经加热的激冷水482、484返回到组合冷却和发电装置。
在水激冷器12后，经冷却脱水的进料气体417进入脱甲烷器再沸器436的管侧。通过脱甲烷器再沸器泵441将在脱甲烷器432的第一塔板上捕获的液体438泵送到脱甲烷器再沸器436的壳侧。脱水的进料气体417加热在脱甲烷器再沸器436中的液体438并且蒸发液体438的至少一部分。经加热的液体438经由调温再沸器(trim reboiler)443返回到脱甲烷器432。通过与液体438的交换冷却脱水的进料气体417。
在不存在水激冷器12的情况下，在第二丙烷进料激冷器中通过与激冷的丙烷的交换进一步冷却脱水的进料气体417。第二丙烷进料激冷器可以具有例如约50MM Btu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约100MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。然而，当通过水激冷器12冷却脱水的进料气体417时不使用第二丙烷进料激冷器，由此节省第二丙烷进料激冷器的整个热负荷。
激冷脱水的进料气体417然后进入到第二残留/进料气体交换器442，其通过与高压残留气体454的交换冷却激冷脱水的进料气体417。来自在以下段落中讨论的第三残留/进料气体交换器446的冷却介质444(例如，不凝结的气体)流过第二残留/进料气体交换器442的壳侧以降低脱水的进料气体417的温度。脱水的进料气体417然后穿过第三丙烷进料激冷器448，其通过与激冷的丙烷的交换进一步冷却脱水的进料气体417。
来自第三进料激冷器448的脱水的进料气体417和冷凝的烃液进入第二冷却分离器450。在第二冷却分离器450中，将烃液452(有时称作第二已冷液体452)与进料气体423分离。使第二已冷液体452节流到脱甲烷器432，例如到脱甲烷器432的塔板10。进料气体423流动到在第三冷却列406中的第三残留/进料气体交换器446。
第三冷却列406分两个阶段冷却进料气体423。在第一阶段，来自第二冷却分离器450的进料气体423进入第三残留/进料气体交换器446的管侧。第三残留/进料气体交换器446通过与在第三残留/进料气体交换器的壳侧的高压残留气体454的交换冷却进料气体423。
在第三冷却列406的第二阶段，进料气体423穿过最终进料激冷器456，其使用乙烷制冷剂降低进料气体23的温度。来自最终进料激冷器456的进料气体423冷凝的烃液进入第三冷却分离器458。第三冷却分离器458将烃液460(有时称作第三已冷液体460)与进料气体454分离。将第三已冷液体460进给到脱甲烷器432中。
来自第三冷却分离器458的进料气体454，有时也称作高压残留气体454，用于冷却在第三残留/进料气体交换器中的进入的脱水的进料气体417，同时其自身被加热。高压残留气体454流过第二残留/进料气体交换器442，在那里冷却脱水的进料气体417并且加热高压残留气体454。高压残留气体454然后流过第一残留/进料气体交换器410，在那里冷却进料气体362并且加热高压残留气体454。
脱甲烷器段408从由在冷却列402、404、406中的进料气体冷凝的烃中去除甲烷。脱甲烷器432接收四种主要进料流。到脱甲烷器432中(例如到脱甲烷器432的塔板4中)的第一进料流包括来自第一冷却分离器414的第一已冷液体418。第一进料流还可以包括来自一个或多个脱甲烷器再沸器泵的最小流动循环。到脱甲烷器432中(例如到脱甲烷器432的塔板10中)的第二进料流包括来自第二冷却分离器452的第二已冷液体452。到脱甲烷器432中(例如到脱甲烷器432的塔板19中)的第三进料流包括来自第三冷却分离器458的第三已冷液体460。到脱甲烷器432中的第四进料流(未示出)可以包括来自丙烷缓冲罐526(图5)的排料口、丙烷冷凝器的排料口、脱甲烷器底部泵462的排料口和最小流动管线、以及天然气液体(NGL)缓冲球的浪涌调整放空管线的流。通过脱甲烷器底部产物泵462将脱甲烷器底部产物468泵送到NGL缓冲球470。
来自脱甲烷器432的塔顶低压(LP)残留气体464从脱甲烷器432的顶部流动到乙烷子冷却器466的管侧。离开乙烷缓冲罐(未示出)的冷凝的乙烷流过乙烷子冷却器466的壳侧。在乙烷子冷却器466中，LP残留气体464回收来自冷凝的乙烷的热量并且升温，同时冷却冷凝的乙烷。离开乙烷子冷却器466的LP残留气体464流动到丙烷子冷却器(未示出)的管侧。离开丙烷缓冲罐526(图5)的冷凝的丙烷流过丙烷子冷却器的壳侧。在丙烷子冷却器中，LP残留气体464回收来自冷凝的丙烷的热量并且通过与冷凝的丙烷的交换升温。将经加热的LP残留气体464在燃料气体压缩机472中压缩，并且通过在燃料气体压缩机后的冷却器474冷却，然后在销售气体压缩机476中压缩。
在销售气体压缩机476中的压缩后，废热回收交换器6冷却LP残留气体464。热交换器6通过与加热流体494的交换回收废热。例如，热交换器6可以回收约100MM Btu/h至约200MM Btu/h的废热，如约100MMBtu/h、约150MM Btu/h、约200MM Btu/h或其他量的废热。热交换器6冷却LP残留气体464，同时升高加热流体494的温度，例如，从入口温度到例如约260°F至约280°F的温度，如约260°F、约270°F、约280°F或其他温度。将经加热的加热流体494按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。经压缩和冷却的LP残留气体464流动到销售气体管线480。热交换器6的存在允许省去在销售气体压缩机后的冷却器478，由此节省在销售气体压缩机后的冷却器478的整个热负荷。
参照图5，丙烷制冷段500是三阶段闭环系统，其将丙烷制冷剂供应到冷却列402、404、406(图4)。在丙烷制冷剂系统500中，压缩机502将来自三个丙烷流504、506、508的气体压缩到同一丙烷气体集管510中。在通过压缩机502的压缩之前，通过抽吸洗涤器512从丙烷流504、506、508中去除液体。丙烷流504、506、508接收来自LP节约器514、高压(HP)节约器515和丙烷激冷器206、440、448的丙烷蒸气。
废热回收交换器7将丙烷气体集管510冷却。热交换器7通过与加热流体594的交换回收废热。例如，热交换器7可以回收约700MM Btu/h至约800MM Btu/h的废热，如约700MMBtu/h、约750MM Btu/h、约800MM Btu/h或其他量的废热。热交换器7冷却丙烷气体集管510，同时升高加热流体594的温度，例如，从入口温度到例如约180°F至约200°F的温度，如约180°F、约190°F、约200°F或其他温度。将经加热的加热流体594按路线输送到加热流体系统集管，所述加热流体系统集管将经加热的加热流体带到例如发电单元或组合冷却和发电装置。
在不存在热交换器7的情况下，在丙烷冷凝器522中冷却丙烷气体集管510，其可以具有例如约750MM Btu/h至约850MM Btu/h的热负荷，如约750MM Btu/h、约800MM Btu/h、约850MM Btu/h或其他热负荷。然而，当在热交换器7中冷却丙烷气体集管510时不使用丙烷冷凝器522，由此节省丙烷冷凝器522的整个热负荷。
在热交换器7后，经冷却的丙烷气体集管510流动到一个或多个丙烷缓冲罐524。离开丙烷缓冲罐524的液体丙烷526穿过第一丙烷子冷却器和第二丙烷子冷却器(共同显示为丙烷子冷却器528)的壳侧。在图4中显示为第一进料激冷器412的第一丙烷子冷却器通过与离开乙烷子冷却器466(图4)的LP残留气体464的热交换降低液体丙烷526的温度。第二丙烷子冷却器通过与NGL产物(例如来自NGL缓冲球470)的热交换进一步降低液体丙烷526的温度。第二丙烷子冷却器包括再生气体空气冷却器和湿再生气体激冷器(未示出)。
将离开丙烷子冷却器528的经冷却的液体丙烷526闪蒸到在HP DGA单元中的激冷器206(图2)的壳侧和HP节约器515中。HP节约器515储存由丙烷子冷却器528接收的丙烷。来自HP节约器的塔顶蒸气排出到第三丙烷气体流508中，所述第三丙烷气体流508返回到抽吸洗涤器512。HP节约器515还将丙烷送到LP节约器514、第二进料激冷器440和脱乙烷器塔顶冷凝器。LP节约器514储存来自HP节约器515的液体丙烷。来自LP节约器的塔顶蒸气排出到第二丙烷气体流506中，所述第二丙烷气体流506返回到抽吸洗涤器512。在LP节约器512中的丙烷液体用于第三丙烷进料激冷器448至在乙烷压缩机下游的乙烷冷却器，在下文讨论(未示出)。
液体回收单元400包括乙烷制冷系统(未示出)，其是将乙烷制冷剂供应到最终进料激冷器456(图4)的单阶段闭环系统。乙烷制冷系统包括抽吸洗涤器，其从由最终进料激冷器456中接收的乙烷蒸气中去除乙烷液体。乙烷蒸气从抽吸洗涤器流动到乙烷压缩机。离开乙烷压缩机的压缩的乙烷蒸气穿过乙烷冷凝器的管侧，在所述乙烷冷凝器中通过流过乙烷冷凝器的壳侧的丙烷制冷剂将蒸气冷凝。
来自乙烷冷凝器的管侧的冷凝的乙烷的流在乙烷缓冲罐中积聚。来自乙烷缓冲罐的冷凝的乙烷穿过乙烷子冷却器466(图4)的壳侧，所述乙烷子冷却器466使用在乙烷子冷却器466的管侧作为冷却介质的LP残留气体464降低冷凝的乙烷的温度。离开乙烷子冷却器466的乙烷液体流到最终进料激冷器456的壳侧中，在那里将乙烷液体冷却。
在热交换器1-7中的一个或多个上的负荷可以变化，例如，基于季节，因为在气体加工装置上的负荷由于需求变化而季节性地改变。热交换器1-7可以以部分负荷运行模式运行，在所述部分负荷运行模式中热交换器1-7的负荷小于热交换器可以运行的满负荷。
使加热流体流过热交换器1-7的加热流体回路可以包括多个可以手动或自动操作的阀门。例如，气体加工装置可以装有加热流体流动管道和阀门。操作人员可以手动地打开在回路中的各个阀门以使加热流体流过回路。为了停止废热回收，例如，以进行修理或维护或由于其他原因，操作人员可以手动地关闭在回路中的各个阀门。备选地，可以将控制系统(例如计算机控制的控制系统)连接至在回路中的各个阀门。控制系统可以基于例如来自在回路中不同位置处安装的传感器(例如，温度、压力或其他传感器)的反馈自动地控制阀门。控制系统也可以由操作人员操作。
通过上文讨论的热交换器1-7的网络由原油相关气体加工装置回收的废热可以用于发电，用于装置内低温冷却，或用于环境空气调节或冷却。可以通过能量转换系统，如基于有机物兰金循环、卡林那循环或改进的高斯瓦米循环的能量转换系统产生电力和用于冷却的激冷水。
参照图6，通过图1-5中所示的热交换器1-7的网络回收的来自原油相关气体加工装置的废热可以用于为基于有机物兰金循环的废热-电力转换装置600提供动力。有机物兰金循环(ORC)是在闭环布置中使用有机物流体如异丁烷的能量转换系统。废热-电力转换装置600包括储存加热流体如油、水、有机流体或其他加热流体的蓄积罐602。通过加热流体循环泵606将加热流体604从蓄积罐602泵送到热交换器1-7(图1-5)。例如，加热流体604可以处于约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。
将来自热交换器1-7中的每一个的经加热的加热流体(例如，已经通过在热交换器1-7中的每一个处的废热的回收加热的加热流体)合并到同一热流体集管608中。热流体集管608可以处于例如约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。在热流体集管608中的流体的体积可以是例如约0.6MMT/D(百万吨/天)至约0.8MMT/D，如约0.6MMT/D、约0.7MMT/D、约0.8MMT/D或其他体积。
来自经加热的加热流体的热量加热ORC的工作流体，由此升高工作流体压力和温度并且降低加热流体的温度。加热流体然后被收集在蓄积罐602中并且可以被泵送回去穿过热交换器1-7以重启废热回收循环。废热-电力转换装置600在冬季可以产生比在夏季多的电力。例如，废热-电力转换装置600在冬季可以产生例如约70MW至约90MW的电力，如70MW、约80MW、约90MW或其他量的电力；并且在夏季可以产生约60至约80MW的电力，如约60MW、约70MW、约80MW或其他量的电力。
ORC系统610包括泵612，如异丁烷泵。泵612可以消耗例如约4MW至约5MW的电力，如约4MW、约4.5MW、约5MW或其他量的电力。泵612可以将异丁烷液体614从例如约4巴至约5巴的起始压力，如约4巴、约4.5巴、约5巴或其他起始压力泵至例如约11巴至约12巴的较高出口压力，如约11巴、约11.5巴、约12巴或其他出口压力。泵612可以定尺寸为泵送例如约0.15MMT/D至约0.25MMT/D的异丁烷液体614，如约0.15MMT/D、约0.2MMT/D、约0.25MMT/D或其他量的异丁烷液体。
将异丁烷液体614泵送穿过的蒸发器616，其具有例如3000MM Btu/h至约3500MMBtu/h的热负荷，如约3000MM Btu/h、约3100MM Btu/h、约3200MM Btu/h、约3300MM Btu/h、约3400MM Btu/h、约3500MM Btu/h或其他热负荷。在蒸发器616中，通过与热流体集管608的交换加热并蒸发异丁烷614。例如，蒸发器616可以加热异丁烷614，例如，从约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度至例如约150°F至约160°F的温度，如约150°F、约155°F、约160°F或其他温度。异丁烷614的压力降低至例如约10巴至约11巴，如约10巴、约10.5巴、约11巴或其他出口压力。与在蒸发器616中的异丁烷的交换使热流体集管608被冷却到例如约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。经冷却的热流体集管608返回到蓄积罐602。
经加热的异丁烷614为动力涡轮机618如气体涡轮机提供动力。与发电机(未示出)组合的涡轮机618在冬季可以产生比在夏季多的电力。例如，涡轮机618在冬季可以产生至少约70MW、如约70MW至约90MW的电力，如70MW、约80MW、约90MW或其他量的电力；并且在夏季可以产生至少约60MW、如约60MW至约80MW的电力，如约60MW、约70MW、约80MW或其他量的电力。异丁烷614以比异丁烷614进入涡轮机618的温度低的温度离开涡轮机618。例如，异丁烷614可以以约110°F至约120°F的温度，如约110°F、约115°F、约120°F或其他温度离开涡轮机618。
在冷却器620如空气冷却器或冷却水冷凝器中通过与冷却水622的交换进一步冷却离开涡轮机618的异丁烷614。冷却器620可以具有例如约2500MM Btu/h至约3000MM Btu/h的热负荷，如约2500MM Btu/h、约2600MM Btu/h、约2700MM Btu/h、约2800MM Btu/h、约2900MM Btu/h、约3000MM Btu/h或其他热负荷。冷却器620根据一年的季节将异丁烷614冷却到不同的温度，例如在冬季将异丁烷614冷却到比在夏季低的温度。在冬季，冷却器620将异丁烷614冷却到例如约60°F至约80°F的温度，如约60°F、约70°F、约80°F或其他温度。在夏季，冷却器620将异丁烷614冷却到例如约80°F至约100°F的温度，如约80°F、约90°F、约100°F或其他温度。
流到冷却器620中的冷却水622可以根据一年的季节具有不同的温度。例如，在冬季，冷却水622可以具有约55至约65°F的温度，如约55°F、约60°F、约65°F或其他温度。在夏季，冷却水622可以具有例如约70°F至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。冷却水622的温度可以通过在冷却器620处的交换升高例如约5°F、约10°F、约15°F或其他量。流过冷却器620的冷却水622的体积可以是例如约2.5MMT/D至约3.5MMT/D，如约2.5MMT/D、约3MMT/D、约3.5MMT/D或其他体积。
参照图7A和7B，通过图1-5中所示的热交换器1-7的网络回收的来自原油相关气体加工装置的废热可以用于分别为基于有机物兰金循环的废热-组合冷却和电力转换装置650、651提供动力。废热-组合冷却和电力转换装置650、651包括储存加热流体如油、水、有机流体或其他加热流体的蓄积罐652。通过加热流体循环泵656将加热流体654从蓄积罐652泵送到热交换器1-7(图1-5)。例如，加热流体654可以处于约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。
将来自热交换器1-7中的每一个的经加热的加热流体(例如，已经通过在热交换器1-7中的每一个处的废热的回收加热的加热流体)合并到同一热流体集管658中。热流体集管658可以处于例如约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。在热流体集管658中的流体的体积可以是例如约0.9MMT/D至约1.1MMT/D，如约0.9MMT/D、约1.0MMT/D、约1.1MMT/D或其他体积。
来自经加热的加热流体的热量加热ORC的工作流体(例如，异丁烷)，由此升高工作流体压力和温度并且降低加热流体的温度。加热流体然后被收集在蓄积罐652中并且可以被泵送回去穿过热交换器1-7以重启废热回收循环。经加热的工作流体用于为涡轮机提供动力，由此由从气体加工装置中回收的废热发电。在一些实例中，工作流体还用于冷却在气体加工装置中的气体流，由此提供装置内加工冷却并且使得能够节省冷却水效用。在一些实例中，工作流体还用于冷却用于在气体加工装置中或者附近工业社区的环境空气调节或冷却的冷却水的流。
在一些实例中，废热-组合冷却和电力转换系统650可以产生例如约40MW至约60MW的电力，如约40MW、约50MW、约60MW或其他量的电力。废热-组合冷却和电力转换系统650还可以提供用于代替机械或丙烷制冷的气体流的装置内冷却，用于提供环境空气调节或冷却的冷却水的冷却，或两者。例如，可以提供冷却能力以代替约60MW至约85MW的制冷或空气调节负荷，如约60MW、约70MW、约80MW、约85MW、或其他量的冷却能力。
具体地参照图7A，有机物兰金循环660包括泵662，如异丁烷泵。泵662可以消耗例如约4MW至约5MW的电力，如约4MW、约4.5MW、约5MW或其他量的电力。泵662可以将异丁烷液体664从例如约4巴至约5巴的起始压力，如约4巴、约4.5巴、约5巴或其他起始压力泵至例如约11巴至约12巴的较高出口压力，如约11巴、约11.5巴、约12巴或其他出口压力。泵612可以定尺寸为泵送例如约0.15MMT/D至约0.25MMT/D的异丁烷液体614，如约0.15MMT/D、约0.2MMT/D、约0.25MMT/D或其他量的异丁烷液体。
将异丁烷液体664泵送穿过的蒸发器666，其具有例如3000MM Btu/h至约3500MMBtu/h的热负荷，如约3000MM Btu/h、约3100MM Btu/h、约3200MM Btu/h、约3300MM Btu/h、约3400MM Btu/h、约3500MMBtu/h或其他热负荷。在蒸发器666中，通过与热流体集管658的交换加热并蒸发异丁烷664。例如，蒸发器666可以加热异丁烷664，例如，从约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度至例如约150°F至约160°F的温度，如约150°F、约155°F、约160°F或其他温度。异丁烷664的压力降低至例如约10巴至约11巴，如约10巴、约10.5巴、约11巴或其他出口压力。与在蒸发器666中的异丁烷的交换使热流体集管658被冷却到例如约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。经冷却的热流体集管658返回到蓄积罐652。
经加热的异丁烷664被分流为两个部分，例如，具有约27％至约38％的分流比。在图7A的实例中，分流比为27％。经加热的异丁烷664的第一部分676(例如，约73％)为动力涡轮机668如气体涡轮机提供动力。与发电机(未示出)组合的涡轮机668可以产生至少约50MW的电力，如50MW至约70MW、如约50MW、约60MW、约70MW或其他量的电力。异丁烷流659以比异丁烷676进入涡轮机668的温度低的温度和压力离开涡轮机668。例如，异丁烷流659可以以约110°F至约120°F的温度，如约110°F、约115°F、约120°F或其他温度，并且以约4巴至约5巴的压力，如约4巴、约4.5巴、约5巴或其他压力离开涡轮机668。
经加热的异丁烷664的第二部分678(例如，约27％)作为主要流动流流到引射器674中。来自冷却子系统685(在以下段落中讨论)的异丁烷蒸气696的流作为次要流动流流到引射器674中。异丁烷677的流离开引射器674并且加入离开涡轮机668的异丁烷流659以形成异丁烷流680。
还参照图8，引射器674包括经加热的异丁烷678和异丁烷蒸气696进入引射器穿过的抽吸室段80。经加热的异丁烷678通过具有最小横截面积为At的窄喉部84的喷嘴82进入。低压异丁烷蒸气696通过具有横截面积Ae的低压开口85进入。异丁烷的两个流在具有横截面积A3的恒面积段86中进行恒压混合。混合的异丁烷作为异丁烷流677经由扩散器段88离开引射器。
基于在进入引射器的异丁烷流678、696中的异丁烷气体压力和离开引射器并且流到冷凝器670中的异丁烷气体流677的压力选择引射器674的几何形状。在图7的实例中，其中在涡轮机668之前的分流比为约27％至约38％，并且在泵662之前的分流比为约8％至约10％，引射器674可以具有约3.5的吸引比(entrainment ratio)。恒面积段86的横截面积A3与喷嘴的喉部84的横截面积(At)的比率(A3∶At)最多为6.4。低压开口85的横截面积(Ae)与喷嘴82的喉部84的横截面积(At)的比率(Ae∶At)最多为2.9。
引射器674的几何形状可以根据在系统650中的异丁烷的气体压力而变化。例如，在图7的用于气体加工设备的示例冷却和发电系统中，比率A3∶At可以是约3.3至约6.4，如约3.3、约4、约4.5、约5.0、约5.5、约6.0、约6.4或其他值。在图7A的具体实例中，比率Ae∶At可以是约1.3至约2.9，如约1.3、约1.5、约2.0、约2.5、约2.9或其他值。吸引比可以是约3至约5，如约3、约3.5、约4、约4.5、约5或其他比率。在一些实例中，可以并联地使用多个引射器。并联使用的引射器的数量可以取决于在流678、696中的异丁烷的体积流量。
再次参照图7A，异丁烷流680可以具有约110°F至约120°F的温度，如约110°F、约115°F、约120°F或其他温度。在冷却器670如空气冷却器或冷却水冷凝器中通过与冷却水672的交换进一步冷却异丁烷流680。冷却器670可以具有例如约3000MM Btu/h至约3500MMBtu/h的热负荷，如约3000MM Btu/h、约3100MM Btu/h、约3200MM Btu/h、约3300MMBtu/h、约3400MM Btu/h、约3500MM Btu/h或其他热负荷。冷却器670可以根据一年的季节将异丁烷680冷却到不同的温度，例如在冬季将异丁烷680冷却到比在夏季低的温度。在冬季，冷却器670将异丁烷680冷却到例如约60°F至约80°F的温度，如约60°F、约70°F、约80°F或其他温度。在夏季，冷却器670将异丁烷680冷却到例如约80°F至约100°F的温度，如约80°F、约90°F、约100°F或其他温度。
流到冷却器670中的冷却水672可以根据一年的季节具有不同的温度。例如，在冬季，冷却水672可以具有约55至约65°F的温度，如约55°F、约60°F、约65°F或其他温度。在夏季，冷却水672可以具有例如约70°F至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。冷却水672的温度可以通过在冷却器670处的交换升高例如约5°F、约10°F、约15°F或其他量。流过冷却器670的冷却水672的体积可以是例如约2.5MMT/D至约3.5MMT/D，如约2.5MMT/D、约3MMT/D、约3.5MMT/D或其他体积。
经冷却的异丁烷流680被分流为两个部分，例如，具有约8％至约10％的分流比。在所示实例中，分流比为约8％。通过泵662泵送的异丁烷液体664是第一部分，并且包括例如约92％体积的经冷却的异丁烷流。经冷却的异丁烷流680的第二部分665(例如，约8％)被导向冷却子系统685。异丁烷的第二部分665穿过排放阀(letdown valve)682，其进一步冷却异丁烷。排放阀682可以将异丁烷冷却到例如约45°F至约55°F的温度，如约45°F、约50°F、约55°F或其他温度；并且到例如约2巴至约3巴的压力，如约2巴、约2.5巴、约3巴或其他压力。
从排放阀682释放的经冷却的异丁烷被分流为第一部分684和第二部分686，两者都用于装置内过程冷却。第一部分684和第二部分686的体积可以是相对相等的。例如，第一部分684和第二部分686之间的分流比可以是约50％。
经冷却的异丁烷的第一部分684穿过激冷器688。激冷器688可以具有例如约50MMBtu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MMBtu/h、约90MM Btu/h、约100MM Btu/h、约110MM Btu/h、约120MM Btu/h、约130MM Btu/h、约140MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。激冷器688激冷在气体加工装置中的气体流690，同时加热异丁烷的第一部分684。在一些实例中，通过激冷器688冷却的气体流690可以是上文描述的进料气体362。例如，激冷器688可以将气体流690从约110°F至约120°F的温度，如约110°F、约115°F、约120°F或其他温度激冷至约75°F至约85°F的温度，如约75°F、约80°F、约85°F或其他温度的温度。激冷器688可以将异丁烷的第一部分684加热到例如约85°F至约95°F的温度，如约85°F、约90°F、约95°F或其他温度。
经冷却的异丁烷的第二部分686穿过激冷器692。激冷器692可以具有例如约50MMBtu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MMBtu/h、约90MM Btu/h、约100MM Btu/h、约110MM Btu/h、约120MM Btu/h、约130MM Btu/h、约140MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。激冷器692可以将在气体加工装置中的气体流694从例如约75°F至约85°F的温度，如约75°F、约80°F、约85°F或其他温度激冷至约60°F至约70°F的温度，如约60°F、约65°F、约70°F或其他温度的温度。在一些实例中，通过激冷器692冷却的气体流694可以是上文描述的脱水的进料气体417。激冷器692可以将异丁烷的第二部分684加热到例如约65°F至约75°F的温度，如约65°F、约70°F、约75°F或其他温度。
用于部分冷却在气体加工装置中的气体流的激冷器688、692的使用减少在气体加工装置中的冷却负荷，由此实现电力节约。例如，当通过激冷器688冷却的气体流690是进料气体362时，可以减少在第一冷却列402(图4)中的部件上的冷却负荷。类似地，当通过激冷器692冷却的气体流694是脱水的进料气体417时，可以减少在第二冷却列404(图4)中的部件上的冷却负荷。
经加热的第一和第二部分684、686重新合并为异丁烷流696，其流到如上文讨论的引射器674中。异丁烷流696可以是具有例如约75°F至约85°F的温度，如约75°F、约80°F、约85°F或其他温度，和例如约1.5巴至约2.5巴的压力，如约1.5巴、约2巴、约2.5巴或其他压力的异丁烷蒸气的流。
有助于装置内冷却能力的产生的引射器674的使用可以具有优点。例如，引射器具有比制冷部件低的投资成本。引射器的使用减少在气体加工装置中的这样的制冷部件上的负荷，并且因此可以在气体加工装置中利用较小且较廉价的制冷部件。另外，可以节省或在别处使用会被用于运行在气体加工装置中的制冷部件的电力。
在一些实例中，可以调整废热-组合冷却和电力转换装置650以提供不同量的冷却能力。例如，可以增大在泵662之前的分流比、在涡轮机668之前的分流比或两者，以使得向冷却子系统685提供更大量的异丁烷，由此以牺牲发电量为代价来实现更大量的冷却。可以例如响应于在气体加工装置中对于更大冷却的需求，增大分流比。例如，气体加工装置的冷却需求可以根据季节变化，在夏季的冷却负荷比在冬季高。
当调整分流比时，可以改变引射器674的几何形状以适应流到引射器674中的异丁烷的体积变化。例如，可以调整喷嘴82的喉部84的横截面积(At)、低压开口85的横截面积(Ae)或恒面积段86的横截面积(A3)。在一些实例中，可以使用可变引射器，并且可以基于系统的分流比调整可变引射器的几何形状。在一些实例中，可以并联连接多个引射器，并且可以基于系统的分流比将异丁烷流678、696的流动切换至具有适当几何形状的引射器。
参照图7B，有机物兰金循环661提供在气体加工装置中的发电装置内低温冷却以及环境空气冷却或空气调节，例如用于在气体加工装置中工作的人员(有时称作气体加工装置的工业社区)，用于附近非工业社区，或两者。
经加热的异丁烷664在涡轮机668之前被分流为两个部分，例如，具有约27％至约38％的分流比。在图7B的实例中，分流比为38％。经由如上文关于图7A描述的涡轮机668和发电机(未示出)发电。涡轮机668和发电机可以产生至少约30MW的电力，如约30MW至约50MW、如约30MW、约40MW、约50MW或其他量的电力。
通过接收来自冷却器670的异丁烷的第二部分665的冷却子系统687提供冷却能力。经冷却的异丁烷680的分别的第二和第一部分665、664之间的分流比可以是约8％至约10％。在图7B的实例中，分流比为约10％。异丁烷的第二部分665穿过排放阀682，其将异丁烷冷却到例如约45°F至约55°F的温度，如约45°F、约50°F、约55°F或其他温度；并且到例如约2巴至约3巴的压力，如约2巴、约2.5巴、约3巴或其他压力。
在冷却子系统687中，从排放阀682释放的经冷却的异丁烷被分流为第一部分673、第二部分675和第三部分671。异丁烷的第一部分673和第二部分675分别穿过激冷器688、692以激冷在如上文描述的气体加工装置中的气体流690、694。异丁烷的第三部分671穿过激冷器677。激冷器677可以具有例如约50MM Btu/h至约100MM Btu/h的热负荷，如约50MMBtu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MM Btu/h、约90MM Btu/h、约100MM Btu/h或其他热负荷。激冷器677可以激冷可以用于提供在气体加工装置的工业社区或在附近的非工业社区中的环境空气冷却或调节的激冷水流679。激冷器677可以将激冷水流679从例如约55°F至约65°F的温度，如约55°F、约60°F、约65°F或其他温度激冷至约50°F至约60°F的温度，如约50°F、约55°F、约60°F或其他温度的温度。
在图7B的实例中，第一部分673接收来自从排放阀682释放的异丁烷665的体积的35％，第二部分675接收所述体积的36％，并且第三部分671接收所述体积的29％。可以调整这些体积比以调整通过冷却子系统687提供的工业冷却能力和环境空气冷却或调节能力的相对量。例如，在夏季，当对环境空气冷却或调节的需求较高时，第三部分671可以接收更大体积的异丁烷，由此提高环境空气冷却或调节能力并且降低工业冷却能力。在一些实例中，第三部分671可以接收从排放阀682释放的异丁烷的体积的100％，使得冷却子系统687仅提供环境空气冷却或调节能力。在一些实例中，第三部分671可以不接收流量，使得冷却子系统687仅提供工业冷却能力。
在离开冷却子系统687后，异丁烷的第一部分673、第二部分675和第三部分671合并为低压异丁烷蒸气的流696，其流到如上所述的引射器674中。流696可以具有例如约70°F至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度，和例如约1.5巴至约2.5巴的压力，如约1.5巴、约2巴、约2.5巴或其他压力。
参照图9A和9B，通过热交换器1-7(图1-5)的网络回收的来自原油相关气体加工装置的废热可以用于为基于改进的卡林那循环的废热-电力转换装置700、750提供动力。卡林那循环是在闭环布置中使用氨和水的混合物的能量转换系统。在图9A的装置700中，卡林那循环在约20巴下运行，并且在图9B的装置750中，卡林那循环在约25巴下运行。
废热-电力转换装置700、750各自包括储存加热流体如油、水、有机流体或其他加热流体的蓄积罐702。通过加热流体循环泵706将加热流体704从蓄积罐702泵送到热交换器1-7(图1-5)。例如，加热流体704可以处于约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。
将来自热交换器1-7中的每一个的经加热的加热流体(例如，已经通过在热交换器1-7中的每一个处的废热的回收加热的加热流体)合并到同一热流体集管708中。热流体集管708可以处于例如约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。在热流体集管708中的流体的体积可以是例如约0.6MMT/D至约0.8MMT/D，如约0.6MMT/D、约0.7MMT/D、约0.8MMT/D或其他体积。
来自热流体集管708的热量用于加热在卡林那循环中的氨-水混合物，其进而用于为涡轮机提供动力，由此由从气体加工装置回收的废热产生电力。在装置750中，较高的操作压力(例如，对于装置750的25巴相对于对于装置700的20巴)增加在涡轮机中的发电量，但是热交换器成本较高。例如，在装置750中的发电量可以比在装置700中高约2MW至约3MW，如高约2MW、高约2.5MW、高约3MW或其他量。
具体地参照图9A，废热-电力转换装置700可以经由卡林那循环710使用约70％氨和30％水的氨-水混合物712在约20巴下发电。例如，装置700可以产生例如约80MW至约90MW的电力，如约80MW、约85MW、约90MW或其他量的电力。
卡林那循环710包括泵714。泵714可以消耗例如约3.5MW至约4.5MW的电力，如约3.5MW、约4MW、约4.5MW或其他量的电力。泵714可以将氨-水混合物712从例如约7巴至约8巴的起始压力，如约7巴、约7.5巴、约8巴泵至例如约20巴至约22巴的较高出口压力，如约20巴、约21巴、约22巴或其他出口压力。泵714可以定尺寸为泵送例如约0.10MMT/D至约0.20MMT/D的氨-水混合物712，如约0.10MMT/D、约0.15MMT/D、约0.20MMT/D或其他量。
通过泵714将氨-水混合物712泵送到热交换器716、718、720、722的网络中，所述热交换器一起使用来自加热流体704的热量实现氨-水混合物712的部分蒸发。热交换器716和720可以具有例如约1000MM Btu/h至约1200MM Btu/h的热负荷，如约1000MM Btu/h、约1100MM Btu/h、约1200MM Btu/h或其他热负荷。热交换器718和722可以具有例如约800MMBtu/h至约1000MM Btu/h的热负荷，如约800MM Btu/h、约900MMBtu/h、约1000MM Btu/h或其他热负荷。
离开泵714的氨-水混合物712可以具有例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。来自泵714的氨-水混合物712被分流为两个部分，例如，以约50％的分流比。通过与在热交换器716、718中的加热流体708的热交换来预热和部分蒸发来自泵714的氨-水混合物712的第一部分724。例如，将氨-水混合物的第一部分724加热到约185°F至约195°F的温度，如约185°F、约190°F、约195°F或其他温度。通过与在热交换器720中的液氨和水728(来自在以下段落中描述的液体-蒸气分离器726)的交换来预热和部分蒸发来自泵714的氨-水混合物712的第二部分732。例如，将氨-水混合物的第二部分732加热到约155°F至约165°F的温度，如约155°F、约160°F、约165°F或其他温度。
通过与在热交换器722中的加热流体708的热交换来进一步加热和部分蒸发经加热的第二部分732。例如，将第二部分732进一步加热到约185°F至约195°F的温度，如约185°F、约190°F、约195°F或其他温度。
流过热交换器716、718、722的网络的加热流体708冷却并且返回到蓄积罐702。例如，流到热交换器716、718、722的网络中的加热流体708可以具有约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。加热流体708在约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度下离开热交换器的网络。
被加热和部分蒸发的第一和第二部分724、732流到将液氨和水与氨-水蒸气分离的液体-蒸气分离器726中。进入分离器724后，第一和第二部724、732的压力可以是例如约19巴至约21巴，如约19巴、约20巴、约21巴或其他压力。为低纯度贫流的液氨和水728离开分离器726的底部，并且氨-水蒸气730离开分离器726的顶部。
为高纯度富流的氨-水蒸气730流动到涡轮机734，其是(与未示出的发电机组合)可以发电的，并且在一些情况下与冬季相比在夏季可以产生不同量的电力。例如，涡轮机734在夏季可以产生至少约60MW的电力，如在夏季约60MW至约70MW的电力，如60MW、约65MW、约70MW或其他量的电力；并且在冬季可以产生至少约80MW的电力，如在冬季约80MW至约90MW的电力，如约80MW、约85MW、约90MW或其他量的电力。通过使用例如约0.04MMT/D至约0.06MMT/D，如约0.04MMT/D、约0.05MMT/D、约0.06MMT/D或其他体积的体积的氨-水蒸气730的涡轮机734发电。涡轮机734将氨-水蒸气730的压力降低到例如约7巴至约8巴，如约7巴、约7.5巴、约8巴或其他压力；并且将氨-水蒸气730的温度降低到例如约100°F至约110°F，如约100°F、约105°F、约110°F或其他温度。
液氨和水728经由热交换器720流动到高压回收涡轮机(HPRT)736，例如液压涡轮机，用于另外的发电。HPRT 736可以产生例如约1MW至约2MW的电力，如约1MW、约1.5MW、约2MW或其他量的电力。通过使用例如约0.05MMT/D至约0.15MMT/D，如约0.05MMT/D、约0.1MMT/D、约0.15MMT/D或其他体积的体积的液氨和水728的HPRT736发电。HPRT 736将液氨和水728的压力降低至例如约7巴至约9巴，如约7巴、约7.5巴、约8巴、约8.5巴、约9巴或其他压力。在热交换器720处的交换后，液氨和水728的温度是例如约100°F至约110°F，如约100°F、约105°F、约110°F或其他温度。
氨-水蒸气730以及液氨和水728在离开涡轮机734、736后合并为氨-水混合物712。在冷却器738如冷却水冷凝器或空气冷却器中通过与冷却水740的交换冷却氨-水混合物712。冷却器738可以具有例如约2800MM Btu/h至约3200MM Btu/h的热负荷，如约2800MMBtu/h、约2900MM Btu/h、约3000MM Btu/h、约3100MM Btu/h、约3200MM Btu/h或其他热负荷。冷却器738根据一年的季节将氨-水混合物712冷却到不同的温度，例如在冬季将氨-水混合物712冷却到比在夏季低的温度。在冬季，冷却器738将氨-水混合物712冷却到例如约60°F至约70°F的温度，如约60°F、约62°F、约64°F、约66°F、约68°F、约70°F或其他温度。在夏季，冷却器620将异丁烷614冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约82°F、约84°F、约86°F、约88°F、约90°F或其他温度。
流到冷却器738中的冷却水740可以根据一年的季节具有不同的温度。例如，在冬季，冷却水740可以具有约55至约65°F的温度，如约55°F、约60°F、约65°F或其他温度。在夏季，冷却水740可以具有例如约70°F至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。冷却水740的温度可以通过在冷却器738处的交换升高例如约15°F、约18°F、约20°F或其他量。流过冷却器738的冷却水740的体积可以是例如约1.5MMT/D至约2.5MMT/D，如约1.5MMT/D、约2MMT/D、约2.5MMT/D或其他体积。
具体地参照图9B，废热-电力转换装置750可以经由卡林那循环760使用约78％氨和22％水的氨-水混合物762在约25巴下发电。例如，装置750可以产生例如约75MW至约95MW的电力，如约75MW、约80MW、约85MW、约90MW或其他量的电力。
卡林那循环760包括泵764。泵764可以消耗例如约4.5MW至约5.5MW的电力，如约4.5MW、约5MW、约5.5MW或其他量的电力。泵764可以将氨-水混合物712从例如约8.5巴至约9.5巴的起始压力，如约8.5巴、约9巴、约9.5巴泵至例如约24巴至约26巴的较高出口压力，如约24巴、约24.5巴、约25巴、约25.5巴、约26巴或其他出口压力。泵764可以定尺寸为泵送例如约0.10MMT/D至约0.2MMT/D的氨-水混合物712，如约0.10MMT/D、约0.15MMT/D、约0.2MMT/D或其他量。
通过泵764将氨-水混合物762泵送到热交换器766、768、770、772的网络中，所述热交换器一起使用来自加热流体704的热量实现氨-水混合物762的部分蒸发。热交换器766和770可以具有例如约1000MM Btu/h至约1200MM Btu/h的热负荷，如约1000MM Btu/h、约1100MM Btu/h、约1200MM Btu/h或其他热负荷。热交换器768和772可以具有例如约800MMBtu/h至约1000MM Btu/h的热负荷，如约800MM Btu/h、约900MMBtu/h、约1000MM Btu/h或其他热负荷。
离开泵764的氨-水混合物762具有例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。来自泵764的氨-水混合物762被分流为两个部分，例如，以约50％的分流比。通过与在热交换器766、768中的加热流体704的热交换来预热和部分蒸发来自泵764的氨-水混合物762的第一部分774(例如，50％)。例如，将氨-水混合物的第一部分772加热到约170°F至约180°F的温度，如约170°F、约175°F、约180°F或其他温度。通过与在热交换器720中的液氨和水728(来自在以下段落中描述的液体-蒸气分离器726)的交换来预热和部分蒸发来自泵764的氨-水混合物762的第二部分782(例如，50％)。例如，将氨-水混合物的第二部分782加热到约155°F至约165°F的温度，如约155°F、约160°F、约165°F或其他温度。
通过与在热交换器722中的加热流体708的热交换来进一步加热和部分蒸发经加热的第二部分782。例如，将第二部分782进一步加热到约170°F至约180°F的温度，如约170°F、约175°F、约180°F或其他温度。流过热交换器的网络的加热流体708冷却并且返回到蓄积罐702。例如，流到热交换器716、718、722的网络中的加热流体708可以具有约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。加热流体708在约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度下离开热交换器的网络。
被加热和部分蒸发的第一和第二部分774、782流到将液氨和水与氨-水蒸气分离的液体-蒸气分离器776中。进入分离器774后，第一和第二部776、782的压力可以是例如约23巴至约25巴，如约23巴、约24巴、约25巴或其他压力。为低纯度贫流的液氨和水778离开分离器776的底部，并且氨-水蒸气780离开分离器776的顶部。
为高纯度富流的氨-水蒸气780流动到涡轮机784，其是(与未示出的发电机组合)可以发电的，并且在一些情况下在夏季比在冬季可以产生不同量的电力。例如，涡轮机734在夏季可以产生约65MW至约75MW的电力，如65MW、约70MW、约75MW或其他量的电力；并且在冬季可以产生约85MW至约95MW的电力，如约85MW、约90MW、约95MW或其他量的电力。通过使用例如约0.05MMT/D至约0.06MMT/D，如约0.05MMT/D、约0.06MMT/D、约0.07MMT/D或其他体积的体积的氨-水蒸气780的涡轮机784发电。涡轮机784将氨-水蒸气780的压力降低到例如约8巴至约9巴，如约8巴、约8.5巴、约9巴或其他压力；并且将氨-水蒸气780的温度降低到例如约80°F至约90°F，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。
液氨和水778经由热交换器770流动到高压回收涡轮机(HPRT)786，例如液压涡轮机，用于另外的发电。HPRT 782可以产生例如约1.5MW至约2.5MW的电力，如约1.5MW、约2MW、约2.5MW或其他量的电力。通过使用例如约0.05MMT/D至约0.15MMT/D，如约0.05MMT/D、约0.1MMT/D、约0.15MMT/D或其他体积的体积的液氨和水778的HPRT786发电。HPRT 786将液氨和水782的压力降低至例如约8巴至约9巴，如约8巴、约8.5巴、约9巴或其他压力。在热交换器770处的交换后，液氨和水778的温度是例如约95°F至约105°F，如约95°F、约100°F、约105°F或其他温度。
氨-水蒸气780以及液氨和水778在离开涡轮机784、786后合并为氨-水混合物762。在冷却器788如冷却水冷凝器或空气冷却器中通过与冷却水790的交换冷却氨-水混合物762。冷却器788可以具有例如约2500MMBtu/h至约3000MM Btu/h的热负荷，如约2500MMBtu/h、约2600MMBtu/h、约2700MM Btu/h、约2800MM Btu/h、约2900MM Btu/h、约3000MMBtu/h或其他热负荷。冷却器788根据一年的季节将氨-水混合物762冷却到不同的温度，例如在冬季将氨-水混合物762冷却到比在夏季低的温度。在冬季，冷却器788将氨-水混合物762冷却到例如约60°F至约70°F的温度，如约60°F、约62°F、约64°F、约66°F、约68°F、约70°F或其他温度。在夏季，冷却器620将异丁烷614冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约82°F、约84°F、约86°F、约88°F、约90°F或其他温度。
流到冷却器788中的冷却水790可以根据一年的季节具有不同的温度。例如，在冬季，冷却水790可以具有约55至约65°F的温度，如约55°F、约60°F、约65°F或其他温度。在夏季，冷却水790可以具有例如约70°F至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。冷却水740的温度可以通过在冷却器738处的交换升高例如约15°F、约18°F、约20°F或其他量。流过冷却器738的冷却水740的体积可以是例如约1.5MMT/D至约2.5MMT/D，如约1.5MMT/D、约2MMT/D、约2.5MMT/D或其他体积。
卡林那循环可以提供优点。卡林那循环与ORC循环相比提供多一个自由度，因为可以调整氨-水混合物的组成。该额外的自由度允许卡林那循环适合于特定运行条件，例如适合于特定热源或特定冷却流体，以改善或优化能量转换和热传递。此外，因为氨具有与水相似的分子量，所以氨-水蒸气与水蒸气行为相似，由此允许标准蒸汽轮机部件的使用。同时，二元流体的使用允许流体的组成在整个循环中变化，例如以提供在蒸发器处的较富组成和在冷凝器处的较贫组成。另外，氨是环境友好的化合物，其与在ORC循环中通常使用的化合物如异丁烷相比有害性低。
参照图10A和10B，通过热交换器1-7(图1-5)的网络回收的来自原油相关气体加工装置的废热可以用于为基于改进的高斯瓦米循环的废热-组合冷却和电力转换装置800、850提供动力。高斯瓦米循环是在闭环布置中使用氨和水的混合物(例如，50％氨和50％水)的能量转换循环。在图10A和10B的实例中，改进的高斯瓦米循环810、855分别都在约12巴下运行。高斯瓦米循环能够采用低热源温度例如低于约200℃以驱动发电。高斯瓦米循环将兰金循环和吸收制冷循环组合以提供组合的冷却和发电。在高斯瓦米循环的涡轮机中使用高浓度氨蒸气。高浓度氨可以膨胀到非常低的温度而不冷凝。该非常低温的氨然后可以用于提供制冷输出。在改进的高斯瓦米循环810、855中，通过提供发电和冷却功能两者实现大量冷却。
废热-组合冷却和电力转换装置800、850各自包括储存加热流体如油、水、有机流体或其他加热流体的蓄积罐802。通过加热流体循环泵806将加热流体804从蓄积罐802泵送到热交换器1-7(图1-5)。例如，加热流体804可以处于约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。
将来自热交换器1-7中的每一个的经加热的加热流体(例如，已经通过在热交换器1-7中的每一个处的废热的回收加热的加热流体)合并到同一热流体集管808中。热流体集管808可以处于例如约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。在热流体集管808中的流体的体积可以是例如约0.6MMT/D至约0.8MMT/D，如约0.6MMT/D、约0.7MMT/D、约0.8MMT/D或其他体积。
来自热流体集管808的热量用于加热在改进的高斯瓦米循环810、855中的氨-水混合物。经加热的氨-水混合物用于为涡轮机提供动力，由此由从气体加工装置中回收的废热发电。氨-水混合物还用于冷却用于在气体加工装置中的装置内低温冷却的激冷水，由此节约冷却水效用。例如，废热-组合冷却和电力转换装置800、850可以满足例如在气体加工装置中的低温冷却的基本负荷的约42％。
具体地参照图10A，废热-组合冷却和电力转换装置800可以经由改进的高斯瓦米循环810使用约50％氨和约50％水的氨-水混合物812产生电力和激冷水装置内低温冷却能力。例如，装置800可以产生例如约50MW至约60MW的电力，如约50MW、约55MW、约60MW或其他量的电力。
在废热-组合冷却和电力转换装置800中的改进的高斯瓦米循环810包括泵814。泵814可以消耗例如约2.5MW至约3.5MW的电力，如约2.5MW、约3MW、约3.5MW或其他量的电力。泵814可以将氨-水混合物812从例如约3巴至约4巴的起始压力，如约3巴、约3.5巴、约4巴泵至例如约11.5巴至约12.5巴的较高出口压力，如约11.5巴、约12巴、约12.5巴或其他出口压力。泵814可以定尺寸为泵送例如约0.15MMT/D至约0.25MMT/D的氨-水混合物812，如约0.15MMT/D、约0.2MMT/D、约0.25MMT/D或其他量。
通过泵814将氨-水混合物812泵送到热交换器816、818、820、822的网络中，所述热交换器一起使用来自加热流体804的热量实现氨-水混合物812的部分蒸发。热交换器816和820可以具有例如约1300MM Btu/h至约1400MM Btu/h的热负荷，如约1300MM Btu/h、约1350MM Btu/h、约1500MM Btu/h或其他热负荷。热交换器818和822可以具有例如约850MMBtu/h至约950MM Btu/h的热负荷，如约850MM Btu/h、约900MMBtu/h、约950MM Btu/h或其他热负荷。
离开泵814的氨-水混合物812具有例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。氨-水混合物812被分流为两个部分，例如，以约50％的分流比。通过与在热交换器816、818中的加热流体808的热交换来预热和部分蒸发来自泵814的氨-水混合物812的第一部分824(例如，50％)。例如，将氨-水混合物的第一部分824加热到约190°F至约200°F的温度，如约190°F、约195°F、约200°F或其他温度。通过与在热交换器820中的液氨和水828(来自在以下段落中描述的液体-蒸气分离器826)的交换来预热和部分蒸发来自泵814的氨-水混合物812的第二部分832(例如，50％)。例如，将氨-水混合物的第二部分832加热到约165°F至约175°F的温度，如约165°F、约170°F、约175°F或其他温度。
例如通过与在热交换器822中的加热流体804的热交换来进一步加热和部分蒸发经加热的第二部分832。例如，将第二部分832进一步加热到约190°F至约200°F的温度，如约190°F、约195°F、约200°F或其他温度。
流过热交换器816、818、822的网络的加热流体808冷却并且返回到蓄积罐802。例如，流到热交换器816、818、822的网络中的加热流体808可以具有约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。加热流体808在约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度下离开热交换器的网络。
被加热和部分蒸发的第一和第二部分824、832流到将液氨和水与氨-水蒸气分离的液体-蒸气分离器826中。进入分离器824后，第一和第二部826、832的压力可以是例如约10.5巴至约11.5巴，如约10.5巴、约11巴、约11.5巴或其他压力。为低纯度贫流的液氨和水828离开分离器826的底部，并且为高纯度富流的氨-水蒸气830离开分离器826的顶部。
液氨和水828流动到高压回收涡轮机(HPRT)836，例如液压涡轮机。HPRT836可以产生例如约1MW至约2MW的电力，如约1MW、约1.5MW、约2MW或其他量的电力。通过使用例如约0.15MMT/D至约0.2MMT/D，如约0.15MMT/D、约0.2MMT/D或其他体积的体积的液氨和水828的HPRT836发电。HPRT836将液氨和水828的压力降低至例如约3巴至约4巴，如约3巴、约3.5巴、约4巴或其他压力。在热交换器820处的交换后，液氨和水828的温度是例如约110°F至约120°F，如约110°F、约115°F、约120°F或其他温度。
氨-水蒸气830被分流为第一部分840和第二部分842。作为分流为第二部分842的蒸气830的百分比的分流比可以是例如约10％至约20％，如约10％、约15％、约20％或其他量。第一部分840流动到涡轮机834，并且氨-水蒸气830的第二部分842流动到在以下段落中描述的水冷却器854。涡轮机834(与未示出的发电机组合)可以产生例如至少约50MW的电力，如约50MW至约60MW的电力，如约50MW、约55MW、约60MW或其他量的电力。通过使用例如约0.03MMT/D至约0.05MMT/D，如约0.03MMT/D、约0.04MMT/D、约0.05MMT/D或其他体积的体积的氨-水蒸气830的涡轮机834发电。涡轮机834将氨-水蒸气830的压力降低到例如约3巴至约4巴，如约3巴、约3.5巴、约4巴或其他压力；并且将氨-水蒸气830的温度降低到例如约115°F至约125°F，如约115°F、约120°F、约125°F或其他温度。
来自涡轮机834、836的流(氨-水蒸气的第一部分840以及液氨和水828)合并为涡轮机输出流848，将其在冷却器846如冷却水冷凝器或空气冷却器中通过与冷却水850的交换冷却。冷却器846可以具有例如约2800MM Btu/h至约3200MM Btu/h的热负荷，如约2800MMBtu/h、约2900MM Btu/h、约3000MM Btu/h、约3100MM Btu/h、约3200MM Btu/h或其他热负荷。冷却器846将涡轮机输出流848冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。
流到冷却器846中的冷却水851可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器846处的交换将冷却水851加热到例如约95°F至约110°F的温度，如约95°F、约100°F、约105°F或其他温度。流过冷却器846的冷却水851的体积可以是例如约1MMT/D至约2MMT/D，如约1MMT/D、约1.5MMT/D、约2MMT/D或其他体积。
在冷却器852如冷却水冷凝器或空气冷却器中冷却第二部分842(有时称作富氨流842)。冷却器852可以具有例如约200MM Btu/h至约300MMBtu/h的热负荷，如约200MM Btu/h、约250MM Btu/h、约300MM Btu/h或其他热负荷。冷却器852将富氨流842冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。经冷却的富氨流842穿过排放阀856，其进一步冷却富氨流842。例如，排放阀856可以将富氨流842冷却到约25°F至约35°F的温度，如约25°F、约30°F、约35°F或其他温度。
流到冷却器852中的冷却水854可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器852处的交换将冷却水854加热到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。流过冷却器852的冷却水854的体积可以是例如约0.2MMT/D至约0.4MMT/D，如约0.2MMT/D、约0.3MMT/D、约0.4MMT/D或其他体积。
从排放阀856释放的富氨流842用于产生用于装置内低温冷却的激冷水。富氨流842的第一部分858穿过水激冷器860。水激冷器860可以具有例如约50MM Btu/h至约150MMBtu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MM Btu/h、约90MMBtu/h、约100MM Btu/h、约110MM Btu/h、约120MM Btu/h、约130MM Btu/h、约140MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器860激冷激冷水的流862，同时加热富氨的第一部分858。例如，水激冷器860可以将激冷水的流862从约95°F至约105°F的温度，如约95°F、约100°F、约105°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。水激冷器860可以将富氨的第一部分858加热到例如约85°F至约95°F的温度，如约85°F、约90°F、约95°F或其他温度。
富氨流842的第二部分864穿过水激冷器866。水激冷器866可以具有例如约50MMBtu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MMBtu/h、约90MM Btu/h、约100MM Btu/h、约110MM Btu/h、约120MM Btu/h、约130MM Btu/h、约140MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器866可以将激冷水的流868从例如约60°F至约70°F的温度，如约60°F、约65°F、约70°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。
激冷水流862、868可以用于图1-5的气体加工装置内的装置内冷却。在一些情况下，激冷水流862、868可以产生例如约200MM Btu/h至约250MM Btu/h的激冷水低温冷却能力，如约200MM Btu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约250MM Btu/h、约250MM Btu/h或其他量的激冷水低温冷却能力。在一些情况下，从排放阀856释放的富氨流842可以直接用于装置内低温冷却而无需使用作为缓冲的激冷水流862、868。
具体地参照图10B，在废热-组合冷却和电力转换装置850中的经加热的氨-水混合物用于为如在先前段落中描述的涡轮机834、836提供动力，以及用于为另外的涡轮机870提供动力。氨-水混合物还用于冷却用于在气体加工装置中的装置内低温冷却的激冷水，由此节约冷却水效用。废热-组合冷却和电力转换装置850可以经由改进的高斯瓦米循环855使用约50％氨和约50％水的氨-水混合物812产生电力和激冷水装置内低温冷却能力。例如，装置850可以产生例如约45MW至约55MW的电力，如约45MW、约50MW、约55MW或其他量的电力。装置850还可以产生约200MM Btu/h至约250MM Btu/h的激冷水装置内低温冷却能力，如约200MMBtu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约240MMBtu/h、约250MMBtu/h或其他量。
氨-水蒸气830被分流为第一部分872和第二部分874。作为分流为第二部分874的蒸气830的百分比的分流比可以是例如约20％至约30％，如约20％、约25％、约30％或其他量。第一部分872流动到涡轮机834，并且第二部分874流动到水冷却器876。涡轮机834(与未示出的发电机组合)可以使用氨-水蒸气872产生例如至少约40MW的电力，如约40MW、约42MW、约44MW、约46MW或其他量的电力。通过使用例如约0.025MMT/D至约0.035MMT/D，如约0.025MMT/D、约0.03MMT/D、约0.035MMT/D或其他体积的体积的氨-水蒸气872的涡轮机834发电。涡轮机834将氨-水蒸气872的压力降低到例如约3巴至约4巴，如约3巴、约3.5巴、约4巴或其他压力；并且将氨-水蒸气872的温度降低到例如约115°F至约125°F，如约115°F、约120°F、约125°F或其他温度。
来自涡轮机834的氨-水蒸气的第一部分872与液氨-水828合并为涡轮机输出流848，将其在冷却器878如冷却水冷凝器或空气冷却器中冷却。冷却器878可以具有例如约2500MM Btu/h至约3000MM Btu/h的热负荷，如约2500MM Btu/h、约2600MM Btu/h、约2700MMBtu/h、约2800MMBtu/h、约2900MM Btu/h、约3000MM Btu/h或其他热负荷。冷却器878将涡轮机输出流848冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。
流到冷却器878中的冷却水851可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器846处的交换将冷却水851加热到例如约95°F至约105°F的温度，如约95°F、约100°F、约105°F或其他温度。流过冷却器846的冷却水851的体积可以是例如约1MMT/D至约2MMT/D，如约1MMT/D、约1.5MMT/D、约2MMT/D或其他体积。
在冷却器876冷却第二部分874(有时称作富氨流874)。冷却器876可以具有例如约250MM Btu/h至约350MM Btu/h的热负荷，如约250MMBtu/h、约300MM Btu/h、约350MM Btu/h或其他热负荷。冷却器876将富氨流874冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。经冷却的富氨流874流到氨/水分离器880中，其将在富氨流874中的蒸气882与液体884分离。蒸气882流过涡轮机870，其(与未示出的发电机组合)产生例如约6MW至约7MW的电力，如约6MW、约6.5MW、约7MW或其他量的电力。液体884流过排放阀886，其将液体884进一步冷却到约25至约35°F的温度，如约25°F、约30°F、约35°F或其他温度。除了涡轮机843之外的涡轮机870的使用帮助冷却和电力转换装置850处理冷却水的温度波动。例如，涡轮机870可以帮助补偿如果冷却介质的温度升高(例如，在夏季)则在其他方面会出现的发电量减少。
流到冷却器876中的冷却水854可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器876处的交换将冷却水854加热到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。流过冷却器852的冷却水854的体积可以是例如约0.2MMT/D至约0.4MMT/D，如约0.2MMT/D、约0.3MMT/D、约0.4MMT/D或其他体积。
蒸气882和液体884流合并以形成富氨流888。富氨流888的第一部分890穿过水激冷器860，并且富氨流888的第二部分892穿过水激冷器866，其如先前段落中描述地允许以提供装置内低温冷却。在一些情况下，富氨流888可以直接用于装置内低温冷却而无需使用作为缓冲的激冷水流862、868。
在一些情况下，在先前段落中对于废热-组合冷却和电力转换装置800、850描述的参数，如将氨-水蒸气830分流为第一和第二部分840、842的分流比，工作压力，在氨-水流812中的氨-水浓度，温度，或其他参数，可以例如基于现场特定或环境特定的特性，如冷却水可用性的变化或者对冷却水的供应或返回温度的限制，而变化。在热交换器表面积和使用用于装置内冷却的激冷水实现的发电量或电力节约之间也存在权衡。
参照图11A和11B，通过热交换器1-7(图1-5)的网络回收的来自原油相关气体加工装置的废热可以用于为基于改进的高斯瓦米循环的废热-组合冷却和电力转换装置900、950提供动力。在图11A和11B的实例中，在12巴下使用50％氨和50％水的混合物运行改进的高斯瓦米循环910、960。
废热-组合冷却和电力转换装置900、950各自包括储存加热流体如油、水、有机流体或其他加热流体的蓄积罐902。通过加热流体循环泵906将加热流体904从蓄积罐902泵送到热交换器1-7(图1-5)。例如，加热流体904可以处于约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度。
将来自热交换器1-7中的每一个的经加热的加热流体(例如，已经通过在热交换器1-7中的每一个处的废热的回收加热的加热流体)合并到同一热流体集管908中。热流体集管908可以处于例如约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。在热流体集管908中的流体的体积可以是例如约0.6MMT/D至约0.8MMT/D，如约0.6MMT/D、约0.7MMT/D、约0.8MMT/D或其他体积。
来自热流体集管908的热量用于加热在改进的高斯瓦米循环910、960中的氨-水混合物。经加热的氨-水混合物用于为涡轮机提供动力，由此由从气体加工装置中回收的废热发电。氨-水混合物还用于冷却用于在气体加工装置中的装置内低温冷却的激冷水，由此节约冷却水效用。另外，氨-水混合物用于用于在气体加工装置中工作的人员(有时称作气体加工装置的工业社区)、用于附近非工业社区、或两者的空气调节或空气冷却。
废热-组合冷却和电力转换装置900、950可以满足在气体加工装置中的低温冷却的基本负荷的一部分，如约40％至约50％，如约40％、约42％、约44％、约46％、约48％、约50％或其他部分。废热-组合冷却和电力转换装置900、950可以提供用于在气体加工装置的工业社区中的约2000人的环境空气冷却。在一些情况下，废热-组合冷却和电力转换装置900、950可以提供用于在附近非工业社区中的多达约40,000人，如多达约35,000、多达约36,000、多达约37,000、多达约38,000、多达约39,000、多达约40,000或其他数量人的环境空气冷却。在一些情况下，可以对废热-组合冷却和电力转换装置900、950的配置进行实时调整，例如，为了以牺牲发电量为代价来满足更多或更大的环境冷却负荷(例如，在炎热的夏日)。
具体地参照图11A，在所示配置中，废热-组合冷却和电力转换装置900可以经由改进的高斯瓦米循环910使用约50％氨和约50％水的氨-水混合物912产生电力和用于装置内低温冷却的激冷水。例如，装置900可以产生例如约45MW至约55MW的电力，如约45MW、约50MW、约55MW或其他量的电力。装置900还可以产生约200MM Btu/h至约250MM Btu/h的激冷水装置内低温冷却能力，如约200MM Btu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约240MM Btu/h、约250MM Btu/h或其他量。废热-组合冷却和电力转换装置900还可以产生约75MM Btu/h至约85MM Btu/h的用于环境空气调节或空气冷却的激冷水，如约75MMBtu/h、约80MM Btu/h、约85MM Btu/h或其他量的用于环境空气调节或空气冷却的激冷水。该量的激冷水可以为例如在气体加工装置中的多达约2000人服务。然而，可以调整废热-组合冷却和电力转换装置900的各种参数，例如，从而以产生较少电力为代价来满足额外或更大的环境空气冷却负荷。
在废热-组合冷却和电力转换装置900中的改进的高斯瓦米循环910包括泵914。泵914可以消耗例如约2.5MW至约3.5MW的电力，如约2.5MW、约3MW、约3.5MW或其他量的电力。泵914可以将氨-水混合物912从例如约3巴至约4巴的起始压力，如约3巴、约3.5巴、约4巴泵至例如约11巴至约13巴的较高出口压力，如约11巴、约12巴、约13巴或其他出口压力。泵914可以定尺寸为泵送例如约0.15MMT/D至约0.25MMT/D的氨-水混合物812，如约0.15MMT/D、约0.2MMT/D、约0.25MMT/D或其他量。
通过泵14将氨-水混合物912泵送到热交换器916、918、920、922的网络中，所述热交换器一起使用来自加热流体904的热量实现氨-水混合物912的部分蒸发。热交换器916和920可以具有例如约1300MM Btu/h至约1400MM Btu/h的热负荷，如约1300MM Btu/h、约1350MM Btu/h、约1500MM Btu/h或其他热负荷。热交换器918和922可以具有例如约850MMBtu/h至约950MM Btu/h的热负荷，如约850MM Btu/h、约900MM Btu/h、约950MM Btu/h或其他热负荷。
离开泵914的氨-水混合物912具有例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。氨-水混合物912被分流为两个部分，例如，以约50％的分流比。将来自泵914的氨-水混合物912的第一部分924通过与在热交换器916、918中的加热流体908的热交换来预热和部分蒸发。例如，将氨-水混合物的第一部分924加热到约190°F至约200°F的温度，如约190°F、约195°F、约200°F或其他温度。通过与在热交换器920中的液氨和水928(来自在以下段落中描述的液体-蒸气分离器926)的交换来预热和部分蒸发来自泵914的氨-水混合物912的第二部分932。例如，将氨-水混合物的第二部分932加热到约165°F至约175°F的温度，如约165°F、约170°F、约175°F或其他温度。
通过与在热交换器922中的加热流体908的热交换来进一步加热和部分蒸发经加热的第二部分932。例如，将第二部分932进一步加热到约190°F至约200°F的温度，如约190°F、约195°F、约200°F或其他温度。
流过热交换器916、918、922的网络的加热流体908冷却并且返回到蓄积罐902。例如，流到热交换器916、918、922的网络中的加热流体908可以具有约210°F至约230°F的温度，如约210°F、约220°F、约230°F或其他温度。加热流体908在约130°F至约150°F的温度，如约130°F、约140°F、约150°F或其他温度下离开热交换器的网络。
被加热和部分蒸发的第一和第二部分924、932流到将液氨和水与氨-水蒸气分离的液体-蒸气分离器926中。进入分离器924后，第一和第二部926、932的压力可以是例如约10.5巴至约11.5巴，如约10.5巴、约11巴、约11.5巴或其他压力。为低纯度贫流的液氨和水928离开分离器926的底部，并且为高纯度富流的氨-水蒸气930离开分离器926的顶部。
液氨和水928流动到高压回收涡轮机(HPRT)936，例如液压涡轮机。HPRT 936可以产生例如约1MW至约2MW的电力，如约1MW、约1.5MW、约2MW或其他量。通过使用例如约0.15MMT/D至约0.2MMT/D，如约0.15MMT/D、约0.2MMT/D或其他体积的体积的液氨和水928的HPRT 936发电。HPRT 936将液氨和水928的压力降低至例如约3巴至约4巴，如约3巴、约3.5巴、约4巴或其他压力。在热交换器920处的交换后，液氨和水928的温度是例如约110°F至约120°F，如约110°F、约115°F、约120°F或其他温度。
氨-水蒸气930被分流为第一部分940和第二部分942。作为分流为第二部分942的蒸气930的百分比的分流比可以是例如约10％至约20％，如约10％、约15％、约20％或其他量。第一部分940流动到涡轮机934，并且第二部分942流动到在以下段落中描述的冷却器952。第一部分940用于发电。涡轮机934(与未示出的发电机组合)产生例如约45MW至约55MW的电力，如约45MW、约50MW、约55MW或其他量的电力。通过使用例如约0.03MMT/D至约0.04MMT/D，如约0.03MMT/D、约0.035MMT/D、约0.04MMT/D或其他体积的体积的氨-水蒸气930的涡轮机934发电。涡轮机934将氨-水蒸气930的压力降低到例如约3巴至约4巴，如约3巴、约3.5巴、约4巴或其他压力；并且将氨-水蒸气930的温度降低到例如约105°F至约115°F，如约105°F、约110°F、约115°F或其他温度。
来自涡轮机934、936的流(分别地氨-水蒸气的第一部分940以及液氨和水928)合并为涡轮机输出流948，将其在冷却器946如冷却水冷凝器或空气冷却器中通过与冷却水951的交换冷却。冷却器946可以具有例如约2500MM Btu/h至约3000MM Btu/h的热负荷，如约2500MM Btu/h、约2600MM Btu/h、约2700MM Btu/h、约2800MM Btu/h、约2900MM Btu/h、约3000MM Btu/h或其他热负荷。冷却器946将涡轮机输出流948冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。
流到冷却器946中的冷却水951可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器946处的交换将冷却水951加热到例如约95°F至约105°F的温度，如约95°F、约100°F、约105°F或其他温度。流过冷却器946的冷却水951的体积可以是例如约1MMT/D至约2MMT/D，如约1MMT/D、约1.5MMT/D、约2MMT/D或其他体积。
第二部分942(有时称作富氨流942)用于冷却。在冷却器952如冷却水冷凝器或空气冷却器中冷却富氨流942。冷却器952可以具有例如约300MM Btu/h至约400MM Btu/h的热负荷，如约300MM Btu/h、约350MM Btu/h、约400MM Btu/h或其他热负荷。冷却器952将富氨流942冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。经冷却的富氨流942穿过排放阀956，其进一步冷却富氨流942。例如，排放阀956可以将富氨流942冷却到约25°F至约35°F的温度，如约25°F、约30°F、约35°F或其他温度。
流到冷却器952中的冷却水954可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器952处的交换将冷却水954加热到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。流过冷却器952的冷却水954的体积可以是例如约0.3MMT/D至约0.5MMT/D，如约0.3MMT/D、约0.4MMT/D、约0.5MMT/D或其他体积。
从排放阀956释放的富氨流942用于产生用于装置内低温冷却和用于装置中的空气调节或空气冷却的激冷水。富氨流942的第一部分958和第二部分964用于装置内低温冷却。富氨流942的第一部分958穿过水激冷器960。水激冷器960可以具有例如约50MM Btu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MM Btu/h、约90MM Btu/h、约100MM Btu/h、约110MM Btu/h、约120MM Btu/h、约130MM Btu/h、约140MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器960可以激冷激冷水的流962，同时加热富氨的第一部分958。例如，水激冷器960可以将激冷水的流962从约95°F至约105°F的温度，如约95°F、约100°F、约105°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。水激冷器960可以将富氨的第一部分958加热到例如约85°F至约95°F的温度，如约85°F、约90°F、约95°F或其他温度。
富氨流942的第二部分964穿过水激冷器966。水激冷器866可以具有例如约50MMBtu/h至约150MM Btu/h的热负荷，如约50MM Btu/h、约60MM Btu/h、约70MM Btu/h、约80MMBtu/h、约90MM Btu/h、约100MM Btu/h、约110MM Btu/h、约120MM Btu/h、约130MM Btu/h、约140MM Btu/h、约150MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器966可以将激冷水的流968从例如约60°F至约70°F的温度，如约60°F、约65°F、约70°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。
激冷水流962、968可以用于图1-5的气体加工装置内的装置内冷却。在一些情况下，激冷水流962、968可以产生例如约200MM Btu/h至约250MM Btu/h的激冷水低温冷却能力，如约200MM Btu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约250MM Btu/h、约250MM Btu/h或其他量的激冷水低温冷却能力。在一些情况下，从排放阀956释放的富氨流942可以直接用于装置内低温冷却而无需使用作为缓冲的激冷水流962、968。
富氨流942的第三部分970用于装置内空气调节或空气冷却。富氨流942的第三部分970穿过水激冷器972。水激冷器972可以具有例如约75MM Btu/h至约85MM Btu/h的热负荷，如约85MM Btu/h、约80MM Btu/h、约85MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器可以激冷激冷水的流974，同时加热富氨的第三部分970。例如，水激冷器972可以将激冷水的流974从约40°F至约50°F的温度，如约40°F、约45°F、约50°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。水激冷器972可以将富氨的第三部分970加热到例如约30°F至约40°F的温度，如约30°F、约35°F、约40°F或其他温度。激冷水流974用于气体加工装置的工业社区的空气冷却或空气调节。激冷水流974可以产生约75MM Btu/h至约85MM Btu/h的用于空气冷却或空气调节的激冷水，如约75MM Btu/h、约80MM Btu/h、约85MM Btu/h或其他量的激冷水。
在一些情况下，氨-水蒸气930的第一部分940和第二部分的分流比可以变化，例如，以满足额外或更大的冷却负荷。例如，分流比可以是例如10％、15％、20％、30％、40％、50％或其他比率。例如，分流比在夏季可以较大以使得可以满足由于较高的环境温度造成的额外的空气冷却需求，而分流比在使用较少环境冷却的冬季可以较大。
参照图11B，废热-组合冷却和电力转换装置950可以被配置为仅用于冷却，而几乎不或不发电。组合冷却和电力转换装置950通常类似于组合冷却和电力转换装置900的运行而运行。然而，所有氨-水蒸气930都被导入用于冷却目的的富氨流942中，并且没有氨-水蒸气被送到涡轮机934，即，100％的分流比。
在所示的配置中，废热-组合冷却和电力转换装置950可以经由改进的高斯瓦米循环960使用约50％氨和约50％水的氨-水混合物912产生用于装置内低温冷却的激冷水和用于环境空气调节或空气冷却的激冷水。例如，装置950可以产生约200MM Btu/h至约250MMBtu/h的激冷水装置内低温冷却能力，如约200MM Btu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约240MM Btu/h、约250MM Btu/h或其他量。装置950还可以产生约1200MMBtu/h至约1400MM Btu/h的用于环境空气调节或空气冷却的激冷水，如约1200MM Btu/h、约1300MM Btu/h、约1400MM Btu/h或其他量的用于环境空气调节或空气冷却的激冷水。该量的激冷水可以提供例如用于在气体加工装置的工业社区中的多达约2000人以及用于在附近非工业社区中的约31，000人的冷却能力。
在冷却器953如冷却水冷凝器或空气冷却器中冷却富氨流942。冷却器953可以具有例如约2000MM Btu/h至约2500MM Btu/h的热负荷，如约2000MM Btu/h、约2100MM Btu/h、约2200MM Btu/h、约2300MM Btu/h、约2400MM Btu/h、约2500MM Btu/h或其他热负荷。冷却器953将富氨流942冷却到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。经冷却的富氨流942穿过排放阀956，其进一步冷却富氨流942。例如，排放阀956可以将富氨流942冷却到约25°F至约35°F的温度，如约25°F、约30°F、约35°F或其他温度。
流到冷却器952中的冷却水954可以具有约70至约80°F的温度，如约70°F、约75°F、约80°F或其他温度。可以通过在冷却器953处的交换将冷却水954加热到例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度。流过冷却器953的冷却水954的体积可以是例如约2MMT/D至约3MMT/D，如约2MMT/D、约2.5MMT/D、约3MMT/D或其他体积。
从排放阀956释放的富氨流942用于产生用于装置内低温冷却和用于装置中的空气调节或空气冷却的激冷水。如在先前段落中描述的，富氨流942的第一部分958和第二部分964用于装置内低温冷却，例如，通过与在水激冷器960、966中的激冷水流962、968的交换。在一些情况下，激冷水流962、968可以产生例如约200MM Btu/h至约250MM Btu/h的激冷水低温冷却能力，如约200MM Btu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约250MM Btu/h、约250MM Btu/h或其他量的激冷水低温冷却能力。在一些情况下，从排放阀956释放的富氨流942可以直接用于装置内低温冷却而无需使用作为缓冲的激冷水流962、968。
富氨流942的第三部分970用于装置内空气调节或空气冷却。富氨流942的第三部分970穿过水激冷器973。水激冷器973可以具有例如约1200MM Btu/h至约1400MM Btu/h的热负荷，如约1200MM Btu/h、约1300MM Btu/h、约1400MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器973可以激冷激冷水流974，同时加热富氨的第三部分970。例如，水激冷器973可以将激冷水的流974从约40°F至约50°F的温度，如约40°F、约45°F、约50°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。水激冷器973可以将富氨的第三部分970加热到例如约30°F至约40°F的温度，如约30°F、约35°F、约40°F或其他温度。激冷水流974用于气体加工装置的工业社区的空气冷却或空气调节。激冷水流974可以产生约1200MM Btu/h至约1400MM Btu/h的用于空气冷却或空气调节的激冷水，如约1200MM Btu/h、约1300MM Btu/h、约1400MM Btu/h或其他量的激冷水。该量的激冷水可以提供例如用于在气体加工装置中工作的约2000人员以及用于在邻近非工业社区中工作的约31，000人员的冷却能力。
参照图12，通过热交换器1-7(图1-5)的网络回收的来自原油相关气体加工装置的废热可以用于为基于改进的高斯瓦米循环的废热-组合冷却和电力转换装置980提供动力，所述废热-组合冷却和电力转换装置980被配置为仅用于冷却，而几乎不或不发电。组合冷却和电力转换装置980通常类似于上文描述的组合冷却和电力转换装置900、950的运行而运行。装置980的配置可以经由改进的高斯瓦米循环990使用约50％氨和约50％水的氨-水混合物912提供装置内低温冷却和用于空气调节或空气冷却的激冷水。例如，装置980可以产生约200MM Btu/h至约250MM Btu/h的激冷水装置内低温冷却能力，如约200MM Btu/h、约210MM Btu/h、约220MM Btu/h、约230MM Btu/h、约240MM Btu/h、约250MM Btu/h或其他量。装置980还可以产生约1400MM Btu/h至约1600MM Btu/h的用于环境空气调节或空气冷却的激冷水，如约1400MM Btu/h、约1500MM Btu/h、约1600MM Btu/h或其他量的用于环境空气调节或空气冷却的激冷水。该量的激冷水可以提供例如用于在气体加工装置工业社区中的约2000人以及用于在附近非工业社区中的约35，000人的冷却能力。
在装置980中，使用精馏塔982如四塔板精馏塔代替分离器926(图11A和11B)。精馏塔982接收氨-水混合物的进料984。进料984可以具有例如约80°F至约90°F的温度，如约80°F、约85°F、约90°F或其他温度；并且可以处于约10巴至约15巴的压力，如约10巴、约11巴、约12巴、约13巴、约14巴、约15巴或其他压力。到精馏塔982的进料984可以是例如氨-水混合物912的多达约5％，如约1％、约2％、约3％、约4％、约％或其他分流比。其余氨-水混合物912被大致均匀地在第一和第二部分924、932之间分流。第一和第二部分924、932与进料994之间的分流比决定冷却负荷，并且可以提供例如多达约13％的冷却需求变化灵活性。
包含高纯度的氨的来自精馏塔982的塔顶排出物986流动到水冷却器955，塔顶排出物986从那里向激冷器960、966以及向水激冷器975提供冷却能力。水激冷器975可以具有约1200MM Btu/h至约1600MM Btu/h的热负荷，如约1200MM Btu/h、约1300MM Btu/h、约1400MM Btu/h、约1500MM Btu/h、约1600MM Btu/h或其他热负荷。水激冷器975可以激冷激冷水流974，同时加热富氨的第三部分970。例如，水激冷器975可以将激冷水的流974从约40°F至约50°F的温度，如约40°F、约45°F、约50°F或其他温度激冷至约35°F至约45°F的温度，如约35°F、约40°F、约45°F或其他温度的温度。水激冷器975可以将富氨的第三部分970加热到例如约30°F至约40°F的温度，如约30°F、约35°F、约40°F或其他温度。来自精馏塔982的底部流990经由热交换器920流动到涡轮机936。
在一些情况下，在先前段落中对于废热-组合冷却和电力转换装置900、950、980描述的参数，如将氨-水蒸气930分流为第一和第二部分940、942的分流比，工作压力，在氨-水流912中的氨-水浓度，或其他参数，可以例如基于现场特定或环境特定的特性，如冷却水可用性的变化或者对冷却水的供应或返回温度的限制，而变化。在热交换器表面积和使用用于装置内冷却的激冷水实现的发电量或电力节约之间也存在权衡。
在上文描述的废热-组合冷却和电力转换装置中，有时可以产生过量的冷却能力。可以将过量的冷却能力送到用于其他应用的冷却供应网。
其他实施方式也在所附权利要求的范围内。

Claims (41)

1.一种系统，所述系统包括：
废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和
改进的高斯瓦米循环能量转换系统，所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括：
第一能量转换热交换器，所述第一能量转换热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热；
第二组能量转换热交换器，所述第二组能量转换热交换器被配置为通过与(i)所述工作流体的液体流和(ii)所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；
分离器，所述分离器被配置为接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分并且输出所述工作流体的蒸气流和所述工作流体的所述液体流；
第一涡轮机和发电机，其中所述涡轮机和发电机被配置为通过所述工作流体的所述蒸气流的第一部分膨胀发电；
冷却元件，所述冷却元件被配置为通过与所述工作流体的所述蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却；和
第二涡轮机，所述第二涡轮机被配置为由所述工作流体的所述液体流发电。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件中的一个或多个被配置为将所述激冷流体流激冷到35°F至45°F的温度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件包括：
第二分离器，所述第二分离器被配置为接收来自第一冷却元件的所述工作流体的所述蒸气流的所述经冷却的第二部分；和
第三涡轮机和发电机，所述第三涡轮机和发电机被配置为通过从所述第二分离器输出的蒸气相的膨胀发电。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件包括装置内冷却元件，所述装置内冷却元件被配置为将在所述原油相关气体加工装置中用于装置内冷却的装置内激冷流体流冷却。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述装置内冷却元件被配置为产生至少200MMBtu/h的装置内冷却能力。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件包括环境冷却元件，所述环境冷却元件被配置为将用于环境空气冷却的环境激冷流体流冷却。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述环境冷却元件被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少75MM Btu/h的环境空气冷却能力。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述环境冷却元件被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1200MM Btu/h的环境空气冷却能力。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率是可调整的。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率为0.1至0.3。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率为一。
12.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括蓄积罐，其中所述加热流体流从所述蓄积罐流过废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置中的DGA汽提塔的输出流的交换将所述加热流体流加热。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流和销售气体流中的一种或多种的交换将所述加热流体流加热。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。
17.一种方法，所述方法包括：
经由废热回收交换器通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；
在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生电力、冷却能力或两者，包括：
经由第一能量转换热交换器通过与经加热的加热流体流的交换加热工作流体的第一部分；
经由第二组能量转换热交换器通过与(i)所述工作流体的液体流和(ii)所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的第二部分加热；
将所述工作流体的经加热的第一和第二部分分离为所述工作流体的蒸气流和所述工作流体的液体流；
由第一涡轮机和发电机，通过所述工作流体的所述蒸气流的第一部分的膨胀发电；
通过与所述工作流体的所述蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却；和
通过第二涡轮机由所述工作流体的所述液体流发电。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括在所述能量转换系统的运行期间调整所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率。
19.根据权利要求17所述的方法，其中将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MM Btu/h的装置内冷却能力。
20.根据权利要求17所述的方法，其中将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少75MM Btu/h的环境空气冷却能力。
21.根据权利要求17所述的方法，其中将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1200MM Btu/h的环境空气冷却能力。
22.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括由第三涡轮机和发电机，通过所述工作流体的所述蒸气流的所述经冷却的第二部分的至少一部分的膨胀发电。
23.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括使所述加热流体流从蓄积罐流过所述废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。
24.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。
25.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置中的DGA汽提塔的输出流的交换将所述加热流体流加热。
26.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流和销售气体流中的一种或多种的交换将所述加热流体流加热。
27.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。
28.一种系统，所述系统包括：
废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和
改进的高斯瓦米循环能量转换系统，所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统包括：
第一能量转换热交换器，所述第一能量转换热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热；
第二组能量转换热交换器，所述第二组能量转换热交换器被配置为通过与(i)所述工作流体的液体流和(ii)所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；
分离器，所述分离器被配置为接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分并且输出所述工作流体的蒸气流和所述工作流体的所述液体流；
涡轮机子系统，所述涡轮机子系统被配置为由以下中的一个或多个发电：(i)所述工作流体的所述蒸气流的第一部分或(ii)所述工作流体的所述液体流；和
冷却元件，所述冷却元件被配置为通过与所述工作流体的所述蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却。
29.根据权利要求28所述的系统，其中所述冷却元件包括：
第二分离器，所述第二分离器被配置为接收来自所述冷却元件的所述工作流体的所述蒸气流的所述经冷却的第二部分；并且
其中所述涡轮机子系统被配置为通过从所述第二分离器输出的蒸气相的膨胀发电。
30.根据权利要求28所述的系统，其中所述冷却元件包括装置内冷却元件，所述装置内冷却元件被配置为将在所述原油相关气体加工装置中用于装置内冷却的装置内激冷流体流冷却。
31.根据权利要求28所述的系统，其中所述冷却元件包括环境冷却元件，所述环境冷却元件被配置为将用于环境空气冷却的环境激冷流体流冷却。
32.根据权利要求28所述的系统，其中所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率是可调整的。
33.根据权利要求28所述的系统，其中所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率为0.1至0.3。
34.根据权利要求28所述的系统，其中所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率为一。
35.根据权利要求28所述的系统，所述系统包括蓄积罐，其中所述加热流体流从所述蓄积罐流过废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。
36.一种方法，所述方法包括：
经由废热回收交换器通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；
在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生电力、冷却能力或两者，包括：
经由第一能量转换热交换器通过与经加热的加热流体流的交换加热工作流体的第一部分；
经由第二组能量转换热交换器通过与(i)所述工作流体的液体流和(ii)所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的第二部分加热；
将所述工作流体的经加热的第一和第二部分分离为所述工作流体的蒸气流和所述工作流体的液体流；
通过以下中的一个或多个发电：(i)所述工作流体的所述蒸气流的第一部分或(ii)所述工作流体的所述液体流；和
通过与所述工作流体的所述蒸气流的经冷却的第二部分的交换将激冷流体流冷却。
37.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括在所述能量转换系统的运行期间调整所述工作流体在所述蒸气流的所述第二部分中的量与所述工作流体在所述蒸气流的所述第一部分中的量之间的比率。
38.根据权利要求36所述的方法，其中将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MM Btu/h的装置内冷却能力。
39.根据权利要求36所述的方法，其中将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少75MM Btu/h的环境空气冷却能力。
40.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括通过所述工作流体的所述蒸气流的所述经冷却的第二部分的至少一部分的膨胀发电。
41.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括使所述加热流体流从蓄积罐流过所述废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。
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