JP2009532565A - Ｌｐｇを回収するための膜方法 - Google Patents

Abstract

液化石油ガス（ＬＰＧ）が、種々のストリームから、多重膜回収方法を用いて回収されることができ、水素ストリームが、高収率および高純度で、およびＣ_３ ^＋ＬＰＧストリームが、高収率低エネルギー消費で製造される。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｃ_３ ^＋炭化水素を含む種々の供給源ストリームからの液化石油ガスの回収に関する。

液化石油ガス（ＬＰＧ）は、Ｃ_３ ^＋を含む種々の炭化水素供給源ストリーム（製油所ガスなど、特に燃料ガスストリーム）から回収されたＣ_３ ^＋留分として定義される。Ｃ_３ ^＋留分は、これらのストリームを構成するが、ごく一部である。これらの供給源からの低分子量ストリームは、水素、メタン、エタン／エチレン、ヘテロ原子（Ｓ、Ｏ、Ｎ、例えばメルカプタン）を含む軽質ガス、並びにＬＰＧとして価値のあるＣ_３ ^＋留分を含む。現在では、更に、低分子量ストリームを、これらの原料ストリームからＣ_３ ^＋ＬＰＧ留分およびＣ_２ ⁻軽質エンド留分に分離する際に伴う困難性の理由で、種々の製油所ガスストリームから、総体として分離されるガス状の低分子量ストリームは、通常、製油所またはライトエンドプラントの現場燃料源のような燃料として、更に分離せずに用いられる。

近年、膜分離は、原料ＬＰＧを処理して、Ｃ_３ ^＋ＬＰＧ留分をライトエンド留分から回収するための費用対効果の高い方法であることが分かっており、商業的価値を有するＬＰＧが製造されているが、依然として、真の価値を有する単一のストリーム（即ち、ＬＰＧストリーム）しか製造されない。これらのプロセスから共製造されるストリームは、複数の成分の混合物を含み、その際純度不足、および二次精製の高コストから、それらは、製油所またはライトエンドプラントにおけるそれらの燃料価値のために、経済的に用いることしかできない。

典型的には、図１を参照すると、膜分離プロセスを実施するに際しては、供給源にかかわらず、蒸気形態の原料ＬＰＧストリーム（ストリーム１）は、圧縮機（２）へ送られ、ストリーム（３）へ圧縮される。このストリームは、ノックアウトドラム（４）へ送られて、あらゆる凝縮炭化水素（殆どがＣ_３ ^＋）が、液体（５）として底部から除去され、一方蒸気は、蒸気オーバーヘッド（６）として回収される。Ｃ_１、Ｃ_２、およびいくらかのＣ_３ ^＋物質を含むこの蒸気オーバーヘッドは、膜分離装置（７）へ送られ、そこでＣ_３ ^＋ＬＰＧ物質は、選択的に、ゴム状高分子膜（９）を通って透過し（８）、一方Ｈ_２、Ｃ_１、Ｃ_２、およびいくらかの残留Ｃ_３ ^＋物質の大部分は、ＬＰＧリーン生成物（１０）として膜装置を出る。ライン（８）のＬＰＧリッチ生成物は、原料ライン（１）へリサイクルされて、新鮮原料と共に圧縮機（２）で再圧縮され、その後ノックアウトドラム（４）へ供給され、そこでライン５を経て、ＬＰＧ生成物が回収される。

これらのシステムにおいては、多量のエネルギーが消費され、全原料ＬＰＧストリーム、および膜装置からリサイクルされたＣ_３ ^＋ストリームが圧縮され、その結果最終ＬＰＧ生成物ストリームが、ノックアウトドラムから製造される。膜装置からの残留液ＬＰＧリーン生成物ストリームは、疑わしい純度および有用性を有するものであり、通常、製油所またはライトエンドプラントの燃料として燃焼される。更に、精製水素を、ＬＰＧリーン生成物ストリームから回収して、水素化、水素化脱硫、または水素化分解などの水素が有用な製油所プロセスで用いることの高い従来コストから、この有用な水素は、得られる生成物ストリームで、燃料ガスとして用いられる。その際、それは、加熱燃料としては、非常に低い価値を有する。

約７０〜８０モル％未満の水素を有するストリームは、一般に、水素化、水素化脱硫、または水素化分解などの水素が有用な製油所プロセスでは、経済的に用いられることができない。少なくとも８０モル％、好ましくは少なくとも９０モル％の水素純度が、一般に、これらの水素消費プロセスで用いられる。何故なら、水素純度の値が低いと、これらの水素消費プロセスの処理能力が実質的に低下されるとともに、プロセスの望ましくなく低い水素分圧のために、プロセスの選択的転化が実質的に低減される傾向があるからである。更に、ストリームの残部をなすより高分子量の汚染物質は、これらのプロセスにおいて、低価値の生成物に分解する傾向がある。

水素純度少なくとも８０モル％のストリームが、使用するのに好ましく、水素純度約７０〜９０モル％のストリームは、それらが、製油所の水素処理用途で用いるための高純度（９５^＋モル％の水素）と混合されるのに適切な純度を有する。しかし、水素純度７０モル％未満のストリームは、一般に、これらのプロセスで用いられるのに低過ぎ、一般に、燃料ガス系へ送られる。

従って、供給源にかかわらず、原料ＬＰＧが、効率的かつ高い費用対効果で、高純度Ｃ_３ ^＋ストリームに分離される方法を有し、更に、高純度水素を含み、水素価値のある製油所プロセスで用いられるのに十分な純度を有するものである他のストリームを得ることが望ましい。

権利請求される発明は、Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧストリームおよび高純度水素ストリームを、水素、並びにＣ_１、Ｃ_２、およびＣ_３ ^＋炭化水素を含んでなる炭化水素含有原料ストリームから回収するための多重膜方法である。

好ましい実施形態においては、本発明は、Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧストリームおよび高純度水素ストリームを、水素、並びにＣ_１、Ｃ_２、およびＣ_３ ^＋炭化水素を含んでなる炭化水素含有原料ストリームから回収するための方法であって、
（ａ）炭化水素原料ストリームを、第一の膜分離装置に供給し、そこで炭化水素含有原料ストリームは、少なくとも１つの第一のゴム状高分子膜の第一の側と接触される工程と、
（ｂ）炭化水素含有原料ストリームより高い水素モル％を有する第一の残留液生成物ストリームを、第一のゴム状高分子膜の第一の側から回収し、炭化水素含有原料ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第一の透過液生成物ストリームを、第一のゴム状高分子膜の第二の側から回収する工程と、
（ｃ）第一の透過液生成物ストリームを、圧縮機へ供給し、そこで第一の透過液生成物ストリームは、昇圧される工程と、
（ｄ）より高い圧力の第一の透過液生成物ストリームを、ノックアウトドラムへ供給する工程と、
（ｅ）液体Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームを、ノックアウトドラムから回収し、その際Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームは、第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する工程と、
（ｆ）蒸気Ｃ_２ ⁻リッチストリームを、ノックアウトドラムから回収し、その際Ｃ_２ ⁻リッチストリームは、第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する工程と、
（ｇ）Ｃ_２ ⁻リッチストリームを、第二の膜分離装置に供給し、そこでＣ_２ ⁻リッチは、少なくとも１つの第二のゴム状高分子膜の第一の側と接触される工程と、
（ｈ）Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する第二の残留液生成物ストリームを、第二のゴム状高分子膜の第一の側から回収し、Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第二の透過液生成物ストリームを、第二のゴム状高分子膜の第二の側から回収する工程と、
（ｉ）第二の透過液生成物ストリームの少なくとも一部を、圧縮機の上流点で、第一の透過液生成物ストリームと混合する工程と
を含む。

他の好ましい実施形態においては、本発明は、Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧストリームおよび高純度水素ストリームを、水素、並びにＣ_１、Ｃ_２、およびＣ_３ ^＋炭化水素を含んでなる炭化水素含有原料ストリームから回収するための方法であって、
（ａ）炭化水素含有原料ストリームを、第一の膜分離装置に供給し、そこで炭化水素含有原料ストリームは、少なくとも１つの第一のゴム状高分子膜の第一の側と接触される工程と、
（ｂ）炭化水素含有原料ストリームより高い水素モル％を有する第一の残留液生成物ストリームを、第一のゴム状高分子膜の第一の側から回収し、炭化水素含有原料ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第一の透過液生成物ストリームを、第一のゴム状高分子膜の第二の側から回収する工程と、
（ｃ）第一の透過液生成物ストリームを、ノックアウトドラムへ供給する工程と、
（ｄ）液体Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームを、ノックアウトドラムから回収し、その際Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームは、第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する工程と、
（ｅ）蒸気Ｃ_２ ⁻リッチストリームを、ノックアウトドラムから回収し、その際Ｃ_２ ⁻リッチストリームは、第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する工程と、
（ｆ）Ｃ_２ ⁻リッチストリームを、第二の膜分離装置に供給し、そこでＣ_２ ⁻リッチは、少なくとも１つの第二のゴム状高分子膜の第一の側と接触される工程と、
（ｇ）Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する第二の残留液生成物ストリームを、第二のゴム状高分子膜の第一の側から回収し、Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第二の透過液生成物ストリームを、第二のゴム状高分子膜の第二の側から回収する工程と、
（ｈ）第二の透過液生成物ストリームの少なくとも一部を、圧縮機へ供給し、そこで第二の透過液生成物ストリームは、昇圧される工程と、
（ｉ）より高い圧力の第二の透過液生成物ストリームを、ノックアウトドラムの上流点で、第一の透過液生成物ストリームと混合する工程と
を含む。

本発明は、高純度ＬＰＧを、原料ＬＰＧストリームから（製油所ガス、特に水素、メタン、エタン／エチレン、ヘテロ原子（硫黄、酸素、窒素、例えばメルカプタン）を含む軽質ガス、同様にＬＰＧとして有用なＣ_３ ^＋留分を含む燃料ガスストリームなどの任意の供給源から）回収し、および同時に、高純度の水素リッチストリームを、２つの膜分離装置を用いることによって回収する方法である。本発明においては、第一の膜分離装置は、第一の任意の圧縮機およびノックアウトドラムの前に配置され、第二の膜分離装置は、ノックアウトドラムの後に配置され、Ｃ_３ ^＋リッチストリームが、第二の膜装置からリサイクルされ、原料ＬＰＧ原料と組合され、ノックアウトドラムを通って再送される。本発明は、高純度ＬＰＧを、ノックアウトドラムから製造および回収し、並びに高純度水素残留液を、第一の膜から製造および回収することをもたらす。第一の膜装置から得られるこの高純度水素は、製油所水素処理プロセスのための水素ストリーム成分として用いられるのに十分な純度を有するものである。第二の膜装置の残留液は、主に、他のより軽質の炭化水素（Ｃ_１およびＣ_２など）を含む。即ち、一般に燃料ガスとして用いられるＣ_２ ⁻濃縮／ＬＰＧリーンストリームである。

原料ＬＰＧストリームの大部分は、先ず、その供給源から来る圧力（５０〜１０００ｐｓｉなど）（予圧工程は行われない）で膜分離装置へ送られ、原料ストリームは、Ｈ_２リーンのＣ_３ ^＋ＬＰＧ濃縮透過液ストリーム、およびＨ_２リッチ残留液ストリームに分割される。透過液は、低圧であり、Ｈ_２およびいくらかのＣ_２ ⁻残留液ストリームが除去されるために低減された容量を有するが、これは、そのまま、ノックアウトドラムへ供給されることができるか、またはノックアウトドラムに送られる前に、第一の任意の圧縮機において再圧縮されることができる。このストリームの低減された容量のために、圧縮機が本方法で必要とされる場合には、水素がノックアウトドラムの上流の圧縮工程の前に除去されなかった場合より小さな圧縮機が、用いられることができる。これは、より低い投資費用、およびより低いエネルギー消費の両方をもたらす。

本発明の方法の一実施形態においては、図２に示されるように、供給源にかかわらず、未処理ＬＰＧ原料は、その供給源から来るいかなる圧力（典型的には、５０〜１０００ｐｓｉ）でも、ライン（１）を経て、第一の膜装置（２）に供給され、そこでそれは、ゴム状高分子膜（３）と接触される。未処理ＬＰＧ原料は、膜によって、原料ストリームに比較して、水素が濃縮された残留液生成物ストリーム（４）、およびＣ_３ ^＋ＬＰＧ炭化水素が濃縮され、水素濃度が低減された低／減圧透過液ストリーム（５）に分離される。Ｃ_３ ^＋ＬＰＧ濃度が濃縮されているが、依然としていくらかの水素を、低濃度ながら含む、より低圧の透過液ストリームは、ライン５を経て、任意のバルブ（６）を通って、任意の圧縮機（７ａ）へ送られ、そこでその圧力は、少なくとも原料ＬＰＧの圧力（例えば、５０〜１０００ｐｓｉ）まで再び上昇され得る。次いで、これは、ライン（８）を通って、ノックアウトドラム（９）へ送られ、そこで高純度Ｃ_３ ^＋ＬＰＧが、液化され、生成物としてライン（１０）を経て回収される。蒸気状の相は、オーバーヘッドとして、ライン（１１）を経て回収され、第二の膜装置（１２）へ送られ、そこでそれは、ゴム状高分子膜（１３）と接触される。第二の膜装置（１２）においては、ノックアウトドラム（９）からの蒸気状のオーバーヘッドストリームは、Ｃ_１およびＣ_２がリッチで、Ｃ_３ ^＋ＬＰＧ含有量が低減された残留液ストリーム（１４）、およびＣ_３ ^＋ＬＰＧがリッチの減圧の透過液ストリーム（１５）に分離される。透過液ストリームは、ライン（１５）を経て、７（ｂ）と示される任意の圧縮機を用いることなく、圧縮機７（ａ）の上流点へ送られ、そこでそれは、第一の膜分離装置からの透過液ストリームと結合される。

他の実施形態においては、ライン（５）の透過液ストリームの圧力が十分である場合には、圧縮機７（ａ）は、省略されてもよい。この別の実施形態においては、透過液は、ライン（５ａ）を経てノックアウトドラム（９）へ供給される。第二の膜装置（１２）においては、ノックアウトドラム（９）からの蒸気状のオーバーヘッドストリームは、Ｃ_１およびＣ_２がリッチで、Ｃ_３ ^＋ＬＰＧ含有量が低減された残留液ストリーム（１４）、およびＣ_３ ^＋ＬＰＧがリッチの減圧の透過液ストリーム（１５）に分離される。透過液ストリームは、ライン（１５）を経て、この実施形態において用いられる圧縮機（７ｂ）へ供給される。圧縮された透過液ストリームは、ライン（１５ｂ）を経て、ライン（５ａ）にリサイクルされ、そこでライン（５）からの透過液と結合され、ノックアウトドラム（９）に導入／再導入される。

圧縮機７（ａ）および７（ｂ）は、任意物として同定されるものの、一方または他方が、第一の膜分離装置（２）からか、または第二の膜装置（１２）からのいずれかの透過液（ストリーム（５）か、またはストリーム（１５））として減圧で回収されるストリームを、再加圧するのに必要とされ、それによって、処理系統におけるこれらのストリームの処理および／またはリサイクルが促進される。各膜装置を通過することにより、膜装置への原料の圧力より低い圧力で回収される透過液が、もたらされる。圧縮機（７ａ）は、ライン（５）の減圧された透過液の圧力が、ノックアウトドラム（９）膜装置（１２）系統において効果的な分離を行うのに十分に高い場合には、省略されることができる。そうでない場合には、圧縮機（７ａ）での再圧縮が必要である。ライン（５）の圧力が、圧縮機（７ａ）での再圧縮なしに、ノックアウトドラム（９）および膜装置（１２）へ進むのに十分である場合には、膜装置（１２）からライン（１５）で回収された透過液は、依然として、更により低圧（ライン５／５ａのそれより低い）であろう。そのため、ノックアウトドラム（９）へリサイクルするためのこの透過液のリサイクルは、圧縮機（７ｂ）による再加圧を必要とするであろう。

膜分離装置においては、ガス分子は、膜として用いられる高分子フィルム上に、膜の原料側で、通常は圧力（通常、負荷圧）下に収着（即ち、吸収または吸着のいずれか）する。この収着は、膜フィルムの原料側から透過液側への分子の濃度勾配をもたらす。ガス分子は、膜フィルムを通って、濃度差の作用下に原料側から透過液側に拡散し、収着された物質は、膜フィルムの透過液面から、膜分離装置のより低圧の透過液側に脱着される。この圧力差は、膜の原料側における、膜の透過液側の圧力より高いか、または付与された圧力の結果であってもよいか、並びに／或いは透過液側は、必要な圧力差をもたらすのに、半または完全減圧下であることができる。

ガス分離においては、用いられる膜の殆どは、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリアミド、ポリイミド等、およびこれらの高分子の組合せなどのガラス質高分子。ガラス質高分子においては、高分子の分子が、膜フィルムに硬質充填され、従って限定的な拡散、および拡散速度が分離を制御する。分子が大きいほど、拡散速度は遅い。従って、ガラス質高分子膜は、水素（動力学的直径２．８９Å）などの小さな分子を、メタン（動力学的直径３．８Å）およびプロパン（動力学的直径４．３Å）などのより大きな分子から分離するのに用いられることができる。しかし、低減された拡散速度のために、分離の速度は低い。

ＬＰＧの回収においては、本発明で実施される際には、ポリシロキサン、ポリブタジエン等などのゴム状高分子が用いられる。このゴム状態においては、膜フィルムにおける高分子の分子は、比較的緩く充填され、ゴム状高分子フィルムの高い可撓性、および膜を構成する異なる高分子ストランド間の可撓性をもたらす。従って、より小さな分子およびより大きな分子の間の拡散速度の差は、重要ではない。本明細書においては、選択的分離は、主に、分子サイズの識別によるのではなく、代わりに原料における一定の構成要素に対する膜の親和性によって行われる。これらのゴム状高分子膜を用いるＬＰＧ回収における原料側の収着は、より小さな水素、Ｃ_１、またはＣ_２分子よりむしろ、大きなＣ_３分子に好都合である。

Ｃ_３ ^＋分子のより高い収着のために、より多くのＣ_３ ^＋分子は、原料側で収着し、より多くのＣ_３ ^＋分子が膜を通って透過液側に透過し、Ｃ_３ ^＋分子が、原料に存在する水素並びにＣ_１およびＣ_２分子から分離される。好ましい実施形態においては、本発明の方法は、Ｃ_３ ^＋純度少なくとも７０モル％、より好ましくは少なくとも８０モル％を有するＣ_３ ^＋リッチ生成物ストリームを製造するであろう。好ましい実施形態においては、本発明の方法は、Ｃ_３ ^＋リッチ生成物ストリームを製造し、その際Ｃ_３ ^＋リッチ生成物ストリームにおけるＣ_３ ^＋成分の重量％は、プロセスへの炭化水素含有原料ストリームにおけるＣ_３ ^＋成分の少なくとも８０重量％である。より好ましくは、本発明の方法は、Ｃ_３ ^＋リッチ生成物ストリームを製造し、その際Ｃ_３ ^＋リッチ生成物ストリームにおけるＣ_３ ^＋成分の重量％は、プロセスへの炭化水素含有原料ストリームにおけるＣ_３ ^＋成分の少なくとも９０重量％である。

同様に、ポリシロキサン、ポリブタジエン等などのゴム状高分子膜は、第一の膜分離装置で用いられて、より低分子量の水素リッチストリームが、残留液として高純度（７０モル％超）で製造され、Ｃ_２ ^＋リッチ透過液ストリームが製造されることができる。これは、次いで更に、ＬＰＧ回収のために精製されることができる。好ましい実施形態においては、本発明の方法は、水素純度少なくとも７０モル％、より好ましくは少なくとも８０モル％を有する水素リッチ生成物ストリームを製造するであろう。好ましい実施形態においては、本発明の方法は、水素リッチ生成物ストリームを製造し、その際水素リッチ生成物ストリームにおける水素成分の重量％は、プロセスへの炭化水素含有原料ストリームにおける水素成分の少なくとも４０重量％である。より好ましくは、本発明の方法は、水素リッチ生成物ストリームを製造し、その際水素リッチ生成物ストリームにおける水素成分の重量％は、プロセスへの炭化水素含有原料ストリームにおける水素成分の少なくとも５０重量％、更により好ましくは少なくとも６０重量％である。

本方法で有用な好ましいゴム状高分子は、２０℃未満のガラス転位温度を有する、即ち室温以上（約２０℃以上）でゴム状であるものである。同じまたは異なるゴム状高分子膜が、各膜分離装置で用いられてもよい。

実施例Ａ
実施例Ａにおいては、表１に示される原料に名目上対応する原料を用いた。原料の組成概要を、次に示す。

原料を、次の条件下に膜分離に付した。
膜装置への原料の圧力：１３５．７ｐｓｉａ
残留液の圧力：１２０．７ｐｓｉａ
透過液の圧力：５６．７ｐｓｉａ

得られた結果を、下記表２に示す。

この情報を用いて、コンピュータ模擬された一連の比較例および実施例が設計された。これにより、次に示される圧力条件が推定される。

コンピュータ模擬に対して推定された圧力条件
比較例１〜３および実施例１〜７
第一の膜装置への原料：１３６ｐｓｉａ
残留液：１３３．６ｐｓｉａ（Ｈ_２リッチストリーム）
第一の膜装置からの透過液：２０ｐｓｉａ
圧縮機の吐出：２５０ｐｓｉａ（１００゜Ｆ）
膜２の原料：２４５ｐｓｉａ（１００゜Ｆ）
膜２装置からの残留液：２３８．７ｐｓｉａ
透過液２：２０ｐｓｉａ

本発明の有用性を、表３に示される限定しない情報によって示す。

実施例Ａ（実際であってコンピュータ模擬でない実施例）のベースデータを得るのに用いられた膜は、Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ＭＴＲ）から得られた。これは、「ＰＤＭＳ膜」と同定されるゴム状高分子膜である。コンピュータ模擬の比較例１〜３は、実施例Ａで得られた実データに基づく。しかし、これは、圧縮機が用いられ、第一の膜装置の表面積が増大された（または、更なる装置が用いられた）場合に得られる計算結果を示す（比較例１、２、および３）。または、実施例１〜７においては、第二の膜装置が、ノックウトドラムに続いて用いられる場合である。

表３においては、比較例１、２、および３は、図１に示される方式に従って運転された比較例である。しかし、圧縮機が省略され、原料は、１３５．７ｐｓｉａ（更なる圧縮機なしに得られた圧力）で処理される。コンピュータ模擬の比較例１、２、および３においては、膜の表面積は、それぞれ、約２０２、３５８、および６９３平方フィートであると推定された。これは、異なるサイズの膜装置、または並列の多重膜装置を用いるものを表す。

比較して、コンピュータ模擬の実施例１〜７は、本発明の実施例であり、その際膜分離装置は、ノックアウトドラムの前の各原料（即ち、「第一の膜分離装置」）、およびノックアウトドラムを出る蒸気ストリーム（即ち、「第二の膜分離装置」）に対して用いられる。

これらの実施例１〜７においては、図３を参照して、ライン１の原料は１３５．７ｐｓｉａであり、ライン４の残留液は１３３．６ｐｓｉａで回収され、ライン５の透過液は２０ｐｓｉａであり、圧縮機は、ライン５の透過液を２５０ｐｓｉａ（１００゜Ｆ）まで再加圧し（ライン８）、全てのこれらの条件は、実施例１におけると同じであったことが推定された。コンピュータ模擬においては、膜装置（１２）への原料（ライン１１）は、２４５ｐｓｉａ（１００゜Ｆ）であり、一方ライン１４の残留液は２３８．７ｐｓｉａにあり、ライン１５の透過液は、２０ｐｓｉａであったことが推定された。

容易に明らかであるように、最初の３つ（比較例）からの水素純度は、６９３平方フィートの膜を用いて、最高６７．８％であり、Ｃ_３ ^＋ＬＰＧ純度は８３．４７％であると計算された。本発明においては、同等の膜表面積（実施例５）で、水素純度は、回収率５８．５６％で、潜在的に８０．６％に達し、一方Ｃ_３ ^＋ＬＰＧ純度は、回収率９２．７％で、８２．８％程度であると計算される。第一の膜装置の表面積を増大することは（図２の装置２）、水素純度の更なる増大（しかし、回収率の減少）、およびＣ_３ ^＋ＬＰＧ純度の増大（しかし、やはり回収率の減少）をもたらすであろうことが計算される。

従って、本発明の二重膜分離装置の方法を実施することによって、単一の膜分離装置の方法におけるのと実質的に同じ純度および収率のＣ_３ ^＋ＬＰＧストリームを回収するだけでなく、実質的に増大された水素純度のＨ_２ストリームを回収し、一方本発明の多重膜装置の方法のより低い出力要求によって明らかであるように、単一の膜装置の方法に比較して、より小さな圧縮機を用いることが可能であろうことが計算される。

好ましい実施形態の上記説明は、本発明を実施する際の好ましい手段に関する。当業者には、等しく効果的である他の手段が、本発明の趣旨を実施する際に考案され得ることが理解される。

単一の膜分離装置を用いて、単一の高価値ストリームを製造する、典型的なＬＰＧ回収方法の概略図である。 ２つの膜分離装置を統合して用いて、３つのストリーム（高純度ＬＰＧストリーム、高純度水素ストリーム、およびＨ_２リーン／濃縮Ｃ_２ ⁻ストリーム）を製造する、本発明の改良ＬＰＧ回収方法の好ましい実施形態の概略図である。

Claims (14)

1. 水素、並びにＣ_１、Ｃ_２およびＣ_３ ^＋炭化水素を含んでなる炭化水素含有原料ストリームから、Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧストリームおよび高純度水素ストリームを回収する方法であって、
   （ａ）前記炭化水素含有原料ストリームを第一の膜分離装置に供給し、そこで前記炭化水素含有原料ストリームを、少なくとも１つの第一のゴム状高分子膜の第一の側と接触させる工程；
   （ｂ）前記第一のゴム状高分子膜の前記第一の側から、前記炭化水素含有原料ストリームより高い水素モル％を有する第一の残留液生成物ストリームを回収し、前記第一のゴム状高分子膜の第二の側から、前記炭化水素含有原料ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第一の透過液生成物ストリームを回収する工程；
   （ｃ）前記第一の透過液生成物ストリームを圧縮機へ供給し、そこで前記第一の透過液生成物ストリームを昇圧する工程；
   （ｄ）より高い圧力の前記第一の透過液生成物ストリームを、ノックアウトドラムへ供給する工程；
   （ｅ）前記ノックアウトドラムから、液体Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームを回収する工程であって、前記Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームは、前記第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する工程；
   （ｆ）前記ノックアウトドラムから、蒸気Ｃ_２ ⁻リッチストリームを回収する工程であって、前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームは、前記第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する工程；
   （ｇ）前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームを第二の膜分離装置に供給し、そこで前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームを、少なくとも１つの第二のゴム状高分子膜の第一の側と接触させる工程；
   （ｈ）前記第二のゴム状高分子膜の前記第一の側から、前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する第二の残留液生成物ストリームを回収し、前記第二のゴム状高分子膜の第二の側から、前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第二の透過液生成物ストリームを回収する工程；および
   （ｉ）前記第二の透過液生成物ストリームの少なくとも一部を、前記圧縮機の上流点で、前記第一の透過液生成物ストリームと混合する工程
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第一の透過液生成物ストリームは、少なくとも７０モル％の水素純度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第一の透過液生成物ストリームの水素成分の重量％は、前記炭化水素含有原料ストリームの水素成分の少なくとも４０重量％であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームは、少なくとも７０モル％のＣ_３ ^＋純度を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記Ｃ_３ ^＋リッチ生成物ストリームのＣ_３ ^＋成分の重量％は、前記炭化水素含有原料ストリームのＣ_３ ^＋成分の少なくとも８０重量％であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記ゴム状高分子膜は、２０℃未満のガラス転位温度を有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ゴム状高分子膜の少なくとも１つは、ポリシロキサンおよびポリブタジエンから選択される物質を含んでなることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 水素、並びにＣ_１、Ｃ_２およびＣ_３ ^＋炭化水素を含んでなる炭化水素含有原料ストリームから、Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧストリームおよび高純度水素ストリームを回収する方法であって、
   （ａ）前記炭化水素含有原料ストリームを第一の膜分離装置に供給し、そこで前記炭化水素含有原料ストリームを、少なくとも１つの第一のゴム状高分子膜の第一の側と接触させる工程；
   （ｂ）前記第一のゴム状高分子膜の前記第一の側から、前記炭化水素含有原料ストリームより高い水素モル％を有する第一の残留液生成物ストリームを回収し、前記第一のゴム状高分子膜の第二の側から、前記炭化水素含有原料ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第一の透過液生成物ストリームを回収する工程；
   （ｃ）前記第一の透過液生成物ストリームをノックアウトドラムへ供給する工程；
   （ｄ）前記ノックアウトドラムから、液体Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームを回収する工程であって、前記Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームは、前記第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する工程；
   （ｅ）前記ノックアウトドラムから、蒸気Ｃ_２ ⁻リッチストリームを回収する工程であって、前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームは、前記第一の透過液生成物ストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する工程；
   （ｆ）前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームを第二の膜分離装置に供給し、そこで前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームを、少なくとも１つの第二のゴム状高分子膜の第一の側と接触させる工程；
   （ｇ）前記第二のゴム状高分子膜の前記第一の側から、前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_２ ⁻モル％を有する第二の残留液生成物ストリームを回収し、前記第二のゴム状高分子膜の第二の側から、前記Ｃ_２ ⁻リッチストリームより高いＣ_３ ^＋モル％を有する第二の透過液生成物ストリームを回収する工程；
   （ｈ）前記第二の透過液生成物ストリームの少なくとも一部を圧縮機へ供給し、そこで前記第二の透過液生成物ストリームを昇圧する工程；および
   （ｉ）より高い圧力の前記第二の透過液生成物ストリームを、前記ノックアウトドラムの上流点で、前記第一の透過液生成物ストリームと混合する工程
   を含むことを特徴とする方法。
9. 前記第一の透過液生成物ストリームは、少なくとも７０モル％の水素純度を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記第一の透過液生成物ストリームの水素成分の重量％は、前記炭化水素含有原料ストリームの水素成分の少なくとも４０重量％であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記Ｃ_３ ^＋リッチＬＰＧ生成物ストリームは、少なくとも７０モル％のＣ_３ ^＋純度を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記Ｃ_３ ^＋リッチ生成物ストリームのＣ_３ ^＋成分の重量％は、前記炭化水素含有原料ストリームのＣ_３ ^＋成分の少なくとも８０重量％であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記ゴム状高分子膜は、２０℃未満のガラス転位温度を有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記ゴム状高分子膜の少なくとも１つは、ポリシロキサンおよびポリブタジエンから選択される物質を含んでなることを特徴とする請求項１３に記載の方法。

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