JP2012507397A - ヒートポンプを用いた分割壁塔 - Google Patents

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Abstract

複数成分流体を分離するシステム及び方法が提供される。この方法は、複数成分流体を分割壁塔に導入することを含み得る。複数成分流体を加熱して、第1生成物、第2生成物、中間蒸留物、及びプロセス流体を供給することができる。第1生成物の少なくとも一部を圧縮して、圧縮された第1生成物を供給することができる。圧縮された第1生成物から中間蒸留物の少なくとも一部に間接的に熱を伝達し、加熱された中間蒸留物を供給することができる。加熱された中間蒸留物を分割壁塔に送り、再利用することができる。圧縮された第1生成物を、膨張させることができる。

Description

発明の詳細な説明
[発明の背景]
[発明の分野]
本発明の実施形態は、一般的には、炭化水素処理のシステム及び方法に関する。さらに詳細には、本発明の実施形態は、複数成分流体を分留するシステム及び方法に関する。
[関連技術の説明]
蒸留塔又は分留装置は、典型的には、供給混合物を2つ以上の留分に分離するのに適した一定の条件及び圧力で作動する垂直容器である。これらの留分は、典型的には、蒸留塔の頂部、即ち軽量部分からと、蒸留塔の底部、即ち重量部分から、除去される。2つより多い成分を有する複数成分混合物の分留では、典型的には、蒸留塔の側面から液体及び気体の生成物が除去される。しかし、このような側面の生成物は、典型的には、通常頂部で取り出される一定の割合の低沸点成分、及び/又は、通常底部で取り出される一定の割合の高沸点成分を含む。複数成分混合物から中間沸点物質を分離するには、典型的には、複数の塔が使用される。有利な代替策として、分割壁塔(a dividing wall column)の使用が挙げられる。
分割壁塔では、分割壁は塔内に配置される。分割壁は、典型的には、塔の側面の供給物入口点の上方及び下方に、ある程度の距離にわたって延びる。分割壁の供給物導入点とは反対の側面に、少なくとも1つの中間生成物の小流(draw)が配置される。分割壁は、供給物と、分割壁の反対側に配置された中間生成物の小流を介して除去される留分との側方混合を回避する。中間生成物の小流を介して除去される留分の低沸点成分の濃度は、分割壁を用いずに作動する同様の分留塔又は蒸留塔に比べて、有利に高い。例示的な分割壁塔は、米国特許番号2,471,134、米国特許番号5,755,933、米国特許番号5,914,012、米国特許番号6,347,533、米国特許番号6,645,350、及び米国特許番号6,958,111に記載されている。
分割壁塔を含む蒸留塔全ての欠点は、塔頂生成物からの熱回収が不可能ではないとしても困難であることである。塔から除去される塔頂生成物の温度は、塔のベース又は底部の生成物の温度よりも低い。塔頂生成物の熱の少なくとも一部の回収が望ましいが、塔頂生成物の温度は底部生成物との直接的な熱交換を妨げる。
従って、熱回収が改善された分割壁塔及び該分割壁塔を使用した分留システムが必要とされている。
本発明の記載された特徴を詳しく理解できるように、実施形態を参照しながら本発明をさらに具体的に記載することができる。これらの実施形態のいくつかは、添付された図面中に例示されている。しかし、添付された図面は、本発明の典型的な実施形態を例示するにすぎず、従って本発明の範囲を制限するものとは見なされず、本発明は他の同等に有効な実施形態を認めることができることに留意すべきである。
記載された1つ以上の実施形態による、分留塔及び開ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する例示的システムを示している。 記載された1つ以上の実施形態による、分留塔及び開ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する別の例示的システムを示している。 記載された1つ以上の実施形態による、分留塔及び閉ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する例示的システムを示している。 記載された1つ以上の実施形態による、分留塔及び閉ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する別の例示的システムを示している。 記載された1つ以上の実施形態による、分留塔からの中間流体回収装置の一例の部分概略図を示している。 記載された1つ以上の実施形態による、分留塔からの中間流体回収装置の他の一例の部分概略図を示している。 記載された1つ以上の実施形態による、分留塔からの中間流体回収装置のさらに他の一例の部分概略図を示している。
[詳細な説明]
以下、詳細な説明を提供する。添付された請求項のそれぞれは、個別の発明を定義するものである。この個々の発明は、侵害目的のため、請求項に明記された様々な要素または限定の均等物を含むものとして認識される。「発明」の以下の参照は全て、文脈により、一定の具体的な実施形態だけを参照する場合もあり得る。他の場合は、本「発明」の参照は、1つ以上であるが必ずしも全てではない請求項に記載された主題を参照するものとして認識されよう。これらの発明のそれぞれについて、具体的な実施形態、バージョン及び実施例を含みながら、以下にさらに詳細に説明するが、これらの発明は、これらの実施形態、バージョン又は実施例に制限されない。このような実施形態、バージョン又は実施例は、本特許に含まれる情報と入手可能な情報及び技術とを組み合わせた場合に、当業者がこれらの発明を作製及び使用できるようにするため、含まれる。
複数成分流体を分離するシステム及び方法が提供される。1つ以上の実施形態において、前記方法は、複数成分流体を分割壁塔に導入することを含み得る。複数成分流体を加熱して、第1生成物、第2生成物、中間蒸留物(distillate)、及びプロセス流体を供給することができる。第1生成物の少なくとも一部を圧縮して、圧縮された第1生成物を供給することができる。圧縮された第1生成物から中間蒸留物の少なくとも一部に間接的に熱を伝達し、加熱された中間蒸留物を供給することができる。加熱された中間蒸留物を分割壁塔に送り、再利用することができる。圧縮された第1生成物を、膨張させることができる。
1つ以上の実施形態において、本システムは、1つ以上の分割壁が配置された分留塔と、1つ以上のヒートポンプを含み得る。本明細書中で使用される場合、「分留塔」という用語は、異なる沸点を有する2つ以上の成分を含む混合物の選択的分離に適した任意のシステム、装置、又はシステム及び/又は装置の組み合わせを言う。かかる分留塔は、分割壁塔、蒸留塔、精留塔、ストリッピング塔等を含み得るがこれに限定されない。
本明細書中で使用される場合、「分割壁」という用語は、塔の内部に配置され、壁の一方の側に第1分留ゾーン、及び壁の他方の側に第2分留ゾーンを規定する任意の仕切りを言う。分割壁は、分断型又は連続型のいずれかであり得る。分割壁は、塔の長手方向軸に対して平行又は非平行であり得る。第1分留ゾーン及び第2分留ゾーンの断面積、体積、又は断面積及び体積は、同一又は異なり得る。1つ以上の具体的な実施形態において、塔の断面は円形であり、且つ分割壁は、塔の断面を二等分し、第1分留ゾーン及び第2分留ゾーン内の断面積は同等であり得る。
本明細書中で使用される場合、「ヒートポンプ」という用語は、圧縮性流体を使って1つ以上の熱源から1つ以上のヒートシンクに熱エネルギーを運搬する任意の熱機械式熱伝達システムを言う。圧縮性流体は、「開ループ」ヒートポンプシステムである塔からの1つ以上のプロセス流体を含み得る。また、圧縮性流体は、「閉ループ」ヒートポンプシステムである塔とは独立した1つ以上の循環型熱伝達媒体を含み得る。
図1は、1つ以上の実施形態による、分割壁塔及び開ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する例示的システム100を示している。システム100は、1つ以上の分留塔110、1つ以上の圧縮機130、1つ以上の熱交換ゾーン(4つの熱交換ゾーン126、140、145、170が図示されている)及び1つ以上の膨脹弁160を含み得るが、これに限定されない。分留塔110は、任意の構成、及び/又は任意の長さ対直径(L/D)比の、任意の角度で配置されたシェル又はハウジングを含み得る。説明を明確且つ容易にするため、分留塔110については、L/D比が1より大きい垂直で円柱状の分留塔110を参照しながらさらに説明する。
分留塔110のシェル又はハウジングは、分留塔110内で2つ以上の区分又は体積を画定し得る。例えば、図1では、3つの区分、即ち第1(「精留」)区分120、第2(「分留」)区分116、及び第3(「ストリッピング」)区分125が示されている。分留塔110の第1端部に精留区分120を配置し、分留塔110の第2端部にストリッピング区分125を配置することができる。精留区分120とストリッピング区分125との間に、分留区分116を配置することができる。この場合、各区分は相互に流体連結する。
分留区分116内に配置された分割壁115によって、分留区分116を分割することができる。分割壁115は、分留区分116内に、2つの独立した分留ゾーン、即ち第1分留ゾーン117及び第2分留ゾーン119を規定することができる。分割壁115は、第1分留ゾーン117及び第2分留ゾーン119の断面積が同一又は非同一となるように、分留区分116内に配置することができる。例えば、分割壁115は、第1分留ゾーン117及び第2分留ゾーン119の断面積が同一となるように、分留区分116の断面を二等分することができる。
1つ以上の実施形態において、分割壁115は、連続型又は分断型の壁、バッフル、又は仕切りであり得る。1つ以上の実施形態において、分割壁115は、非絶縁体、部分的絶縁体、又は完全な絶縁体であり得る。1つ以上の実施形態において、分割壁115は、分留塔110の長手方向軸に平行、分留塔110の長手方向軸に非平行、又は両者の組み合わせであり得る。
第1分留ゾーン117及び第2分留ゾーン119は、複数成分流体の物質輸送及び/又は分離を向上させるため、空の状態であるか、あるいは1つ以上のトレイ及び/又はパッキングで部分的又は完全に満たされ得る。第1分留ゾーン117及び第2分留ゾーン119内の充填材料及び充填パターンは、同一又は異なり得る。例えば、第1分留ゾーン117内の充填材料は、1つ以上の構造化されたパッキング材料及び/又はランダムなパッキング材料を含み、第2分留ゾーン119の充填材料は、1つ以上のトレイを含み得る。2つ以上の種類の充填材料を、第1分留ゾーン117及び/又は第2分留ゾーン119内に配置することができる。例えば、第1分留ゾーン117は、供給物導入ライン又は塔入口103の下方にランダムな投入パッキング(random dumped packing)と、塔入口103の上方に1つ以上のトレイを含むことができる。第2生成物のライン180経由での回収を向上又は支援するため、1つ以上のチムニートレイ(chimney trays)等の流体トラップアウト(trap−out)装置を、第2分留ゾーン119内に配置することができる。
本明細書中で使用される場合、「トレイ」という用語は、分留塔110内の気相及び液相間の接触を向上させることが可能な1つ以上の種類のトレイを含み得るが、これに限定されない。例示的トレイとしては、有孔トレイ、ふるいトレイ(sieve trays)、バブルキャップトレイ、浮動式バルブトレイ、固定式バルブトレイ、トンネルトレイ(tunnel trays)、カートリッジトレイ、デュアルフロートレイ(dual flow trays)、バッフルトレイ、シャワーデッキトレイ、ディスク・ドーナツ型トレイ、オービットトレイ(orbit trays)、馬蹄型トレイ、カートリッジトレイ、スナップ取付式バルブトレイ、チムニートレイ(chimney trays)、スリットトレイ、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
本明細書中で使用される場合、「パッキング材料」という用語は、分留塔110内に配置される1つ以上の種類の構造化された材料及び/又はランダムな形状の材料を含み得るが、これに限定されない。パッキング材料は、分留塔110内の有効表面積を増加させる。有効表面積が増加することで、分留塔110内の液相と気相との間の物質輸送を向上させることができる。パッキング材料は、任意の適切な材料、例えば金属、非金属、ポリマー、セラミクス、ガラス、又はこれらの任意の組み合わせから作製することができる。ランダムなパッキング材料の例示的実施例としては、ラシヒリング、レッシングリング(Lessing rings)、Iリング(I−rings)、サドルリング(saddle rings)、インタロックスサドル(Intalox saddles)、テレレット(Tellerettes)、ポールリング(Pall rings)、Uリング(U−rings)、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。市販の構造化されたパッキングの例示的実施例としては、構造化されたパッキング、波板、波型シート(crimped sheet)、ガーゼ、格子、金網、一枚型ハニカム構造物、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。例えば、適切な構造化されたパッキングとして、Koch−Glitsch社製の構造化されたパッキングである、FLEXIPAC及びGEMPAKが挙げられる。
分留塔110は、分留塔110の温度、圧力、及び内容物と物理的且つ化学的に適合可能な1つ以上の金属材料及び/又は非金属材料から作製することができる。適切な金属材料としては、炭素及びステンレス鋼を含む鉄合金、及びアルミニウム、ニッケル、HASTELLOY、INCONEL、INCALLOY、タンタル等の非鉄合金が挙げられるが、これに限定されない。
ストリッピング区分125は、空の状態であるか、あるいは、1つ以上のトレイ及び/又はパッキングで部分的又は完全に満たされ得る。ストリッピング区分125内の流体を、ストリッピング区分125と熱交換ゾーン140及び/又は170とを行き来させて循環させるため、ストリッピング区分125の中、ストリッピング区分125の上、又は、ストリッピング区分125の周囲に、1つ以上の流体接続部を配置することができる。図1では、4つの流体接続部146、149、176及び179が図示されている。
第1分留ゾーン117及び第2分留ゾーン119は、第2端部で精留区分120と流体連結し得る。精留区分120は、空の状態であるか、あるいは1つ以上のトレイ及び/又はパッキングで部分的又は完全に満たされ得る。1つ以上の実施形態において、ライン164を介して外部還流を精留区分120に導入し、且つ精留区分120からライン121を介して第1生成物を除去するため、精留区分120の中、精留区分120の上、又は、精留区分120の周囲に、1つ以上の流体接続部を配置することができる。図1では、2つの流体接続部121及び164が図示されている。
1つ以上の実施形態において、分留塔110は、下限温度約−200℃、約−100℃、約−50℃、約0℃、又は約50℃から、上限温度約100℃、約300℃、約500℃、約700℃、又は約1,000℃までの範囲の温度で作動することができる。分留塔110は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲の圧力で作動することができる。
分留塔110の区分(120、117、119、125)は、異なる温度で作動することができる。例えば、精留区分120は、第1分留ゾーン117、第2分留ゾーン119、及びストリッピング区分125より低温で作動することができる。1つ以上の実施形態において、第1分留ゾーン117及び精留区分120は、同じ温度又は例えば10℃以内のほぼ同じ温度で作動することができる。この温度は、第2分留ゾーン119及びストリッピングゾーン125より低温であり得る。1つ以上の実施形態において、第2分留ゾーン119は、精留区分120及び第1分留ゾーン117より高いが、ストリッピング区分125より低い温度で作動することができる。1つ以上の実施形態において、ストリッピング区分125は、精留区分120、第1分留ゾーン117、及び第2分留ゾーン119より高温で作動することができる。第1分留ゾーン117と第2分留ゾーン119との間の温度差は、少なくとも部分的に絶縁された分割壁115によって、少なくとも部分的により大きくなり得る。
精留区分120は第1温度(「T1」)で作動し、第1分留ゾーン117は第2温度(「T2」)で作動し、第2分留ゾーン119は第3温度(「T3」)で作動し、ストリッピング区分125は第4温度(「T4」)で作動することができる。1つ以上の実施形態において、T1はT2より低く、T2はT3より低く、T3はT4より低い温度であり得る。1つ以上の実施形態において、T1及びT2間の温度差は、約50℃未満、約30℃未満、約15℃未満、約10℃未満、約5℃未満、又は約1℃未満であり得る。1つ以上の実施形態において、T3は、T1及びT2より高温だがT4より低温であり得る。1つ以上の実施形態において、T3は、約5℃、約10℃、約15℃、約30℃、約50℃以上であり、該T3は、T2及び/又はT1より高い温度であり得る。1つ以上の実施形態において、T4は、約5℃、約10℃、約15℃、約30℃、約50℃以上であり、該T4は、T3より高い温度であり得る。
ライン103を介して複数成分流体を分留塔110内に導入することができる。分留塔110は複数成分流体を分離し、図示するように、ライン121を介して第1生成物を供給し、ライン180を介して第2生成物を供給し、及びライン176を介してプロセス流体を供給することができる。任意の適切な複数成分流体は、ライン103を介して分留塔110に導入することができる。適切な複数成分流体は、C1−C20炭化水素の任意の組み合わせ及び/又はC1−C20炭化水素の任意の量を含有する炭化水素化合物を含み得るが、これに限定されない。他の複数成分流体としては、炭化水素、窒素、水素、酸素、アルゴン、ヘリウム、水、油、又はこれらの任意の混合物を含有する混合物が挙げられる。ライン103を介して導入することができる複数成分炭化水素の例示的実施例としては、エタン、エチレン、及びC3+炭化水素が挙げられる。エタンはライン180を介して第2生成物として回収され、エチレンはライン121を介して第1生成物として回収され、C3+プロセス流体はライン176を介して第3生成物として回収することができる。少なくとも1つの具体的な実施形態において、システム100は、n−ブタン、イソ−ブタン、及びC5+炭化水素を含む複数成分炭化水素を分離して、ライン121を介して第1生成物としてイソ−ブタンを供給し、ライン180を介して第2生成物としてn−ブタンを供給し、及びライン176を介して第3生成物として回収可能なC5+プロセス流体を供給することができる。
1つ以上の実施形態において、ライン121中の第1生成物は、ライン103を介して分留塔110に導入される複数成分流体の単一成分の約90モル%、約95モル%、約97モル%、約98モル%、約99モル%、又は約99.5モル%以上を含み得る。1つ以上の実施形態において、ライン180中の第2生成物は、ライン103を介して分留塔110に導入される複数成分流体の単一成分の約90モル%、約95モル%、約97モル%、約98モル%、約99モル%、又は約99.5モル%以上を含み得る。1つ以上の実施形態において、ライン180中の第2生成物の沸点は、ライン121を介して回収される第1生成物より高い温度であり得る。1つ以上の実施形態において、ライン176中のプロセス流体は、ライン103を介して分留塔110に導入される複数成分流体の残余を含み得る。1つ以上の実施形態において、ライン176中のプロセス流体の沸点は、ライン121を介して回収される第1生成物及びライン180を介して回収される第2生成物より高い温度であり得る。1つ以上の実施形態において、ライン176中のプロセス流体は、ライン103を介して分留塔110に導入される複数成分流体の単一成分の約90モル%、約95モル%、約97モル%、約98モル%、約99モル%、又は約99.5モル%以上までを有する、完全に精製された生成物であり得る。
1つ以上の実施形態において、ライン121を介して第1生成物の少なくとも一部を熱交換ゾーン126に導入し、ライン127を介して冷却された第1生成物を供給することができる。熱交換ゾーン126内において、ライン121を介して導入される第1生成物から、ライン123を介して導入される熱伝達媒体へ熱を伝達し、ライン127を介して冷却された第1生成物を、及びライン124を介して温められた熱伝達媒体を、供給することができる。ライン121を介して導入される第1生成物からの熱を、ライン123を介して導入される熱交換媒体に、間接的又は直接的に伝達することができる。熱伝達媒体は、任意の適切な熱交換媒体であり得る。ライン123を介して熱伝達ゾーン126に導入される例示的熱伝達媒体として、空気、水、液体炭化水素、気体炭化水素、及び/又は沸騰炭化水素(boiling hydrocarbons)が挙げられるが、これに限定されない。
1つ以上の実施形態において、冷却された第1生成物は、ライン127を介して最終第1生成物として回収することができる。1つ以上の実施形態において、ライン127を介して、冷却された第1生成物の少なくとも一部を精留区分120に戻して再利用することができる(図示せず)。1つ以上の実施形態において、ライン127を介して冷却された第1生成物をアキュムレーター又はセパレーター(図示せず)に導入し、液相第1生成物及び気相第1生成物を供給することができる。気相第1生成物の少なくとも一部は、最終生成物として回収することができ、液体第1生成物の少なくとも一部は、精留区分120に送って再利用することができる。
ライン121中の第1生成物の少なくとも一部は、開ループヒートポンプシステム内の熱伝達媒体として使用することができる。ライン122を介して第1生成物の少なくとも一部を圧縮機130に導入し、ライン133を介して高圧の第1生成物を供給することができる。第1生成物の少なくとも一部は、ライン122を介して圧縮機130中で凝縮させることができる。例えば、圧縮機130は、2つ以上の圧縮ステージを含み得る。この場合、2つの圧縮ステージの中間に1つ以上のステージ間冷却器を配置することができる。
ライン133中の高圧の第1生成物の圧力は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲であり得る。1つ以上の実施形態において、圧縮機130内において、ライン122中の第1生成物の約5重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、又は約95重量%以上を凝縮することができる。ライン122中の第1生成物の温度は、圧縮機130内で上昇し得る。圧縮機130内の第1生成物の温度上昇は、約5℃、約10℃、約25℃、約50℃、約100℃、約150℃、又は約200℃以上であり得る。1つ以上の実施形態において、ライン122中の第1生成物を圧縮する前及び/又は後に、1つ以上の選択的熱交換ゾーン又は「過熱器」(図示せず)内でライン122中の第1生成物を予熱し、1つ以上の圧縮機130のみで供給されるよりも高い温度の第1生成物をライン133中に供給することができる。
圧縮機130は、蒸気又はガスタービン等の機械的ドライバーを用いて駆動することができる。圧縮機130は、電気的ドライバー、例えば密閉型電気モーターを用いて駆動することができる。圧縮機130は、機械的及び/又は電気的ドライバーの組み合わせ、例えば予備電気モーターに支持された蒸気タービンで駆動することができる。
ライン133中の高圧の第1生成物の温度は、ストリッピング区分125からライン146を介して除去される中間蒸留物よりも高い温度であり得る。ライン133中の高圧の第1生成物の温度は、分留塔110からライン146を介して回収される中間蒸留物の沸点より高い温度であり得る。1つ以上の実施形態において、ライン146を介して回収される中間蒸留物の少なくとも一部の温度は、熱交換ゾーン140内で上昇し得る。これは、ライン133を介して導入される高圧の第1生成物から、ライン146を介して導入される中間蒸留物に、間接的に熱を伝達することにより達成される。1つ以上の実施形態において、ライン146中の中間蒸留物が純粋な製品組成、例えば単一成分に近づくにつれ、ライン146中の中間蒸留物の温度に対するライン149中の加熱された中間蒸留物の温度の上昇は減少するであろう。例えば、ライン146中の中間蒸留物が純粋な製品組成を有する場合、熱交換ゾーン140内で熱交換を行った後の温度上昇は、最小限又はさらには測定不可能であり得る。なぜなら、中間蒸留物の少なくとも一部は、温度が上昇するよりもむしろ蒸発し得るからである。ライン143を介して第1の冷却された第1生成物又は冷却された第1生成物、及び、ライン149を介して加熱された中間蒸留物は、熱交換ゾーン140から回収することができる。1つ以上の実施形態において、1つ以上のチムニートレイ(chimney trays)128等の流体トラップアウト(trap−out)装置をストリッピング区分125内に配置して、ストリッピング区分125からライン146を介して中間蒸留物留分を供給することができる。加熱された中間蒸留物留分は、ライン149を介してストリッピング区分125に送って再利用することができる。
1つ以上の実施形態において、ライン146中の中間蒸留物の少なくとも一部を、熱交換ゾーン140内で蒸発させることができる。例えば、ライン146中の中間蒸留物留分の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン140内で蒸発させることができる。ライン146中の中間蒸留物留分の温度上昇は、約5℃、約10℃、約25℃、約50℃、約75℃、約100℃、約150℃、又は約200℃である。ライン149を介して、部分的に又は完全に蒸発した中間蒸留物を分留塔110に送り、再利用することができる。部分的に又は完全に蒸発した中間蒸留物を、ライン149を介してストリッピング区分125に送り、再利用することができる。
ライン143を介して冷却された第1生成物を熱交換ゾーン145に導入し、ライン152を介して第2の冷却された第1生成物又は冷却された第1生成物を供給することができる。熱交換ゾーン145内で、ライン143を介して導入される冷却された第1生成物から、ライン147を介して導入される熱伝達媒体に熱を伝達し、ライン152を介して冷却された第1生成物を、及びライン148を介して加熱された熱伝達媒体を、それぞれ供給することができる。ライン143を介して導入される冷却された第1生成物からの熱を、ライン147を介して導入された熱交換媒体に、間接的に伝達することができる。1つ以上の実施形態において、ライン143中の冷却された第1生成物の少なくとも一部を、熱交換ゾーン145内で凝縮することができる。例えば、ライン143中の冷却された第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン140内で凝縮することができる。ライン147を介して導入される熱伝達媒体は、任意の適切な熱交換媒体であり得る。ライン147を介して熱伝達ゾーン126に導入される例示的熱伝達媒体としては、空気、水、液体炭化水素、気体炭化水素、及び/又は沸騰炭化水素が挙げられるが、これに限定されない。
熱交換ゾーン140は、2つ以上の流体間の熱交換に適切な1つ以上のシステム、装置、あるいはシステム及び/又は装置の任意の組み合わせを含み得る。熱交換ゾーン140は、1つ以上のシェルアンドチューブ式熱交換器、プレートアンドフレーム式熱交換器、Uチューブ型熱交換器、曲管熱交換器、バイオネット管(bayonet−tube)熱交換器、渦巻型熱交換器、流下膜式熱交換器又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
熱交換ゾーン140は、下限温度約−200℃、約−100℃、約−50℃、約0℃、又は約50℃から、上限温度約100℃、約300℃、約500℃、約700℃、又は約1,000℃までの範囲の温度で作動することができる。熱交換ゾーン140は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲の圧力で作動することができる。
ライン152中の冷却された第1生成物を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより膨張させ、ライン164を介して第3の冷却された第1生成物又は冷却された第1生成物を供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン152を介して1つ以上の膨脹弁160に導入される冷却された第1生成物の一部を、急速に気化(flash)又は蒸発し、2つの相を有する冷却された第1生成物をライン164中に供給することができる。例えば、ライン152中の冷却された第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより蒸発させることができる。
ライン164中の冷却された第1生成物の全て又は一部は、ライン164を介して還流として精留区分120に送って再利用することができる。1つ以上の実施形態において、冷却された第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン164を介して還流として精留区分120に送り、再利用することができる。1つ以上の実施形態において、ライン164中の第1生成物の少なくとも一部を、ライン166を介して最終生成物として回収することができる。1つ以上の実施形態において、ライン164を介して精留区分120に送られて再利用される第1生成物の量は、一定であったり、変化したりし得る。1つ以上の実施形態において、ライン166中の第1生成物の少なくとも一部を、ライン127を介して回収される第1生成物の少なくとも一部と混合するか、又は組み合わせることができる。
図示されていないが、1つ以上の実施形態において、1つ以上の膨脹弁160は、作業出力を有する1つ以上の膨張装置と置き換えることができる。例えば、1つ以上の膨脹弁160は、作業出力を有する1つ以上の流体膨張装置と置き換えることができる。1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を使って、1つ以上の発電機(図示せず)により電気を生成することができる。別の実施例では、1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を使って、機械的な直接接続により(図示せず)、圧縮機130の駆動を支援することができる。
1つ以上の実施形態において、ストリッピング区分125の底部ゾーン又は区分からライン176を介してプロセス流体を回収することができる。1つ以上の実施形態において、ライン176を介して、プロセス流体の少なくとも一部を熱交換ゾーン170に導入し、ライン179を介して加熱されたプロセス流体を供給し、ストリッピング区分125に送って再利用することができる。1つ以上の実施形態において、ライン176中のプロセス流体が純粋な製品組成、例えば単一成分、に近づくにつれ、ライン176中のプロセス流体の温度に対するライン179中の加熱されたプロセス流体の温度の上昇は減少するであろう。例えば、熱交換ゾーン170内で熱交換された後の、純粋な製品組成を有するライン176中のプロセス流体の温度上昇は、最小限又はさらには測定不能であり得る。ライン183を介して導入される熱伝達媒体から、ライン176を介して導入されるプロセス流体に、間接的に熱を伝達し、ライン179を介して加熱されたプロセス流体、及び、ライン186を介して冷却された熱伝達媒体を、それぞれ供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン176を介して熱交換ゾーン170に導入されるプロセス流体の少なくとも一部を蒸発させることができる。ライン176中のプロセス流体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%を、蒸発させることができる。1つ以上の実施形態において、ライン176中のプロセス流体の少なくとも一部を、第3生成物又は最終生成物としてライン190を介して回収することができる。1つ以上の実施形態において、プロセス流体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、又は約95重量%以上を、第3生成物としてライン190を介して回収することができる。
熱交換ゾーン170は、2つ以上の流体間で熱を交換する任意のシステム、装置、又はシステム及び/又は装置の任意の組み合わせを含み得る。1つ以上の実施形態において、熱交換ゾーン170は、1つ以上のシェルアンドチューブ式熱交換器、プレートアンドフレーム式熱交換器、Uチューブ型熱交換器、曲管熱交換器、バイオネット管(bayonet−tube)熱交換器、渦巻型熱交換器、流下膜式熱交換器又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。1つ以上の実施形態において、熱交換ゾーン170は、直接燃焼式ヒーターであり得る。
1つ以上の実施形態において、ライン183を介して熱伝達媒体を熱交換ゾーン170に導入することができる。熱交換ゾーン170は、ライン176を介して導入されるプロセス流体に熱を伝達することができる。ライン183中の熱伝達媒体としては、水、蒸気、プロセス流体、排ガス、熱伝達油又は炭化水素、あるいはこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。ライン183中の熱伝達媒体の圧力及び温度は、システム100の作動要件に依存し得る任意の適切な圧力及び温度であり得る。1つ以上の実施形態において、熱交換ゾーン170は、直接燃焼式ヒーターであり得る。
熱交換ゾーン170は、下限温度約−200℃、約−100℃、約−50℃、約0℃、又は約50℃から、上限温度約100℃、約300℃、約500℃、約700℃、又は約1,000℃までの範囲の温度で作動することができる。熱交換ゾーン170は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲の圧力で作動することができる。
図2は、1つ以上の実施形態による、分割壁塔及び開ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する別の例示的システム200を示している。システム200は、分留塔110、1つ以上の圧縮機130、1つ以上の熱交換ゾーン(5つの熱交換ゾーン126、140、145、170、250が図示されている)、及び1つ以上の膨脹弁160(3つの膨脹弁が図示されている)を含み得るが、これに限定されない。これらの構成要素は、図1を参照しながら上述したものと同様であり得る。1つ以上の実施形態において、システム200はさらに、1つ以上のフラッシュセパレーター224を含み得る。
図1を参照しながら上述したものと同様であり得る複数成分流体を、ライン103を介して分留塔110に導入することができる。1つ以上の実施形態において、図1を参照しながら上述したように、ライン121を介して分留塔110から第1生成物を回収し、ライン180を介して分留塔110から第2生成物を回収し、及びライン176を介して分留塔110からプロセス流体を回収することができる。
精留区分120からライン121を介して第1生成物の少なくとも一部を回収し、該第1生成物の少なくとも一部を熱交換ゾーン126に導入し、ライン127を介して冷却された第1生成物を供給することができる。第1生成物の少なくとも一部を、ライン122を介して圧縮機130に導入し、ライン215を介して第1温度及び第1圧力の高圧の第1生成物を供給し、ライン220を介して第2温度及び第2圧力の高圧の第1生成物を供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン215中の第1温度は、ライン220中の第2温度以下であり得る。1つ以上の実施形態において、ライン215中の第1圧力は、ライン220中の第2圧力以下であり得る。1つ以上の実施形態において、2つ以上の圧縮機を使用して、ライン215中の高圧の第1生成物及びライン220中の高圧の第1生成物を供給することができる。高圧の第1生成物は、ライン215を介して熱交換ゾーン140に導入することができる。熱交換ゾーン140では、ライン146を介して導入される中間蒸留物に間接的に熱を伝達し、ライン149を介して加熱された蒸留物を供給し、ライン217を介して第1の冷却された高圧の第1生成物又は冷却された第1生成物を供給することができる。高圧の第1生成物は、ライン220を介して、熱交換ゾーン170に導入することができる。熱交換ゾーン170では、ライン176を介して導入されるプロセス流体に間接的に熱を伝達し、ライン179を介して加熱されたプロセス流体を供給し、ライン222を介して第1の冷却された高圧の第1生成物又は冷却された第1生成物を供給することができる。
上述のように、圧縮機130は2つ以上の圧縮ステージを含み、2つの圧縮ステージ間に1つ以上のステージ間冷却器を配置することができる。この場合、1つ以上の実施形態において、ライン122中の第1生成物の約5重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%以上を、圧縮機130内で凝縮することができる。ライン122中の第1生成物の温度は、圧縮機130内で上昇し得る。1つ以上の実施形態において、ライン215を介して回収される高圧の第1生成物の温度上昇は、約5℃、約10℃、約25℃、約50℃、約100℃、約150℃、又は約200℃以上であり得る。1つ以上の実施形態において、ライン220を介して回収される高圧の第1生成物の温度上昇は、約5℃、約10℃、約25℃、約50℃、約100℃、約150℃、又は約200℃であり得る。
1つ以上の実施形態において、ライン215中の高圧の第1生成物は、ストリッピング区分125からライン146を介して回収される流体の沸点より高い温度であり得る。ライン215中の高圧の第1生成物の少なくとも一部を利用して、ライン146を介して熱交換ゾーン140に導入される流体の全て又は一部を蒸発させることができる。例えば、ライン146を介して導入される流体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン140内で蒸発させ、ライン149を介してストリッピング区分125に戻すことができる。
1つ以上の実施形態において、ライン220中の高圧の第1生成物は、ストリッピング区分125からライン176を介して回収されるプロセス流体の沸点を超える温度であり得る。ライン220中の高圧の第1生成物の少なくとも一部を利用して、ライン176を介して熱交換ゾーン170に導入されるプロセス流体の全て又は一部を蒸発させることができる。例えば、ライン176を介して導入されるプロセス流体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン170内で蒸発させ、ライン179を介してストリッピング区分125に送り、再利用することができる。熱交換ゾーン170内でライン220中の高圧の第1生成物を利用することにより、外部から供給される1つ以上の熱伝達媒体の必要性を低減及び/又は排除することができる。従って、熱交換ゾーン170を加熱するためにライン220中の高圧の第1生成物を利用することにより、システム200の全体的なエネルギー効率をさらに向上させることができる。
図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン122中の第1生成物及び/又はライン215中の高圧の第1生成物及び/又はライン220中の高圧の第1生成物を、1つ以上の選択的熱交換ゾーン又は過熱器内で予熱及び/又はさらに加熱し、1つ以上の圧縮機130によって供給される第1生成物よりも高い温度のライン215及び/又はライン220中の高圧の第1生成物を供給することができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、圧縮機130は、ライン220を介して熱伝達媒体を供給し、熱交換ゾーン170及び熱交換ゾーン140に熱伝達媒体を連続的に導入することができる。例えば、ライン220中の高圧の第1生成物を熱交換ゾーン170に導入し、ライン222中の第1の冷却された高圧の第1生成物を供給し、ライン222中の第1の冷却された高圧の第1生成物をその後熱交換ゾーン140に導入し、第2の冷却された高圧の第1生成物を供給することができる。
ライン222中の高圧の第1生成物を、膨脹弁160を貫流させることによって膨張させ、ライン223を介して第1の冷却された第1生成物又は冷却された第1生成物を供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン222中の第1生成物の少なくとも一部を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより、急速に気化(flashed)又は蒸発させることができる。例えば、ライン222中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより蒸発させることができる。
冷却された第1生成物を、ライン223を介してフラッシュセパレーター224に導入し、ライン225を介して気相第1生成物を供給し、ライン226を介して液相の又は凝縮された第1生成物を供給することができる。ライン225を介して、気相第1生成物をライン215中の高圧の第1生成物に導入することができる。ライン215中の高圧の第1生成物ではなく、むしろ気相第1生成物を、ライン225を介して熱交換器140に直接導入することができる。
ライン226中の凝縮された第1生成物を膨脹弁160に導入し、ライン227を介して、さらに冷却及び/又はさらに減圧された第1生成物を供給することができる。ライン217中の高圧の第1生成物の少なくとも一部を、膨脹弁160を貫流させることにより膨張させ、ライン219を介して、冷却された第1生成物を供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン217中の高圧の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより、急速気化(flashed)又は蒸発させることができる。
ライン219中の冷却された第1生成物の全て又は一部を、ライン227中の冷却された第1生成物と混合又は組み合わせることができる。ライン219中の冷却された第1生成物、ライン227中の冷却された第1生成物、又はライン219及び227から組み合わされた第1生成物を、(図示のように)熱交換器145に導入し、ライン230を介して、冷却された第1生成物を供給することができる。ライン147を介して熱伝達媒体を熱交換器145に導入し、ライン148を介して回収することができる。ライン219を介して導入される第1生成物、ライン227を介して導入される第1生成物、又はこれらが組み合わされた混合物から、ライン147を介して導入される熱伝達媒体に、間接的に熱を伝達することができる。
第1生成物の全て又は一部を、ライン230を介して還流として精留区分120に送って再利用し、且つ/又は、ライン235を介して第1生成物として回収することができる。例えば、ライン219中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン235を介して最終産物として回収することができる。ライン230を介して精留区分120に戻される第1生成物の量は、一定であったり、変化したりし得る。
図示されていないが、1つ以上の実施形態において、1つ以上の膨脹弁160は、作業出力を有する1つ以上の膨張装置と置き換えることができる。例えば、1つ以上の膨脹弁160は、作業出力を有する1つ以上の流体膨張装置と置き換えることができる。1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を利用して、1つ以上の発電機(図示せず)により電気を生成することができる。別の実施例では、1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を利用して、直接の機械的接続(図示せず)により圧縮機130の駆動を支援することができる。
1つ以上の実施形態において、選択的な補助熱交換ゾーン250は、ストリッピング区分125に追加的又は補助的に熱を供給することができる。例えば、ライン176中のプロセス流体の少なくとも一部を、ライン253を介して熱交換ゾーン250に導入することができる。プロセス条件及びシステム要件により、付加的熱交換ゾーン250を利用して、ライン176及び/又はライン146(図示せず)を介して回収されるプロセス流体の少なくとも一部に熱を供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン257を介して熱伝達媒体を熱交換ゾーン250に導入し、ライン253を介して導入されるプロセス流体に間接的に熱を伝達し、ライン255を介して加熱されたプロセス流体を供給し、ライン259を介して冷却された熱伝達媒体を供給することができる。ライン255を介して、加熱された流体をストリッピング区分125に送り、再利用することができる。1つ以上の実施形態において、ライン253を介して熱交換ゾーン250に導入されるプロセス流体の少なくとも一部を、熱交換ゾーン250内で蒸発させることができる。例えば、ライン253中のプロセス流体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン250内で蒸発させ、ライン255を介してストリッピング区分125に送って再利用することができる。
ライン257中の熱伝達媒体としては、水、蒸気、プロセス流体、排ガス、熱伝達油又は炭化水素、あるいはこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。ライン257中の熱伝達媒体は、システム200の作動要件に依存し得る任意の適切な圧力及び温度であり得る。熱交換ゾーン250は、ライン253を介して導入される流体の温度を上げる任意のシステム、装置、あるいはシステム及び/又は装置の組み合わせを含み得る。例えば、補助的熱交換ゾーン250は、1つ以上のシェルアンドチューブ式熱交換器、プレートアンドフレーム式熱交換器、Uチューブ型熱交換器、曲管熱交換器、バイオネット管(bayonet−tube)熱交換器、渦巻型熱交換器、流下膜式熱交換器又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。1つ以上の実施形態において、補助的熱交換ゾーン250は、直接燃焼式ヒーターであり得る。
補助的熱交換ゾーン250は、下限温度約−200℃、約−100℃、約−50℃、約0℃、又は約50℃から、上限温度約100℃、約300℃、約500℃、約700℃、又は約1,000℃までの範囲の温度で作動することができる。補助的熱交換ゾーン250は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲の圧力で作動することができる。
図3は、1つ以上の実施形態による、分割壁塔及び閉ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する例示的システム300を示している。例示的システム300は、1つ以上の分留塔110、1つ以上の圧縮機130、1つ以上の熱交換ゾーン(3つ熱交換ゾーン140、170が図示されている)、及び1つ以上の膨脹弁160を含み得るが、これに限定されない。これらの構成要素は、図1及び2を参照しながら上述したものと同様であり得る。システム300は、分留塔110の全て又は一部の加熱及び冷却の必要性に合致し得る、再循環型の「閉ループ」熱伝達媒体を含み得る。この場合、システム300は、再循環型の熱伝達媒体に熱を伝達することができる1つ以上の熱交換ゾーン320を含み得る。1つ以上の実施形態において、複数成分流体は、ライン103を介して分留塔110に導入することができる。分留塔110は複数成分流体を分離し、ライン121を介して第1生成物を供給し、ライン146を介して中間蒸留物を供給し、及びライン176を介してプロセス流体を供給することができる。
「閉ループ」システム内の熱伝達媒体は、ライン121中の第1生成物、及び/又はライン146を介する中間蒸留物、及び/又はライン176中のプロセス流体間の相互の熱エネルギー伝達に適した特性を有する1つ以上の材料又は化合物であり得る。熱伝達媒体は、任意の適切な炭化水素又は任意の他の適切な流体であり得る。例示的熱伝達媒体としては、炭化水素、ハロゲン化炭素(ハロカーボン)、窒素及び蒸気等のガス、水、及びこれらの混合物が挙げられるが、これに限定されない。1つ以上の実施形態において、熱伝達媒体の熱伝達ループ圧力での沸点は、ライン121中の第1生成物、ライン146中の中間蒸留物、及び/又はライン176中のプロセス流体の沸点より低い温度であり得る。
ライン325を介して熱伝達媒体を圧縮機130に導入し、第1温度及び第1圧力の圧縮された熱伝達媒体を、ライン305を介して供給することができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、1つ以上の圧縮機130に導入される前に熱伝達媒体をセパレーターに導入し、任意の流体の少なくとも一部を除去し、ライン325を介して、気体の熱伝達媒体を供給することができる。ライン305中の圧縮された熱伝達媒体の少なくとも一部を、熱交換ゾーン140に導入することができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン305中の圧縮された熱伝達媒体を、圧縮機130と熱交換ゾーン140の中間に位置する1つ以上の熱交換器に導入し、1つ以上の圧縮機130により供給される熱伝達媒体よりも高い温度を有するライン305中の圧縮された熱伝達媒体を供給することができる。
1つ以上の実施形態において、中間蒸留物の少なくとも一部を、ライン146を介して熱交換ゾーン140に導入することができる。熱交換ゾーン140内では、ライン305を介して導入される圧縮された熱伝達媒体から、ライン146を介して導入される中間蒸留物に、間接的に熱を伝達し、ライン149を介して加熱された蒸留物を供給し、ライン310を介して冷却された熱伝達媒体を供給することができる。ライン146中の中間蒸留物の少なくとも一部を、ライン330を介して第2生成物として回収することができる。例えば、ライン146中の中間蒸留物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン330を介して第2生成物として回収することができる。この場合、残余は、熱交換ゾーン140に導入される。熱交換ゾーン140内では、中間蒸留物の少なくとも一部を蒸発させ、ライン149を介してストリッピング区分125に送り、再利用することができる。1つ以上の実施形態において、ライン146を介して熱交換ゾーン140に導入される中間蒸留物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、又は約99重量%以上を、熱交換ゾーン140内で蒸発させることができる。1つ以上の実施形態において、ライン146中の中間蒸留物が純粋な製品組成、例えば単一成分に近づくにつれ、ライン146中の中間蒸留物の温度に対するライン149中の加熱された中間蒸留物の温度の上昇は減少するであろう。例えば、ライン146中の中間蒸留物が純粋な製品組成を有する場合、熱交換ゾーン140内で熱交換した後の温度の上昇は、最小限又はさらには測定不能であり得る。
熱交換ゾーン140からライン310を介して回収される熱伝達媒体を、膨脹弁160を貫流させることにより膨張させることができる。熱伝達媒体が膨張することにより、ライン315を介して冷却された熱伝達媒体を供給することができる。1つ以上の膨脹弁160を貫流することによる圧力低下により、ライン310中の熱伝達媒体の全て又は一部を急速に気化(flash)又は蒸発させることができる。1つ以上の実施形態において、ライン310中の熱伝達媒体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより、蒸発させることができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、膨脹弁160は、作業出力を有する1つ以上の膨張装置と置き換えることができる。例えば、1つ以上の膨脹弁160は、作業出力を有する1つ以上の流体膨張装置と置き換えることができる。1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を用いて、1つ以上の発電機(図示せず)により電気を発生させることができる。別の実施例では、1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を用いて、直接の機械的接続(図示せず)により圧縮機130の駆動を支援することができる。
ライン315中の熱伝達媒体を、1つ以上の第3熱交換ゾーン320に導入することができる。第3熱交換ゾーン320内では、熱伝達媒体の温度は、ライン121を介して導入される第1生成物から熱伝達媒体に間接的に熱を伝達することにより、上昇し得る。少なくとも1つの具体的な実施形態では、ライン315中の熱伝達媒体は、純粋な熱伝達媒体、即ち単一成分であり得る。純粋な熱伝達媒体を熱交換ゾーン320内で蒸発させ、温度はほとんど又はまったく上昇しない可能性がある。ライン325を介して熱交換ゾーン320から熱伝達媒体を回収し、圧縮機130に送って再利用することができる。
ライン121中の第1生成物の全て又は一部を、熱交換ゾーン320内で凝縮することができる。例えば、ライン121中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン320内で凝縮することができる。ライン335中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン340を介して分留塔110の精留区分120に送り、再利用することができる。ライン335中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン345を介して最終第1生成物として回収することができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン335中の第1生成物を1つ以上の熱交換器に導入してさらに冷却し、且つ/又は1つ以上のアキュムレーター又はセパレーターに導入して、ライン335を介する流体第1生成物及び気体生成物(図示せず)を供給することができる。ライン340を介して精留区分120に送られて再利用される第1生成物の量は、一定であったり、変化したりし得る。
図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン315中の膨張した熱伝達媒体をアキュムレーター又はセパレーターに導入し、液相熱伝達媒体から気相熱伝達媒体を分離することができる。気相熱伝達媒体をセパレーターから圧縮機130に導入し、液相熱伝達媒体を熱交換ゾーン320に導入することができる。
熱交換ゾーン320は、精留区分120からライン121を介して回収される第1生成物の温度下げる1つ以上の熱伝達システム、装置、又はシステム及び/又は装置の任意の組み合わせを含み得る。例えば、熱交換ゾーン320は、1つ以上のシェルアンドチューブ式熱交換器、プレートアンドフレーム式熱交換器、Uチューブ型熱交換器、曲管熱交換器、バイオネット管(bayonet−tube)熱交換器、渦巻型熱交換器、流下膜式熱交換器又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。熱交換ゾーン320は、下限温度約−200℃、約−100℃、約−50℃、約0℃、又は約50℃から、上限温度約100℃、約300℃、約500℃、約700℃、又は約1,000℃までの範囲の温度で作動することができる。熱交換ゾーン320は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲の圧力で作動することができる。
図4は、1つ以上の実施形態による、分割壁塔及び閉ループヒートポンプシステムを用いた、複数成分流体を分留する別の例示的システム400を示している。システム400は、1つ以上の分留塔110、1つ以上の圧縮機130、1つ以上の熱交換ゾーン(4つの熱交換ゾーン140、170、320が図示されている)、及び1つ以上の膨脹弁160を含み得るが、これに限定されない。これらの構成要素は、図1〜3を参照しながら上述したものと同様であり得る。1つ以上の実施形態において、システム400は、分留塔110の全て又は一部の加熱及び冷却の必要性に合致しうる、再循環型の「閉ループ」熱伝達媒体を含み得る。この場合、システム300は、再循環型の熱伝達媒体に熱を伝達することができる1つ以上の熱交換ゾーン320を含み得る。ライン103を介して複数成分流体を分留塔110に導入することができる。分留塔110は複数成分流体を分離し、ライン121を介して第1生成物を供給し、ライン146を介して中間蒸留物を供給し、ライン176を介してプロセス流体を供給することができる。
ライン405を介して熱伝達媒体を圧縮機130に導入し、ライン410を介して第1温度及び第1圧力の第1の圧縮された熱伝達媒体を供給し、ライン420を介して第2温度及び第2圧力の第2の圧縮された熱伝達媒体を供給することができる。ライン405中の熱伝達媒体は、図3を参照しながら上述した熱伝達媒体と同様であり得る。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン405中の熱伝達媒体を、1つ以上の圧縮機130に導入する前にセパレーターに導入し、任意の流体の少なくとも一部を除去し、ライン405を介して気体の熱伝達媒体を供給することができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン410及び/又はライン420中の圧縮された熱伝達媒体を1つ以上の熱交換器に導入し、ライン410及び/又は420中の圧縮された熱伝達媒体の温度及び/又は圧力を、1つ以上の圧縮機130によって供給されたときよりも高くすることができる。
ライン410中の第1の圧縮された熱伝達媒体の温度は、分留塔110からライン146を介して回収される中間蒸留物の沸点より高い温度であり得る。ライン420中の第2の圧縮された熱伝達媒体の温度は、ストリッピング区分125からライン176を介して回収されるプロセス流体の沸点より高い温度であり得る。ライン410中の第1温度は、ライン420中の第2温度以下であり得る。ライン410中の第1圧力は、ライン420中の第2圧力以下であり得る。
圧縮機130からライン410を介して回収される圧縮された熱伝達媒体を、熱交換ゾーン140に導入することができる。熱交換ゾーン140では、ライン410を介して導入される圧縮された熱伝達媒体から、ライン146を介して導入される中間蒸留物に、間接的に熱を伝達することができる。熱交換ゾーン140からライン149を介して加熱された留出物を回収し、分留塔110に送って再利用し、熱交換ゾーン140からライン415を介して冷却された熱伝達媒体を回収することができる。1つ以上の実施形態において、ライン146中の中間蒸留物の少なくとも一部を、熱交換ゾーン140内で部分的に又は完全に蒸発させることができる。例えば、ライン146中の中間蒸留物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン140内で蒸発させることができる。部分的に又は完全に蒸発した中間蒸留物を、ライン149を介してストリッピング区分125に送り、再利用することができる。
ライン146中の中間蒸留物の少なくとも一部を、ライン440を介して第2生成物として回収することができる。例えば、ライン146中の中間蒸留物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン440を介して第2生成物として回収することができる。
ライン420中の圧縮された熱伝達媒体を、熱交換ゾーン170に導入することができる。熱交換ゾーン170では、熱伝達媒体から、ライン176を介して導入されるプロセス流体に、間接的に熱を伝達し、ライン179を介して加熱されたプロセス流体を供給し、ライン425を介して冷却された熱伝達媒体を供給することができる。1つ以上の実施形態において、ライン176を介して、プロセス流体の全て又は一部を熱交換ゾーン170に導入することができる。この場合、残余は第3生成物としてライン190を介して回収することができる。冷却された熱伝達媒体を、ライン425を介し、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより、膨張させることができる。1つ以上の膨脹弁160を通過させて熱伝達媒体を膨張させることにより、圧力を低下させることができる。そのため、熱伝達媒体を部分的又は完全に蒸発させることができる。1つ以上の実施形態において、ライン425中の熱伝達媒体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、1つ以上の膨脹弁160を貫流させることにより蒸発させることができる。
ライン415中の冷却された熱伝達媒体を、ライン425中の冷却された熱伝達媒体と混合又は組み合わせることができる。組み合わされた熱伝達媒体を、膨脹弁160に導入することができる。図示されていないが、1つ以上の実施形態において、1つ以上の膨脹弁160は、1つ以上の作業出力を有する膨張装置と置き換えることができる。例えば、1つ以上の膨脹弁160は、1つ以上の作業出力を有する流体膨張装置と置き換えることができる。1つ以上の流体膨張装置により得られる作業出力を利用して、1つ以上の発電機(図示せず)により電気を生成することができる。別の実施例では、1つ以上の流体膨張装置によって得られる作業出力を用い、直接の機械的接続(図示せず)により圧縮機130の駆動を支援することができる。
1つ以上の膨脹弁160からライン430を介して回収される熱伝達媒体の少なくとも一部を、1つ以上の第3の熱交換ゾーン320に導入することができる。1つ以上の第3熱交換ゾーン320内では、ライン121を介して導入される第1生成物の温度を、ライン430中の熱伝達媒体の全て又は一部を使って低下させることができる。熱交換ゾーン320からライン405を介して回収される熱伝達媒体を圧縮機130に送り、再利用することができる。
ライン121中の第1生成物の少なくとも一部を、熱交換ゾーン320内で凝縮することができる。例えば、ライン121中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、熱交換ゾーン320内で凝縮することができる。第1生成物は、熱交換ゾーン320からライン335を介して回収することができる。ライン335中の第1生成物の少なくとも一部を、ライン340を介して精留区分120に送り、再利用することができる。ライン335中の第1生成物の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約95重量%、約99重量%以上を、ライン345を介して最終生成物として回収することができる。
図示されていないが、1つ以上の実施形態において、ライン430を介して膨張した熱伝達媒体をアキュムレーター又はセパレーターに導入し、液相熱伝達媒体から気相熱伝達媒体を分離することができる。気相熱伝達媒体をセパレーターから圧縮機130に導入し、液相熱伝達媒体を熱交換ゾーン320に導入することができる。
プロセス条件及びシステム要件によって、選択的な補助熱交換ゾーン450を使用して、ライン176を介して回収されるプロセス流体の少なくとも一部に熱を供給することができる。ライン457を介して熱伝達媒体を熱交換ゾーン450に導入することができる。熱交換ゾーン450では、熱伝達媒体から、ライン453を介して導入されるプロセス流体に、間接的に熱を伝達し、ライン455を介して加熱されたプロセス流体を供給し、ライン459を介して冷却された熱伝達媒体を供給することができる。加熱されたプロセス流体を、ライン455を介してストリッピング区分125に送り、再利用することができる。ライン453を介して補助的熱交換ゾーン450に導入されるプロセス流体の少なくとも一部を、補助的熱交換ゾーン450内で蒸発させることができる。ライン453中の流体の約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%、約75重量%、約90重量%、約95重量%、約99重量%以上を、補助的熱交換ゾーン450内で蒸発させ、ライン455を介してストリッピング区分125に送り、再利用することができる。
ライン457中の熱伝達媒体としては、水、蒸気、プロセス流体、排ガス、熱伝達油又は炭化水素、あるいはこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。ライン457中の熱伝達媒体は、システム200の作動要件に依存し得る任意の適切な圧力及び温度であり得る。
熱交換ゾーン450は、ライン453を介して導入される流体の温度を上昇させる任意のシステム、装置、あるいはシステム及び/又は装置の組み合わせを含み得る。1つ以上の実施形態において、補助的熱交換ゾーン450は、1つ以上のシェルアンドチューブ式熱交換器、プレートアンドフレーム式熱交換器、Uチューブ型熱交換器、曲管熱交換器、バイオネット管(bayonet−tube)熱交換器、渦巻型熱交換器、流下膜式熱交換器又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。1つ以上の実施形態において、補助的熱交換ゾーン450は、直接燃焼式ヒーターであり得る。
補助的熱交換ゾーン450は、下限温度約−200℃、約−100℃、約−50℃、約0℃、又は約50℃から、上限温度約100℃、約300℃、約500℃、約700℃、又は約1,000℃までの範囲の温度で作動することができる。補助的熱交換ゾーン450は、下限圧力約50kPa、約75kPa、約100kPa、約200kPa、又は約300kPaから、上限圧力約400kPa、約600kPa、約900kPa、約1,200kPa、約1,500kPa、約2,000kPa、又は約3,000kPaまでの範囲の圧力で作動することができる。
図5は、1つ以上の実施形態による、分留塔からの中間流体回収装置の一例の部分概略図を示している。1つ以上の実施形態において、例えば、チムニートレイ(chimney trays)505等の適切な流体トラップアウト(trap−out)装置を、ストリッピング区分125内に配置することができる。チムニートレイ(chimney trays)は、ライン146を介して流体を供給し、図1〜4を参照しながら上述したように、熱交換ゾーン140に導入することができる。チムニートレイ(chimney tray)505のストリッピング区分125内における詳細な位置又は場所は、図1〜4を参照しながら上述したシステム100、200、300、及び400によって得られるエネルギー節約の量又は大きさに影響し得る。また、チムニートレイ(chimney tray)505の位置又は場所は、ライン146を介して回収される流体中の1つ以上の成分の具体的な量又は濃度にも影響し得る。このようなチムニートレイ505の位置又は場所による流体中の成分の量又は濃度への影響は、ライン103を介して導入される複数成分流体の組成によっても異なり得る。
図6は、1つ以上の実施形態による、分留塔からの中間流体回収装置の別の一例の部分概略図を示している。1つ以上の実施形態において、例えば、チムニートレイ(chimney tray)605等の適切な流体トラップアウト(trap−out)装置を、第2分留ゾーン119内に配置することができる。図示のように、チムニートレイ(chimney tray)605は、分割壁115の下端部の上方に配置することができる。チムニートレイ(chimney tray)605の第2分留ゾーン119内における詳細な位置又は場所は、図1〜4を参照しながら上述したシステム100、200、300、及び400によって供給されるエネルギー節約の量又は大きさに影響し得る。また、チムニートレイ(chimney tray)605の位置又は場所は、ライン146を介して回収される流体中の1つ以上の成分の具体的な量又は濃度にも影響し得る。このようなチムニートレイ605の位置又は場所による流体中の成分の量又は濃度への影響は、ライン103を介して導入される複数成分流体の組成によっても異なり得る。
図7は、1つ以上の実施形態による、分留塔からの中間流体回収装置のさらに別の一例の部分概略図を示している。1つ以上の実施形態において、例えば、チムニートレイ(chimney tray)705等の適切な流体トラップアウト(trap−out)装置を、分割壁115のストリッピング区分125側の端部に配置され得る。チムニートレイ(chimney tray)を分割壁115の端部に配置すれば、図5及び6に示すようにチムニートレイ(chimney tray)705をそれぞれ第2分留区分119内又はストリッピング区分125内に配置することにより供給されるエネルギー節約の量を変えることができる。
本発明の実施形態を以下の机上の実施例と共にさらに説明することができる。6つの模擬実施例が提供されている。4つの実施例(実施例1〜4)は、図1及び2について上述した1つ以上の実施形態による、高圧のヒートポンプ及び低圧のヒートポンプ(即ち熱交換器140、170)を用いた、複数成分流体の分離に関する。2つの比較例(実施例C1及びC2)は、ヒートポンプ(即ち熱交換器140、170)を用いずに分割壁塔だけを使用した場合の同一の複数成分流体の分離に関する。
さらに詳細には、実施例1は、低圧ヒートポンプ140を分割壁塔110と組み合わせて使用し、熱を取り込むために燃焼ヒーターを用いる。実施例2は、低圧ヒートポンプ140及び高圧ヒートポンプ170の両方を分割壁塔110と組み合わせて使用し、熱を取り込むために燃焼ヒーターを用いる。実施例3は、低圧ヒートポンプ140を分割壁塔110と組み合わせて使用し、熱を取り込むために蒸気を用いる。実施例4は、低圧ヒートポンプ140及び高圧ヒートポンプ170の両方を分割壁塔110と組み合わせて使用し、熱を取り込むために蒸気を用いる。
比較例C1及びC2の分離システムに導入される全ての熱は、外部供給源から供給することができる。即ち、ヒートポンプ140、170は使用されない。比較例C1では燃焼ヒーターが用いられ、比較例C2では蒸気が用いられる。
全ての実施例において、供給物は、0.25モル%のC3炭化水素、19.4モル%のi−ブタン、48.2モル%のn−ブタン、並びにC5炭化水素及びより重い炭化水素の混合物を含む、複数成分炭化水素である。全ての実施例において、複数成分供給物は分割壁塔110内で分離され、ライン121を介して98モル%以上のi−ブタンから成る第1生成物が供給され、ライン180を介して98モル%以上のn−ブタンから成る第2生成物が供給され、ライン176を介してC5炭化水素及びより重い成分から成る第3生成物又はプロセス流体が供給される。ライン103を介して分割壁塔110に流れる供給物の流量は、600kmol/時である。ライン103を介する供給物の平均分子量は、64.5である。表1は模擬実施例の結果をまとめている。
Figure 2012507397
表1に示すように、低圧ヒートポンプ及び高圧ヒートポンプを用いずに分割壁塔110を作動する場合の年間コストは、約2,200,000ドルである。驚くべきことに、低圧ヒートポンプ140を追加すると、作動コストは顕著に減少し、約30%減又は1,561,000ドルとなる。さらに驚くべきことに、低圧ヒートポンプ140及び高圧ヒートポンプ170の両方を追加すると、作動コストは約37%減又は1,391,000ドルまで低減される。
さらに、低圧ヒートポンプ140及び高圧ヒートポンプ170を用いずに分割壁塔110を作動する場合の年間コストは、約1,518,000である。驚くべきことに、低圧ヒートポンプ140を追加すると、作動コストは顕著に減少し、即ち約18%減又は1,247,000ドルとなる。また、驚くべきことに、低圧ヒートポンプ140及び高圧ヒートポンプ170の両方を追加すると、分割壁塔110のみの場合よりも作動コストは下がるものの、低圧ヒートポンプ140のみを用いた分割壁塔110ほど顕著に下がらず、約10%減又は1,370,000ドルとなる。
一定の実施形態及び特徴は、一連の上限値及び一連の下限値を使って説明している。特に明記しない限り、任意の下限値から任意の上限値までの範囲が想定されることを理解すべきである。一定の下限値、上限値、及び範囲が、以下に1つ以上の請求項で明記されている。数値は全て、「約」又は「およそ」が付された数値であり、実験誤差及び当業者が予測する変動を考慮したものである。
様々な用語を上記で定義している。請求項で使用される用語が上記で定義されていない場合は、少なくとも1つの印刷された刊行物又は発行された特許で当業者が示した当該用語に与えられた最も意味の広い定義を当該用語に当てはめるものとする。さらに、本出願中に記載された全ての特許、試験手順、及びその他の文献は、かかる開示が本出願と矛盾しない限り、及びかかる援用が許可される全ての管轄権において、その全体が参照により援用される。
上述の内容は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明のその他の実施形態及びさらなる実施形態が、本発明の基本的範囲から逸脱することなく考案されてもよい。本発明の範囲は、以下の請求項により決定される。

Claims (20)

  1. 複数成分流体を分離する方法であって、
    複数成分流体を分割壁塔に導入することと、
    前記複数成分流体を加熱して、第1生成物、第2生成物、中間蒸留物、及びプロセス流体を供給することと、
    前記第1生成物の少なくとも一部を圧縮して、圧縮された第1生成物を供給することと、
    前記圧縮された第1生成物から前記中間蒸留物の少なくとも一部に間接的に熱を伝達して、加熱された中間蒸留物を供給することと、
    前記加熱された中間蒸留物を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記圧縮された第1生成物を膨張させて、膨張した第1生成物を供給することと、
    を含む方法。
  2. 前記第1生成物の少なくとも一部を凝縮することと、
    前記凝縮された第1生成物の少なくとも一部を最終第1生成物として回収することと、
    をさらに含む請求項1に記載の方法。
  3. 熱伝達媒体から前記プロセス流体の第1の部分に間接的に熱を伝達して、加熱されたプロセス流体を供給することと、
    前記加熱されたプロセス流体を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記プロセス流体の第2の部分を第3生成物として回収することと、
    をさらに含む請求項1に記載の方法。
  4. 前記膨張した第1生成物の少なくとも一部を前記分割壁塔に送って再利用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記圧縮された第1生成物を膨張させる前に、前記圧縮された第1生成物を冷却することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  6. 複数成分流体を分離する方法であって、
    複数成分流体を分割壁塔に導入することと、
    前記複数成分流体を加熱して、第1生成物、第2生成物、中間蒸留物、及びプロセス流体を供給することと、
    前記第1生成物の第1の部分を第1圧力に圧縮することと、
    前記第1生成物の第2の部分を第2圧力に圧縮することと、
    前記第1圧力の前記第1生成物から前記中間蒸留物の少なくとも一部に間接的に熱を伝達して、加熱された中間蒸留物及び第1の冷却された第1生成物を供給することと、
    前記第2圧力の前記第1生成物から前記プロセス流体の第1の部分に間接的に熱を伝達して、第1の加熱されたプロセス流体及び第2の冷却された第1生成物を供給することと、
    前記加熱された中間蒸留物を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記加熱されたプロセス流体を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    を含む方法。
  7. 前記第2の冷却された第1生成物を膨張させて、気相第1生成物及び液相第1生成物を供給することと、
    前記気相第1生成物を前記第1圧力の前記第1生成物と組み合わせることと、
    をさらに含む請求項6に記載の方法。
  8. 前記液相第1生成物を膨張させることと、
    前記第1の冷却された第1生成物を膨張させることと、
    前記膨張した液相第1生成物及び前記膨張した第1の冷却された第1生成物を組み合わせて、混合された第1生成物を供給することと、
    をさらに含む請求項7に記載の方法。
  9. 前記混合された第1生成物の第1の部分を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記混合された第1生成物の第2の部分を最終第1生成物として回収することと、
    をさらに含む請求項8に記載の方法。
  10. 前記混合された第1生成物から熱伝達媒体に間接的に熱を伝達することにより、前記混合された第1生成物を冷却することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  11. 熱伝達媒体から前記プロセス流体の第2の部分に間接的に熱を伝達して、第2の加熱されたプロセス流体を供給することと、
    前記第2の加熱されたプロセス流体を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    をさらに含む請求項6に記載の方法。
  12. 複数成分流体を分離する方法であって、
    複数成分流体を分割壁塔に導入することと、
    前記複数成分流体を加熱して、第1生成物、中間蒸留物、及びプロセス流体を供給することと、
    前記第1生成物から熱伝達媒体に間接的に熱を伝達して、冷却された第1生成物を供給することと、
    前記熱伝達媒体を圧縮して、圧縮された熱伝達媒体を供給することと、
    前記圧縮された熱伝達媒体から前記中間蒸留物の一部に間接的に熱を伝達して、加熱された中間蒸留物を供給することと、
    前記中間蒸留物の一部を第2生成物として回収することと、
    前記加熱された中間蒸留物を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記圧縮された熱伝達媒体を膨張させて、前記熱伝達媒体を供給することと、
    前記プロセス流体の少なくとも一部を第3生成物として回収することと、
    を含む方法。
  13. 第2の熱伝達媒体から前記プロセス流体の一部に間接的に熱を伝達して、加熱されたプロセス流体を供給することと、
    前記加熱されたプロセス流体を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    をさらに含む請求項12に記載の方法。
  14. 前記冷却された第1生成物の少なくとも一部を前記分割壁塔に送って再利用することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  15. 前記熱伝達媒体は、液体と気体の2つの相の混合物である、請求項12に記載の方法。
  16. 複数成分流体を分離する方法であって、
    複数成分流体を分割壁塔に導入することと、
    前記複数成分流体を加熱して、第1生成物、中間蒸留物、及びプロセス流体を供給することと、
    前記第1生成物から熱伝達媒体に間接的に熱を伝達して、冷却された第1生成物を供給することと、
    前記熱伝達媒体の一部を第1圧力に圧縮することと、
    前記熱伝達媒体の一部を第2圧力に圧縮することと、
    前記第1圧力の前記熱伝達媒体から前記中間蒸留物の少なくとも一部に間接的に熱を交換して、加熱された中間蒸留物を供給することと、
    前記加熱された中間蒸留物を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記第2圧力の前記熱伝達媒体から前記プロセス流体の第1の部分に間接的に熱を交換して第1の加熱されたプロセス流体を供給することと、
    前記加熱されたプロセス流体を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    前記プロセス流体の第2の部分を第3生成物として回収することと、
    を含む方法。
  17. 前記冷却された第1生成物の一部を前記分割壁塔に送って再利用することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  18. 前記第1圧力の前記熱伝達媒体と前記第2圧力の前記熱伝達媒体とを、間接的に熱を伝達した後に組み合わせて、混合された熱伝達媒体を供給することと、
    前記混合された熱伝達媒体を膨張させて、前記熱伝達媒体を供給することと、
    をさらに含む請求項16に記載の方法。
  19. 第2の熱伝達媒体から前記プロセス流体の第3の部分に間接的に熱を伝達して、第2の加熱されたプロセス流体を供給することと、
    前記第2の加熱されたプロセス流体を前記分割壁塔に送って再利用することと、
    をさらに含む請求項16に記載の方法。
  20. 前記冷却された第1生成物の少なくとも一部を前記分割壁塔に送って再利用することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
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