JP6591983B2 - 炭化水素ガス処理 - Google Patents

Description

天然ガスは、典型的には、地下貯留層にドリルで空けられた井戸から回収される。それは通常、メタンを主成分として有しており、すなわち、メタンがガスの少なくとも５０モルパーセントを成す。特定の地下貯留層に応じて、天然ガスは、比較的少ない量のより重質な炭化水素、例えば、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン等、ならびに水、水素、窒素、二酸化炭素、及び／または他のガスも含有する。この発明に従って処理されることになる天然ガスストリームの典型的な分析結果は、概算のモルパーセントで、８９．２％のメタン、４．９％のエタン及び他のＣ_２成分、２．６％のプロパン及び他のＣ_３成分、０．４％のイソブタン、１．３％のノルマルブタン、ならびに０．６％のペンタンプラスになり、残りは窒素及び二酸化炭素から構成される。ガスを含有する硫黄も存在する場合がある。

ほとんどの天然ガスは気体状で取り扱われる。天然ガスを、井戸口からガス処理プラント、そこから天然ガスの消費者まで運搬するためのもっとも一般的な手段は、高圧ガス輸送用パイプラインによるものである。しかしながら、多くの状況において、運搬のため、あるいは使用のために、天然ガスを液化することが必要とされる及び／または望ましいことが分かっている。遠隔地では、例えば、市場への天然ガスの簡便な運搬を可能にし得るパイプライン基盤がない場合が多い。かかる場合には、気体状の天然ガスと比べてはるかに低い特定の体積の液化天然ガス（ＬＮＧ）は、貨物船及び運搬トラックを使用したＬＮＧの送達が可能となることにより、運搬費用を大幅に削減することができる。

遠隔地から天然ガスを市場化するための比較的新しい構想は、ガス貯留層が枯渇すると別の場所に施設を移動できるように、海上プラットフォームまたは船舶（浮遊式ＬＮＧまたはＦＬＮＧとして一般に言及される）上に液化プラントを設営することである。デッキスペースは、これらの両方に対して価格が非常に高く、なぜなら、それは、デッキスペースの各増分が非常に多くの量の支持構造（及びＦＬＮＧの場合は船体体積）を必要とするからである。結果として、投資費用を最小化し、それによって、経済的に生成することができる遠隔地におけるガス貯留層の数を最大化するために、各処理ステップの「設置面積（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）」を最小限とすることが大いに重要視される。

本明細書で企図されるものなどの遠隔地については、別個の生成物としてメタンよりも重い種々の炭化水素を回収することは、結果として得られる炭化水素生成物ストリームを運搬し販売する手段が通常はないために、概して経済的に実行可能ではない。代わりに、可能な限り広い範囲内で、これらのより重質な炭化水素は、メタンと共に液化され、ＬＮＧ生成物の一部として販売される。しかしながら、ある程度のより重質な炭化水素の除去は天然ガスを液化する前に求められる場合が多く、これはそれが続いてＬＮＧ受け入れターミナルから分配されるときに、通常は、再気化ガスの発熱量に限界があるためである。加えて、Ｃ_５またはＣ_６より重質な炭化水素（特に芳香族炭化水素）は概して、これらのより重質な炭化水素の凍結によって起こる液化プラント内部での詰まりを避けるために、液化ステップの上流で除去される必要がある。これらの理由から、天然ガスを液化する前にこれらの炭化水素を除去するための処理ステップ（「重質残分除去」）を含むことが典型的である。

これらのより重質な炭化水素を分離するために利用可能な処理としては、ガスの冷却及び冷凍、油吸収、ならびに冷凍された油吸収に基づくものが挙げられる。更に、極低温処理が、処理されているガスから熱を同時に膨張させて抽出しながら電力を生成する経済的な設備の可用性のために普及している。ガス源の圧力、ガスの豊富度（エタン、エチレン、及びより重質な炭化水素の含有物）、ならびに所望の最終生成物に応じて、これらの処理のそれぞれまたはそれらの組み合わせが、利用され得る。

現在、極低温膨張処理は、一般に、天然ガスからの重炭化水素の除去に好適であり、それは、スタートアップの容易さ、操作上の柔軟性、良好な効率、安全性、及び良好な信頼性と共に、最大限の単純性を提供するからである。米国特許第３，２９２，３８０号、同第４，０６１，４８１号、同第４，１４０，５０４号、同第４，１５７，９０４号、同第４，１７１，９６４号、同第４，１８５，９７８号、同第４，２５１，２４９号、同第４，２７８，４５７号、同第４，５１９，８２４号、同第４，６１７，０３９号、同第４，６８７，４９９号、同第４，６８９，０６３号、同第４，６９０，７０２号、同第４，８５４，９５５号、同第４，８６９，７４０号、同第４，８８９，５４５号、同第５，２７５，００５号、同第５，５５５，７４８号、同第５，５６６，５５４号、同第５，５６８，７３７号、同第５，７７１，７１２号、同第５，７９９，５０７号、同第５，８８１，５６９号、同第５，８９０，３７８号、同第５，９８３，６６４号、同第６，１８２，４６９号、同第６，５７８，３７９号、同第６，７１２，８８０号、同第６，７４２，３５８号、同第６，９１５，６６２号、同第６，９４５，０７５号、同第７，０１０，９３７号、同第７，１９１，６１７号、同第７，２０４，１００号、同第７，２１０，３１１号、同第７，２１９，５１３号、同第７，５６５，８１５号、同第８，５９０，３４０号、再発行米国特許第３３，４０８号、ならびに同時継続出願第１１／４３０，４１２号、同第１１／８３９，６９３号、同第１２／２０６，２３０号、同第１２／４８７，０７８号、同第１２／６８９，６１６号、同第１２／７１７，３９４号、同第１２／７５０，８６２号、同第１２／７７２，４７２号、同第１２／７８１，２５９号、同第１２／８６８，９９３号、同第１２／８６９，００７号、同第１２／８６９，１３９号、同第１２／９７９，５６３号、同第１３／０４８，３１５号、同第１３／０５１，６８２号、同第１３／０５２，３４８号、同第１３／０５２，５７５号、及び同第１３／０５３，７９２号は、関連するプロセスを記載する（しかし、一部の場合における本発明の記載は、引用した米国特許及び同時継続出願に記載されているものとは異なる処理条件に基づく）。

米国特許第３，２９２，３８０号 米国特許第４，０６１，４８１号 米国特許第４，１４０，５０４号 米国特許第４，１５７，９０４号 米国特許第４，１７１，９６４号 米国特許第４，１８５，９７８号 米国特許第４，２５１，２４９号 米国特許第４，２７８，４５７号 米国特許第４，５１９，８２４号 米国特許第４，６１７，０３９号 米国特許第４，６８７，４９９号 米国特許第４，６８９，０６３号 米国特許第４，６９０，７０２号 米国特許第４，８５４，９５５号 米国特許第４，８６９，７４０号 米国特許第４，８８９，５４５号 米国特許第５，２７５，００５号 米国特許第５，５５５，７４８号 米国特許第５，５６６，５５４号 米国特許第５，５６８，７３７号 米国特許第５，７７１，７１２号 米国特許第５，７９９，５０７号 米国特許第５，８８１，５６９号 米国特許第５，８９０，３７８号 米国特許第５，９８３，６６４号 米国特許第６，１８２，４６９号 米国特許第６，５７８，３７９号 米国特許第６，７１２，８８０号 米国特許第６，７４２，３５８号 米国特許第６，９１５，６６２号 米国特許第６，９４５，０７５号 米国特許第７，０１０，９３７号 米国特許第７，１９１，６１７号 米国特許第７，２０４，１００号 米国特許第７，２１０，３１１号 米国特許第７，２１９，５１３号 米国特許第７，５６５，８１５号 米国特許第８，５９０，３４０号 米国再発行特許第３３，４０８号、 米国出願第１１／４３０，４１２号 米国出願第１１／８３９，６９３号 米国出願第１２／２０６，２３０号 米国出願第１２／４８７，０７８号 米国出願第１２／６８９，６１６号 米国出願第１２／７１７，３９４号 米国出願第１２／７５０，８６２号 米国出願第１２／７７２，４７２号 米国出願第１２／７８１，２５９号 米国出願第１２／８６８，９９３号 米国出願第１２／８６９，００７号 米国出願第１２／８６９，１３９号 米国出願第１２／９７９，５６３号 米国出願第１３／０４８，３１５号 米国出願第１３／０５１，６８２号 米国出願第１３／０５２，３４８号 米国出願第１３／０５２，５７５号 米国出願第１３／０５３，７９２号

本発明は、これまで個別の設備機器であったものを共通の筐体に組み合わせて、それによって、追加の区画空間要件、プラントの資本費用、及び（より重要なことに）関連するプラットフォームまたは船舶の資本費用を削減するという、より重質な炭化水素成分を天然ガスから除去する新規の手段である。加えて、より小型の配列が、併せて、伝統的なプラント設計において個別の設備機器を相互接続するために使用される配管の多くを排除し、資本費用を更に削減し、関連するフランジ配管接続も排除する。配管フランジは、（温室効果ガスに寄与すると共に、大気オゾン形成に対する前駆体でもあり得る、揮発性有機化合物、ＶＯＣである）炭化水素についての潜在的な漏出源であるので、これらのフランジの排除は、環境にダメージを与え得る大気中の放出の可能性を削減する。

本発明をより良く理解するために、以下の実施例及び図面を参照する。図面を参照する。

天然ガス液化プラントのための先行技術による重質残分除去処理のフロー図である。 天然ガス液化プラントのための先行技術による重質残分除去処理のフロー図である。 本発明に従う天然ガス液化プラントのための重質残分除去プラントのフロー図である。 天然ガスストリームからの重質残分除去に対する本発明の適用の代替手段を例示するフロー図である。 天然ガスストリームからの重質残分除去に対する本発明の適用の代替手段を例示するフロー図である。 天然ガスストリームからの重質残分除去に対する本発明の適用の代替手段を例示するフロー図である。

上記図面の以下の説明において、表が提供され、代表的な処理条件について計算された流量を要約する。本明細書に現れる表において、（時間当たりのモルでの）流量についての値は、便宜上、最も近い整数に四捨五入されている。表に示されるストリーム全体の割合は全ての非炭化水素成分を含むため、概して、炭化水素成分についてのストリームの流量の合計よりも大きい。示された温度は、最も近い度数に四捨五入された概算値である。また、図面に描出される処理を比較する目的のために行われた処理設計計算は、周囲から処理への（または処理から周囲への）熱漏出がないという仮定に基づくことにも留意されたい。市販されている絶縁材料の質は、これを非常に妥当な仮定及び当業者によって典型的に作製されるものにする。

便宜上、処理パラメータは、従来の英単位と国際単位系（ＳＩ）との両方で報告される。表に与えられたモル流量は、１時間当たりのポンドモルまたは１時間当たりのキログラムモルとして解釈され得る。馬力（ＨＰ）及び／または１時間当たりの１０００英熱量単位（ＭＢＴＵ／時）として報告されたエネルギー消費は、１時間当たりのポンドモルにおける規定のモル流量に対応する。キロワット（ｋＷ）として報告されたエネルギー消費は、１時間当たりのキログラムモルにおける規定のモル流量に対応する。

（先行技術の説明）
図１は、先行技術による処理を使用して天然ガスストリームからより重質な炭化水素成分を除去するための処理プラントの設計を示す処理フロー図である。処理のこのシミュレーションにおいて、入口ガスは、ストリーム３１として６０°Ｆ（１５℃）及び９９５ｐｓｉａ（６，８５８ｋＰａ（ａ））でプラントに入る。入口ガスが、生成物ストリームが仕様を満たすことを妨げ得る濃度の硫黄化合物を含有する場合、硫黄化合物が、供給ガス（図示せず）の適切な前処理によって除去される。加えて、供給ストリームは、通常、極低温条件下での水和物（氷）形成を防ぐために脱水される。固体乾燥剤が、典型的に、この目的のために使用されている。

供給ストリーム３１は、２つの部分である、ストリーム３２及び３３に分割される。ストリーム３２は、冷たい残留ガスストリーム３７との熱交換によって熱交換器１０において冷却され、同時に、ストリーム３３は、フラッシュ膨張された液体（ストリーム３５ａ）との熱交換によって熱交換器１１において冷却される。ストリーム３２ａ及び３３ａは再度組み合わされてストリーム３１ａを形成し、このストリームは４°Ｆ（−１６℃）及び９８０ｐｓｉａ（６，７５５ｋＰａ（ａ））で分離器１２に入り、ここで、蒸気（ストリーム３４）は、凝縮された液体（ストリーム３５）から分離される。

分離器１２からの蒸気（ストリーム３４）は仕事膨張マシン１３に入り、それにおいて、機械的エネルギーが高圧供給のこの部分から抽出される。マシン１３は、蒸気を実質的に等エントロピー的に分留塔１６の動作圧力（約４７０ｐｓｉａ（３，２３８ｋＰａ（ａ）））まで膨張させて、仕事膨張が、膨張されたストリーム３４ａを約−５９°Ｆ（−５１℃）の温度まで冷却する。典型的な市販されている膨張器は、理想的な等エントロピー的膨張において理論的に利用可能な仕事量の約８０〜８５％を回収することができる。回収された仕事量は、例えば、加熱された残留ガスストリーム（ストリーム３７ａ）を再圧縮するために使用され得る遠心式圧縮機（機器１４など）を駆動するために使用される場合が多い。部分的に凝縮され膨張されたストリーム３４ａは、その後、上部中間カラム供給点にて分留塔１６への供給物として供給される。分離器液体（ストリーム３５）は、膨張弁１５によって分留塔１６の動作圧力をわずかに上回るまで膨張され、次に、ストリーム３５ｂが下部中間カラム供給点にて分留塔１６に供給される前に、前述のように、熱交換器１１において−１７°Ｆ（−２７℃）から５４°Ｆ（１２℃）まで加熱される。

分留塔１６は、複数の垂直に離間されたトレイ、１つ以上の充填床、またはトレイ及び充填材のある組み合わせを含む従来の蒸留カラムである。多くの場合にそうであるように、分留塔は、２つの区分である、上部精留区分１６ａ及び下部揮散区分１６ｂからなってもよい。上部精留区分１６ａは、トレイ及び／または充填材を含んでおり、より重質な炭化水素成分を蒸気から除去するために、下部蒸留または揮散区分１６ｂから上昇する蒸気と液体ストリーム（還流）との間の必要な接触を提供する。下部の揮散区分１６ｂも、トレイ及び／または充填材を含んでおり、下向きに落下する液体と上向きに上昇する蒸気との間に必要な接触を提供する。揮散区分１６ｂはまた、少なくとも１つの再沸器（再沸器１７など）を含み、これは、カラムの下に流れる液体の一部分を加熱して蒸発させて、揮散蒸気を提供し、この揮散蒸気が、カラムの上方へ流れて、より軽質な炭化水素成分の液体生成物であるストリーム３９を揮発させることにより、天然ガス供給ストリーム（ストリーム３１）中にあったより重質な炭化水素成分のみを含有するようになり、その際、それは、３５８°Ｆ（１８１℃）で塔の底部を出る。

カラム頂蒸気（ストリーム３６）は、−６°Ｆ（−２１℃）で塔１６の最上部から引き出され、−１８°Ｆ（−２８℃）に冷却され、冷却剤を使用して熱交換器１８中で部分的に凝縮される（ストリーム３６ａ）。還流分離器１９における動作圧力は、塔１６の動作圧力をわずかに下回って維持される。このことが、頂部蒸気ストリーム３６が、還流凝縮器１８、そしてそこから還流分離器１９を通して流れるようにする駆動力を提供し、ここで、凝縮された液体（ストリーム３８）は、凝縮されていない蒸気（ストリーム３７）から分離される。還流分離器１９からの液体ストリーム３８は、還流ポンプ２０によって塔１６の動作圧力をわずかに上回る圧力まで膨らまされ、次にストリーム３８ａが、冷たい最上カラム供給物（還流）として塔１６に供給される。この冷たい液体還流は、塔１６の精留区分１６ａにおいて上昇する蒸気中のより重質な炭化水素成分を吸収及び凝縮する。残留ガス（蒸気ストリーム３７）は、熱交換器１０中を、入ってくる供給ガスに対して向流的に通過し、この熱交換器１０において、残留ガスが前述のように冷却を提供するときに、残留ガスは５５°Ｆ（１３℃）に加熱される。残留ガスは、次に、２つの段階である、膨張マシン１３によって駆動される圧縮機１４及び補助電源によって駆動される圧縮機２１において、再圧縮される。（図１の処理では、圧縮機２１は、２つの圧縮段階からなり、段階間で中間冷却を伴う。）ストリーム３７ｃが排出冷却器２２中で冷却された後、残留ガス生成物（ストリーム３７ｄ）は、１６０３ｐｓｉａ（１１，０５０ｋＰａ（ａ））で販売ガスパイプラインまたは液化プラントへと流れる。

図１に例示された処理についてのストリーム流量及びエネルギー消費の概要が、以下の表に規定される。

図２は、別の先行技術による処理を使用して天然ガスストリームからより重質な炭化水素成分を除去するための処理プラントの設計を示す処理フロー図である。図２の処理は、図１について前述したものと同じ供給ガス組成及び条件に適用されている。

処理のこのシミュレーションでは、入口ガスが、ストリーム３１として６０°Ｆ（１５℃）及び９９５ｐｓｉａ（６，８５８ｋＰａ（ａ））でプラントに入り、仕事膨張マシン１３に直接流れ、この中で機械的エネルギーが高圧供給から抽出される。マシン１３が、蒸気を実質的に等エントロピー的に分留塔１６の動作圧力（約３５５ｐｓｉａ（２，４４６ｋＰａ（ａ）））まで膨張させて、仕事膨張が、膨張されたストリーム３１ａを約−３４°Ｆ（−３７℃）の温度まで、それが供給物として中間カラム供給点にて分留塔１６に供給される前に、冷却する。

液体生成物ストリーム３９は、より軽質な炭化水素成分が揮散され、３２０°Ｆ（１６０℃）で塔１６の底部を出る。カラム頂蒸気（ストリーム３６）は、−８°Ｆ（−２２℃）で塔１６の最上部から引き出され、−２４°Ｆ（−３１℃）に冷却され、冷却剤を使用して熱交換器１８中で部分的に凝縮され（ストリーム３６ａ）、凝縮された液体（ストリーム３８）は、還流分離器１９中で凝縮されていない蒸気（ストリーム３７）から分離される。液体ストリーム３８は、還流ポンプ２０によって塔１６の動作圧力をわずかに上回る圧力まで膨らまされ、次にストリーム３８ａが、冷たい最上カラム供給物（還流）として塔１６に供給される。残留ガス（蒸気ストリーム３７）は、２つの段階である、膨張マシン１３によって駆動される圧縮機１４及び補助電源によって駆動される圧縮機２１において、再圧縮される。（図２の処理では、圧縮機２１は、２つの圧縮段階からなり、段階間では中間冷却を伴う。）ストリーム３７ｂが排出冷却器２２中で冷却された後、残留ガス生成物（ストリーム３７ｃ）は、１６０３ｐｓｉａ（１１，０５０ｋＰａ（ａ））で販売ガスパイプラインまたは液化プラントへと流れる。

図２に例示された処理についての流れの流量及びエネルギー消費の概要が、以下の表に規定される。

実施例１
図３は、本発明に従う処理のフロー図を例示する。図３に提示された処理において考えられる供給ガス組成及び条件は、図１におけるものと同じである。従って、図３の処理は、本発明の利点を例示するために図１の処理のものと比較され得る。

図３に例示される処理では、入口ガスは、ストリーム３１として６０°Ｆ（１５℃）及び９９５ｐｓｉａ（６，８５８ｋＰａ（ａ））でプラントに入り、処理アセンブリ１１６内部の供給物冷却区分１１６ａにおける熱交換手段へと方向付けられる。この熱交換手段は、フィン及びチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、ろう付けされたアルミニウム式熱交換器、または他の種類の熱移動デバイスからなってもよく、マルチパス及び／またはマルチサービス熱交換器を含む。熱交換手段は、熱交換手段の１つのパスを通して流れるストリーム３１と、フラッシュ膨張された分離器液体（ストリーム３５ａ）及び処理アセンブリ１１６内部の凝縮区分１１６ｂからの残留ガスストリームとの間の熱交換を提供するように構成される。ストリーム３１は、フラッシュ膨張された分離器液体及び残留ガスストリームを加熱すると同時に冷却される。

分離器区分１１６ｅがそれを揮散区分１１６ｄから分割する内部ヘッドまたは他の手段を有することで、処理アセンブリ１１６内部の２つの区分は、異なる圧力で動作することができるようになる。冷却されたストリーム３１ａは、４°Ｆ（−１６℃）及び９８０ｐｓｉａ（６，７５５ｋＰａ（ａ））で分離区分１１６ｅに入り、ここで、いずれの凝縮された液体（ストリーム３５）も蒸気（ストリーム３４）から分離される。ストリーム３５は、分離器区分１１６ｅを出て、膨張弁１５によって、処理アセンブリ１１６内部の揮散区分１１６ｄの動作圧力（４７０ｐｓｉａ（３，２３８ｋＰａ（ａ）））をわずかに上回るまで膨張され、ストリーム３５ａを−１７°Ｆ（−２７℃）まで冷却する。ストリーム３５ａは、供給物冷却区分１１６ａにおける熱交換手段に入り、前述のように供給ガスに冷却を供給し、ストリーム３５ｂを、それが処理アセンブリ１１６の揮散区分１１６ｄ内部の物質移動手段の下に入る前に、５４°Ｆ（１２℃）に加熱する。

分離区分１１６ｅからの蒸気（ストリーム３４）は仕事膨張マシン１３に入り、それにおいて、機械的エネルギーが高圧供給のこの部分から抽出される。マシン１３は、蒸気を実質的に等エントロピー的に処理アセンブリ１１６内部の精留区分１１６ｃの動作圧力まで膨張させて、仕事膨張が、膨張されたストリーム３４ａを約−５９°Ｆ（−５１℃）まで冷却する。部分的に凝縮され膨張されたストリーム３４ａは、その後、精留区分１１６ｃ内部の吸収手段と処理アセンブリ１１６の揮散区分１１６ｄ内部の物質移動手段との間に供給物として供給される。

熱及び物質移動手段は、揮散区分１１６ｄ内部の物質移動手段の下に位置する。熱及び物質移動手段は、フィン及びチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、ろう付けされたアルミニウム式熱交換器、または他の種類の熱移動デバイスからなり得、マルチパス及び／またはマルチサービス熱交換器を含む。熱及び物質移動手段が、熱及び物質移動手段の１つのパスを通して流れる加熱媒体と、物質移動手段の下部領域から下向きに流れる蒸留液体ストリームとの間の熱交換を提供するように構成されることによって、蒸留液体ストリームが加熱されるようになる。蒸留液体ストリームが加熱される際、それの一部分が蒸発して、物質移動手段へと上向きに上昇する揮散蒸気を形成し、その最中、残留している液体は、熱及び物質移動手段を通して下向きに流れ続ける。熱及び物質移動手段は、揮散蒸気と蒸留液体ストリームとの間に連続接触を提供することにより、それがまた蒸気相と液相との間に物質移動を提供するように機能して、より軽質な炭化水素成分の液体生成物ストリーム３９を揮散させる。熱及び物質移動手段において生成された揮散蒸気は、揮散区分１１６ｄにおける物質移動手段へと上向きに続いて、処理アセンブリ１１６の上部から下向きに流れる液体においてより軽質な炭化水素成分の部分的な揮散を提供する。

別の熱及び物質移動手段は、処理アセンブリ１１６の精留区分１１６ｃ内部の吸収手段の上、凝縮区分１１６ｂ内部に位置する。この熱及び物質移動手段はまた、フィン及びチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、ろう付けされたアルミニウム式熱交換器、または他の種類の熱移動デバイスからなり得、マルチパス及び／またはマルチサービス熱交換器を含む。熱及び物質移動手段は、熱及び物質移動手段の１つのパスを通して流れる冷却剤ストリームと、もう１つのパスを通して上向きに流れる吸収手段の上部領域から上昇する蒸留蒸気ストリームとの間の熱交換を提供するように構成されることにより、蒸留蒸気ストリームが冷却剤によって冷却される。蒸留蒸気ストリームが冷却される際、それの一部分が凝縮され、下向きに落下する一方で、残留している蒸留蒸気ストリームは、熱及び物質移動手段を通して上向きに流れ続ける。熱及び物質移動手段は、凝縮された液体と蒸留蒸気ストリームとの間に連続接触を提供することにより、それがまた、蒸気相と液相との間に物質移動を提供するように機能して、それによって、蒸留蒸気ストリームからより重質な炭化水素成分を吸収し、それを精留する。凝縮された液体は、熱及び物質移動手段の底部から収集され、精留区分１１６ｃ内部の吸収手段の上部領域へと方向付けられて、処理アセンブリ１１６の下部から上向きに流れる蒸気においてより重質な炭化水素成分の部分的な精留を提供する。

精留区分１１６ｃ内部の吸収手段及び揮散区分１１６ｄ内部の物質移動手段は各々、複数の垂直に離間されたトレイ、１つ以上の充填床、またはトレイ及び充填材のある組み合わせからなる。精留区分１１６ｃ及び揮散区分１１６ｄにおけるトレイ及び／または充填材は、上向きに上昇する蒸気と下向きに落下する液体との間の必要な接触を提供する。膨張されたストリーム３４ａの液体部分は精留区分１１６ｃから下向きに落下する液体と混ざり合い、組み合わされた液体は揮散区分１１６ｄ中へと下向きに続き、これが、これらの液体からより軽質な炭化水素成分を蒸発させ揮散させる。揮散区分１１６ｄから上昇する蒸気は、膨張されたストリーム３４ａの蒸気部分と組み合わされ、精留区分１１６ｃを通して上向きに上昇して、下向きに落下する冷たい液体と接触させられて、これらの蒸気からより重質な炭化水素成分を凝縮させ吸収する。

処理アセンブリ１１６内部の揮散区分１１６ｄにおいて熱及び物質移動手段から下流に流れる蒸留液は、より軽質な炭化水素成分が揮散されていることにより、天然ガス供給ストリーム（ストリーム３１）中にあった、より重質な炭化水素成分のみを含有するようになり、その際、それは、ストリーム３９として揮散区分１１６ｄの下部領域を出て、３５６°Ｆ（１８０℃）で処理アセンブリ１１６を離れる。凝縮区分１１６ｂから上昇する蒸留蒸気ストリームは、前述のようにストリーム３１に冷却を提供する供給物冷却区分１１６ａにおいて加熱され、その際、残留ガスストリーム３７は５５°Ｆ（１３℃）で処理アセンブリ１１６を離れる。残留ガスは、次に、２つの段階である、膨張マシン１３によって駆動される圧縮機１４及び補助電源によって駆動される圧縮機２１において、再圧縮される。（本実施例では、圧縮機２１は、２つの圧縮段階からなり、段階間で中間冷却を伴う。）排出冷却器２２中での冷却の後、残留ガスストリーム３７ｃは、１６０３ｐｓｉａ（１１，０５０ｋＰａ（ａ））で販売ガスパイプラインまたは液化プラントへと流れる。

図３に例示された処理についての流れの流量及びエネルギー消費の概要が、以下の表に規定される。

表Ｉと表ＩＩＩとの比較は、先行技術と比較して、本発明の小型処理アセンブリが、わずかに少ない電力を使用して本質的に同じブタン回収及びペンタン＋回収を維持することを示す。しかしながら、本発明は、図１の先行技術と比べて少なくとも２つの利点をもたらす。第１に、本発明の処理アセンブリ１１６の小型配列は、図１の先行技術における８個の個々の設備機器（熱交換器１０及び１１、分離器１２、分留塔１６、再沸器１７、還流凝縮器１８、還流分離器１９、ならびに還流ポンプ２０）を、単一の設備機器（本発明の図３における処理アセンブリ１１６）で代置する。このことは、処理プラントの「設置面積」を減少させ、相互接続配管を排除することで、処理プラント自体の資本費用、及び（より重要なことに）それが設営されるプラットフォームまたは船舶の資本費用を削減する。第２に、相互接続配管の排除は、本発明を使用する処理プラントが、先行技術と比較してはるかに少ないフランジ接続を有することを意味しており、これによりプラントにおける潜在的な漏出源の数を減少させる。炭化水素は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）であり、それらのうちのいくつかは温室効果ガスとして分類され、またそれらのうちのいくつかが大気オゾン形成に対する前駆体であり得、このことは、本発明が、環境にダメージを与え得る大気放出の可能性を減少させることを意味する。
実施例２

本発明はまた、図４に例示されるように、供給ガスを、まずそれを冷却することなく膨張させることが好都合である状況のときに、利点をもたらす。図４に提示された処理において考えられる供給ガス組成及び条件は、図２におけるものと同じである。従って、図４の処理は、本発明の利点を更に例示するために図２の処理のものと比較され得る。

図４に例示される処理では、入口ガスは、ストリーム３１として６０°Ｆ（１５℃）及び９９５ｐｓｉａ（６，８５８ｋＰａ（ａ））でプラントに入り、ストリーム３４として仕事膨張マシン１３へと方向付けられる。機械的エネルギーは、高圧供給から抽出され、そのとき、マシン１３は、蒸気を実質的に等エントロピー的に処理アセンブリ１１６内部の精留区分１１６ｃの動作圧力（３５５ｐｓｉａ（２，４４６ｋＰａ（ａ）））まで膨張させて、仕事膨張が、膨張されたストリーム３４ａを−３４°Ｆ（−３７℃）まで冷却する。部分的に凝縮され膨張されたストリーム３４ａは、その後、精留区分１１６ｃ内部の吸収手段と処理アセンブリ１１６の揮散区分１１６ｄ内部の物質移動手段との間に供給物として供給される。

熱及び物質移動手段は、揮散区分１１６ｄ内部の物質移動手段の下に位置する。熱及び物質移動手段が、熱及び物質移動手段の１つのパスを通して流れる加熱媒体と、物質移動手段の下部領域から下向きに流れる蒸留液体ストリームとの間の熱交換を提供するように構成されることによって、蒸留液体ストリームが加熱されるようになる。蒸留液体ストリームが加熱される際、それの一部分が蒸発して、物質移動手段へと上向きに上昇する揮散蒸気を形成し、その最中、残留している液体は、熱及び物質移動手段を通して下向きに流れ続ける。熱及び物質移動手段は、揮散蒸気と蒸留液体ストリームとの間に連続接触を提供することにより、それがまた蒸気相と液相との間に物質移動を提供するように機能して、より軽質な炭化水素成分の液体生成物ストリーム３９を揮散させる。熱及び物質移動手段において生成された揮散蒸気は、揮散区分１１６ｄにおける物質移動手段へと上向きに続いて、処理アセンブリ１１６の上部から下向きに流れる液体においてより軽質な炭化水素成分の部分的な揮散を提供する。

別の熱及び物質移動手段は、処理アセンブリ１１６の精留区分１１６ｃ内部の吸収手段の上、凝縮区分１１６ｂ内部に位置する。熱及び物質移動手段は、熱及び物質移動手段の１つのパスを通して流れる冷却剤ストリームと、もう１つのパスを通して上向きに流れる吸収手段の上部領域から上昇する蒸留蒸気ストリームとの間の熱交換を提供するように構成されることにより、蒸留蒸気ストリームが冷却剤によって冷却される。蒸留蒸気ストリームが冷却される際、それの一部分が凝縮され、下向きに落下する一方で、残留している蒸留蒸気ストリームは、熱及び物質移動手段を通して上向きに流れ続ける。熱及び物質移動手段は、凝縮された液体と蒸留蒸気ストリームとの間に連続接触を提供することにより、それがまた、蒸気相と液相との間に物質移動を提供するように機能して、それによって、蒸留蒸気ストリームからより重質な炭化水素成分を吸収し、それを精留する。凝縮された液体は、熱及び物質移動手段の底部から収集され、精留区分１１６ｃ内部の吸収手段の上部領域へと方向付けられて、処理アセンブリ１１６の下部から上向きに流れる蒸気においてより重質な炭化水素成分の部分的な精留を提供する。

処理アセンブリ１１６内部の揮散区分１１６ｄにおいて熱及び物質移動手段から下流に流れる蒸留液は、より軽質な炭化水素成分が揮散されていることにより、天然ガス供給ストリーム（ストリーム３１）中にあったより重質な炭化水素成分のみを含有するようになり、その際、それは、ストリーム３９として揮散区分１１６ｄの下部領域を出て、３１８°Ｆ（１５９℃）で処理アセンブリ１１６を離れる。凝縮区分１１６ｂから上昇する蒸留蒸気ストリームは残留ガスストリーム３７であり、これは−２５°Ｆ（−３２℃）で処理アセンブリ１１６を離れる。残留ガスは、２つの段階である、膨張マシン１３によって駆動される圧縮機１４及び補助電源によって駆動される圧縮機２１において、再圧縮される。（本実施例では、圧縮機２１は、２つの圧縮段階からなり、段階間で中間冷却を伴う。）排出冷却器２２中での冷却の後、残留ガスストリーム３７ｄは、１６０３ｐｓｉａ（１１，０５０ｋＰａ（ａ））で販売ガスパイプラインまたは液化プラントへと流れる。

図４において例示された処理についての流れの流量及びエネルギー消費の概要が、以下の表に規定される。

表ＩＩと表ＩＶとの比較は、先行技術と比較して、本発明の小型処理アセンブリが、わずかに少ない電力を使用して本質的に同じブタン回収及びペンタン＋回収を維持することを示す。しかしながら、本発明は、図２の先行技術と比べて少なくとも２つの利点をもたらす。第１に、本発明の処理アセンブリ１１６の小型配列は、図２の先行技術における５個の個々の設備機器（分留塔１６、再沸器１７、還流凝縮器１８、還流分離器１９、及び還流ポンプ２０）を、単一の設備機器（本発明の図４における処理アセンブリ１１６）で代置する。このことは、処理プラントの「設置面積」を減少させ、相互接続配管を排除することで、処理プラント自体の資本費用、及び（より重要なことに）それが設営されるプラットフォームまたは船舶の資本費用を削減する。第２に、相互接続配管の排除は、本発明を使用する処理プラントが、先行技術と比較してはるかに少ないフランジ接続を有することを意味しており、これによりプラントにおける潜在的な漏出源の数を減少させる。炭化水素は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）であり、それらのうちのいくつかは温室効果ガスとして分類され、またそれらのうちのいくつかが大気オゾン形成に対する前駆体であり得、このことは、本発明が、環境にダメージを与え得る大気放出の可能性を減少させることを意味する。
他の実施形態

いくつかの状況では、処理アセンブリ１１６の高さを減少させるために、供給物冷却区分１１６ａを処理アセンブリ１１６から排除することが好都合であり得る。図４及び６に示すように、かかる場合においては、熱交換器１０を使用して、供給ガス（ストリーム３１）の冷却を提供することができる。他の状況では、供給ガスを全く冷却しないことで、ストリーム３４がより温かく、膨張マシン１３におけるその仕事膨張が圧縮機１４のためにより大きい電力を生成するようにすることが有利であり得る。かかる状況では、図４及び６における熱交換器１０は必要でなくてもよい。

いくつかの状況では、分離器区分１１６ｅを処理アセンブリ１１６中に含めるよりも、外部分離器容器を使用して、冷却された供給ストリーム３１ａを分離することが有利であり得る。図４及び５に示すように、分離器１２を使用して、冷却された供給ストリーム３１ａを蒸気ストリーム３４と液体ストリーム３５とに分離することができる。

供給ガス中のより重質な炭化水素の量及び供給ガス圧に応じて、図３及び６における分離器区分１１６ｅまたは図４及び５における分離器１２に入る冷却された供給ストリーム３１ａは、いかなる液体も含有しなくてもよい（これは、その露点を上回るため、またはそのクリコンデンバールを上回るためである）。かかる場合においては、ストリーム３５中に液体は存在しない（破線で示される通り）。かかる状況では、処理アセンブリ１１６中の分離器区分１１６ｅ（図３及び６）または分離器１２（図４及び５）は、必要でなくてもよい。

供給ガス条件、プラントサイズ、利用可能な設備、または他の因子は、仕事膨張マシン１３の排除または代替的な膨張デバイス（膨張弁など）による代置が適していることを示し得る。個別のストリーム膨張が特定の膨張デバイスにおいて描出されるが、必要に応じて代替的な膨張手段が採用されてもよい。例えば、条件は、分離器液体（ストリーム３５）の仕事膨張を正当化する。

本発明に従い、濃い入口ガスの場合には特に、蒸留蒸気及び分離器液体ストリームから入口ガスに利用可能な冷却を補完するための外部冷凍の使用が採用されてもよい。かかる場合においては、熱及び物質移動手段は、図３及び６に破線で示されるように、分離器区分１１６ｅ（または、冷却された供給ストリーム３１ａが液体を含有しない場合には、収集手段）中に含まれてもよく、あるいは熱及び物質移動手段は、図４及び５に破線で示されるように、分離器１２中に含まれてもよい。この熱及び物質移動手段は、フィン及びチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、ろう付けされたアルミニウム式熱交換器、または他の種類の熱移動デバイスからなり得、マルチパス及び／またはマルチサービス熱交換器を含む。熱及び物質移動手段は、熱及び物質移動手段の１つのパスを通して流れる冷却剤ストリーム（例えばプロパン）と、上向きに流れるストリーム３１ａの蒸気部分との間の熱交換を提供するように構成されることにより、冷却剤が蒸気を更に冷却し、追加の液体を凝縮させ、それが、下向きに落下してストリーム３５において除去される液体の部分となる。あるいは、従来のガス冷凍機を使用して、ストリーム３１ａが分離器区分１１６ｅ（図３及び６）または分離器１２（図４及び５）に入る前に、冷却剤を用いてストリーム３１ａを冷却し得る。

供給物冷却区分１１６ａにおける熱交換手段のために選択される熱移動デバイスの種類、及び凝縮区分１１６ｂにおける熱及び物質移動手段のために選択される熱及び物質移動デバイスの種類に応じて、これらを、単一のマルチパス及び／またはマルチサービス熱及び物質移動デバイス中で組み合わせることが可能である。かかる場合においては、マルチパス及び／またはマルチサービス熱及び物質移動デバイスは、所望の冷却及び加熱を達成するために、ストリーム３１／３１ａ、ストリーム３５ａ／３５ｂ、及び蒸留蒸気ストリームを、分配、隔離、及び収集するための適切な手段を含むことになる。

本発明の好ましい実施形態であると考えられるものを記載したが、当業者は、例えば、本発明を、種々の条件、供給物の種類、または他の要件に適合させるために、以下の特許請求の範囲によって定義される通りの本発明の趣旨から逸脱することなく、それらに他の改変及び更なる改変を行ってもよいことを認識するであろう。

Claims (18)

1. メタン、Ｃ_２成分、Ｃ_３成分、Ｃ_４成分、Ｃ_５成分、及びより重質な炭化水素成分を含有するガスストリームを、揮発性残留ガス留分と、前記Ｃ_５成分及びより重質な炭化水素成分の大部分を含有する揮発性が比較的低い留分とに分離するための方法であって、
   （１）前記ガスストリームが、より低い圧力まで膨張され、
   （２）前記膨張されたガスストリームが、処理アセンブリ内に収容された吸収手段と物質移動手段との間に供給物として供給され、前記吸収手段が、前記物質移動手段の上に位置し、
   （３）第１の蒸留蒸気ストリームが、前記吸収手段の上部領域から収集され、前記処理アセンブリ内に収容された第１の熱及び物質移動手段において冷却されて、前記第１の蒸留蒸気ストリームから前記揮発性が低い成分を同時に凝縮させ、それによって、凝縮されたストリーム及び第２の蒸留蒸気ストリームを形成し、その際に、前記第２の蒸留蒸気ストリームが、前記揮発性残留ガス留分として、前記処理アセンブリから排出され、
   （４）前記凝縮されたストリームが、前記吸収手段に上部供給物として供給され、
   （５）蒸留液体ストリームが、前記物質移動手段の下部領域から収集され、前記処理アセンブリ内に収容された第２の熱及び物質移動手段において加熱されて、前記蒸留液体ストリームから前記揮発性が高い成分を同時に揮散させ、その際に、前記加熱され揮散された蒸留液体ストリームが、前記揮発性が比較的低い留分として、前記処理アセンブリから排出され、
   （６）制御手段が、前記第２の蒸留蒸気ストリームの温度をある温度に維持し、それによって、前記Ｃ_５成分及びより重質な炭化水素成分の大部分が、前記揮発性が比較的低い留分において回収されるように適合されている、前記方法。
2. （ａ）前記ガスストリームが冷却され、
   （ｂ）前記冷却されたガスストリームが、前記より低い圧力まで膨張され、前記吸収手段と前記物質移動手段との間に前記供給物として供給される、請求項１に記載の前記方法。
3. （ａ）前記ガスストリームが、それを部分的に凝縮させるために十分に冷却され、
   （ｂ）前記部分的に凝縮されたガスストリームが、分離手段に供給され、そこで分離されて、蒸気ストリーム及び少なくとも１つの液体ストリームを提供し、
   （ｃ）前記蒸気ストリームが、前記より低い圧力まで膨張され、前記吸収手段と前記物質移動手段との間に前記供給物として供給され、
   （ｄ）前記少なくとも１つの液体ストリームの少なくとも一部分が、前記より低い圧力まで膨張され、加熱され、その後、前記処理アセンブリへの追加供給物として前記物質移動手段の下に供給される、請求項１に記載の前記方法。
4. 前記第２の蒸留蒸気ストリームが、前記処理アセンブリ内に収容された１つ以上の熱交換手段において加熱され、それによって、ステップ（ａ）の冷却の少なくとも一部分を供給し、その後、前記揮発残留ガス留分として前記処理アセンブリから前記加熱された第２の蒸留蒸気ストリームを排出する、請求項２に記載の前記方法。
5. 前記第２の蒸留蒸気ストリームが、前記処理アセンブリ内に収容された１つ以上の熱交換手段において加熱され、それによって、ステップ（ａ）の冷却の少なくとも一部分を供給し、その後、前記揮発残留ガス留分として前記処理アセンブリから前記加熱された第２の蒸留蒸気ストリームを排出する、請求項３に記載の前記方法。
6. 前記分離手段が、前記処理アセンブリ内に収容される、請求項３または５に記載の前記方法。
7. （ａ）収集手段が、前記処理アセンブリ内に収容され、
   （ｂ）追加の熱及び物質移動手段が、前記収集手段の内部に含まれ、前記追加の熱及び物質移動手段が、外部冷凍媒体のための１つ以上のパスを含み、
   （ｃ）前記冷却されたガスストリームが、前記収集手段に供給され、前記追加の熱及び物質移動手段に方向付けられて、前記外部冷凍媒体によって更に冷却され、
   （ｄ）前記更に冷却されたガスストリームが、前記より低い圧力まで膨張され、前記吸収手段と前記物質移動手段との間に前記供給物として供給される、請求項２または４に記載の前記方法。
8. （ａ）追加の熱及び物質移動手段が、前記分離手段の内部に含まれ、前記追加の熱及び物質移動手段が、外部冷凍媒体のための１つ以上のパスを含み、
   （ｂ）前記蒸気ストリームが、前記追加の熱及び物質移動手段に方向付けられて、前記外部冷凍媒体によって冷却され、追加の凝縮物を形成し、
   （ｃ）前記追加の凝縮物が、そこで分離された前記少なくとも１つの液体ストリームの一部となる、請求項３または５に記載の前記方法。
9. （ａ）追加の熱及び物質移動手段が、前記分離手段の内部に含まれ、前記追加の熱及び物質移動手段が、外部冷凍媒体のための１つ以上のパスを含み、
   （ｂ）前記蒸気ストリームが、前記追加の熱及び物質移動手段に方向付けられて、前記外部冷凍媒体によって冷却され、追加の凝縮物を形成し、
   （ｃ）前記追加の凝縮物が、そこで分離された前記少なくとも１つの液体ストリームの一部となる、請求項６に記載の前記方法。
10. メタン、Ｃ_２成分、Ｃ_３成分、Ｃ_４成分、Ｃ_５成分、及びより重質な炭化水素成分を含有するガスストリームを、揮発性残留ガス留分と、前記Ｃ_５成分及びより重質な炭化水素成分の大部分を含有する揮発性が比較的低い留分とに分離するための装置であって、
    （１）圧力下で前記ガスストリームを受け取り、それをより低い圧力まで膨張させるように接続された膨張手段と、
    （２）前記膨張されたガスストリームを、処理アセンブリ内に収容された吸収手段と物質移動手段との間で供給物として受け取るように前記膨張手段に接続された処理アセンブリであって、前記吸収手段が、前記物質移動手段の上に位置する、前記処理アセンブリと、
    （３）前記処理アセンブリ内に収容され、前記吸収手段の上部領域からの第１の蒸留蒸気ストリームを受け取るために前記吸収手段に接続された蒸気収集手段と、
    （４）前記処理アセンブリ内に収容され、前記第１の蒸留蒸気ストリームを受け取り、それを冷却すると共に、前記第１の蒸留蒸気ストリームから前記揮発性が低い成分を同時に凝縮させ、それによって、凝縮されたストリーム及び第２の蒸留蒸気ストリームを形成し、その際に、前記第２の蒸留蒸気ストリームが、前記揮発性残留ガス留分として、前記処理アセンブリから排出されるように、前記蒸気収集手段に接続された、第１の熱及び物質移動手段と、
    （５）前記吸収手段への最上部供給物として前記凝縮されたストリームを受け取るために、前記第１の熱及び物質移動手段に更に接続された前記吸収手段と、
    （６）前記処理アセンブリ内に収容され、前記物質移動手段の下部領域から蒸留液体ストリームを受け取るために前記物質移動手段に接続された、液体収集手段と、
    （７）前記処理アセンブリ内に収容され、前記蒸留液体ストリームを受け取り、それを加熱し、それによって、前記蒸留液体ストリームから前記揮発性の高い成分を同時に揮散させ、その際に、前記加熱され揮散した蒸留液体ストリームが、前記揮発性が比較的低い留分として前記処理アセンブリから排出されるように、前記液体収集手段に接続された、第２の熱及び物質移動手段と、
    （８）前記第２の蒸留蒸気ストリームの温度をある温度に維持し、それによって、前記Ｃ_５成分及びより重質な炭化水素成分の大部分が、前記揮発性が比較的低い留分において回収されるように適合された、制御手段と、を備える、装置。
11. （ａ）１つ以上の熱交換手段が、圧力下で前記ガスストリームを受け取り、それを冷却するために接続され、
    （ｂ）前記膨張手段が、前記冷却されたガスストリームを受け取り、それを前記より低い圧力まで膨張させ、その際に、前記膨張し冷却されたガスストリームが、前記吸収手段と前記物質移動手段との間の前記供給物として前記処理アセンブリに供給されるために、前記１つ以上の熱交換手段に接続されるように適合される、請求項１０に記載の前記装置。
12. （ａ）１つ以上の熱交換手段が、圧力下で前記ガスストリームを受け取り、それを部分的に凝縮させるために十分にそれを冷却するように接続され、
    （ｂ）分離手段が、前記部分的に凝縮されたガスストリームを受け取り、それを蒸気ストリームと少なくとも１つの液体ストリームとに分離するために、前記１つ以上の熱交換手段に接続され、
    （ｃ）前記膨張手段が、前記蒸気ストリームを受け取り、それを前記より低い圧力まで膨張させ、その際に、前記膨張した蒸気ストリームが、前記吸収手段と前記物質移動手段との間の前記供給物として前記処理アセンブリに供給されるために、前記分離手段に接続されるように適合され、
    （ｄ）追加の膨張手段が、前記少なくとも１つの液体ストリームの少なくとも一部分を受け取り、それを前記より低い圧力まで膨張させ、それによって、膨張した液体ストリームを形成するために、前記分離手段に接続され、
    （ｅ）加熱手段が、前記膨張した液体ストリームを受け取り、それを加熱するために、前記追加の膨張手段に接続され、前記加熱手段が、前記加熱され膨張した液体ストリームを、前記処理アセンブリへの追加の供給物として前記物質移動手段の下に供給するために、前記処理アセンブリに更に接続される、請求項１０に記載の前記装置。
13. （ｉ）前記１つ以上の熱交換手段が、前記処理アセンブリ内に収容され、
    （ｉｉ）前記１つ以上の熱交換手段が、前記第２の蒸留蒸気ストリームを受け取り、それを加熱し、それによって、前記要素（ａ）の冷却の少なくとも一部分を供給し、その後、前記揮発性残留ガス留分として前記処理アセンブリから前記加熱された第２の蒸留蒸気ストリームを排出するために、前記第１の熱及び物質移動手段に更に接続される、請求項１１に記載の前記装置。
14. （ｉ）前記１つ以上の熱交換手段が、前記処理アセンブリ内に収容され、
    （ｉｉ）前記１つ以上の熱交換手段が、前記第２の蒸留蒸気ストリームを受け取り、それを加熱し、それによって、前記要素（ａ）の冷却の少なくとも一部分を供給し、その後、前記揮発性残留ガス留分として前記処理アセンブリから前記加熱された第２の蒸留蒸気ストリームを排出するために、前記第１の熱及び物質移動手段に更に接続される、請求項１２に記載の前記装置。
15. 前記分離手段が、前記処理アセンブリ内に収容される、請求項１２または１４に記載の前記装置。
16. （ａ）収集手段が、前記処理アセンブリ内に収容され、
    （ｂ）追加の熱及び物質移動手段が、前記収集手段の内部に含まれ、前記追加の熱及び物質移動手段が、外部冷凍媒体のための１つ以上のパスを含み、
    （ｃ）前記収集手段が、前記冷却されたガスストリームを受け取り、それを前記追加の熱及び物質移動手段に方向付けて、前記外部冷蔵媒体によって更に冷却されるために、前記１つ以上の熱交換手段に接続され、
    （ｄ）前記膨張手段が、前記更に冷却されたガスストリームを受け取り、それを前記より低い圧力まで膨張させ、その際に、前記膨張し更に冷却されたガスストリームが、前記吸収手段と前記物質移動手段との間の前記供給物として前記処理アセンブリに供給されるために、前記収集手段に接続されるように適合される、請求項１１または１３に記載の前記装置。
17. （ａ）追加の熱及び物質移動手段が、前記分離手段の内部に含まれ、前記追加の熱及び物質移動手段が、外部冷凍媒体のための１つ以上のパスを含み、
    （ｂ）前記蒸気ストリームが、前記追加の熱及び物質移動手段に方向付けられて、前記外部冷凍媒体によって冷却され、追加の凝縮物を形成し、
    （ｃ）前記追加の凝縮物が、そこで分離された前記少なくとも１つの液体ストリームの一部となる、請求項１２または１４に記載の前記装置。
18. （ａ）追加の熱及び物質移動手段が、前記分離手段の内部に含まれ、前記追加の熱及び物質移動手段が、外部冷凍媒体のための１つ以上のパスを含み、
    （ｂ）前記蒸気ストリームが、前記追加の熱及び物質移動手段に方向付けられて、前記外部冷凍媒体によって冷却され、追加の凝縮物を形成し、
    （ｃ）前記追加の凝縮物が、そこで分離された前記少なくとも１つの液体ストリームの一部となる、請求項１５に記載の前記装置。

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