JPS5817191A - 天然ガスから凝縮性炭化水素を回収する方法 - Google Patents

天然ガスから凝縮性炭化水素を回収する方法

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JPS5817191A
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チエザ−レ・フアツブリ
ジヤンフランコ・ベルリツト
ジウセツペ・ラマンテイア
ビア−ジヨ・フアイラ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、天然ガスでなるガス流から、エタンプロパン
、ブタンおよび高級同族体の如き凝縮性炭化水素を回収
するための新規な方法に係わる０さらに詳述すれば、こ
の新規な方法は、グロバ、ンおよび高級同族体の回収に
ついて非常に有効でかつ機能的である。
天然ガス性凝縮物の回収については多数の方法が知られ
ており、これらの方法のい（つかのものは、ガスを＃ｌ
！縮するに心安な低温とするために、ついでに細物を分
留するために膨張タービンを使用するものである。
本発明による方法は、各装置の特殊な配置および特殊な
フローシートを採用している点で従来の方法と異なり、
これにより、有効に熱の回収ができ−かつ分留性を改に
でき、したがって、最小の電力−で一品質の縦縞性炭化
水素を回収できる。
本発明がさらに理解されるように、図面を参照しながら
、本発明の好適なｌ具体例について述べる。
原料ガスを比較的＾い圧力でラインｌを介し【熱交換器
２に等大する。ここで１次冷却を行ない、水和物の生成
温度よりもわずかに篩い温度まで温度を低下させる。こ
の冷却はガス流の組成および圧力によって左右される。
ライン３を介して、ガスは分離器４に入る。ここで凝縮
物は気相から分に入る。この分留塔は３つの区域または
タンク２５．２９および２８により構成される。その詳
細については後述する。分離器４を出るガスは固体乾燥
の如き、ガスが比較的低い温度および低い分子艦をもつ
場合には、装置４．５．６および７は′４略でき、した
がって、この場合には、原料ガスを乾燥装置８に直接供
給できる。
乾燥されたガスは、ライン９およびｌＯを介して、それ
ぞれ第２の気体／焦線交換器１１および横形リボイラ１
２に入り、ここで冷たい残部ガスおよび分留塔の適当な
レベルで取出された冷たい液状流により、さらに冷却さ
れる。ライン９と１０との間におけるガス流の分割はコ
ントロール装置（図示せず）により行なわれる。
本発明のい（つかの変形例によれば、横形リボイ、５１
２を使用する代りに、リボイラ５０により。
または原料ガスの圧力および組成およ一要求される補充
の夏合に応じて、外部冷却手段を付加することによって
、たとえばプロパンまたはフレオン冷凍サイクルにより
、負の熱量を補充することができる。
交換＠１ｉｌｌおよび横形リポイ、７１２でのガスの冷
却により、炭化水素の部分的な凝縮を行ない、平備状態
の蒸気よりも重い平均組成をもつ液を生成する。各装置
１１および１２を出るガス流をライン１３でわせ、高圧
分離器１４に供給する。ここで２つの相（液相および気
相）が相互に分離される。高圧ガス（その圧力は、各装
置２．４．８、ｌｌおｉび１２および各ラインにおける
圧力降下のため、原料ガスよりもわずかに低い）を、ラ
イン１５を通って膨張タービン１６の第１段’ｆ／ｋｖ
ｃ送り、ここでガスは適当な圧力値まで膨張される。
この圧力値は原料ガスの圧力と圧縮前の残留ガスの圧力
との間の値である。　　′ ガスの膨張の間、等エントロピータイプの変化（その効
率は単一のものよりも低い）が起り、ガスがかなり冷却
され、さらに凝縮物が生成され、その結果、千両状態に
あるガス中の重質炭化水素圧縮に使用できる。゛ 分離器１４を出る高圧下の液体を調節弁１７を１６の出
口圧力よりもわずかに高い圧力下で作動する。
液体のこの膨張（実質的に等エンタルピー性である）の
進行の間に、２つめ相が形成される。こ器１９で分離さ
れる。
このような処理グイアゲラムにより、前記ｆｉ　体の分
留を行なう以前に液体の予備分留を行ない。
したがって＃ｅｋ物の回収効率が改善される。この点が
本発明方法の主腕である。
分離器１９を出る比較的冷たい液体′を調節弁２゜留 および２イン２を介して分額塔（２５，２９，２８）に
、横形リポイラ１２への供給用液体が取出される部位の
直上の部位で導入する。
ついで、分離器１９を出る気体をライン２２を通って、
膨張タービン・１６から排出される流れ（２イン２３）
と合わす。
得られた混合物はライン２４を介して、分留塔（２５，
２９，２８）の頂゛部域２５に供給される。この区域は
塔の中圧頂部域である。どの区域において、混合物は液
体（該液体は２イン２６および弁２７を介して塔の紙部
域２８（中圧底部域）に循環される）および蒸気（該蒸
気は、−塔の中間域２９（この塔の中間の低圧域である
）からポンプ３０によって送られる液と向流接触する際
に、除去される）に分別される。液とこの蒸気との接触
は、適当な棚板（有孔性、弁を有するもの、他の種類）
あるいは各種の充填材（これらは分留塔の３つの区域２
５’、、２９．２８　に共通である）の助けにより・行
なわれる。
これにより、初期の原料ガス中に含まれる重質の凝縮物
の第１の吸収が行なわれる。
このよ５にして最も重質の留分が除去されたガスは、分
留塔の頂部域２５の頭部からｍ出され、ライン３１を介
して、中圧ガス交換器３２に入り。
ここで低圧域２９を出るガスにより冷却−さ、れ、さ分
離されたガスはライン３５．を介して第２の膨ガスの入
口圧力、このガスの組成および時間毎に要求される炭化
水素の回収率に左右される）まで膨張される。
この場合にも、第１の膨張タービンで経験されると同様
に、ガスの冷却が行なわれ、さらに凝縮物が生成される
。
本発明の特徴は、第２タービンで膨張処理する前に、ま
ず分留塔の頂部域２５における＠収、つづいて交換器３
２における凝縮によって、ガスからの重質成分の除去を
行ない、これによりタービンにおける膨張効率が改善さ
れる点にある。
第１の膨張段階１６と同様に、膨張タービンにより生ず
る仕事は残留ガスの部分圧縮のために利用される。膨張
タービン（またはターボエキスパンダ）は特殊な製造者
により供給される市販のものが使用でき、通常、同軸コ
ンプレッサおよび導入流体を調節するための適当な空間
が具備される。
上記方法のいくつかの変形例によれば、いずれかの膨張
６段階を膨張弁（３７，３Ｂ）と交換してもよいＯ 分＠柵３４を出る液体は弁３９を介して膨張され、ライ
ン４ｏを介して、膨張タービン３６を出る流れ（ライン
４１）と合わされる。得られた混１＼ 金物は２イン４２を通って分留塔の中間域２９に供、給
される。低温度で分離される比較的軽量の液体は塔の中
間域２９に落人し、向流関係で、分留塔の底部域２８の
頂部ガス（交換器４３（低圧ガス交換器）で冷却された
のち、ライン４４を介して、この区域に供給される）を
洗浄する。このよ５Ｋして、塔の底部域２８から来るガ
スは、２イナ イン４２の流れからのガスと合わさる前に、さらに凝縮
性の化合物が除去される。２つのガスの混合物（残留ガ
ス）は熱交換器３２．４３，１１および２で予熱された
のち、ライン４５を介して、膨張タービンと同軸のコン
プレッサ４６に供給される。
このようにして部分的に圧縮した残留ガスを、ライン４
７を介して、最終圧縮段階へ送り、もし必要であれば、
その使用に応じた圧力とすることができる。
上記の如く、ここに記載する方法の主な特徴は、ガスを
第２膨張段階を通過させる前に、分留塔の軽 頂部塔における４質の液体（第２膨張段階の凝縮物であ
る）によるスクラッピングにより除去し。
第２膨張段階後、この軽質の液体が分留塔の中間域にお
いて向流流動して、分留塔の底部域を出るガスを除去す
ることにある。このようにして、ガスを徐々に軽質化で
き、流れ４９において残留ガスを非常に低い温度とする
ことができ、したがって、凝縮生成物の回収率が非常に
高い。
上記方法の１変形例（膨張タービンの単一段−階を使用
する変形例）によれば、ガスはライン１３を介して分留
塔の頂部塔２５に直接供給される。
この場合には６装［１４，１６，１７，１９，２０が省
略される。
分留塔の底部域２８には、その頂部で、ライン２６およ
び弁２７を介して、頂部域２５を出る液体が供給される
。さらに、紙部域２８には、中間レベルで、弁２０およ
びライン２１を介して、分離器１９からの液体が供給さ
れる。さらに、もしあれば、乾燥剤床６からの重質の凝
縮物が弁７を介して分留塔の区域２８の下部に供給され
る。底部域２８のためのストリッピング用蒸気を生成す
るために要求される熱は、リボイ２５ｏにより底部で、
かつ横形リボイン１２により中間部位、すなわち２イン
２１を介して送られる供給流れの下方で供給される。
この方法の変形例によれば、１以上のリボインを設けて
、原料ガスを冷却するために負の熱撤を１収できる。リ
ボイン５０のための加熱手段は、ホットオイル、スチー
ム、ガスタービンからの排ガスの如き、いかなる加熱流
体でもよ（、また、この方法の他の具体例によれば、原
料ガス自体であってもよく、さらに、最終圧縮後の残留
ガスであってもよい。
この方法のさらに他の変形例によれば、分留塔への供給
のうち少なくとも１つを中止することもできる。ただし
、頂部への供給４８は常忙存在する。
生成される凝縮物は分留塔の底部で冷却され、貯蔵のた
め送られる。あるいは、このフローシートには図示され
ていない他の分留塔に供給するために使用される。
操作上の変えられうるい（つかの値について例として以
下に述べるが、本発明の精神を制限するものではない。
たとえば、導入ラインＩＫおける原料ガスの圧力は７０
ないし４０バールで、このガスはメタン８０ないし９５
％、エタン１０ないし２饅、プロパン５ないし２％およ
びブタン２ないし０．５　％を含ミ、１００５ｂ　ｉｃ
対する残余はペンタ／および高級同族体、窒素および二
酸化炭素で構成される。
説明のため、本発明の１実施例について以下に述べる。
この実施例はプロパンおよび高級同族体のみの回収に係
わる。
メタン８２％、　　エタン１０％、グロノくン４チ、イ
ソブタ７０．８％、ノルマル−ブタン１．３％、インペ
ンタン０．５　％、ノルマルーペンタン０．５％オよび
ヘキサンおよび高級同族体残余でなる組成の原料ガスを
、圧力４２バール、温度３５℃で供給した。
熱交換器２においてガスを約２５℃に冷却し；その後、
モレキュラーシーブで脱水し、２つの流れ罠分割した。
一方の流れを交換器１１で残留ガスにより一２７℃に冷
却し、他方の流れを横形リボイン１２で−１７℃に冷却
した。このように冷却したガス（約−２２℃）を分離器
１４に供給し、その後、タービン１６で膨張して圧力約
１８バール、温度−５４℃とした。
タービン五６での膨張から出るガスを、分離器１９から
のガスと合わせたのち、分留塔の頂部滅却した。分離器
３４から来るガスを第２の膨張タービン３６に供給し、
膨張させて圧力約８ノ（−ル、温度−９１℃とし、これ
を分離器３４力）ら米る液かつ交換器４３で一５４℃に
冷却された蒸気と向流接触し、これを除去する。塔の中
間域２９を出る蒸気は温に一８９℃であり、したがって
、原料ガス中に含まれていたグロノくンの回収率は９８
．２チであり、重質化合物の回収率はほぼ１００１％で
あった。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の方法の実施に好適なｌ具体例のフローシ
ートである。 ２・・熱交換器、４・・分離器、６．８・・固体乾燥剤
床、１１．４３・・交換器、１２・・横形・・分１１Ｉ
器％　４６・・コンプレッサ、５０・・リポイン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　天然ガスから凝縮性炭化水素を回収する方法
    において、該方法は、１．天然ガスを水和物が生成され
    る温度よりもわずかに高い温度まで冷却する工程、２．
    得られた凝縮物を脱水し、後述の頂部域（２５）、中間
    域（２９）および底部域（２８）で構成される分留塔の
    底部域（２８）　Ｋ供給する工程、３．凝縮物から分離
    されたガスを脱水したのち、残留ガスからおよび前記分
    留塔の底部域（２８）の横形リボイラ（１２）から負の
    熱量を受けることにより該ガスを冷却する工程を包含す
    るとともに、さらに、４．比較的高い圧力下で凝縮物か
    らガスを分離し、該ガスを第１の膨張タービン（１ｃｓ
    ）　Ｋ送って前記分留塔の頂部域（２５）の頂部圧力に
    相当する中間圧力に膨張する工程；前記分留塔は（ａ）
    前記第１の膨張タービン（１６）の出口圧力で作動する
    頂部域（２５）、（ｂ）第２の膨張タービン（３６）の
    出口圧力で作動する中間域（２９）および（Ｃ）前記中
    間域（２９）で得られる圧力よりもわずかに高い圧力下
    で作動する底部域（２８）で構成され、この底部域（２
    ８）からの蒸気は部分的に凝縮したのち、前記中間域（
    ２９）の底部に供給される、５０分離された凝縮物を比
    較的高い圧力下で弁（１７）　において膨張させて、得
    られる液体を前記分留塔の底部域に供給できる圧力まで
    低下させるとともに、得られたガス（２２）を前記第１
    の膨張タービン（１６）の排出流（２３）と混合する工
    程、６．前とともに、前記第２の膨張タービン（３６）
    の出口圧力に相当する低い圧力で作動する前記分留塔の
    中間域（２９）から排出される液□体をポンプ（３０）
    により前記分留塔の頂部域（２５）　Ｋその頂部におい
    て供給する工程、７．前記分留塔の頂部域（２５）を出
    るガスを冷たい残留ガス（４９）により冷却し、生成し
    た凝縮物から分離し、得られたガス（３５）を第２の膨
    張タービン（３６）　Ｋ供給する工程、８．前記第２の
    膨張タービンを出る流れを前記分留塔の中間域（２９）
    にその上方部位で供給するとともに、その下方部位にお
    いて前記分留塔の底部域（２８）で生成したガスを供給
    する工程、９．前記中間域（２９）から低温で残留ガス
    を増出し、この残留ガスを熱交換（３２，４３，１１，
    ２）により予熱し、一方、底液体を申出し、ボンノ（３
    ０）により前記頂部域（２５）Ｋ供給する工程、ｌＯ０
    前記分留塔の底部域（２８）　において、前記頂部域（
    ２５）からの液体。 中圧分離器（１９）からの液体および脱水後の初期分離
    器（４）からの液体を分留する工程、および１１．前記
    底部域（２８）の頂部から排出されるガスを低圧ガス交
    換器（４３）を通って、前記中間域（２９）に送り、一
    方、底液体は生成した凝縮物で構成されており、この分
    留忙必要な熱が底部：リボイ７　（ｓｏ）または１また
    はそれ以上の横形リボイラ（１２）により供給される工
    程を包含することを特徴とする、天然ガスから凝縮性炭
    化水素を回収する方法。
  2. （２）　　前記工程３．を、凝縮物から分離されたガス
    を脱水したのち、残留ガスからおよび原料ガスの特性お
    よび所望の温度に対応して相互に直列または並列に接続
    した底部−リボイラ（５０）および／または前記分留塔
    の横形リボイラ（１２）および／またはプロノ（ンまた
    はフレオンの冷凍サイクルの如き他の負の熱量源から負
    の熱量を受けることにより冷却する工程で置換した４Ｉ
    ｌｌＩｖ請求の範囲第（ＩＪ項記載の方法。
  3. （３）　　第１の膨張タービンを省略して、前記工程３
    ．ののち、混合物を前記分留塔の頂部域（２５）に直接
    供給する特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
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