JPS6346366A - 供給原料ガスの低温分離方法 - Google Patents

供給原料ガスの低温分離方法

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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】 （産業上の利用分野） この発明は低温相分離と分留を使用して流れを含む軽質
炭化水素の分解に関する。このよつな分離と分留のため
のそこでの冷凍を二股多成分閉回路冷凍サイクルが主と
して提供する。詳しくは、この発明は冷却、相分離、分
留および任意蒸溜の逐次ステップを使用して軽質ガスと
軽質炭化水素からのＣ３＋炭化水素の回収に関する。こ
のような加工に必要な冷却を二温二圧段４多成分閉回路
サイクルから主として誘導する。
（従来の技術） 炭化水素を含有する種々の軽質ガス流を一方の分解生成
物として精製軽質ガス流と、他方の分解生成物としてＣ
３４，炭化水素のような重質炭化水素流とに分解するこ
とは先行技術におい、ては周知のことである。この分解
を低温、相分離を含む分離プロセス工程、蒸溜および時
には分留と呼ばれる還流熱交換器の使用との檀々の組合
わせで仕上げることも先行技術においては周知のことで
ある。供給ガス流の低温冷却とその後に続く相分離と次
の分留との組合わせを使用して供給ガスから軽質ガスと
重質炭化水素とを分解することは特に周知のことである
。この重質炭化水素流はさらに分離塔で分解できる。
たとえば、英国特許出願第ＧＢ２１４６７５１Ａ号にお
いて、ＬＰＧ−？ＮＧＬそれに気体炭化水素供給の販売
用ガスの回収を前記供給をプロセス流と冷凍の双方ま之
はいずれか一方にさらして冷却してから軽質ガスと重質
液体流に相分離しその後前記軽質ガスを分留しさらに前
記重質液体流をオーバー、ヘッド蒸気の前記分離塔から
供給への再循環にのせてコラム、ストリップして行う。
前記英国特許出願の第４頁３７行目に［第２図に記述さ
れた方法に用いらる二段カスケード冷凍機を必要の場合
なにかほかの形式の外冷凍機と交換することができる。
たとえば、混合冷媒を用いた単一ループ蒸気圧縮冷凍機
を使用できるが大した動力節約にはならないであろう」
と詳述している。
１９８５年３月４日発行のザオイルアンドガスジャーナ
Ａ、　（Ｔｈｅ　Ｑｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　）に掲載のり、Ｈ、マツケンジー（Ｍａｅｋｅｎ
ｚｉｅ　）とＳ、　Ｔ、ドンネリー（Ｄｏｎｒ＋ｅｌｙ
　）共著の論文［ミックスト。
レフリジャランツ、プルーブン、エフイシエント、イン
、ナチュラル、ガス、リキッド。
リカバリー、プロセスＪ　（Ｍｉｘｅｄ　ｇｅｆｒｉｇ
ｅｒａｎｔ３Ｐｒｏｖｅｎ　Ｅｆｆｉｃｉａｌｔ　ｉｎ
　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｌｉｑｕｉｄｓ　Ｒｅｃｏ
ｖｅｒｙＰｒｏｃｅｓｓ　）の第１１７ページ第２図で
、混合冷媒ガス分離サイクルにおいて、車圧相分離閉回
路冷媒サイクルを多成分冷媒を用いての使用を開示して
いる。前記論文の第２図で開示された分離方法は前記熱
交換器における還流あるいは分留を特に必要としない。
前記ザ、オイル、アンド、ガス、ジャーナル誌の１９８
５年７月１５日号第８２ページ掲載のＴ、Ｒ，）ムリン
ソンならびにＲ，バンク（Ｂａｎｋ　）共著の別の論文
ｒＬＰＧエキストラクション、プロセス、カツツ、エネ
ルギー、ニーズＪ　（Ｌ　Ｐ　Ｇ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏ
ｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｕｔｓ　Ｅｎｅｒｇ）ｙＮｅｅ
ｄｓ　）には上記に確認されている前記英国特許出願と
同様の第２図で確認されているベトｏ−ｙ５−ｙムろ方
法を開示し、第２図で冷凍システムと呼ばれるものが次
のような様式の字句で記述している： 「多くの場合、カスケード冷凍サイクル（プロパンとエ
タン″２、念はエチレン）が好ましい」ま念「特殊事情
においては、混合冷媒サイクルを工程に採用することも
考えられる」さらＫ、「混合冷媒を用いる単一ループ蒸
気圧縮冷凍サイクルを可能な代替としてすでに説明した
」。従って、この論文の開示は単一ループ蒸気圧縮冷凍
サイクルまたはカスケード冷凍サイクルに限定されてい
る。
（発明が解決しようとする問題点） 米国特許第３．９２９．４３８号は天然ガス加工サイク
ルを開示しているが、そこではＮＧＬ成分を熱交換器と
相分離器で天然ガスから分離し、その熱交換器を多段閉
回路冷媒サイクルからの冷凍で冷却し、その冷媒は第１
段第４２乃至４７行に明記しであるように多成分冷媒が
好ましいものである。前記冷凍サイクルからの冷却を全
天然ガス供給流にさらす単−熱又換器中で遂行する。
米国特許第４．４５６．４６０号では、天然ガスを熱交
換、相分離および蒸溜塔内のエタン、プロパンおよび重
質炭化水素から分離し、そこでの冷凍を一段多成分閉回
路冷却サイクルで供給する。
米国特許第４．５８４．００６号は数個の回路中の多成
分冷媒を使用して天然ガスからＣ８＋化合物を回収する
方法を開示している。
相分離、天然ガス加工、蒸溜および分留を含むこの発明
の技術分野に関連した様々な独特の工程を示すこれ以外
の先行技術で一般関連性をもつものには次の特許が挙げ
られる：米国特許第４，００２，０４２号、米国特許第
４゜２７０．９４０号、米国特許第４，２７２，２６９
号、米国特許第４，２７２，２７０号、米国特許第４．
３０３．４２７号、米国特許第４，３５６，０１４号、
米国特許第４，３８１，４１８号、米国特許第４，４０
１，４５０号、米国特許第４，４４３．２３８号、米国
特許第４，４６１，６３４号、米国特許第４，４８２，
３６９号、米国特許第４゜５０７．１３３号、米国特許
第４，５１９，８２５号、米国特許第４．５２６．５９
６号。この発明の目的は上記の問題点を解決した供給ガ
スを低温で分離する方法を提供することである。
（問題を解決するための手段） この発明は供給ガスをＣ５＋炭化水素を含有する重質炭
化水素生成物と、Ｎ２、Ｎ２、Ｃｏ、ＣＯ、ＣＯ２、メ
タンとＣ７炭化水素の双方またはいずれか一方あるいは
これ以外の軽質ガスを含有する軽質ガス流とに、前記供
給ガス冷却の工程から成る二温二圧段階閉回路多成分冷
媒を使用して低温分離し、比較的高温で高圧のかかった
段階の前記多成分冷媒にさらして間接熱交換することに
より前記ガスの部分的凝縮をもたらし、この部分的に凝
縮された供給ガスを重質炭化水素を含有する重質液体と
軽質供給ガス成分を含有する蒸気流とに先づ相分離し、
前記蒸気流を低温分留で精留して軽質ガス流と付加重質
液体を生成させ、そこでの精留が比較的低温低圧段階の
前記多成分冷媒にさらして間接熱変換することによって
少くとも一部分が得られ、Ｃお炭化水素を含有する重質
炭化水素生成物としての前記重質液体を除去し、Ｈｌ、
Ｎ１、Ｃ０１ＣＯ１、メタンとＣ２重炭化水素の双方ま
たはいずれか一方あるいはこれ以外の軽質ガスを含有す
る生成物軽質ガス流として前記軽質ガス流を除去し、そ
して前記多成分冷媒サイクルからの製法人に必要な過半
量の冷凍量を提供し、そこにおいての冷媒を部分的に凝
縮、相分離し、前記蒸気を冷却、凝縮しまた、比較的低
温低圧になるよう膨脹させ、精留されている前記蒸気流
にさらして再熱入れしその後中間圧力になるよう圧縮す
る一方、前記液相を比較的高温圧になるよう冷却膨脹さ
せ、供給ガスにさらして再熱入れし、前記中間圧力冷媒
と混合し、その結合冷媒を高圧に圧縮し十分に最終冷却
して前記冷媒を部分的に凝縮してサイクルを完成させる
方法である。
好ましくは、前記重質炭化水素生成物中の供給ガス流れ
の前記Ｃ８炭化水素の９０％以上を回収するよう工程を
操作することである。
最適には、この発明の方法を前記重質炭化水素生成物中
の供給ガスの前記Ｃ８炭化水素の９８チ以上の量あるい
は随意蒸溜塔の生成物として回収させる場合９５チ以上
を回収させるよう操作することである。
二者択一的に、前記分留を遂行するに必要な冷凍の一部
が膨脹タービンのような１基以上の膨脹装置を介して前
記軽質ガス流を膨脹させてこのガス流の温度と圧力とを
減することにより供給されるようにこの発明の方法を操
作することである。
二者択一的に、この発明の方法に蒸溜工程を含めること
ができ、それによって前記重質液体を供給流として蒸溜
塔に導入することである。前記供給流を残液生成物とし
て第二重質液体と前記塔の上層からの第二軽質ガス流と
に分離することである。
好ましくは、蒸溜代替においてこの発明の方法を、前記
相分離器からの前記重質液体流を蒸溜塔の上層にさらし
て間接熱交換して還流ｈ′巨力を前記塔に提供するよう
操作することである。
随意に、蒸溜代替においてこの発明の方法を、前記多成
分冷媒を前記蒸溜塔の上層にさらして間接熱交換して還
流能力を前記塔に提供するように操作することである。
好ましくは、蒸溜代替においてこの発明の方法を、スリ
ラプス）　ＩＪ−ムまたは供給ガスの全部または多成分
冷媒を前記蒸溜塔の下層にさらして間接熱交換して再沸
騰能力を前記塔に提供するよう操作することである。
好ましくは、この方法の多成分冷媒は窒素、メタン、エ
タン、プロパン、ブタンおよびペンタンと、また同様に
このような化合物の不飽和誘導体から成る基から選択し
た２つ以上の成分から主として成っていることである。
二者択一的に、この発明の方法を、分留または還流熱又
換器よりもむしろ一部凝縮と相分離の第二段階を用いて
操作できる。その代替において、蒸気流をさらに冷却し
、低温圧に随意に膨脹させる軽質ガス流と、前記蒸気流
の冷却の少くとも一部分を前記多成分冷媒の比較的低温
圧段階にさらして間接熱交換により得られる付加重質液
体流とに相分離する工程のための分留による還流工程を
削除することを除き同様の方法で操作することである。
この発明は軽質ガス流からＣ３＋炭化水素を回収する有
効な方法を提供するものである。このような流はＮＧＬ
炭化水素、製油所オフガス、ＬＧＰ炭化水素を含有する
種々の石油化学オフガス混合物およびＣ８！炭化水素を
含有する脱水素工程オフガスを含む天然ガス流を含む。
この発明は前記Ｃ８成分の高回収量を必要とする供給ガ
スの分解には特に有利であり、このような回収率は約９
０乃至９９チである。
前記供給ガスに軽質ガス成分や重質炭化水素がいくら含
有していてもよい。このような軽質ガス成分には水素、
窒素、−酸化炭素および二酸化炭素また同様にメタン、
エタンおよびエチレンを含む、前記重質炭化水素にプロ
パン、プロピレン、ブタン、ブテン、イソブタン、イン
ブチレンおよびペンタン、ヘキサンおよび潜在的残量の
さらに重質の炭化水素のような高飽和ならびに不飽和炭
化水素が含有していてもよい。この発明の本文を通して
、飽和ならびに不飽和炭化水素を、炭化水素の炭素数を
指定したＣｘ＋とじて符号的に引用する。前記ｒｘＪ符
号を用いて、前記炭素原子数が前記下付き符号ｒｘＪに
あてはめる前記指定数と高分子量化合物との構成を示す
。
低温相分離、分留または還流熱交換および随意的に蒸溜
塔の使用についてのこの発明の有意で意外な改良をこの
発明の製法で利用される特殊な種類の冷凍源から誘導し
、そこで多成分冷媒を二温二圧段階閉回路配置中で利用
する。実際上、混合または多成分冷媒システムを２水準
の蒸発冷媒を用いて操作する。
すなわち、その１つは前記還流熱交換または分留におけ
る低温水準冷凍に要する軽質で比較的低圧また低温の混
合物と、もう１つは前記相分離器に進むか、または前記
軽質冷媒混合物を凝縮することになる前記供給ガスの第
１熱交換器中の比較的温かい冷凍に要する重質で比較的
高圧また比較的高温混合物とてある。前記混合冷媒の全
組成物と、それを凝縮して軽質蒸気と重質液体留分を形
成するその圧力とを選択して蒸発混合冷媒流と調熱交換
器中の凝縮流量の熱力学的に有効な温度差を提供する。
前記混合あるいは多成分冷媒凝縮温度を周囲空気、冷却
水または冷水のような利用できる冷却媒質でおおむね決
まる。これが結果として液体生成物としての供給流中の
Ｃ３および重質炭化水素を凝縮して回収するに必要な冷
凍を供給する高エネルギー有効法になる。
二者択一的に、前記混合冷媒はまた、随意的連続蒸溜塔
の上層に直接または間接に前記多成分冷媒の前記２種類
の蒸発圧力水準のいづれかを使用するか、あるいは前記
供給ガスの相分離器からの重質液体マ九は分留器からの
重質液体を使用して凝縮冷凍器を供給できる。
前記多成分冷媒サイクルの使用は結果として冷凍供給の
代替方法と比較して有意の動力節約になる。たとえば第
１図の好ましい実施態様を参照しながら、この発明の前
記混合冷媒法を使用して天然ガス供給流からのＣｓ＋回
収はこの出願の前記先行技術の部に列挙されているマツ
ケンジー（Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ　）等が記述している混
合冷媒法よりも４６％少い動力ですむ。
同時にこの方法は前記マツケンジー等の方法の７９　％
　Ｃｓ回収と９７ｑｌＩＣ，＋回収と比較してＣｓの９
０％回収と０４＋成分の１００チ回収を達成する。
前記２方法の間には有意の相違があって、それはこの方
法の有意に改良されたパーフォーマンスに原因する。前
記マツケンジー等の方法では、前記多成分冷媒を圧縮し
さらに一部を凝縮して軽質蒸気と重質液体冷媒とを引続
き凝縮されている前記軽質蒸気を用いて形成する。しか
し、軽重両液体を冷却供給の同じ圧力で再蒸発させてい
る。この発明では、前記軽重両冷媒混合物を２種の圧力
水準で再蒸発させ、それを別々に最も効果的にして別々
の熱交換器にさらに効果的な冷却供給（小温度差）を提
供できる。
前記マツケンジー等の方法ではまた、軽重両冷媒混合物
を本質的に同一温度範囲、すなわち約−１００’Ｆに下
げ次周囲温度で冷凍供給用に利用する。この発明の方法
では、前記軽質冷媒は主として低温で冷凍を供給し、一
方重質冷媒は常温で冷凍を供給するが、重ねて、これは
結果的にさらに効果的な冷凍供給になることを示してい
る。
第１図に述べられているようにこの発明の方法を第２お
よび第３図の前記英国特許出願にあるペトロフラツクス
法さらにはこの出願の前記先行技術の部に論ぜられた第
２および第３図のトムリンンン等の論文の最高エネルギ
ー効率改良と比較する時、この発明は３５チも少い動力
を使用していることがわかる。
前記先行技術の上述の諸国に示されているように前記ベ
トロフラツクス法は冷凍に２段階カスケード冷凍サイク
ルを利用している。「単一ループ混合冷媒」サイクルが
可能性のある代替（前記英国出願の第４ページ第３７行
参照）として言及され他の点では何も述べられていない
が、前記カスケードシステムを用い九時のように「動力
節約はそれ程大きくはないであろう」と附言している。
これら２つの先行技術サイクルのこの発明のパーフォー
マンスとの比較は以下第１および第２表に説明されてい
る。
供　給　　　ボンドモル／時間　　２７５０　　　２７
５０Ｃ３回収　　　　　　％　　　　　　　９２．１　
　　　９２．ＩＣ４＋回収　　　　　％　　　　　　１
００．０　　　１００．ＯＣ８＋回収　　　　モ＃％　
　　　　　８６．０　　　　８６．０全動力　　　　　
　把　　　　　４７０　　　　７２０ＩＩＩ　　ＧＢ　
２１４６７５１Ａ　　およびトムリンンン等の論文開示
による。
第２表 プロバック法　に対するこの発明の 供　給　　　ボンドモル／時間　　１６４９　　　１６
４９Ｃ３回収　　　　　　％　　　　　　９０．０　　
　　７９．ＯＣ４＋回収　　　　　チ　　　　　１００
．０　　　　９７．ＯＣ１＋純度　　　　モルチ　　　
　　９９．６　　　　９８．７全動力　　　　　　ＨＰ
　　　　　　３３０　　　　６１０壷豪　マツケンジー
等の論文開示による。
（実　施　例） この発明の方法の１実施例を以下第１図を参照してさら
に詳細に説明しよう。６５チメタン、２４％窒素、３．
７％エタン、２．５チプロパン、１．９％ヘリウム、０
．９％ブタン、０．４チヘキサン、０．３％イソペンタ
ン、０．２％ペンタンおよび残量炭化水素と二酸化炭素
を含む供給ガスを温度１００’Ｆ圧力４７５ｐｓｉで管
路１０に導入する。管路１０内の前記供給ガスを第１熱
又換器１４で冷却しその後管路１６内の供給ガスを第２
熱交換器１８で冷却するが、この２つは説明上第１ａ合
熱又換器と考えよう。前記供給ガスを、それが管路２０
に存在している間に温度−４７’Ｆ、圧力４６９　ｐｓ
ｉａで部分的に凝縮する。それを相分離器２２に導入し
て重質炭化水素を含有する重質液流を生成させ管路４０
に、また軽質供給ガス成分を含有する蒸気流を生成させ
管路２６に送る。管路２６内流は還流熱又換器または分
留器から成る第２総合熱交換器にさかのぼり、そこで管
路２６内の前記蒸気流を部分的に凝縮する。一方この蒸
気流の重質凝縮部分は前記熱交換器通路をさかのぼって
還流として作用し管路２６内の蒸気流を精留する。前記
流の凝縮部分は適切な流れと温度条件の下で前記相分離
器２２に戻って、管路４０内の重質液体流として初めに
相分離した流と結合させられる。前記分留器２４の塔頂
から逃散する前記軽質成分を一１２７６Ｆの温度と４６
９ｐｓｉａの圧力で管路２８に追い出す。この流を管路
３０に入れて前記熱交換器に戻して通し、その熱又換器
で再熱入れした後、管路３２に入った前記流は熱交換器
１８と２４をＡＪし９４°Ｆ′の温度と４６２　ｐｓｉ
ａの圧力で追い出されて管路３４に入る。圧縮機３６で
それを管路圧力になるよう再圧縮してから２．０％ヘリ
ウム、２６．２％窒素、６８．５％メタンおよび３．０
チエタンを含む生成物軽質ガスとして残留プロパンと二
酸化炭素と共に追い出されて管路３８に入れることがで
きる。
前記重質液体流を管路４４を通過させて熱交換器１８に
入れその後管路４８に入れて再熱入れのため熱又換器１
４を通してから管路５０および５２を介して供給として
さらにｎＩ製のため蒸溜塔５４に導入する。前記蒸溜塔
５４をその上層にある凝縮器と、同じく下層にある再煮
沸器を用いて運転する。Ｃ１＋炭化水素を含む重質炭化
水素を前記蒸溜塔の下層から管路５６に誘導する。前記
蒸溜塔５４の下層に定着している液相部分を管路５８に
追い出し、熱交換器６０内で蒸発させそして管路６２を
通して蒸溜塔での再煮沸として蒸溜塔に戻す。この回路
が再煮沸器を構成する。第二軽質ガス流を前述蒸溜塔５
４の上層から管路７４に追い出す。
この流を熱交換器２４．１８および１４を通して再熱入
れしてからその工程を離れ９４°Ｆ′の温度と５６ｐａ
ｉａの圧力で管路７６に入シこの後流を圧縮機７８で圧
縮し、最終冷却してさらに圧縮機８０で圧縮しまた、管
路３８で生成物軽質ガス流として同様の組成特性をもつ
生成物軽質ガス流を構成する流として管路８２に追い出
す。
前記蒸溜塔５４はほぼ６０　ｐｓｉａの圧力で運転し″
１念先に述べた再煮沸機能に加えて、蒸発流を管路６４
に追い出して凝縮能力を前記蒸溜塔の上層に提供してそ
の蒸発流は熱交換器６８内で冷却され一部凝縮されさら
に還流として管路６６に戻される。
第１図で説明されている方法を運転するに必要な冷凍の
過半量を閉回路配列で運転される多成分冷媒サイクルか
ら誘導する。前記冷媒はどんな数の成分からでも誘導で
きるが、好ましくは、窒素、メタン、エタン、プロパン
、ブタンおよびペンタンから、また同様にこれら化合物
の不飽和誘導体から選択することである。この実施態様
では、冷媒は比較的少い量のブタンと同様メタンならび
に少量のプロパンをもつエタンから主として成っている
。第１図を参照して、管路９２の冷媒は９８Ｔの温度と
４３ｐａｉａの圧力がかかつている。
それを圧縮機９４で圧縮して最終冷却熱交換器９６で最
終冷却してから圧縮機９８でさらに圧縮し、再び最終冷
却熱交換器１００で通常冷却水にさらして冷却してから
管路１０２を通して相分離器１０４に導入する。管路１
０２では、冷媒はほぼ１００’Ｆの温度で３５０　ｐｓ
ｉａの圧力がかかつている。相分離器１０４では冷媒を
管路１１４に誘導されて入っている軽質気相と、誘導さ
れて管路１０６に入っている重質液相とに分離する。
管路１０６の液相を、液相そのものと熱交換器１４およ
び１８内のプロセス流とにさらして冷却してから弁１０
８で温度と圧力を減じ管路１１０で前記熱交換器に再導
入する。管路１１０の冷媒を一５５’Ｆと４９　ｐｓｉ
ａの比較的高い温度と圧力になるよう膨脹させる。これ
をその後、熱交換器１８と１４内でプロセス流、特に供
給ガスを用いて間接熱交換で再熱入れすることで冷凍能
力を与えてから管路１１２に入れて管路９０の流に戻っ
て結合させる。
相分離器１０４からの前記軽質気相多成分冷媒を管路１
１４に追い出し、それそのものと、熱交換器１４．１８
および２４内のプロセス流にさらして冷却および凝縮を
してから、比較的低温低圧と考えられる温度−１５９″
Ｆと圧力２１ｐｓｉａになるよう弁１１６における温度
と圧力を減する。そこで管路１１８内のこの流は熱交換
器２４内の分留に冷却を提供し、また熱交換器１８と１
４内の供給ガスの冷却にいくぶん役立ち、そこでは冷媒
は流１２２としてこれら後者の画然交換器を通過し９６
′Ｆの温度と１５　ｐｓｉａの圧力で戻って管路８４に
入ってから、圧縮機８６で再圧縮され、最終冷却熱交換
器８８で最終冷却されて管路９０に入って戻る。
点線配置で示されているように、前記供給ガス１０のス
リップストリーム１２を随意に追い出して熱又換器６０
を通過させて前記蒸溜塔５４の再煮沸機能に熱を供給し
てから管路１３の前記スリップスｌ−ムを管路１６で冷
却する供給ガスに戻す。二者択一的に圧縮機９８から冷
媒のストリップを熱交換器６０に通過させ、それを管路
１０２に戻して運転できる（図示なし）。
さらに、別の代替は前記相分離器２２内の供給ガスから
分離した前記重質液流４０の冷凍量を利用させる。この
分離器内で前記重質液流の一部または全部を管路４２に
追い出して熱交換器すなわち分留器２４でさらに冷却し
てから減圧し管路７０に入れさらに、前記蒸溜塔５４の
上層の蒸溜能力を与える凝縮熱交換器６８で再熱入れす
る。再熱入れした後、前記重質液流を管路７２に入れて
管路４４の主流に戻すことができる。この場合、必要で
はないが、前記流を熱又換器１８を介してその一部だけ
を取ｐ管路４６に追い出して管路５２を通して前記蒸溜
塔５４に導入することが好ましいことであろう。
まな別の代替は、管路２８の前記軽質ガス流を付加冷凍
源として使用できるようにすることであり、そこではこ
の流の全部または一部を管路１２４に迂回させ両管路１
２６と１２８とに分割し、そこで必要ならば、その流れ
の一部または全部を熱交換器２４に通過させてから、管
路１３０の結合流を１個以上の膨脹タービンで低温低圧
になるよう膨脹させて、管路１３４に入れて管路３０に
戻し、前記還流熱交換器または分留器２４に冷凍能力を
与える。
最後の代替は、管路１２０の多成分冷媒のスリップスト
リームを追い出して管路１２０Ａを通して前記凝縮熱交
換器６８に導入しまた冷凍を提供した後管路１２０Ｂで
回収することである。管路１２０Ｂの混合成分冷媒をそ
の後たとえば管路１２０　Ｃに入れて前記多成分冷媒低
圧段階の主管路８４　Ｋ戻す。
前記重質液体を上述のように、蒸溜塔で精留して、さら
に高純度のＣ，＋炭化水素生成物を生成させるため残留
メタンとＣ２重炭化水素の双方またはいづれか一方ある
いはこれ以外の軽質ガスを除去するが、蒸溜工程は、高
純度を必要としないこの発明のいくつかの実施態様にお
いては必要でない。
前記相分離器で分離させた最初の（第１）重質液体を熱
交換器２４を通過する管路２６の蒸気流の分留から誘導
された前記付加（第２）重質液体から分離するように前
記相分離器２２内にそらせ板を挿設することができる。
これら２つの重質液流を生成物としであるいは蒸溜塔へ
の供給のために回収する。
前記第１および第２重質液流を結合流としてではなくむ
しろ別々に回収することは必要ではないが好ましいこと
でおる。たとえば前記第１ならびに第２液流を別々に蒸
溜塔に導入して前記塔のよシ以上の効果的運転を達成し
あるいはさらに効果的冷凍回収のために前記両液流に熱
入れすることが望ましい。
（発明の効果） この発明の好ましい実施態様は還流熱交換を使用してい
るが、部分＃！縮の第２段階と第２図に述べられた相分
離を使用することも可能である。第２図において、図面
は総合工程から前記軽質蒸気流処理部分のみを分離した
ものを示す。工程の残余はすべて本質的に第１図の方法
で配置し運転する。従って第２図の管路２２０（第１図
の管路２０と同様）の供給ガス流を相分離器２２２に導
入し、そこで管路２２６の蒸気流を還流なしに熱交換器
２２４に追い出し冷却してから管路２２８の冷却蒸気流
を第２相分離器２３０に導入する。この相分離器２３０
において、最終ガス流を管路２３２で追い出し熱交換器
２２４で随意に熱入れし、管路２３４で膨脹タービン２
３６に導入して温度と圧力を減じてから管路２３８で前
記熱交換器２２４に戻して付加冷凍を与える。流を管路
２４０で追い出して第１図■流３２と同様に加工する。
第２相分離器２３０からの重質液流２４２をポンプ２４
４で高圧に励起してから熱交換器２２４で再熱入れしま
た、第１図の流４０と同様に処理される管路２５２の結
合重質液流をつくるようにポンプ２５０内が加圧するよ
う励起し結合させた後前記第１相分離器２２２からの重
質液流２４８と管路２４６で結合させることができる。
前記重質液流を随意に別々に回収できる。前記総合工程
の他の残余はすべて第１図と同一であるが、この第２図
配置は、連続部分凝縮と相分離工程とを第１図の単一部
分凝縮、相分離および分留実施態様と交換し次ものであ
る。
この発明の様々な好ましい実施態様を詳細に述べてきた
が、ここではこの発明の特定の配置は、上記第１および
第２表に説明されているように種々の先行技術サイクル
にまさる予期しない有意の利益を提供している。前記二
表に例証されたようなサイクルを上廻るこの発明の比較
分析の結果の劇的効果はこの発明の独特の新奇性を説明
するとともに、このような軽質ガス流の加工における疑
う余地のない改良と効率とを示すものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の製法の実施態様のフロースキームの
略図で、色々の点線は基本フロース中−ムに代わる配置
を示す図、第２図は第１図の全体フロースキームから部
分的にみたこの発明の代りの実施態様の部分フロースキ
ームであシ、分留による精留よりもむしろ部分凝縮と相
分離の二段階が使用されていることを示す図である。 １０・・・管路、１２・・・スリップストリーム、１４
・・・第１熱交換器、１６・・・管路、１８・・・第２
熱又換器、２０・・・管路、２２・・・相分離器、２４
・・・第２総合熱交換器、２６．２８．３０．３２．３
４・・・管路、３６・・・圧縮機、３８．４０．４２．
４４．４６．４８．５２・・・管路、５４・・・蒸溜塔
、５６．５８・・・管路、　６ｏ・・・・・・熱交換器
、６２．６４．６６・・・管路、６８・・・熱交換器、
７０．７２．７４．７６・・・管路、７８．８０・・・
圧縮機、８２．８４・・・管路、８６・・・圧縮機、８
８・・・最終冷却熱交換器、９０．９２・・・管路、９
４・・・圧縮機、９６・・・最終冷却熱交換器、９８・
・・圧縮機、１００・・・最終冷却熱交換器、１０２・
・・管路、１０４・・・相分離器、１０６・・・管路、
１０８・・・弁、１１０．１１２．１１４・・・管路、
１１６・・・弁、１１８．１２０．１２０Ａ。 １２０Ｃ，１２０Ｃ・・・管路、１２２・・・流、１２
４．１２６．１２８．１３０・・・管路、１３２・・・
膨脹タービン、１３４・・・管路、２２０・・・管路、
２２２・・・相分離器、２２４・・・熱交換器、２２６
．２２８・・・管路、２３０・・・第２相分離器、２３
２．２３４・・・管路、２３６・・・膨脹タービン、２
４０・・・管路、２４２・・・重質液流、２４４・・・
ポンプ、２４６・・・管路、２４８・・・重質液流、２
５０・・・ポンプ、２５２・・・管路。 特許出願人　エアー、プロダクツ、アンド。 ケミカルス、インコーボレーテツド ＦＩＧ、１

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（ａ）供給ガスを冷却して比較的高い温度と圧力
    の多成分冷媒にさらす間接熱交換により前記供給ガスの
    部分凝縮をもたらす工程と、（ｂ）前記部分凝縮供給ガ
    スを重質炭化水 素を含有する重質液体と軽質供給ガス成分を含有する蒸
    気流とに初期相分離する工程と、（ｃ）前記蒸気流を低
    温分留により精留し て軽質ガス流と付加重質液体を生成することと、その精
    留を前記比較的高い温度と圧力の多成分冷媒にさらす間
    接熱交換によつて少くとも一部分得られるようにする工
    程と、 （ｄ）前記重質液体をＣ＿３＿＋炭化水素を含有する重
    質炭化水素として除去する工程と、 （ｅ）工程（ｃ）の前記軽質ガス流をＨ＿２、Ｎ＿２、
    ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンとＣ＿２炭化水素の双方または
    いずれかあるいはこれ以外の軽質ガスを含有する生成物
    軽質ガス流として除去する工程および、 （ｆ）閉回路多成分冷媒からの工程に著し い冷凍量を提供することと、その冷媒を部分的に凝縮し
    、相分離することと、前記蒸気相を冷却し、凝縮して比
    較的低い温度と圧力になるように膨脹させ、そして精留
    されその後中間圧力に再圧縮される前記蒸気流にさらし
    て再熱入れする一方、液相を冷却し、比較的高温と高圧
    になるよう膨脹させ、供給ガスにさらして再熱入れし、
    前記中間圧力冷媒と混合し、そしてこの混合冷媒を高圧
    に圧縮しまた十分に最終冷却して前記冷媒を部分的に凝
    縮し回路を完成する工程の諸工程から成り、二温二圧段
    階、閉回路、多成分冷媒サイクルを用いて、Ｃ＿３＿＋
    炭化水素を含有する重質炭化水素生成物と、Ｈ＿２、Ｎ
    ＿２、ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンとＣ＿２炭化水素の双方
    またはいずれか一方、あるいはこれ以外の軽質ガスを含
    有する軽質ガス流とに供給ガスを低温分離する方法。
  2. （２）前記供給ガスのＣ＿３炭化水素の９０％を前記重
    質炭化水素生成物中に回収することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の供給ガスを低温分離する方法。
  3. （３）前記供給ガスのＣ＿３炭化水素の９８％を前記重
    質炭化水素生成物中に回収することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の供給ガスを低温分離する方法。
  4. （４）前記分留を実施するに必要な冷凍の一部分を前記
    軽質ガス流を１個以上の膨脹装置を介して膨脹させてそ
    のガス流の温度と圧力を下げて供給することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の供給ガスを低温分離する
    方法。
  5. （５）前記多成分冷媒は窒素、メタン、エタン、プロパ
    ン、ブタンおよびペンタンならびにこれらの化合物の不
    飽和誘導体の基から選択した２つ以上の成分から主とし
    て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の供
    給ガスを低温分離する方法。
  6. （６）前記生成物軽質ガス流は主としてメタンであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の供給ガスを
    低温分離する方法。
  7. （７）（ａ）供給ガスを冷却して比較的高い温度と圧力
    の多成分冷媒にさらす間接熱交換により前記供給ガスの
    部分凝縮をもたらす工程と、（ｂ）前記部分凝縮供給ガ
    スを重質炭化水 素を含有する重質液体と軽質供給ガス成分を含有する蒸
    気流とに初期相分離する工程と、（ｃ）前記蒸気流をさ
    らに冷却し、この蒸 気流を軽質ガス流と付加重質液体とに相分離することと
    、いずれにせよその冷却の一部分を比較的低い温度と圧
    力段階の前記多成分冷媒にさらす間接熱交換により得ら
    れるようにする工程と、 （ｄ）前記重質液体をＣ＿３＿＋炭化水素を含有する重
    質炭化水素生成物として回収する工程と、（ｅ）工程（
    ｃ）の前記軽質ガス流をＨ＿２、Ｎ＿２、ＣＯ、ＣＯ＿
    ２、メタンとＣ＿２炭化水素の双方またはいずれか一方
    、あるいはこれ以外の軽質ガスを含有する生成物軽質ガ
    ス流として回収する工程および、 （ｆ）前記閉回路多成分冷媒からの工程に 過半量の冷凍量を提供することと、その冷媒を部分的に
    凝縮し、相分離することと、前記蒸気相を冷却し、凝縮
    して比較的低い温度と圧力になるよう膨脹させ、そして
    冷却されその後中間圧力に再圧縮される前記蒸気流にさ
    らして再熱入れする一方、前記液相を冷却し、比較的高
    い温度と圧力になるよう膨脹させ、前記中間圧冷媒と混
    合した供給ガスにさらして再熱入れすることと、前記混
    合冷媒を高圧に圧縮し、また十分に最終冷却して前記冷
    媒を部分的に凝縮し回路を完成する工程の諸工程から成
    り、二温二圧段階、閉回路、多成分冷媒サイクルを用い
    て、Ｃ＿３＿＋炭化水素を含有する重質炭化水素生成物
    と、Ｈ＿２、Ｎ＿２、ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンとＣ＿２
    炭化水素の双方またはいずれか一方、あるいはこれ以外
    の軽質ガスを含有する軽質ガス流とに供給ガスを低温分
    離する方法。
  8. （８）（ａ）供給ガスを冷却して比較的高い温度と圧力
    の多成分冷媒にさらす間接熱交換により前記供給ガスの
    部分凝縮をもたらす工程と、（ｂ）前記部分凝縮供給ガ
    スを重質炭化水 素を含有する重質液体と軽質供給ガス成分を含有する蒸
    気流とに初期相分離する工程と、（ｃ）前記蒸気流を低
    温分留によつて精留 して第１軽質ガス流と付加重質液体を生成することと、
    その精留を前記比較的高い温度と圧力の多成分冷媒にさ
    らす間接熱交換によつて少くとも一部分得られるように
    する工程と、（ｄ）前記重質液体を蒸溜塔にこの塔への 供給として導入する工程と、 （ｅ）工程（ｄ）の前記液体を前記蒸溜塔内でこの塔の
    下層から誘導したＣ＿３＿＋炭化水素を含有する重質炭
    化水素生成物と、前記塔の上層から誘導した第２軽質ガ
    ス流とに分離する工程と、（ｆ）工程（ｃ）の第１軽質
    ガス流と、Ｈ＿２、Ｎ＿２、ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンと
    Ｃ＿２炭化水素の双方またはいずれか一方、あるいはこ
    れ以外の軽質ガスを含有する生成物軽質ガス流として工
    程（ｅ）の第２軽質ガス流とを除去する工程および、 （ｇ）前記閉回路多成分冷媒からの工程に 過半量の冷凍量を提供することと、その冷媒を部分的に
    凝縮し、相分離することと、前記蒸気相を冷却し、凝縮
    して比較的低い温度と圧力になるよう膨脹させ、そして
    精留されその後中間圧に再圧縮される前記蒸気流にさら
    して再熱入れする一方、前記液相を冷却し、比較的高い
    温度と圧力になるよう膨脹させ、前記中間圧冷媒と混合
    した供給ガスにさらして再熱入れすることと、前記混合
    冷媒を高圧に圧縮し、また十分に最終冷却して前記冷媒
    を部分的に凝縮し回路を完成する工程の諸工程から成り
    、二温二圧段階閉回路多成分冷媒サイクルを用いて、Ｃ
    ＿３＿＋炭化水素を含有する重質炭化水素生成物と、Ｈ
    ＿２、Ｎ＿２、ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンとＣ＿２重炭化
    水素の双方またはいずれか一方、あるいはこれ以外の軽
    質ガスを含有する軽質ガス流とに供給ガスを低温分離す
    る方法。
  9. （９）前記供給ガスのＣ＿３炭化水素の９５％を前記重
    質炭化水素生成物中に回収することを特徴とする特許請
    求の範囲第８項記載の供給ガスを低温分離する方法。
  10. （１０）工程（ｃ）の前記重質液流を前記蒸溜塔の上層
    にさらして間接熱交換して前記塔に還流能力を提供する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の供給ガス
    を低温分離する方法。
  11. （１１）前記多成分冷媒を前記蒸溜塔の上層にさらして
    間接熱交換して前記塔に還流能力を提供する特許請求の
    範囲第８項記載の供給ガスを低温分離する方法。
  12. （１２）前記供給ガスのスリップストリームまたは全部
    を前記蒸溜塔の下層にさらして間接熱交換して前記塔に
    再煮沸能力を提供することを特徴とする特許請求の範囲
    第８項記載の供給ガスを低温分離する方法。
  13. （１３）多成分冷媒を前記蒸溜塔の下層に さらして間接熱交換して前記塔に再煮沸能力を提供する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の供給ガス
    を低温分離する方法。
  14. （１４）前記第１軽質ガス流と前記第２軽質ガス流を生
    成物軽質ガス流として混合することを特徴とする特許請
    求の範囲第８項記載の供給ガスを低温分離する方法。
  15. （１５）（ａ）供給ガスを冷却して比較的高い温度と圧
    力の多成分冷媒にさらす間接熱交換により前記供給ガス
    の部分凝縮をもたらす工程と、（ｂ）前記部分凝縮供給
    ガスを重質炭化水 素を含有する重質液流と軽質供給ガス成分を含有する蒸
    気流とに初期相分離する工程と、（ｃ）前記蒸気流をさ
    らに冷却し、この蒸 気流を第１軽質ガス流と付加重質液体とに相分離するこ
    とと、いずれにせよその冷却の一部分を比較的低い温度
    と圧力段階の前記多成分冷媒にさらす間接熱交換により
    得られるようにする工程と、 （ｄ）前記重質液体を蒸溜塔にこの塔への 供給として導入する工程と、 （ｅ）前記液体を前記蒸溜塔内でこの塔の 下層から誘導したＣ＿３＿＋炭化水素を含有する重質炭
    化水素生成物と、前記塔の上層から誘導した第２軽質ガ
    ス流とに分離する工程と、 （ｆ）工程（ｃ）の第１軽質ガス流と、Ｈ＿２、Ｎ＿２
    、ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンとＣ＿２炭化水素の双方また
    はいずれか一方、あるいはこれ以外の軽質ガスを含有す
    る生成物軽質ガス流として工程（ｅ）の第２軽質ガス流
    とを除去する工程および、 （ｇ）前記閉回路多成分冷媒からの工程に 過半量の冷凍量を提供することと、その冷媒を部分的に
    凝縮し、相分離することと、前記蒸気相を冷却し、凝縮
    して比較的低い温度と圧力になるよう膨脹させ、そして
    冷却されその後中間圧に再圧縮される前記蒸気流にさら
    して再熱入れする一方、前記液相を冷却し、比較的高い
    温度と圧力になるよう膨脹させ、前記中間圧冷媒と混合
    した供給ガスにさらして再熱入れすることと、前記混合
    冷媒を高圧に圧縮し、また十分に最終冷却して前記冷媒
    を部分的に凝縮し回路を完成する工程の諸工程から成り
    、二温二圧段階閉回路多成分冷媒サイクルを用いて、Ｃ
    ＿３＿＋炭化水素を含有する重質炭化水素生成物と、Ｈ
    ＿２、Ｎ＿２、ＣＯ、ＣＯ＿２、メタンとＣ＿２炭化水
    素の双方またはいずれか一方、あるいは、これ以外の軽
    質ガスを含有する軽質ガス流とに供給ガスを低温分離す
    る方法。
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