KR101619563B1 - 탄화수소 가스 처리 - Google Patents

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더블유. 래리 루이스
존 디. 윌킨슨
조 티. 린치
행크 엠. 허드슨
카일 티. 쿠엘라
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오르트로프 엔지니어스, 리미티드
에스.엠.이. 프로덕츠 엘피
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Abstract

컴팩트한 처리 어셈블리에서 탄화수소 가스 스트림으로부터 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌 및 중질 탄화수소 성분을 회수하기 위한 방법 및 장치가 개시된다.

Description

탄화수소 가스 처리{HYDROCARBON GAS PROCESSING}
본 발명은 탄화수소 함유 가스의 분리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 출원인은 2009년 6월 11일자로 출원된 우선 미국 가출원 제 61/186,361호의 미국연방법전 제35편 제119(e)조 하의 이익을 주장한다. 본 출원인은 또한 2009년 2월 17일자로 출원된 우선 미국 특허 일부계속출원 제 12/372,604호의 미국연방법전 제35편 제120조 하의 이익을 주장한다. 양수인인 에스엠이 어소시에이츠, 인코포레이티드(SME Associates, Inc.) 및 오르트로프 엔지니어스, 리미티드(Ortloff Engineers, Ltd.)는 본 출원의 발명이 행해지기 전 발효된 공동 연구 합의를 한 당사자들이다.
에틸렌, 에탄, 프로필렌, 프로판 및/또는 중질(heavier) 탄화수소는 다양한 가스, 예컨대 천연가스, 정유가스, 및 석탄, 원유, 나프타, 오일 셰일(oil shale), 타르 샌드(tar sand), 및 갈탄(lignite)과 같은 기타 탄화수소 재료로부터 얻어진 합성 가스 스트림으로부터 회수될 수 있다. 천연가스는 일반적으로 대부분 메탄 및 에탄으로 구성되는데, 즉 메탄 및 에탄은 함께 상기 가스의 적어도 50 몰퍼센트를 구성한다. 상기 가스는 또한 상대적으로 적은 양의 프로판, 부탄, 펜탄 등과 같은 중질 탄화수소뿐만 아니라 수소, 질소, 이산화탄소, 및 기타 가스를 함유한다.
본 발명은 전체적으로 그러한 가스 스트림으로부터 에틸렌, 에탄, 프로필렌, 프로판 및 중질 탄화수소를 회수하는 것에 관한 것이다. 본 발명에 따라 처리되는 가스 스트림의 전형적인 분석치는, 대략적인 몰 퍼센트로, 메탄 90.0%, 에탄 및 기타 C2 성분 4.0%, 프로판 및 기타 C3 성분 1.7%, 이소-부탄 0.3%, 노말 부탄 0.5%, 및 펜탄 0.8%+ 이며, 나머지는 질소 및 이산화탄소로 이루어진다. 유황 함유 가스들도 때로 존재한다.
천연가스 및 그의 천연가스액체(NGL) 구성성분 모두의 가격에서의 역사적인 주기적 변동은 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 및 액체 생성물로서의 중질 성분의 증분값(incremental value)을 때로 감소시켰다. 이는, 이들 생성물의 보다 효율적인 회수를 제공할 수 있는 공정 및 보다 낮은 자본 투자로 효율적인 회수를 제공할 수 있는 공정에 대한 요구를 야기했다. 이들 물질을 분리하기 위해 사용가능한 공정은 가스의 냉각 및 냉동(refrigeration), 오일 흡수, 및 냉동 오일 흡수를 기반으로 하는 것들을 포함한다. 추가적으로, 극저온 공정(cryogenic process)이 일반적이 되어가고 있는데, 그 이유는 처리되는 가스로부터 열을 동시에 팽창 및 추출하는 한편 동력을 생산하는 경제적인 장치의 이용가능성 때문이다. 가스 원의 압력, 가스의 풍부성(richness)(에탄, 에틸렌 및 중질 탄화수소 함량), 및 원하는 최종 생성물에 따라, 이들 공정의 각각 또는 그 조합이 사용될 수 있다.
상기 극저온 팽창 공정은 천연가스액체 회수를 위해 현재 일반적으로 선호되는데, 이는 시작의 용이성, 운전 유연성, 양호한 효율성, 안전성, 및 양호한 신뢰성을 가지며 최대의 단순성을 제공하기 때문이다. 미국 특허 제 3,292,380호; 제 4,061,481호; 제 4,140,504호; 제 4,157,904호; 제 4,171,964호; 제 4,185,978호; 제 4,251,249호; 제 4,278,457호; 제 4,519,824호; 제 4,617,039호; 제 4,687,499호; 제 4,689,063호; 제 4,690,702호; 제 4,854,955호; 제 4,869,740호; 제 4,889,545호; 제 5,275,005호; 제 5,555,748호; 제 5,566,554호; 제 5,568,737호; 제 5,771,712호; 제 5,799,507호; 제 5,881,569호; 제 5,890,378호; 제 5,983,664호; 제 6,182,469호; 제 6,578,379호; 제 6,712,880호; 제 6,915,662호; 제 7,191,617호; 제 7,219,513호; 재발행 미국 특허 제 33,408호; 및 공계류 출원 제 11/430,412호; 제 11/839,693호; 제 11/971,491호; 및 제 12/206,230호는 관련 공정을 기재한다 (그러나 본 발명의 상세한 설명은 일부의 경우 인용된 미국 특허들에 기재된 것들과 상이한 처리 조건을 기반으로 한다).
일반적인 극저온 팽창 회수 공정에서, 가압 하의 공급 가스 스트림은 공정의 다른 스트림 및/또는 프로판 압축-냉동 시스템과 같은 외부 냉동 원과의 열 교환에 의해 냉각된다. 가스가 냉각되면서, 하나 이상의 분리기(분리기)에서 원하는 C2+ 성분을 일부 함유하는 고압 액체로서 액체가 응축되고 수집될 수 있다. 가스의 풍부성 및 형성된 액체의 양에 따라, 상기 고압 액체는 더 낮은 압력으로 팽창되고 분별(fractionate)될 수 있다. 상기 액체의 팽창 동안 발생하는 기화는 상기 스트림의 추가 냉각을 야기한다. 그러한 조건 하에서, 상기 팽창 전에 상기 고압 액체를 예비냉각(pre-cooling)하는 것은 팽창에 의한 온도를 더 낮추는데 바람직할 것이다. 액체와 증기의 혼합물을 포함하는 상기 팽창된 스트림은 증류 컬럼(탈메탄기(탈메탄기) 또는 탈에탄기(deethanizer))에서 분별된다. 상기 컬럼에서, 상기 팽창냉각된 스트림(들)은 증류되어 바닥부(bottom) 액체 생성물로서의 원하는 C2 성분, C3 성분 및 중질 탄화수소 성분으로부터 오버헤드 증기로서의 잔류 메탄, 질소, 및 기타 휘발성 가스를 분리하거나, 또는 바닥부 액체 생성물로서의 원하는 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분으로부터 오버헤드 증기로서의 잔류 메탄, C2 성분, 질소, 및 기타 휘발성 가스를 분리한다.
상기 공급 가스가 완전히 응축되지 않는다면 (일반적으로 그렇지 않음), 상기 부분적 응축으로부터 남은 증기는 두 개의 스트림으로 나뉠(split) 수 있다. 상기 증기의 일 부분이 작업 팽창기(work expansion machine) 또는 엔진, 또는 팽창 밸브를 통과하여 더 낮은 압력이 되고 여기서 추가의 액체가 상기 스트림의 추가 냉각의 결과로서 응축된다. 팽창 후의 압력은 증류 컬럼이 작동되는 압력과 본질적으로 동일하다. 상기 팽창의 결과인 결합된(combined) 증기-액체 상은 상기 컬럼에 공급물로서 공급된다.
상기 증기의 나머지 부분은 다른 공정 스트림, 예컨대, 상기 차가운(cold) 분별탑 오버헤드와의 열 교환에 의해 냉각되어 실질적으로 응축된다. 상기 고압 액체의 일부 또는 전부는 냉각 전에 이 증기 부분과 조합될 수 있다. 결과물인 냉각된 스트림은 그 후 적절한 팽창 장치, 예컨대 팽창 밸브를 통해, 탈메탄기가 작동하는 압력으로 팽창된다. 팽창 동안, 상기 액체의 일부는 기화되어 전체 스트림을 냉각시킬 것이다. 상기 플래시 팽창된(flash expanded) 스트림은 그 후 최상부 공급물(top feed)로서 탈메탄기에 공급된다. 일반적으로, 상기 플래시 팽창된 스트림의 증기 부분 및 탈메탄기 오버헤드 증기는 잔류 메탄 생성물 가스로서 분별탑의 상부 분리기 구획 내에서 결합된다. 대안적으로, 상기 냉각되고 팽창된 스트림은 분리기에 공급되어 증기 및 액체 스트림을 제공할 수 있다. 상기 증기는 상기 탑 오버헤드와 조합되고 및 상기 액체는 최상부 컬럼 공급물로서 컬럼에 공급된다.
본 발명은 전술한 보다 효율적인 다양한 단계를 수행하고 더 적은 장비를 사용하는 신규 수단을 이용한다. 이는 지금까지는 개별의 장비 아이템이었던 것을 공통의 하우징 내로 결합하고, 그에 의해 처리 플랜트에 요구되는 대지 공간을 감소시키고, 설비의 자본 비용을 감소시키는 것에 의해 이루어진다. 놀랍게도, 본 출원인은 보다 컴팩트한 배열이 또한 주어진 회수 수준을 달성하는데 요구되는 전력 소비를 또한 유의하게 감소시키고, 그에 의해 공정 효율성을 증가시키고, 설비의 가동 비용을 감소시키는 것을 발견하였다. 그에 더하여, 보다 컴팩트한 배열은 또한 전통적인 플랜트 설계에서 개별의 장비 아이템을 상호연결하는데 사용되는 많은 관을 제거하고, 추가로 자본 비용을 감소시키고, 또한 관련된 플랜지의 관 접속을 제거한다. 관 플랜지는 탄화수소(이는 휘발성 유기 화합물, VOC로서, 이는 온실 가스에 기여하고 또한 대기 오존 형성에 대한 전구체일 수 있다)에 대한 잠재적인 누출 원인이기 때문에, 이들 플랜지를 제거하는 것은 환경을 파괴할 수 있는 대기 방출에 대한 가능성을 감소시킨다.
본 발명에 따르면, 88%를 초과하는 C2 회수가 획득될 수 있음이 발견되어 왔다. 유사하게 C2 성분의 회수가 요구되지 않는 경우에, 93%를 초과하는 C3 회수가 유지될 수 있다. 또한, 본 발명은 동일한 회수 수준을 유지하면서 종래 기술과 비교하여 더 낮은 에너지 요구로 C2 성분(또는 C3 성분) 및 중질 성분으로부터 메탄(또는 C2 성분) 및 경질(lighter) 성분을 본질적으로 100 퍼센트 분리하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은, 더 낮은 압력 및 더 따뜻한 온도에서 사용가능하지만, -50℉[-46℃] 이하의 NGL 회수 컬럼 오버헤드 온도를 요구하는 조건 하에 400 내지 1500 psia [2,758 내지 10,342 kPa(a)] 이상의 범위에서 공급 가스를 처리할 때 특히 유리하다.
본 발명의 더 나은 이해를 위해, 이하의 실시예 및 도면을 참조한다. 이하의 도면을 참조한다:
도 1은 미국 특허 제 4,157,904호에 따른 종래 기술 천연가스 처리 플랜트의 흐름도이다;
도 2는 본 발명에 따른 천연가스 처리 플랜트의 흐름도이다;
도 3 내지 도 9는 천연가스 스트림에 대한 본 발명의 적용(application)의 대안적인 수단을 도시하는 흐름도이다.
상기 도면에 대한 하기 설명에서, 대표적 공정 조건에 대해 계산된 흐름 속도(flow rate)를 요약하는 표가 제공된다. 본원에 나타낸 표에서, 흐름 속도에 대한 값 (시간 당 몰 단위)은 편의상 가장 가까운 정수로 반올림되었다. 표에 나타낸 전체 스트림 속도는 모든 비탄화수소(non-hydrocarbon) 성분을 포함하며, 따라서 탄화수소 성분에 대한 스트림 흐름 속도의 합보다 일반적으로 크다. 나타낸 온도는 가장 가까운 온도로 반올림된 대략적인 값이다. 또한, 도면에 도시된 공정들을 비교할 목적으로 수행된 공정 설계 계산은 주위로부터 공정으로의 (또는 공정으로부터 주위로의) 열 누출이 전혀 없다는 가정을 기초로 함을 유념해야한다. 상업적으로 입수가능한 절연재의 품질이 상기를 매우 합리적인 가정이 되게 하며, 이는 당업자에 의해 일반적으로 이루어진다.
편의상, 공정 파라미터들은 통상적인 영국 단위 (British units) 및 국제 단위계 (Systeme International d'Unites, SI)의 단위 둘 모두로 보고하였다. 표에 나타낸 몰 흐름 속도(molar flow rate)는 시간당 파운드 몰 또는 시간당 킬로그램 몰로 해석될 수 있다. 마력 (HP) 및/또는 시간당 천 영국 열 단위 (MBTU/Hr)로 보고되는 에너지 소비는 시간당 파운드 몰 단위로 명시된 몰 흐름 속도에 해당한다. 킬로와트 (kW)로 보고되는 에너지 소비는 시간당 킬로그램 몰 단위로 명시된 몰 흐름 속도에 해당한다.
종래 기술의 상세한 설명
도 1은 미국 특허 제 4,157,904호에 따르는 종래 기술을 사용하여 천연가스로부터 C2+ 성분을 회수하기 위한 처리 플랜트의 설계를 나타내는 공정 흐름도이다. 상기 공정의 이러한 시뮬레이션에서, 유입 가스는 스트림(31)으로서 101℉[39℃] 및 915 psia [6,307 kPa(a)]에서 플랜트로 진입한다. 상기 유입가스가 생성물 스트림이 규격에 부합하는 것을 막는 황 화합물의 농축물을 함유한다면, 상기 황 화합물은 상기 공급 가스의 적절한 전처리에 의해 제거된다 (도시되지 않음). 또한, 상기 공급 스트림은 극저온 조건 하에서 수화물(얼음) 형성을 방지하기 위해 통상적으로 탈수된다. 이러한 목적을 위해 고체 건조제가 일반적으로 사용되어 왔다.
상기 공급 스트림(31)은, 2부분, 스트림(32 및 33)으로 나눠진다. 스트림(32)은 차가운 잔류 가스(스트림 41a)와의 열 교환에 의해 열 교환기(10)에서 -31℉[-35℃]로 냉각되고, 반면 스트림(33)은 43℉ [6℃]에서 탈메탄기 재비기 액체(스트림 43) 및 -47℉ [-44℃]에서 측면 재비기 액체(스트림 42)와의 열 교환에 의해 열 교환기(11)에서 -37℉ [-38℃]로 냉각된다. 스트림(32a 및 33a)은 재결합하여 스트림(31a)을 형성하는데, 이는 -33℉ [-36℃] 및 893 psia [6,155 kPa(a)]에서 분리기(12)에 진입하며, 여기서, 증기(스트림(34))는 응축된 액체(스트림(35))로부터 분리된다.
상기 분리기(12)로부터의 증기(스트림(34))는 2개의 스트림(36 및 39)으로 나눠진다. 약 32%의 전체 증기를 함유하는 스트림(36)은 분리기 액체(스트림(36))와 결합하고, 결합된 스트림(38)은 차가운 잔류 가스(스트림(41))와 열 교환 관계에 있는 열 교환기(13)를 통과하고, 이 곳에서 실질적 응축까지 냉각된다. -131℉ [-90℃]에서 결과물인 실질적으로 응축된 스트림(38a)은 이어서 팽창 밸브(14)를 통해 분별탑(18)의 작동 압력(대략적으로 410 psia [2,827 kPa(a)])까지 플래시 팽창된다. 팽창 도중 상기 스트림의 일부는 기화되어, 전체 스트림을 냉각시킨다. 도 1에 도시된 공정에서, 팽창 밸브(14)을 떠나는 팽창된 스트림(38b)은 -137℉ [-94℃]의 온도에 도달하고, 분별탑(18)의 상부 영역 내의 분리기 섹션(18a)에 공급된다. 여기서 분리된 액체는 탈메탄 섹션(18b)으로의 최상부 공급물이 된다.
상기 분리기(12)로부터의 증기의 나머지 68%(스트림(39))는 작업 팽창기(15)에 진입하며 여기서 기계적 에너지는 상기 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 상기 기계(15)는 상기 증기를 실질적으로 등엔트로피적으로(isentropically) 탑 작동 압력까지 팽창시키는데, 상기 작업 팽창은 상기 팽창된 스트림(39a)을 대략 -97℉[-72℃]의 온도로 냉각시킨다. 전형적인 상업적으로 입수가능한 팽창기는 이상적인 등엔트로피 팽창에서 이론적으로 가능한 작업 중 대략 80-85% 수준을 회수할 수 있다. 회수된 작업은, 예를 들어, 상기 잔류 가스(스트림(41b))의 재압축에 사용될 수 있는 원심분리형 압축기(예컨대 아이템(16))를 구동하는 데에 종종 사용된다. 상기 부분적으로 응축되고 팽창된 스트림(39a)은 그 후 중간-컬럼 공급 지점에서 분별탑(18)에 공급물로서 공급된다.
상기 탑(18) 내 탈메탄기는 복수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 충진 베드(packed bed), 또는 트레이와 패킹(packing)의 몇몇 조합을 포함하는 통상적인 증류 컬럼이다. 천연가스 처리 플랜트에서 흔히 있는 일인 바와 같이, 분별탑은 2개의 섹션으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 섹션(18a)은 분리기이고, 여기서 상기 부분적으로 기화된 최상부 공급물은 그의 각각의 증기부 및 액체부로 분할되고, 여기서 상기 하부 증류 또는 탈메탄 섹션(18b)으로부터 상승하는 증기는 상기 최상부 공급물의 증기부와 결합되어 -136℉[-93℃]에서 상기 탑의 최상부를 나가는 차가운 탈메탄기 오버헤드 증기(스트림(41))를 형성한다. 상기 하부, 탈메탄 섹션(18b)은 트레이 및/또는 패킹을 함유하고, 상기 하향으로 낙하하는 액체와 상향으로 상승하는 증기 사이의 필요한 접촉을 제공한다. 상기 탈메탄 섹션(18b)은 재비기(예컨대 재비기 및 이전에 설명된 측면 재비기)도 포함하는데, 이는 컬럼 아래로 흐르는 액체의 일부를 가열 및 증발시켜 컬럼 위로 흐르는 스트리핑 (stripping) 증기를 제공하여 메탄과 경질 성분의 액체 생성물인 스트림(44)을 스트리핑한다.
상기 액체 생성물 스트림(44)은, 바닥부 생성물 내에서 질량 기준으로 0.010:1의 메탄 대 에탄 비율의 전형적인 규격에 기초하여, 65℉[19℃]에서 탑의 바닥부를 떠난다. 상기 잔류 가스(탈메탄기 오버헤드 증기 스트림(41))는 열 교환기(13) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 -44℉[-42℃]로 가열되고(스트림(41a)), 열 교환기(10) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 96℉[36℃]로 가열된다(스트림(41b)). 상기 잔류 가스는 이어서 두 단계에서 재압축된다. 상기 제1 단계는 팽창기(15)에 의해 구동되는 압축기(16)이다. 상기 제2 단계는 상기 잔류 가스(스트림(41d))를 판매 라인 압력(sales line pressure)으로 압축하는 압축기(20)로서, 이는 보조동력원에 의해 구동된다. 방출냉각기(discharge cooler)(21)에서 120℉[49℃]로 냉각 후, 상기 잔류 가스 생성물(스트림(41e))은 라인 요건(통상적으로 유입 압력 수준)을 충족시키기에 충분한 915 psia [6,307 kPa(a)]에서 상기 판매 가스 파이프라인으로 흐른다.
도 1에 도시된 상기 공정에 대한 스트림 흐름 속도 및 에너지 소비의 요약을 하기 표에 나타내었다:
[표 Ⅰ]
(도 1)
스트림 흐름 요약 - Lb. Moles/Hr [kg moles/Hr]
스트림 메탄 에탄 프로판 부탄+ 총계
31 12,359 546 233 229 13,726
32 8,404 371 159 155 9,334
33 3,955 175 74 74 4,392
34 12,117 493 172 70 13,196
35 242 53 61 159 530
36 3,829 156 54 22 4,170
38 4,071 209 115 181 4,700
39 8,288 337 118 48 9,026
41 12,350 62 5 1 12,620
44 9 484 228 228 1,106
회수율*
에탄 88.54%
프로판 97.70%
부탄+ 99.65%
동력
잔류 가스 압축 5,174 HP [ 8,506 kW]
* (반올림하지 않은 흐름 속도에 기초함)
발명의 상세한 설명
도 2는 본 발명에 따르는 공정의 흐름도를 도시한다. 도 2에 나타낸 공정에서 고려된 조건 및 공급 가스 조성은 도 1에서의 것과 동일하다. 따라서, 본 발명의 이점을 설명하기 위해 도 2 공정이 도 1 공정의 것과 비교될 수 있다.
도 2 공정의 시뮬레이션에서, 유입 가스는 스트림(31)으로서 플랜트에 진입하고, 2 부분, 스트림(32 및 33)으로 분할된다. 제1 부분인 스트림(32)은, 처리 어셈블리(118) 내 공급물 냉각 섹션(118a)의 상부 영역에서 열 교환 수단에 진입한다. 이러한 열 교환 수단은 핀 및 튜브 타입 열 교환기, 플레이트 타입 열 교환기, 황동 알루미늄 타입 열 교환기, 또는 기타 타입의 열 전달 장치, 예컨대 멀티-패스 및/또는 멀티-서비스 열 교환기를 포함할 수 있다. 열 교환 수단은, 공급물 냉각 섹션(118a)의 하부 영역에서 열 교환 수단에서 가열된 처리 어셈블리(118) 내 분리기 섹션(118b)으로부터 올라오는 증류 증기 스트림 및 열 교환 수단의 한 통로를 통해 흐르는 스트림(32) 간의 열 교환을 제공하도록 구성된다. -26℉ [-32℃]에서 열교환 수단을 떠나는 스트림(32a)으로 증류 증기 스트림을 추가로 가열하면서 스트림(32)이 냉각된다.
제2 부분, 스트림(33)은, 처리 어셈블리(118) 내 탈메탄 섹션(118d)에서 열 및 물질 전달 수단(heat and mass transfer means)에 진입한다. 이러한 열 및 물질 전달 수단은 또한 핀 및 튜브 타입 열 교환기, 플레이트 타입 열 교환기, 황동 알루미늄 타입 열 교환기, 또는 기타 타입의 열 전달 장치, 예컨대 멀티-패스 및/또는 멀티-서비스 열 교환기를 포함할 수 있다. 열 및 물질 전달 수단은, 처리 어셈블리(118) 내 흡수 섹션(118c)으로부터 하방으로 흐르는 증류 액체 스트림과, 열 및 물질 전달 수단의 한 통로를 통해 흐르는 스트림(33) 간의 열 교환을 제공하도록 구성되어, 열 및 물질 전달 수단을 떠나기 전에 -38℉ [-39℃]까지, 증류 액체 스트림인 차가운 스트림(33a)을 냉각하면서 스트림(33)이 냉각된다. 증류 액체 스트림이 가열됨에 따라, 그 일부가 기화되어 나머지 액체가 열 및 물질 전달 수단을 통해 하방으로 흐르는 것을 지속하는 것에 따라 상향으로 상승하는 스트리핑 증기를 형성한다. 열 및 물질 전달 수단은 스트리핑 증기 및 증류 액체 스트림 간의 지속적인 접촉을 제공하여 증기 및 액체 상 간의 물질 전달을 제공하도록 또한 기능하고, 메탄 및 더 가벼운 성분들의 액체 생성물 스트림(44)을 스트리핑한다.
스트림(32a 및 33a)은 재결합하여 스트림(31a)을 형성하고, 이는 -30℉ [-34℃] 및 898 psia [6,189 kPa(a)]에서 처리 어셈블리(118) 내 분리기 섹션(118e)에 진입하고, 그 결과 증기(스트림(34))는 응축된 액체(스트림(35))로부터 분리된다. 분리기 섹션(118e)은 내부 헤드 또는 기타 수단을 가져서 이를 탈메탄 섹션(118d)으로부터 분리하여, 처리 어셈블리(118) 내 2개의 섹션이 상이한 압력에서 작동할 수 있도록 한다.
분리기 섹션(118e)으로부터의 증기(스트림(34))는 2개의 스트림(35 및 39)으로 분할된다. 약 32%의 전체 증기를 함유하는 스트림(36)은 분리된 액체(스트림(37)를 통해, 스트림(35))와 결합하고, 결합된 스트림(38)은 처리 어셈블리(118) 내 공급물 냉각 섹션(118a)의 하부 영역에서 열 교환 수단에 진입한다. 이러한 열 교환 수단은 마찬가지로 핀 및 튜브 타입 열 교환기, 플레이트 타입 열 교환기, 황동 알루미늄 타입 열 교환기, 또는 기타 타입의 열 전달 장치, 예컨대 멀티-패스 및/또는 멀티-서비스 열 교환기를 포함할 수 있다. 열 교환 수단은, 분리기 섹션(118b)으로부터 올라오는 증류 증기 스트림 및 열 교환 수단의 한 통로를 통해 흐르는 스트림(38) 간의 열 교환을 제공하도록 구성되어, 증류 증기 스트림을 가열하면서 스트림(38)이 실질적 응축까지 냉각되도록 한다.
-130℉ [-90℃]에서 결과물인 실질적으로 응축된 스트림(38a)은 이어서 팽창 밸브(14)를 통해 처리 어셈블리(118) 내 흡수 섹션(118c)의 작동 압력(대략적으로 415 psia [2,861 kPa(a)])까지 플래시 팽창된다. 팽창 도중 상기 스트림의 일부는 기화되어, 전체 스트림의 냉각을 초래한다. 도 2에 도시된 공정에서, 팽창 밸브(14)을 떠나는 팽창된 스트림(38b)은 -136℉ [-94℃]의 온도에 도달하고, 처리 어셈블리(118) 내 분리기 섹션(118a)에 공급된다. 여기서 분리된 액체는 흡수 섹션(118c)으로 가고, 반면 나머지 증기는 흡수 섹션(118c)으로부터 올라오는 증기와 결합하여 냉각 섹션(118a)에서 가열된 증류 증기 스트림을 형성한다.
상기 분리기 섹션(118e)으로부터의 증기의 나머지 68%(스트림(39))는 작업 팽창기(15)에 진입하며 여기서 기계적 에너지는 상기 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 상기 기계(15)는 상기 증기를 실질적으로 등엔트로피적으로 흡수 섹션(118c)의 작동 압력까지 팽창시키는데, 상기 작업 팽창은 상기 팽창된 스트림(39a)을 대략 -94℉[-70℃]의 온도로 냉각시킨다. 상기 부분적으로 응축되고 팽창된 스트림(39a)은 그 후 처리 어셈블리(118) 내 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 공급물로서 공급된다.
흡수 섹션(118c)은 복수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 충진 베드, 또는 트레이와 패킹(packing)의 몇몇 조합을 포함한다. 흡수 섹션(118c)에 있는 트레이 및/또는 패킹은 하향으로 낙하하는 차가운 액체와 상향으로 상승하는 증기 사이의 필요한 접촉을 제공한다. 팽창된 스트림(39a)의 액체 부분은 흡수 섹션(118c)으로부터 하향으로 낙하하는 액체와 합쳐지고, 결합된 액체는 계속하여 탈메탄 섹션(118d)으로 하향한다. 탈메탄 섹션(118d)으로부터 상승하는 응축 증기는 팽창된 스트림(39a)의 증기 부분과 결합하고 흡수 섹션(118c)을 통해 상향으로 상승하고, 하향으로 낙하하는 차가운 액체와 접촉되어 이들 증기로부터 C2 성분, C3 성분 및 중질 성분을 응축 및 흡수한다.
처리 어셈블리(118) 내 탈메탄 섹션(118d)에서 열 및 물질 전달 수단으로부터 하방으로 흐르는 증류 액체는 메탄 및 경질 성분으로 스트리핑된다. 결과물인 액체 생성물(스트림 44)은 탈메탄 섹션(118d)의 하부 영역을 나가서 67℉ [20℃]에서 처리 어셈블리(118)를 떠난다. 분리기 섹션(118b)으로부터 상승하는 증류 증기 스트림은 전술한 바와 같이 스트림(32 및 38)에 냉각을 제공하면서 공급물 냉각 섹션(118a)에서 데워지고, 결과물인 잔류 가스 스트림(41)은 96℉ [36℃]에서 처리 어셈블리(118)를 떠난다. 잔류 가스는 이어서 2 단계, 팽창기(15)에 의해 구동되는 압축기(15) 및 보조 동력원에 의해 구동되는 압축기(20)에서 재압축된다. 스트림(41b)은 방출냉각기(discharge cooler)(21)에서 120℉[49℃]로 냉각 후, 상기 잔류 가스 생성물(스트림(41f))이 915 psia [6,307 kPa(a)]에서 판매 가스 파이프라인으로 흐른다.
도 2에 도시된 상기 공정에 대한 스트림 흐름 속도 및 에너지 소비의 요약을 하기 표에 나타내었다:
[표 Ⅱ]
(도 2)
스트림 흐름 요약 - Lb. Moles/Hr [kg moles/Hr]
스트림 메탄 에탄 프로판 부탄+ 총계
31 12,359 546 233 229 13,726
32 8,651 382 163 160 9,608
33 3,708 164 70 69 4,118
34 12,139 498 176 74 13,234
35 220 48 57 155 492
36 3,860 158 56 24 4,208
37 220 48 57 155 492
38 4,080 206 113 179 4,700
39 8,279 340 120 50 9,026
41 12,350 62 5 1 12,625
44 9 484 228 228 1,101
회수율*
에탄 88.58%
프로판 97.67%
부탄+ 99.64%
동력
잔류 가스 압축 4,829 HP [ 7,939 kW]
* (반올림하지 않은 흐름 속도에 기초함)
표 Ⅰ 및 Ⅱ의 비교는, 본 발명이 종래 기술에서와 동일한 회수율을 실질적으로 유지하는 것을 나타낸다. 그러나, 표 Ⅰ 및 Ⅱ의 추가의 비교는 종래 기술에 비해 상당히 더 적은 동력을 사용하여 생성물 수율이 달성되었음을 나타낸다. (동력의 단위 당 회수된 에탄의 양에 의해 정의된) 회수 효율의 관점에서, 본 발명은 도 1 공정의 종래 기술에 비해 거의 7% 향상을 나타낸다.
도 1 방법의 종래 기술에 비해 본 발명에 의해 제공된 회수 효율의 향상은 일차적으로 2개의 인자에 기인한다. 우선, 처리 어셈블리(118) 내 탈메탄 섹션 (118d)에 있는 열 및 물질 전달 수단, 및 공급물 냉각 섹션(118a)에 있는 열 교환 수단의 컴팩트한 배열은 종래의 처리 플랜트에서 발견되는 상호연결하는 관에 의해 부과되는 압력 강하를 제거한다. 결과는, 팽창기(15)로 흐르는 공급 가스의 부분이 종래 기술에 비해 본 발명에 대해서 더 높은 압력에 있다는 점이며, 이는 종래 기술에서의 팽창기(15)가 하부 유출 압력에서 생성할 수 있는 보다 높은 유출 압력으로 많은 동력을 생성할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 처리 어셈블리(118)에서 흡수 섹션(118c)은 동일한 회수 수준을 유지하면서 종래 기술의 분류 컬럼에서보다 더 높은 압력에서 가동할 수 있다. 이러한 더 높은 작동 압력은, 상호연결하는 관을 제거하는 것에 기인한 잔류 가스에 대한 압력 강하의 감소에 더하여, 압축기(20)에 진입하는 잔류 가스에 현저히 높은 압력을 가져올 수 있고, 그에 의해 파이프라인 압력으로 잔류 가스를 회복시키기 위해 본 발명에 의해 요구되는 동력을 감소시킨다.
두번째로, 결과물인 증기가 액체와 접촉하도록 하고 그 휘발성 성분을 스트립하면서 흡수 섹션(118c)을 떠나는 증류 액체를 동시에 가열하기 위하여 탈메탄 섹션(118d)에 있는 열 및 물질 전달 수단을 사용하는 것은 외부 재비기를 가지는 종래의 증류 컬럼을 사용하는 것에 비해 보다 효율적이다. 휘발성 성분은 지속적으로 액체로부터 스트리핑되고, 스트리핑 증기에서 휘발성 성분의 농도는 보다 신속하게 감소하고 그에 의해 본 발명의 스트리핑 효율이 향상된다.
본 발명은 처리 효율에서의 증가에 더하여 종래 기술에 비해 2개의 다른 장점을 제공한다. 우선, 본 발명의 처리 어셈블리(118)의 컴팩트한 배열은 종래 기술에서 5개의 별개의 장비 아이템(도 1에서 열 교환기(10, 11, 및 13); 분리기(12); 및 분별 탑(18))을 단일한 장비 아이템(도 2에서 처리 어셈블리(118))으로 대체한다. 이는 대지 공간 요구를 감소시키고, 상호연결 관을 제거하고, 종래 기술에 비해 본 발명을 활용하는 프로세스 플랜트의 자본 비용을 저감한다. 두 번째로, 상호연결 관의 제거는, 본 발명을 활용하는 처리 플랜트가 종래 기술에 비해 훨씬 더 적은 플랜지 접속을 갖고, 플랜트에서 잠재적인 누출 원인의 수를 저하시키는 것을 의미한다.
탄화수소는 휘발성 유기 화합물(VOCs)이고, 그 일부는 온실 가스로서 분류되고 그 일부는 대기 오존 형성에 대한 전구체가 될 수 있으며, 이는 본 발명이 환경을 파괴할 수 있는 대기 방출에 대한 가능성을 감소시키는 것을 의미한다.
다른 구현예
일부 상황에서는 도 2, 4, 6, 및 8에 도시된 바와 같이 스트림(40)을 통해 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 직접 액체 스트림(35)을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 그러한 경우, 적절한 팽창 장치(예컨대 팽창 밸브(17))가 사용되어 흡수 섹션(118c)의 작동 압력까지 액체를 팽창시키고, 결과물인 팽창된 액체 스트림(40a)은 (점선에 의해 도시된 바와 같이) 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 공급물로서 제공된다. 일부 상황에서는 액체 스트림(35)(스트림(37))의 일부를 스트림(36)(도 2 및 6) 중 증기와 또는 냉각된 제2 부분(33a)(도 4 및 8)과 결합하여 결합된 스트림(38)을 형성하고, 스트림(40/4Oa)을 통해 액체 스트림(35)의 나머지 부분을 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 라우팅하는 것이 유리할 수 있다. 일부 상황에서는 팽창된 액체 스트림(40a)을 팽창된 스트림(39a)(도 2 및 6)과, 또는 팽창된 스트림(34a)(도 4 및 8)과 결합하고 그 후 결합된 스트림을 단일 공급물로서 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 제공하는 것이 유리할 수 있다.
공급 가스가 보다 풍부한 경우, 스트림(35)에서 분리된 액체의 양은, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 팽창된 스트림(39a) 및 팽창된 액체 스트림(40a) 간, 또는 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이 팽창된 스트림(34a) 및 팽창된 액체 스트림(40a) 간 탈메탄 섹션(118d)에 있는 추가의 물질 전달 영역에 위치시키기에 충분할 정도로 많을 수 있다. 그러한 경우, 탈메탄 섹션(118d)에 있는 열 및 물질 전달 수단은 상부 및 하부 부분에 구성되어, 팽창된 액체 스트림(40a)이 2 부분 사이에 도입될 수 있다. 점선에 의해 나타낸 바와 같이, 일부 상황에서는 액체 스트림(35)(스트림(37))의 일부를 스트림(36) 중 증기(도 3 및 7)와 또는 냉각된 제2 부분(33a)(도 5 및 9)과 결합하여 결합된 스트림(38)을 형성하는 것이 유리할 수 있고, 반면 액체 스트림(35)의 나머지 부분(스트림(40))은 더 낮은 압력으로 팽창되고, 스트림(4Oa)으로서 탈메탄 섹션(118d)에서 열 및 물질 전달 수단의 상부 및 하부 부분 간 제공된다.
일부 상황에서는 도 4, 5, 8, 및 9에 도시된 바와 같이 냉각된 제1 및 제2 부분(스트림(32a 및 33a))을 결합하지 않는 것이 유리할 수 있다. 그러한 경우에, 냉각된 제1 부분(32a) 만이 처리 어셈블리(118)(도 4 및 5) 또는 분리기(12)(도 8 및 9) 내 분리기 섹션(118e)으로 향하고, 여기서 증기(스트림(34))는 응축된 액체(스트림(35))로부터 분리된다. 증기 스트림(34)은 작업 팽창기(15)에 진입하고, 흡수 섹션(118c)의 작동 압력까지 실질적으로 등엔트로피적으로 팽창되고, 그 결과 팽창된 스트림(34a)은 처리 어셈블리(118) 내 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 공급물로서 제공된다. 냉각된 제2 부분(33a)은 분리된 액체(스트림(37)을 통해 스트림(35))와 결합되고, 결합된 스트림(38)은 처리 어셈블리(118) 내 공급물 냉각 섹션(118a)의 하부 영역에서 열 교환 수단으로 향하고 실질적 응축까지 냉각된다. 실질적으로 응축된 스트림(38a)은 팽창 밸브(14)를 통해 흡수 섹션(118c)의 작동 압력으로 플래시 팽창되고, 그 결과 팽창된 스트림(38b)은 처리 어셈블리(118) 내 분리기 섹션(118b)에 제공된다. 일부 상황에서는 액체 스트림(35)의 일부(스트림(37))만을 냉각된 제2 부분과 결합하게 하고, 나머지 부분(스트림(40))은 팽창 밸브(17)를 통해 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 제공하는 것이 유리할 수 있다. 다른 상황은 액체 스트림(35) 전부를 팽창 밸브(17)를 통해 흡수 섹션(118c)의 하부 영역으로 보내는 것이 유리할 수 있다.
일부 상황에서는, 처리 어셈블리(118) 내 분리기 섹션(118e)을 포함하기보다는, 냉각된 공급물 스트림(31a) 또는 냉각된 제1 부분(32a)을 분리하기 위해 외부 분리기 용기를 사용하는 것이 유익할 수 있다. 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 냉각된 공급물 스트림(31a)을 증기 스트림(34) 및 액체 스트림(35)으로 분리하기 위해 분리기(12)가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 냉각된 제1 부분(32a)을 증기 스트림(34) 및 액체 스트림(35)으로 분리하기 위해 분리기(12)가 사용될 수 있다.
공급 가스 압력 및 공급 가스 중 중질 탄화수소의 양에 따라, 도 6 및 7에서 분리기(12) 또는 도 2 및 3에서 분리기 섹션(118e)에 진입하는 냉각된 공급물 스트림(31a)(또는 도 8 및 9에서 분리기(12) 또는 도 4 및 5에서 분리기 섹션(118e)에 진입하는 냉각된 제1 부분(32a))은 어떠한 액체도 포함하지 않을 것이다(그 이유는그것이 그 이슬점 위에 있기 때문에, 또는 그것이 그 크리콘덴바(cricondenbar) 위에 있기 때문이다). 그러한 경우에, (점선으로 나타낸 바와 같이) 스트림(35 및 37)에 어떠한 액체도 없어서, 스트림(36)에서 분리기 섹션(118e)으로부터의 증기(도 2 및 3), 스트림(36)에서 분리기(12)로부터의 증기(도 6 및 7), 또는 냉각된 제2 부분(33a)(도 4, 5, 8, 및 9) 만이 스트림(38)으로 흘러서 처리 어셈블리(118) 내 분리기 섹션(118b)에 공급되는, 팽창된 실질적으로 응축된 스트림(38b)이 된다. 그러한 상황에서는, 분리기(12)(도 6 내지 9) 또는 처리 어셈블리(118)(도 2 내지 5) 내 분리기 섹션(118e)은 요구되지 않을 수 있다.
공급 가스 조건, 플랜트 크기, 이용가능한 장비, 또는 기타 인자는 작업 팽창기(15)의 제거, 또는 대안의 팽창 장치(예컨대 팽창 밸브)로의 대체가 구현가능한 것을 나타낼 수 있다. 각각의 스트림 팽창이 특정 팽창 장치에서 묘사되어 있지만, 대안적인 팽창 수단이 적절한 곳에서 채택될 수 있다. 예를 들어, 조건들은 상기 공급 스트림(스트림(38a))의 실질적으로 응축된 부분의 작업 팽창을 보장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 증류 증기 및 액체 스트림으로부터의 유입 가스에 대해 적용가능한 냉각을 보충하기 위해, 특히 풍부한 유입 가스의 경우에, 외부 냉장의 사용이 사용될 수 있다. 그러한 경우, 열 및 물질 전달 수단은 도 2 내지 5에서 점선으로 도시된 바와 같이 분리기 섹션(118e)(또는 냉각된 공급물 스트림(31a) 또는 냉각된 제1 부분(32a)이 어떠한 액체도 포함하지 않을 때 그러한 경우에 수집 수단)에 포함될 수 있거나, 또는 열 및 물질 전달 수단은 도 6 내지 9에서 점선으로 도시된 바와 같이 분리기(12)에 포함될 수 있다. 이러한 열 및 물질 전달 수단은 핀 및 튜브 타입 열 교환기, 플레이트 타입 열 교환기, 황동 알루미늄 타입 열 교환기, 또는 기타 타입의 열 전달 장치, 예컨대 멀티-패스 및/또는 멀티-서비스 열 교환기로 구성될 수 있다. 열 및 물질 전달 수단은, 상향으로 흐르는 스트림(31a)(도 2, 3, 6, 및 7) 또는 스트림(32a)(도 4, 5, 8, 및 9)의 증기 부분 및 열 및 물질 전달 수단의 한 통로를 통해 흐르는 냉동 스트림(예를 들어, 프로판) 간의 열 교환을 제공하도록 구성되어, 상기 냉동이 추가로 증기를 냉각하고 추가의 액체를 응축하며, 이는 하향으로 떨어져서 스트림(35)에서 제거된 액체의 일부가 된다. 대안적으로, 스트림(31a)이 분리기 섹션(118e)(도 2 및 3) 또는 분리기(12)(도 6 및 7)에 진입하기 전, 또는 스트림(32a)이 분리기 섹션(118e)(도 4 및 5) 또는 분리기(12)(도 8 및 9)에 진입하기 전에 냉동으로 스트림(32a), 스트림(33a), 및/또는 스트림(31a)을 냉각하기 위하여 종래의 가스 칠러(들)가 사용될 수 있다.
액체 생성물 스트림(44)에서 회수될 C2 성분의 양 및 공급 가스의 풍부성 및 온도에 따라서, 탈메탄 섹션(118d)을 떠나는 액체가 생성물 규격을 충족하도록 하기 위해 스트림(33)으로부터 이용가능한 충분한 가열이 없을 수 있다. 그러한 경우, 탈메탄 섹션(118d)에 있는 열 및 물질 전달 수단은 도 2 내지 9에서 점선으로 나타낸 바와 같은 가열 매질로의 보충적인 가열을 제공하기 위한 제공을 포함할 수 있다. 대안적으로, 다른 열 및 물질 전달 수단이 보충적인 가열을 제공하기 위해 탈메탄 섹션(118d)의 하부 영역에 포함될 수 있거나, 또는 탈메탄 섹션(118d)에서 열 및 물질 전달 수단에 공급되기 전에 스트림(33)은 가열 매질로 가열될 수 있다.
공급물 냉각 섹션(118a)의 상부 및 하부 영역에서 열 교환 수단으로 선택된 열 전달 장치의 타입에 따라, 이들 열 교환 수단을 단일 멀티-패스 및/또는 멀티-서비스 열 전달 장치에 결합하는 것이 가능할 수 있다. 그러한 경우, 멀티-패스 및/또는 멀티-서비스 열 전달 장치는 원하는 냉각 및 가열을 수행하기 위하여 스트림(32), 스트림(38), 및 증류 증기 스트림을 분배, 분리, 및 수집하기 위한 적절한 수단을 포함할 것이다.
일부 상황에서는 탈메탄 섹션(118d)의 상부 영역에 추가의 물질 전달을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 그러한 경우, 물질 전달 수단은 팽창된 스트림(39a)(도 2, 3, 6, 및 7) 또는 팽창된 스트림(34a)(도 4, 5, 8, 및 9)이 흡수 섹션(118c)의 하부 영역에 진입하는 곳 아래에 및 냉각된 제2 부분(33a)이 탈메탄 섹션(118d)에서 열 및 물질 전달 수단을 떠나는 곳 위에 위치될 수 있다.
본 발명의 도 2, 3, 6, 및 7 구현예에 대한 덜 바람직한 옵션은 냉각된 제1 부분(31a)을 위한 분리기 용기, 냉각된 제2 부분(32a)에 대한 분리기 용기를 제공하고, 그 안에서 분리된 증기 스트림을 결합하여 증기 스트림(34)을 형성하고, 그 안에서 분리된 액체 스트림을 결합하여 액체 스트림(35)을 형성하는 것이다. 본 발명에 대한 다른 덜 바람직한 옵션은 (스트림(37)을 스트림(36) 또는 스트림(33a)과 결합하여 결합된 스트림(38)을 형성하기보다는) 공급물 냉각 섹션(118a) 내 별개의 열 교환 수단에서 스트림(37)을 냉각하고, 별개의 팽창 장치에서 냉각된 스트림을 팽창하고, 팽창된 스트림을 흡수 섹션(118c)에 있는 중간 영역에 공급하는 것이다.
상기 나눠진 증기 공급물의 각각의 분기(branch)에서 발견되는 공급물의 상대적 양은 가스 압력, 공급 가스 조성, 상기 공급물로부터 경제적으로 추출될 수 있는 열량, 및 사용가능한 마력의 양을 포함하는 여러 인자들에 좌우될 것임이 인식될 것이다. 흡수 섹션(118c) 위로 보다 많은 공급은 팽창기로부터 회수된 동력을 감소시키면서 회수를 증가시킬 수 있고, 그에 의해 재압축 마력 요구량이 증가할 수 있다. 흡수 섹션(118c) 아래로 공급물을 증가시키면 마력 소비율이 감소되지만 또한 생성물 회수를 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 공정을 작동시키기 위해 요구되는 유틸리티(utility) 소비량 당 C2 성분, C3 성분 및 중질 탄화수소 성분의 또는 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분의 개선된 회수를 제공한다. 상기 프로세스를 작동시키기 위해 요구되는 유틸리티 소비에서의 개선은 압축 또는 재압축을 위해 감소된 동력 요구, 외부 냉동을 위해 감소된 동력 요구량, 보충적 가열을 위해 감소된 에너지 요구, 또는 이들의 결합의 형태로 나타날 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예인 것으로 여겨지는 것들을 기술하였지만, 당업자라면 하기의 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 의도를 벗어나지 않고 본 발명에 기타 및 추가의 변형, 예를 들어 본 발명을 다양한 조건, 공급물의 타입, 또는 기타 요건에 적합하게 변형시킬 수 있다는 것을 인지할 것이다.

Claims (38)

  1. 메탄, C2 성분, C3 성분 및 중질(heavier) 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을, 휘발성 잔류 가스 분획과, 상기 C2 성분, C3 성분 및 중질 탄화수소 성분의 대부분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분의 대부분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 방법으로서,
    (1) 상기 가스 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하고;
    (2) 상기 제1 부분을 냉각하고;
    (3) 상기 제2 부분을 냉각하고;
    (4) 상기 냉각된 제1 부분을 상기 냉각된 제2 부분과 결합하여 냉각된 가스 스트림을 형성하고;
    (5) 상기 냉각된 가스 스트림을 제1 스트림 및 제2 스트림으로 분할하고;
    (6) 상기 제1 스트림을 냉각하여 실질적으로 그 전체를 응축시키고, 그 후 더 낮은 압력으로 팽창시키고 그에 의해 추가로 냉각하고;
    (7) 상기 팽창된 냉각된 제1 스트림을 단일한 장비 아이템 처리 어셈블리에 하우징된 흡수 수단에 최상부 공급물(top feed)로서 공급하고;
    (8) 상기 제2 스트림을 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 흡수 수단에 바닥부 공급물(bottom feed)로서 공급하고;
    (9) 증류 증기 스트림을 상기 흡수 수단의 상부 영역으로부터 수집하고 상기 처리 어셈블리에 하우징된 하나 이상의 열 교환 수단에서 가열하고, 그에 의해 단계 (2) 및 (6)의 냉각의 적어도 일부를 제공하고, 그 후 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 상기 처리 어셈블리로부터 상기 가열된 증류 증기 스트림을 배출하고;
    (10) 증류 액체 스트림을 상기 흡수 수단의 하부 영역으로부터 수집하고 상기 처리 어셈블리에 하우징된 열 및 물질 전달 수단에서 가열하고, 그에 의해 상기 증류 액체 스트림으로부터 더 휘발성인 성분을 동시에 스트리핑하면서 단계 (3)의 냉각의 적어도 일부를 제공하고, 그 후 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로서 상기 처리 어셈블리로부터 상기 가열 및 스트리핑된 증류 액체 스트림을 배출하고;
    (11) 상기 흡수 수단에 대한 공급물 스트림의 양 및 온도는, 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획에 있는 성분의 대부분이 회수되는 온도로 상기 흡수 수단의 상기 상부 영역의 온도를 유지하는데 효과적인 것인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 냉각된 제1 부분을 상기 냉각된 제2 부분과 결합하여 부분적으로 응축된 가스 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림을 분리 수단에 공급하고, 그 안에서 분리하여 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (c) 상기 증기 스트림을 상기 제1 스트림 및 제2 스트림으로 분할하고;
    (d) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 흡수 수단에 추가의 바닥부 공급물로서 공급하는 것인 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 제1 스트림을 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부와 결합하여 결합된 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 결합된 스트림을 냉각하여 실질적으로 그 전체를 응축시키고, 그 후 더 낮은 압력으로 팽창시켜 그에 의해 추가로 냉각하고;
    (c) 상기 팽창된 냉각된 결합된 스트림을 상기 흡수 수단에 상기 최상부 공급물로서 공급하고;
    (d) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분(any remaining portion)을 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 흡수 수단에 상기 추가의 바닥부 공급물로서 공급하고;
    (e) 상기 증류 증기 스트림을 상기 처리 어셈블리에 하우징된 상기 하나 이상의 열 교환 수단에서 가열하고, 그에 의해 단계 (2) 및 (b)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것인 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 제1 부분을 냉각하고 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고;
    (b) 상기 팽창된 냉각된 제1 부분을 상기 흡수 수단에 상기 바닥부 공급물로서 공급하고;
    (c) 상기 제2 부분을 냉각하여 실질적으로 그 전체를 응축시키고, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창시켜 그에 의해 추가로 냉각하고;
    (d) 상기 팽창된 냉각된 제2 부분을 상기 흡수 수단에 상기 최상부 공급물로서 공급하고;
    (e) 상기 증류 증기 스트림을 상기 흡수 수단의 상기 상부 영역으로부터 수집하고 상기 하나 이상의 열 교환 수단에서 가열하고, 그에 의해 단계 (a) 및 (c)의 냉각의 적어도 일부를 제공하고;
    (f) 상기 증류 액체 스트림을 상기 흡수 수단의 상기 하부 영역으로부터 수집하고 상기 열 및 물질 전달 수단에서 가열하고, 그에 의해 단계 (c)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것인 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    (a) 상기 제1 부분을 부분적으로 응축시키도록 충분히 냉각하고;
    (b) 상기 부분적으로 응축된 제1 부분을 분리 수단에 공급하고 그 안에서 분리하여 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (c) 상기 증기 스트림을 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 상기 흡수 수단에 상기 바닥부 공급물로서 공급하고;
    (d) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 상기 흡수 수단에 추가의 바닥부 공급물로서 공급하는 것인 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    (i) 상기 제2 부분을 냉각하고 그 후 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부와 결합하여 결합된 스트림을 형성하고;
    (ii) 상기 결합된 스트림을 냉각하여 실질적으로 그 전체를 응축시키고, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고 그에 의해 추가로 냉각하고;
    (iii) 상기 팽창된 냉각된 결합된 스트림을 상기 흡수 수단에 상기 최상부 공급물로서 공급하고;
    (iv) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분을 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 흡수 수단에 상기 추가의 바닥부 공급물로서 공급하고;
    (v) 상기 증류 증기 스트림을 상기 하나 이상의 열 교환 수단에서 가열하고, 그에 의해 단계 (a) 및 (ii)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것인 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 상기 팽창된 적어도 일부를, 상기 처리 어셈블리에 공급하여 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이에 진입시키는 것인 방법.
  8. 청구항 3에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 상기 팽창된 임의의 남아있는 부분을, 상기 처리 어셈블리에 공급하여 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이에 진입시키는 것인 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 상기 팽창된 적어도 일부를, 상기 처리 어셈블리에 공급하여 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이에 진입시키는 것인 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고
    (2) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 상기 팽창된 임의의 남아있는 부분을, 상기 처리 어셈블리에 공급하여 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이에 진입시키는 것인 방법.
  11. 청구항 2, 청구항 3, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7, 청구항 8, 청구항 9 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 수단을 상기 처리 어셈블리에 하우징하는 것인 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    (1) 가스 수집 수단을 상기 처리 어셈블리에 하우징하고;
    (2) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 가스 수집 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (3) 상기 냉각된 가스 스트림을 상기 가스 수집 수단에 공급하고 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 추가로 냉각하고;
    (4) 상기 추가로 냉각된 가스 스트림을 상기 제1 스트림 및 제2 스트림으로 분할하는 것인 방법.
  13. 청구항 4에 있어서,
    (1) 가스 수집 수단을 상기 처리 어셈블리에 하우징하고;
    (2) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 가스 수집 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (3) 상기 냉각된 제1 부분을 상기 가스 수집 수단에 공급하고 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 추가로 냉각하고;
    (4) 상기 추가로 냉각된 제1 부분을 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 그 후 상기 흡수 수단에 상기 바닥부 공급물로서 공급하는 것인 방법.
  14. 청구항 2, 청구항 3, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7, 청구항 8, 청구항 9 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 분리 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림을 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 냉각하여 추가의 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는 것인 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    (1) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 분리 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림을 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 냉각하여 추가의 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는 것인 방법.
  16. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 4, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7, 청구항 8, 청구항 9, 청구항 10, 청구항 12 또는 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 공급 가스에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인 방법.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 공급 가스에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인 방법.
  18. 청구항 14에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 공급 가스에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인 방법.
  19. 청구항 15에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 공급 가스에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인 방법.
  20. 메탄, C2 성분, C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을, 휘발성 잔류 가스 분획과, 상기 C2 성분, C3 성분 및 중질 탄화수소 성분의 대부분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분의 대부분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    (1) 상기 가스 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하기 위한 제1 분할 수단;
    (2) 단일한 장비 아이템 처리 어셈블리에 하우징되고 상기 제1 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 수용하고 이를 냉각하기 위한 제1 열 교환 수단;
    (3) 상기 처리 어셈블리에 하우징되고 상기 제1 분할 수단에 연결되어 상기 제2 부분을 수용하고 이를 냉각하기 위한 열 및 물질 전달 수단;
    (4) 상기 제1 열 교환 수단 및 상기 열 및 물질 전달 수단에 연결되어 상기 냉각된 제1 부분 및 상기 냉각된 제2 부분을 수용하고 냉각된 가스 스트림을 형성하기 위한 결합 수단;
    (5) 상기 결합 수단에 연결되어 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 제1 스트림 및 제2 스트림으로 분할하기 위한 제2 분할 수단;
    (6) 상기 처리 어셈블리에 하우징되고 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각하여 실질적으로 응축시키기 위한 제2 열 교환 수단;
    (7) 상기 제2 열 교환 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 제1 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시키기 위한 제1 팽창 수단;
    (8) 상기 처리 어셈블리에 하우징되고 상기 제1 팽창 수단에 연결되어 상기 팽창된 냉각된 제1 스트림을 최상부 공급물로서 수용하기 위한 흡수 수단;
    (9) 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키기 위한 제2 팽창 수단으로서, 상기 제2 팽창 수단은 상기 흡수 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 바닥부 공급물로서 제공하는 것인 제2 팽창 수단;
    (10) 상기 처리 어셈블리에 하우징되고 상기 흡수 수단에 연결되어 상기 흡수 수단의 상부 영역으로부터의 증류 증기 스트림을 수용하기 위한 증기 수집 수단;
    (11) 상기 처리 어셈블리에 하우징되고 상기 흡수 수단에 연결되어 상기 흡수 수단의 하부 영역으로부터의 증류 액체 스트림을 수용하기 위한 액체 수집 수단;
    (12) 상기 흡수 수단에 대한 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획에 있는 성분의 대부분이 회수되는 온도로, 상기 흡수 수단의 상기 상부 영역의 온도를 유지하도록 되어 있는 제어 수단
    을 포함하고;
    (13) 상기 제2 열 교환 수단은 상기 증기 수집 수단에 추가로 연결되어 상기 증류 증기 스트림을 수용하여 이를 가열하고, 그에 의해 단계 (6)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것이고;
    (14) 상기 제1 열 교환 수단은 상기 제2 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 가열된 증류 증기 스트림을 수용하여 이를 추가로 가열하고, 그에 의해 단계 (2)의 냉각의 적어도 일부를 제공하고, 그 후 상기 추가로 가열된 증류 증기 스트림을 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 상기 처리 어셈블리로부터 배출하는 것이고;
    (15) 상기 열 및 물질 전달 수단은 상기 액체 수집 수단에 추가로 연결되어 상기 증류 액체 스트림을 수용하여 이를 가열하고, 그에 의해 상기 증류 액체 스트림으로부터 더 휘발성인 성분을 동시에 스트리핑하면서 단계 (3)의 냉각의 적어도 일부를 제공하고, 그 후 상기 가열 및 스트리핑된 증류 액체 스트림을 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로서 상기 처리 어셈블리로부터 배출하는 것인 장치.
  21. 청구항 20에 있어서,
    (a) 상기 결합 수단은 상기 냉각된 제1 부분 및 상기 냉각된 제2 부분을 수용하고 부분적으로 응축된 가스 스트림을 형성하도록 되어 있고;
    (b) 상기 결합 수단에 분리 수단을 연결하여 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림을 수용하고 이를 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림으로 분리하고;
    (c) 상기 분리 수단에 상기 제2 분할 수단을 연결하여 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 제1 스트림 및 제2 스트림으로 분할하고;
    (d) 상기 분리 수단에 제3 팽창 수단을 연결하여 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제3 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 추가의 바닥부 공급물로서 제공하는 것인, 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    (a) 상기 제2 분할 수단 및 상기 분리 수단에 추가의 결합 수단을 연결하여 상기 제1 스트림 및 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 결합된 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 추가의 결합 수단에 상기 제2 열 교환 수단을 연결하여 상기 결합된 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각하여 실질적으로 응축시키고;
    (c) 상기 제2 열 교환 수단에 상기 제1 팽창 수단을 연결하여 상기 실질적으로 응축된 결합된 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시키고;
    (d) 상기 제1 팽창 수단에 상기 흡수 수단을 연결하여 상기 팽창된 냉각된 결합된 스트림을 최상부 공급물로서 수용하고;
    (e) 상기 분리 수단에 상기 제3 팽창 수단을 연결하여 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제3 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아 있는 부분을 추가의 바닥부 공급물로서 제공하고;
    (f) 상기 제2 열 교환 수단을 상기 증기 수집 수단에 추가로 연결하여 상기 증류 증기 스트림을 수용하여 이를 가열하고, 그에 의해 단계 (b)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것인, 장치.
  23. 청구항 20에 있어서,
    (a) 상기 열 및 물질 전달 수단에 상기 제2 열 교환 수단을 연결하여 상기 냉각된 제2 부분을 수용하고 추가로 이를 충분히 냉각하여 실질적으로 응축시키고;
    (b) 상기 제2 열 교환 수단에 상기 제1 팽창 수단을 연결하여 상기 실질적으로 응축된 제2 부분을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시키고;
    (c) 상기 제1 팽창 수단에 상기 흡수 수단을 연결하여 상기 팽창된 냉각된 제2 부분을 상기 최상부 공급물로서 수용하고;
    (d) 상기 제1 열 교환 수단에 상기 제2 팽창 수단을 연결하여 상기 냉각된 제1 부분을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제2 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 냉각된 제1 부분을 상기 바닥부 공급물로서 제공하고;
    (e) 상기 제2 열 교환 수단을 상기 증기 수집 수단에 추가로 연결하여 상기 증류 증기 스트림을 수용하여 이를 가열하고, 그에 의해 단계 (a)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것인, 장치.
  24. 청구항 23에 있어서,
    (a) 상기 제1 열 교환 수단은 상기 제1 부분을 수용하고 이를 충분히 냉각하여 부분적으로 응축시키도록 되어 있고;
    (b) 상기 제1 열 교환 수단에 분리 수단을 연결하여 상기 부분적으로 응축된 제1 부분을 수용하고 이를 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림으로 분리하고;
    (c) 상기 분리 수단에 상기 제2 팽창 수단을 연결하여 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제2 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 증기 스트림을 상기 바닥부 공급물로서 제공하고;
    (d) 상기 분리 수단에 제3 팽창 수단을 연결하여 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제3 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 추가의 바닥부 공급물로서 제공하는 것인, 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    (a) 상기 열 및 물질 전달 수단 및 상기 분리 수단에 상기 결합 수단을 연결하여 상기 냉각된 제2 부분 및 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 결합된 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 결합 수단에 상기 제2 열 교환 수단을 연결하여 상기 결합된 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각하여 실질적으로 응축시키고;
    (c) 상기 제2 열 교환 수단에 상기 제1 팽창 수단을 연결하여 상기 실질적으로 응축된 결합된 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시키고;
    (d) 상기 제1 팽창 수단에 상기 흡수 수단을 연결하여 상기 팽창된 냉각된 결합된 스트림을 상기 최상부 공급물로서 수용하고;
    (e) 상기 분리 수단에 상기 제3 팽창 수단을 연결하여 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제3 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분을 상기 추가의 바닥부 공급물로서 제공하고;
    (f) 상기 제2 열 교환 수단을 상기 증기 수집 수단에 추가로 연결하여 상기 증류 증기 스트림을 수용하여 이를 가열하고, 그에 의해 단계 (b)의 냉각의 적어도 일부를 제공하는 것인, 장치.
  26. 청구항 21에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 처리 어셈블리를 상기 제3 팽창 수단에 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이로 유도하는 것인, 장치.
  27. 청구항 22에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 처리 어셈블리를 상기 제3 팽창 수단에 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분을 수용하고 이를 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이로 유도하는 것인, 장치.
  28. 청구항 24에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 처리 어셈블리를 상기 제3 팽창 수단에 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이로 유도하는 것인, 장치.
  29. 청구항 25에 있어서,
    (1) 상기 열 및 물질 전달 수단을 상부 및 하부 영역에 배치하고;
    (2) 상기 처리 어셈블리를 상기 제3 팽창 수단에 연결하여 상기 팽창된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 남아있는 부분을 수용하고 이를 상기 열 및 물질 전달 수단의 상기 상부 영역과 하부 영역 사이로 유도하는 것인, 장치.
  30. 청구항 21, 청구항 22, 청구항 24, 청구항 25, 청구항 26, 청구항 27, 청구항 28 또는 청구항 29 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 수단을 상기 처리 어셈블리에 하우징하는 것인, 장치.
  31. 청구항 20에 있어서,
    (1) 가스 수집 수단을 상기 처리 어셈블리에 하우징하고;
    (2) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 가스 수집 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (3) 상기 가스 수집 수단을 상기 결합 수단에 연결하여 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 추가로 냉각하도록 하고;
    (4) 상기 제2 분할 수단을 상기 가스 수집 수단에 연결하여 상기 추가로 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 상기 제1 스트림 및 제2 스트림으로 분할하도록 되어 있는 것인, 장치.
  32. 청구항 23에 있어서,
    (1) 가스 수집 수단을 상기 처리 어셈블리에 하우징하고;
    (2) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 가스 수집 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (3) 상기 가스 수집 수단을 상기 제1 열 교환 수단에 연결하여 상기 냉각된 제1 부분을 수용하고 이를 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 추가로 냉각하도록 하고;
    (4) 상기 제2 팽창 수단을 상기 가스 수집 수단에 연결하여 상기 추가로 냉각된 제1 부분을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 제2 팽창 수단을 상기 흡수 수단에 추가로 연결하여 상기 팽창된 추가로 냉각된 제1 부분을 상기 바닥부 공급물로서 제공하도록 되어 있는 것인, 장치.
  33. 청구항 21, 청구항 22, 청구항 24, 청구항 25, 청구항 26, 청구항 27, 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서,
    (1) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 분리 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림을 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 냉각하여 추가의 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는 것인, 장치.
  34. 청구항 30에 있어서,
    (1) 추가의 열 및 물질 전달 수단을 상기 분리 수단 내에 포함하고, 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단은 외부 냉동 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림을 상기 추가의 열 및 물질 전달 수단으로 유도하여 상기 외부 냉동 매질에 의해 냉각하여 추가의 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는 것인, 장치.
  35. 청구항 20, 청구항 21, 청구항 22, 청구항 23, 청구항 24, 청구항 25, 청구항 26, 청구항 27, 청구항 28, 청구항 29, 청구항 31 또는 청구항 32 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 상기 제2 부분에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인, 장치.
  36. 청구항 30에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 상기 제2 부분에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인, 장치.
  37. 청구항 33에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 상기 제2 부분에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인, 장치.
  38. 청구항 34에 있어서, 상기 열 및 물질 전달 수단은, 상기 증류 액체 스트림으로부터의 상기 더 휘발성인 성분의 상기 스트리핑을 위해 상기 제2 부분에 의해 제공된 가열을 보충하기 위한 외부 가열 매질을 위한 하나 이상의 통로를 포함하는 것인, 장치.
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