KR101680922B1 - 탄화수소 가스 처리 방법 - 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 가공 조립체에서 탄화수소 가스 스트림으로부터 프로판, 프로필렌, 및 중질 탄화수소 성분들을 회수하기 위한 방법 및 장치가 공개된다. 가스 스트림은 냉각되고 더 낮은 압력으로 팽창되고, 가공 조립체 내의 흡수 수단에 탑저 공급물로서 공급된다. 제 1 증류 액체 스트림은 흡수 수단의 하부 영역으로부터 채집되고 가공 조립체 내의 열과물질전달수단에 최상단 공급물로서 공급된다. 제 1 증류 증기 스트림은 물질전달수단의 상부 영역으로부터 채집되고 이를 적어도 부분적으로 응축시키기에 충분하게 냉각되고, 잔류 증기 스트림과 응축된 스트림을 형성한다. 응축된 스트림은 흡수 수단에 최상단 공급물로서 공급된다. 제 2 증류 증기 스트림은 흡수 수단의 상부 영역으로부터 채집되고 가공 조립체 내의 하나 이상의 열교환 수단에 보내져 이를 가열하면서 제 1 증류 증기 스트림을 냉각한다. 가열된 제 2 증류 증기 스트림은 모든 잔류 증기 스트림과 조합되고, 조합된 스트림은 가공 조립체 내의 하나 이상의 열교환 수단에 보내져 이를 가열하고 가스 스트림을 냉각시킨다. 제 2 증류 액체 스트림은 물질전달수단의 하부 영역으로부터 채집되고 가공 조립체 내의 열과물질전달수단에 보내져 이를 가열하고 그 휘발성 성분들을 스트리핑한다. 흡수 수단으로의 공급물들의 양들 및 온도들은 흡수 수단의 상부 영역의 온도를 소정의 온도로 유지하기에 효과적이어서 대부분의 원하는 성분들이 스트립된 제 2 증류 액체 스트림에서 회수된다.

Description

탄화수소 가스 처리 방법{HYDROCARBON GAS PROCESSING}
본 발명은 탄화수소를 함유하는 가스의 분리를 위한 장치 및 방법에 대한 것이다. 출원인들은 미국 법규 섹션 119(e), 표제 35하에서 2009년 6월 11일 출원된 종래 미국 가출원 제 61/186,361호의 이득들을 청구한다. 또한, 출원인들은 미국 법규 섹션 120, 표제 35하에서 2010년 3월 4일자 출원된 미국특허출원 제 12/717,394호의 연속출원, 2010년 1월 19일자 출원된 미국특허출원 제 12/689,616호의 연속출원, 및 2009년 2월 17일자 출원된 미국특허출원 제 12/372,604호의 연속출원의 이득들을 청구한다. 양수인들인 S.M.E. Products LP 및 Ortloff Engineers, Ltd.들은 이 출원의 발명이 완성되기 전에 유효한 공동 연구 계약의 당사자들이었다.
프로필렌, 프로판 및/또는 중탄화수소들은 석탄, 원유, 나프타, 유혈암(oil shale), 역청암(tar sands) 및 갈탄과 같은 다른 탄화수소 재료들로부터 수득한 합성 가스 스트림(stream)들, 정류 가스(refinery gas), 천연 가스와 같은 다양한 가스들로부터 회수될 수 있다. 천연 가스는 통상 주로 메탄과 에탄을 주요 부분으로 가지며, 다시 말해, 메탄과 에탄이 함께 가스의 최소한 50 몰퍼센트를 구성한다. 천연 가스는 상대적으로 미량의 프로판, 부탄, 펜탄 등과 같은 중탄화수소 뿐만 아니라 수소, 질소, 이산화탄 및 다른 가스 등을 함유한다.
본 발명은 일반적으로 그러한 가스 스트림으로부터 프로필렌, 프로판 및 중탄화수소의 회수에 관한 것이다. 본 발명에 따라 처리하고자 하는 가스 스트림의 전형적인 분석치는 대략적인 몰%로 88.4% 메탄, 6.2% 에탄 및 다른 C2 성분들, 2.6% 프로판 및 다른 C3 성분들, 0.3% 이소부탄, 0.5% 보통 부탄 및 0.8% 펜탄, 그리고 질량으로서 질소와 이산화탄소이다. 황을 함유하는 가스들도 종종 있다.
역사적으로 천연 가스 및 그것의 액화 천연 가스(NGL) 성분의 주기적인 가격 변동은 액체 생성물으로서 더 무거운 성분들 및 프로판, 프로필렌의 가치 증대를 저하시켜 왔다. 이점이 이들 생성물을 좀더 효율적으로 회수할 수 있는 방법 및 더 적은 자본의 투자로 효율적인 회수를 제공하는 방법에 대한 수요를 불러왔다. 이들 재료의 분리에 이용 가능한 방법들로는 가스의 냉각 및 냉동, 오일의 흡수 그리고 냉동유의 흡수에 기초한 방법이 포함된다. 그 밖에, 동력을 제조하면서 동시에 팽창시키고 처리되는 가스로부터 열을 회수하는 경제성 높은 장치를 이용할 수 있기 때문에 극저온공정(cryogenic process)이 보편화되고 있다. 가스원의 압력, 가스의 농후성(richness)(에탄, 에틸렌 및 중탄화수소 함량) 및 원하는 최종 생성물에 따라, 이러한 공정의 각각 또는 여러 공정의 조합을 사용할 수 있다.
천연 액화 가스의 회수를 위해 극저온 팽창 공정(cryogenic expansion process)이 현재 일반적으로 선호되는데, 그 이유는 시동의 용이성, 조작의 신축성, 높은 효율, 안정성 및 우수한 신뢰성과 함께 최대의 단순성(simplicity)을 제공하기 때문이다. 미국 특허 제 3,292,380호; 4,061,481호; 4,140,504호; 4,157,904호; 4,171,964호; 4,185,978호; 4,251,249호; 4,278,457호; 4,519,824호; 4,617,039호; 4,687,499호; 4,689,063호; 4,690,702호; 4,854,955호; 4,869,740호; 4,889,545호; 5,275,005호; 5,555,748호; 5,566,554호; 5,568,737호; 5,771,712호; 5,799,507호; 5,881,569호; 5,890,378호; 5,983,664호; 6,182,469호; 6,578,379호; 6,712,880호; 6,915,662호; 7,191,617호; 7,219,513호; 재발행 미국특허 제 33,408호; 함께-계류중인 출원 제 11/430,412호; 11/839,693호; 11/971,491호; 및 12/206,230호에 이와 관련한 공정이 개시되어 있다. (비록, 본 발명의 상세한 설명은 어떠한 경우 상기 인용 미국 특허에 기재한 것들에 비해 다른 공정 조건에 근거하고 있지만).
전형적인 극저온 팽창 회수 공정에서, 가압 하에 공급되는 가스 스트림은 공정의 공정의 다른 스트림 및/또는 프로판 압축-냉각 시스템과 같은 외부의 냉각원과의 열 교환에 의해 냉각된다. 가스가 냉각되면, 액체가 응축되어 원하는 C2+ 성분을 일부 함유하는 고압 액체로서 하나 이상의 분리기(separator)에 포집될 수 있다. 가스의 농후성 및 형성된 액체의 양에 따라, 상기 고압 액체는 저압으로 팽창되고, 그리고 분별증류될 수 있다. 액체의 팽창단계에서 일어나는 증발이 스트림의 추가적인 냉각을 가져온다. 어떠한 조건 하에서는, 팽창에 의한 온도를 더욱 낮추기 위하여 팽창 이전에 상기 고압 액체를 예비냉각(pre-cooling)시키는 것이 바람직할 수 있다. 액체와 증기 혼합물로 구성된 상기 팽창된 스트림은, 증류[탈에탄흡수기(deethanizer)] 컬럼(column)에서 분별증류된다. 이 컬럼에서, 팽창 냉각된 스트림(들)은 증류되어, 탑저 액체 생성물(bottom liquid product)으로서 원하는 C3 성분들 및 중탄화수소 성분들로부터 탑정(overhead) 증기로서 잔류하는 메탄, C2 성분들, 질소 및 기타 휘발성 가스들을 분리한다.
공급 가스가 완전하게 응축되지 않는다면(일반적으로 그렇지 않지만), 부분 응축에 따라 잔류하는 증기가 일 팽창기(work expansion machine) 또는 엔진, 또는 팽창밸브를 통하여 스트림의 추가적 냉각에 의해 추가의 액체가 응축되는 저압측으로 이송된다. 이어서 팽창된 스트림이 탑의 흡수 섹션에 들어가고 팽창된 스트림의 증기 부분으로부터 C3 성분들 및 더 무거운 성분들을 흡수하도록 냉각된 액체들과 접촉된다. 흡수 섹션으로부터의 액체들은 그 다음에 탑의 탈에탄흡수 섹션으로 보내진다.
증류 증기 스트림은 탈에탄흡수 섹션의 상부로부터 회수되고 흡수 섹션으로부터 탑정 증기 스트림과 열교환 관계로 냉각되고, 증류 증기 스트림의 적어도 일부분을 응축한다. 응축된 액체는 흡수 섹션의 상부에 보내지는 냉각된 액체 환류(reflux) 스트림을 생성하도록 냉각된 증류 증기 스트림으로부터 분리되고, 여기서 냉각된 액체들은 상술한 바와 같이 팽창된 스트림의 증기 부분과 접촉할 수 있다. 흡수 섹션으로부터의 탑정 증기와 냉각된 증류 증기 스트림의 증기 부분(존재한다면)은 조합되어 잔류 메탄과 C2 성분 생성물 가스를 형성한다.
(공급 가스에서 본질적으로 모든 메탄과 C2 성분들을 포함하고 C3 성분들 및 중탄화수소 성분들을 본질적으로 포함하지 않는 공정을 나가는 잔류 가스와, 본질적으로 모든 C3 성분들과 중탄화수소 성분들을 포함하고 메탄과 C2 성분들 또는 더 휘발성인 성분들을 본질적으로 포함하지 않는 하부 부분을 생성하는) 이 공정에서 일어나는 분리는 공급 가스 냉각을 위한, 탈에탄흡수 섹션을 뒤끓임하기 위한, 흡수 섹션을 환류시키기 위한 및/또는 잔류 가스를 재압축하기 위한 에너지를 소비한다.
본 발명은 위에서 설명된 다양한 단계를 더욱 효과적으로, 그리고 더 적은 수의 장치를 이용하여 수행하는 신규한 수단을 이용한다. 이는 지금까지 개별 장치들이었던 것들을 공동 하우징(housing)내에 결합시키고, 그에 의하여 처리 플랜트에 필요한 공간을 줄이고, 시설의 자본 비용을 감소함으로써 이루어진다. 놀랍게도, 출원인들은 더 컴팩트한 배치는 일정한 회수 수준을 달성하는데 필요한 전력 소비를 또한 상당히 줄이며, 그에 의해 공정 효율을 증가시키고,시설 운전 비용을 감소한다는 것을 알았다. 또한, 더 컴팩트한 배치는 종래의 플랜트 설계에서 개별 장비를 서로 연결하는데 사용되는 배관을 많이 제거하고, 나아가 투자 비용을 줄이며, 연관된 플랜지형 배관 연결도 또한 제거한다. 배관 플랜지는 탄화수소(온실 가스의 원인이 되며, 또한 대기 오존 형성의 전구체가 될 수도 있는 휘발성 유기 화합물들(VOCs))의 잠재적 누출원이기 때문에, 이러한 플랜지들의 제거는 환경을 파괴할 수 있는 대기 배출의 잠재성을 감소시킨다.
본 발명에 따라, 99.6%를 넘는 C3 회수가 얻어질 수 있으면서 잔류 가스 스트림에 C2 성분들의 본질적으로 완전한 배제를 제공하는 것이 발견되었다. 또한, 본 발명은 동일한 회수 수준을 유지하면서 종래기술에 비해 더 낮은 에너지 요구조건 하에서 C3 성분들과 더 무거운 성분들로부터 C2 성분들과 더 가벼운 성분들을 본질적으로 100% 분리할 수 있게 한다. 본 발명은, 비록 더 낮은 압력들 및 더 따뜻한 온도들에서 적용가능하지만, -50℉[-46℃] 이하 온도의 NGL 회수 컬럼 탑정 온도들을 요구하는 조건 하에서 400 내지 1500psia[2,758 내지 10,342kPa(a)] 이상 압력의 공급 가스들을 처리할 때 특히 유익하다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위해, 하기의 예들 및 도면들을 참조한다:
도 1은 미국특허 제 5,799,507호에 따른 종래기술의 천연가스 처리 플랜트의 흐름도(flow diagram)이다;
도 2는 본 발명에 따른 천연가스 처리 플랜트의 흐름도이다;
도 3 내지 도 13은 천연가스 스트림에 본 발명을 적용하는 대안적인 수단을 예시하는 흐름도들이다.
상기 도면들의 하기의 설명에서, 표들이 제공되어 대표적인 처리 조건들에 대해 계산된 유량들을 요약한다. 본원에 보이는 표들에서, 유량들(시간당 몰)에 대한 값들은 편의상 가장 가까운 정수로 반올림되었다. 표들에 제시된 전체 스트림 속도들은 모든 비-탄화수소 성분들을 포함하므로 일반적으로 탄화수소 성분들에 대한 스트림 유량의 합보다 크다. 지시한 온도들은 가장 가까운 정도로 반올림된 대략적인 값들이다. 도면들에 예시된 처리들을 비교하기 위해 수행된 공정 디자인 계산값들은 공정으로 또는 공정으로부터 주변으로 또는 주변으로부터의 열 누수가 없다는 가정에 근거하였음을 알아야 한다. 상업적으로 입수가능한 절연 재료들의 품질은 이를 매우 합리적인 가정이 되게 하고 이는 당업자가 전형적으로 가정하는 것이다.
편의상, 공정 변수들은 전통적인 영국 단위계와 국제 단위계(SI) 모두로 보고되어 있다. 표들에 주어진 몰 유량은 단위 시간당 파운드 몰 또는 시간당 킬로그램 몰 중의 어느 하나로 해석될 수 있다. 마력(HP) 및/또는 시간당 천 영국 열 단위(British Thermal Units per hour; MBTU/Hr)로 기록된 에너지 소비는 진술된 시간당 파운드 몰의 몰 유량에 상응한다. 킬로와트(kW)로 기록된 에너지 소비는 시간당 킬로그램 몰의 진술된 몰 유량에 상응한다.
종래기술의 설명
도 1은 미국 특허 제 5,799,507호에 따른 종래기술을 사용하는 천연 가스로부터 C3+ 성분들을 회수하기 위한 처리 플랜트의 디자인을 보이는 공정 계통도이다. 이 공정 시뮬레이션에서, 유입 가스가 스트림(31)으로서 110℉[43℃]의 온도 및 885 psia[6,100kPa(a)]의 압력에서 플랜트에 들어간다. 유입 가스가 생성물 스트림들이 규격(specification)을 충족하는 것을 방해하는 일정 농도의 황 화합물들을 포함하면, 황 화합물들은 공급 가스의 적절한 전처리(예시않음)에 의해 제거된다. 또한, 공급 스트림은 일반적으로 극저온 조건들 하에서 하이드레이트(얼음) 형성을 방지하기 위해 탈수된다. 고체 건조제가 전형적으로 이 목적에 사용되었다.
공급 스트림(31)이 열교환기(10)에서 냉각된 잔류 가스(스트림(44)), 플래시 팽창된 분리기 액체들(스트림(35a)) 및 증류 액체들(스트림(43))과 -105℉[-76℃]의 온도에서 열교환되어 냉각된다. 냉각된 스트림(31a)은 -34℉[-36℃]의 온도 및 875psia[6,301kPa(a)]의 압력에서 분리기(11)에 들어가고 여기서 증기(스트림(34))가 응축된 액체(스트림(35))로부터 분리된다. 분리기 액체(스트림(35))는 팽창 밸브(12)에 의해 분별증류탑(15)의 작동 압력(약 375psia[2,583kPa(a)])의 압력보다 약간 높은 압력까지 팽창되어, 스트림(35a)을 -65℉[-54℃]의 온도까지 냉각한다. 스트림(35a)은 열교환기(10)에 들어가 상술한 바와 같이 공급 가스에 냉각을 공급하고, 스트림(35b)을 하부 중간-컬럼 공급 지점에서 분별증류탑(15)에 공급되기 전에 105℉[41℃]의 온도까지 가열한다.
분리기(12)로부터의 증기(스트림(34))는 일 팽창 장치(13)에 들어가고 여기서 기계적 에너지가 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 장치(13)는 증기를 분별증류탑(15)의 작동 압력까지 실질적으로 등엔트로피 방식으로 팽창시키고, 일 팽창은 팽창된 스트림(34a)을 약 -100℉[-74℃]의 온도까지 냉각한다. 시판 중인 전형적 팽창기들은 이상적인 등엔트로피 방식의 팽창에서 이론적으로 가능한 것의 80-85% 정도까지 회수시킬 수 있다. 회수된 일은 예를 들어, 가열된 잔류 가스(스트림(44a))를 재압축하는데 사용될 수 있는 원심분리기 압축기(항목(14)과 같은)를 구동하는데 종종 사용된다. 부분적으로 응축된 팽창된 스트림(34a)은 이후에 상부 중간-컬럼 공급 지점에 공급물로서 공급된다.
분별증류탑(15)의 탈에탄흡수기는 다수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 충전층(packed bed), 또는 트레이들과 충전층들의 몇몇 조합을 포함하는 종래의 증류탑이다. 탈에탄흡수기 탑은 두 섹션들로 구성된다: 상방향으로 상승하는 팽창된 스트림(34a)의 증기 부분과 C3 성분들 및 중질 성분들을 응축 및 흡수하기 위해 아래로 떨어지는 냉각된 액체 간에 필요한 접촉을 제공하도록 트레이들 및/또는 충전층을 포함하는 상부 흡수(정류) 섹션(15a)과; 아래로 떨어지는 액체들과 위로 올라가는 증기들 간에 필요한 접촉을 제공하기 위해 트레이들 및/또는 충전층들을 포함하는 하부 스트리핑 섹션(15b). 탈에탄흡수 섹션(15b)은 (리보일러(16)와 같은) 하나 이상의 리보일러를 또한 포함하고 이는 메탄, C2 성분들 및 경질(lighter) 성분들의 액체 생성물(스트림(37))을 스트리핑하도록 탑을 올라가는 스트리핑 증기들을 제공하도록 탑을 내려가는 액체들의 일부분을 가열 및 증발한다. 스트림(34a)은 탈에탄흡수기(15)의 흡수 섹션(15a)의 하부에 위치한 중간-컬럼 공급 위치에서 탈에탄흡수기(15)에 들어간다. 팽창된 스트림(34a)의 액체 부분은 흡수 섹션(15a)으로부터 아래로 떨어지는 액체들과 혼합되고 조합된 액체가 탈에탄흡수기(15)의 스트리핑 섹션(15b)으로 계속 아래로 간다. 팽창된 스트림(34a)의 증기 부분은 흡수 섹션(15a)을 통해 위로 상승하고 아래로 떨어지는 냉각된 액체와 접촉하여 C3 성분들 및 중질 성분들을 응축 및 흡수한다.
증류 증기(스트림(38))의 일부분이 스트리핑 섹션(15b)의 상부로부터 회수된다. 이 스트림이 그 다음에 -109℉[-79℃] 온도의 탈에탄흡수기의 상부를 나가는 냉각된 탈에탄흡수기 탑정 스트림(36)과의 열교환기(17)에서 냉각 및 부분적으로 응축된다(스트림(38a)). 냉각된 탈에탄흡수기 탑정 스트림은 스트림(38)을 -30℉[-35℃]의 온도에서 약 -103℉[-75℃](스트림(38a))의 온도까지 냉각할 때 약 -33℉[-66℃]의 온도까지 가온된(스트림(36a)).
환류 분리기(18)의 작동 압력은 탈에탄흡수기(15)의 작동 압력보다 약간 낮은 압력으로 유지된다. 이 압력 차이는 증류 증기 스트림(38)이 열교환기(17)를 통해 환류 분리기(18)로 흐르도록 하는 구동력을 제공하고 여기서 응축된 액체(스트림(30))는 응축되지 않은 증기(스트림(39))로부터 분리된다. 응축되지 않은 증기 스트림(39)는 -37℉[-38℃]에서 냉각된 잔류 가스 스트림(44)을 형성하도록 교환기(17)로부터 가온된 탈에탄흡수기 탑정 스트림(36a)과 결합된다.
환류 분리기(18)로부터 액체 스트림(40)은 탈에탄흡수기(15)의 작동 압력보다 약간 높은 압력으로 펌프(19)에 의해 압출된다. 그 결과 스트림(40a)이 이어서 두 부분들로 분할된다. 제 1 부분(스트림(41))은 탈에탄흡수기(15)의 흡수 섹션(15a)의 상부에 냉각된 상부 컬럼 공급물(환류)로서 공급된다. 이 냉각된 액체는 흡수 냉각 효과가 탈에탄흡수기(15)의 흡수(정류) 섹션(15a) 내에서 일어나도록 하고, 여기서 스트림(41)에 포함된 액체 메탄과 에탄의 증발에 의해 탑을 통해 위로 상승하는 증기들의 포화는 이 섹션에 냉각을 제공한다. 결과적으로, 흡수 섹션(15a)의 하부를 떠나는 액체들(증류 액체 스트림(43))과 상부를 떠나는 증기(탑정 스트림(36)) 모두가 흡수 섹션(15a)으로의 공급 스트림(스트림(41)과 스트림(34a))들 중 어느 하나보다 차가움을 주목하라. 이 흡수 냉각 효과는 탑 탑정(스트림(36))가 열교환기(17)에 필요한 냉각을 제공하도록 하여 흡수 섹션(15a)에서보다 상당히 높은 압력에서 스트리핑 섹션(15b)을 작동하지 않고 증류 증기 스트림(스트림(38))을 부분적으로 응축한다. 또한, 이 흡수 냉각 효과는 환류 스트림(41)이 흡수 섹션(15a)을 통해 위로 흐르는 증류 증기의 C3 성분들 및 중질 성분들을 응축 및 흡수하는 것을 돕는다. 압출된 스트림(40a)의 제 2 부분(스트림(42))은 탈에탄흡수기(15)의 스트리핑 섹션(15b)의 상부에 공급되고 여기서 냉각된 액체는 증류 증기 스트림(38)이 최소량의 이러한 성분들을 포함하도록 아래에서 위로 흐르는 C3 성분들 및 중질 성분들을 응축 및 흡수하도록 환류로서 작용한다.
탈에탄흡수기(15)로부터의 증류 액체 스트림(43)은 흡수 섹션(15a)의 하부로부터 회수되고 열교환기(10)로 보내지고 여기서 상술한 바와 같이 들어오는 공급 가스의 냉각을 제공할 때 가열된다. 전형적으로 탈에탄흡수기로부터의 이 액체의 유동은 열 사이펀(thermosiphon) 순환을 통하지만, 펌프가 사용될 수 있다. 액체 스트림은 스트리핑 섹션(15b)의 중간 영역에서 탈에탄흡수기(15)에 중간-컬럼 공급물로서 복귀하기 전에 -4℉[-20℃]의 온도까지 가열되고, 스트림(43a)을 부분적으로 증발시킨다.
탈에탄흡수기(15)의 스트리핑 섹션(15b)에서, 공급 스트림들은 그 메탄 및 C2 성분들이 스트리핑된다. 그 결과인 액체 생성물 스트림(37)이 하부 생성물에서 몰 기준으로 0.048:1의 에탄 대 프로판의 비의 전형적인 규격에 기초하여 201℉[94℃]에서 탑의 저부를 나간다. 냉각된 잔류 가스(스트림(44))는 열교환기(10)에서 들어오는 공급 가스에 대해 역류 방식으로 통과하고 여기서 98℉[37℃]까지 가열된다(스트림(44a)). 잔류 가스는 그 다음에 두 개의 스테이지(stage)들에서 재압축된다. 제 1 스테이지는 팽창 장치(13)에 의해 구동되는 압축기(14)이다. 제 2 스테이지는 잔류 가스(스트림(44c))를 판매 라인 압력으로 압축하는 보충 동력원에 의해 구동되는 압축기(20)이다. 배출 냉각기(21)에서 120℉[49℃]까지 냉각된 후, 잔류 가스 스트림(44d)은 (일반적으로 유입 압력의 크기인) 라인 요구조건들을 만족하기에 충분한, 915psia[6,307kPa(a)]에서 판매 가스 배관으로 흐른다.
도 1에 예시한 공정에 대한 스트림 유량들 및 에너지 소비의 요약이 하기의 표에 제시된다:
[표 1]
(도 1)
스트림 흐름 요약 - Lb. Moles/Hr[kg moles/Hr]
스트림 메탄 에탄 프로판 부탄+ 총계
31 19,419 1,355 565 387 21,961
34 18,742 1,149 360 98 20,573
35 677 206 205 289 1,388
36 18,400 1,242 3 0 19,869
38 2,759 1,758 15 0 4,602
39 1,019 86 0 0 1,116
40 1,740 1,672 15 0 3,486
41 1,044 1,003 9 0 2,092
42 696 669 6 0 1,394
43 1,388 911 365 98 2,796
44 19,419 1,328 3 0 20,985
37 0 27 562 387 976
회수율들 *
프로판 99.56%
부탄+ 100.00%
마력
잔류 가스 압축 9,868HP [16,223kW]
환류 펌프 19HP [ 31kW]
-------- ----------
총계 9,887HP [16,254kW]
*(반올림되지 않은 유량 기준)
본 발명의 설명
도 2는 본 발명에 따른 공정의 흐름도를 예시한다. 도 2에 제시한 공정에서 고려하는 공급 가스 조성과 조건들은 도 1에서와 같다. 따라서, 도 2는 본 발명의 장점들을 예시하기 위해 도 1 공정의 것과 비교될 수 있다.
도 2 공정의 시뮬레이션에서, 유입 가스가 스트림(31)으로서 플랜트에 들어가고 처리 조립체(115) 내의 공급물 냉각 섹션(115a)의 열교환 수단에 들어간다. 이 열교환 수단은 핀(fin)튜브형 열교환기, 평판형 열교환기, 평행류형(brazed) 알루미늄 열교환기, 또는 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열교환기들을 포함하는 다른 유형의 열교환 장치를 포함할 수 있다. 열교환 수단은 열교환 수단의 단일 경로(one pass)를 통해 흐르는 스트림(31)과 처리 조립체(115) 내의 응축 섹션(115b)으로부터의 잔류 가스 스트림과 플래시 팽창된 분리기 액체(스트림(35a))들 사이의 열교환을 제공하게 구성된다. 스트림(31)은 플래시 팽창된 분리기 액체들과 잔류 가스 스트림을 가열하면서 냉각된다. 스트림(31)의 제 1 부분(스트림(32))이 25℉[-4℃]까지 부분적으로 냉각된 후 열교환 수단으로부터 회수되고, 나머지 제 2 부분(스트림(33))은 -20℉[-29℃]에서 열교환 수단을 떠나도록 추가로 냉각된다.
분리기 섹션(115e)은 이를 탈에탄흡수 섹션(115d)으로부터 분할하도록 내측 헤드 또는 다른 수단을 가져, 처리 조립체(115) 내의 두 섹션들이 상이한 압력들에서 작동할 수 있다. 스트림(31)의 제 1 부분(스트림(32))은 875psia[6,031kPa(a)]에서 분리기 섹션(115e)의 하부에 들어가고 여기서 모든 응축된 액체는 증기가 분리기 섹션(115e)의 열과물질전달수단으로 보내기 전에 증기로부터 분리된다. 이 열과물질전달수단은 핀튜브형 열교환기, 평판형 열교환기, 평행류형 알루미늄 열교환기, 또는 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열교환기들을 포함하는 다른 유형의 열교환 장치를 포함할 수도 있다. 열과물질전달수단은 열과물질전달수단의 단일 경로를 통해 흐르는 스트림(32)의 증기 부분과 처리 조립체(115) 내측의 흡수 섹션(115c)으로부터 하방향으로 흐르는 증류 액체 스트림(43) 사이에 열교환을 제공하게 구성되어, 증기가 증류 액체 스트림을 가열하면서 냉각된다. 증기 스트림이 냉각되기 때문에, 나머지 증기가 열과물질전달수단을 통해 계속 위로 흐를 때 그 일부분이 응축되고 아래로 낙하될 수 있다. 열과물질전달수단은 응축된 액체와 증기 사이에 연속적인 접촉을 제공하여 증기의 부분적인 정류를 제공하도록 증기와 액체 상들 사이에 물질 전달을 제공하게 또한 기능한다.
스트림(31)의 제 2 부분(스트림(33))은 열과물질전달수단 위에서 처리 조립체(115) 내의 분리기 섹션(115e)으로 들어간다. 모든 응축된 액체는 증기로부터 분리되고 열과물질전달수단을 통해 위로 흐르는 스트림(32)의 증기 부분으로부터 응축된 모든 액체와 혼합된다. 스트림(33)의 증기 부분은 스트림(34)을 형성하도록 열과물질전달수단을 떠나는 증기와 조합되고, 이는 -31℉[-35℃]에서 분리기 섹션(115e)을 빠져나간다. 스트림(32, 33)들의 액체 부분들(존재한다면)과 열과물질전달수단의 스트림(32)의 증기 부분으로부터 응축된 모든 액체는 혼합되어 스트림(35)을 형성하고, 이는 -15℉[-26℃]에서 분리기 섹션(115e)을 빠져나간다. 이는 팽창 밸브(12)에 의해 처리 조립체(115) 내의 탈에탄흡수 섹션(115d)의 작동 압력(약 383psia[2,639kPa(a)])보다 약간 높은 압력까지 팽창되고, 스트림(35a)을 -42℉[-41℃]까지 냉각한다. 스트림(35a)은 상술한 바와 같이 공급 가스에 냉각을 공급하도록 공급물 냉각 섹션(115a)의 열교환 수단에 들어가고, 하부 중간-컬럼 공급 지점에서 처리 조립체(115) 내의 탈에탄흡수 섹션(115d)에 공급되기 전에 스트림(35b)을 103℉[39℃]까지 가열한다.
분리기 섹션(115e)으로부터의 증기(스트림(34))가 일 팽창 장치(13)에 들어가고 여기서 기계적 에너지가 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 장치(13)는 증기를 흡수 섹션(115c)의 작동 압력(약 380psia[2,618kPa(a)])으로 실질적으로 등엔트로피 방식으로 팽창시키고, 일 팽창은 팽창된 스트림(34a)을 약 -98℉[-72℃]까지 냉각한다. 부분적으로 응축된 팽창된 스트림(34a)이 이후에 처리 조립체(115) 내의 흡수 섹션(115c)의 하부에 공급물로서 공급된다.
흡수 섹션(115c)은 다수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 팩 베드, 또는 트레이들과 충전층들의 몇몇 조합으로 구성된 흡수 수단을 포함한다. 흡수 섹션(115c)의 트레이들 및/또는 충전층은 위로 상승하는 증기들과 아래로 떨어지는 냉각된 액체 간의 필요한 접촉을 제공한다. 팽창된 스트림(34a)의 증기 부분은 이러한 증기들로부터 C3 성분들 및 중질 성분들의 대부분을 응축 및 흡수하도록 아래로 떨어지는 냉각된 액체와 접촉되도록 흡수 섹션(115c)의 흡수 수단을 통해 위로 상승한다. 팽창된 스트림(34a)의 액체 부분은 흡수 섹션(115c)의 흡수 수단으로부터 아래로 떨어지는 액체들과 혼합되어 증류 액체 스트림(43)을 형성하고, 이는 -102℉[-74℃]에서 흡수 섹션(115c)의 하부로부터 회수된다. 증류 액체는 상술한 바와 같이 분리기 섹션(115e)에서 스트림(32)의 증기 부분을 냉각할 때 -9℉[-23℃]까지 가열되고, 가열된 증류 액체 스트림(43a)은 이후에 상부 중간-컬럼 공급 지점에서 처리 조립체(115) 내의 탈에탄흡수 섹션(115d)에 공급된다. 전형적으로 흡수 섹션(115c)으로부터 분리기 섹션(115e)의 열과물질전달수단을 통해 탈에탄흡수 섹션(115d)으로의 이 액체의 유동은 열 사이펀 순환을 통하지만, 펌프가 사용될 수 있다.
흡수 섹션(115c)은 이를 탈에탄흡수 섹션(115d)으로부터 분할하도록 내부 헤드 또는 다른 수단을 가져, 처리 조립체(115) 내의 두 섹션들이 흡수 섹션(115c)보다 약간 높은 탈에탄흡수 섹션(115d)의 압력으로 작동할 수 있다. 이 압력 차이는 제 1 증류 증기 스트림(스트림(38))이 탈에탄흡수 섹션(115d)의 상부로부터 회수되고 처리 조립체(115) 내의 응축 섹션(115b)의 열교환 수단에 보내지게 하는 구동력을 제공한다. 이 열교환 수단은 유사하게 핀튜브형 열교환기, 평판형 열교환기, 평행류형 알루미늄 열교환기, 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열교환기들을 포함하는 다른 유형의 열교환 장치를 포함할 수 있다. 열교환 수단은 열교환 수단의 단일 경로를 통해 흐르는 제 1 증류 증기 스트림(38)과 처리 조립체(115) 내의 흡수 섹션(115c)으로부터 상승하는 제 2 증류 증기 스트림 간에 열교환을 제공하게 구성된다. 제 2 증류 증기 스트림은 스트림(38)을 냉각하고 적어도 부분적으로 응축시키면서 가열되고, 이는 이후에 열교환 수단을 나가고 그 각각의 증기 및 액체 상들로 분리된다. 증기 상(존재한다면)은 상술한 바와 같이 공급물 냉각 섹션(115a)에서의 냉각을 제공하는 잔류 가스 스트림을 형성하도록 열교환 수단을 나가는 가열된 제 2 증류 증기 스트림과 결합된다. 액체 상은 두 부분들, 스트림(41, 42)들로 분할된다.
제 1 부분(스트림(41))은 냉각된 상부 컬럼 공급물(피드)로서 중력 유동에 의해 처리 조립체(115) 내의 흡수 섹션(115c)의 상부에 공급된다. 이 냉각된 액체는 흡수 냉각 효과가 흡수(정류) 섹션(115a) 내에서 일어나게 하고, 여기서 스트림(41)에 포함된 액체 매탄과 에탄의 증발에 의해 탑을 통해 위로 상승하는 증기들의 포화는 이 섹션에 냉동을 제공한다. 이 흡수 냉동 효과는 흡수 섹션(115c)보다 약간 높은 압력에서 탈에탄흡수 섹션(115d)을 작동시키지 않고 제 1 증류 증기 스트림(스트림(38))을 부분적으로 응축시키도록 응축 섹션(115b)의 열교환 수단에 필요한 냉각을 제 2 증류 증기 스트림이 제공하게 한다. 이 흡수 냉각 효과는 환류 스트림(41)이 흡수 섹션(115c)을 통해 위로 흐르는 증류 증기의 C3 성분들 및 중질 성분들을 응축 및 흡수하는 것을 또한 돕는다. 응축 섹션(115b)에서 분리된 액체 상의 제 2 부분(스트림(42))은 중력 유동에 의해 처리 조립체(115) 내의 탈에탄흡수 섹션(115d)의 상부에 냉각된 상부 컬럼 공급물(피드)로서 공급되어, 냉각된 액체가 증류 증기 스트림(38)이 최소 양의 이러한 성분들을 포함하도록 아래로부터 위로 흐르는 C3 성분들 및 중질 성분들을 흡수 및 응축하도록 환류로서 작용한다.
처리 조립체(115) 내의 탈에탄흡수 섹션(115d)은 다수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 팩 베드, 또는 트레이들과 충전층의 몇몇 조합으로 구성된 물질전달 수단을 포함한다. 탈에탄흡수 섹션(115d)의 트레이들 및/또는 충전층은 위로 상승하는 증기들과 아래로 떨어지는 냉각된 액체 사이에 필요한 접촉을 제공한다. 탈에탄흡수 섹션(115d)은 물질전달 수단 아래에 열과물질전달수단을 또한 포함한다. 이 열과물질전달수단은 핀튜브형 열교환기, 평판형 열교환기, 평행류형 알루미늄 열교환기, 또는 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열교환기들을 포함하는 다른 유형의 열교환 장치를 포함할 수도 있다. 열과물질전달수단은 열과물질전달수단의 단일 경로를 통해 흐르는 가열 매체와 탈에탄흡수 섹션(115d)의 물질전달 수단으로부터 아래로 떨어지는 증류 액체 스트림 간에 열교환을 제공하게 구성되어, 증류 액체 스트림이 가열된다. 증류 액체 스트림이 가열될 때, 그 일부분은 증발되어 나머지 액체가 열과물질전달수단을 통해 아래로 계속 떨어질 때 위로 상승하는 스트리핑 증기들을 형성한다. 열과물질전달수단은 스트리핑 증기들과 증류 액체 스트림 간에 연속적인 접촉을 제공하여 증기와 액체 상들 간에 물질 전달을 제공하게 또한 기능하여, 메탄, C2 성분들 및 경질 성분들의 액체 생성물 스트림(37)을 스트리핑한다. 그 결과인 액체 생성물(스트림(37))은 탈에탄흡수 섹션(115d)의 하부를 나가 203℉[95℃]에서 처리 조립체(115)를 떠난다.
흡수 섹션(115c)으로부터 상승하는 제 2 증류 증기 스트림은 상술한 바와 같이 스트림(38)에 냉각을 제공할 때 응축 섹션(115b)에서 따뜻해진다. 따뜻해진 제 2 증류 증기 스트림은 상술한 바와 같이 냉각된 제 1 증류 증기 스트림(38)으로부터 분리된 모든 증기와 결합된다. 그 결과인 잔류 가스 스트림이 상술한 바와 같이 스트림(31)에 냉각을 제공할 때 공급물 냉각 섹션(115a)에서 가열되고, 그 결과 잔류 가스 스트림(44)이 104℉[40℃]에서 처리 조립체(115)를 떠난다. 잔류 가스 스트림은 그 다음에 두 스테이지들, 팽창 장치(13)에 의해 구동되는 압축기(14)와 보조 동력원에 의해 구동되는 압축기(20)에서 재압축된다. 배출 냉각기(21)에서 120℉[49℃]까지 냉각된 후, 잔류 가스 스트림(44c)은 (일반적으로 유입 압력의 크기인) 라인 요구조건들을 충족하기에 충분한, 915psia[6,307kPa(a)]에서 판매 가스 배관으로 흐른다.
도 2에 예시한 공정에 대한 스트림 유량들과 에너지 소비의 요약이 하기의 표에 제시되어 있다:
[표 2]
(도 2)
스트림 흐름 요약 - Lb. Moles/Hr[kg moles/Hr]
스트림 메탄 에탄 프로판 부탄+ 총계
31 19,419 1,355 565 387 21,961
32 4,855 339 141 97 5,490
33 14,564 1,016 424 290 16,471
34 18,870 1,135 348 104 20,683
35 549 220 217 283 1,278
38 2,398 1,544 13 0 4,015
41 1,018 868 8 0 1,924
42 737 628 5 0 1,394
43 1,112 723 353 104 2,320
44 19,419 1,328 3 0 20,984
37 0 27 562 387 977
회수율들 *
프로판 99.63%
부탄+ 100.00%
마력
잔류 가스 압축 9,363HP [15,393kW]
*(반올림되지 않은 유량 기준)
표 1과 표 2의 비교는 본 발명이 종래기술과 본질적으로 동일한 회수율을 유지함을 보인다. 그러나, 표 1과 표 2의 추가 비교는 종래기술보다 상당히 적은 동력을 사용하여 생산 수율이 달성되었음을 보인다. (단위 동력당 회수된 프로판의 양으로 정의되는) 회수 효율에 관해, 본 발명은 도 1 공정의 종래기술에 대해 5% 이상의 개선을 보인다.
도 1 공정의 종래기술에 대한 본 발명이 제공하는 회수율 효율의 개선은 주로 세 요인 때문이다. 첫째, 처리 조립체(115)의 공급물 냉각 섹션(115a)의 열 교환 수단과 처리 조립체(115)의 응축 섹션(115b)의 컴팩트한 배치가 종래의 처리 플랜트들에서 발견되는 상호연결 배관이 부과하는 압력 강하를 제거한다. 그 결과 압축기(14)로 흐르는 잔류 가스가 종래기술에 비해 본발명에 대해 더 높은 압력이어서, 압축기(20)에 들어가는 잔류 가스가 약간 더 높은 압력이어서, 잔류 가스를 배관 압력으로 복원하기 위해 본 발명에 의해 요구되는 동력을 감소시킨다.
둘째로, 탈에탄흡수 섹션(115d)의 물질전달 수단을 떠나는 증류 액체를 가열하는 동시에 그 결과인 증기들이 액체와 접촉하고 그 휘발성 성분들을 스트리핑하게 하도록 탈에탄흡수 섹션(115d)에서 열과물질전달수단을 사용하는 것은 외부 리보일러들을 갖는 종래의 증류탑을 사용하는 것보다 효과적이다. 휘발성 성분들은 액체로부터 연속적으로 스트리핑되어, 스트리핑하는 증기들에서 휘발성 성분들의 농도를 보다 빠르게 감소시켜 본 발명에 대한 스트리핑 효과를 개선한다.
세번째로, 스트림(32)의 증기 부분을 냉각시키는 동시에 증기로부터 중탄화수소 성분들을 응축시키도록 분리기 섹션(115e)에서 열과물질전달수단을 사용하는 것은 이후에 팽창하고 흡수 섹션(115c)에 공급물로서 공급되기 전에 스트림(34)의 부분적인 정류를 제공한다. 결과적으로, 더 적은 환류 흐름(스트림(41))이 표 1 및 표 2의 스트림(41)의 유량을 비교하여 알 수 있듯이, 이로부터 C3 성분들 및 중탄화수소 성분들을 제거하기 위해 팽창된 스트림(34a)을 정류하는데 필요하다.
본 발명은 처리 효율을 증가시키는데 부가하여 종래기술에 대해 2개의 다른 장점들을 제공한다. 첫째, 본 발명의 처리 조립체(115)의 컴팩트한 배치는 단일 장비 항목(도 2의 처리 조립체(115))으로 종래기술의 6개의 개별적인 장비 항목들(도 1의 열교환기(10, 17)들, 분리기(11), 환류 분리기(18), 환류 펌프(19) 및 분별증류탑(15))을 대체한다. 이는 대지 공간 요구조건들을 감소시키고, 상호연결 배관을 제거하고, 환류 펌프에 의해 소비되는 동력을 제거하여, 종래기술에 대해 본 발명을 사용하는 처리 플랜트의 자본 비용 및 작동 비용을 감소시킨다. 둘째, 상호연결 배관을 제거하는 것은 본 발명을 사용하는 처리 플랜트가 종래기술에 비해 더 적은 플랜지를 갖는 연결부들을 가져, 플랜트의 잠재적인 누수원들의 개수가 감소됨을 의미한다. 탄화수소들은 휘발성 유기 화합물(VOC)들이고, 이들 중 일부는 온실가스로 분류되고 이들 중 일부는 대기중 오존 형성의 전구체들일 수 있고, 이는 본 발명이 환경에 손상을 줄 수 있는 대기중 방출에 대한 가능성을 감소시킴을 의미한다.
다른 구현예들
도 2에 도시된 본 발명의 구현예에 대해 상술한 바와 같이, 제 1 증류 증기 스트림(38)은 부분적으로 응축되고 그 결과인 응축물이 가치가 있는 C3 성분들 및 중질 성분들을 일 팽창 장치를 떠나는 증기들로부터 흡수하는데 사용되었다. 그러나, 본 발명은 이 구현예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 응축물이 처리 조립체(115)의 흡수 섹션(115c)을 바이경로해야 하거나 다른 디자인 고려사항들이 팽창 장치 출구의 부분들을 지적하는 경우에, 흡수제로서 응축물의 일부분만을 사용하거나, 또는 이런 식으로 일 팽창 장치로부터 출구 증기의 일부분만을 처리하는 것이 유익할 수 있다. 공급 가스 조건들, 플랜트 사이즈, 사용가능한 장비, 또는 다른 요인들은 일 팽창 장치(13)의 제거, 또는 (팽창 밸브와 같은) 다른 팽창 장치와의 교체가 가능함, 또는 처리 조립체(115)내의 응축 섹션(115b)의 제 1 증류 증기 스트림(38)의 (부분적이 아닌) 전체 응축이 가능하거나 또는 선호됨을 보일 수 있다. 공급 가스 스트림의 조성에 따라, 응축 섹션(115b)의 제 1 증류 증기 스트림(38)의 부분 냉각을 제공하도록 외부 냉동기를 사용하는 것이 유익할 수 있다.
몇몇 환경들에서, 처리 조립체(115)의 분리기 섹션(115e)을 포함하는 것이 아니라, 냉각된 제 1 및 제 2 부분(32, 33)들 또는 냉각된 공급 스트림(31a)을 분리하도록 외부 분리기를 사용하는 것이 유익할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 분리기(11)의 열과물질전달수단은 냉각된 제 1 및 제 2 부분(32, 33)들을 증기 스트림(34)과 액체 스트림(35)으로 분리하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 분리기(11)는 냉각된 공급 스트림(31a)을 증기 스트림(34)과 액체 스트림(35)으로 분리하는데 사용될 수 있다.
특정 열교환 서비스들을 위한 공정 스트림들의 선택, 제 1 증류 증기 스트림(38)과 공급 가스(스트림(31 및/또는 32))를 냉각시키기 위한 열교환기들의 특정한 배치, 공정 열교환을 위해 흡수 섹션(115e)으로부터의 증류 액체 스트림(43) 및 분리기 섹션(115e) 또는 분리기(11)로부터의 액체 스트림(35)의 용도 및 분포는 각각의 특정 응용예에 대해 평가되어야 한다. 예를 들어, 도 4 내지 도 6 및 도 10 내지 도 12는 응축 섹션(115b)(도 4, 도 5, 도 10, 도 11), 또는 열교환기(도 6, 도 12)의 제 1 증류 증기 스트림(38)의 냉각의 일부분을 공급하도록 증류 액체 스트림(43)을 사용하는 것을 예시한다. 이러한 경우들에, 열과물질전달수단은 분리기 섹션(115e)(도 4 내지 도 6) 또는 분리기(11)(도 10 내지 도 12)에 필요하지 않을 수 있다. 도 4 및 도 10에 도시한 구현예들에서, 펌프(22)가 증류 액체 스트림(43)을 응축 섹션(115b)의 열교환 수단에 전달하는데 사용된다. 도 5 및 도 11에 도시한 구현예들에서, 응축 섹션(115b)은 처리 조립체(115)의 흡수 섹션(115c) 아래에 위치하여 증류 액체 스트림(43)의 유동이 열 사이펀 순환을 통한다. 도 6 및 도 12에 도시한 구현예들에서, 처리 조립체(115) 외부의 열교환기(10)가 사용되고 공급물 냉각 섹션(115a)이 처리 조립체(115)의 흡수 섹션(115c) 아래에 위치하여 증류 액체 스트림(43)의 유동이 열 사이펀 순환을 통한 것이다.(도 5, 도 6, 도 11, 도 12에 도시된 구현예들은 처리 조립체(115)의 지점 위의 위치들로 환류를 공급하기 위해 환류 펌프(19)를 사용하고 여기서 스트림(38)으로부터 응축된 액체 상이 채집된다.) 몇몇 환경들은 도 3 및 도 9에 예시된 열교환기(10)와 같이, 처리 조립체(115) 외부의 열교환기에서 스트림(32)을 냉각시키도록 증류 액체 스트림(43)을 사용하는 것을 선호할 수 있다. 또 다른 상황들은 증류 액체 스트림(43)을 전혀 가열하지 않고, 대신에 도 7 및 도 13에 도시된 바와 같이 탈에탄흡수 섹션(115d)의 상부에 환류로서 증류 액체 스트림(43)을 사용하는 것을 선호할 수 있다.(도 13에 도시한 구현예에서, 펌프(22)는 스트림(43)의 중력 유동이 불가능할 수 있기 때문에 필요할 수 있다.)
공급 가스 압력과 공급 가스의 중탄화수소들의 양에 따라, 도 8의 분리기(11) 또는 도 2의 분리기 섹션(115e)에 들어가는 냉각된 제 1 및 제 2 부분들(32, 33)(또는 도 9 내지 도 13의 분리기(11) 또는 도 3 내지 도 7의 분리기 섹션(115e)에 들어가는 냉각된 공급 스트림(31a)은 어떠한 액체도 함유하지 않을 수 있다(왜냐하면 그 이슬점 위에 있기 때문에, 또는 그 최대임계압력(cricondenbar) 위에 있기 때문에). 이러한 경우들에, (쇄선들로 도시한 바와 같이) 스트림(35)에 액체가 없다. 이러한 상황에서, 처리 조립체(115)의 분리기 섹션(115e)(도 2 내지 도 7) 또는 분리기(11)(도 8 내지 도 13)가 필요하지 않을 수 있다; 그 경우에, 도 13은 이하를 나타낸다. 스트림(34)은 팽창 수단(13)에서 팽창되는 냉각된 가스 스트림이다 (이는 냉각된 가스 스트림 (31a, 34)를 수용하고, 그것을 저압으로 팽창하여 추가적으로 냉각하기 위해 제 1 열교환 수단(115a)에 연결됨). 팽창된 냉각된 가스 스트림(34a)는 처리 조립체(115)에 수용된 흡수 수단(115c)에 하부 공급물로서 공급된다. 제 1 증류 액체 스트림(43)은 흡수 수단(115c)의 하부 영역으로부터 제 1 액체 채집 수단에 채집되고, 상기 제 1 액체 채집 수단에 연결되고 처리 조립체(115)에 수용된 물질전달 수단(115d)에 상부 공급물로서 공급된다. 제 1 증기 채집 수단은 처리 조립체(115)에 수용되고, 물질 전달 수단의 상부 영역으로부터 제 1 증류 증기 스트림(38)을 수용하기 위해 물질 전달 수단(115d)에 연결된다. 제 2 증기 채집 수단은 처리 조립체(115)에 수용되고, 흡수 수단의 상부 영역으로부터 제 2 증류 증기 스트림을 수용하기 위해 흡수 수단 (115c)에 연결된다. 제 2 액체 수집 수단은 처리 조립체(115)에 수용되고, 물질 전달 수단의 하부 영역으로부터 제 2 증류 액체 스트림을 수용하기 위해 물질 전달 수단 (115d)에 연결된다.
본 발명에 따라, 제 2 증류 증기 스트림과 증류 액체 스트림들로부터의 제 1 증류 증기 스트림 및/또는 유입 가스에 사용가능한 냉각을 보충하기 위해 외부 냉동기를 사용하는 것이, 특히 농후한 유입 가스의 경우에, 사용될 수 있다. 추가적인 유입 가스 냉각기 요구되는 이러한 경우들에, 열과물질전달수단이 도 3 내지 도 7의 쇄선들로 도시된 바와 같이 분리기 섹션(115e)(또는 냉각된 제 1 및 제 2 부분(32, 33)들 또는 냉각된 공급 스트림(31a)이 액체를 함유하지 않을 때 이러한 경우들의 가스 채집 수단)에 포함될 수 있거나, 또는 열과물질전달수단이 도 9 내지 도 13의 쇄선들로 도시된 바와 같이 분리기(11)에 포함될 수 있다. 이 열과물질전달수단은 핀튜브형 열교환기, 평판형 열교환기, 평행류형 알루미늄 열교환기, 또는 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열교환기들을 포함하는 다른 유형의 열교환 장치를 포함할 수도 있다. 열과물질전달수단은 열과물질전달수단의 단일 경로를 통해 흐르는 냉매 스트림(예를 들어, 프로판)과 상방향으로 흐르는 스트림(31a)의 증기 부분 간의 열 교환을 제공하게 구성되어, 냉매가 증기를 추가로 냉각하고 추가적인 액체를 응축시키고, 이는 스트림(35)에서 제거된 액체의 일부가 되도록 하방향으로 떨어진다. 도 2 및 도 8의 쇄선들로 도시된 바와 같이, 분리기(11)(도 8) 또는 분리기 섹션(115e)(도 2)의 열과물질전달수단은 냉매로 보조 냉각을 제공하기 위한 설비를 포함할 수 있다. 다르게는, 스트림(31a)이 분리기 섹션(115e)(도 3 내지 도 7) 또는 분리기(11)(도 9 내지 도 13)에 들어가기 또는 스트림(32, 33)들이 분리기 섹션(115e)(도 2) 또는 분리기(11)(도 8)에 들어가기 전에 종래의 가스 냉동기(chiller)(들)가 스트림(32), 스트림(33) 및/또는 스트림(31a)을 냉매로 냉각하는데 사용될 수 있다. 제 1 증류 증기 스트림의 추가적인 냉각이 요구되는 경우들에, 처리 조립체(115)의 응축 섹션(115b)의 열교환 수단(도 2 내지 도 5, 도 7 내지 도 11 및 도 13), 또는 열교환기(10)(도 6 및 도 12)가 쇄선들로 도시된 바와 같이 냉매로 보조 냉각을 제공하기 위한 설비들을 포함할 수 있다.
응축 섹션(115b) 및 공급물 냉각 섹션(115a)의 열교환 수단에 대해 선택되는 열전달 장치들의 유형에 따라, 단일 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열전달 장치에 이러한 열교환 수단을 조합하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 경우들에, 다중-경로 및/또는 다중-서비스 열전달 장치는 원하는 냉각 및 가열을 달성하기 위해 스트림(31), 스트림(32), 스트림(33), 제 1 증류 증기 스트림(38), 냉각된 스트림(38)으로부터 분리된 모든 증기 및 제 2 증류 증기 스트림을 분배, 분리 및 채집하기 위한 적절한 수단을 포함한다.
도 2 내지 도 6 및 도 8 내지 도 12의 스트림들(41, 42) 사이에서 분리되는 응축된 액체의 상대적인 양은 가스 압력, 공급 가스 조성, 사용가능한 동력의 양을 포함하는 몇 개의 요인들에 의존함이 인식된다. 본 발명의 특정한 응용예에 대한 특정한 상황들을 평가하지 않고는 최적의 분리가 일반적으로 예측될 수 없다. 몇몇 상황들은 스트림(42)에 대해 쇄선들로 도시한 바와 같이, 스트림(42)에서 탈에탄흡수 섹션(115d)의 상부에는 아무 것도 공급하지 않고 스트림(41)에서 흡수 섹션(115c)의 상부에는 응축된 액체 모두를 공급하는 것을 선호할 수 있다. 이러한 경우들에, 가열된 증류 액체 스트림(43a)이 환류로서 작용하도록 탈에탄흡수 섹션(115d)의 상부에 공급될 수 있다.
본 발명은 공정을 작동시키는데 필요한 설비 소비량 당 C3 성분들 및 중탄화수소 성분들의 개선된 회수를 제공한다. 공정을 작동시키는데 필요한 설비 소비량의 개선은 압축 또는 재압축에 대한 감소된 동력 요구조건들, 외부 냉동에 대한 감소된 동력 요구조건들, 탑 리보일링에 대한 감소된 에너지 요구조건들, 또는 이들의 조합의 형태로 나타날 수 있다.
본 발명의 양호한 구현예들로 여겨지는 것들을 설명했지만, 당업자는 다른 및 추가 수정예들이, 하기의 청구범위에 의해 규정되는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 예를 들어, 본 발명을 다양한 조건들, 유형들의 피드, 또는 다른 요구조건들에 적용시켜 이에 대해 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (53)

  1. 메탄, C2 성분들, C3 성분들 및 중탄화수소 성분들을 함유하는 가스 스트림을, 휘발성 잔류 가스 유분과 대부분의 상기 C3 성분들과 중탄화수소 성분들을 함유하는 비교적 덜 휘발성인 유분으로 분리하기 위한 방법에 있어서,
    (1) 상기 가스 스트림은 단일 장비 항목의 처리 조립체에 수용된 제 1 열교환 수단에서 냉각되고;
    (2) 상기 냉각된 가스 스트림은 저압으로 팽창되어 추가로 냉각되고;
    (3) 상기 팽창 및 냉각된 가스 스트림은 상기 처리 조립체에 수용된 흡수 수단에 하부 공급물로서 공급되고;
    (4) 제 1 증류 액체 스트림이 상기 흡수 수단의 하부로부터 채집되고 상기 처리 조립체에 수용된 물질전달 수단에 상부 공급물로서 공급되고;
    (5) 제 1 증류 증기 스트림이 상기 물질전달 수단의 상부로부터 채집되고 상기 처리 조립체에 수용된 제 2 열교환 수단에서 적어도 그 일부를 응축시키기 충분하게 냉각되고, 이에 의하여 응축된 스트림과 상기 제 1 증류 증기 스트림이 냉각된 후 남아 있는 임의의 응축되지 않은 증기를 포함하는 잔류 증기 스트림을 형성하고;
    (6) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부분은 상기 흡수 수단에 상부 공급물로서 공급되고;
    (7) 제 2 증류 증기 스트림이 상기 흡수 수단의 상부로부터 채집되고 상기 제 2 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (5)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고;
    (8) 상기 가열된 제 2 증류 증기 스트림이 임의의 상기 잔류 증기 스트림과 조합되어 조합된 증기 스트림을 형성하고;
    (9) 상기 조합된 증기 스트림은 상기 제 1 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (1)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열된 조합된 증기 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 휘발성 잔류 가스 유분으로서 배출하고;
    (10) 제 2 증류 액체 스트림이 상기 물질전달수단의 하부로부터 채집되고 상기 처리 조립체에 수용된 열과물질전달수단에서 가열되는 동시에, 상기 제 2 증류 액체 스트림으로부터 보다 휘발성인 성분들을 스트리핑하고, 이후에 상기 가열 및 스트리핑된 제 2 증류 액체 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 비교적 덜 휘발성인 유분으로서 배출하고;
    (11) 상기 흡수 수단으로의 상기 공급 스트림들의 온도들 및 양들은 상기 흡수 수단의 상기 상부의 온도를 소정의 온도로 유지하기에 효과적이어서 상기 비교적 덜 휘발성인 유분의 대부분의 성분들이 회수되는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 가스 스트림은 상기 제 1 열교환 수단에서 이를 부분적으로 응축시키기 충분하게 냉각되고;
    (b) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림은 분리 수단에 공급되고 그 안에서 분리되어 증기 스트림과 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (c) 상기 증기 스트림은 더 낮은 압력으로 팽창되어 추가로 냉각되고;
    (d) 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림은 상기 흡수 수단에 하부 공급물로서 공급되고;
    (e) 상기 하나 이상의 액체 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되고;
    (f) 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림이 상기 제 1 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (a)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 상기 물질전달수단에 하부 공급물로서 공급하는, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 제 1 증류 액체 스트림이 상기 흡수 수단의 하부로부터 채집되고 추가적인 열교환 수단에서 가열되어, 상기 가열된 제1 증류 액체 스트림이 그 후에 상기 물질전달 수단에 상부 공급물로서 공급되며;
    (b) 상기 제 1 증류 증기 스트림이 상기 물질전달 수단의 상부로부터 채집되고 상기 추가적인 열교환 수단에서 적어도 그 일부를 응축시키기 충분하게 냉각되어, 단계 (a)의 가열의 적어도 일부분을 공급하고, 이에 의하여 상기 응축된 스트림과 상기 잔류 증기 스트림을 형성하는, 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    (i) 상기 가스 스트림은 상기 제 1 열교환 수단에서 이를 부분적으로 응축시키기 충분하게 냉각되고;
    (ii) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림은 분리 수단에 공급되고 그 안에서 분리되어 증기 스트림과 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (iii) 상기 증기 스트림은 더 낮은 압력으로 팽창되어 추가로 냉각되고;
    (iv) 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림은 상기 흡수 수단에 하부 공급물로서 공급되고;
    (v) 상기 하나 이상의 액체 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되고;
    (vi) 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림이 상기 제 1 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (i)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 상기 물질전달수단에 하부 공급물로서 공급하는, 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 가스 스트림은 상기 제 1 열교환 수단에서 부분적으로 냉각되고;
    (b) 상기 부분적으로 냉각된 가스 스트림은 제 1 및 제 2 부분들로 분할되고;
    (c) 상기 제 1 부분은 분리 수단에 수용된 열과물질전달수단에서 추가로 냉각되는 동시에, 상기 제 1 부분으로부터 임의의 덜 휘발성인 성분들을 응축시키고;
    (d) 상기 제 2 부분이 상기 제 1 열교환 수단에서 추가로 냉각되고;
    (e) 상기 추가로 냉각된 제 1 부분과 상기 추가로 냉각된 제 2 부분은 조합되어 냉각된 가스 스트림을 형성하고;
    (f) 상기 제 1 증류 액체 스트림이 상기 흡수 수단의 하부로부터 채집되고 상기 분리 수단에 수용된 열과물질전달수단에서 가열되어, 단계 (c)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림이 이후에 상기 물질전달 수단에 상부 공급물로서 공급되고;
    (g) 상기 조합된 증기 스트림은 상기 제 1 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (a) 및 (d)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열된 조합된 증기 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 휘발성 잔류 가스 유분으로서 배출하는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    (a) 상기 추가로 냉각된 제 2 부분이 상기 분리 수단에 보내져, 상기 제 1 부분이 추가로 냉각됨에 따라 그리고 상기 제2 부분이 추가로 냉각됨에 따라 응축된 임의의 액체들이 조합되어 하나 이상의 액체 스트림을 형성하고, 상기 추가로 냉각된 제 1 부분과 상기 추가로 냉각된 제 2 부분의 나머지는 증기 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 증기 스트림은 더 낮은 압력으로 팽창되어 추가로 냉각되고;
    (c) 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림이 상기 처리 조립체에 수용된 상기 흡수 수단에 하부 공급물로서 공급되고;
    (d) 상기 하나 이상의 액체 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되고;
    (e) 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림이 상기 제 1 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (1)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 상기 물질전달 수단에 하부 공급물로서 공급하고;
    (f) 상기 제 2 증류 액체 스트림이 상기 물질전달수단의 하부로부터 채집되고 상기 처리 조립체에 수용된 열과물질전달수단에서 가열되는 동시에, 상기 제 2 증류 액체 스트림으로부터 보다 휘발성인 성분들을 스트리핑하고, 이후에 상기 가열 및 스트리핑된 제 2 증류 액체 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 비교적 덜 휘발성인 유분으로서 배출하는, 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    (i) 상기 제 1 부분은 제 3 열교환 수단에서 추가로 냉각되고;
    (ii) 제 1 증류 액체 스트림이 상기 흡수 수단의 하부로부터 채집되고 상기 제 3 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (i)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림이 이후에 상기 물질전달 수단에 상부 공급물로서 공급되는, 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    (a) 상기 추가로 냉각된 제 1 부분 및 상기 추가로 냉각된 제 2 부분은 조합되어 부분적으로 응축된 가스 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림은 분리 수단에 공급되고 그 안에서 분리되어 증기 스트림과 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (c) 상기 증기 스트림은 더 낮은 압력으로 팽창되어 추가로 냉각되고;
    (d) 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림이 상기 흡수 수단에 하부 공급물로서 공급되고;
    (e) 상기 하나 이상의 액체 스트림은 상기 더 낮은 압력으로 팽창되고;
    (f) 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림이 상기 제 1 열교환 수단에서 가열되어, 단계 (1)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 상기 물질전달 수단에 하부 공급물로서 공급하는. 방법.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 2 열 교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 방법.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 열 교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 방법.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 방법.
  12. 청구항 4, 8 또는 10에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 방법.
  13. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 방법.
  14. 청구항 3, 7 또는 9에 있어서,
    (1) 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림은 중간 피드 위치에서 상기 물질전달 수단에 공급되고;
    (2) 상기 응축된 스트림은 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림으로 분할되고;
    (3) 상기 제 1 환류 스트림은 상기 흡수 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되고;
    (4) 상기 제 2 환류 스트림은 상기 물질전달 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되는, 방법.
  15. 청구항 4, 8 또는 10에 있어서,
    (1) 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림은 중간 피드 위치에서 상기 물질전달 수단에 공급되고;
    (2) 상기 응축된 스트림은 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림으로 분할되고;
    (3) 상기 제 1 환류 스트림은 상기 흡수 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되고;
    (4) 상기 제 2 환류 스트림은 상기 물질전달 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되는, 방법.
  16. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    (1) 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림은 중간 피드 위치에서 상기 물질전달 수단에 공급되고;
    (2) 상기 응축된 스트림은 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림으로 분할되고;
    (3) 상기 제 1 환류 스트림은 상기 흡수 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되고;
    (4) 상기 제 2 환류 스트림은 상기 물질전달 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되는, 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    (1) 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림은 중간 피드 위치에서 상기 물질전달 수단에 공급되고;
    (2) 상기 응축된 스트림은 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림으로 분할되고;
    (3) 상기 제 1 환류 스트림은 상기 흡수 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되고;
    (4) 상기 제 2 환류 스트림은 상기 물질전달 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되는, 방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    (1) 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림은 중간 피드 위치에서 상기 물질전달 수단에 공급되고;
    (2) 상기 응축된 스트림은 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림으로 분할되고;
    (3) 상기 제 1 환류 스트림은 상기 흡수 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되고;
    (4) 상기 제 2 환류 스트림은 상기 물질전달 수단에 상기 상부 공급물로서 공급되는, 방법.
  19. 청구항 1, 3, 7, 9 또는 11 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 가스 채집 수단이 상기 처리 조립체에 수용되고;
    (2) 추가적인 열과물질전달수단이 상기 가스 채집 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (3) 상기 냉각된 가스 스트림은 상기 가스 채집 수단에 공급되고 상기 추가적인 열과물질전달수단에 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 추가로 냉각되고;
    (4) 상기 추가로 냉각된 가스 스트림은 상기 보다 낮은 압력으로 팽창된 후 상기 흡수 수단에 상기 하부 공급물로서 공급되는, 방법.
  20. 청구항 14에 있어서,
    (1) 가스 채집 수단이 상기 처리 조립체에 수용되고;
    (2) 추가적인 열과물질전달수단이 상기 가스 채집 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (3) 상기 냉각된 가스 스트림은 상기 가스 채집 수단에 공급되고 상기 추가적인 열과물질전달수단에 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 추가로 냉각되고;
    (4) 상기 추가로 냉각된 가스 스트림은 상기 보다 낮은 압력으로 팽창된 후 상기 흡수 수단에 상기 하부 공급물로서 공급되는, 방법.
  21. 청구항 2, 4, 8, 9, 10 또는 11 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 추가적인 열과물질전달수단에 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되어 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는, 방법.
  22. 청구항 12에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 열과물질전달수단에 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되어 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는, 방법.
  23. 청구항 15에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 열과물질전달수단에 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되어 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는, 방법.
  24. 청구항 17에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달수단이 상기 제 1 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 열과물질전달수단에 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되어 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에서 분리된 상기 하나 이상의 액체 스트림의 일부가 되는, 방법.
  25. 메탄, C2 성분들, C3 성분들 및 중탄화수소 성분들을 함유하는 가스 스트림을, 휘발성 잔류 가스 유분과 대부분의 상기 C3 성분들 및 중탄화수소 성분들을 함유하는 비교적 덜 휘발성인 유분으로 분리하기 위한 장치에 있어서,
    (1) 상기 가스 스트림을 냉각하기 위하여 단일 장비 항목의 처리 조립체에 수용된 제 1 열교환 수단;
    (2) 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시키는 팽창 수단;
    (3) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 팽창 수단에 연결되어 상기 팽창 및 냉각된 가스 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 수용하는 흡수 수단;
    (4) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 흡수 수단에 연결되어 제 1 증류 액체 스트림을 상기 흡수 수단의 하부로부터 수용하는 제 1 액체 채집 수단;
    (5) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 제 1 액체 채집 수단에 연결되어 그에 대한 상부 공급물로서 상기 제 1 증류 액체 스트림을 수용하는 물질전달 수단;
    (6) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 물질전달 수단에 연결되어 제 1 증류 증기 스트림을 상기 물질전달 수단의 상부로부터 수용하는 제 1 증기 채집 수단;
    (7) 제 2 열교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 제 1 증기 채집 수단에 연결되어 상기 제 1 증류 증기 스트림을 수용하고 이를 적어도 그 일부를 응축시키기 충분하게 냉각시키고, 이에 의하여 응축된 스트림과 상기 제 1 증류 증기 스트림이 냉각된 후 남아 있는 임의의 응축되지 않은 증기를 포함하는 잔류 증기 스트림을 형성하고;
    (8) 상기 흡수 수단은 상기 제 2 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부분을 그에 대한 상부 공급물로서 수용하고;
    (9) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 흡수 수단에 연결되어 상기 흡수 수단의 상부로부터 제 2 증류 증기 스트림을 수용하는 제 2 증기 채집 수단;
    (10) 상기 제 2 열교환 수단은 상기 제 2 증기 채집 수단에 추가로 연결되어 상기 제 2 증류 증기 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (7)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고;
    (11) 상기 제 2 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 2 증류 증기 스트림과 임의의 상기 잔류 증기 스트림을 수용하고 조합된 증기 스트림을 형성하는 조합 수단;
    (12) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 조합 수단에 추가로 연결되어 상기 조합된 증기 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (1)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열된 조합된 증기 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 휘발성 잔류 가스 유분으로서 배출하고;
    (13) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 물질전달 수단에 연결되어 상기 물질전달 수단의 하부로부터 제 2 증류 액체 스트림을 수용하는 제 2 액체 채집 수단;
    (14) 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 제 2 액체 채집 수단에 연결되어 상기 제 2 증류 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하는 동시에, 상기 제 2 증류 액체 스트림으로부터 보다 휘발성인 성분들을 스트리핑하고, 이후에 상기 가열 및 스트리핑된 제 2 증류 액체 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 비교적 덜 휘발성인 유분으로서 배출하는 열과물질전달수단;
    (15) 상기 흡수 수단의 상기 상부의 온도를 소정의 온도로 유지하도록 상기 흡수 수단으로의 상기 공급 스트림들의 양들 및 온도들을 조절하여 상기 비교적 덜 휘발성인 유분의 대부분의 성분들이 회수되게 구성되는 제어 수단을 포함하는, 장치.
  26. 청구항 25에 있어서,
    (a) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 상기 가스 스트림을 이를 부분적으로 응축되기 충분하게 냉각하며;
    (b) 분리 수단이 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림을 수용하여 이를 증기 스트림과 하나 이상의 액체 스트림으로 분리하고;
    (c) 상기 제 1 팽창 수단은 상기 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하여 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜 추가로 냉각되게 하며;
    (d) 상기 흡수 수단은 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 팽창 수단에 연결되어 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 수용하고;
    (e) 추가적인 팽창 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며;
    (f) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 추가적인 팽창 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (a)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 상기 제 1 열교환 수단은 상기 물질전달 수단에 추가로 연결되어 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 공급하는, 장치.
  27. 청구항 25에 있어서,
    (a) 추가적인 열교환 수단이 상기 제 1 액체 채집 수단에 연결되어 상기 제 1 증류 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하고;
    (b) 상기 물질전달 수단이 상기 추가적인 열교환 수단에 연결되어, 그에 대한 상부 공급물로서 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 수용하며;
    (c) 상기 추가적인 열교환 수단은 상기 제 1 증기 채집 수단에 추가로 연결되어 상기 제 1 증류 증기 스트림을 수용하고 이를 적어도 그 일부를 응축시키기 충분하게 냉각시켜, 단계 (a)의 가열의 적어도 일부를 공급하고, 이에 의하여 상기 응축된 스트림과 상기 잔류 증기 스트림을 형성하는, 장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    (i) 상기 제 1 열교환 수단은 처리 조립체에 수용되어 상기 가스 스트림을 이를 부분적으로 응축시키기 충분하게 냉각하고;
    (ii) 분리 수단이 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림을 수용하고 이를 증기 스트림과 하나 이상의 액체 스트림으로 분리하며;
    (iii) 상기 팽창 수단은 상기 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜 추가로 냉각시키고;
    (iv) 상기 흡수 수단은 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 팽창 수단에 연결되어 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 수용하며;
    (v) 추가적인 팽창 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며;
    (vi) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 추가적인 팽창 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (i)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 상기 제 1 열교환 수단은 상기 물질전달 수단에 추가로 연결되어 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 공급하는, 장치.
  29. 청구항 25에 있어서.
    (a) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 상기 가스 스트림을 부분적으로 냉각하고;
    (b) 분할 수단이 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 제 1 및 제 2 부분으로 분할하며;
    (c) 분리 수단에 수용된 열과물질전달수단이 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 부분을 수용하고 이를 추가로 냉각시키는 동시에, 상기 제 1 부분으로부터 임의의 덜 휘발성인 성분들을 응축시키고;
    (d) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 분할 수단에 추가로 연결되어 상기 제 2 부분을 수용하고 이를 추가로 냉각시키고;
    (e) 추가적인 조합 수단이 상기 분리 수단에 수용된 상기 열과물질전달수단과 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 추가로 냉각된 제 1 부분과 상기 추가로 냉각된 제 2 부분을 수용하고 냉각된 가스 스트림을 형성하며;
    (f) 팽창 수단이 상기 추가적인 조합 수단에 연결되어 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시키며;
    (g) 상기 분리 수단에 수용된 상기 열과물질전달수단은 상기 제 1 액체 채집 수단에 추가로 연결되어 상기 제1 증류 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (c)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고;
    (h) 상기 물질전달 수단은 상기 분리 수단에 수용된 상기 열과물질전달수단에 연결되어 그에 대한 상부 공급물로서 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 수용하며;
    (i) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 추가적인 조합 수단에 추가로 연결되어 상기 조합된 증기 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (a) 및 단계 (d)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 이후에 상기 가열된 조합된 증기 스트림을 상기 처리 조립체로부터 상기 휘발성 잔류 가스 유분으로서 배출하는, 장치.
  30. 청구항 29에 있어서,
    (a) 상기 분리 수단은 상기 제 1 열교환 수단에 추가로 연결되어 상기 추가로 냉각된 제 2 부분을 수용하여 상기 제 1 부분이 추가로 냉각됨에 따라 그리고 상기 제 2 부분이 추가로 냉각됨에 따라 응축된 임의의 액체들이 조합되어 하나 이상의 액체 스트림을 형성하고, 상기 추가로 냉각된 제 1 부분과 상기 추가로 냉각된 제 2 부분의 나머지는 증기 스트림을 형성하고;
    (b) 상기 팽창 수단은 상기 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜 추가로 냉각시키며;
    (c) 상기 흡수 수단은 상기 팽창 수단에 연결되어 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 수용하고;
    (d) 추가적인 팽창 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며;
    (e) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 추가적인 팽창 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (1)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 상기 제 1 열교환 수단은 상기 물질전달 수단에 추가로 연결되어 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 공급하는, 장치.
  31. 청구항 29에 있어서,
    (i) 제 3 열교환 수단이 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 부분을 수용하고 이를 추가로 냉각시키고;
    (ii) 상기 추가적인 조합 수단은 상기 제 3 열교환 수단과 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 추가로 냉각된 제 1 부분과 상기 추가로 냉각된 제 2 부분을 수용하고 냉각된 가스 스트림을 형성하며;
    (iii) 상기 제 3 열교환 수단은 상기 제 1 액체 채집 수단에 추가로 연결되어 상기 제 1 증류 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (i)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고;
    (iv) 상기 물질전달 수단은 상기 제 3 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 그에 대한 상부 공급물로서 수용하는, 장치.
  32. 청구항 31에 있어서,
    (a) 상기 추가적인 조합 수단은 상기 제 3 열교환 수단과 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 추가로 냉각된 제 1 부분과 상기 추가로 냉각된 제 2 부분을 수용하고 부분적으로 응축된 가스 스트림을 형성하며;
    (b) 분리 수단이 상기 추가적인 조합 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림을 수용하고 이를 증기 스트림과 하나 이상의 액체 스트림으로 분리하며;
    (c) 상기 팽창 수단은 상기 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜 추가로 냉각시키고;
    (d) 흡수 수단이 상기 처리 조립체에 수용되고 상기 팽창 수단에 연결되어 상기 팽창 및 냉각된 증기 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 수용하며;
    (e) 추가적인 팽창 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고;
    (f) 상기 제 1 열교환 수단은 상기 추가적인 팽창 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 수용하고 이를 가열하여, 단계 (1)의 냉각의 적어도 일부분을 공급하고, 상기 제 1 열교환 수단은 상기 물질전달 수단에 추가로 연결되어 상기 가열 및 팽창된 하나 이상의 액체 스트림을 그에 대한 하부 공급물로서 공급하는, 장치.
  33. 청구항 27에 있어서,
    상기 제 2 열 교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 장치.
  34. 청구항 28에 있어서,
    상기 제 2 열 교환 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 장치.
  35. 청구항 26에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 장치.
  36. 청구항 28 또는 34에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 장치.
  37. 청구항 29 또는 30에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 장치.
  38. 청구항 32에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 처리 조립체에 수용되어 있는, 장치.
  39. 청구항 27 또는 33에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 제 2 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 분할 수단은 상기 제 2 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  40. 청구항 31에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 제 2 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 추가적인 분할 수단이 상기 제 3 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  41. 청구항 28 또는 34에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 제 2 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 분할 수단은 상기 제 2 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  42. 청구항 29 또는 30에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 열과물질전달수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 추가적인 분할 수단은 상기 제 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  43. 청구항 32 또는 38에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 제 2 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 추가적인 분할 수단은 상기 제 3 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  44. 청구항 36에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 제 2 열교환 수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 분할 수단은 상기 제 2 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  45. 청구항 37에 있어서,
    (1) 상기 물질전달 수단은 상기 열과물질전달수단에 연결되어 상기 가열된 제 1 증류 액체 스트림을 중간 피드 위치에서 수용하게 구성되어 있고;
    (2) 추가적인 분할 수단은 상기 제 2 열 교환 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제 1 및 제 2 환류 스트림들로 분할하고;
    (3) 상기 흡수 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 1 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되고;
    (4) 상기 물질전달 수단은 상기 추가적인 분할 수단에 연결되어 상기 제 2 환류 스트림을 그에 대한 상기 상부 공급물로서 수용하게 구성되는, 장치.
  46. 청구항 25, 27 또는 33 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 가스 채집 수단이 상기 처리 조립체에 수용되어 있고;
    (2) 추가적인 열과물질전달수단이 가스 채집 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (3) 상기 가스 채집 수단은 상기 제 1 열교환 수단에 연결되어 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 상기 추가적인 열과 물질전달 수단에 보내 상기 외부 냉동 매체에 의해 더 냉각되고;
    (4) 상기 팽창 수단은 상기 가스 채집 수단에 연결되어 상기 추가로 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 팽창 수단이 상기 흡수 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창되고 추가로 냉각된 가스 스트림이 그에 대한 상기 하부 공급물로서 공급되는, 장치.
  47. 청구항 31 또는 40에 있어서,
    (1) 가스 채집 수단이 상기 처리 조립체에 수용되어 있고;
    (2) 추가적인 열과물질전달수단이 가스 채집 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (3) 상기 가스 채집 수단은 상기 제 1 조합 수단에 연결되어 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 상기 추가적인 열과물질전달 수단에 보내 상기 외부 냉동 매체에 의해 더 냉각되고;
    (4) 상기 팽창 수단은 상기 가스 채집 수단에 연결되어 상기 추가로 냉각된 가스 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 팽창 수단이 상기 흡수 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창되고 추가로 냉각된 가스 스트림이 그에 대한 상기 하부 공급물로서 공급되는, 장치.
  48. 청구항 39에 있어서,
    (1) 채집 수단은 상기 처리 조립체에 수용되고;
    (2) 추가적인 열과물질전달수단은 상기 채집 수단에 포함되고, 상기 추가 열과물질전달수단은 외부 냉매를 위한 하나 이상의 통로를 포함하며;
    (3) 상기 채집 수단은 상기 제 1 열 교환 수단에 연결되어 상기 냉각된 가스 스트림을 수용하여 상기 추가적인 열과물질전달수단에 보내어 상기 외부 냉매에 의하여 더 냉각되게 하며;
    (4) 상기 팽창 수단은 상기 채집 수단에 연결되어 상기 더 냉각된 가스 스트림을 수용하고 그것을 상기 더 낮은 압력까지 팽창시키도록 개조되고, 상기 팽창 수단은 상기 흡수 수단에 더 연결되어 상기 팽창되고 더 냉각된 가스 스트림을 탑저 공급물로서 그에 공급하는, 장치.
  49. 청구항 26, 28, 32, 34, 35 또는 38에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달 수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달 수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 추가적인 열과물질전달 수단에게 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되고 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에 분리된 상기 적어도 하나의 액체 스트림의 일부가 되는, 장치.
  50. 청구항 36에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달 수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달 수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 추가적인 열과물질전달 수단에게 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되고 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에 분리된 상기 적어도 하나의 액체 스트림의 일부가 되는, 장치.
  51. 청구항 41에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달 수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달 수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 추가적인 열과물질전달 수단에게 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되고 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에 분리된 상기 적어도 하나의 액체 스트림의 일부가 되는, 장치.
  52. 청구항 43에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달 수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달 수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 추가적인 열과물질전달 수단에게 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되고 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에 분리된 상기 적어도 하나의 액체 스트림의 일부가 되는, 장치.
  53. 청구항 44에 있어서,
    (1) 추가적인 열과물질전달 수단이 상기 분리 수단 내에 포함되고, 상기 추가적인 열과물질전달 수단은 외부 냉동 매체를 위한 하나 이상의 경로를 포함하고;
    (2) 상기 증기 스트림은 상기 추가적인 열과물질전달 수단에게 보내져 상기 외부 냉동 매체에 의해 냉각되고 추가적인 응축물을 형성하고;
    (3) 상기 응축물은 그 안에 분리된 상기 적어도 하나의 액체 스트림의 일부가 되는, 장치.
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