KR20100085980A - 탄화수소 가스 처리 - Google Patents

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존 디. 윌킨슨
조 티. 린츠
행크 엠. 허드슨
카일 티. 쿠엘라
토니 엘. 마르티네즈
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오르트로프 엔지니어스, 리미티드
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Abstract

탄화수소 가스 스트림으로부터 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 및 중질 탄화수소 성분을 회수하기 위한 공정이 개시된다. 상기 스트림은 냉각되고 제1 및 제2 스트림으로 분할된다. 상기 제1 스트림은 추가로 냉각되어 실질적으로 그 전부가 응축되며 결국 분별탑 압력으로 팽창되고 분별탑으로 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급된다. 상기 제2 스트림은 상기 탑 압력으로 팽창되고 그 후 상기 칼럼으로 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급된다. 증기 증류 스트림이 상기 제2 스트림의 공급 포인트 위의 상기 칼럼으로부터 인출되고 그 후 상기 탑 오버헤드 증기 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 상기 증기 증류 스트림이 냉각되고 적어도 그의 일부가 응축되어 응축된 스트림을 형성한다.

Description

탄화수소 가스 처리 {HYDROCARBON GAS PROCESSING}
본 발명은 탄화수소 함유 가스의 분리를 위한 공정 및 장치에 관한 것이다. 본 출원인은 2007년 10월 18일자로 제출된 우선 미국 가출원 제 60/980,833호 및 2008년 2월 4일에 제출된 우선 미국 가출원 제 61/025,910호의 미국연방법전 제35편 제119(e)조 하의 이익을 주장한다.
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 일반적으로 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 80.8%, 에탄 및 기타 C2 성분 9.4%, 프로판 및 기타 C3 성분 4.7%, 이소-부탄 1.2%, 노말 부탄 2.1%, 및 펜탄+ 1.1%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, 보다 낮은 자본 투자로 효율적인 회수를 제공할 수 있는 공정, 및 특정 성분의 회수를 넓은 범위에서 변화시키는데 용이하게 적합화가능한 또는 보정가능한 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 회수에 있어서 현재 일반적으로 선호되는데, 이는 시작의 용이성, 운전 유연성, 양호한 효율성, 안전성, 및 양호한 신뢰성을 가지며 최대 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; 및 제 11/971,491호는 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 냉각될수록, 하나 이상의 분리기(separator)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 칼럼(탈메탄기(demethanizer) 또는 탈에탄기(deethanizer))에서 분별된다. 상기 칼럼에서, 상기 팽창냉각된 스트림(들)은 증류되어 저부(bottom) 액체 생성물로서의 원하는 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분으로부터 오버헤드 증기로서의 잔류 메탄, 질소, 및 기타 휘발성 가스를 분리하거나, 또는 저부 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 칼럼이 작동되는 압력과 본질적으로 동일하다. 상기 팽창의 결과인 조합된(combined) 증기-액체 상은 상기 칼럼에 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 조합된다. 또는, 상기 냉각되고 팽창된 스트림은 분리기에 공급되어 증기 및 액체 스트림을 제공할 수 있다. 상기 증기는 상기 탑 오버헤드와 조합되고 및 상기 액체는 최상부 칼럼 공급물로서 칼럼에 공급된다.
그러한 분리 공정의 이상적인 작업에서, 상기 공정을 떠나는 잔류 가스는 본질적으로 중질 탄화수소 성분 없이 공급 가스 내의 실질적으로 모든 메탄을 함유할 것이고, 상기 탈메탄기를 떠나는 저부 분획(fraction)은 본질적으로 메탄 또는 더 휘발성인 성분 없이 실질적으로 모든 중질 탄화수소 성분을 함유할 것이다. 그러나, 실제로는 이러한 이상적인 상황이 얻어지지 않는데 그 이유는 통상적인 탈메탄기가 주로 스트리핑 칼럼으로 작동되고 있기 때문이다. 따라서, 상기 공정의 메탄 생성물은 임의의 정류(rectification) 단계에 가해지지 않은 증기와 함께 상기 칼럼의 최상부 분별 스테이지를 떠나는 증기를 일반적으로 포함한다. C2, C3, 및 C4+ 성분의 현저한 손실이 일어나는데 이는 최상부 액체 공급물이 이들 성분 및 중질 탄화수소 성분의 실질적인 양을 함유하여 상기 탈메탄기의 최상부 분별 스테이지를 떠나는 증기 내의 C2 성분, C3 성분, C4 성분, 및 중질 탄화수소 성분의 상응하는 균형량(equilibrium quantity)을 야기하기 때문이다. 상승(rising) 증기가 상기 증기로부터 C2 성분, C3 성분, C4 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 흡수할 수 있는 현저한 양의 액체(환류)와 접촉될 수 있다면 이들 바람직한 성분의 손실이 현저하게 감소될 수 있다.
근년, 탄화수소 분리를 위한 바람직한 공정은 상부 흡수기 구획(upper absorber section)을 사용하여 상승 증기의 추가적 정류를 제공한다. 상기 상부 정류 구획에 대한 환류 스트림의 근원은 일반적으로 가압하에 공급되는 잔류 가스의 재순환 스트림(recycled stream)이다. 상기 재순환 잔류 가스 스트림은 다른 공정 스트림, 예컨대, 차가운 분별탑 오버헤드와의 열 교환에 의해 일반적으로 냉각되어 실질적으로 응축된다. 결과물인 실질적으로 응축된 스트림은 그 후 적절한 팽창 장치, 예컨대 팽창 밸브를 통해 상기 탈메탄기가 작동하는 압력으로 팽창된다. 팽창 동안, 상기 액체의 일부는 일반적으로 기화되어 상기 전체 스트림을 냉각시킬 것이다. 상기 플래시 팽창된 스트림은 그 후 상기 탈메탄기에 최상부 공급물로서 공급된다. 일반적으로, 상기 팽창된 스트림의 상기 증기 부분 및 상기 탈메탄기 오버헤드 증기는 분별탑 내의 상부 분리기 구획에서 잔류 메탄 생성물 가스로서 조합된다. 또는, 상기 냉각되고 팽창된 스트림은 분리기에 공급되어 증기 및 액체 스트림을 제공할 수 있으며, 그 후 상기 증기는 상기 탑 오버헤드와 조합되고 상기 액체는 최상부 칼럼 공급물로서 상기 칼럼에 공급된다. 이러한 유형의 일반적인 공정 계획은 미국 특허 제 4,889,545호; 제 5,568,737호; 및 제 5,881,569호, 및 Mowrey, E. Ross, "Efficient, High Recovery of Liquids from Natural Gas Utilizing a High Pressure Absorber", Proceedings of the Eighty-First Annual Convention of the Gas Processors Association, Dallas, Texas, March 11-13, 2002에 개시된다. 불행히도, 이들 공정은 환류 스트림을 탈메탄기로 재순환시키기 위한 원동력을 제공하기 위한 압축기의 사용을 요하는데, 이는 이들 공정을 사용하는 시설의 운전 비용 및 자본 비용 모두를 증가시킨다.
본 발명은 또한 상부 정류 구획 (또는 설비 크기 또는 다른 요인이 개별적(separate) 정류 및 스트리핑 칼럼을 사용하는 것을 선호한다면 개별적 정류 칼럼)을 이용한다. 그러나, 이 정류 구획에 대한 환류 스트림은 상기 탑의 하부(lower portion) 내에서 상승하는 증기의 측류(side draw)를 사용함으로써 제공된다. 상기 탑 내 하부의 증기 내에서 상대적으로 고농도인 C2 성분 때문에, 현저한 양의 액체가, 상기 상부 정류 구획을 떠나는 차가운 증기 내에서 사용가능한 냉동만을 흔히 사용하여 그의 압력을 높이지 않고 이 측류 스트림 내에서 응축될 수 있다. 주로 액체 메탄인 이 응축된 액체는 그 후 상기 상부 정류 구획을 통해 상승하는 증기로부터 C2 성분, C3 성분, C4 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 흡수하기 위해 사용될 수 있고 이에 의해 상기 탈메탄기로부터 저부 액체 생성물 내의 이들 가치있는 성분들을 포획한다.
지금까지, 그러한 측류 특성은 양수인의 미국 특허 제 5,799,507호에서 설명된 바와 같이 C3+ 회수 시스템에서, 및 양수인의 미국 특허 제 7,191,617호에서 설명된 바와 같이 C2+ 회수 시스템에서 사용되어 왔다. 놀랍게도, 출원인은 양수인의 미국 특허 제 7,191,617호 발명의 측류 특성의 인출 위치(withdrawal location)의 변경이 자본 또는 운전 비용에서의 증가 없이 C2+ 회수 및 시스템 효율을 개선시키는 것을 발견하였다.
본 발명에 따라, 탈메탄기를 위한 환류 스트림의 압축에 대한 요구 없이 87%를 초과하는 C2 회수 및 99 퍼센트를 초과하는 C3 및 C4+ 회수가 획득될 수 있음이 발견되어 왔다. 본 발명은 C2 성분의 회수가 높은 값으로부터 낮은 값으로 조정되는 동안 C3 및 C4+ 성분의 99퍼센트 회수를 초과하여 유지할 수 있는 추가적 이점을 제공한다. 또한, 본 발명은 종래 기술과 비교하여 동일한 에너지 요건에서 C2 성분 및 중질 성분으로부터 메탄 및 경질(lighter) 성분을 본질적으로 100 퍼센트 분리하는 한편 회수 수준을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 본 발명은, 더 낮은 압력 및 더 따뜻한 온도에서 사용가능하지만, -50℉[-46℃] 이하의 NGL 회수 칼럼 오버헤드 온도를 요하는 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 4,278,457호에 따른 종래 기술 천연가스 처리 설비의 흐름도이다;
도 2는 미국 특허 제 7,191,617호에 따른 종래 기술 천연가스 처리 설비의 흐름도이다;
도 3은 본 발명에 따른 천연가스 처리 설비의 흐름도이다; 및
도 4 내지 도 8은 천연가스 스트림에 대한 본 발명의 적용(application)의 대체 수단을 도시하는 흐름도이다.
상기 도면에 대한 하기 설명에서, 대표적 공정 조건에 대해 계산된 흐름 속도(flow rate)를 요약하는 표가 제공된다. 본원에 나타내어진 표에서, 흐름 속도에 대한 값 (시간 당 몰 단위)은 편의상 가장 가까운 정수로 반올림되었다. 표에 나타내어진 전체 스트림 속도는 모든 비탄화수소(non-hydrocarbon) 성분을 포함하며, 따라서 탄화수소 성분에 대한 스트림 흐름 속도의 합보다 일반적으로 크다. 지시된 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. 구매가능한 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 4,278,457호에 따르는 종래 기술을 사용하여 천연가스로부터 C2+ 성분을 회수하기 위한 처리 설비의 설계를 나타내는 공정 흐름도이다. 상기 공정의 이러한 시뮬레이션에서, 유입 가스는 스트림(31)으로서 85℉[29℃] 및 970 psia [6,688 kPa(a)]에서 설비로 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 일반적으로 탈수된다. 이러한 목적을 위해 고체 건조제가 일반적으로 사용되어 왔다.
상기 공급 스트림(31)은, -6℉[-21℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(38b)), 30℉[-1℃]의 탈메탄기 하부측 재비기(lower side reboiler) 액체(스트림(40)), 및 프로판 냉매와의 열 교환에 의해 열 교환기(10)에서 냉각된다. 모든 경우에서 교환기(10)는 복수의 개별 열 교환기 또는 단일 멀티-패스(multi-pass) 열 교환기, 또는 그의 임의의 조합을 대표하는 것임을 주지한다 (지시된 냉각 서비스에 하나이상의 열 교환기를 사용할 것인지에 대한 결정은 유입 가스 흐름 속도, 열 교환기 크기, 스트림 온도 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아닌 다수의 요인에 따라 달라질 것이다). 상기 냉각된 스트림(31a)은 0 ℉ [-18℃] 및 955 psia [6,584 kPa(a)]에서 분리기(11)로 진입하며, 여기서, 증기(스트림(32))는 응축된 액체(스트림(33))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(33))는 팽창 밸브(12)에 의해 분별탑(20)의 작동 압력 (대략 445 psia [3,068 kPa(a)])으로 팽창되어, 스트림(33a)이 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -27℉[-33℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(11)로부터의 증기(스트림(32))는 열 교환기(13)에서 -34℉[-37℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(38a)) 및 -38℉[-39℃]의 탈메탄기 상부측 재비기 액체(스트림(39))와의 열 교환에 의해 추가로 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(32a)은 -27℉[-33℃] 및 950 psia [6,550 kPa(a)]에서 분리기(14)로 진입하고 여기서 증기(스트림(34))가 응축된 액체(스트림(37))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(37))는 팽창 밸브(19)에 의해 탑 작동 압력으로 팽창되어, 스트림(37a)이 제2 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)으로 공급되기 전에 이를 -61℉ [-52℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(14)로부터의 증기(스트림(34))는 2개의 스트림(35 및 36)으로 분할된다. 전체 증기의 약 38%를 함유하는 스트림(35)은 -124℉[-87℃]의 차가운 잔류 가스(스트림(38))와의 열 교환 관계로 열 교환기(15)를 통과하고 여기서 이는 냉각되어 실질적으로 응축된다. 상기 결과물인 -119℉[-84℃]의 실질적으로 응축된 스트림(35a)은 그 후 팽창 밸브(16)를 통해 분별탑(20)의 작동 압력으로 플래시 팽창된다. 팽창 동안 상기 스트림의 일부는 기화되어, 전체 스트림을 냉각시킨다. 도 1에 도시된 공정에서, 팽창 밸브(16)을 떠나는 팽창된 스트림(35b)은 -130℉[-90℃]의 온도에 도달하고, 분별탑(20)의 상부 영역 내의 분리기 구획(20a)으로 공급된다. 여기서 분리된 액체는 탈메탄 구획(20b)으로의 최상부 공급물이 된다.
상기 분리기(14)로부터의 증기의 나머지 62%(스트림(36))는 작업 팽창기(17)에 진입하며 여기서 기계적 에너지는 상기 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 상기 기계(17)는 상기 증기를 실질적으로 등엔트로피적으로(isentropically) 탑 작동 압력까지 팽창시키는데, 상기 작업 팽창은 상기 팽창된 스트림(36a)을 대략 -83℉[-64℃]의 온도로 냉각시킨다. 전형적인 구매가능한 팽창기는 이상적인 등엔트로피 팽창에서 이론적으로 가능한 작업 중 대략 80-85%를 회수할 수 있다. 회수된 작업은, 예를 들어, 상기 잔류 가스(스트림(38c))의 재압축에 사용될 수 있는 원심분리형 압축기(예컨대 항목(18))를 구동하는 데에 흔히 사용된다. 상기 부분적으로 응축되고 팽창된 스트림(36a)은 그 후 상부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급물로서 공급된다.
상기 탑(20) 내 탈메탄기는 복수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 충진 베드(packed bed), 또는 트레이와 충진물(packing)의 몇몇 조합을 포함하는 통상적인 증류 칼럼이다. 천연가스 처리 설비에서 흔히 있는 일인 바와 같이, 분별탑은 2개의 구획으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 구획(20a)은 분리기이고, 여기서 상기 부분적으로 기화된 최상부 공급물은 그의 각각의 증기부 및 액체부로 분할되고, 여기서 상기 하부 증류 또는 탈메탄 구획(20b)으로부터 상승하는 증기는 상기 최상부 공급물의 증기부와 조합되어 -124℉[-87℃]에서 상기 탑의 최상부를 나가는 차가운 탈메탄기 오버헤드 증기(스트림(38))를 형성한다. 상기 하부, 탈메탄 구획(20b)은 트레이 및/또는 충진물을 함유하고, 상기 하향으로 낙하하는 액체와 상향으로 상승하는 증기 사이의 필요한 접촉을 제공한다. 상기 탈메탄 구획(20b)은 재비기(예컨대 재비기(21) 및 이전에 설명된 측면 재비기)도 포함하는데, 상기 재비기는 칼럼 아래로 흐르는 액체의 일부를 가열 및 증발시켜 칼럼 위로 흐르는 스트리핑 (stripping) 증기를 제공하여 메탄과 경질 성분의 액체 생성물인 스트림(41)을 스트리핑한다.
상기 액체 생성물 스트림(41)은, 저부 생성물 내에서 몰 기준으로 0.025:1의 메탄 대 에탄 비율의 전형적인 규격에 기초하여, 113℉[45℃]에서 탑의 저부를 떠난다. 상기 잔류 가스(탈메탄기 오버헤드 증기 스트림(38))는 열 교환기(15) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 -34℉[-37℃]로 가열되고(스트림(38a)), 열 교환기(13) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 -6℉[-21℃]로 가열되고(스트림(38b)), 및 열 교환기(10) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 80℉[27℃]로 가열된다(스트림(38c)). 상기 잔류 가스는 그 후 두 단계에서 재압축된다. 상기 제1 단계는 팽창기(17)에 의해 구동되는 압축기(18)이다. 상기 제2 단계는 상기 잔류 가스(스트림(38d))를 판매 라인 압력(sales line pressure)으로 압축하는 압축기(25)로서, 이는 보조동력원에 의해 구동된다. 방출냉각기(discharge cooler)(26)에서 120℉[49℃]로 냉각 후, 상기 잔류 가스 생성물(스트림(38f))은 라인 요건(일반적으로 대략 유입 압력)을 충족시키기에 충분한 1015 psia [6,998 kPa(a)]에서 상기 판매 가스 파이프라인로 흐른다.
도 1에 도시된 상기 공정에 대한 스트림 흐름 속도 및 에너지 소비의 요약을 하기 표에 나타내었다:
Figure pct00001
도 2는 미국 특허 제 7,191,617호에 따른 대안적인 종래 기술 공정을 나타낸다. 도 2의 공정은 도 1에 대해 상기 서술한 바와 같은 동일한 공급 가스 조성 및 조건을 적용하였다. 이 공정의 시뮬레이션에서는, 도 1의 공정에 대한 시뮬레이션에서와 같이, 작업 조건은 주어진 회수 수준에 대해 에너지 소비를 최소화하도록 선택되었다.
도 2 공정의 시뮬레이션에서, 유입 가스는 스트림(31)으로서 설비로 진입하고 열 교환기(10)에서 -5℉[-20℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(45b)), 33℉[0℃]의 탈메탄기 하부측 재비기 액체(스트림(40)), 및 프로판 냉매와의 열 교환에 의해 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(31a)은 O℉[-18℃] 및 955 psia [6,584 kPa(a)]에서 분리기(11)로 진입하며 여기서 증기(스트림(32))가 응축된 액체(스트림(33))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(33))는 팽창 밸브(12)에 의해 분별탑(20)의 작업 압력(대략 450 psia [3,103 kPa(a)])으로 팽창되어, 스트림(33a)이 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -27℉[-33℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(11)로부터의 증기(스트림(32))는 열 교환기(13) 내에서 -36℉[-38℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(45a)) 및 -38℉[-39℃]의 탈메탄기 상부측 재비기 액체(스트림(39))와의 열 교환에 의해 추가로 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(32a)은 950 psia [6,550 kPa(a)] 및 -29℉[-34℃]에서 분리기(14)로 진입하고 여기서 증기(스트림(34))가 응축된 액체(스트림(37))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(37))는 팽창 밸브(19)에 의해 상기 탑 작동 압력으로 팽창되어, 스트림(37a)이 제2 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -64℉[-53℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(14)로부터의 증기(스트림(34))는 2개의 스트림(35 및 36)으로 분할된다. 전체 증기의 약 37%를 함유하는 스트림(35)은 -120℉[-84℃]의 차가운 잔류 가스(스트림(45))와의 열 교환 관계로 열 교환기(15)를 통과하고 여기서 이는 냉각되어 실질적으로 응축된다. 상기 결과물인 -115℉[-82℃]의 실질적으로 응축된 스트림(35a)은 그 후 팽창 밸브(16)를 통해 분별탑(20)의 작동 압력으로 플래시 팽창된다. 팽창 동안 상기 스트림의 일부는 기화되어, 스트림(35b)이 상부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -129℉[-89℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(14)로부터의 증기의 나머지 63%(스트림(36))는 작업 팽창기(17)에 진입하며 여기서 기계적 에너지는 상기 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 상기 기계(17)는 상기 증기를 실질적으로 등엔트로피적으로 탑 작동 압력까지 팽창시키는데, 상기 작업 팽창은 상기 팽창된 스트림(36a)을 대략 -84℉[-65℃]의 온도로 냉각시킨다. 상기 부분적으로 응축된 팽창된 스트림(36a)은 그 후 제3 저부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급물로서 공급된다.
상기 탑(20) 내의 탈메탄기는 두 개의 구획으로 이루어진다: 상부 흡수(정류) 구획(20a)은 트레이 및/또는 충진물을 포함하여 상향으로 상승하는 팽창된 스트림(35b 및 36a)의 증기 부분과 하향으로 낙하하는 차가운(cold) 액체 사이의 필요한 접촉을 제공하여 상기 상향으로 상승하는 증기로부터 에탄, 프로판, 및 중질 성분을 응축시키고 흡수한다; 또한 하부의 스트리핑 구획(20b)은 트레이 및/또는 충진물을 포함하여 하향으로 낙하하는 액체와 상향으로 상승하는 증기 사이의 필요한 접촉을 제공한다. 상기 탈메탄 구획(20b)은 재비기(예컨대 재비기(21) 및 전술한 측면 재비기)도 포함하는데, 상기 재비기는 칼럼 아래로 흐르는 액체의 일부를 가열 및 증발시켜 칼럼 위로 흐르는 스트리핑 증기를 제공하여 메탄과 경질 성분의 액체 생성물인 스트림(41)을 스트리핑한다. 스트림(36a)은 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)의 하부 영역 내에 위치한 중간 공급 지점에서 탈메탄기(20)에 진입한다. 상기 팽창된 스트림의 액체 부분은 상기 흡수 구획(20a)으로부터 하향으로 낙하하는 액체와 혼합되고 상기 조합된 액체는 상기 탈메탄기(20)의 스트리핑 구획(20b)으로 계속 하향한다. 상기 팽창된 스트림의 증기 부분은 흡수 구획(20a)를 통해 상향으로 상승하고 하향으로 낙하하는 차가운 액체와 접촉되어 에탄, 프로판, 및 중질 성분을 응축시키고 흡수한다.
상기 증류 증기의 일부(스트림(42))는 상기 스트리핑 구획(20b)의 상부 영역으로부터 인출된다. 이 스트림은 그 후 -127℉[-88℃]에서 상기 탈메탄기(20)의 최상부를 나오는 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 스트림(38)과의 열 교환에 의해 열 교환기(22)에서 -91℉[-68℃]로부터 -122℉[-86℃]로 냉각되고 부분적으로 응축된다(스트림(42a)). 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 스트림은 스트림(42)의 적어도 일부를 냉각시키고 응축시킴에 따라 -120℉[-84℃]로 약간 가온된다(스트림(38a)).
환류 분리기(23) 내의 작동 압력(447 psia [3,079 kPa(a)])은 상기 탈메탄기(20)의 작동 압력보다 약간 낮게 유지된다. 이는 증류 증기 스트림(42)이 열 교환기(22)를 통해 흘러 환류 분리기(23)로 들어가게 하는 구동력을 제공하며, 상기 환류 분리기에서 상기 응축된 액체(스트림(44))가 임의의 미응축된 증기(스트림(43))으로부터 분리된다. 스트림(43)은 그 후 상기 열 교환기(22)로부터의 가온된 탈메탄기 오버헤드 스트림(38a)과 조합되어 -120℉[-84℃]의 차가운 잔류 가스 스트림(45)을 형성한다.
상기 환류 분리기(23)로부터의 액체 스트림(44)은 펌프(24)에 의해 상기 탈메탄기(20)의 작동 압력보다 약간 높은 압력으로 펌프되고, 스트림(44a)은 그 후 차가운 최상부 칼럼 공급물(환류)로서 탈메탄기(20)에 공급된다. 이 차가운 액체 환류는 상기 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)의 상부 정류 영역 내에서 상승하는 프로판 및 중질 성분을 흡수하고 응축시킨다.
탈메탄기(20)의 스트리핑 구획(20b) 내에서, 상기 공급 스트림은 그들의 메탄 및 경질 성분이 스트리핑된다. 상기 결과물인 액체 생성물(스트림(41))은 114℉[45℃]에서 탑(20)의 저부를 나온다. 상기 탑 오버헤드를 형성하는 증류 증기 스트림(스트림(38))은 전술된 바와 같이 증류 스트림(42)에 냉각을 제공함으로써 열 교환기(22) 내에서 가온되고, 그 후 환류 분리기(23)로부터의 증기 스트림(43)과 조합되어 상기 차가운 잔류 가스 스트림(45)을 형성한다. 상기 잔류 가스는 열 교환기(15) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 -36℉[-38℃]로 가열되고(스트림(45a)), 열 교환기(13) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 -5℉[-20℃]로 가열되고(스트림(45b)), 및 열 교환기(10) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 80℉[27℃]로 가열된다(스트림(45c)). 상기 잔류 가스는 그 후 두 단계(팽창기(17)에 의해 구동되는 압축기(18) 및 보조동력원에 의해 구동되는 압축기(25))에서 재압축된다. 스트림(45e)이 방출냉각기(26)에서 120℉[49℃]로 냉각된 후, 상기 잔류 가스 생성물(스트림(45f))은 1015 psia [6,998 kPa(a)]에서 상기 판매 가스 파이프라인로 흐른다.
도 2에 도시된 상기 공정에 대한 스트림 흐름 속도 및 에너지 소비율의 요약을 하기 표에 나타내었다:
Figure pct00002
Figure pct00003
표 Ⅰ 및 Ⅱ의 비교는, 도 1 공정에 비교할 때, 도 2 공정이 에탄 회수를 84.20%에서 85.08%로, 프로판 회수를 98.58%에서 99.20%로, 및 부탄+ 회수를 99.88%에서 99.98%로 개선함을 나타낸다. 표 Ⅰ 및 Ⅱ의 비교는 본질적으로 동일한 동력 요건을 이용하여 수율에서의 개선이 달성되었음 또한 나타낸다.
발명의 상세한 설명
실시예 1
도 3은 본 발명에 따르는 공정의 흐름도를 도시한다. 도 3에 나타내어진 공정에서 고려된 조건 및 공급 가스 조성은 도 1 및 2에서의 것들과 동일하다. 따라서, 본 발명의 이점을 설명하기 위해 도 3 공정이 도 1 및 2 공정의 것들과 비교될 수 있다.
도 3 공정의 시뮬레이션에서, 유입 가스는 스트림(31)으로서 설비에 진입하고, 열 교환기(10) 내에서 -4℉[-2O℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(45b)), 36℉[2℃]의 탈메탄기 하부측 재비기 액체(스트림(40)), 및 프로판 냉매와의 열 교환에 의해 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(31a)은 1℉[-17℃] 및 955 psia [6,584 kPa(a)]에서 분리기(11)로 진입하고 여기서 증기(스트림(32))가 응축된 액체(스트림(33))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(33))는 팽창 밸브(12)에 의해 분별탑(20)의 작업 압력(대략 452 psia [3,116 kPa(a)])으로 팽창되어, 스트림(33a)이 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -25℉[-32℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(11)로부터의 증기(스트림(32))는 열 교환기(13) 내에서 -38℉[-39℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(45a)) 및 -37℉[-38℃]의 탈메탄기 상부측 재비기 액체(스트림(39))와의 열 교환에 의해 추가로 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(32a)은 950 psia [6,550 kPa(a)] 및 -31℉[-35℃]에서 분리기(14)로 진입하고 여기서 증기(스트림(34))가 응축된 액체(스트림(37))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(37))는 팽창 밸브(19)에 의해 상기 탑 작동 압력으로 팽창되어, 스트림(37a)이 제2 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -65℉[-54℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(14)로부터의 증기(스트림(34))는 2개의 스트림(35 및 36)으로 분할된다. 전체 증기의 약 38%를 함유하는 스트림(35)은 -124℉[-86℃]의 차가운 잔류 가스(스트림(45))와의 열 교환 관계로 열 교환기(15)를 통과하고 여기서 이는 냉각되어 실질적으로 응축된다. 상기 결과물인 -119℉[-84℃]의 실질적으로 응축된 스트림(35a)은 그 후 팽창 밸브(16)를 통해 분별탑(20)의 작동 압력으로 플래시 팽창된다. 팽창 동안 상기 스트림의 일부는 기화되어, 전체 스트림을 냉각시킨다. 도 3에 도시된 공정에서, 상기 팽창 밸브(16)를 떠나는 팽창된 스트림(35b)은 -129℉[-89℃]의 온도에 도달하고, 상부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급된다.
상기 분리기(14)로부터의 증기의 나머지 62%(스트림(36))는 작업 팽창기(17)에 진입하며 여기서 기계적 에너지는 상기 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 상기 기계(17)는 상기 증기를 실질적으로 등엔트로피적으로 탑 작동 압력까지 팽창시키는데, 상기 작업 팽창은 상기 팽창된 스트림(36a)을 대략 -85℉[-65℃]의 온도로 냉각시킨다. 상기 부분적으로 응축된 팽창된 스트림(36a)은 그 후 제3 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급물로서 공급된다.
상기 탑(20) 내의 탈메탄기는 복수의 수직으로 이격된 트레이, 하나 이상의 충진 베드, 또는 트레이와 충진물의 몇몇 조합을 포함하는 통상적인 증류 칼럼이다. 상기 탈메탄기 탑은 두 개의 구획으로 이루어진다: 상부 흡수(정류) 구획(20a)은 트레이 및/또는 충진물을 포함하여 상향으로 상승하는 팽창된 스트림(35b 및 36a)의 증기 부분과 하향으로 낙하하는 차가운 액체 사이의 필요한 접촉을 제공하여 상기 상향으로 상승하는 증기로부터 C2 성분, C3 성분, 및 중질 성분을 응축시키고 흡수한다; 또한 하부의 스트리핑 구획(20b)은 트레이 및/또는 충진물을 포함하여 하향으로 낙하하는 액체와 상향으로 상승하는 증기 사이의 필요한 접촉을 제공한다. 상기 탈메탄 구획(20b)은 재비기(예컨대 재비기(21) 및 전술한 측면 재비기)도 포함하는데, 상기 재비기는 칼럼 아래로 흐르는 액체의 일부를 가열 및 증발시켜 칼럼 위로 흐르는 스트리핑 증기를 제공하여 메탄과 경질 성분의 액체 생성물인 스트림(41)을 스트리핑한다. 스트림(36a)은 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)의 하부 영역 내에 위치한 중간 공급 지점에서 탈메탄기(20)에 진입한다. 상기 팽창된 스트림의 액체 부분은 상기 흡수 구획(20a)으로부터 하향으로 낙하하는 액체와 혼합되고 상기 조합된 액체는 상기 탈메탄기(20)의 스트리핑 구획(20b)으로 계속 하향한다. 상기 팽창된 스트림의 증기 부분은 흡수 구획(20a)를 통해 상향으로 상승하고 하향으로 낙하하는 차가운 액체와 접촉되어 C2 성분, C3 성분 및 중질 성분을 응축시키고 흡수한다.
상기 증류 증기의 일부(스트림(42))는, 흡수 구획(20a)의 하부 영역 내의 팽창된 스트림(36a)의 공급 지점의 위에서, 흡수 구획(20a)의 중간 영역으로부터 인출된다. 이 증류 증기 스트림(42)은 그 후 -128℉[-89℃]에서 상기 탈메탄기(20)의 최상부를 나오는 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 스트림(38)과의 열 교환에 의해 열 교환기(22)에서 -101℉[-74℃]로부터 -124℉[-86℃]로 냉각되고 부분적으로 응축된다(스트림(42a)). 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 스트림은 스트림(42)의 적어도 일부를 냉각시키고 응축시킴에 따라 -124℉[-86℃]로 약간 가온된다(스트림(38a)).
환류 분리기(23) 내의 작동 압력(448 psia [3,090 kPa(a)])은 상기 탈메탄기(20)의 작동 압력보다 약간 낮게 유지된다. 이는 증류 증기 스트림(42)이 열 교환기(22)를 통해 흘러 환류 분리기(23)로 들어가게 하는 구동력을 제공하며, 상기 환류 분리기에서 상기 응축된 액체(스트림(44))가 임의의 미응축된 증기(스트림(43))로부터 분리된다. 스트림(43)은 그 후 상기 열 교환기(22)로부터의 가온된 탈메탄기 오버헤드 스트림(38a)과 조합되어 -124℉[-86℃]의 차가운 잔류 가스 스트림(45)을 형성한다.
상기 환류 분리기(23)로부터의 액체 스트림(44)은 펌프(24)에 의해 상기 탈메탄기(20)의 작동 압력보다 약간 높은 압력으로 펌프되고, 스트림(44a)은 그 후 -123℉[-86℃]에서 차가운 최상부 칼럼 공급물(환류)로서 탈메탄기(20)에 공급된다. 이 차가운 액체 환류는 상기 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)의 상부 정류 영역 내에서 상승하는 C2 성분, C3 성분, 및 중질 성분을 흡수하고 응축한다.
탈메탄기(20)의 스트리핑 구획(20b) 내에서, 상기 공급 스트림은 그들의 메탄 및 경질 성분이 스트리핑된다. 상기 결과물인 액체 생성물(스트림(41))은 113℉[45℃]에서 탑(20)의 저부를 나온다. 상기 탑 오버헤드를 형성하는 증류 증기 스트림(스트림(38))은 전술된 바와 같이 증류 스트림(42)에 냉각을 제공함으로써 열 교환기(22) 내에서 가온되고, 그 후 환류 분리기(23)로부터의 증기 스트림(43)과 조합되어 상기 차가운 잔류 가스 스트림(45)을 형성한다. 상기 잔류 가스는 열 교환기(15) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 -38℉[-39℃]로 가열되고(스트림(45a)), 열 교환기(13) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 -4℉[-20℃]로 가열되고(스트림(45b)), 및 열 교환기(10) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 80℉[27℃]로 가열된다(스트림(45c)). 상기 잔류 가스는 그 후 두 단계(팽창기(17)에 의해 구동되는 압축기(18) 및 보조동력원에 의해 구동되는 압축기(25))에서 재압축된다. 스트림(45e)이 방출냉각기(26)에서 120℉[49℃]로 냉각된 후, 상기 잔류 가스 생성물(스트림(45f))은 1015 psia [6,998 kPa(a)]에서 상기 판매 가스 파이프라인로 흐른다.
도 3에 도시된 상기 공정에 대한 스트림 흐름 속도 및 에너지 소비의 요약을 하기 표에 나타내었다:
Figure pct00004
Figure pct00005
표 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ의 비교는, 종래 기술에 비교할 때, 본 발명이 에탄 회수를 84.20%(도 1) 및 85.08%(도 2)에서 87.33%로, 프로판 회수를 98.58%(도 1) 및 99.20% (도 2)에서 99.36%로, 및 부탄+ 회수를 99.88%(도 1) 및 99.98%(도 2)에서 99.99%로 개선함을 나타낸다. 표 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ의 비교는 종래 기술보다 약간 낮은 동력을 이용하여 수율에서의 개선이 달성되었음 또한 나타낸다. (동력 단위 당 회수된 에탄의 양으로 정의된) 회수 효율성의 면에서, 본 발명은 도 1 공정의 종래 기술에 대해 4% 개선 및 도 2 공정의 종래 기술에 대해 3% 개선을 나타낸다.
도 1 공정의 종래 기술의 회수 및 회수 효율에 대한 본 발명에 의해 제공된 회수 및 회수 효율에서의 개선은 환류 스트림(44a)에 의해 제공된 보조 정류(supplemental rectification)에 기인하고, 상기 보조 정류는 상기 잔류 가스에서 손실되는 상기 유입 공급 가스 내에 함유된 C2 성분, C3 성분, 및 C4+ 성분의 양을 감소시킨다. 상기 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)으로 공급된 팽창되고 실질적으로 응축된 공급 스트림(35b)이 스트리핑 구획(20b)으로부터 상승하는 증기 및 팽창된 공급물(36a) 내에 함유된 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분의 벌크 회수(bulk recovery)를 제공할지라도, 스트림(35b) 자체가 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하기 때문에 평형 효과에 기인하여 모든 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 포획할 수 없다. 그러나, 본 발명의 환류 스트림(44a)은 주로 액체 메탄이고, 매우 적은 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하므로, 상기 흡수 구획(20a) 내의 상부 정류 영역으로의 적은 양의 환류만으로 대부분의 C2 성분 및 거의 모든 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 포획하는데 충분하다. 결과로서, 에탄 회수에서의 개선에 추가하여, 거의 100%의 프로판 및 본질적으로 모든 중질 탄화수소 성분이 탈메탄기(20)의 저부를 떠나는 액체 생성물(41) 내에서 회수된다. 상기 팽창된 실질적으로 응축된 공급 스트림(35b)에 의해 제공된 벌크 액체 회수에 기인하여, 열 교환기(15) 내에서 공급 스트림(35)의 냉각에 현저하게 영향을 주지 않고 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 증기(스트림(38))가 냉동을 제공하여 환류(스트림(44a))를 생성할 수 있는 데에 필요한 상기 환류의 양은 아주 적다.
도 2 공정의 종래 기술의 주요 특성에 대한 본 발명의 주요 특성은 증류 증기 스트림(42)에 대한 인출 지점의 위치이다. 상기 도 2 공정에 대한 인출 지점이 분별탑(20)의 스트리핑 구획(20b)의 상부 영역 내에 있는 반면, 본 발명은 증류 증기 스트림(42)을 상기 팽창된 스트림(36a)의 공급 지점 위의, 흡수 구획(20a)의 중간 영역으로부터 인출한다. 이 흡수 구획(20a)의 중간 영역 내의 증기는, 팽창되고 실질적으로 응축된 스트림(35b) 및 환류 스트림(44a) 내에서 발견된 차가운 액체에 의해 이미 부분적으로 정류되었다. 그 결과로서, 표 Ⅱ와 Ⅲ을 비교함에 의해 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 증류 증기 스트림(42)은 도 2 종래 기술 공정의 상응하는 스트림(42)에 비교하여 현저하게 더 낮은 농도의 C2 성분, C3 성분, 및 C4+ 성분을 함유한다. 상기 결과물인 환류 스트림(44a)은 상기 흡수 구획(20a) 내의 증기를 보다 효율적으로 정류할 수 있어, 종래 기술에 비해 요구되는 환류 스트림(44a)의 양을 감소시키고 그 결과 본 발명의 효율성을 개선시킨다.
환류 스트림(44a)이 메탄 및 더 휘발성인 성분만을 함유하고, C2+ 성분은 전혀 함유하지 않는다면 더 효과적이다. 불행히도, 비록 스트림(42)이 적어도 일부의 C2+ 성분을 함유하지 않더라도 스트림(42)의 압력을 상승시키지 않고 공정 스트림에서 사용가능한 냉동만을 사용하여 증류 증기 스트림(42)로부터 그러한 환류의 충분한 양을 응축시키는 것은 가능하지 않다. 상기 결과물인 증류 증기 스트림(42)이 과잉의 C2+ 성분을 함유하도록 함으로써 환류 스트림(44a)의 효율을 악화시키지 않고 쉽게 응축될 충분한 C2+ 성분을 함유하도록 흡수 구획(20a) 내에서 인출 위치를 신중히 선택하는 것이 필요하다. 따라서, 상기 본 발명의 증류 증기 스트림(42)의 인출을 위한 위치는 각각의 적용에 대해 평가되어야 한다.
실시예 2
상기 칼럼으로부터 증류 증기를 인출하기 위한 대안적인 수단이 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 구체예에서 나타내어진다. 도 4에 나타내어진 공정에서 고려된 조건 및 공급 가스 조성은 도 1 내지 3에서의 것들과 동일하다. 따라서, 본 발명의 이점을 설명하기 위해 도 4가 도 1 및 2 공정들과 비교될 수 있고, 또한 도 3에 나타내어진 실시예에 비교될 수 있다.
도 4 공정의 시뮬레이션에서, 유입 가스는 스트림(31)으로서 설비에 진입하고, 열 교환기(10) 내에서 -4℉[-2O℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(45b)), 35℉[2℃]의 탈메탄기 하부측 재비기 액체(스트림(40)), 및 프로판 냉매와의 열 교환에 의해 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(31a)은 1℉[-17℃] 및 955 psia [6,584 kPa(a)]에서 분리기(11)로 진입하고 여기서 증기(스트림(32))가 응축된 액체(스트림(33))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(33))는 팽창 밸브(12)에 의해 분별탑(20)의 작업 압력(대략 451 psia [3,107 kPa(a)])으로 팽창되어, 스트림(33a)이 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -25℉[-32℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(11)로부터의 증기(스트림(32))는 열 교환기(13) 내에서 -40℉[-40℃]의 냉각 잔류 가스(스트림(45a)) 및 -37℉[-39℃]의 탈메탄기 상부측 재비기 액체(스트림(39))와의 열 교환에 의해 추가로 냉각된다. 상기 냉각된 스트림(32a)은 950 psia [6,550 kPa(a)] 및 -32℉[-35℃]에서 분리기(14)로 진입하고 여기서 증기(스트림(34))가 응축된 액체(스트림(37))로부터 분리된다. 상기 분리기 액체(스트림(37))는 팽창 밸브(19)에 의해 상기 탑 작동 압력으로 팽창되어, 스트림(37a)이 제2 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급되기 전에 이를 -67℉[-55℃]로 냉각시킨다.
상기 분리기(14)로부터의 증기(스트림(34))는 2개의 스트림(35 및 36)으로 분할된다. 전체 증기의 약 37%를 함유하는 스트림(35)은 -123℉[-86℃]의 차가운 잔류 가스(스트림(45))와의 열 교환 관계로 열 교환기(15)를 통과하고 여기서 이는 냉각되어 실질적으로 응축된다. 상기 결과물인 -118℉[-83℃]의 실질적으로 응축된 스트림(35a)은 그 후 팽창 밸브(16)를 통해 분별탑(20)의 작동 압력으로 플래시 팽창된다. 팽창 동안 상기 스트림의 일부는 기화되어, 전체 스트림을 냉각시킨다. 도 4에 도시된 공정에서, 상기 팽창 밸브(16)를 떠나는 팽창된 스트림(35b)은 -129℉[-90℃]의 온도에 도달하고, 상부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급된다.
상기 분리기(14)로부터의 증기의 나머지 63%(스트림(36))는 작업 팽창기(17)에 진입하며 여기서 기계적 에너지는 상기 고압 공급물의 이 부분으로부터 추출된다. 상기 기계(17)는 상기 증기를 실질적으로 등엔트로피적으로 탑 작동 압력까지 팽창시키는데, 상기 작업 팽창은 상기 팽창된 스트림(36a)을 대략 -86℉[-66℃]의 온도로 냉각시킨다. 상기 부분적으로 응축되고 팽창된 스트림(36a)은 그 후 제3 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 분별탑(20)에 공급물로서 공급된다.
증류 증기의 제1 부분(스트림(54))은, 흡수 구획(20a)의 하부 영역 내 팽창된 스트림(36a)의 공급 지점 위의, 흡수 구획(20a)의 중간 영역으로부터 인출된다. 증류 증기의 제2 부분(스트림(55))은, 팽창된 스트림(36a)의 공급 지점 아래의, 스트리핑 구획(20b)의 상부 영역으로부터 인출된다. -105℉[-76℃]의 상기 제1 부분은 -92℉[-69℃]의 상기 제2 부분과 조합되어 조합된 증기 스트림(42)을 형성한다. 조합된 증기 스트림(42)은 그 후 열 교환기(22) 내에서 -129℉[-9O℃]에서 상기 탈메탄기(20)의 최상부를 나오는 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 스트림(38)과의 열 교환에 의해 -102℉[-74℃]에서 -124℉[-87℃]로 냉각되고 부분적으로 응축된다(스트림(42a)). 상기 차가운 탈메탄기 오버헤드 스트림은 이것이 스트림(42)의 적어도 일부를 냉각시키고 응축시킴에 따라 -122℉[-86℃]로 약간 가온된다(스트림(38a)).
환류 분리기(23) 내의 작동 압력(447 psia [3,081 kPa(a)])은 상기 탈메탄기(20)의 작동 압력보다 약간 낮게 유지된다. 이는 조합된 증기 스트림(42)이 열 교환기(22)를 통해 흘러 환류 분리기(23)로 들어가게 하는 구동력을 제공하며, 상기 환류 분리기에서 응축된 액체(스트림(44))가 임의의 미응축된 증기(스트림(43))로부터 분리된다. 스트림(43)은 그 후 상기 열 교환기(22)로부터의 가온된 탈메탄기 오버헤드 스트림(38a)과 조합되어 -123℉[-86℃]의 차가운 잔류 가스 스트림(45)을 형성한다.
상기 환류 분리기(23)로부터의 액체 스트림(44)은 펌프(24)에 의해 상기 탈메탄기(20)의 작동 압력보다 약간 높은 압력으로 펌프되고, 스트림(44a)은 그 후 -124℉[-86℃]에서 차가운 최상부 칼럼 공급물(환류)로서 탈메탄기(20)에 공급된다. 이 차가운 액체 환류는 상기 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)의 상부 정류 영역 내에서 상승하는 C2 성분, C3 성분, 및 중질 성분을 흡수하고 응축시킨다.
탈메탄기(20)의 스트리핑 구획(20b) 내에서, 상기 공급 스트림은 그들의 메탄 및 경질 성분이 스트리핑된다. 상기 결과물인 액체 생성물(스트림(41))은 112℉[44℃]에서 탑(20)의 저부를 떠난다. 상기 탑 오버헤드를 형성하는 증류 증기 스트림(스트림(38))은 전술된 바와 같이 증류 스트림(42)에 냉각을 제공함으로써 열 교환기(22) 내에서 가온되고, 그 후 환류 분리기(23)로부터의 증기 스트림(43)과 조합되어 상기 차가운 잔류 가스 스트림(45)을 형성한다. 상기 잔류 가스는 열 교환기(15) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 -40℉[-40℃]로 가열되고(스트림(45a)), 열 교환기(13) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 -4℉[-20℃]로 가열되고(스트림(45b)), 및 열 교환기(10) 내에서 상기 유입 공급 가스에 대해 역류하여 통과하며 여기서 이는 전술한 바와 같이 냉각을 제공함으로써 80℉[27℃]로 가열된다(스트림(45c)). 상기 잔류 가스는 그 후 두 단계(팽창기(17)에 의해 구동되는 압축기(18) 및 보조동력원에 의해 구동되는 압축기(25))에서 재압축된다. 스트림(45e)이 방출냉각기(26)에서 120℉[49℃]로 냉각된 후, 상기 잔류 가스 생성물(스트림(45f))은 1015 psia [6,998 kPa(a)]에서 상기 판매 가스 파이프라인으로 흐른다.
도 4에 도시된 상기 공정에 대한 스트림 흐름 속도 및 에너지 소비의 요약을 하기 표에 나타내었다:
Figure pct00006
Figure pct00007
표 Ⅲ 및 Ⅳ의 비교는, 본 발명의 도 3 구체예에 비교할 때, 도 4 구체예가 에탄 회수를 87.33%에서 87.59%로, 및 프로판 회수를 99.36%에서 99.43로 개선함을 나타낸다. 표 Ⅲ 및 Ⅳ의 비교는 본질적으로 동일한 동력량을 이용하여 수율에서의 개선이 달성되었음 또한 나타낸다. (동력 단위 당 회수된 에탄의 양으로 정의된) 회수 효율성의 면에서, 본 발명의 도 4 구체예는 도 1 공정의 종래 기술에 대해 4% 개선 및 도 2 공정의 종래 기술에 대해 3% 개선을 유지한다.
도 3 구체예의 회수율에 대해 본 발명의 도 4 구체예에 있어서의 회수율에서의 개선은 도 4 구체예에 대한 환류 스트림(44a)의 양에서의 증가에 기인한다. 표 Ⅲ과 Ⅳ를 비교함으로써 볼 수 있는 바와 같이, 상기 환류 스트림(44a)의 흐름 속도는 도 4 구체예에 있어 24% 더 높다. 상기 더 높은 환류 속도는 흡수 구획(20a)의 상부 영역 내에서 상기 보조 정류를 개선시키고, 이는 상기 잔류 가스에서 손실된 상기 유입 공급 가스 내에 함유된 C2 성분, C3 성분, 및 C4+ 성분의 양을 감소시킨다.
이러한 더 높은 환류 속도가 가능한 것은, 상기 도 4 구체예의 조합된 증기 스트림(42)이 도 3 구체예에서의 증류 증기 스트림(42)보다 더 쉽게 응축되기 때문이다. 조합된 증기 스트림(42)의 일부(스트림(55))가, 상기 팽창된 스트림(36a)의 중간-칼럼 공급 지점 아래의 증류 칼럼(20)으로부터 인출됨을 주목해야한다. 따라서, 스트림(55)은 팽창된 스트림(36a)의 중간-칼럼 공급 지점 위에서 인출되는 기타 부분(스트림(54))보다 더 적게 정류되었고, 따라서 이는 더 높은 농도의 C2+ 성분을 갖는다. 그 결과로서, 상기 도 4 구체예의 조합된 증기 스트림(42)은 상기 도 3 구체예의 증류 증기 스트림(42)보다 약간 높은 농도의 C3+ 성분을 가져, 더 많은 상기 스트림이 칼럼 오버헤드 스트림(38)에 의해 냉각됨에 따라 응축되도록 한다.
본질적으로, 증류 칼럼 상의 상이한 위치에서의 상기 증류 증기의 인출 부분은, 주어진 작동 조건의 세트에 대해 환류의 생성을 최적화하도록 상기 조합된 증기 스트림(42)의 조성을 테일러링(tailoring)할 수 있게 한다. 상기 결과물인 조합된 증기 스트림(42)이 과잉의 C2+ 성분을 함유하도록 함으로써 환류 스트림(44a)의 효율을 악화시키지 않고 쉽게 응축될 충분한 C2+ 성분을 함유하도록 흡수 구획(20a) 및 스트리핑 구획(20b) 내에서 인출 위치 및 각 위치에서 인출된 상대적 양을 신중히 선택하는 것이 필요하다. 상기 도 3 구체예의 회수율에 대한 본 구체예에 대한 회수율에서의 증가는, 상기 도 3 구체예에 비해 상기 도 4 구체예에 대해 예상된 자본 비용에서 약간 증가하는 것에 관해 각각의 적용에 대해 평가되어야 한다.
기타 구체예
본 발명에 따르면, 탈메탄기의 흡수(정류) 구획이 다중의 이론적 분리 단계를 포함하도록 설계하는 것이 일반적으로 유익하다. 그러나, 본 발명의 이점은 단지 두 이론적 단계로 달성될 수 있다. 예를 들어, 상기 환류 분리기(23)를 떠나는 펌프된 응축 액체(스트림(44a))의 일부 또는 전부 및 상기 팽창 밸브(16)로부터의 팽창된 실질적으로 응축된 스트림(35b)의 일부 또는 전부는 (상기 팽창 밸브를 상기 탈메탄기에 결합시키는 파이핑(piping) 내에서와 같이) 조합될 수 있고, 또한 완전히 혼합된다면, 상기 증기 및 액체는 함께 혼합될 것이고 전체 조합된 스트림의 여러 성분의 상대적 휘발성에 따라 분리될 수 있다. 팽창된 스트림(36a)의 적어도 일부와 접촉시켜 조합된 그러한 상기 두 스트림들의 혼합은, 흡수 구획을 이룸으로써 본 발명의 목적을 고려할 것이다.
도 3 내지 도 6은 단일 관(single vessel)으로 구축된 분별탑을 도시한다. 도 7 및 도 8은 두 개의 관, 즉 흡수기(정류기) 칼럼(27) (접촉 및 분리 장치) 및 스트리퍼(증류) 칼럼(20)으로 구축된 분별탑을 도시한다. 그러한 경우에, 상기 증류 증기의 일부(스트림(54))는 흡수기 칼럼(27)의 하부 구획으로부터 인출되어 환류 압축기(22)로 인도되어 (선택적으로, 스트리퍼 칼럼(20)으로부터의 오버헤드 증기 스트림(50)의 일부(스트림(55))와 조합되어) 흡수기 칼럼(27)을 위한 환류를 생성한다. 스트리퍼 칼럼(20)으로부터의 오버헤드 증기 스트림(50)의 나머지 부분(스트림(51))은, 환류 스트림(52) 및 팽창되고 실질적으로 응축된 스트림(35b)에 의해 접촉될 상기 흡수기 칼럼(27)의 하부 구획으로 흐른다. 펌프(28)는 두 탑이 하나의 증류 시스템으로서 효과적으로 작용하도록 스트리퍼 칼럼(20)의 최상부로 흡수기 칼럼(27)의 저부로부터의 액체(스트림(47))를 인도하기 위해 사용된다. 분별탑을 (도 3 내지 도 6에서의 탈메탄기(20)와 같은) 단일 관으로 또는 다중 관으로 구축할지 여부의 결정은 설비 크기, 제조 시설까지의 거리 등의 다수의 요인들에 의해 좌우될 것이다.
일부 환경은 상기 증류 스트림의 나머지 증기 부분(42a)과 분별 칼럼(20)(도 6) 또는 흡수기 칼럼(27)(도 8)으로부터의 오버헤드 스트림(38)을 혼합하고, 그 후 상기 혼합된 스트림을 열 교환기(22)에 공급하여 증류 스트림(42) 또는 조합된 증기 스트림(42)의 냉각을 제공하는 것을 선호할 수 있다. 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 환류 분리기 증기(스트림(43))와 오버헤드 스트림(38)과의 조합으로부터의 결과물인 혼합된 스트림(45)은 열 교환기(22)로 인도된다.
앞서 기재한 바와 같이, 상기 증류 증기 스트림(42) 또는 조합된 증기 스트림(42)은 부분적으로 응축되고, 상기 결과물인 응축물(condensate)은 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a)을 통해 또는 흡수기 칼럼(27)을 통해 상승하는 증기로부터 유용한 C2 성분, C3 성분, 및 중질 성분을 흡수하는데에 사용된다. 그러나, 본 발명은 이 구체예에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 기타 설계안이 상기 증기의 일부 또는 상기 응축물이 탈메탄기(20)의 흡수 구획(20a) 또는 흡수기 칼럼(27)을 우회해야함을 지시할 경우, 이 방식으로 이들 증기의 일부만을 처리하거나, 또는 흡착제(absorbent)로서 상기 응축물의 일부만을 사용하는 것이 이로울 것이다. 일부 환경은 열 교환기(22)에서의 증류 증기 스트림(42) 또는 조합된 증기 스트림(42)의 부분 응축보다는 오히려 전체 응축을 선호할 것이다. 다른 환경은 증류 증기 스트림(42)이 부분 증기 측류(partial vapor side draw)이기보다는 오히려 분별 칼럼(20)으로부터의 전체 증기 측류인 것을 선호할 것이다. 상기 공급 가스 스트림의 조성에 따라, 외부 냉동을 사용하여 열 교환기(22) 내에서 증류 증기 스트림(42) 또는 조합된 증기 스트림(42)의 부분적 냉각을 제공하는 것이 유리할 수 있음 또한 주지되어야한다.
공급 가스 조건, 설비 크기, 사용가능한 장비, 또는 기타 요인은 작업 팽창기(17)의 제거, 또는 (팽창 밸브와 같은) 대체 팽창 장치로의 교체를 나타낼 수 있으며, 실현가능하다. 개별적 스트림 팽창이 특히 팽창 장치 내에서 도시되었지만, 대체 팽창 수단이 적절한 곳에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 조건들은 상기 공급 스트림(스트림(35a))의 실질적으로 응축된 부분의 작업 팽창을 정당하게 할 수 있다.
유입 가스가 보다 희박(leaner)할 때, 도 3 및 도 4에서의 분리기(11)는 정당화(justify)되지 않을 수 있다. 그러한 경우에서, 상기 공급 가스 냉각은 도 3 및 도 4에서의 열 교환기(10 및 13)에서 달성되는데, 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같은 개재(intervening) 분리기 없이 달성될 수 있다. 상기 공급 가스를 다중 단계에서 냉각 및 분리시킬지 그러지 않을지의 여부에 대한 결정은 공급 가스의 풍부성, 설비 크기, 사용가능한 장비 등에 좌우될 것이다. 상기 공급 가스 내의 중질 탄화수소의 양 및 공급 가스 압력에 따라, 도 3 내지 도 8에서 열 교환기(10)를 떠나는 냉각된 공급 스트림(31a) 및/또는 도 3 및 도 4에서 열 교환기(13)를 떠나는 냉각된 스트림(32a)은 어떠한 액체도 함유하지 않을 수 있으며 (이는 상기 스트림이 그의 이슬점을 초과하거나, 또는 상기 스트림이 그의 크리콘덴바(cricondenbar)를 초과하기 때문임), 따라서 도 3 내지 도 8에 나타내어진 분리기(11) 및/또는 도 3 및 도 4에 나타내어진 분리기(14)는 필요없다.
상기 고압 액체(도 3 및 도 4에서의 스트림(37) 및 도 5 내지 도 8의 스트림(33))는 팽창되어 상기 증류 칼럼의 중간-칼럼 공급 지점에 공급될 필요가 없다. 대신, 그의 일부 또는 전부가 열 교환기(15)로 흐르는 상기 분리기 증기(도 3 및 도 4에서의 스트림(35) 및 도 5 내지 도 8에서의 스트림(34))의 일부와 조합될 수 있다 (이는 도 5 내지 도 8에서 파선 스트림(46)으로 나타내어진다). 상기 액체의 임의의 나머지 부분은 적절한 팽창 장치, 예컨대 팽창 밸브 또는 팽창기를 통해 팽창되어, 증류 칼럼 상의 중간-칼럼 공급 지점에 공급될 수 있다 (도 5 내지 도 8에서의 스트림(37a)). 도 3 및 도 4에서의 스트림(33) 및 도 3 내지 도 8에서의 스트림(37)은 유입 가스 냉각 또는 상기 탈메탄기로 흐르기 전의 팽창 단계 전 또는 후의 기타 열 교환 서비스를 위해서도 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 외부 냉동을 사용하여 다른 공정 스트림으로부터 유입 가스에, 특히 풍부한 유입 가스의 경우에 사용가능한 냉각을 보조하는 것이 이용될 수 있다. 공정 열 교환을 위한 탈메탄기 측류 액체 및 분리기 액체의 분포 및 사용, 및 유입 가스 냉각을 위한 열 교환기의 특정 배열은 각 특정 적용 및 특정 열 교환 서비스를 위한 공정 스트림의 선택에 대해 평가되어야 한다.
일부 환경은 열 교환을 위해 흡수 구획(20a) 또는 흡수기 칼럼(27)을 떠나는 차가운 증류 액체의 일부, 예컨대 도 5 내지 도 8에서의 파선 스트림(49)을 사용하는 것을 선호할 수 있다. 탈메탄기(20) 또는 스트리퍼 칼럼(20)에서의 에탄 회수를 감소시키지 않고 흡수기 구획(20a) 또는 흡수기 칼럼(27)으로부터의 액체의 일부만을 공정 열 교환을 위해 사용할 수 있더라도, 스트리핑 구획(20b) 또는 스트리퍼 칼럼(20)으로부터의 액체를 사용할 때 보다는 이들 액체로부터 더 많은 듀티(duty)가 때로 수득될 수 있다. 이는 상기 탈메탄기(20) (또는 흡수기 칼럼(27))의 흡수 구획(20a) 내의 액체가 스트리핑 구획(20b) (또는 스트리퍼 칼럼(20)) 내에서의 온도보다 더 차가운 온도 수준에서 사용가능하기 때문이다.
도 5 내지 도 8에서의 파선 스트림(53)으로 나타낸 바와 같이, 일부의 경우에서는 환류 펌프(24)로부터의 액체 스트림(스트림(44a))을 적어도 두 개의 스트림으로 나누는 것이 유리할 수 있다. 일부(스트림(53))는 그 후 상기 분별탑(20)의 스트리핑 구획(도 5 및 도 6) 또는 상기 스트리퍼 칼럼(20)의 최상부(도 7 및 도 8)에 공급되어 증류 시스템의 일부에서의 액체 흐름을 증가시키고 또한 정류를 개선시켜, 이에 의해 스트림(42) 내의 C2+ 성분의 농축을 감소시킬 수 있다. 그러한 경우에서, 상기 나머지 부분(스트림(52))은 흡수 구획(20a)(도 5 및 6)의 최상부 또는 흡수기 칼럼(27)(도 7 및 도 8)으로 공급된다.
본 발명에 따르면, 상기 증기 공급물을 나누는 것(splitting)은 여러 방식으로 달성될 수 있다. 도 3 내지 도 8의 공정에서, 상기 증기를 나누는 것은 형성될 수 있는 임의의 액체의 냉각 및 분리에 이어서 일어난다. 그러나, 상기 고압 가스는 상기 유입 가스의 임의의 냉각 이전 또는 상기 가스의 냉각 이후에 또는 임의의 분리 단계 이전에 나뉠 수 있다. 일부 구체예에서는, 증기를 나누는 것은 분리기 내에서 이루어질 수 있다.
상기 나뉜 증기 공급물의 각 분기(branch)에서 발견되는 공급물의 상대적 양은 가스 압력, 공급 가스 조성, 상기 공급물로부터 경제적으로 추출될 수 있는 열량, 및 사용가능한 마력량을 포함하는 여러 요인들에 좌우될 것임이 인식될 것이다. 상기 칼럼의 최상부에 공급물을 더 많이 공급하면 회수가 증가되며, 한편 팽창기로부터 회수된 동력이 감소함으로써 재압축 마력 요구량이 증가할 수 있다. 칼럼 하부에 공급물을 더 많이 공급하면 마력 소비율이 감소되지만 또한 생성물 회수를 감소시킬 수 있다. 중간-칼럼 공급의 상대적 위치는 유입 조성 또는 원하는 회수 수준 및 유입 가스 냉각 동안 형성된 액체량과 같은 기타 요인들에 좌우될 수 있다. 또한, 둘 이상의 공급 스트림, 또는 상기 스트림의 일부는 상대 온도 및 개별 스트림의 양에 좌우되어 조합될 것이며, 상기 조합된 스트림은 그 후 중간-칼럼 공급 지점으로 공급된다.
본 발명은, 상기 공정을 작동시키기 위해 요구되는 유틸리티(utility) 소비량 당 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분의 개선된 회수를 제공한다. 상기 탈메탄기를 작동시키기 위해 요구되는 유틸리티 소비에서의 개선은 압축 또는 재압축에 대해 감소된 동력 요구량, 외부 냉동에 대해 감소된 동력 요구량, 탑 재비기에 대해 감소된 에너지 요구량, 또는 이의 조합의 형성으로 나타날 것이다.
본원에는 본 발명의 바람직한 구체예인 것으로 여겨지는 것을 기술하였지만, 당업자라면 하기의 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 의도를 벗어나지 않고 본 발명에 다른, 추가의 변형, 예를 들어 본 발명을 다양한 조건, 공급물의 유형, 또는 기타 요건에 적합하게 변형시킬 수 있다는 것을 인지할 것이다.

Claims (52)

  1. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질(heavier) 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 공정으로서,
    (a) 상기 가스 스트림이 가압하에 냉각되어 냉각된 스트림을 제공하고;
    (b) 상기 냉각된 스트림이 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림이 증류 칼럼으로 인도되어 상기 더 낮은 압력에서 분별되며 이에 의해 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획의 성분들이 회수되는 공정에 있어서;
    냉각에 뒤이어, 상기 냉각된 스트림이 제1 및 제2 스트림으로 분할되고; 및
    (1) 상기 제1 스트림이 냉각되어 실질적으로 그의 전부가 응축되고, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되며;
    (2) 상기 팽창냉각된 제1 스트림이 그 후 상기 증류 칼럼에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (3) 상기 제2 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 증류 칼럼에 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (4) 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터 인출되고 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하며;
    (5) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부가 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되고;
    (6) 오버헤드 증기 스트림이 상기 증류 칼럼의 상부 영역으로부터 인출되고 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 단계(4)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출(discharge)하고; 및
    (7) 상기 증류 칼럼으로의 상기 공급 스트림의 양 및 온도가 상기 증류 칼럼의 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하는데에 효과적인 것에 개선사항을 가지는 공정.
  2. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 공정으로서,
    (a) 상기 가스 스트림이 가압하에 냉각되어 냉각된 스트림을 제공하고;
    (b) 상기 냉각된 스트림이 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림이 증류 칼럼으로 인도되어 상기 더 낮은 압력에서 분별되며 이에 의해 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획의 성분들이 회수되는 공정에 있어서;
    상기 가스 스트림이 충분히 냉각되어 부분적으로 응축되고; 및
    (1) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림이 분리되고 이에 의해 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (2) 상기 증기 스트림이 그 후 제1 및 제2 스트림으로 분할되며;
    (3) 상기 제1 스트림이 냉각되어 실질적으로 그의 전부가 응축되고, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되며;
    (4) 상기 팽창냉각된 제1 스트림이 그 후 상기 증류 칼럼에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (5) 상기 제2 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 증류 칼럼에 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (6) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부가 상기 더 낮은 압력으로 팽창되고 상기 증류 칼럼에 제3 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (7) 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터 인출되고 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하며;
    (8) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부가 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되고;
    (9) 오버헤드 증기 스트림이 상기 증류 칼럼의 상부 영역으로부터 인출되고 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 단계(7)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하고; 및
    (10) 상기 증류 칼럼으로의 상기 공급 스트림의 양 및 온도가 상기 증류 칼럼의 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하는데에 효과적인 것에 개선사항을 가지는 공정.
  3. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 공정으로서,
    (a) 상기 가스 스트림이 가압하에 냉각되어 냉각된 스트림을 제공하고;
    (b) 상기 냉각된 스트림이 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림이 증류 칼럼으로 인도되어 상기 더 낮은 압력에서 분별되며 이에 의해 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획의 성분들이 회수되는 공정에 있어서;
    상기 가스 스트림이 충분히 냉각되어 부분적으로 응축되고; 및
    (1) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림이 분리되고 이에 의해 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (2) 상기 증기 스트림이 그 후 제1 및 제2 스트림으로 분할되며;
    (3) 상기 제1 스트림이 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부와 조합되어 조합(combined) 스트림을 형성하고, 상기 조합 스트림이 냉각되어 실질적으로 그의 전부가 응축되며, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고;
    (4) 상기 팽창냉각된 조합 스트림이 그 후 상기 증류 칼럼에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (5) 상기 제2 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 증류 칼럼에 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (6) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 나머지 부분이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 증류 칼럼에 제3 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (7) 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터 인출되고 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하며;
    (8) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부가 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되고;
    (9) 오버헤드 증기 스트림이 상기 증류 칼럼의 상부 영역으로부터 인출되고 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 단계(7)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하고; 및
    (10) 상기 증류 칼럼으로의 상기 공급 스트림의 양 및 온도가 상기 증류 칼럼의 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하는데에 효과적인 것에 개선사항을 가지는 공정.
  4. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 공정으로서,
    (a) 상기 가스 스트림이 가압하에 냉각되어 냉각된 스트림을 제공하고;
    (b) 상기 냉각된 스트림이 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림이 증류 칼럼으로 인도되어 상기 더 낮은 압력에서 분별되며 이에 의해 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획의 성분들이 회수되는 공정에 있어서;
    냉각에 뒤이어, 상기 냉각된 스트림이 제1 및 제2 스트림으로 분할되고; 및
    (1) 상기 제1 스트림이 냉각되어 실질적으로 그의 전부가 응축되고, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되며;
    (2) 상기 팽창냉각된 제1 스트림이 그 후 제1 오버헤드 증기 스트림 및 저부(bottom) 액체 스트림을 생성하는 접촉 및 분리 장치에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며, 그 결과 상기 저부 액체 스트림이 상기 증류 칼럼에 공급되며;
    (3) 상기 제2 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 접촉 및 분리 장치에 제1 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (4) 제2 오버헤드 증기 스트림이 상기 증류 칼럼의 상부 영역으로부터 인출되어 상기 접촉 및 분리 장치에 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (5) 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 접촉 및 분리 장치의 영역으로부터 인출되고 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하며;
    (6) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부가 상기 접촉 및 분리 장치에 최상부 공급 지점에서 공급되고;
    (7) 상기 제1 오버헤드 증기 스트림이 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 단계(5)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하고; 및
    (8) 상기 접촉 및 분리 장치로의 상기 공급 스트림의 양 및 온도가 상기 접촉 및 분리 장치의 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하는데에 효과적인 것에 개선사항을 가지는 공정.
  5. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 공정으로서,
    (a) 상기 가스 스트림이 가압하에 냉각되어 냉각된 스트림을 제공하고;
    (b) 상기 냉각된 스트림이 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림이 증류 칼럼으로 인도되어 상기 더 낮은 압력에서 분별되며 이에 의해 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획의 성분들이 회수되는 공정에 있어서;
    상기 가스 스트림이 충분히 냉각되어 부분적으로 응축되고; 및
    (1) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림이 분리되고 이에 의해 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (2) 상기 증기 스트림이 그 후 제1 및 제2 스트림으로 분할되며;
    (3) 상기 제1 스트림이 냉각되어 실질적으로 그의 전부가 응축되고 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창되며 이에 의해 추가로 냉각되고;
    (4) 상기 팽창냉각된 제1 스트림이 그 후 제1 오버헤드 증기 스트림 및 저부 액체 스트림을 생성하는 접촉 및 분리 장치에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며, 그 결과 상기 저부 액체 스트림이 상기 증류 칼럼에 공급되며;
    (5) 상기 제2 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 접촉 및 분리 장치에 제1 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (6) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부가 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 증류 칼럼에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (7) 제2 오버헤드 증기 스트림이 상기 증류 칼럼의 상부 영역으로부터 인출되어 상기 접촉 및 분리 장치에 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (8) 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 접촉 및 분리 장치의 영역으로부터 인출되고 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하며;
    (9) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부가 상기 접촉 및 분리 장치에 최상부 공급 지점에서 공급되고;
    (10) 상기 제1 오버헤드 증기 스트림이 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 단계(8)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하고; 및
    (11) 상기 접촉 및 분리 장치로의 상기 공급 스트림의 양 및 온도가 상기 접촉 및 분리 장치의 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하는데에 효과적인 것에 개선사항을 가지는 공정.
  6. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 공정으로서,
    (a) 상기 가스 스트림이 가압하에 냉각되어 냉각된 스트림을 제공하고;
    (b) 상기 냉각된 스트림이 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림이 증류 칼럼으로 인도되어 상기 더 낮은 압력에서 분별되며 이에 의해 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획의 성분들이 회수되는 공정에 있어서;
    상기 가스 스트림이 충분히 냉각되어 부분적으로 응축되고; 및
    (1) 상기 부분적으로 응축된 가스 스트림이 분리되고 이에 의해 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림을 제공하고;
    (2) 상기 증기 스트림이 그 후 제1 및 제2 스트림으로 분할되며;
    (3) 상기 제1 스트림이 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부와 조합되어 조합 스트림을 형성하고, 상기 조합 스트림이 냉각되어 실질적으로 그의 전부가 응축되며, 그 후 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 이에 의해 추가로 냉각되고;
    (4) 상기 팽창냉각된 조합 스트림이 그 후 제1 오버헤드 증기 스트림 및 저부 액체 스트림을 생성하는 접촉 및 분리 장치에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며, 그 결과 상기 저부 액체 스트림이 상기 증류 칼럼에 공급되며;
    (5) 상기 제2 스트림이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 접촉 및 분리 장치에 제1 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (6) 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 나머지 부분이 상기 더 낮은 압력으로 팽창되어 상기 증류 칼럼에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (7) 제2 오버헤드 증기 스트림이 상기 증류 칼럼의 상부 영역으로부터 인출되어 상기 접촉 및 분리 장치에 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되며;
    (8) 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 접촉 및 분리 장치의 영역으로부터 인출되고 충분히 냉각되어 그의 적어도 일부가 응축되고, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하며;
    (9) 상기 응축된 스트림의 적어도 일부가 상기 접촉 및 분리 장치에 최상부 공급 지점에서 공급되고;
    (10) 상기 제1 오버헤드 증기 스트림이 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 단계(8)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하고; 및
    (11) 상기 접촉 및 분리 장치로의 상기 공급 스트림의 양 및 온도가 상기 접촉 및 분리 장치의 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하는데에 효과적인 것에 개선사항을 가지는 공정.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 상기 오버헤드 증기 스트림이 상기 잔류 증기 스트림과 조합되어 조합 증기 스트림을 형성하고; 및
    (2) 상기 조합 증기 스트림이 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  8. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 상기 제1 오버헤드 증기 스트림이 상기 잔류 증기 스트림과 조합되어 조합 증기 스트림을 형성하고; 및
    (2) 상기 조합 증기 스트림이 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되어 가열되며, 이에 의해 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 제2 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터 인출되고;
    (2) 상기 증기 증류 스트림이 상기 제2 증기 증류 스트림과 조합되어 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 조합 증류 스트림이 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하며; 및
    (4) 상기 오버헤드 증기 스트림이 상기 조합 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되고 가열되며, 그에 의해 상기 단계(3)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 제2 증기 증류 스트림이 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터 인출되고;
    (2) 상기 증기 증류 스트림이 상기 제2 증기 증류 스트림과 조합되어 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 조합 증류 스트림이 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 오버헤드 증기 스트림이 상기 잔류 증기 스트림과 조합되어 조합 증기 스트림을 형성하고; 및
    (5) 상기 조합 증기 스트림이 상기 조합 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되고 가열되며, 그에 의해 상기 단계(3)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  11. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 상기 제2 오버헤드 스트림이 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할되고, 그 결과 상기 제3 증기 증류 스트림이 상기 접촉 및 분리 장치에 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되고;
    (2) 상기 증기 증류 스트림이 상기 제2 증기 증류 스트림과 조합되어 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 조합 증류 스트림이 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하며; 및
    (4) 상기 제1 오버헤드 증기 스트림이 상기 조합 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되고 가열되며, 그에 의해 상기 단계(3)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  12. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 상기 제2 오버헤드 스트림이 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할되고, 그 결과 상기 제3 증기 증류 스트림이 상기 접촉 및 분리 장치에 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 공급되고;
    (2) 상기 증기 증류 스트림이 상기 제2 증기 증류 스트림과 조합되어 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 조합 증류 스트림이 충분히 냉각되어 적어도 그의 일부가 응축되고, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 제1 오버헤드 증기 스트림이 상기 잔류 증기 스트림과 조합되어 조합 증기 스트림을 형성하고; 및
    (5) 상기 조합 증기 스트림이 상기 조합 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도되고 가열되며, 그에 의해 상기 단계(3)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출시키는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  13. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 증류 칼럼에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에, 상기 팽창된 제2 스트림의 공급 지점 아래의 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  14. 청구항 7에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 증류 칼럼에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에, 상기 팽창된 제2 스트림의 공급 지점 아래의 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  15. 청구항 9에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 증류 칼럼에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되고, 상기 중간-칼럼 공급 지점은 상기 제2 증기 증류 스트림이 인출되는 곳과 실질적으로 동일한 영역 내에 있는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  16. 청구항 10에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 증류 칼럼에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급되고, 상기 중간-칼럼 공급 지점은 상기 제2 증기 증류 스트림이 인출되는 곳과 실질적으로 동일한 영역 내에 있는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  17. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 접촉 및 분리 장치에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  18. 청구항 8에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 접촉 및 분리 장치에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  19. 청구항 11에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 접촉 및 분리 장치에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  20. 청구항 12에 있어서,
    (1) 상기 응축된 스트림이 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할되고;
    (2) 상기 제1 부분이 상기 접촉 및 분리 장치에 상기 최상부 공급 지점에서 공급되며; 및
    (3) 상기 제2 부분이 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급되는 것에 개선사항을 갖는, 공정.
  21. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    상기 장치에는
    (a) 상기 가스를 가압하에 냉각시켜 가압하에 냉각된 스트림을 제공하도록 연결된 제1 냉각 수단;
    (b) 상기 가압하에 냉각된 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 이에 의해 상기 스트림을 추가로 냉각시키도록 연결된 제1 팽창 수단; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림을 수용하도록 연결되고, 상기 추가로 냉각된 스트림을 오버헤드 증기 스트림 및 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리시키도록 적합화되는 증류 칼럼이 존재하고,
    상기 장치는
    (1) 상기 제1 냉각 수단에 연결되어 상기 냉각된 스트림을 수용하여 이를 제1 및 제2 스트림들로 분할시키는 분할 수단;
    (2) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제1 스트림을 수용하여 이를 충분히 냉각시켜 실질적으로 응축시키는 제2 냉각 수단;
    (3) 상기 제2 냉각 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 제1 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창냉각된 제1 스트림을 상기 증류 칼럼에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제2 팽창 수단;
    (4) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 상기 증류 칼럼에 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 상기 제1 팽창 수단;
    (5) 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 증기 증류 스트림을 수용하는 증기 인출 수단;
    (6) 상기 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 그의 일부를 응축시키는 열 교환 수단;
    (7) 상기 열 교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키며, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부를 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급하는 분리 수단;
    (8) 상기 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 증류 칼럼 내에서 분리된 상기 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하고 상기 오버헤드 증기 스트림을 가열하며, 이에 의해 상기 단계 (6)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 상기 증류 칼럼; 및
    (9) 상기 증류 칼럼에 대한 상기 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 증류 칼럼의 상기 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하도록 적합화된 제어 수단
    을 포함하는 것에 개선사항을 가지는, 장치.
  22. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    상기 장치에는
    (a) 상기 가스를 가압하에 냉각시켜 가압하에 냉각된 스트림을 제공하도록 연결된 제1 냉각 수단;
    (b) 상기 가압하에 냉각된 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 이에 의해 상기 스트림을 추가로 냉각시키도록 연결된 제1 팽창 수단; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림을 수용하도록 연결되고, 상기 추가로 냉각된 스트림을 오버헤드 증기 스트림 및 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리시키도록 적합화되는 증류 칼럼이 존재하고,
    상기 장치는
    (1) 상기 공급 가스를 가압하에 충분히 냉각시켜 이를 부분적으로 응축시키도록 적합화되는 상기 제1 냉각 수단;
    (2) 상기 제1 냉각 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 공급물을 수용하고 이를 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림으로 분리시키는 제1 분리 수단;
    (3) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 제1 및 제2 스트림들로 분할시키는 분할 수단;
    (4) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제1 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 실질적으로 응축시키는 제2 냉각 수단;
    (5) 상기 제2 냉각 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 제1 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창냉각된 제1 스트림을 상기 증류 칼럼에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제2 팽창 수단;
    (6) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 상기 증류 칼럼에 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 상기 제1 팽창 수단;
    (7) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 액체 스트림을 상기 증류 칼럼에 제3 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제3 팽창 수단;
    (8) 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 증기 증류 스트림을 수용하는 증기 인출 수단;
    (9) 상기 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 그의 일부를 응축시키는 열 교환 수단;
    (10) 상기 열 교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키며, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부를 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급하는 제2 분리 수단;
    (11) 상기 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 증류 칼럼 내에서 분리된 상기 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하고 상기 오버헤드 증기 스트림을 가열하며, 이에 의해 상기 단계 (9)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 상기 증류 칼럼; 및
    (12) 상기 증류 칼럼에 대한 상기 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 증류 칼럼의 상기 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하도록 적합화된 제어 수단
    을 포함하는 것에 개선사항을 가지는, 장치.
  23. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    상기 장치에는
    (a) 상기 가스를 가압하에 냉각시켜 가압하에 냉각된 스트림을 제공하도록 연결된 제1 냉각 수단;
    (b) 상기 가압하에 냉각된 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 이에 의해 상기 스트림을 추가로 냉각시키도록 연결된 제1 팽창 수단; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림을 수용하도록 연결되고, 상기 추가로 냉각된 스트림을 오버헤드 증기 스트림 및 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리시키도록 적합화되는 증류 칼럼이 존재하고,
    상기 장치는
    (1) 상기 공급 가스를 가압하에 충분히 냉각시켜 이를 부분적으로 응축시키도록 적합화되는 상기 제1 냉각수단;
    (2) 상기 제1 냉각 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 공급물을 수용하고 이를 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림으로 분리시키는 제1 분리 수단;
    (3) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 제1 및 제2 스트림들로 분할시키는 분할 수단;
    (4) 상기 분할 수단 및 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 제1 스트림 및 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하여 조합 스트림을 형성하는 조합 수단;
    (5) 상기 조합 수단에 연결되어 상기 조합 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 실질적으로 응축시키는 제2 냉각 수단;
    (6) 상기 제2 냉각 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 조합 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창냉각된 조합 스트림을 상기 증류 칼럼에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제2 팽창 수단;
    (7) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 상기 증류 칼럼에 제2 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 상기 제1 팽창 수단;
    (8) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 나머지 부분을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 액체 스트림을 상기 증류 칼럼에 제3 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제3 팽창 수단;
    (9) 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 증기 증류 스트림을 수용하는 증기 인출 수단;
    (10) 상기 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 그의 일부를 응축시키는 열 교환 수단;
    (11) 상기 열 교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키며, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하고, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부를 상기 증류 칼럼에 최상부 공급 지점에서 공급하는 제2 분리 수단;
    (12) 상기 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 증류 칼럼 내에서 분리된 상기 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하고 상기 오버헤드 증기 스트림을 가열하며, 이에 의해 상기 단계 (10)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 상기 증류 칼럼; 및
    (13) 상기 증류 칼럼에 대한 상기 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 증류 칼럼의 상기 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하도록 적합화된 제어 수단
    을 포함하는 것에 개선사항을 가지는, 장치.
  24. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    상기 장치에는
    (a) 상기 가스를 가압하에 냉각시켜 가압하에 냉각된 스트림을 제공하도록 연결된 제1 냉각 수단;
    (b) 상기 가압하에 냉각된 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 이에 의해 상기 스트림을 추가로 냉각시키도록 연결된 제1 팽창 수단; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림을 수용하도록 연결되고, 상기 추가로 냉각된 스트림을 제1 오버헤드 증기 스트림 및 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리시키도록 적합화되는 증류 칼럼이 존재하고,
    상기 장치는
    (1) 상기 제1 냉각 수단에 연결되어 상기 냉각된 스트림을 수용하고 이를 제1 및 제2 스트림들로 분할시키는 분할 수단;
    (2) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제1 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 실질적으로 응축시키는 제2 냉각 수단;
    (3) 상기 제2 냉각 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 제1 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창냉각된 제1 스트림을 상기 접촉 및 분리 수단에 제1 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제2 팽창 수단으로서, 상기 접촉 및 분리 수단이 제2 오버헤드 증기 스트림 및 저부 액체 스트림을 생성하도록 적합화되는 제2 팽창 수단;
    (4) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 상기 접촉 및 분리 수단에 제1 하부 칼럼 공급 지점에서 공급하는 상기 제1 팽창 수단;
    (5) 상기 접촉 및 분리 수단에 연결되어 상기 저부 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하는 상기 증류 칼럼;
    (6) 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하는 상기 접촉 및 분리 수단;
    (7) 상기 접촉 및 분리 수단에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 접촉 및 분리 장치의 영역으로부터의 증기 증류 스트림을 수용하는 증기 인출 수단;
    (8) 상기 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 그의 일부를 응축시키는 열 교환 수단;
    (9) 상기 열 교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키며, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하고, 상기 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부를 상기 접촉 및 분리 수단에 최상부 공급 지점에서 공급하는 분리 수단;
    (10) 상기 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 접촉 및 분리 수단 내에서 분리된 상기 제2 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하고 상기 제2 오버헤드 증기 스트림을 가열하며, 이에 의해 상기 단계 (8)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제2 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 상기 접촉 및 분리 수단; 및
    (11) 상기 접촉 및 분리 수단에 대한 상기 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 접촉 및 분리 수단의 상기 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하도록 적합화된 제어 수단
    을 포함하는 것에 개선사항을 가지는, 장치.
  25. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    상기 장치에는
    (a) 상기 가스를 가압하에 냉각시켜 가압하에 냉각된 스트림을 제공하도록 연결된 제1 냉각 수단;
    (b) 상기 가압하에 냉각된 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 이에 의해 상기 스트림을 추가로 냉각시키도록 연결된 제1 팽창 수단; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림을 수용하도록 연결되고, 상기 추가로 냉각된 스트림을 제1 오버헤드 증기 스트림 및 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리시키도록 적합화되는 증류 칼럼이 존재하고,
    상기 장치는
    (1) 상기 공급 가스를 가압하에 충분히 냉각시켜 이를 부분적으로 응축시키도록 적합화되는 상기 제1 냉각 수단;
    (2) 상기 제1 냉각 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 공급물을 수용하고 이를 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림으로 분리시키는 제1 분리 수단;
    (3) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 제1 및 제2 스트림들로 분할시키는 분할 수단;
    (4) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제1 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 실질적으로 응축시키는 제2 냉각 수단;
    (5) 상기 제2 냉각 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 제1 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며, 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창냉각된 제1 스트림을 상기 접촉 및 분리 수단에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제2 팽창 수단으로서, 상기 접촉 및 분리 수단이 제2 오버헤드 증기 스트림 및 저부 액체 스트림을 생성하도록 적합화되는 제2 팽창 수단;
    (6) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 상기 접촉 및 분리 수단에 제1 하부 칼럼 공급 지점에서 공급하는 상기 제1 팽창 수단;
    (7) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 액체 스트림을 상기 증류 칼럼에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제3 팽창 수단;
    (8) 상기 접촉 및 분리 수단에 연결되어 상기 저부 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하는 상기 증류 칼럼;
    (9) 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하는 상기 접촉 및 분리 수단;
    (10) 상기 접촉 및 분리 수단에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 접촉 및 분리 장치의 영역으로부터의 증기 증류 스트림을 수용하는 증기 인출 수단;
    (11) 상기 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 그의 일부를 응축시키는 열 교환 수단;
    (12) 상기 열 교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키며, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하고, 상기 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부를 상기 접촉 및 분리 수단에 최상부 공급 지점에서 공급하는 제2 분리 수단;
    (13) 상기 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 접촉 및 분리 수단 내에서 분리된 상기 제2 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하고 상기 제2 오버헤드 증기 스트림을 가열하며, 이에 의해 상기 단계 (11)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제2 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 상기 접촉 및 분리 수단; 및
    (14) 상기 접촉 및 분리 수단에 대한 상기 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 접촉 및 분리 수단의 상기 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하도록 적합화된 제어 수단
    을 포함하는 것에 개선사항을 가지는, 장치.
  26. 메탄, C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 가스 스트림을 휘발성 잔류 가스 분획 및 대부분의 상기 C2 성분, C3 성분, 및 중질 탄화수소 성분 또는 상기 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리하기 위한 장치로서,
    상기 장치에는
    (a) 상기 가스를 가압하에 냉각시켜 가압하에 냉각된 스트림을 제공하도록 연결된 제1 냉각 수단;
    (b) 상기 가압하에 냉각된 스트림의 적어도 일부를 수용하고 이를 더 낮은 압력으로 팽창시켜, 이에 의해 상기 스트림을 추가로 냉각시키도록 연결된 제1 팽창 수단; 및
    (c) 상기 추가로 냉각된 스트림을 수용하도록 연결되고, 상기 추가로 냉각된 스트림을 제1 오버헤드 증기 스트림 및 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획으로 분리시키도록 적합화되는 증류 칼럼;이 존재하고,
    상기 장치는
    (1) 상기 공급 가스를 가압하에 충분히 냉각시켜 이를 부분적으로 응축시키도록 적합화되는 상기 제1 냉각수단;
    (2) 상기 제1 냉각 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 공급물을 수용하고 이를 증기 스트림 및 하나 이상의 액체 스트림으로 분리시키는 제1 분리 수단;
    (3) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 증기 스트림을 수용하고 이를 제1 및 제2 스트림들로 분할시키는 분할 수단;
    (4) 상기 분할 수단 및 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 제1 스트림 및 상기 하나 이상의 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하여 조합 스트림을 형성하는 조합 수단;
    (5) 상기 조합 수단에 연결되어 상기 조합 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 실질적으로 응축시키는 제2 냉각 수단;
    (6) 상기 제2 냉각 수단에 연결되어 상기 실질적으로 응축된 조합 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창냉각된 조합 스트림을 상기 접촉 및 분리 수단에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제2 팽창 수단으로서, 상기 접촉 및 분리 수단이 제2 오버헤드 증기 스트림 및 저부 액체 스트림을 생성하도록 적합화되는 제2 팽창 수단;
    (7) 상기 분할 수단에 연결되어 상기 제2 스트림을 수용하여 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키고, 상기 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림을 상기 접촉 및 분리 수단에 제1 하부 칼럼 공급 지점에서 공급하는 상기 제1 팽창 수단;
    (8) 상기 제1 분리 수단에 연결되어 상기 하나 이상의 액체 스트림의 임의의 나머지 부분을 수용하고 이를 상기 더 낮은 압력으로 팽창시키며, 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 팽창된 액체 스트림을 상기 증류 칼럼에 중간-칼럼 공급 지점에서 공급하는 제3 팽창 수단;
    (9) 상기 접촉 및 분리 수단에 연결되어 상기 저부 액체 스트림의 적어도 일부를 수용하는 상기 증류 칼럼;
    (10) 상기 증류 칼럼에 추가로 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하는 상기 접촉 및 분리 수단;
    (11) 상기 접촉 및 분리 수단에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 위의 상기 접촉 및 분리 장치의 영역으로부터의 증기 증류 스트림을 수용하는 증기 인출 수단;
    (12) 상기 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 그의 일부를 응축시키는 열 교환 수단;
    (13) 상기 열 교환 수단에 연결되어 상기 부분적으로 응축된 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키며, 이에 의해 잔류 증기 스트림 및 응축된 스트림을 형성하고, 상기 접촉 및 분리 수단에 추가로 연결되어 상기 응축된 스트림의 적어도 일부를 상기 접촉 및 분리 수단에 최상부 공급 지점에서 공급하는 제2 분리 수단;
    (14) 상기 열 교환 수단에 추가로 연결되어 상기 접촉 및 분리 수단 내에서 분리된 상기 제2 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하고 상기 제2 오버헤드 증기 스트림을 가열하며, 이에 의해 상기 단계 (12)의 냉각의 적어도 일부를 공급하고, 그 후 상기 가열된 제2 오버헤드 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 상기 접촉 및 분리 수단; 및
    (15) 상기 접촉 및 분리 수단에 대한 상기 공급 스트림의 온도 및 양을 조절하여, 상기 접촉 및 분리 수단의 상기 오버헤드 온도를 상기 상대적으로 덜 휘발성인 분획 내의 상기 성분의 대부분이 회수되는 온도에서 유지하도록 적합화된 제어 수단
    을 포함하는 것에 개선사항을 가지는, 장치.
  27. 청구항 21에 있어서,
    (1) 조합 수단이 상기 증류 칼럼 및 상기 분리 수단에 연결되어 상기 오버헤드 증기 스트림 및 상기 잔류 증기 스트림을 수용하여 조합 증기 스트림을 형성하며; 및
    (2) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단으로부터의 상기 조합 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하도록 적합화되어, 이에 의해 상기 조합 증기 스트림을 가열하고 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  28. 청구항 22에 있어서,
    (1) 조합 수단이 상기 증류 칼럼 및 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 오버헤드 증기 스트림 및 상기 잔류 증기 스트림을 수용하여 조합 증기 스트림을 형성하며; 및
    (2) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단으로부터의 상기 조합 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하도록 적합화되어, 이에 의해 상기 조합 증기 스트림을 가열하고 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  29. 청구항 23에 있어서,
    (1) 제2 조합 수단이 상기 증류 칼럼 및 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 오버헤드 증기 스트림 및 상기 잔류 증기 스트림을 수용하여 조합 증기 스트림을 형성하며; 및
    (2) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단으로부터의 상기 조합 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하도록 적합화되어, 이에 의해 상기 조합 증기 스트림을 가열하고 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  30. 청구항 24에 있어서,
    (1) 조합 수단이 상기 접촉 및 분리 수단 및 상기 분리 수단에 연결되어 상기 제2 오버헤드 증기 스트림 및 상기 잔류 증기 스트림을 수용하여 조합 증기 스트림을 형성하며; 및
    (2) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단으로부터의 상기 조합 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하도록 적합화되어, 이에 의해 상기 조합 증기 스트림을 가열하고 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  31. 청구항 25에 있어서,
    (1) 조합 수단이 상기 접촉 및 분리 수단 및 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 제2 오버헤드 증기 스트림 및 상기 잔류 증기 스트림을 수용하여 조합 증기 스트림을 형성하며; 및
    (2) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단으로부터의 상기 조합 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하도록 적합화되어, 이에 의해 상기 조합 증기 스트림을 가열하고 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  32. 청구항 26에 있어서,
    (1) 제2 조합 수단이 상기 접촉 및 분리 수단 및 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 제2 오버헤드 증기 스트림 및 상기 잔류 증기 스트림을 수용하여 조합 증기 스트림을 형성하며; 및
    (2) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단으로부터의 상기 조합 증기 스트림을 수용하고 이를 상기 증기 증류 스트림과의 열 교환 관계로 인도하도록 적합화되어, 이에 의해 상기 조합 증기 스트림을 가열하고 상기 증기 증류 스트림의 상기 냉각의 적어도 일부를 공급하며, 그 후 상기 가열된 조합 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 휘발성 잔류 가스 분획으로서 방출하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  33. 청구항 21에 있어서,
    (1) 제2 증기 인출 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 제2 증기 증류 스트림을 수용하고;
    (2) 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 제2 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (4) 상기 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  34. 청구항 22에 있어서,
    (1) 제2 증기 인출 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 제2 증기 증류 스트림을 수용하고;
    (2) 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 제2 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (4) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  35. 청구항 23에 있어서,
    (1) 제2 증기 인출 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 제2 증기 증류 스트림을 수용하고;
    (2) 제2 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 제2 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (4) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  36. 청구항 27에 있어서,
    (1) 제2 증기 인출 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 제2 증기 증류 스트림을 수용하고;
    (2) 제2 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 제2 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (4) 상기 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  37. 청구항 28에 있어서,
    (1) 제2 증기 인출 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 제2 증기 증류 스트림을 수용하고;
    (2) 제2 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 제2 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (4) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  38. 청구항 28에 있어서,
    (1) 제2 증기 인출 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림 아래의 상기 증류 칼럼의 영역으로부터의 제2 증기 증류 스트림을 수용하고;
    (2) 제3 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 제2 증기 인출 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (3) 상기 열 교환 수단이 상기 제3 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (4) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  39. 청구항 24에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림을 수용하고 이를 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 장치가 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제3 증류 증기 스트림을 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며;
    (3) 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 분할 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (5) 상기 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  40. 청구항 25에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림을 수용하고 이를 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 장치가 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제3 증류 증기 스트림을 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며;
    (3) 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 분할 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 열 교환 수단이 상기 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (5) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  41. 청구항 26에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림을 수용하고 이를 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 장치가 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제3 증류 증기 스트림을 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며;
    (3) 제2 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 분할 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (5) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  42. 청구항 30에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림을 수용하고 이를 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 장치가 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제3 증류 증기 스트림을 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며;
    (3) 제2 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 분할 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (5) 상기 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  43. 청구항 31에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림을 수용하고 이를 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 장치가 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제3 증류 증기 스트림을 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며;
    (3) 제2 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 분할 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 열 교환 수단이 상기 제2 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (5) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  44. 청구항 32에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 증류 칼럼에 연결되어 상기 제1 오버헤드 증기 스트림을 수용하고 이를 제2 증기 증류 스트림 및 제3 증기 증류 스트림으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 장치가 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제3 증류 증기 스트림을 상기 제2 하부 칼럼 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며;
    (3) 제3 조합 수단이 상기 증기 인출 수단 및 상기 분할 수단에 연결되어 상기 증기 증류 스트림 및 상기 제2 증기 증류 스트림을 수용하여 조합 증류 스트림을 형성하며;
    (4) 상기 열 교환 수단이 상기 제3 조합 수단에 연결되어 상기 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 충분히 냉각시켜 적어도 이의 일부를 응축시키도록 적합화되며; 및
    (5) 상기 제2 분리 수단이 상기 열 교환 수단으로부터의 상기 부분적으로 응축된 조합 증류 스트림을 수용하고 이를 분리시키기에 적합화되어, 이에 의해 상기 잔류 증기 스트림 및 상기 응축된 스트림을 형성하는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  45. 청구항 21 또는 청구항 27에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림의 공급 지점 아래의 중간-칼럼 공급 위치에서 상기 제2 부분을 수용하도록 추가로 적합화되는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  46. 청구항 22, 청구항 23, 청구항 28, 또는 청구항 29에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 팽창된 제2 스트림의 공급 지점 아래의 중간-칼럼 공급 지점에서 상기 제2 부분을 수용하도록 추가로 적합화되는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  47. 청구항 33 또는 청구항 36에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 중간-칼럼 공급 지점에서 상기 제2 부분을 수용하도록 추가로 적합화되며, 상기 중간-칼럼 공급 지점이 상기 제2 증기 증류 스트림이 인출되는 지점과 실질적으로 동일한 영역 내에 있는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  48. 청구항 34, 청구항 35, 청구항 37 또는 청구항 38에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 중간-칼럼 공급 지점에서 상기 제2 부분을 수용하도록 추가로 적합화되며, 상기 중간-칼럼 공급 지점이 상기 제2 증기 증류 스트림이 인출되는 지점과 실질적으로 동일한 영역 내에 있는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  49. 청구항 24 또는 청구항 30에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 수단이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제2 부분을 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  50. 청구항 25, 청구항 26, 청구항 31 또는 청구항 32에 있어서,
    (1) 제2 분할 수단이 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 수단이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제2 분할 수단에 연결되어 상기 제2 부분을 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  51. 청구항 39 또는 청구항 42에 있어서,
    (1) 제3 분할 수단이 상기 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 수단이 상기 제3 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제3 분할 수단에 연결되어 상기 제2 부분을 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
  52. 청구항 40, 청구항 41, 청구항 43 또는 청구항 44에 있어서,
    (1) 제3 분할 수단이 상기 제2 분리 수단에 연결되어 상기 응축된 스트림을 수용하고 이를 적어도 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하며;
    (2) 상기 접촉 및 분리 수단이 상기 제3 분할 수단에 연결되어 상기 제1 부분을 상기 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되며; 및
    (3) 상기 증류 칼럼이 상기 제3 분할 수단에 연결되어 상기 제2 부분을 최상부 공급 지점에서 수용하도록 적합화되는 것에 개선사항을 갖는, 장치.
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