KR20200026911A - 출발 혼합물을 분리하는 공정 및 플랜트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소, 메탄 및 탄화수소를 2개 또는 2개 이상의 탄소 원자로 함유하는 출발 혼합물을 분리하는 공정(100)에 관한 것이며, 여기서 출발 혼합물의 적어도 일부가 냉각되어 하나 이상의 열 교환기(101, 103, 105, 107)를 사용하여 하나 이상의 응축물을 형성하고, 응축물(들)의 적어도 일부는 정류 공정을 거쳐 기체 메탄-풍부 분획을 형성한다. 기체 메탄-풍부 분획은 적어도 부분적으로, 기체 메탄-풍부 분획에 대해 변하지 않고 냉각 공정에 의해 적어도 부분적으로 액화되는 조성물에서 35 내지 45bar의 액화 압력 레벨로 응축되는 제1 유체 흐름; 및 제1 유체 흐름 또는 배출 압력 레벨로 팽창되고 열 교환기 또는 열 교환기(101, 103, 105, 107) 중 적어도 하나에서 가열되는, 제1 유체 흐름을 사용하여 형성된 제2 유체 흐름을 형성하는 데 사용된다. 본 발명은 마찬가지로 상응하는 시스템에 관한 것이다.

Description

출발 혼합물을 분리하는 공정 및 플랜트
본 발명은 독립항의 전제부에 따른, 2개 또는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 주로 수소, 메탄, 및 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리 공정 및 상응하는 플랜트에 관한 것이다.
탄화수소의 증기 분해를 위한 공정 및 플랜트는 예를 들어 논문 <"Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Online Edition, 15 April 2007, DOI 10.1002/14356007.a10_045.pub2>에 기재되어 있다. 증기 분해는 예를 들어 에틸렌 및 프로필렌과 같은 단쇄 올레핀, 부타디엔 또는 방향족과 같은 디올레핀을 얻기 위해 사용되지만, 이에 제한되지는 않는다.
증기 분해는 초기에 미정제 가스(crude gas)로 기술되는 물질 혼합물을 제공한다. 이것은 복수의 처리 단계, 예를 들어 미정제 가스 세정, 미정제 가스 압축, 및 소위 일차 분획화에 적용된다. 이러한 방식으로 처리된 미정제 가스는 이어서 미정제 가스의 성분 또는 성분 그룹을 얻기 위해 사용되는 분리에 공급된다. 미정제 가스의 특정 성분이 수소화 또는 이러한 분리의 상류 또는 그 밖의 다른 공정에 의해 반응될 수도 있다.
전형적인 분리는 복수의 분리 단계를 포함하며, 각각의 단계는 성분 그룹을 제공한다. 공지된 예는 "탈메탄탑(demethanizer) 우선"(또는 "프론트엔드 탈메탄탑"), "탈에탄탑(deethanizer) 우선", 또는 ("프론트엔드 탈에탄탑"), 또는 "탈프로판탑(depropanizer) 우선"(또는 "프론트엔드 탈프로판탑") 공정을 포함한다. 자세한 내용은 기술 문서, 예를 들어 논문 <"Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry>을 참조한다.
WO 2017/001514 A1은 수소, 메탄, 및 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소-풍부 기체 공급 혼합물로부터 수소를 얻는 방법에 관한 것이다. 공급 혼합물의 유체는 잔류 기체를 남기면서 하나 이상의 응축물이 공급 혼합물의 유체로부터 분리되도록 제1 압력 레벨에서 제1 온도 레벨에서 제2 온도 레벨로 냉각된다. 잔류 기체의 유체는 추가로 제3 온도 레벨로 냉각되고 제1 압력 레벨에서 역류 흡수되어, 수소 및 메탄-풍부 헤드 기체 및 바닥 액체를 얻는다. 헤드 기체의 유체는 가열되고 제1 압력 레벨에서 압력 변동 흡착되어 메탄 함량이 낮거나 메탄이 없는 수소-풍부 생성물 흐름을 형성하고, 응축물(들) 및/또는 바닥 액체의 유체는 제1 압력 레벨에서 제2 압력 레벨로 팽창되고 제2 압력 레벨에서 저압 메탄화기에 공급된다. 본 발명에 따르면, 역류 흡수는 제2 압력 레벨에서 저압 탈메탄탑로부터 제거되고 기체 상태에서 제1 압력 레벨로 압축되고 제3 온도 레벨로 냉각되는 유체를 사용하여 수행된다. 이 문서는 마찬가지로 상응하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 특히 주로 수소, 메탄, 및 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유하는 물질 혼합물을 제공하는 분리에 관한 것으로, 여기서 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소는 메탄 및 저비등 화합물, 예컨대 수소를 제거함으로써 공통 분획(fraction)으로 처음에 얻어진다. 2개의 탄소 원자를 갖거나 이들 성분이 풍부한 주로 수소, 메탄, 및 탄화수소를 함유하는 이러한 물질 혼합물은 이하에서 "출발 혼합물"로도 지칭된다. 그러나, 본 발명은 원칙적으로 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 주로 수소, 메탄, 및 탄화수소를 함유하는 상응하는 출발 혼합물의 분리 공정에도 사용될 수 있다. 전자의 경우, 출발 혼합물은 본 발명의 맥락에서 "탈에탄탑 우선" 공정의 탈메탄탑에서 처리되고, 후자의 경우에는 "탈메탄탑 우선" 공정의 탈메탄탑에서 처리된다.
또한 아래에서 설명되는 바와 같이, 특정 경우에, 이러한 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 종래 기술의 공정은 특히 특정 스펙트럼의 탄화수소가 증기 분해 공정에 투입될 때 불만족스러운 것으로 입증되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 투입 혼합물의 분리 공정을 개선하고 보다 에너지 효율적인 방식으로 수행하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 특징을 갖는, 주로 2개 또는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 수소, 메탄, 및 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리 공정 및 상응하는 플랜트에 의해 달성된다. 실시 예는 각각의 경우 종속항 및 이하의 설명에 의해 제공된다.
처음에 언급된 분해 기체와 같은 탄화수소 생성 공정으로부터 생성물 스트리임을 분리하기 위해 일반적으로 사용되는 공정은 존재하는 성분의 상이한 비점에 기초하여 일련의 분획을 형성하는 것을 포함한다. 이들은 본 기술분야에서 각각의 경우에 주로 또는 오로지 존재하는 탄화수소의 탄소수를 나타내는 약어로 지칭된다. 따라서, "C1 분획"은 주로 또는 오로지 메탄을 함유하는 분획이다(일부 경우에는 수소, 이어서 "C1 마이너스 분획"이라고도 함). 대조적으로, "C2 분획"은 주로 또는 오로지 에탄, 에틸렌, 및/또는 아세틸렌을 함유한다. "C3 분획"은 주로 프로판, 프로필렌, 메틸아세틸렌, 및/또는 프로판디엔을 함유한다. "C3 분획"은 주로 또는 오로지 부탄, 부텐, 부타디엔, 및/또는 부틴을 함유하며, 여기서 각각의 이성질체는 C4 분획의 공급원에 따라 상이한 비율로 존재할 수 있다. "C5 분획" 및 더 높은 분획에 대해서도 동일하게 적용된다. 이러한 분획은 둘 이상이 포함될 수 있다. 예를 들어, "C2플러스 분획"은 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 주로 또는 오로지 탄화수소를 함유하고, "C2마이너스 분획"은 1개 및 2개의 탄소 원자를 갖는 주로 또는 오로지 탄화수소 및 또한 임의로 수소 및 메탄을 함유한다. 이러한 분획은 또한 냉매, 예를 들어 C2 또는 C3 분획으로 사용될 수 있다. 상응하는 C2 또는 C3 냉매에 의해 달성될 수 있는 온도 레벨은 일반적으로 "C2 냉동"또는 "C3 냉동"으로도 지칭된다. 이들 냉매는 냉동 회로에서 수행되며, 여기서는 먼저 소정의 최종 압력 레벨로 압축되고, 그 이후부터 해당 온도 레벨에서 냉동 생성을 위해 다른 압력 레벨로 팽창된다.
여기서 사용된 용어에서, 액체 및 기체 스트리임 또는 액체 또는 기체 혼합물은 하나 이상의 성분이 풍부하거나 부족할 수 있으며, 여기서 몰, 중량, 또는 부피 기준으로, "풍부함(rich)"은 90%, 95%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 또는 99.999% 이상의 함량을 나타낼 수 있고 "부족함(poor)"은 0%, 5%, 1%, 0.1%, 0.01%, 또는 0.001%이하의 함량을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어의 맥락에서, 액체 및 기체 스트리임 또는 액체 또는 기체 혼합물은 하나 이상의 성분에서 추가로 풍부화되거나 고갈될 수 있으며, 여기서 이들 용어는 각각의 경우에 액체 또는 기체 물질 스트리임 또는 액체 또는 기체 혼합물이 얻어진 최초 혼합물에서의 상응하는 함량에 관한 것이다. 액체 또는 기체 물질 스트리임 또는 액체 또는 기체 혼합물은 1.1배, 1.5배, 2 배, 5배, 10배, 100배, 또는 1000배 이상의 함량을 함유할 때 "농후화(enriched)"되고, 원래 혼합물을 기준으로 상응하는 성분의 함량을 0.9배, 0.5배, 0.1배, 0.01배, 또는 0.001배 이하로 함유할 때 "고갈(depleted)"된다. "주로" 하나 이상의 성분을 함유하는 물질 스트리임 또는 상응하는 혼합물은 이러한 하나 이상의 성분을 적어도 80% 정도로 함유하거나 또는 이전에 설명된 의미로 이들이 풍부하다.
압력 및 온도의 특성화를 위해, 본 출원은 용어 "압력 레벨" 및 "온도 레벨"을 사용하는데, 이는 본 발명의 개념을 구현하기 위해 상응하는 플랜트의 상응 압력 및 온도가 정확한 압력 및 온도 값의 형태로 사용될 필요가 없다는 사실을 나타내기 위한 것이다. 그러나, 이러한 압력 및 온도는 전형적으로 예를 들어 평균 값 주위의 ± 1%, 5%, 10%, 20%, 또는 심지어 50%의 특정 범위 내에서 변한다. 여기서 상응하는 압력 레벨 및 온도 레벨이 분리된 범위 또는 겹치는 범위에 있을 수 있다. 특히, 압력 레벨은 예를 들어 냉각 효과로 인해 피할 수 없거나 예상되는 압력 강하를 포함한다. 온도 레벨도 마찬가지이다. 여기에 표시된 압력 레벨은 절대 압력이다.
본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 정류 칼럼 및 흡수 칼럼의 설계 및 특정 구성을 위해, 관련 교재를 참조한다(예를 들어, <Sattler, K.: Thermische Trennverfahren: Grundlagen, Auslegung, Apparate, 3rd Edition 2001, Weinheim, Wiley-VCH> 참조).
본 발명의 맥락에서 처리되는 출발 혼합물의 분리 처리는 통상적으로 증기 분해에서 전환된 화합물 및 출발 혼합물의 상응하는 조성에 따라 다르게 설계될 수 있는 증류 공정을 오로지 또는 지배적으로 이용한다. 공정에 공통적으로 적용되는 온도는 -100 °C 이하이다. 이러한 저온을 생성하기 위해 다른 공정이 사용될 수 있다. 캐스케이드식(cascaded) 냉동 회로의 사용은 예를 들어 알려져 있다. 여기에는 C3 냉매(들)((프로판 및/또는 프로필렌은 약 -40℃까지))와 C2 냉매(들)(에틸렌은 약 -100℃까지) 및 메탄(C1) 또는 혼합 냉매(들)(약 -160℃까지)가 사용된다. 이러한 출발 혼합물은 또한 출발 혼합물 자체로부터 형성된 차가운 분획 또는 생성물 스트리임을 사용하여 냉각될 수 있다. 후자는 냉각을 얻기 위해 공지된 공정에서 적절히 확장되고 이어서 미정제 가스 압축기에서 재 압축되어 "개방형" 냉매 회로가 형성될 수 있게 한다. 이러한 조치의 조합도 가능하다.
다수의 공지된 공정에서, 상응하는 투입 혼합물로부터 제거된 메탄 및 수소 함유 분획은 냉매로서 사용되며 플랜트 한계에서 배출되는 저압 레벨에서 소위 테일 기체(tail gas)로 사용된다. 그러나, 특히 나프타와 같은 액체 투입물 또는 이러한 액체 투입물을 포함하는 혼합 투입물이 공급되는 증기 분해 공정을 사용할 때, 이것은 항상 바람직하지는 않다. 여기서 종종 바람직한 것은 고압 레벨에서 별도의 수소-풍부 분획을 생성하고 저압 레벨에서 메탄-풍부 분획을 생성하는 것이다. 메탄-풍부 분획은 에너지 회수를 위해 테일 기체/연료 기체로 보내질 수 있으며, 이는 일반적으로 저압 레벨만 필요로 하며, 별도의 수소-풍부 분획은 물질 사용, 예를 들어 플랜트에서의 수소화 및/또는 또는 부가가치가 높은 플랜트 제품으로, 일반적으로 고압 레벨이 필요하다. 상응하는 입력을 사용할 때, 이 목적은 통상적인 C3 및 C2 냉동 회로(캐스케이드)를 사용하고 냉각제로서 형성된 차가운 액체 메탄 생성물 분획의 도움으로 달성될 수 있다. 미정제 가스 압축에 대한 C1 또는 혼합 냉매, 팽창기, 또는 재순환 스트리임의 사용과 같은 추가 조치는 필요하지 않다.
그러나, 고압 레벨에서 수소-풍부 분획을 별도로 얻는 것은 분리 공정을 위해 보내진 상응하는 출발 혼합물에서 메탄 비율에 비해 수소 비율이 높을수록 점점 어려워진다. 출발 혼합물의 수소 대 메탄의 비율은 차례로 증기 분해로 들어가는 투입물에 의존한다. 주로 액체 투입의 경우, 분리 공정에 들어가는 출발 혼합물에서 수소 대 메탄의 비는 전형적으로 1mol/mol 미만이다. 상승된 수소 비율은 "혼합 공급"증기 분해 공정, 즉 에탄과 같은 기체 투입물 뿐만 아니라 이전에 설명된 액체 투입물이 증기 분해되는 증기 분해 공정에서 얻어진다. 이러한 증기 분해 공정에서 투입 물질의 혼합물에 따라, 분리 공정으로 들어가는 배출 혼합물에서 수소 대 메탄의 비는 예를 들어 1mol/mol 내지 2mol/mol, 특히 1.2mol/mol 내지 1.8mol/mol이다.
그러한 경우, 형성된 액체, 차가운 메탄 생성물 분획의 양은 냉각제로서 불충분한 양으로 이용 가능하므로 다른 옵션에 의지할 필요가 있다. 폐쇄된 C1 또는 혼합 냉매 회로의 사용은 원칙적으로 생각할 수 있지만, 복잡하고 비용이 많이 들며, 미정제 가스 압축으로의 재순환 스트리임은 에너지 비효율적이다. 예를 들어, 팽창제가 사용된 경우, 이는 얻을 수 있는 수소 생성물 양을 희생시킬 것이다.
본 발명은 명료한 유형의 통상적인 공정에서 액체 메탄 생성물 분획 이외에 기체 메탄 생성물 분획이 또한 전형적으로 형성된다는 사실을 이용한다. 이와 관련하여 첨부된 도 1을 참조한다. 또한 하기에서 다시 설명되는 바와 같이, 여기에 도시된 공정은 분리 용기(108)로부터의 바닥 액체 형태의 액체인 메탄-풍부 분획(이는 이어서 물질 스트리임 M의 형태로 제공됨), 및 분리 용기(113)로부터의 상부 기체 형태의 기체인 메탄-풍부 분획(이는 이어서 물질 스트리임 Q의 형태로 제공됨)을 최초에 형성한다.
본 발명의 맥락에서, 언급된 기체 메탄 분획은 적어도 부분적으로, 변경되지 않은 조성물에서, 이 메탄 분획의 상당 부분이 C2 냉각을 사용하여 응축될 수 있도록 충분히 높은 압력이 된다. 이러한 방식으로 형성된 액체 메탄은 이후 추가 냉매로서 이용 가능하며 고압 레벨에서 별도의 수소-풍부 분획을 생성하는 목적이 달성될 수 있다. 1.4 또는 1.6 미만의 낮은 압력 비율만이 필요하다. 따라서, 비교적 작은, 저출력 장치(미정제 가스 응축기의 출력의 1% 내지 5%의 크기)가 이용될 수 있다. 이는 기체 메탄 분획이 사용된 정류 칼럼을 C2 냉장 레벨(약 -97℃)보다 약간 낮게 하기 때문에 가능하다. 따라서, 이 기체 메탄 분획은 C2 냉장을 사용하여 인용된 온도 레벨에서 상기 분획을 크게 응축시킬 수 있도록 비교적 작은 정도로만 압축될 필요가 있다(약 35 내지 45bar). 얻어진 응축물 또는 이로부터 생성된 스트리임이 후속적으로 C2 냉각 미만의 온도 레벨에서 열 교환기에서 이용될 수 있도록 응축이 수행된다. 이를 위해서는 응축수가 예를 들어 7bar 이전으로 확장되어야 한다. 이 팽창 후에, 상응하는 얻어진 냉동은 더 낮은 온도 레벨에서 이용될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 추가적인 복잡성이 없이 고압 레벨에서 다량의 수소-풍부 분획을 얻을 수 있게 한다.
예방 조치로서, 본 발명과 달리, 예를 들어 WO 2015/104153 A1의 도 2와 관련하여 설명된 종래 기술은 액체 메탄 분획이 펌프에 의해 운반되는 경우에 관한 것임에 유의한다. 기체 메탄 스트리임은 여기서 압축되지 않고, 단지 본 발명의 맥락에서 보다 더 높은 온도 레벨에서 기체 냉매로서 사용된다. 운반된 메탄 분획은 이어서 C2 흡수기에서 환류로 사용된다.
WO 2015/104153 A1의 도 2에 도시된 열 교환기 1 내지 3은 C2 냉각에 의해 균형이 잡히고, 열 교환기(4)는 생성물 스트리임으로만 냉각된다. 액체 메탄이 충분하지 않은 경우(즉, 수소 대 메탄의 비율이 높음), 본 발명에 따르면, WO 2015/104153 A1과 달리, 도시된 스트리임 I는 상기 스트리임이 열 교환기(4)에서 냉매로서 사용 가능하도록 상기 스트리임이 열 교환기에서 C2 냉각에 대해 이미 대부분 응축될 수 있을 정도로 충분히 높은 압력이 된다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 종래의 냉장 플랜트(압축, 응축, 팽창, 증발)가 관련된다. 그러나, 본 발명은 스트리임 I로부터의 각각의 메탄 분자가 압축기를 통과한 후 정확히 한 번만 로우 테일 기체 압력으로 팽창되기 때문에, "개방 냉동 순환"보다는 "개방 냉동 생성"을 사용한다.
본 발명은 주로 수소, 메탄, 및 2개 또는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리 공정 방법으로부터 진행되며, 여기서 출발 혼합물의 적어도 일부는 냉각되어 하나 이상의 열 교환기를 사용하여 하나 이상의 응축물을 형성하고 응축물(들)의 적어도 일부는 정류되어 기체 메탄-풍부 분획을 형성한다. 이하에 설명되는 바와 같이 본 발명의 맥락에서 전형적으로 시행되는 것은 것은 복수의 응축물을 각각 분리하고 정류 칼럼으로 도입하는 단계적 냉각이다.
본 발명에 따른 방법과 관련하여, 기체 메탄-풍부 분획은 특히 -95℃내지 -100℃바람직하게는 -96℃내지 -98℃의 온도 레벨에서 형성된다. 이 온도 레벨은 C2 냉동의 온도 레벨에 가깝고, 따라서 언급된 바와 같이 기체 분획을 적어도 부분적으로 응축시키기에 비교적 작은 후속 압축이 충분하다.
본 발명의 맥락에서, 특히 복수의 개별 열 교환기 대신에, 일반적인 열 교환기에서 구조적으로 통합된 열 교환기 스테이지를 사용하는 것이 가능하며, 이는 서로 유체 연통되는 복수의 열 교환기 섹션/열 교환기 블록의 형태로 구성될 수 있음이 명백하게 강조된다. 이러한 유형의 열 교환기에서 단계적 냉각 및 복수의 응축물의 형성이 또한 가능하다. 이하에서 상세히 설명하지 않지만, 냉각은 원칙적으로 단지 하나의 응축물을 형성하는 하나의 냉각 단계만을 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 설명된 냉각은 원칙적으로, 냉각 및 응축물(들)의 형성 후에 기체 형태로 잔류하는 잔류물이 존재한다면 2개 이상의 탄화수소를 갖는 소량의 탄화수소만을 함유하는 것이 보장될 수 있는 압력 및 온도 조건 하에서 수행된다(이와 관련하여 아래 참조). 이는 증기 분해로 재순환될 수 있는 귀중한 생성물 또는 화합물이 여전히 기체 형태로 잔류하는 잔류물에 존재하지 않고 따라서 손실되거나 매우 복잡한 방식으로만 회수되지 않도록 한다. 응축물(들)의 이러한 냉각 및 형성은 특히 응축물(들)의 분리 후 기체 형태로 잔류하는 잔류물이 1mol% 이하, 바람직하게는 0.1mol% 이하, 특히 바람직하게는 0.01mol%를 초과하는 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소가 포함하지 않도록 수행된다.
따라서 응축물(들)의 형성은 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 크게 고갈시키는 것을 고려하여 수행된다. 이것은 일정량의 메탄 및 수소가 마찬가지로 이러한 출발 혼합물로부터 응축물(들)로 분리된 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소와 함께 존재한다는 필연적인 결과이다. 상기 정류의 주요 목적은 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소로부터 메탄 및 수소를 제거하는 것이다. 언급한 바와 같이, 이는 증기 분해 공정에서 혼합 투입물을 사용할 때 특히 문제가 될 수 있는데, 정류로 들어가는 응축물에서 수소 대 메탄의 비율을 증가시키기 위해서는 증류의 상부 응축기에서 훨씬 더 높은 칼럼 압력 및/또는 더 낮은 온도가 필요하기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 분리 공정에 진입하는 출발 혼합물이 예를 들어 1mol/mol 내지 2mol/mol, 특히 1.2mol/mol 내지 1.8mol/mol의 수소 대 메탄의 비를 가질 때 특히 사용될 수 있다. 이러한 출발 혼합물은 특히 미리 설명된 혼합 투입물이 공급된 증기 분해 공정으로부터의 분해 기체/미정제 가스로부터 얻을 수 있다. 1mol/mol 미만의 수소 대 메탄의 통상적인 비율의 경우, 액체 투입물의 증기 분해를 위해 플랜트로부터 통상적으로 알려진 통상적인 분리 공정이 사용될 수 있다. 2mol/mol 초과의 수소 대 메탄의 비에 대해, 예를 들어 에탄의 증기 분해를 위해 플랜트로부터 통상적으로 공지된 통상적인 분리 공정이 사용될 수 있으며, 예를 들어 수소-풍부 분획에서의 냉동을 이용하여 고압 분획으로서 플랜트 한계에서 더 이상 배출될 수 없다. 대조적으로, 본 발명은 특히 증기 분해에서 혼합 투입물을 사용하는 특정 경우에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기체 메탄-풍부 분획은 기체 메탄-풍부 분획에 대한 변화가 없는 조성으로 냉각에 의해 적어도 부분적으로 액화되는, 35 내지 45bar, 바람직하게는 35 내지 40bar, 특히 바람직하게는 35 내지 38bar의 액화 압력 레벨로 압축되고, 기체 메탄-풍부 분획과 관련하여 여전히 변화가 없는 조성에서, 더 낮은 압력 레벨(여기서 "전달 압력 레벨(delivery pressure level)"이라고도 함)로 팽창되는 제1 유체 스트리임을 형성하기 위해 적어도 부분적으로 사용되는 것이 제공된다. 본 명세서에서 제1 유체 스트리임, 즉 압축되고, 적어도 부분적으로 액화되고 이후에 팽창되는 메탄-풍부 분획의 일부가 "기체 메탄-풍부와 관련하여 변화가 없는 조성"으로 이들 단계에 적용되는 경우, 이는 액체, 기체, 또는 혼합상 형태로 존재하는지 여부에 관계없이 성분의 상대적인 비율이 이 유체 흐름에서 전체적으로 변하지 않음을 표현할 것이다. 특히, 제1 유체 스트리임은 다른 유체 스트리임과 혼합되지 않고, 그의 조성을 변화시키며, 상이한 조성을 갖는 기체 및 액상으로 분리되어 임의의 분리 또는 단계를 거치지 않으며, 이들 상 중 하나만이 더 사용된다. 특히, 이 제1 유체 스트리임은 흡수 칼럼으로 공급되지 않으며, 성분이 고갈되거나 농축되어 상이한 조성의 추가 유체 스트리임을 형성한다. 특히, 압축, 액화, 및 팽창의 공정 단계는 특히 중간의 추가 단계 없이(예를 들어, 가열 및 냉각 또는 파이프를 통한 이송과는 별도로) 연속적으로 직접 수행된다. 그러나, 이는 제1 유체 스트리임이 완전히 액화되지 않은 경우 액상 및 기상을 갖는 2상 스트리임의 형태일 가능성을 배제하지 않는다. 그러나, 액체 및 기체에서의 조성물의 합인 제1 유체 스트리임의 전체 조성은 또한 2상의 개별 조성이 상이하더라도 이 경우에는 변하지 않는다. 제1 유체 스트리임, 또는 제1 유체 스트리임을 사용하여 형성된 제2 유체 스트리임은 이어서 제1 유체 스트리임이 전달 압력 레벨로 팽창된 후에 기체 메탄-풍부 분획과 동일한 조성을 가지며, 열 교환기 또는 하나 이상의 열 교환기(들)에서 가열된다.
제1 유체 스트리임, 또는 제1 유체 스트리임을 사용하여 형성된 제2 유체 스트리임은 이어서 제1 유체 스트리임이 전달 압력 레벨로 팽창된 후에 기체 메탄-풍부 분획과 동일한 조성을 가지며, 열 교환기 또는 하나 이상의 열 교환기(들)에서 가열된다. 이는 위에서 설명된 바와 같이, 더 낮은 메탄 양에 관계없이 충분히 높은 압력 레벨에서 수소-풍부 기체 생성물 분획을 제공하는 것을 가능하게 한다. 이는 특히, 열 교환기(들)에서 출발 혼합물 또는 그의 일부의 냉각 동안, 열이 열 교환기(들)에서 압축되고 적어도 부분적으로 액화되는 메탄-풍부 분획 또는 그의 일부로 이송될 때 달성된다.
열 교환기(들)에서 출발 혼합물 또는 그의 일부의 냉각은 바람직하게는 액화 압력 레벨 미만의 냉각 압력 레벨에서 수행된다. 바람직하게는 본 발명에 따른 방법과 관련하여 어떠한 팽창도 필요로 하지 않는 수소-풍부 기체 생성물 분획이 상기 압력 레벨로 제공될 수 있다. 대조적으로, 본 발명의 맥락에서, 정류는 응축물이 펌프 없이 정류로 전달될 수 있도록 냉각 압력 레벨보다 약간 낮은 정류 압력 레벨에서 수행되는 것이 바람직하다. 냉각 압력 레벨은 특히 25 내지 40bar, 바람직하게는 30 내지 38bar, 특히 바람직하게는 32 내지 38bar이다. 본 발명의 맥락에서, 정류 압력 레벨은 특히 냉각 압력 레벨보다 낮은 0.2 내지 4bar, 바람직하게는 1 내지 3bar, 특히 바람직하게는 2 내지 3bar이다.
이미 한 번 이상 언급한 바와 같이, 본 발명의 맥락에서, 특히 상응하는 출발 혼합물에서 메탄 함량이 낮은 것에 관계없이 만족스러운 압력 레벨에서 수소-풍부 생성물 분획을 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시 양태에 따른 방법은 마찬가지로 열 교환기(들)에서 출발 혼합물 또는 그의 일부의 냉각에서 기체 형태로 잔류하는 수소-풍부 분획 중 하나 이상을 열 교환기(들)에서 가열하는 것을 포함한다. 따라서 수소-풍부 분획은 특히 냉각 단계의 하류에서, 적어도 우세한 비율의 메탄이 응축되는, -120 내지 -170℃, 바람직하게는 -140℃ 내지 -165℃의 온도 레벨, 예를 들어 약 -160℃를 유지한다. 특히 본 발명의 맥락에서 특히 압축되고 적어도 부분적으로 액화된 메탄-풍부 분획을 사용하여, 메탄-풍부 냉매를 사용함으로써 충분히 낮은 온도가 달성될 수 있다. 따라서, 기체 형태로 잔류하는 분획은 특히 80 내지 100mol%, 바람직하게는 85 내지 95mol%, 예를 들어 약 90mol%의 수소를 함유한다.
상응하는 수소-풍부 생성물 분획을 제공하기 위해, 본 발명은 특히 팽창되지 않은 상태에서 수소-풍부 분획을 가열하는 것을 제공한다. 본 발명의 맥락에서, 수소-풍부 분획 또는 그의 일부의 가열은 바람직하게는 냉각 압력 레벨에서 수행된다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 맥락에서, 압축되고 적어도 부분적으로 액화 메탄-풍부 분획 또는 이의 부분(즉, 전술한 "제1 유체 스트리임" 또는 "제2 유체 스트리임")은 열 교환기(들)에서 가열하기 전에 냉각 압력 레벨 아래의 전달 압력 레벨로 팽창된다. 전달 압력 레벨은 예를 들어 2 내지 10bar, 특히 5 내지 8bar, 특히 약 7bar일 수 있다. 이러한 방식으로 냉동이 발생될 수 있고, 본 발명의 맥락에서 출발 혼합물/이용 비율에 이용될 수 있다.
추가로 메탄-풍부 분획이 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법의 특히 유리한 실시 예에 따르면, 정류는 압축되고 적어도 부분적으로 액화된 메탄-풍부 분획 또는 그 부분과 함께 열 교환기(들)에서 적어도 부분적으로 가열되는 액체의 메탄-풍부 분획을 제공할 수 있다. 따라서, 이러한 종류의 분획은 비교적 적은 비율로 존재하더라도 적절하게 이용될 수 있다.
구체적으로, 첨부된 도 2를 참조하여 설명된 것과 같은 공정이 특히 유리할 수 있다. 이는 직렬로 연결되고 출발 혼합물 또는 그의 사용된 부분이 2개 이상의 탄소 원자(및 또한 메탄 및 소량의 수소)를 갖는 탄화수소를 연속적으로 고갈시키도록 하기 위해 통과하게 되는 제1 열 교환기, 제2 열 교환기, 제3 열 교환기, 및 제4 열 교환기를 사용하여 냉각을 수행하는 것을 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 실시 양태에 따른 공정에서는, 따라서, 출발 혼합물 또는 그의 일부는 제1, 제2, 제3, 및 제4 열 교환기를 통해 연속적으로 통과하며, 각각의 응축물은 각각의 열 교환기의 하류에서 분리된다. 응축물의 형성이 순수 응축 수단에 의해, 즉 종래 기술에서와 같이 흡수 칼럼이 없는 경우에 유리하다.
본 발명의 맥락에서, -50℃ 내지 -60℃, 바람직하게는 약 -57℃에서 에틸렌-풍부 냉매(예를 들어 소위 고압 에틸렌)를 사용하여 제1 열 교환기를, -75℃내지 -85℃바람직하게는 약 -80℃에서 에틸렌-풍부 냉매(예를 들어 소위 중압 에틸렌)를 사용하여 제2 열 교환기를, 그리고 -95℃내지 -105℃바람직하게는 약 -100℃에서 에틸렌-풍부 냉매(예를 들어 소위 저압 에틸렌)를 사용하여 제3 열 교환기를 작동시키는 것이 특히 가능하다. 설명된 냉각 압력 레벨과 관련하여 해당 온도 레벨이 사용된다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 맥락에서 최종 냉각 단계에서 출발 혼합물의 분획을 사용하는 것이 가능하다. 본 발명은 특히 제3 열 교환기에서 냉각 후 기체 형태로 유지되고 제4 열 교환기에서 미리 냉각된 분획의 분획을 가열하기 위해 제4 열 교환기를 사용하는 것을 제공한다. 이는 본 발명의 맥락에서 특히 -120℃내지 -180℃, 특히 약 -160℃의 온도 레벨을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 방법의 이전에 설명된 실시 예의 맥락에서, 특히 기체 메탄-풍부 분획 또는 이의 사용된 부분(이전에 언급된 "제1 유체 스트리임")은 제3 열 교환기에서 연속적으로 가열되고 추가 열 교환기를 통과하여 액화 압력 레벨로 압축되고, 추가 열 교환기를 통과하고 제3 및 제4 열 교환기에서 냉각된다. 이제 부분적으로 또는 완전히 액화되고, 이전에 기체이며, 메탄-풍부 분획이 이어서 제4, 제3, 제2, 및 제1 열 교환기에서 가열된다.
본 발명은 또한 하나 이상의 열 교환기를 사용하여 하나 이상의 응축물을 형성하기 위해 출발 혼합물의 적어도 일부를 냉각시키고 응축물(들)의 적어도 일부를 정류시켜 기체 메탄-풍부 분획을 형성하기 위한 수단을 포함하는, 주로 수소, 메탄, 및 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 플랜트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 메탄-풍부 분획을 사용하여 제1 유체 스트리임을 형성하도록 구성된 수단, 및 기체 메탄-풍부 분획과 관련하여 변화되지 않은 조성물로 제1 유체 스트리임을 적어도 부분적으로 압축하기 위해 35 내지 45bar의 액화 압력 레벨, 특히 냉각에 의해 상기 언급된 값으로 적어도 부분적으로 액화시켜 전달 압력 레벨까지 확장시키도록 구성된 수단이 제공된다. 열 교환기(들) 중 하나 이상에서 제1 유체 스트리임을 사용하여 형성된 제1 유체 스트리임 또는 제2 유체 스트리임을 가열하도록 구성된 추가 수단이 제공된다.
실시 예에서 이전에 설명된 바와 같이, 공정을 수행하기 위해 유리하게 적합한 상응 플랜트의 특징 및 장점에 대해, 상기 설명을 명시적으로 참조한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예가 첨부 도면을 참조하여 종래 기술과 관련하여보다 구체적으로 설명된다.
도 1은 개략적인 공정 흐름도의 형태로 발명이 아닌(non-inventive) 공정을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정을 개략적인 공정 흐름도의 형태로 도시한다.
다음의 도면에서, 상호 상응하는 요소는 상응하는 참조 번호를 가지며 단순성을 위해 반복해서 설명되지 않는다.
도 1은 본 발명의 배경을 설명하기 위해 개략적인 공정 흐름도의 형태로 주로 2개의 탄소 원자를 갖는 수소, 메탄, 및 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한, 발명이 아닌 공정을 도시한다. 이 공정은 특히 주로 또는 오로지 액체 투입물, 예를 들어 나프타, 이 처리되는 증기 분해 공정의 미정제 가스로부터 형성된 출발 혼합물의 분리 공정에 사용된다.
도 1은 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이며, 근본적으로 다른 분리 공정을 제공하지 않고 도시된 장치의 특정 구성을 벗어나는 것이 가능하다는 것이 명백히 강조된다.
물질 스트리임(A) 형태의 출발 혼합물 또는 그의 일부는 초기에 제1 열 교환기(101)를 통과하고, 특히 약 -57℃의 온도 레벨에서 에틸렌일 수 있는 물질 스트리임 B를 사용하여 냉각된다.
물질 스트리임(A)은 액체 물질 스트리임(C) 및 기체 물질 스트리임(D)가 배출되는 제1 분리 용기(102)로 이송된다. 기체 물질 스트리임(D)은 제2 열 교환기(103)를 통과하고, 특히 약 -80℃의 온도 레벨에서 에틸렌일 수 있는 물질 스트리임 E로 추가로 냉각된다.
물질 스트리임(D)은 액체 물질 스트리임(F) 및 기체 물질 스트리임(G)이 배출되는 추가 분리 용기(104)로 이송된다. 물질 스트리임(G)은 제3 열 교환기(105)를 통과하고 특히 약 -100℃의 온도 레벨에서 에틸렌일 수 있는 물질 스트리임(H)으로 냉각된다.
이어서, 물질 스트리임(G)은 환류로서 메탄-풍부 액체 물질 스트리임(I)과 함께 작동되는 흡수 칼럼(106)으로 이송된다. 액체 물질 스트리임(K)은 흡수 칼럼(106)의 바닥으로부터 배출되고, 도시된 예에서는 열 교환기(105)에서 가열된다.
흡수 칼럼(106)의 상부로부터의 기체 물질 스트리임(L)은 열 교환기(107)에서 추가로 냉각된 후 소위 수소 분리기인 추가 분리 용기(108)로 이송된다. 액체 메탄-풍부 물질 스트리임(M) 및 기체 수소-풍부 물질 스트리임(N)이 분리 용기(108)로부터 배출된다. 물질 스트리임(M)은 더 낮은 압력 레벨로 팽창되고; 물질 스트리임(N)은 분리 용기(108)로부터 배출되는 더 높은 압력 레벨로 유지된다. 두 물질 스트리임은 열 교환기(107, 105, 103 및 101)에서 가열되고 메탄-풍부 생성물 분획 및 수소-풍부 생성물 분획으로 각각 제공된다.
상기 언급된 액체 물질 스트리임(C, F, 및 K)은 정류 칼럼(109)으로 이송되며, 이의 도입은 조성 및 온도에 따라 상이한 높이에서 수행된다. 정류 칼럼(109)은 전형적인 C3 냉매를 사용하는 바닥 증발기(110)와 함께 작동된다. 기체 물질 스트리임(O)은 정류 칼럼(109)의 상부로부터 배출되어 전체 명칭(111)을 갖는 상부 응축기에 공급된다. 상부 응축기(111)는 냉매로서 약 -100℃의 온도에서 에틸렌과 함께 작동될 수 있는 열 교환기(112)를 포함한다. 열 교환기(112)의 하류에 배치된 분리 용기(113)에서 액체 물질 스트리임(P)을 얻게 되며, 그 중 일부는 정류 칼럼(109)에 환류로 적용되고, 일부는 물질 스트리임(I)의 형태로 흡수 칼럼(106)에 환류로 적용된다. 액화되지 않은 부분의 물질 스트리임(O)은 물질 스트리임(Q)의 형태로 그리고 물질 스트리임(M)과 결합된 메탄-풍부 물질 스트리임으로서 분리 용기(113)로부터 배출된다.
따라서, 도 1에서 도시된 공정은 분리 용기(108)로부터의 바닥 액체 형태의 액체인 메탄-풍부 분획(이는 이어서 물질 스트리임(M)의 형태로 제공됨), 및 분리 용기(113)로부터의 상부 기체 형태의 기체인 메탄-풍부 분획(이는 이어서 물질 스트리임(Q)의 형태로 제공됨)을 최초에 형성한다.
정류 칼럼(109)의 설명된 작동은 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소-풍부 액체 물질 스트리임(R)을 그 바닥으로부터 배출할 수 있게 한다. 도시된 예에서, 상기 스트리임은 열 교환기(101)에서 가열되고 이어서 예를 들어 분리되어 소위 C2 스플리터(splitter)에서 에탄 및 에틸렌을 얻는다.
전술 한 바와 같이, 고압 레벨에서 수소-풍부 분획을 별도로 얻는 것은 상응하는 출발 혼합물에서 메탄 비율에 비해 수소 비율이 높을수록 점점 어려워지는데, 열 교환기(107)는 생성물 스트리임으로만 냉각되고 열 교환기(107) 주위의 열 균형은 상응하는 투입 혼합물에서 메탄 비율에 비해 수소 비율이 높을수록 점점 바람직하지 않게 되기 때문이다.
개략적인 공정 흐름도의 형태로 도 2에 도시되고 100으로 지정된 것은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이러한 출발 혼합물의 분리 공정이다. 공정(100)은 특히 전술한 바와 같이 혼합된 투입물이 처리되는 증기 분해 공정으로부터 미정제 가스로부터 형성된 출발 혼합물의 분리 공정에 사용된다.
여기서도 역시, 물질 스트리임(A) 형태의 출발 혼합물 또는 그의 일부는 초기에 제1 열 교환기(101)를 통과하고, 특히 약 -57℃의 온도 레벨에서 에틸렌일 수 있는 물질 스트리임 B를 사용하여 냉각된다.
여기서도 역시, 물질 스트리임(A)은 액체 물질 스트리임(C) 및 기체 물질 스트리임(D)가 배출되는 제1 분리 용기(102)로 이송된다. 여기서도 역시, 기체 물질 스트리임은 제2 열 교환기(103)를 통과하고, 특히 약 -80℃의 온도 레벨에서 에틸렌일 수 있는 물질 스트리임(E)로 추가로 냉각된다.
여기서도 역시, 물질 스트리임(D)은 액체 물질 스트리임(F) 및 기체 물질 스트리임(G)가 배출되는 추가 분리 용기(104)로 이송된다. 여기서도 역시, 물질 스트리임(G)은 제3 열 교환기(105)를 통과하고 특히 약 -100℃의 온도 레벨에서 에틸렌일 수 있는 물질 스트리임(H)으로 냉각된다.
그러나, 도 1에 설명된 공정과 달리, 물질 스트리임(G)는 이제 흡수 칼럼(106)으로 이송되는 것이 아니라 추가 분리 용기(116)로 이송되고, 이로부터 액체 물질 스트리임(K') 및 기체 물질 스트리임(L')이 배출된다. 물질 스트리임(L')은 열 교환기(107)에서 추가로 냉각된 후 수소 분리기를 구성하는 추가 분리 용기(108)로 이송된다.
여기서도 역시, 액체 메탄-풍부 물질 스트리임(M) 및 기체 수소-풍부 물질 스트리임(N)이 분리 용기(108)로부터 배출된다. 여기에서 별도로 지정되지 않은 밸브에 의해 그 양이 제한되는 물질 스트리임(M)은 열 교환기(107)에서 가열된다. 도시된 예에서, 물질 스트리임(N)만이 냉각 압력 레벨에서 열 교환기(107, 105, 103, 및 101)에서 연속적으로 가열되고 수소-풍부 생성물 분획으로서 제공된다.
상기 언급된 액체 물질 스트리임(C, F, 및 K')과 또한 물질 스트리임(M)은 여기서 별도로 지정되지 않은 밸브의 제한 하에서 정류 칼럼(109)으로 이송되고, 상기 스트리임의 도입은 조성 및 온도에 따라 상이한 높이에서 수행된다. 여기서도 역시, 정류 칼럼(109)은 전형적인 C3 냉매를 사용하는 바닥 증발기(110)와 함께 작동된다. 이전에서처럼, 기체 물질 스트리임(O)은 정류 칼럼(109)의 상부로부터 배출되어 전체 명칭(111)을 갖는 상부 응축기에 공급된다. 그러나, 상부 응축기(111)는 여기서 정류 칼럼(109)에 통합된다. 상기 상부 응축기는 냉매로서 약 -100℃의 온도에서 에틸렌과 함께 작동될 수 있는 열 교환기(112)를 포함한다. 열 교환기(112)의 하류에 연결된 분리 용기(113)에 축적되지만 여기에서 마찬가지로 정류 칼럼(109)에 통합되는 액체 분획은 펌프 없이 정류 칼럼(109)에 적용되지만 오버플로우(overflow)를 통해 적용된다. 흡수 칼럼이 존재하지 않기 때문에, 환류가 필요하지 않다. 따라서, 팽창 후, 액체 물질 스트리임(I')는 열 교환기(107, 105, 103, 및 101)의 가열에 공급되어 공정(100)으로부터 배출된다.
여기서도 역시, 액화되지 않은 부분의 물질 스트리임(O)이 물질 스트리임(Q)의 형태로 분리 용기(113)로부터 배출되지만, 이제는 열 교환기(105) 내로 초기에 가열되고, 이어서 추가 열 교환기(115)를 통과하여 부스터(117)에서 압축된다. 이어서, 물질 스트리임(Q)는 다시 열 교환기(117, 105, 및 107)를 통과하고, 팽창되고, 물질 스트리임(I')와 결합하여 최종적으로 열 교환기(107, 105, 103, 및 101)에서 가열되고 공정(100)으로부터 배출된다.
여기서도 역시, 정류 칼럼(109)의 설명된 작동은 2개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소-풍부 액체 물질 스트리임(R)을 그 바닥으로부터 배출할 수 있게 한다. 공정(100)에서도, 상기 스트리임은 예를 들어 소위 C2 스플리터에서 에탄 및 에틸렌을 얻기 위해 분리된다.

Claims (14)

  1. 주로 수소, 메탄, 및 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리를 위한 공정(100)에 있어서,
    상기 출발 혼합물의 적어도 일부는 하나 이상의 열 교환기(101, 103, 105, 107)를 사용하여 냉각되어 하나 이상의 응축물을 형성하고, 상기 응축물(들)의 적어도 일부는 정류되어 기체 메탄-풍부 분획을 형성하며, 상기 메탄-풍부 분획은 상기 기체 메탄-풍부 분획에 대해 변하지 않은 조성으로 35 내지 45bar의 액화 압력 레벨로 적어도 부분적으로 압축되고, 냉각에 의해 적어도 부분적으로 액화되고, 전달 압력 레벨로 팽창되는 제1 유체 스트리임을 형성하는 데 사용되며, 상기 제1 유체 스트리임, 또는 상기 제1 유체 스트리임을 사용하여 형성된 제2 유체 스트리임은 상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107)에서 또는 상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107) 중 적어도 하나에서 가열되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기체 메탄-풍부 분획은 -95℃ 내지 -100℃의 온도 레벨에서 형성되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107)에서의 상기 출발 혼합물 또는 그의 일부의 냉각은 압축되고 적어도 부분적으로 액화된 메탄-풍부 분획 또는 그의 일부로 열을 이송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107)에서의 상기 출발 혼합물 또는 그의 일부의 냉각은 상기 메탄-풍부 분획의 액화 압력 레벨 미만의 냉각 압력 레벨에서 수행되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각은 25 내지 40bar의 냉각 압력 레벨에서 수행되고, 상기 정류는 상기 냉각 압력 레벨 아래의 0.2 내지 4bar의 정류 압력 레벨에서 수행되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107)에서의 상기 출발 혼합물 또는 그의 일부의 냉각에서 기체 형태로 잔류하는 수소-풍부 분획은 상기 열 교환기(들) 또는 상기 열 교환기(들) 중 적어도 하나에서 가열되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수소-풍부 분획 또는 그의 일부는 상기 냉각 압력 레벨에서 가열되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정류는 상기 압축되고 적어도 부분적으로 액화된 메탄-풍부 분획 또는 그의 일부와 함께 상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107)에서 적어도 부분적으로 가열되는 액체 메탄-풍부 분획을 제공하는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각은 제1 열 교환기(101), 제2 열 교환기(103), 제3 열 교환기(105), 및 제4 열 교환기(107)를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  10. 제9항에 있어서,
    -50℃ 내지 -60℃에서 에틸렌-풍부 냉매를 사용하여 상기 제1 열 교환기(101)를, -75℃ 내지 -85℃에서 에틸렌-풍부 냉매를 사용하여 상기 제2 열 교환기(103)를, 그리고 -95℃ 내지 -105℃에서 에틸렌-풍부 냉매를 사용하여 상기 제3 열 교환기(105)를 작동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 출발 혼합물 또는 그의 일부는 상기 제1 열 교환기, 상기 제2 열 교환기, 상기 제3 열 교환기, 및 상기 제4 열 교환기(101, 103, 105, 107)를 연속적으로 통과하며, 각각의 응축물은 각각의 열 교환기의 하류에서 분리되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 열 교환기(105)에서의 냉각 후에 기체 형태로 잔류하고, 상기 제4 열 교환기(107)에서 미리 냉각된 분획의 분획들은 상기 제4 열 교환기(107)를 사용하여 가열되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메탄-풍부 분획 또는 그의 일부는 연속적으로 상기 제3 열 교환기(105)에서 가열되고, 추가 열 교환기(115)를 통과하고, 상기 액화 압력 레벨로 압축되고, 상기 추가의 열 교환기(115)를 통과하고, 상기 제3 열 교환기 및 상기 제4 열 교환기(105, 107)에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 공정(100).
  14. 주로 수소, 메탄, 및 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 플랜트에 있어서,
    하나 이상의 열 교환기(101, 103, 105, 107)를 사용하여 상기 출발 혼합물의 적어도 일부를 냉각시켜 하나 이상의 응축물을 형성하고, 상기 응축물(들)의 적어도 일부가 정류되게 하여 기체 메탄-풍부 분획을 형성하는 수단을 포함하고, 상기 수단은 상기 기체 메탄-풍부 분획을 사용하여 제1 유체 스트리임을 형성하도록 구성되고, 상기 수단은 상기 제1 유체 스트리임을 적어도 부분적으로 35 내지 40bar의 액화 압력 레벨로 압축하고, 냉각에 의해 적어도 부분적으로 액화시키고, 전달 압력 레벨로 팽창시키도록 구성되고, 상기 수단은 상기 제1 유체 스트리임, 또는 상기 제1 유체 스트리임을 사용하여 형성된 제2 유체 스트리임을 상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107)에서 또는 상기 열 교환기(들)(101, 103, 105, 107) 중 적어도 하나에서 가열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 출발 혼합물의 분리 공정을 위한 플랜트.
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