TW512142B

TW512142B - Hydrocarbon gas processing

Info

Publication number: TW512142B
Application number: TW088121022A
Authority: TW
Inventors: Roy E Campbell; John D Wilkinson; Hank M Hudson; Michael C Pierce
Original assignee: Elcor Corp
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2002-12-01
Also published as: BR9915807A; EA200100598A1; AU2031600A; AR023066A1; EA003854B1; WO2000033006A1; SA00201021B1; EP1137903A1; AU751881B2; ATE295519T1; US6182469B1; CO5100991A1; UA46176C2; NO322415B1; EG22416A; CA2351423A1; DE69925306D1; NO20012672D0; PE20001473A1; CN1154830C

Description

A7 -----B7 五、發明說明（）背景本發明係關於含有碳氫成分氣體之分離過程。申請者 <專利範圍係涵蓋於美國第35號法典、第1 19(e)條下於 1998年12月4曰提出之臨時申請案號6〇/11〇, 5 02案之權限内。乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、和/或重碳氫物質可以從不同的氣體中被回收，例如自天然氣體、精鍊氣體及回收自諸如煤碳、原油、石油精、頁岩油、焦油沙、及褐碳等碳氫物質之合成氣體中。通常天然氣體主要是甲烷與乙烷’也就是說甲烷與乙烷兩者在天然氣體之莫耳百分比至少佔50 %。相對地，天然氣體中含有較少的重碳氫物質，例如丙烷、丁烷、戊烷及其類似物，以及諸如氫、氮、二氧化碳和其它氣體等。本發明主要是有關於自氣體流中回收乙埽、乙烷、丙烯、丙烷及重碳氫化合物。依據本發明能被處理之氣體流之典型分析，以莫耳百分比而言，約含：9 2.1 2 %甲烷、 3.96%乙烷及其它含c2成分者，1.05°/。丙烷及其它C3成分者、0.15%異丁烷、0.21%正丁烷、0.11%戊烷，剩餘的比例以二氧化碳及氮來補足。有時可處理氣體中亦會含有硫。在過去天然氣體與天然氣體液化產物兩者價格的$ Λ 性變動常常會降低液化乙烷、液化乙烯、及較重成分之增值性。更由於製程權的競爭，迫使工廠需加大其原來氣體處理工廠的產能及回收效率。目前有效分離這&物第5頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項寫本頁) 裝 -----訂---------線‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 B7 五、發明說明（）質的製程，基本上包括以冷卻及冷凍氣體、油脂吸附、及冷凍油脂吸附為基礎之過程。此外，隨著能產生動力、更符經濟效益設備的普及，且同時可將所處理氣體膨脹並自其中萃取熱，而使得低溫處理過程變得廣受歡迎。視氣體來源之壓力、豐富性（乙烷、乙婦、及重碳氫物質含量）、及欲求終產物來決定所採用之方法及其組合。一般而言，對於天然氣體液化物的回收較好是採低溫的膨脹回收處理過程，因其具有簡單且容易建立，彈性操作、有效、安全及可信度高等優點。美國發明專利號號 4,157,904 、 4,171,964 、 4,185,978 、 4,251,249 、 4,278,457、4,519,824、4,617,039、4,687,499、4,689,063、 4,690,702、4,854,955、4,869,740、4,889,545、5,275,005、 5,55 5,748、5，5 6 8，7 3 7、5，7 7 1，7 1 2、5，7 9 9，5 07、5，8 8 1，5 69 及5,890378，重新核准之美國專利33,4〇 8，及目前正申請中之編號09/054,802等案，均描述了相關的處理過程 (雖然本發明在一些實施例中所描述的處理過程是和所引用之美國專利案之處理過程不同）。在一典型的低溫膨脹回收過程中，位於壓力下之進料氣體是藉著與與過程中的其它氣體流進行熱交換和/或藉諸如丙虎壓縮冷凍系統等外在冷凍源來冷卻。隨著氣體被冷卻，液化產物就以含有欲求C2+組成分之形式於一或多個分離器中被壓縮與收集。視氣體内含物的豐富量與所形成液體量’可將高壓液體膨脹至較低壓並分餾。 —生一可導致氣流被進… 第6頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮 ------------ 裝 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) • ϋ n n -----^ ^--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^12142 A7

卻。在某些情況下，為了進一步降低膨脹過程中的溫度，有必要在膨脹前事先冷卻高壓液化產物。含有液體及蒸汽的膨服氣流會在蒸餾管柱（去甲烷段）中被分餾出來。在蒸餾管柱中，膨脹的冷卻氣流會被蒸餾以便由所欲求之 C2組成物，C3組成物，以及底部液化產物之重碳氫組成物中以過熱蒸氣的形式將殘餘的甲烷、氮、及其它揮發性氣體分離出來。 & 如果進料氣體未被完全冷凝（一般情況都沒有被冷凝）’至少可將剩餘部分冷凝蒸氣的一部分，通過膨脹的機器或引擎、或膨脹閥，到一較低壓環境，氣流因受到更進一步的冷卻而能冷凝出額外的液體。膨脹後的壓力基本上是與蒸餾管柱中的操作壓力相同。將膨張後的氣體-液體相組合成為管柱之進料氣體來源。近年來，較佳分離碳氫化物的方法涉及將此膨脹後的氣體液體氣流於中段管柱進料點中引入管柱内，該管柱較上方則有一吸收段可將氣體作進一步精餾。上方精餾段之迴流氣體來源多半為上述進料氣體經部分冷凝後所剩餘、但抽離自膨脹前的蒸氣。上方迴流氣體的另一種選擇是壓力下、殘餘氣體之回收氣流。不管來源為何，此蒸氣氣流通常都被透過與諸如前述分館技上層氣流之其它處理氣流’進行熱父換達到冷卻的效果而使大部分氣流被冷凝。自進料氣體部分冷凝所產生的部分或全部的高壓液體，在冷卻之前可與此種蒸氣合併。所得幾乎全部冷凝的氣流可再通過一諸如膨膝：閥這類適第7頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ 裝 f請先閱讀背面之注意事項寫本頁}

i ί ϋ- I « n .1 «I 1 ·1 «I I I 線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 五、發明說明（當的膨脹裝置，被膨脹至去甲燒段器之操作整力。在膨脹過程中，一部分的液體將被蒸發而使整股氣流冷卻。快速恥脹的氣"瓦’菱成去甲烷段之上層進料氣體。典型上，膨脹氣流的蒸氣部分會在分餾塔較上層的分離段與去甲烷段器上的蒸氣合併，之後變成殘餘的甲烷氣體。或者，已冷卻且膨脹的氣流也可能進入分離段而產生蒸氣與液化的氣流。蒸氣會與塔上部的氣體合併，所得液體以上層管柱進料進入管柱中。此種分離過程的目的是希望使離開回收過程之殘餘氣體内含有進料氣體中幾乎全部的甲烷量，且根本不含任何C2成分及重碳氫物質，同時由去甲烷段底部離開的產物應含有幾乎全部的C2成分及重碳氫物質，且根本不含任何甲燒或其它揮發性較高的物質，以符合工咸規範中可容許之C〇2含量的最高值規定。本發明提供了一種新工廠設立的手段或改良現今工廠製程的手段，萨由去除設置移除C〇2的設備或減少該設備體積而能於最低投資

成本下達到分離氣體的目的。或者，本發明無論是H 新工廠或是改良現行製程的工嚴内，相較於其他製f 可自含某一特定濃度二氧化碳的進料負辦；产、甩邵液體產物中回收更多的c2成分及重碳氫物質。依據本發明，已知在維持底部液體產物> -— 切< ~虱化碳含量在某一定範圍内’並能將曱烷完全排除於殘餘氣；宗外

的情況下，有超過84%的C2物質可被回收。*衣 /，L ^ 本發明雖然可於低壓及較溫暖的溫度下應用，但是若在 bU〇到 1000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請先閱背之注意事項

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 五、發明說明（） psia或更咼壓力下，管柱上層溫度為·12〇卞或更冷溫度下來處理進料氣體的話，其效果更好。本發明使用一種改良的再沸騰程序，其係可應用於任一型式之NGL回收系統。在一典型的再沸騰鍋爐（reb〇iler〕或蒸餚管柱侧邊之再沸騰鎢爐，將管柱内整體往下流的液體流自塔中抽離並通過一熱交換器，之後再由幾乎同樣的位置回到管柱中。於此改良之再沸騰系統中，將管柱内整體往下流的液體流之一部分自塔中一較高位置抽離，亦即和其將返回管柱之位置至少相隔一個理論分離效率段（one theoretical stage)。即使液體流動速率很低，通常溫度都較低，但對促進回收或降低熱交換器大小卻很有利。已知當本發明被應用於前技分離程序中來回收ngl 時，可改善C2成分及重碳氫物質的回收效率至少丄至2 個百分比。但若是進一步降低所回收NGL產物中二氧化碳含量，則可更改善其回收效率。在一典型NGL回收廠中回收乙烷，也可造成進料氣體中至少部分二氧化碳被回收，此係因為二氧化碳的揮發性正好介於甲烷及乙烷之間的緣故。因此，隨著回收乙烷量的增加，ngl產物中二氧化碳被回收的量也會增加。藉由施用本發明之改良的再沸騰程序’本案申請人發現，相較於使用傳統再沸騰鍋爐或側邊沸騰器系統，來將管柱再滞騰以使ngl 產物中的二氧化碳含量達到欲求值，本發明可顯著的改善NGL產物中乙烷的回收效率。第9頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐）

512142 A7 五、發明說明（經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖示簡單說為了使讀者更了解本發明，古附有下列的例子與圖樣為參考資料。圖之說明如下：戸弟1圖疋如技所描綠的低p ^低/皿膨脹天然氣體回收工廠流程圖，第2圖是另—前技所描緣的低溫膨脹天然氣體回收工廠的流程圖；第3圖描繪出如何根據本發明將第工及第2圖之天炊氣體回收工廠流程改為適用本發明程序之流程圖；‘、’、第4圖猫繪出如何根據本發明將帛i及第2圖之天然氣體回收工廠流程改為適用本發明程序之另一流程圖第5圖描繪出如何根據本發明將前技之天然氣體回收工廠流程改為適用本發明程序之流程圖；第6圖系出一處理工廠所使用之本發明改良之再滞騰程序，其中該程序亦包含一溫度虹吸系統（therm〇siph〇M system)；第7圖示出處理工廠所使用之本發明改良之再沸騰程序’其中該程序亦包含一幫浦系統；第8圖承出一處理工廠所使用之本發明改良之再沸騰程序，其中該程序亦包含一幫浦系統；第9圖示出一處理工廒所使用之本發明改良之再滞騰程序’其中該程序亦包含一種分裂管柱系統（split c〇iurnn system) ° 第罐本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)AA規格（210 X 297公复） ------------ 裝 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -----訂---------線』 512142 A7 B7 分離器1 1 膨脹機制1 4 吸附管柱1 7 精餾段17b 裸露管柱1 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（在下列上述附圖之實施例中，提供了表格將各處理情況所計算出來的流速作一總結。在此所出現的附表中，為方便起見，已將流速值（每小時多少磅莫耳數）四捨五入至最接近其之整數。表中所出示的總流速包括所有非-碳氫組成物，因此一般均較碳氫組成物之流速值總和來得高。所示溫度為已四捨五入至最接近一整數值的溫度。需知在比較不同附圖流程時所做的計算，均係在基於該流程與環境間不會進行熱交換這樣的假設前提下所算出來的結果。因目前市面可買到絕緣材料的品質非常好，因此這樣的假設是相當合理的，也是熟悉技藝人士一般會採用的假設。圖號對照說明熱交換器10，12,21 膨脹閥 13，16,58,59 壓縮器15,22 分離段17a 幫浦18,20 冷卻器23 氣流 3 1，3 la，3 2,3 3,3 4,3 4a，3 5,3 5a，3 6,3 6a，3 6b， 3 7,3 7a，3 7b，3 7c，3 7e，3 7f，3 7g，3 8,3 8a，3 9,40, 41,42,43,43a,45,46,48,48b 分餾塔50,65 煙囪盤51 分散器52 封裝（或盤）53 第11頁 ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)

—-—tr---------線 I 512142 A7 五、發明說明（經濟部智慧財產局員工消費合作社印製再沸騰鍋爐57 液體吸取管線61，61a,62,62a 63 先前技藝說明參見第1圖，其係根據美 ^ ^ . 吴國發明專利4,1 57,904號所描繪出來、可自天然氣中队成分的處理工廠。因其設計係可供每天處理倩 %、万奂呎進料氣體的大型工廠使用，因此其去甲烷段（分、 1刀爾塔）係分成兩段，吸附管柱 17及裸露管柱19。在此程岸％ # 序的挺擬中，進料氣體於86Τ 及6 1 3 p s i a的壓力下以翕、、六孔成31進入工廠。如果進料氣體内含有曰讓產物*法合乎規範的硫化物，則需先以適當處理將此硫化物移除（未示出）。此外，通常會先將進料氣流乾燥以防止其在冷凍情況下出現結冰。一般係採用固體乾燥劑來達成此目的。進料氣流31可在熱交換器中與下列氣體或液體進行熱叉換而被冷卻，包括9卞下之冷卻的殘餘氣流（氣流3 7 a)、3 1 °F下之去甲烷段再沸騰鍋爐内之液體（氣流 42)、- 5 °F下之去甲烷段下方再沸騰锅爐内之液體（氣流41) 及-99 °F下之去甲烷段上方再沸騰鍋爐内之液體（氣流 40)。需知在上述各情況中的熱交換器1〇可以是多個單一熱交換器之組合，或單一可多次出入之熱交換器，或其之任何組合。（決定是否要使用超過一個熱父換器以降低氣體溫度將視許多因子，但不限於’包括進料氣體流速、熱交換器的大小、氣流溫度及其它而定。）冷部的氣第12頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注 I ϋ n n I 意事項寫本頁) ·11111--^--------- 以142 A7 ________B7_____ 五、發明說明（）流31a於-82 T及603 psia的壓力下進入分離器11中’ 讓蒸氣（氣流3 2)可與冷凝液體（氣流3 5 )分開。來自分離咨11之蒸氣（氣流32)被分成兩股氣流’刀別是氣流3 3及氣流3 4。含有整體蒸氣18 %的氣流33與分離器11中的冷凝液體合併。合併的氣流36通過熱交換器12被進一步冷卻至幾近全部凝結，該熱交換器12 係與去甲烷段上方蒸氣氣流3 7之間有熱交換關係^ -1 3 9 °F下、幾近全部冷凝之氣流3 6a再經過諸如膨脹閥13之適當膨脹裝置，被快速膨脹至分餾塔吸附管柱17之操作壓（約333 psia)。在膨脹過程中，部分氣流會被蒸發，使整體氣流溫度下降。第1圖之流程，離開膨脹閥13的膨脹氣流36b溫度達-151T，並被供應至吸附塔17上層的分離段17a中。所分離出來的液體變成精餾段17b的上層進料。（依據美國專利第4,278,457號，分離器液體（氣流35)的另一途徑（以虛線表示）是將至少一部分的液體以膨脹閥16膨脹至約3 3 3 psia將氣流35冷卻，之後再將產生之冷卻氣流35a由底部進料位置供應至吸附塔17的精餾段中或是由上層進料位置供應至裸露塔19中。）分離器11所剩餘82 %的蒸氣，之後會進入功膨脹機制14中，可由此部分的高壓進料中抽離出其中的機械能。機制14將蒸氣以等熵膨脹的方式由約603 psia膨脹至約 3 3 3 psia，以膨脹功將膨脹氣流34a的溫度降低到約-125 °F。商業上典型合適的膨脹器能有效回收理論上只在等熵膨脹狀態80-85 %的工作。回收的功通常被用來驅動離第13頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) --------^---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（心壓縮機（如項目15)，離心壓縮機可用來再壓縮，例如，殘餘氣體（氣流37c)。膨脹及部分凝結之氣流34a被當作進料在較低進料點進入蒸餾管柱中（在此例中係低於第7 個理論分離效率段）。於-127°F下，將吸附管柱17底部液體（氣流38)以幫浦 18送至裸露管柱19之上層進料位置（氣流38幻。該裸露管柱19之操作壓（343 psia)約高於吸附管柱17之操作壓。因此，此二管柱間的壓力差可作為驅動裸露管柱19上方、 •125°F蒸氣（氣流39)流至吸附管柱π底部進料位置之力量 ° 吸附塔17内之去曱烷段是一傳统的蒸餾管柱’其内含有許多垂直隔開的盤狀物，一個或多個充填好的吸附床，或一些盤狀物及填充料之組合。如—般天然氣回收工廠所見者，其吸附塔係由兩部分所組成。上半部1?a 是-個分離器’在此部分氣化的上層進料氣體會分成其相對之蒸氣與液體兩部分’其中蒸氣係由較低蒸餾或精餾段17b上升與上層進料之蒸氣部分（如果有的話）混合，形成冷殘餘氣體蒸餘4流37並由塔了員逸出。含有盤狀物或填充料、位置較低之精館& 17b _露管纟η可提供下降液體與上升蒸氣相接觸的機會。裸露管柱Μ也包含再滞騰鍋爐’其可加熱與氣化部分往管柱下層流動的液體以提供往上流動之純化蒸氣。液化產物於43T下由塔底離開’典型底部液化產物第14頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) 訂：

512142 A7 I B7 五、發明說明（其甲烷與乙烷的比例是0.023 7 : 1，並被幫浦20壓縮至約5 50 psia(氣流43a)。（幫浦之釋放壓力通常視液化產物之最終目的地而定，一般來說，該液化產物係流至儲存位置’且該幫浦之壓力係被設定在可防止當氣流4 3 a被暖化至室溫時出現蒸發現象。）殘餘氣流藉由下列在熱交換器逆流到一部分進料氣體中（氣流37):包括⑷熱交換器12，在此被加熱到_99°F (氣流37a) ; (b)熱交換器10，在此被加熱到79T (氣流37b); 及（c)熱交換器21，在此被加熱到ιι〇Τ (氣流37c)。之後此殘餘氣流再於兩階段中被再壓縮。第一階段是由膨脹機制14所驅動的壓縮器15，第二階段則是由補充動力來源所驅動的壓縮器22。當氣碑37e經冷卻器23冷卻至115 °F ’並經熱交換器21冷卻g 86卞後，殘餘氣體產物（氣流37g)會以流至631 psia的壓力下流至銷售瓦斯氣體管路中’該壓力係足夠達到管;線規範中的規格要求（通常僅會對氣體流入壓力定出要求）。第1圖過程之氣流流動速率與能量耗損之摘要進一步地呈現在下列表格中： (請先閱讀背面之注意事項^^寫本頁) II ; 裝-----: 訂---------：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第15頁本紙張尺厪過用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512142 A7 B7 五、發明說明（氣流 31 32 35 33 34 38 39 40 37 43 甲烷 121383 118997 2386 22015 96982 11021 10916 6568 121278 105 表I (第1圖）氣體流速摘要-(磅•莫耳/小時）乙烷 \丙燒丁燒+二氧化碳總計 5218 S 1384 619 1054 131766 4514 704 835 3679 4734 304 6227 788 4430 1384 817 567 151 666 1353 12 1444 43 1341 147 472 27 120 616 1 625 4 615 990 127561 64 4205 183 23599 807 103962 462 18222 90 11359 891 15755 682 124903 372 6863 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) »!裝寫太訂---------. 回收率經濟部智慧財產局員工消費合作社印製馬力乙烷丙燒丁燒+ 殘餘壓縮力 84.89% 96.90% 99.3 3% 44,408 *(基於未四捨五入之氣流速率所作的計算）第16頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 :公釐） 512142 A7 " B7 \ 五、發明說明（）如表I所示，第1圖之先前技藝係使用殘餘壓縮馬力 (最大值為45,000馬力）來達成約84.89%的乙烷回收率。但是，其乙烷產物（將底部液化產物分餾’以便將C2及較輕成分自C3及重碳氫成分中分開時，所得之甲烷、乙烷、及二氧化碳氣流）中的二氧化碳莫耳百分率為7.59%，其係遠大於工廠安全規範所要求的二氧化碳莫耳百分率最大值6 %。因此，這類工廠會需要額外的處理系統設計，以便自碳氫化物中將二氧化破移除，才能產生可銷售的液體產品。可移除二氧化碳的地方很多（例如進料氣體、總液體產物、分館後的乙燒產物等均可被加以處理來移除一氧化碳），但無論選在何時來進行處理，除了增加工廠的投資成本外（因安裝處理系統所需花費所致），也會增加工廠的操作成本（因處理i統所需消耗的能源及化學物品所致）。乂 € _ , I. 讓乙燒產物中的二氧化參含量符合規定的方法之一是 \ 藉由操作去甲烷段將二氧州碳自底部液體產物中抽離，方法是在管柱中加入更多的再沸騰鍋爐，例如加入側邊再沸騰鍋爐和/或底部再沸騰鍋爐。第2圖代表可供第工圖程序使用的這類另一種操作選擇程序。第2圖之操作程序曾被應用在與第1圖所述相同的進料組成物及狀況中。但是，在第2圖之模擬程序中，已調整其操作條件以便控制裸露管柱19之底部溫度，以使乙烷產物中的二氧化碳含量能符合規定。第Π頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）在此模擬程序中，一如第1圖之模擬程序，需選擇操作條件使其儘可能在不超過殘餘氣體壓縮馬力了，仍能維持較高的乙烷回收量。讓進料氣流31與熱交換器10 中-96°F之冷卻的殘餘氣體（氣流37a)、去甲烷段再沸騰鍋，爐中50°F之;^體（氣流42) >去甲烷段下側再沸騰鍋爐中 38°F之液體（氣流41)、及_甲烷段上側再沸騰鍋爐中-32 °F之液體（氣流40)進行熱交_而被冷卻。冷卻的氣流31a 進入-72°F、600 psia之分_器11中，將蒸氣與冷凝的液體（氣流35)分開。將來自分離器11之蒸氣（氣流32)分成兩股氣流，分別是氣流33及氣流34。氣流33含有總蒸氣約17%之氣體，係與來自分離器11之冷凝液體合併。合併的氣流36 通過與去甲烷段上層蒸氣氣流37成熱交換關係的熱交換器12而被冷卻至幾近全部凝結。之後，將-132°F幾近全部凝結的冷凝氣流36a經膨脹閥13快速膨脹。隨著氣流被膨脹至吸附管柱17之操作壓力（326 psia)，其也被進一步冷卻至約-152°F (氣流36b)。將膨脹的氣流36b供作蒸餾塔的上層進料。來自分離器11剩餘83 %的蒸氣進入功膨脹機制14，以便自此高壓進料中抽出其機械能。機制14將蒸氣以幾成等熵形式由600 psia膨脹至吸附管柱17之操作壓力（約 326 psia)，同時功膨脹可將膨脹氣流34a的溫度冷卻到約 -118°F。此膨脹且部分冷凝的氣流34a係由蒸餾塔中較低第18頁 (請先閱讀背面之注意· 事項寫本頁) 裝 ' J I I « — —— — — — — I- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512142 A7 B7 五、發明說明（）的進料位置進入塔内。以幫浦18將吸附管柱17底部-12〇T之液體（氣流38) 抽至裸露管柱19上方的進料位置（氣流38a)。該裸露管柱19的操作壓力（336 psia)較吸附管柱17的操作壓稍微高一些，因此此兩管柱間的壓力差可驅動裸露管柱19上方-118°F的蒸氣（氣流39)源源流向吸附管柱17的底部進料位置。液體產物（氣流43)於56°F下由塔19底部流出。以幫浦20將此氣流壓縮至約550 psia。殘餘氣流（氣流37)逆流通過進來的進料氣體：（aj在熱交換器12中被加熱至-96 下（氣流37a) ;(b)在熱交挺器10中被加熱至7〇°F (氣流 37b);及（c)在熱交換器21沖被加熱至l〇l°F (氣流37〇。之後分兩階段將殘餘氣流壓縮，由膨脹機制14所驅動的壓縮器15及由辅助動所驅動的壓縮器22。在氣流 } 37e被冷卻器23冷卻至115下（氣流37f)及熱交換器21冷卻至86T後，該殘餘氣體產物（氣流37g)即可以631 psia 的壓力流入銷售管線中。 -----------tf裝------^丨-訂---------線·！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製進要摘之損耗量能與率 ii 流流：氣中之格程表過列圖下 2在現呈地第步 ___ 第19頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 512142 A7 B7 五、發明說明（表II (第2圖）氣體流速摘要·（磅•莫耳/小時）氣流 31 32 35 33 34 38 39 40 37 43 甲烷 121383 120263 1120 20745 99518 6842 6839 1886 121380 3 乙燒 5218 4857 361 838 4019 3841 244 6572 1621 3579 丙燒 1384 1037 347 179 858 1349 12 1588 47 1337 丁烷+ 二氧化碳總計 619 1054 131766 233 386 40 193 615 1 645 5 614 1023 129517 31 2249 176 22342 847 107175 284 12953 56 7174 1377 12248 826 125987 228 5779 回收率乙烷 68.94% < 裝------^--訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製馬力丙燒丁烷+ 殘餘壓縮力 9 6.61% 99.25% 44,641 *(基於未四捨五入之氣流速率所作的計算）第20頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

罘2 _乙p + 、元產物中的二氧仆讲其係合乎工虱化反莫耳百分率為5.95%，敬安全規範所要灰的-备> _ 大值6%。但β泰、专木的一虱化碳莫耳百分率最毛-—— 而知’底部產物中甲烷與乙烷的莫耳數比為 0.0008 : t相較於可容許的比例0.G237 : 1來說 # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製結果顯示欵達到&、。|y·4 υ·υ237 : 1來說，此含量控制在這樣的比例需將液體產物巾的：氧化碳顯示第2;定值下。比較表I與表Π中的回收結進-步降低低產物中的二氧化碳含量，率由84.8”。降低：。弟2圖程序可將乙燒回收 * 68·94%，丙烷回收率由96.90%降低至 yb.bi/ί)，而丁 — 、元回收率則由99.33%降低至99 25%。相較於第Ί _、、、、圖 < 程序，造成第2圖程序中可自裸露管柱19底部㈤必、、赛成姐較少的因素有兩種。第一，當裸露管柱19底部的电、上 # 概度被由罘1圖中的43下提高至第2圖中的5 6 F時，營拉击> 中母一點的溫^度將會隨著第1圖程序中的相對數值而增加。此會降β冷卻所需#，因此可將塔中 _ u (氣流4 0、41及4由供給熱交換器1 〇中的進料氣 to 、’"果，造成進入分離器11之冷卻的進料氣體溫度會較溫暖（相較於第1圖程序中的-82°F，第2圖程序為 F )’此會造成吸附管柱17所能留住的乙烷量較低，此可由氣流38中的乙烷含量看出（相較於第1圖程序中473< 磅•莫耳/小時，第2圖程序是3841磅•莫耳/小時）。第二，裸露管柱19中較高的溫度也會使吸附管柱17的溫度升高’造成進入裸露管柱19中的甲烷液體量降低（相幹第1圖程序中H021碎•莫耳/小時，第2圖程序是6以第21頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝------r--訂---------丨- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 B7

五、發明說明（）磅•莫耳/小時）。當此甲烷液體隨後被附加在裸露管柱Μ 側邊之再沸騰鍋爐及主要再沸騰鍋爐蒸發後，此：4 T燒蒸氣可幫助往下流入管柱的液體進一步去除其中所* 一 1 ό的二氧化碳。因第2圖中能用來去除二氧化碳的曱泸尸疋秦氣較少，因此需將液體中更多的乙烷揮發出來充作可去氧化碳的蒸氣來使用。由於二氧化碳及乙烷的相對揮發 5，性很類似，且相較於甲烷蒸氣，該乙烷蒸氣去昤—好、 —^氧化碳的效果較差，因此進一步降低管柱的效率。發明詳述實施例1 Φ 第3圖是本發明回收過程之流程圖。第3圖中回收過程之進料氣體組成物及條件如第1圖所述。因此，_ 〇弟 3 圖之處理程序可與第1圖的回收過程相比，以顯示出本發明的優點。如同第3圖所擬繪的回收過程，進料氣體於86°F和613 psia下以進料氣流31進入。該進料氣流31與熱交換器1〇中-99T之冷卻的殘餘氣體（氣流37a)、去甲烷段再；弗騰鋼爐中30°F之液體（氣流42)、去甲烷段側邊再沸騰鍋爐中_ 4°F之液體（氣流41)、及吸附管柱底部-128°F之部分液體 (氣流45)進行熱交換而被冷卻。冷卻的氣流31a進入-84 °F、603 psia之分離器11中，將蒸氣（氣流32)與冷凝的 * 第22頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297分釐）

512142 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）液體（氣流35)分開。將來自分離器11之蒸氣（氣流32)分成雨股氣流，分別是氣流3 3及氣流3 4。含有總蒸氣約19 %之氣流3 3，係與來自分離器11之冷凝液體（氣流35)合併成氣流36。此合併的氣流36通過與冷卻的殘餘氣流37成熱交換關係的熱交換器12而被冷卻至，138下。之後，將幾近全部 ^ 凝結的冷凝氣流36a經諸如膨脹閥13這類適當的膨脹裝置，快速膨脹至吸附管柱17之操作壓力（332 psia)。在此膨脹過程中，部分氣體會被蒸發，導致總體氣流被進一步冷卻。在第3圖所示的裎序中，離開膨脹閥13之膨脹氣流36b的溫度將到達約·151卞，並被供作吸附管柱17 的上層進料。氣流36b的蒸氣（如果有的話）將與由管柱上層分館段的上升蒸氣合併形成蒸餘氣流37,此氣流可自塔上方抽離。回到第二股氣流34’其係來自分離器n所剩餘之81〇/〇的蒸氣，其可進入功膨脹機制玉4,以便自此高壓進料中抽出其中所含的機械能。機制 ★ — 戍制14將蒸氣以幾成等熵形式由603 psia膨脹至約332 psia，同時功耗可將膨脈氣流 34a的溫度冷卻到約-127Τ。之後，此膨腺且部分冷凝的氣流34a係由蒸餾塔中較低的進料位置進入吸附管柱17 内。或是如虛線所示，可將來自分離器u之冷凝液體（氣流35)經過諸如膨脹閥16這類適當的膨脹裝置，快速膨第23頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) I· r·裝訂---------， 512142 A7

五、發明說明（）脹至吸附管柱17之操作厭壓力（332 psia)，將氣流35 。產生氣流 35a。離問嫩眼 y 巧16之膨脹氣流35b可由吸附管柱17較低的進料朽罢、在' · 置進入’或是由裸露管柱19較上方的進料位置進入管柱中。以幫浦18將吸附營飪。 w &枉17辰邵-128°F之液體（氣流38 壓縮至較高壓力(氣& 38a)並分成兩部分。讓含有總液體約55%( —邵分（氣流44)由裸露管柱19較上方的進料位置進入&柱中忒裸露管柱19的操作壓力(342 口仏)較吸附管柱17的操作壓稍微高一些，因此此兩管柱間的壓力差可驅動裸露管柱卜女。、、艮往丄y上万423 F的蒸氣（氣流39)源源流向吸附管柱17的底部進料位置。將含有總液體約45%之另一部分（氣流45)導至熱交換态10，在此其可被加熱至-2〇卞並被部分蒸發，因此可作為°卩分把冷卻進料氣體之氣流。之後由中央進料位置將已加熱的氣流45a送到裸露管柱19中，與上方進料位置不同’氣流44係由該上方:進料位置進入管柱至少一個理論分離效段。在此，部分蒸發的氣流流至管柱中的相同位置’該位置係於第1圖中充作上方側邊再滞騰鏑爐氣流折回來的位置（裸露管柱中第8個理論分離效段），其係相當於第7個理論分離效段，並低於該分餾系統中液體的抽離位置（氣流44進入裸露管柱19之上方進料位置）。液體產物（氣流43)於42°F下由塔19底部流出。以繁虑20將此氣流壓縮至約550 psia(氣流43a)。殘餘氣流（氣第24頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項$寫本頁) --------訂------I--^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 ______B7 _ 五、發明說明（）流37)逆流通過進來的進料氣體：（a)在熱交換器ι2中被加熱至-99°F (氣流37a) ; (b)在熱交換器1〇中被加熱至go °F (氣流37b);及（c)在熱交換器21中被加熱至ι〇5Τ (氣流37c)。之後分兩階段將殘餘氣流再_壓縮，由膨脹機制 14所驅動的壓縮器15及由辅助動力所驅動的壓縮器22。在氣流37e被冷卻器23冷卻至115下（氣流37f)及熱交換器21冷卻至86°F後，該殘餘氣體產物（氣流37g)即可以631 psia的壓力流入銷售管線中。第3圖過程之氣流流動速率與能量耗損之摘要進一步地呈現在下列表格中：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第25頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512142 A7 B7 五、發明說明（表III (第3圖）氣體流速摘要_ (石旁•莫耳/小時）氣流 31 32 35 33 34 38 44 45 39 37 43 甲烷 121383 118649 2689 22552 96142 11906 6548 5358 11800 121277 106 乙烷 5218 4440 778 844 3596 4855 2670 2185 362 725 4493 丙烷 1384 779 605 148 631 1357 746 611 13 40 1344 丁二乳化碳^ 總計 619 1054 131766 136 483 26 110 616 339 277 1 4 615 982 127126 72 4640 187 24154 795 102972 557 19330 306 10632 251 8698 156 12370 653 124806 401 6960 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 —訂---------^9— 回收率乙烷 86.12% 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製馬力丙燒丁烷+ 殘餘壓縮力 97.10% 99.41% 44,413 * (基於未四捨五入之氣流速率所作的計算）第26頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512142 A7 五、發明說明（比較表I與表ΠΙ，相布目較於前技，本發明可將乙烷的回收率由84·89%提高至 a «6·12%，丙烷的回收率由96.9% 提南至 9 7 · 1 〇 %，而丁檢况的回收率則可由99.33%提高至 99.41%。進一步比較表]命全 1與表ΙΠ，可知此較佳的回收率係在較低的馬力下達成的。藉由使用改良之再沸騰鍋爐，流至熱交換器10之管柱内欣體（氣流45)的溫度，係較第i圖程序中相對應之氣流4〇的溫度來得低。如此可增加氣流來冷卻進入的氣體，依此程序該液體不僅可達成更多功能，且其溫度相較於使用傳統再滞騰鍋爐所能提供液體之溫度來得更低。如此可以第；L圖程序中相同的殘餘氣體馬力來達到第3圖分離程序巾C2 +物質及重碳氫成分較高的回收率。實施例2 對於液體產物中二氧化碳含量為所關注焦點的例子而言（例如第2圖前技中，客戶較嚴格的產品要求時），相較於第2圖前技的程序，本發明所能提供的回收率及效率明顯地均較優異。可改變第3圖中的程序操作條件1降低液體產物中的二氧化碳含量’如第4圖所 _ 弟 4圖所示之進料氣體組成及條件的考量與第1及第入中Z _相同。因此，可將第4圖的程序與第i及第2圖中的裎 J r土厅相比，來顯示本發a月的優點。第27頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------.--訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 B7 - —— -—一五、發明說明（）在第4圖中擬繪的回收過程中，進入氣體的冷卻及分離私序與弟3圖所用程序類似。主要的差里在於已調敎工废的控制條件’以增加吸附管柱17底部，經熱交換器 10加熱、並於管柱中央進料位置被供至裸露管柱19之液體比例（氣流4 5)。工庭的控制條件也被調整成可稍微提南裸露管柱19底部溫度（由第3圖的42 °F調高至第4圖的45°F )’以維持底部產物之甲烷對乙烷莫耳百分比比例能在法定要求的0.0237 : 1之範圍内。所增加進入裸露管柱19之加熱氣流45a的量及較高的底部溫度，兩者均可提咼管柱内去除二氧化碳的效率，相較於第3圖，可使第4圖中吸附管柱17及裸露管柱19中的溫度變得較高，其淨效果即為可降低離開裸露管柱19之液體產物（即氣流43)内的二氧化碳含量。較溫暖的管柱溫度也導致可應用於管柱進料氣體之^ 卻效果稍微下降。特別是，此需稍微降低經膨脹閥被導至熱交換器12之分離器進料氣體（氣流32)的比例，因此降低了由上層進料位置進入吸附管柱17之氣泳、量。 ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第要摘的與率 ii 動流：流中氣格中表程列過下收在回現於呈對地中步圖一 4進損耗的量 {請先閱讀背面之注意事本頁} 裝 ϋ H 11 n I ϋ ·ϋ ·ϋ n I ϋ 4 .線頁 8 2 第本紙張尺度適用中國國冢標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 512142 A7 B7 五、發明說明（氣流 31 32 35 33 34 38 44 45 39 37 43 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表IV (第4圖）氣體流速摘要-(磅·. 莫耳/小時）甲烷乙烷丙燒丁火克+ 二氧化碳總計 121383 5218 1384 619 1054 131766 118612 4421 770 133 980 127009 2771 797 614 486 74 4757 21943 818 143 25 181 23497 96669 3603 627 108 799 103512 11442 4976 1362 616 616 19052 5721 2488 681 308 308 9527 5721 2488 681 308 308 9527 11337 561 21 1 338 12297 121278 803 43 4 776 125011 105 4415 1341 615 278 6755 率* 乙烷 8 4.61% 丙烷 96.96% 丁燒+ 99.39% 馬力殘餘壓縮力 44,573 (基於未四捨五入之氣流速率所作的計算）第29頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) I!裝訂---------

512142 A7 B7 五、發明說明（經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第4圖程序中乙燒產物的二氧化碳莫耳百分比含量是 5.8 ’遠低於客戶所要求的規格。比較表I與表iv中的回收率’顯示本發明可達成所要求的二氧化碳含量，同時仍維持與第1圖幾乎相同的液體回收效率。雖然乙烷的回收率由84.89%稍微降低至84.61%，而丙烷及丁烷的回收率則稍微提高了，分別由96 9%上升至96.96%，及由 99.33%提高至99.39%。進一步比較表j與表IV，顯示可以幾乎相同的馬力來維持產率。比較表II與表IV之回收率，顯示如果限制本發明液態產物的二氧化碳含量的話，則可獲致較第2圖更高的液體回收效率。與第2圖相較，第4圖的方法可將乙烷回收率由68.94%提高至84.61%，幾乎高了 15.7%。丙烷及丁燒的回收率也高了一些，分別由96.91 %及99.25%提咼至9 6.9 6 %及9 9 · 3 9 %。進一步比較η與表iv之結果顯示較高的回收率並非僅僅只因馬力提高之故。相反的，如實施例2所示之本發明方法，不僅乙烷、丙烷及丁烷的回收率較使用前技方法所得之回收率來得高，其液體回收效率也大幅增加了 23 % (以每單位馬力所回收之乙烷量而言）。如第3圖之方法，在第4圖實施例中所看到的顯著優點，是因為改良的再沸騰鍋爐法提供了溫度較低的管柱液體，供冷卻進料氣流之故。讓更多的冷卻效果能用於流入的氣流上，不僅可讓液體具有更多功效，同時還能第30頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請先閱讀背面之注意事項 Ψ% 裝頁 I L訂線 512142 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（）在較低的溫度下完成。同日寺，可讓更多的甲烷被引入裸露管柱19下方。（需知第4圖中的氣流45含5 721磅·莫耳/小時之甲燒，並被引入裸露管柱19之第8理論效段；至於第2圖中的氣流45則只含1886 坡，而且其係被引入裸露管柱19之頂端）莫由耳第\#圖中本發明所提供之額外的甲燒量可幫助去除往下流入裸露管柱之液體内的二氧化碳。NGL產物中的二氧化碳量可藉由控制收回的液體量來加以調整，並將此收回的液體餵入改良之再滞騰鍋爐系統内，而非裸露管柱以之頂端。其它實施例第5圖示出可將美國專利第5,568,737號之方法及設備改良以配合本發明天然氣處理工廢之流程圖。第6、7、 8及9圖則示出實施此納入改良之再沸騰鍋爐程序的其他方法。第6圖示出一典型之熱虹吸式應用，其中該由分餾塔50流至再沸騰鍋爐之部分液體可經由液體吸取管線 61中的閥5 8來控制。未自管柱中抽離的液體則由煙囪盤 51溢流至下面封裝部（或盤）53中的分散器52内。管線61a 中來自再沸騰鍋爐57之加熱氣流會由低處回到分餾塔50 内’該分館塔中含有可適當分散進料的機制，例如煙囪盤54及分散器55，可將已加熱氣流與由封裝部53往下流之液體混合後，將混合物供至封裝部（或盤）56中。第7 及8圖則示出另一典型的壓縮改良，其係藉液體吸取管第31頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）一 ""~" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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512142 A7 B7 五、發明說明（）依據本發明，有許多方法可將去甲烷段中的進料氣流冷卻。在第3及4圖方法中，氣流3 6係以去甲燒段上層蒸氣3 7冷凝至幾近凝結’而去甲規段液體（氣流4 5、41 及42)則是只用來作冷卻氣流之用。在第5圖中，高壓殘餘進料氣流48也被部分的蒸館管上廣蒸氣（氣流46及37) 冷凝至幾近凝結，而去甲烷段内液體（氣流40及42)則是只用來作冷卻氣流之用。但是，而去甲垸段内液體亦可作為第3至5圖和/或第5圖中除氣流48以外或其他冷卻氣流之部分或全部冷卻及幾近凝結的氣流。再者，亦可使用溫度較進料氣流低之任一氣流。例如，可由去甲垸段内側邊抽離部分蒸氣供冷卻用。其他來源包括，但不僅限於快速高壓分離器中的液體及機械性冷凍系統。冷卻來源的選擇視許多因素而定，包括，但不僅限於進料氣體組成分及狀況、工廢大小、熱交換器大小、冷卻來源物的溫度等。習知技藝人士應能理解，可使用任何上述冷卻源或冷卻方法的組合，來達成本發明欲求的進料氣流溫度。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製依據本發明’可使用外在冷凍方法來補充其它處理過程之進料氣體本身的冷卻效果，特別是當進料氣體所含物質較實施例1及2之氣體來得更豐富時。使用及分配去甲燒液體以進行熱交換程序，以及用於進料氣體降溫之熱交換器之特定排列’及為進行特定熱交換服務之氣流的挑選，均需經過詳細評彳估。第33頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A7 B7 五、發明說明（）第3圖之高壓液體（氣流35)無需全部與來自分離器11 且會流至熱交換器12之部分蒸氣（氣流33)合併。或者，可將此液體流（或其部分）經諸如膨脹閥16這類適當的膨脹機制膨脹，並供至蒸餾管柱（第3及4圖中的吸附管柱 17或裸露管柱19，第5圖之分餾管柱17)之中央進料位置。也可在膨脹步驟前或後，並在其流入去甲烷段前，將此液體流用來冷卻其他流入之氣流或進行其他的熱交換服務。須知在回收過程中每一分流入進料氣體的相對量視許多因素而定，包括氣體壓力、進料氣體的組成、能很經濟的自進料氣體中抽出的熱量、以及可供使用的馬力。上層有較多的進料氣體可以增加回收量，但同時卻會降低自膨脹器回收的能量，因此會增加壓縮馬力的需求。雖然增加管柱較低處之進料氣體量，可降低馬力的耗損，但也可能降低回收成效。在前面第3與4圖之管柱中央進料入口為所述回收操作過程中較佳之進料口。然而管柱中央進料口的相對位置，可視進入氣流的成分或其它因素而有許多變化，例如欲求之回收程度及在進料氣體冷卻過程中形成之液體量。再者，可將二或多種氣流、或其之部分合併，視各氣流之相對溫度及量而定，之後將合併後的氣流由管柱中央進料口送入管柱内。第3及4 圖所示為組成分及壓力之較佳實施例。雖然，各氣流均由特定膨脹裝置進行膨脹，但亦可選擇其他適當方式進行膨脹。例如，可確保能將進料氣流中幾近冷凝部分（第第34頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1---訂---------線· 512142 A7 B7 五、發明說明（） 3至5圖中的氣流36a)或幾近冷凝之循環氣流（第5圖之氣流48b)膨脹的條件狀況。第3及4圖示出一種因工廠體積之故，而由兩部分建構而成的分餾塔。至於要將分餾塔設置成單一容器（如第 5圖之17)或多個容器，端視許多因素而定，例如，工廠體積、與製造設備間的距離等。雖然以上敘述了本發明認為較佳的具體實施例，但是本領域中熟知技藝的人士應知在不丨孛離以下申請專利範圍所定義之本發明之精神範疇下，可由此作許多更好或進一步的改良，亦即，使本發明能適用於各種情況，進料氣體種類或其它的需求。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第35頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

申請專經濟部智慧財產局員工消費合作社印製種了分離氣體之、物質、C3物質 4方法，其減内含甲境' c2 體部分與相對揮發2物…體，…發性氣體部分支要彳乂低之氣體部分，该揮發性氣 > # 斤、、且成，而該相對揮發性較低體部分係厶有 - Μ丄、〇此C2物質、C3物質及重碳氫物質的大邵分，在此方法中：此氣流是經诉_ 一或多個熱交換步騾處理 I J個分裂步騾中可產生至少一種第一進料氣",b及至少-種第二進料氣流，該至少-種第進料氣流係在壓力下被冷卻至幾近全部凝結，而該至今—# > _ _ 、 ^ y 種第二進料氣流則是在壓力下被冷卻；近全邵凝結之第一進料氣流係被膨脹至低壓而被進一步冷卻，之後並將其由上方進料位置供應至分餘塔中； 4冷卻的第二氣流係被膨脹至低壓，之後並將其由管柱中央進料位置供應至分餾塔中；且該冷卻膨脹的第一進料氣流及該膨脹的第二進料氣流係在該低壓下被分餾，並藉以回收該相對揮發性較低之氣體部分所進行之改良，其中： (a) (b) (c) (d) 第36頁本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐），且在經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 M2142 A8 B8 C8 _______D8 六、申請專利範圍 (1) 胃 > 餘塔抽離出一液態的蒸餾氣流並加熱暖化； (2) 讓上、十、< 暖化的蒸餾氣流由該分餾塔的較低位置回到分餘塔中，該較低位置係與該抽離位置至少相個運論分離效段（one theoretical stage);且 (3) 泛進料氣體進入分餾塔管柱中的量與溫度，係能有 ^^維 Xi 待分餚塔上邵的溫度，在足以回收相對揮發性較低部分氣體其主要組成物之溫度。 2·——種可分離氣體之改良方法，其係將内含甲烷、C2物質、cs物質及重碳氫物質之氣體，分為揮發性氣體部分與相對揮發性較低之氣體部分，該揮發性氣體部分王要係由甲烷所組成，而該相對揮發性較低之氣體部分係含有此G物質、C3物質及重碳氫物質的大部分，在此方法中： U)該揮發性氣體部分係被再壓縮，並抽出其中一部分形成一再壓縮的第一進料氣流； (b) 該再壓縮的第一進料氣流係在壓力下被冷卻至幾近全部凝結； (c) 將該幾近全部凝結的第一進料氣流膨脹至低壓以進一步冷卻，之後並將其由管柱上方進料位置供應至分餾塔中；第37頁本紙張:適用中國國家標率（CNS )八4祕（210X297公慶）" '--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

512142 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (d) 該氣流係經過一或多個熱交換處理步驟處理，以產生至少一種第二氣流，該第二氣流係在壓力下被冷卻； (e) 將該冷卻膨脹的第二進料氣流膨脹至低壓，之後並將其由管柱中央進料位置供應至分餾塔中；且 (f) 該冷卻膨脹的第一進料氣流及該冷卻膨脹的第二進料氣流，係在低壓下被分餾，並藉以回收該相對揮發性較低之氣體部分；所進行之改良，其中： (1) 自分餾塔抽離出一液態的蒸餾氣流並加熱暖化； (2) 讓上述暖化的蒸餾氣流由該分餾塔的較低位置回到分餾塔中，該較低位置係與該抽離位置至少相差一個理論分離效段（one theoretical stage);且 (3) 該進料氣體進入分餾塔管柱中的量與溫度，係能有效維持分餾塔上部的溫度，在足以回收相對揮發性較低部分氣體其主要組成物之溫度。 3.如申請專利範圍第1或2項所述之改良方法，其中該液態蒸餾氣流在被從該分餾塔中抽離後係經幫浦壓縮。第38頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X：297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512142 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4. 如申請專利範圍第3項所述之改良方法，其中： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (a) 該被壓縮的液體蒸餾氣流係被分裂成至少一第一氣體部分及至少一第二氣體部分； (b) 該第一氣體部分係被加熱暖化；且 (c) 該被加熱暖化之第一氣體部分係由該分餾塔的較低位置回到分餾塔中，該較低位置係與該抽離位置至少相差一個理論分離效段（one theoretical stage) 〇 5. 如申請專利範圍第1或2項所述之改良方法，其中該液體蒸餾氣流係被導至與至少一部分該氣體流或該進料氣流進行熱交換，讓這些氣流冷卻並藉此加熱該液體蒸餾氣流。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第3項所述之改良方法，其中該被幫浦壓縮之液體蒸餾氣流係被導至與至少一部分該氣體流或該進料氣流進行熱交換，讓這些氣流冷卻並藉此加熱該被幫浦壓縮之液體蒸餾氣流。第39頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 512142 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第4項所述之改良方法，其中該第一氣體部分係被導至與至少一部分該氣體流或該進料氣流進行熱交換，讓這些氣流冷卻並藉此加熱該第一氣體部分。 .’ 8. 如申請專利範圍第1或2項所述之改良方法，其中該被加熱暖化之蒸餾氣流的量與溫度及供至該分餾塔管柱之熱量，係能有效維持該分館塔底部的溫度，在足以降低該相對揮發性較低部分氣體内所含二氧化碳量之溫度。 9. 如申請專利範圍第3項所述之改良方法，其中該被加熱暖化之蒸餾氣流的量與溫度及供至該分餾塔管柱之熱量，係能有效維持該分餾塔底部的溫度，在足以降低該相對揮發性較低部分氣體内所含二氧化碳量之溫度。 10. 如申請專利範圍第4項所述之改良方法，其中該被加熱暖化之第一氣體部分的量與溫度及供至該分餾塔管柱之熱量，係能有效維持該分餾塔底部的溫度，在足以降低該相對揮發性較低部分氣體内所含二氧化碳量第40頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T 經濟部智慧財產局員工消費洽作社印製 512142 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍之溫度。 11. 如申請專利範圍第5項所述之改良方法，其中該被加熱暖化之蒸餾氣流的量與溫度及供至該分餾塔管柱之熱量，係能有效維持該分餾塔底部的溫度，在足以降低該相對揮發性較低部分氣體内所含二氧化碳量之溫度。 12. 如申請專利範圍第6項所述之改良方法，其中該被加熱暖化之蒸餾氣流的量與溫度及供至該分餾塔管柱之熱量，係能有效維持該分餾塔底部的溫度，在足以降低該相對揮發性較低部分氣體内所含二氧化碳量之溫度。 13. 如申請專利範圍第7項所述之改良方法，其中該被加熱暖化之第一氣體部分的量與溫度及供至該分餾塔管柱之熱量，係能有效維持該分餾塔底部的溫度，在足以降低該相對揮發性較低部分氣體内所含二氧化碳量之溫度。第41頁本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製