碳氢化合物气体处理.pdf

本发明公开一种从碳氢化合物气流中回收乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和重碳氢化合物成分的方法。冷却所述流并分开为第一流和第二流。进一步冷却第一流以将其全部实质上冷凝，并且之后膨胀到分馏塔压力，加热，并在中间塔上部进料位置供应给分馏塔。将第二流膨胀到塔压力，然后在中间塔进料位置供应给塔。从塔的高于第二流的进料点抽出蒸馏蒸汽流，且然后引导到与所述膨胀冷却的第一流和所述塔顶蒸汽流有关联的热交换，以冷却所述蒸馏蒸汽流并冷凝其至少一部分，而形成冷凝流。

1.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的
气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3成
分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相对
较少挥发性分馏物的方法，其中所述方法：
(a)在压力下冷却所述气流以提供冷却流；
(b)膨胀所述冷却流到较低压力，借以将其进一步冷却；和
(c)引导所述进一步冷却流到蒸馏塔并在所述较低压力下分馏，借
以回收所述相对较少挥发性分馏物的成分；
其中改进在于冷却后将所述冷却流分开为第一流和第二流；和
(1)冷却所述第一流以将其全部实质上冷凝，并且之后膨胀到所
述较低压力，借以将其进一步冷却；
(2)加热所述膨胀冷却的第一流，并且之后供应给所述蒸馏塔的
中间塔上部进料位置；
(3)将所述第二流膨胀到所述较低压力并供应给所述蒸馏塔的低
于所述中间塔上部进料位置的中间塔进料位置；
(4)从所述蒸馏塔的上部区域抽出顶部蒸汽流并加热，之后排出
所述已加热的顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分
馏物；
(5)从所述蒸馏塔低于所述中间塔上部进料位置且高于所述中间
塔进料位置的区域抽出蒸馏蒸汽流，并引导到与所述膨胀冷却的第一
流和所述顶部蒸汽流有关联的热交换，借此充分冷却所述蒸馏蒸汽流
以冷凝其至少一部分，并借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，借此供应
步骤(2)和(4)的加热的至少一部分；
(6)供应所述冷凝流的至少一部分至所述蒸馏塔的顶部进料位
置；和
(7)所述进料流至所述蒸馏塔的量和温度有效维持所述蒸馏塔的
顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性分馏物中的大部分
成分。
2.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的
气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3成
分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相对
较少挥发性分馏物的方法，其中所述方法：
(a)在压力下冷却所述气流以提供冷却流；
(b)膨胀所述冷却流到较低压力，借以将其进一步冷却；和
(c)引导所述进一步冷却流到蒸馏塔并在所述较低压力下分馏，借
以回收所述相对较少挥发性分馏物的成分；
其中改进在于充分冷却所述气流以将其部分冷凝；和
(1)分离所述部分冷凝的气流，借此提供蒸汽流和至少一种液体
流；
(2)之后将所述蒸汽流分开为第一流和第二流；
(3)冷却所述第一流以将其全部实质上冷凝，并且之后膨胀到所
述较低压力，借以将其进一步冷却；
(4)加热所述膨胀冷却的第一流，并且之后供应给所述蒸馏塔的
中间塔上部进料位置；
(5)将所述第二流膨胀到所述较低压力并供应给所述蒸馏塔的低
于所述中间塔上部进料位置的中间塔进料位置；
(6)将所述至少一种液体流的至少一部分膨胀到所述较低压力，
并供应给所述蒸馏塔的低于所述中间塔进料位置的中间塔下部进料
位置其；
(7)从所述蒸馏塔的上部区域抽出顶部蒸汽流并加热，之后排出
所述已加热的顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分
馏物；
(8)从所述蒸馏塔低于所述中间塔上部进料位置且高于所述中间
塔进料位置的区域抽出蒸馏蒸汽流，并引导到与所述膨胀冷却的第一
流和所述顶部蒸汽流有关联的热交换，借此充分冷却所述蒸馏蒸汽流
以冷凝其至少一部分，并借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，借此供应
步骤(4)和(7)的加热的至少一部分；
(9)供应所述冷凝流的至少一部分至所述蒸馏塔的顶部进料位
置；和
(10)所述进料流至所述蒸馏塔的量和温度有效维持所述蒸馏塔
的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性分馏物中的大部
分成分。
3.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的
气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3成
分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相对
较少挥发性分馏物的方法，其中所述方法：
(a)在压力下冷却所述气流以提供冷却流；
(b)膨胀所述冷却流到较低压力，借以将其进一步冷却；和
(c)引导所述进一步冷却流到蒸馏塔并在所述较低压力下分馏，借
以回收所述相对较少挥发性分馏物的成分；
其中改进在于充分冷却所述气流以将其部分冷凝；和
(1)分离所述部分冷凝的气流，借此提供蒸汽流和至少一种液体
流；
(2)之后将所述蒸汽流分开为第一流和第二流；
(3)将所述第一流与所述至少一种液体流的至少一部分合并形成
合并流，随后将所述合并流冷却而将其全部实质上冷凝，并且之后膨
胀到所述较低压力，借以将其进一步冷却；
(4)加热所述膨胀冷却的合并流，并且之后供应给所述蒸馏塔的
中间塔上部进料位置；
(5)将所述第二流膨胀到所述较低压力并供应给所述蒸馏塔的低
于所述中间塔上部进料位置的中间塔进料位置；
(6)将所述至少一种液体流的任何剩余部分膨胀到所述较低压
力，并供应给所述蒸馏塔的低于所述中间塔进料位置的中间塔下部进
料位置；
(7)从所述蒸馏塔的上部区域抽出顶部蒸汽流并加热，之后排出
所述已加热的顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分
馏物；
(8)从所述蒸馏塔低于所述中间塔上部进料位置且高于所述中间
塔进料位置的区域抽出蒸馏蒸汽流，并引导到与所述膨胀冷却的第一
流和所述顶部蒸汽流有关联的热交换，借此充分冷却所述蒸馏蒸汽流
以冷凝其至少一部分，并借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，借此供应
步骤(4)和(7)的加热的至少一部分；
(9)供应所述冷凝流的至少一部分至所述蒸馏塔的顶部进料位
置；和
(10)所述进料流至所述蒸馏塔的量和温度有效于维持所述蒸馏
塔的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性分馏物中的大
部分成分。
4.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的
气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3成
分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相对
较少挥发性分馏物的方法，其中所述方法：
(a)在压力下冷却所述气流以提供冷却流；
(b)膨胀所述冷却流到较低压力，借以将其进一步冷却；和
(c)引导所述进一步冷却流到蒸馏塔并在所述较低压力下分馏，借
以回收所述相对较少挥发性分馏物的成分；
其中改进在于冷却后将所述冷却流分开为第一流和第二流；和
(1)冷却所述第一流以将其全部实质上冷凝，并且之后膨胀到所
述较低压力，借以将其进一步冷却；
(2)加热所述膨胀冷却的第一流，并且之后在中间塔进料位置供
应给接触和分离装置，其产生第一顶部蒸汽流和底部液体流，之后所
述底部液体流供应给所述蒸馏塔；
(3)将所述第二流膨胀到所述较低压力并供应给所述接触和分离
装置的低于所述中间塔进料位置的塔第一下部进料位置；
(4)从所述蒸馏塔的上部区域抽出第二顶部蒸汽流，并在低于所
述中间塔进料位置的塔第二下部进料位置供应给所述接触和分离装
置；
(5)加热所述第一顶部蒸汽流，之后排出所述已加热的第一顶部
蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分馏物；
(6)从所述接触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述
塔第一和第二下部进料位置的区域抽出蒸馏蒸汽流，并引导到与所述
膨胀冷却的第一流和所述第一顶部蒸汽流有关联的热交换，借此充分
冷却所述蒸馏蒸汽流以冷凝其至少一部分，并借此形成残余的蒸汽流
和冷凝流，借此供应步骤(2)和(5)的加热的至少一部分；
(7)供应所述冷凝流的至少一部分至所述接触和分离装置的顶部
进料位置；和
(8)所述进料流至所述接触和分离装置的量和温度有效维持所述
接触和分离装置的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性
分馏物中的大部分成分。
5.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的
气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3成
分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相对
较少挥发性分馏物的方法，其中所述方法：
(a)在压力下冷却所述气流以提供冷却流；
(b)膨胀所述冷却流到较低压力，借以将其进一步冷却；和
(c)引导所述进一步冷却流到蒸馏塔并在所述较低压力下分馏，借
以回收所述相对较少挥发性分馏物的成分；
其中改进在于充分冷却所述气流以将其部分冷凝；和
(1)分离所述部分冷凝的气流，借此提供蒸汽流和至少一种液体
流；
(2)之后将所述蒸汽流分开为第一流和第二流；
(3)冷却所述第一流以将其全部实质上冷凝，并且之后膨胀到所
述较低压力，借以将其进一步冷却；
(4)加热所述膨胀冷却的第一流，并且之后在中间塔进料位置供
应给接触和分离装置，其产生第一顶部蒸汽流和底部液体流，之后所
述底部液体流供应给所述蒸馏塔；
(5)将所述第二流膨胀到所述较低压力并供应给所述接触和分离
装置的低于所述中间塔进料位置的塔第一下部进料位置；
(6)将所述至少一种液体流的至少一部分膨胀到所述较低压力，
并在中间塔进料位置供应给所述蒸馏塔；
(7)从所述蒸馏塔的上部区域抽出第二顶部蒸汽流，并在低于所
述中间塔进料位置的塔第二下部进料位置供应给所述接触和分离装
置；
(8)加热所述第一顶部蒸汽流，之后排出所述已加热的第一顶部
蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分馏物；
(9)从所述接触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述
塔第一和第二下部进料位置的区域抽出蒸馏蒸汽流，并引导到与所述
膨胀冷却的第一流和所述第一顶部蒸汽流有关联的热交换，借此充分
冷却所述蒸馏蒸汽流以冷凝其至少一部分，并借此形成残余的蒸汽流
和冷凝流，借此供应步骤(4)和(8)的加热的至少一部分；
(10)供应所述冷凝流的至少一部分至所述接触和分离装置的顶
部进料位置；和
(11)所述进料流至所述接触和分离装置的量和温度有效维持所述
接触和分离装置的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性
分馏物中的大部分成分。
6.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的
气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3成
分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相对
较少挥发性分馏物的方法，其中所述方法：
(a)在压力下冷却所述气流以提供冷却流；
(b)膨胀所述冷却流到较低压力，借以将其进一步冷却；和
(c)引导所述进一步冷却流到蒸馏塔并在所述较低压力下分馏，借
以回收所述相对较少挥发性分馏物的成分；
其中改进在于充分冷却所述气流以将其部分冷凝；和
(1)分离所述部分冷凝的气流，借此提供蒸汽流和至少一种液体
流；
(2)之后将所述蒸汽流分开为第一流和第二流；
(3)将所述第一流与所述至少一种液体流的至少一部分合并形成
合并流，随后将所述合并流冷却而将其全部实质上冷凝，之后膨胀到
所述较低压力，借以将其进一步冷却；
(4)加热所述膨胀冷却的合并流，并且之后在中间塔进料位置供
应给接触和分离装置，其产生第一顶部蒸汽流和底部液体流，之后所
述底部液体流供应给所述蒸馏塔；
(5)将所述第二流膨胀到所述较低压力并供应给所述接触和分离
装置的低于所述中间塔进料位置的塔第一下部进料位置，其；
(6)将所述至少一种液体流的任何剩余部分膨胀到所述较低压
力，并供应给所述蒸馏塔的中间塔进料位置；
(7)从所述蒸馏塔的上部区域抽出第二顶部蒸汽流，并在低于所
述中间塔进料位置的塔第二下部进料位置供应给所述接触和分离装
置；
(8)加热所述第一顶部蒸汽流，之后排出所述已加热的第一顶部
蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分馏物；
(9)从所述接触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述
塔第一和第二下部进料位置的区域抽出蒸馏蒸汽流，并引导到与所述
膨胀冷却的合并流和所述第一顶部蒸汽流有关联的热交换，借此充分
冷却所述蒸馏蒸汽流以冷凝其至少一部分，并借此形成残余的蒸汽流
和冷凝流，借此供应步骤(4)和(8)的加热的至少一部分；
(10)供应所述冷凝流的至少一部分至所述接触和分离装置的顶
部进料位置；和
(11)所述进料流至所述接触和分离装置的量和温度有效维持所述
接触和分离装置的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性
分馏物中的大部分成分。
7.根据权利要求1所述的改进，其中
(1)所述顶部蒸汽流与所述残余的蒸汽流合并形成合并蒸汽流；
和
(2)引导所述合并蒸汽流到与所述蒸馏蒸汽流有关联的热交换并
加热，借此供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却的至少一部分，并且之后
排出所述已加热的合并蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气
体分馏物。
8.根据权利要求2所述的改进，其中
(1)所述顶部蒸汽流与所述残余的蒸汽流合并形成合并蒸汽流；
和
(2)引导所述合并蒸汽流到与所述蒸馏蒸汽流有关联的热交换并
加热，借此供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却的至少一部分，并且之后
排出所述已加热的合并蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气
体分馏物。
9.根据权利要求3所述的改进，其中
(1)所述顶部蒸汽流与所述残余的蒸汽流合并形成合并蒸汽流；
和
(2)引导所述合并蒸汽流到与所述蒸馏蒸汽流有关联的热交换并
加热，借此供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却的至少一部分，并且之后
排出所述已加热的合并蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气
体分馏物。
10.根据权利要求4所述的改进，其中
(1)所述第一顶部蒸汽流与所述残余的蒸汽流合并形成合并蒸汽
流；和
(2)引导所述合并蒸汽流到与所述蒸馏蒸汽流有关联的热交换并
加热，借此供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却的至少一部分，并且之后
排出所述已加热的合并蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气
体分馏物。
11.根据权利要求5所述的改进，其中
(1)所述第一顶部蒸汽流与所述残余的蒸汽流合并形成合并蒸汽
流；和
(2)引导所述合并蒸汽流到与所述蒸馏蒸汽流有关联的热交换并
加热，借此供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却的至少一部分，并且之后
排出所述已加热的合并蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气
体分馏物。
12.根据权利要求6所述的改进，其中
(1)所述第一顶部蒸汽流与所述残余的蒸汽流合并形成合并蒸汽
流；和
(2)引导所述合并蒸汽流被引导到与所述蒸馏蒸汽流有关联的热
交换并加热，借此供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却的至少一部分，并
且之后排出所述已加热的合并蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性
残余气体分馏物。
13.根据权利要求1、2、3、7、8或9所述的改进，其中所述蒸
馏蒸汽流是从低于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域抽出。
14.根据权利要求1、2、3、7、8或9所述的改进，其中
(1)从低于所述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置
的所述蒸馏塔的所述区域抽出第一蒸馏蒸汽流；
(2)从低于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域抽出第二蒸
馏蒸汽流；和
(3)所述第一蒸馏蒸汽流与所述第二蒸馏蒸汽流合并形成所述蒸
馏蒸汽流。
15.根据权利要求4、5、6、10、11或12所述的改进，其中将所
述第二顶部蒸汽流分开为所述蒸馏蒸汽流和第二蒸馏蒸汽流，之后在
所述塔第二下部进料位置供应所述第二蒸馏蒸汽流至所述接触和分
离装置。
16.根据权利要求4、5、6、10、11或12所述的改进，其中
(1)从所述接触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述
塔第一和第二下部进料位置的所述区域抽出第一蒸馏蒸汽流；
(2)将所述第二顶部蒸汽流分开为第二蒸馏蒸汽流和第三蒸馏蒸
汽流，之后所述第二蒸馏蒸汽流在所述塔第二下部进料位置供应给所
述接触和分离装置；
(3)所述第一蒸馏蒸汽流与所述第三蒸馏蒸汽流合并形成所述蒸
馏蒸汽流。
17.根据权利要求1、2、3、7、8或9所述的改进，其中
(1)将所述冷凝流分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)在所述顶部进料位置将所述第一部分供应给所述蒸馏塔；和
(3)在低于所述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置将所述第
二部分供应给所述蒸馏塔。
18.根据权利要求13所述的改进，其中
(1)将所述冷凝流分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)在所述顶部进料位置将所述第一部分供应给所述蒸馏塔；和
(3)在低于所述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置将所述第
二部分供应给所述蒸馏塔。
19.根据权利要求14所述的改进，其中
(1)将所述冷凝流分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)在所述顶部进料位置将所述第一部分供应给所述蒸馏塔；和
(3)在低于所述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置将所述第
二部分供应给所述蒸馏塔。
20.根据权利要求4、5、6、10、11或12所述的改进，其中
(1)将所述冷凝流分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)在所述顶部进料位置将所述第一部分供应给所述接触和分离
装置；和
(3)在顶部进料位置将所述第二部分供应给所述蒸馏塔。
21.根据权利要求15所述的改进，其中
(1)将所述冷凝流分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)在所述顶部进料位置将所述第一部分供应给所述接触和分离
装置；和
(3)在顶部进料位置将所述第二部分供应给所述蒸馏塔。
22.根据权利要求16所述的改进，其中
(1)将所述冷凝流分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)在所述顶部进料位置将所述第一部分供应给所述接触和分离
装置；和
(3)在顶部进料位置将所述第二部分供应给所述蒸馏塔。
23.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分
的气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3
成分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相
对较少挥发性分馏物的设备，所述设备中有：
(a)第一冷却部件，在压力下冷却所述气流，关联于在压力下提供
冷却流；
(b)第一膨胀部件，关联于在压力下接收所述冷却流的至少一部
分并将其膨胀到较低压力，借此进一步冷却所述流；和
(c)蒸馏塔，关联于接收所述进一步冷却流，所述蒸馏塔适于将所
述进一步冷却流分离为顶部蒸汽流和所述相对较少挥发性分馏物；
改进在于其中所述设备包括：
(1)分开部件，连接所述第一冷却部件以接收所述冷却流并将其
分开为第一流和第二流；
(2)第二冷却部件，连接所述分开部件以接收所述第一流并将其
充分冷却以使其实质上冷凝；
(3)第二膨胀部件，连接所述第二冷却部件以接收所述实质上冷
凝的第一流并将其膨胀到所述较低压力；
(4)热交换部件，连接所述第二膨胀部件以接收所述膨胀冷却的
第一流并将其加热，所述热交换部件进一步连接所述蒸馏塔以在中间
塔上部进料位置供应所述加热膨胀的第一流至所述蒸馏塔；
(5)所述第一膨胀部件连接所述分开部件以接收所述第二流并将
其膨胀到所述较低压力，所述第一膨胀部件进一步连接所述蒸馏塔以
在低于所述中间塔上部进料位置的中间塔进料位置供应所述膨胀的
第二流至所述蒸馏塔；
(6)所述热交换部件进一步连接所述蒸馏塔以接收于其中分离的
所述顶部蒸汽流的至少一部分并将其加热，之后排出所述加热的顶部
蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分馏物；
(7)抽回蒸汽部件，连接所述蒸馏塔以接收来自所述蒸馏塔低于
所述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的区域的蒸馏
蒸汽流；
(8)所述热交换部件进一步连接所述抽回蒸汽部件以接收所述蒸
馏蒸汽流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，借此供应步骤(4)和(6)
的加热的至少一部分；
(9)分离部件，连接所述热交换部件以接收所述部分冷凝的蒸馏
蒸汽流并将其分离，借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，所述分离部件
进一步连接所述蒸馏塔以在顶部进料位置供应所述冷凝流的至少一
部分至所述蒸馏塔；和
(10)控制部件，适于调节所述进料流至所述蒸馏塔的量和温度以
维持所述蒸馏塔的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性
分馏物中的大部分成分。
24.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分
的气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3
成分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相
对较少挥发性分馏物的设备，所述设备中有：
(a)第一冷却部件，在压力下冷却所述气流，关联于在压力下提供
冷却流；
(b)第一膨胀部件，关联于在压力下接收所述冷却流的至少一部
分并将其膨胀到较低压力，借此进一步冷却所述流；和
(c)蒸馏塔，关联于接收所述进一步冷却流，所述蒸馏塔适于将所
述进一步冷却流分离为顶部蒸汽流和所述相对较少挥发性分馏物；
改进在于其中所述设备包括：
(1)所述第一冷却部件适于在压力下充分冷却所述气流以将其部
分冷凝；
(2)第一分离部件，连接所述第一冷却部件以接收所述部分冷凝
气流并将其分离为蒸汽流和至少一种液体流；
(3)分开部件，连接所述第一分离部件以接收所述蒸汽流并将其
分开为第一流和第二流；
(4)第二冷却部件，连接所述分开部件以接收所述第一流并将其
充分冷却以使其实质上冷凝；
(5)第二膨胀部件，连接所述第二冷却部件以接收所述实质上冷
凝的第一流并将其膨胀到所述较低压力；
(6)热交换部件，连接所述第二膨胀部件以接收所述膨胀冷却的
第一流并将其加热，所述热交换部件进一步连接所述蒸馏塔以在中间
塔上部进料位置供应所述加热膨胀的第一流至所述蒸馏塔；
(7)所述第一膨胀部件连接所述分开部件以接收所述第二流并将
其膨胀到所述较低压力，所述第一膨胀部件进一步连接所述蒸馏塔以
在低于所述中间塔上部进料位置的中间塔进料位置供应所述膨胀的
第二流至所述蒸馏塔；
(8)第三膨胀部件，连接所述第一分离部件以接收所述至少一种
液体流的至少一部分并将其膨胀到所述较低压力，所述第三膨胀部件
进一步连接所述蒸馏塔，以在低于所述中间塔进料位置的中间塔较低
进料位置供应所述膨胀的液体流到所述蒸馏塔；
(9)所述热交换部件进一步连接所述蒸馏塔以接收于其中分离的
所述顶部蒸汽流的至少一部分并将其加热，之后排出所述已加热的顶
部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分馏物；
(10)抽回蒸汽部件，连接所述蒸馏塔以接收来自所述蒸馏塔低于
所述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的区域的蒸馏
蒸汽流；
(11)所述热交换部件进一步连接所述抽回蒸汽部件以接收所述蒸
馏蒸汽流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，借此供应步骤(6)和(9)
的加热的至少一部分；
(12)第二分离部件，连接所述热交换部件以接收所述部分冷凝的
蒸馏蒸汽流并将其分离，借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，所述第二
分离部件进一步连接所述蒸馏塔以在顶部进料位置供应所述冷凝流
的至少一部分至所述蒸馏塔；和
(13)控制部件，适于调节所述进料流至所述蒸馏塔的量和温度以
维持所述蒸馏塔的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性
分馏物中的大部分成分。
25.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分
的气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3
成分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相
对较少挥发性分馏物的设备，所述设备中有：
(a)第一冷却部件，在压力下冷却所述气流，关联于在压力下提供
冷却流；
(b)第一膨胀部件，关联于在压力下接收所述冷却流的至少一部
分并将其膨胀到较低压力，借此进一步冷却所述流；和
(c)蒸馏塔，关联于接收所述进一步冷却流，所述蒸馏塔适于将所
述进一步冷却流分离为顶部蒸汽流和所述相对较少挥发性分馏物；
改进在于其中所述设备包括：
(1)所述第一冷却部件适于在压力下充分冷却所述气流以将其部
分冷凝；
(2)第一分离部件，连接所述第一冷却部件以接收所述部分冷凝
气流并将其分离为蒸汽流和至少一种液体流；
(3)分开部件，连接所述第一分离部件以接收所述蒸汽流并将其
分开为第一流和第二流；
(4)合并部件，连接所述分开部件和所述第一分离部件以接收所
述第一流和所述至少一种液体流的至少一部分，并形成合并流；
(5)第二冷却部件，连接所述合并部件以接收所述合并流并将其
充分冷却以使其实质上冷凝；
(6)第二膨胀部件，连接所述第二冷却部件以接收所述实质上冷
凝的合并流并将其膨胀到所述较低压力；
(7)热交换部件，连接所述第二膨胀部件以接收所述膨胀冷却的
合并流并将其加热，所述热交换部件进一步连接所述蒸馏塔以在中间
塔上部进料位置供应所述加热膨胀的合并流至所述蒸馏塔；
(8)所述第一膨胀部件连接所述分开部件以接收所述第二流并将
其膨胀到所述较低压力，所述第一膨胀部件进一步连接所述蒸馏塔以
在低于所述中间塔上部进料位置的中间塔进料位置供应所述膨胀的
第二流至所述蒸馏塔；
(9)第三膨胀部件，连接所述第一分离部件以接收所述至少一种
液体流的任何剩余部分并将其膨胀到所述较低压力，所述第三膨胀部
件进一步连接所述蒸馏塔，以在低于所述中间塔进料位置的中间塔较
低进料位置供应所述膨胀的液体流到所述蒸馏塔；
(10)所述热交换部件进一步连接所述蒸馏塔以接收于其中分离
的所述顶部蒸汽流的至少一部分并将其加热，之后排出所述已加热的
顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体分馏物；
(11)抽回蒸汽部件，连接所述蒸馏塔以接收来自所述蒸馏塔低于
所述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的区域的蒸馏
蒸汽流；
(12)所述热交换部件进一步连接所述抽回蒸汽部件以接收所述
蒸馏蒸汽流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，借此供应步骤(7)
和(10)的加热的至少一部分；
(13)第二分离部件，连接所述热交换部件以接收所述部分冷凝的
蒸馏蒸汽流并将其分离，借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，所述第二
分离部件进一步连接所述蒸馏塔以在顶部进料位置供应所述冷凝流
的至少一部分至所述蒸馏塔；和
(14)控制部件，适于调节所述进料流至所述蒸馏塔的量和温度以
维持所述蒸馏塔的顶部温度在一温度，借以回收所述相对较少挥发性
分馏物中的大部分成分。
26.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分
的气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3
成分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相
对较少挥发性分馏物的设备，所述设备中有：
(a)第一冷却部件，在压力下冷却所述气流，关联于在压力下提供
冷却流；
(b)第一膨胀部件，关联于在压力下接收所述冷却流的至少一部
分并将其膨胀到较低压力，借此进一步冷却所述流；和
(c)蒸馏塔，关联于接收所述进一步冷却流，所述蒸馏塔适于将所
述进一步冷却流分离为第一顶部蒸汽流和所述相对较少挥发性分馏
物；
改进在于其中所述设备包括：
(1)分开部件，连接所述第一冷却部件以接收所述冷却流并将其
分开为第一流和第二流；
(2)第二冷却部件，连接所述分开部件以接收所述第一流并将其
充分冷却以使其实质上冷凝；
(3)第二膨胀部件，连接所述第二冷却部件以接收所述实质上冷
凝的第一流并将其膨胀到所述较低压力；
(4)热交换部件，连接所述第二膨胀部件以接收所述膨胀冷却的
第一流并将其加热，所述热交换部件进一步连接接触和分离部件以在
中间塔进料位置供应所述加热膨胀的第一流至所述接触和分离部件，
所述接触和分离部件适于产生第二顶部蒸汽流和底部液体流；
(5)所述第一膨胀部件连接所述分开部件以接收所述第二流并将
其膨胀到所述较低压力，所述第一膨胀部件进一步连接所述接触和分
离部件以在低于所述中间塔进料位置的塔的第一下部进料位置供应
所述膨胀的第二流至所述接触和分离部件；
(6)所述蒸馏塔连接所述接触和分离部件以接收所述底部液体流
的至少一部分；
(7)所述接触和分离部件进一步连接所述蒸馏塔，以在低于所述
中间塔进料位置的塔的第二下部进料位置接收所述第一顶部蒸汽流
的至少一部分；
(8)所述热交换部件进一步连接所述接触和分离部件以接收于其
中分离的所述第二顶部蒸汽流的至少一部分并将其加热，之后排出所
述已加热的第二顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体
分馏物；
(9)抽回蒸汽部件，连接所述接触和分离部件以接收来自所述接
触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述塔的第一和第二
下部进料位置的区域的蒸馏蒸汽流；
(10)所述热交换部件进一步连接所述抽回蒸汽部件以接收所述
蒸馏蒸汽流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，借此供应步骤(4)
和(8)的加热的至少一部分；
(11)分离部件，连接所述热交换部件以接收所述部分冷凝的蒸馏
蒸汽流并将其分离，借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，所述分离部件
进一步连接所述接触和分离部件以在顶部进料位置供应所述冷凝流
的至少一部分至所述接触和分离部件；和
(12)控制部件，适于调节所述进料流至所述接触和分离部件的量
和温度以维持所述接触和分离部件的顶部温度在一温度，借以回收所
述相对较少挥发性分馏物中的大部分成分。
27.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分
的气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3
成分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相
对较少挥发性分馏物的设备，所述设备中有：
(a)第一冷却部件，在压力下冷却所述气流，关联于在压力下提供
冷却流；
(b)第一膨胀部件，关联于在压力下接收所述冷却流的至少一部
分并将其膨胀到较低压力，借此进一步冷却所述流；和
(c)蒸馏塔，关联于接收所述进一步冷却流，所述蒸馏塔适于将所
述进一步冷却流分离为第一顶部蒸汽流和所述相对较少挥发性分馏
物；
改进在于其中所述设备包括：
(1)所述第一冷却部件适于在压力下充分冷却所述气流以将其部
分冷凝；
(2)第一分离部件，连接所述第一冷却部件以接收所述部分冷凝
气流并将其分离为蒸汽流和至少一种液体流；
(3)分开部件，连接所述第一分离部件以接收所述蒸汽流并将其
分开为第一流和第二流；
(4)第二冷却部件，连接所述分开部件以接收所述第一流并将其
充分冷却以使其实质上冷凝；
(5)第二膨胀部件，连接所述第二冷却部件以接收所述实质上冷
凝的第一流并将其膨胀到所述较低压力；
(6)热交换部件，连接所述第二膨胀部件以接收所述膨胀冷却的
第一流并将其加热，所述热交换部件进一步连接接触和分离部件以在
中间塔进料位置供应所述加热膨胀的第一流至所述接触和分离部件，
所述接触和分离部件适于产生第二顶部蒸汽流和底部液体流；
(7)所述第一膨胀部件连接所述分开部件以接收所述第二流并将
其膨胀到所述较低压力，所述第一膨胀部件进一步连接所述接触和分
离部件以在低于所述中间塔进料位置的塔的第一下部进料位置供应
所述膨胀的第二流至所述接触和分离部件；
(8)第三膨胀部件，连接所述第一分离部件以接收所述至少一种
液体流的至少一部分并将其膨胀到较低压力，所述第三膨胀部件进一
步连接所述蒸馏塔以在中间塔进料位置供应所述膨胀的液体流至所
述蒸馏塔；
(9)所述蒸馏塔连接所述接触和分离部件以接收所述底部液体流
的至少一部分；
(10)所述接触和分离部件进一步连接所述蒸馏塔，以在低于所述
中间塔进料位置的塔的第二下部进料位置接收所述第一顶部蒸汽流
的至少一部分；
(11)所述热交换部件进一步连接所述接触和分离部件以接收于其
中分离的所述第二顶部蒸汽流的至少一部分并将其加热，之后排出所
述已加热的第二顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气体
分馏物；
(12)抽回蒸汽部件，连接所述接触和分离部件以接收来自所述接
触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述塔的第一和第二
下部进料位置的区域的蒸馏蒸汽流；
(13)所述热交换部件进一步连接所述抽回蒸汽部件以接收所述
蒸馏蒸汽流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，借此供应步骤(6)
和(11)的加热的至少一部分；
(14)第二分离部件，连接所述热交换部件以接收所述部分冷凝的
蒸馏蒸汽流并将其分离，借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，所述第二
分离部件进一步连接所述接触和分离部件以在顶部进料位置供应所
述冷凝流的至少一部分至所述接触和分离部件；和
(15)控制部件，适于调节所述进料流至所述接触和分离部件的量
和温度以维持所述接触和分离部件的顶部温度在一温度，借以回收所
述相对较少挥发性分馏物中的大部分成分。
28.一种用于将含有甲烷、C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分
的气流分离为挥发性残余气体分馏物和含有大部分所述C2成分、C3
成分和重碳氢化合物成分或者所述C3成分和重碳氢化合物成分的相
对较少挥发性分馏物的设备，所述设备中有：
(a)第一冷却部件，在压力下冷却所述气流，关联于在压力下提供
冷却流；
(b)第一膨胀部件，关联于在压力下接收所述冷却流的至少一部
分并将其膨胀到较低压力，借此进一步冷却所述流；和
(c)蒸馏塔，关联于接收所述进一步冷却流，所述蒸馏塔适于将所
述进一步冷却流分离为第一顶部蒸汽流和所述相对较少挥发性分馏
物；
改进在于其中所述设备包括：
(1)所述第一冷却部件适于在压力下充分冷却所述气流以将其部
分冷凝；
(2)第一分离部件，连接所述第一冷却部件以接收所述部分冷凝
气流并将其分离为蒸汽流和至少一种液体流；
(3)分开部件，连接所述第一分离部件以接收所述蒸汽流并将其
分开为第一流和第二流；
(4)合并部件，连接所述分开部件和所述第一分离部件以接收所
述第一流和所述至少一种液体流的至少一部分，并形成合并流；
(5)第二冷却部件，连接所述合并部件以接收所述合并流并将其
充分冷却以使其实质上冷凝；
(6)第二膨胀部件，连接所述第二冷却部件以接收所述实质上冷
凝的合并流并将其膨胀到所述较低压力；
(7)热交换部件，连接所述第二膨胀部件以接收所述膨胀冷却的
合并流并将其加热，所述热交换部件进一步连接接触和分离部件以在
中间塔进料位置供应所述加热膨胀的合并流至所述接触和分离部件，
所述接触和分离部件适于产生第二顶部蒸汽流和底部液体流；
(8)所述第一膨胀部件连接所述分开部件以接收所述第二流并将
其膨胀到所述较低压力，所述第一膨胀部件进一步连接所述接触和分
离部件以在低于所述中间塔进料位置的塔的第一下部进料位置供应
所述膨胀的第二流至所述接触和分离部件；
(9)第三膨胀部件，连接所述第一分离部件以接收所述至少一种
液体流的任何剩余部分并将其膨胀到较低压力，所述第三膨胀部件进
一步连接所述蒸馏塔以在中间塔进料位置供应所述膨胀的液体流至
所述蒸馏塔；
(10)所述蒸馏塔连接所述接触和分离部件以接收所述底部液体
流的至少一部分；
(11)所述接触和分离部件进一步连接所述蒸馏塔，以在低于所述
中间塔进料位置的塔的第二下部进料位置接收所述第一顶部蒸汽流
的至少一部分；
(12)所述热交换部件进一步连接所述接触和分离部件以接收于
其中分离的所述第二顶部蒸汽流的至少一部分并将其加热，之后排出
所述已加热的第二顶部蒸汽流的至少一部分作为所述挥发性残余气
体分馏物；
(13)抽回蒸汽部件，连接所述接触和分离部件以接收来自所述接
触和分离装置低于所述中间塔进料位置且高于所述塔的第一和第二
下部进料位置的区域的蒸馏蒸汽流；
(14)所述热交换部件进一步连接所述抽回蒸汽部件以接收所述
蒸馏蒸汽流并将其充分冷却以冷凝其至少一部分，借此供应步骤(7)
和(12)的加热的至少一部分；
(15)第二分离部件，连接所述热交换部件以接收所述部分冷凝的
蒸馏蒸汽流并将其分离，借此形成残余的蒸汽流和冷凝流，所述第二
分离部件进一步连接所述接触和分离部件以在顶部进料位置供应所
述冷凝流的至少一部分至所述接触和分离部件；和
(16)控制部件，适于调节所述进料流至所述接触和分离部件的量
和温度以维持所述接触和分离部件的顶部温度在一温度，借以回收所
述相对较少挥发性分馏物中的大部分成分。
29.根据权利要求23所述的改进，其中
(1)合并部件连接所述蒸馏塔和所述分离部件以接收所述顶部蒸
汽流和所述残余的蒸汽流，并形成合并蒸汽流；和
(2)所述热交换部件适于接收来自所述合并部件的所述合并蒸汽
流，并引导其到与所述蒸馏蒸汽流关联的热交换，借此加热所述合并
蒸汽流并供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却至少一部分，并且之后排出
至少一部分所述已加热的合并蒸汽流作为所述挥发性残余气体分馏
物。
30.根据权利要求24所述的改进，其中
(1)合并部件连接所述蒸馏塔和所述第二分离部件以接收所述顶
部蒸汽流和所述残余的蒸汽流，并形成合并蒸汽流；和
(2)所述热交换部件适于接收来自所述合并部件的所述合并蒸汽
流，并引导其到与所述蒸馏蒸汽流关联的热交换，借此加热所述合并
蒸汽流并供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却至少一部分，并且之后排出
至少一部分所述已加热的合并蒸汽流作为所述挥发性残余气体分馏
物。
31.根据权利要求25所述的改进，其中
(1)第二合并部件连接所述蒸馏塔和所述第二分离部件以接收所
述顶部蒸汽流和所述残余的蒸汽流，并形成合并蒸汽流；和
(2)所述热交换部件适于接收来自所述第二合并部件的所述合并
蒸汽流，并引导其到与所述蒸馏蒸汽流关联的热交换，借此加热所述
合并蒸汽流并供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却至少一部分，并且之后
排出至少一部分所述已加热的合并蒸汽流作为所述挥发性残余气体
分馏物。
32.根据权利要求26所述的改进，其中
(1)合并部件连接所述接触和分离部件和所述分离部件以接收所
述第二顶部蒸汽流和所述残余的蒸汽流，并形成合并蒸汽流；和
(2)所述热交换部件适于接收来自所述合并部件的所述合并蒸汽
流，并引导其到与所述蒸馏蒸汽流关联的热交换，借此加热所述合并
蒸汽流并供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却至少一部分，并且之后排出
至少一部分所述已加热的合并蒸汽流作为所述挥发性残余气体分馏
物。
33.根据权利要求27所述的改进，其中
(1)合并部件连接所述接触和分离部件和所述第二分离部件以接
收所述第二顶部蒸汽流和所述残余的蒸汽流，并形成合并蒸汽流；和
(2)所述热交换部件适于接收来自所述合并部件的所述合并蒸汽
流，并引导其到与所述蒸馏蒸汽流关联的热交换，借此加热所述合并
蒸汽流并供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却至少一部分，并且之后排出
至少一部分所述已加热的合并蒸汽流作为所述挥发性残余气体分馏
物。
34.根据权利要求28所述的改进，其中
(1)第二合并部件连接所述接触和分离部件以及所述第二分离部
件以接收所述第二顶部蒸汽流和所述残余的蒸汽流，并形成合并蒸汽
流；和
(2)所述热交换部件适于接收来自所述第二合并部件的所述合并
蒸汽流，并引导其到与所述蒸馏蒸汽流关联的热交换，借此加热所述
合并蒸汽流并供应所述蒸馏蒸汽流的所述冷却至少一部分，并且之后
排出至少一部分所述已加热的合并蒸汽流作为所述挥发性残余气体
分馏物。
35.根据权利要求23或29所述的改进，其中所述抽回蒸汽部件
适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中间塔进料位置的所述蒸
馏塔的区域的所述蒸馏蒸汽流。
36.根据权利要求24、25、30或31所述的改进，其中所述抽回
蒸汽部件适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中间塔进料位置
的所述蒸馏塔的区域的所述蒸馏蒸汽流。
37.根据权利要求23所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所
述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的
区域的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二抽回蒸汽部件连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中
间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域的第二蒸馏蒸汽流；
(3)合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二抽回蒸汽部件，
以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第二蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏
蒸汽流；和
(4)所述热交换部件适于连接所述合并部件，以接收所述蒸馏蒸
汽流。
38.根据权利要求24所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所
述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的
区域的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二抽回蒸汽部件连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中
间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域的第二蒸馏蒸汽流；
(3)合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二抽回蒸汽部件，
以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第二蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏
蒸汽流；和
(4)所述热交换部件适于连接所述合并部件，以接收所述蒸馏蒸
汽流。
39.根据权利要求25或30所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所
述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的
区域的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二抽回蒸汽部件连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中
间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域的第二蒸馏蒸汽流；
(3)第二合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二抽回蒸汽部
件，以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第二蒸馏蒸汽流并形成所述蒸
馏蒸汽流；和
(4)所述热交换部件适于连接所述第二合并部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
40.根据权利要求29所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所
述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的
区域的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二抽回蒸汽部件连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中
间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域的第二蒸馏蒸汽流；
(3)第二合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二抽回蒸汽部
件，以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第二蒸馏蒸汽流并形成所述蒸
馏蒸汽流；和
(4)所述热交换部件适于连接所述第二合并部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
41.根据权利要求31所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所
述中间塔上部进料位置且高于所述中间塔进料位置的所述蒸馏塔的
区域的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二抽回蒸汽部件连接所述蒸馏塔，以接收来自低于所述中
间塔进料位置的所述蒸馏塔的区域的第二蒸馏蒸汽流；
(3)第三合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二抽回蒸汽部
件，以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第二蒸馏蒸汽流并形成所述蒸
馏蒸汽流；和
(4)所述热交换部件适于连接所述第三合并部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
42.根据权利要求26或32所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为所述蒸馏蒸汽流和第二蒸馏蒸汽流；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；和
(3)所述热交换部件适于连接所述第二分开部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
43.根据权利要求27、28、33或34所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为所述蒸馏蒸汽流和第二蒸馏蒸汽流；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；和
(3)所述热交换部件适于连接所述第二分开部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
44.根据权利要求26所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述接触和分离部件，以接收来
自低于所述中间塔进料位置且高于塔的所述第一和第二下部进料位
置的所述接触和分离部件的所述区段的一第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为第二蒸馏蒸汽流和第三蒸馏蒸汽流；
(3)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；
(4)合并部件适于所述抽回蒸汽部件和所述第二分开部件，以接
收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第三蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏蒸汽
流；和
(5)所述热交换部件适于连接所述合并部件，以接收所述蒸馏蒸
汽流。
45.根据权利要求27所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述接触和分离部件，以接收来
自低于所述中间塔进料位置且高于塔的所述第一和第二下部进料位
置的所述接触和分离部件的所述区段的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为第二蒸馏蒸汽流和第三蒸馏蒸汽流；
(3)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；
(4)合并部件适于所述抽回蒸汽部件和所述第二分开部件，以接
收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第三蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏蒸汽
流；和
(5)所述热交换部件适于连接所述合并部件，以接收所述蒸馏蒸
汽流。
46.根据权利要求28或33所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述接触和分离部件，以接收来
自低于所述中间塔进料位置且高于塔的所述第一和第二下部进料位
置的所述接触和分离部件的所述区段的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为第二蒸馏蒸汽流和第三蒸馏蒸汽流；
(3)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；
(4)第二合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二分开部件，
以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第三蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏
蒸汽流；和
(5)所述热交换部件适于连接所述第二合并部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
47.根据权利要求32所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述接触和分离部件，以接收来
自低于所述中间塔进料位置且高于塔的所述第一和第二下部进料位
置的所述接触和分离部件的所述区段的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为第二蒸馏蒸汽流和第三蒸馏蒸汽流；
(3)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；
(4)第二合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二分开部件，
以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第三蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏
蒸汽流；和
(5)所述热交换部件适于连接所述第二合并部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
48.根据权利要求34所述的改进，其中
(1)所述抽回蒸汽部件适于连接所述接触和分离部件，以接收来
自低于所述中间塔进料位置且高于塔的所述第一和第二下部进料位
置的所述接触和分离部件的所述区段的第一蒸馏蒸汽流；
(2)第二分开部件连接所述蒸馏塔，以接收所述第一顶部蒸汽流
并将其分开为第二蒸馏蒸汽流和第三蒸馏蒸汽流；
(3)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
塔第二下部进料位置接收所述第二蒸馏蒸汽流；
(4)第三合并部件连接所述抽回蒸汽部件和所述第二分开部件，
以接收所述第一蒸馏蒸汽流和所述第三蒸馏蒸汽流并形成所述蒸馏
蒸汽流；和
(5)所述热交换部件适于连接所述第三合并部件，以接收所述蒸
馏蒸汽流。
49.根据权利要求23、29、37或40所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述分离部件，以接收所述冷凝流并将其
分开为至少一种第一部分和一第二部分；
(2)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在所述顶部进料
位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔进一步适于连接所述第二分开部件，以在低于所
述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置接收所述第二部分。
50.根据权利要求24、25、30、31、38或41所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在所述顶部进料
位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔进一步适于连接所述第二分开部件，以在低于所
述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置接收所述第二部分。
51.根据权利要求35所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述分离部件，以接收所述冷凝流并将其
分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在所述顶部进料
位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔进一步适于连接所述第二分开部件，以在低于所
述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置接收所述第二部分。
52.根据权利要求36所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在所述顶部进料
位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔进一步适于连接所述第二分开部件，以在低于所
述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置接收所述第二部分。
53.根据权利要求39所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在所述顶部进料
位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔进一步适于连接所述第二分开部件，以在低于所
述中间塔进料位置的第二中间塔进料位置接收所述第二部分。
54.根据权利要求26或32所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述分离部件，以接收所述冷凝流并将其
分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。
55.根据权利要求27、28、33或34所述的改进，其中
(1)第二分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第二分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第二分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。
56.根据权利要求42所述的改进，其中
(1)第三分开部件连接所述分离部件，以接收所述冷凝流并将其
分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第三分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第三分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。
57.根据权利要求43所述的改进，其中
(1)第三分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第三分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第三分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。
58.根据权利要求44或47所述的改进，其中
(1)第三分开部件连接所述分离部件，以接收所述冷凝流并将其
分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第三分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第三分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。
59.根据权利要求45或48所述的改进，其中
(1)第三分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第三分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第三分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。
60.根据权利要求46所述的改进，其中
(1)第三分开部件连接所述第二分离部件，以接收所述冷凝流并
将其分开为至少一种第一部分和第二部分；
(2)所述接触和分离部件适于连接所述第三分开部件，以在所述
顶部进料位置接收所述第一部分；和
(3)所述蒸馏塔适于连接所述第三分开部件，以在顶部进料位置
接收所述第二部分。

碳氢化合物气体处理

发明背景

本发明涉及含碳氢化合物的气体的分离方法和设备。

乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和/或重碳氢化合物可从各种气体回收，
例如天然气、炼油气和获自其它碳氢化合物材料(例如煤炭、原油、
石油脑、油页岩、沥青砂和褐煤)的合成气流。天然气通常具有较大
比例含量的甲烷和乙烷，即甲烷和乙烷共占气体的至少50摩尔百分
比。所述气体也含有相对较少量的重碳氢化合物(例如丙烷、丁烷、
戊烷等等)，和氢、氮、二氧化碳以及其它气体。

本发明一般来说涉及从这些气流回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和
重碳氢化合物。根据本发明处理的气流的典型分析，以摩尔百分比计
将为大约80.8％甲烷、9.4％乙烷和其它C2成分、4.7％丙烷和其它C3
成分、1.2％异丁烷、2.1％正丁烷和1.1％戊烷+、加上构成剩余部分的
氮和二氧化碳。有时也存在含硫气体。

就天然气和其液态天然气(NGL)组分两者价格的历史周期性波
动来说，已不时地在降低乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和作为液态产物的
较重成分的增加价格。这样就产生了对提供更有效回收这些产物的方
法，能提供以低投资成本而有效回收的方法，以及能容易采用或调整
以在广泛范围中改变特定成分回收的方法。分离这些物质可用的方法
包括根据气体的冷却和冷冻、油的吸收以及冷冻油的吸收的那些方
法。此外，由于可使用经济的设备，从被处理的气体同时膨胀和提取
热时制造能量，因此低温方法已变得普遍。可取决于气体源的压力、
气体的丰富性(乙烷、乙烯和重碳氢化合物含量)和所需的终产物，使
用这些处理方法的各个方法或其组合。

现在通常将低温膨胀(cryogenic expansion)方法优选用于液态天
然气的回收现今普遍喜好使用低温膨胀(cryogenic expansion)程序于
液态天然气的回收，因为其提供最简单的起动容易性、操作灵活性、
效率佳、安全和可信赖度佳。美国专利号：3,292,380；4,061,481；
4,140,504；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；5,555,748；5,566,554；5,568,737；
5,771,712；5,799,507；5,881,569；5,890,378；5,983,664；6,182,469；
6,578,379；6,712,880；6,915,662；7,191,617；7,219,513；在公告的美
国专利号：33,408；以及共同申请案号：11/430,412；11/839,693；
11/971,491；12/206,230；12/689,616；12/717,394；12/750,862；
12/772,472；和12/781,259叙述相关的程序方法(然而与引用的美国专
利中描述的相比，本发明的说明在某些情况下是根据不同的处理条
件)。

在典型的低温膨胀回收方法中，进料气流在压力下通过与所述方
法的其它气流和/或外源性冷冻作用(例如丙烷压缩冷冻系统)热交换
而冷却。随着气体被冷却，可冷凝出液体并以含有某些所需C2+成分
的高压液体收集在一或一个以上的分离器中。取决于气体的丰富性和
形成的液体量，可将高压液体膨胀到较低压和分馏。液体膨胀期间产
生蒸发，造成气流的进一步冷却。在某些情况下，较理想的是膨胀前
预冷却高压液体，以进一步降低膨胀产生的温度。在蒸馏(去甲烷塔
或去乙烷塔)塔中分馏含有液体与蒸汽的混合物的膨胀气流。在塔中
蒸馏膨胀冷却的气流，以从所需C2成分、C3成分和重碳氢化合物成
分的底部液体产物分离出顶部蒸汽的残余的甲烷、氮和其它挥发性气
体；或从所需C3成分和重碳氢化合物成分的底部液体产物，分离出
顶部蒸汽的残余的甲烷、C2成分、氮和其它挥发性气体。

如果进料气体未完全冷凝(通常未完全)，那么来自部分冷凝作用
剩余的蒸汽可被分为两个气流。一部分的蒸汽通过功膨胀机器(work 
expansion machine)或引擎，或膨胀阀，达到一较低压力，在此压力下，
由于气流的进一步冷却而冷凝额外的液体。膨胀后的压力实质上与蒸
馏塔操作时的压力相同。将膨胀作用所得的合并的蒸汽-液体相作为
进料供应给塔。

通过与其它处理气流(例如冷分馏塔顶端气流)的热交换，将蒸汽
的剩余部分冷却至实质上冷凝。冷却之前，部分或全部的高压液体可
与这种蒸汽部分合并。然后所得的冷却气流由适宜的膨胀装置(例如，
膨胀阀)膨胀到操作去甲烷塔的压力。膨胀作用期间，部分液体将会
蒸发造成全部的气流冷却。然后所述快速膨胀的气流作为顶部进料供
应给去甲烷塔。通常，快速膨胀的气流的蒸汽部分与去甲烷塔顶部蒸
汽在分馏塔的上方分离器区段合并，作为残余的甲烷产物气体。另外，
冷却和膨胀的气流可供应给分离器，提供蒸汽和液体流。所述蒸汽与
塔顶端蒸汽合并，并且所述液体作为顶部塔进料供应给塔。

在此类分离处理的理想操作中，离开所述处理的残余气体，大体
上应包含实质上不含重碳氢化合物成分的进料气体中的所有甲烷；而
离开去甲烷塔的底部分馏，大体上应包含所有重碳氢化合物成分其实
质上不含甲烷或较挥发性成分。然而实际上无法得到此理想情况，因
为惯用的去甲烷塔大部分作为汽提塔(stripping column)操作。因此所
述处理的甲烷产物通常含有离开塔的顶部分馏阶段的蒸汽，和不进行
任何精馏步骤的蒸汽。由于顶部液体进料包含大量的这些成分和重碳
氢化合物成分，因而发生相当多的C2、C3和C4+成分损失，导致对
应平衡量的C2成分、C3成分、C4成分、和重碳氢化合物成分在离开
去甲烷塔的顶部分馏阶段的蒸汽中。如果上升的蒸汽可与大量的液体
(回流)接触，而能从蒸汽吸收C2成分、C3成分、C4成分和重碳氢化
合物成分，则可显著减少这些所需成分的流失。

近年来，碳氢化合物分离的优选方法利用一上部吸收塔区段来提
供上升的蒸汽的额外精馏。用于上部精馏区段的回流气流源，通常是
在压力下供应的残余气体的再循环流。再循环的残余气流通常通过与
其它处理气流(例如冷分馏塔顶)热交换而被冷却至实质上冷凝。然后
由适当的膨胀装置，例如膨胀阀，将所得的实质上冷凝的气流膨胀到
去甲烷塔操作的压力。膨胀作用期间，通常一部分的液体会蒸发，导
致全部的气流冷却。然后供应所述快速膨胀气流给去甲烷塔作为顶部
进料。通常，在分馏塔的上部分离器区段，膨胀气流的蒸汽部分和去
甲烷塔顶的蒸汽合并作为残余的甲烷产物气体。另外，可供应冷却和
膨胀的气流给分离器以提供蒸汽和液体流，以致之后的蒸汽与塔顶蒸
汽合并，并供应液体给塔作为顶部塔进料。此类型的典型流程公开于
美国专利案号第4,889,545、5,568,737和5,881,569号，受让人共同申
请案号12/717,394，和Mowrey，E.Ross，″Efficient，High Recovery of 
Liquids from Natural Gas Utilizing a High Pressure Absorber″，气体加工
者协会(Gas Processors Association)第81年周年大会公报(Dallas，Texas，
March 11-13，2002)。可惜这些方法需要使用压缩机提供原动力将回流
的流再循环到去甲烷塔，因而增添使用这些方法的设备的资本成本和
操作成本。

本发明也运用上部精馏区段(或分离精馏塔，如果工厂大小或其
它因素有利于使用分离精馏和汽提塔)。但用于这种精馏区段的回流
的流的提供，是使用侧抽取在塔中上升的较低部分的蒸汽。由于相当
高浓度的C2成分在塔较低处的蒸汽中，因此不用提高压力，通常只
使用离开上部精馏区段的冷蒸汽和快速膨胀的实质上冷凝的流中可
利用的冷藏作用，则有显著量的液体可冷凝在这个侧抽取流中。然后
可使用此冷凝的液体，绝大多数是液态甲烷，从上升通过上部精馏区
段的蒸汽吸收C2成分、C3成分、C4成分和重碳氢化合物成分，借此
从去甲烷塔捕获底部液态产物中这些有价值的成分。

至今，此种侧抽取特征已被运用于C3+回收系统，例如举例说明
于本受让人的美国专利第5,799,507号；运用于C2+回收系统，例如，
举例说明于本受让人的美国专利第7,191,617号和共同申请案号
12/206,230和12/781,259中。令人讶异的是本发明申请人发现，使用
快速膨胀的实质上冷凝的流提供公开于受让人的共同申请案号
12/206,230和12/781,259方法的侧抽取特征的部分冷却，可改进C2+
回收和系统效率而不会增加操作成本。

根据本发明已知，无需压缩回流的流给去甲烷塔，也能达到C2
回收超过87％，C3与C4+回收超过99％。本发明提供进一步的优点是
当C2成分的回收被从高值调整至低值时，能维持C3与C4+成分的回
收超过99％。此外，与现有技术增加回收量的情况相比，本发明在相
同能量要求下，可达到从C2成分和较重成分实质上100％分离甲烷和
较轻成分。虽然本发明可应用在低压和较热温度，但在需要NGL回
收塔顶温度为-50°F[-46℃]或更冷的条件下，处理进料气体在400至
1500psia的范围[2,758至10,342kPa(a)]或更高时，本发明特优。

为更了解本发明，可参考下列实施例和附图。

图1是根据现有技术美国专利第5,890,378号的天然气处理厂的
流程图；

图2是根据现有技术美国专利第7,191,617号的天然气处理厂的
流程图；

图3是根据现有技术受让人的共同申请案号12/206,230的天然气
处理厂的流程图；

图4是根据本发明的天然气处理厂的流程图；和

图5至图8举例说明将本发明应用于天然气流的其它方法。

在以下附图说明中，提供表格概述代表性方法条件所计算的流
速。在本文所列的表格中，为方便起见，流速(摩尔/小时)的数值已四
舍五入为最接近的整数。表中展示的总流的速率包括所有非碳氢化合
物成分，因而通常大于碳氢化合物成分的流的总流速。所指示的温度
是四舍五入到最接近程度的近似值。还应注意，出于比较附图所描绘
的方法的目的而进行的所述方法设计的计算，是基于周围环境没有热
泄漏到此方法或此方法没有热泄漏到周围环境的假设下。市售隔热材
料的品质使此成为非常合理的假设，且本领域的技术人员通常会作这
种假设。

为方便起见，方法参数以传统英制单位和国际单位制度(SI)的单
位两者记述。表格所提供的摩尔流速可解读为磅摩尔/小时或公斤摩
尔/小时。能量消耗以马力(HP)和/或千英热单位/小时(MBTU/Hr)记
述，相当于以磅摩尔/小时叙述的摩尔流速。能量消耗以千瓦(kW)记
述，相当于以千克摩尔/小时叙述的摩尔流速。

现有技术描述

图1是方法流程图，显示使用现有技术根据美国专利第5,890,378
号从天然气回收C2+成分的处理厂的设计。在此方法的模拟中，在
85°F[29℃]和970psia[6,688kPa(a)]将进入气体(inlet gas)输入工厂作
为流31。如果进入气体含有会阻碍符合规定的硫化合物浓度时，则
通过进料气体的适当前处理除去所述硫化合物(未例示)。此外，通常
将进料流脱水以防止在低温条件下形成水合物(冰)。通常会使用固体
除湿剂达到此目的。

与冷却的残余气体(流45b)、32°F[0℃]的去甲烷塔下侧再沸器液
体(流40)和丙烷致冷剂，在热交换器10通过热交换将进料流31冷却。
需注意，在所有情况下，交换器10代表许多个别热交换器或单一多
程热交换器，或其任何组合。(至于是否在所指示的冷却操作中使用
一个以上热交换器，将取决于许多因子而定，包括但不限于进入气流
速、热交换器大小、流温度等等)。在0°F[-18℃]和955psia[6,584kPa(a)]
将所冷却的流31a输入分离器11，在此处从冷凝的液体(流33)分离出
蒸汽(流32)。通过膨胀阀12将分离器液体(流33)膨胀到分馏塔20的
操作压力(大约444psia[3,061kPa(a)])，在流33a供应给分馏塔20的
中间塔第一下部进料点之前将其冷却至-27°F[-33℃]。

来自分离器11的蒸汽(流32)进一步在热交换器13与冷却的残余
气体(流45a)和-39°F[-39℃]的去甲烷塔上侧再沸器液体(流39)通过
热交换冷却。在-31°F[-35℃]和950psia[6,550kPa(a)]将所冷却的流
32a输入分离器14，在此处从冷凝的液体(流37)分离出蒸汽(流34)。
通过膨胀阀19将分离器液体(流37)膨胀到塔操作压力，流37a供应
给分馏塔20的中间塔第二下部进料点之前将其冷却至-66°F[-54℃]。

来自分离器14的蒸汽(流34)被分成35和36两个流。占总蒸汽
约39％的流35通过热交换器15与冷的残余气体(流45)热交换，在此
处其被冷却到实质上冷凝。然后由膨胀阀16在-123°F[-86℃]将所得
实质上冷凝的流35a快速膨胀到稍微高于分馏塔20的操作压力。膨
胀期间一部分的流被蒸发，造成总流的冷却。在图1举例说明的方法
中，离开膨胀阀16的膨胀流35b达到温度-130°F[-90℃]。使膨胀流
35b回温至-126°F[-88℃]，且当提供冷却和部分冷凝作用给从分馏塔
20的汽提段20b所抽出的蒸馏蒸汽流42时，其在热交换器22中进
一步蒸发。然后，将回温的流35c供应给分馏塔20中吸收段20a的
中间塔上部进料点。

将来自分离器14(流36)剩下的61％蒸汽输入功膨胀机器17，在
其中，从此部分的高压进料提取机械能。机器17将蒸汽实质上等熵
膨胀到塔操作压力，以功膨胀冷却膨胀流36a至温度大约
-86°F[-66℃]。典型的市售膨胀机能回收理想等熵膨胀中理论上可获
得的功达80-85％等级。回收的功通常用于驱动离心式压缩机(例如项
目18)，举例来说，其能用于再压缩残余气体(流45c)。之后，部分冷
凝的膨胀流36a被供应给分馏塔20的中间塔进料点作为进料。

塔20中的去甲烷塔是惯用的蒸馏塔，含有多个垂直间隔盘、一
个或多个填料床、或盘和填料的某些组合。去甲烷塔由两段构成：上
部吸收(精馏)段20a，其含有盘和/或填料用以提供向上升的膨胀流35c
和36a的蒸汽部分与往下落下的冷液体间的必要接触，以冷凝和吸收
C2成分、C3成分和较重成分；和下部汽提段20b，其含有盘和/或填
料用以提供往下落下的液体与上升的蒸汽间的接触。去甲烷段20b也
包括一个或多个再沸器(例如再沸器21和先前叙述的侧再沸器)，其
加热和蒸发塔中向下流的液体部分以提供塔中向上流的汽提蒸汽来
汽提甲烷和较轻成分的液体产物：流41。将流36a输入去甲烷塔20
的中间进料位置，位于去甲烷塔20的吸收段20a的下部区域。膨胀
流36a的液体部分掺和从吸收段20a往下落下的液体，且此合并的液
体继续往下到去甲烷塔20的汽提段20b。膨胀流36a的蒸汽部分往
上升通过吸收段20a并与落下的冷液体接触而冷凝和吸收C2成分、
C3成分和较重成分。

从汽提段20b的上部区域抽出部分蒸馏蒸汽(流42)。然后，此流
在交换器22中，如前所述与膨胀的实质上冷凝的流35b通过热交换
冷却和部分冷凝(流42a)，将流42从-96°F[-71℃]冷却到约
-128°F[-89℃](流42a)。回流分离器23的操作压力(441psia[3,038
kPa(a)])维持稍微低于去甲烷塔20的操作压力。这样提供驱动力从而
引起蒸馏蒸汽流42流过热交换器22并因此进入回流分离器23，在
此处从未冷凝的蒸汽(流43)分离出冷凝的液体(流44)。

以泵24将来自回流分离器23的液体流44抽吸到压力稍微大于
去甲烷塔20的操作压力，然后在-128°F[-89℃]下将流44a供应到去
甲烷塔20作为冷顶部塔进料(回流)。这种冷的液体回流吸收并冷凝
上升在去甲烷塔20的吸收段20a上部精馏区域的C3成分和较重成
分。

根据底部产物中甲烷对乙烷比例以摩尔计为0.025∶1的典型规
格，在112°F[44℃]液体产物流41退出塔的底部。在-128°F[-89℃]冷
的去甲烷塔顶流38退出去甲烷塔20的顶部，并在-128°F[-89℃]与蒸
汽流43合并形成冷的残余气流45。冷的残余气流45逆流通过热交
换器15中输入的进料气体，在此处其被加热至-37°F[-38℃](流45a)，
在热交换器13中其被加热至-5°F[-21℃](流45b)，和在热交换器10
中其被加热至80°F[27℃](流45c)。然后在两阶段中再压缩残余气体。
第一阶段是由膨胀机器17驱动的压缩机18。第二阶段是通过辅助电
源驱动的压缩机25，其将残余气体(流45d)压缩至销售管压。在排气
冷却器26中冷却至120°F[49℃]后，在1015psia[6,998kPa(a)]残余气
体产物(流45f)流到销售气体管足以符合管线要求(通常为进入压力的
等级)。

下表阐述图1说明的方法中流的流速概述和能量消耗：

表I

(图1)

流的流速概述-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]

*(根据没有四舍五入的流速)

图2代表根据美国专利第7,191,617号的另一现有技术方法。图
2的方法已应用于如上图1所述的相同进料气体组成物和条件。此方
法的模拟，如图1的方法的模拟，选择操作条件以将用于所给回收程
度的能量消耗减至最小。

在图2的方法的模拟中，进入气体以流31输入工厂并在热交换
器10中与冷却的残余气体(流45b)、33°F[0℃]的去甲烷塔下侧再沸器
液体(流40)和丙烷致冷剂通过热交换冷却。在0°F[-18℃]和955
psia[6,584kPa(a)]将所冷却的流31a输入分离器11，在此处从冷凝的
液体(流33)分离出蒸汽(流32)。通过膨胀阀12将分离器液体(流33)
膨胀到分馏塔20的操作压力(大约450psia[3,103kPa(a)])，流33a供
应给分馏塔20的中间塔第一下部进料点之前将其冷却至-27°F
[-33℃]。

来自分离器11的蒸汽(流32)进一步在热交换器13与冷却的残余
气体(流45a)和-38°F[-39℃]的去甲烷塔上侧再沸器液体(流39)通过
热交换冷却。在-29°F[-34℃]和950psia[6,550kPa(a)]将所冷却的流
32a输入分离器14，在此处从冷凝的液体(流37)分离出蒸汽(流34)。
通过膨胀阀19将分离器液体(流37)膨胀到塔操作压力，流37a供应
给分馏塔20的中间塔第二下部进料点之前将其冷却至-64°F[-53℃]。

来自分离器14的蒸汽(流34)被分成35和36两个流。占总蒸汽
约37％的流35通过热交换器15与冷的残余气体(流45)热交换，在此
处其被冷却到实质上冷凝。然后，由膨胀阀16在-115°F[-82℃]将所
得实质上冷凝的流35a快速膨胀到稍微高于分馏塔20的操作压力。
膨胀期间一部分的流被蒸发，造成供应流35b至分馏塔20的中间塔
上部进料点之前，将其冷却至-129°F[-89℃]。

将来自分离器14(流36)剩下的63％蒸汽输入功膨胀机器17，在
其中，从此部分的高压进料提取机械能。机器17将蒸汽实质上等熵
膨胀到塔操作压，以功膨胀冷却膨胀流36a至温度大约-84°F[-65℃]。
之后，部分冷凝的膨胀流36a被供应给分馏塔20的中间塔进料点作
为进料。

从分馏塔20中汽提段的上部区域抽出部分蒸馏蒸汽(流42)。然
后，此流在交换器22中，与-127°F[-88℃]的退出去甲烷塔20顶部的
冷去甲烷塔顶流38，通过热交换从-91°F[-68℃]冷却至-122°F[-86℃]
并部分冷凝(流42a)。当其冷却和冷凝至少一部分流42时，将冷去甲
烷塔顶流稍微回温至-120°F[-84℃](流38a)。

回流分离器23的操作压力(447psia[3,079kPa(a)])维持稍微低于
去甲烷塔20的操作压力。这样提供驱动力从而引起蒸馏蒸汽流42流
过热交换器22并因此进入回流分离器23，在此处从任何未冷凝的蒸
汽(流43)分离出冷凝的液体(流44)。然后在-120°F[-84℃]，流43与
来自热交换器22的回温的去甲烷塔顶流38a合并以形成冷的残余气
流45。

以泵24将来自回流分离器23的液体流44抽吸到压力稍微大于
去甲烷塔20的操作压力，然后在-121°F[-85℃]下将流44a供应到去
甲烷塔20作为冷顶部塔进料(回流)。这种冷的液体回流吸收和冷凝
上升在去甲烷塔20的吸收段的上部精馏区域的C3成分和较重成分。

在114°F[45℃]下，液体产物流41退出塔20的底部。冷的残余
气流45逆流通过热交换器15中输入的进料气体，当如前所述其提供
冷却时，在此处其被加热至-36°F[-38℃](流45a)，在热交换器13中
其被加热至-5°F[-20℃](流45b)，和在热交换器10中其被加热至
80°F[27℃](流45c)。然后在两阶段中再压缩残余气体，由膨胀机器
17驱动的压缩机18和通过辅助电源驱动的压缩机25。在排气冷却器
26中将流45e冷却至120°F[49℃]后，在1015psia[6,998kPa(a)]残余
气体产物(流45f)流到销售气体管线。

下表阐述图2说明的方法中流的流速概述和能量消耗：

表II

(图2)

流的流速概述-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]

*(根据没有四舍五入的流速)

表I和表II的比较显示，与图1的方法相比，图2的方法维持基
本上相同的乙烷回收(85.08％对85.05％)和丁烷+回收(99.98％对
99.99％)，但丙烷回收从99.57％降至99.20％。然而，表I和表II的比
较进一步显示图2的方法所需功率比图1的方法低约2％。

图3代表根据共同申请案号12/206,230的另一现有技术方法。图
3的方法已应用于如上图1和图2所述的相同进料气体组成物和条件。
此方法的模拟，如图1和图2的方法的模拟，选择操作条件以将用于
所给回收程度的能量消耗减至最小。

在图3的方法的模拟中，进入气体以流31输入工厂并在热交换
器10中与冷却的残余气体(流45b)、36°F[2℃]的去甲烷塔下侧再沸器
液体(流40)和丙烷致冷剂通过热交换冷却。在1°F[-17℃]和955
psia[6,584kPa(a)]将所冷却的流31a输入分离器11，在此处从冷凝的
液体(流33)分离出蒸汽(流32)。通过膨胀阀12将分离器液体(流33)
膨胀到分馏塔20的操作压力(大约452psia[3,116kPa(a)])，流33a供
应给分馏塔20的中间塔第一下部进料点之前将其冷却至-25°F
[-32℃]。

来自分离器11的蒸汽(流32)进一步在热交换器13与冷却的残余
气体(流45a)和-37°F[-38℃]的去甲烷塔上侧再沸器液体(流39)通过
热交换冷却。在-31°F[-35℃]和950psia[6,550kPa(a)]将所冷却的流
32a输入分离器14，在此处从冷凝的液体(流37)分离出蒸汽(流34)。
通过膨胀阀19将分离器液体(流37)膨胀到塔操作压力，流37a供应
给分馏塔20的中间塔第二下部进料点之前将其冷却至-65°F[-54℃]。

来自分离器14的蒸汽(流34)被分成35和36两个流。占总蒸汽
约38％的流35通过热交换器15与冷的残余气体(流45)热交换，在此
处，其被冷却到实质上冷凝。然后由膨胀阀16在-119°F[-84℃]将所
得实质上冷凝的流35a快速膨胀到稍微高于分馏塔20的操作压力。
膨胀期间一部分的流被蒸发，造成供应流35b至分馏塔20的中间塔
上部进料点之前，将其冷却至-129°F[-90℃]。

将来自分离器14(流36)剩下的62％蒸汽输入功膨胀机器17，在
其中，从此部分的高压进料提取机械能。机器17将蒸汽实质上等熵
膨胀到塔操作压力，以功膨胀冷却膨胀流36a至温度大约
-85°F[-65℃]。之后，部分冷凝的膨胀流36a被供应给分馏塔20的中
间塔进料点作为进料。

从分馏塔20中吸收段的中间区域抽出部分蒸馏蒸汽(流42)，所
述中间区域在吸收段的下部区域中膨胀流36a的进料位置的上。然后
将此蒸馏蒸汽流42从-101°F[-74℃]冷却至-124°F[-86℃]，且在热交
换器22中，与-128°F[-89℃]的退出去甲烷塔20顶部的冷去甲烷塔顶
流38通过热交换部分冷凝(流42a)。当其冷却和冷凝至少一部分流
42时，将冷去甲烷塔顶流稍微回温至-124°F[-86℃](流38a)。

回流分离器23的操作压力(448psia[3,090kPa(a)])维持稍微低于
去甲烷塔20的操作压力。这样提供驱动力，从而引起蒸馏蒸汽流42
流过热交换器22并因此进入回流分离器23，在此处从任何未冷凝的
蒸汽(流43)分离出冷凝的液体(流44)。然后在-124°F[-86℃]，流43
与来自热交换器22的回温的去甲烷塔顶流38a合并以形成冷的残余
气流45。

以泵24将来自回流分离器23的液体流44抽吸到压力稍微大于
去甲烷塔20的操作压力，然后在-123°F[-86℃]下将流44a供应到去
甲烷塔20作为冷顶部塔进料(回流)。这种冷的液体回流吸收和冷凝
上升在去甲烷塔20的吸收段的上部精馏区域的C2成分、C3成分和较
重成分。

在113°F[45℃]下，液体产物流41退出塔20的底部。冷的残余
气流45逆流通过热交换器15中输入的进料气体，当如前所述其提供
冷却时，在此处其被加热至-38°F[-39℃](流45a)，在热交换器13中
其被加热至-4°F[-20℃](流45b)，和在热交换器10中其被加热至
80°F[27℃](流45c)。然后在两阶段中再压缩残余气体，由膨胀机器
17驱动的压缩机18和通过辅助电源驱动的压缩机25。在排气冷却器
26中将流45e冷却至120°F[49℃]后，在1015psia[6,998kPa(a)]残余
气体产物(流45f)流到销售气体管线。

下表阐述图3说明的方法中流的流速概述和能量消耗：

表III

(图3)

流的流速概述-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]

*(根据没有四舍五入的流速)

表I、II和表III的比较显示，图3的方法将乙烷回收从85.05％(图
1)和85.08％(图2)提高为87.33％。图3的方法(99.36％)丙烷回收低于
图1的方法(99.57％)，但高于图2的方法(99.20％)。丁烷+回收实质上
与全部三件现有技术的方法相同。表I、II和III的比较进一步显示，
图3的方法比两种现有技术的方法使用稍微少的功率(比图1的方法
少超过2％，比图2的方法少0.4％)。

发明描述

图4说明根据本发明的方法的流程图。图4代表的方法所考虑的
进料气体组成物和条件与图1、2和3所示的相同。因此，图4的方
法可与图1、2和3的方法互相比较以举例说明本发明的优点。

在图4的方法的模拟中，在85°F[29℃]和970psia[6,688kPa(a)]
进入气体以流31输入工厂，并在热交换器10中与冷却的残余气体(流
45b)、32°F[0℃]的去甲烷塔下侧再沸器液体(流40)和丙烷致冷剂通过
热交换冷却。在1°F[-17℃]和955psia[6,584kPa(a)]将所冷却的流31a
输入分离器11，在此处从冷凝的液体(流33)分离出蒸汽(流32)。通过
膨胀阀12将分离器液体(流33)膨胀到分馏塔20的操作压力(大约452
psia[3,116kPa(a)])，流33a供应给分馏塔20的中间塔第一下部进料
点(位于稍后段落中所述的流36a的进料点下方)之前将其冷却至
-25°F[-32℃]。

来自分离器11的蒸汽(流32)进一步在热交换器13与冷却的残余
气体(流45a)和-38°F[-39℃]的去甲烷塔上侧再沸器液体(流39)通过热
交换冷却。在-31°F[-35℃]和950psia[6,550kPa(a)]将所冷却的流32a
输入分离器14，在此处从冷凝的液体(流37)分离出蒸汽(流34)。通
过膨胀阀19将分离器液体(流37)膨胀到塔操作压力，流37a供应给
分馏塔20的中间塔第二下部进料点(即位于流36a的进料点下方)之
前将其冷却至-66°F[-54℃]。

来自分离器14的蒸汽(流34)被分成35和36两个流。占总蒸汽
约38％的流35通过热交换器15与冷的残余气体(流45)热交换，在此
处其被冷却到实质上冷凝。然后由膨胀阀16在-122°F[-86℃]将所得
实质上冷凝的流35a快速膨胀到稍微高于分馏塔20的操作压力。膨
胀期间一部分的流被蒸发，造成总流冷却。图4举例说明的方法中，
离开膨胀阀16的膨胀流35b达到温度-130°F[-90℃]。膨胀流35b稍
微回温至-129°F[-89℃]并进一步在热交换器22中蒸发，作为提供蒸
馏蒸汽流42的一部分冷却作用。然后回温的流35c供应给分馏塔20
的吸收段20a中的中间塔上部进料点。

将来自分离器14(流36)剩下的62％蒸汽输入功膨胀机器17，在
其中，从此部分的高压进料提取机械能。机器17将蒸汽实质上等熵
膨胀到塔操作压力，以功膨胀冷却膨胀流36a至温度大约
-86°F[-65℃]。之后，部分冷凝的膨胀流36a被供应给分馏塔20的中
间塔进料点(位于流35c的进料点下方)作为进料。

塔20中的去甲烷塔是惯用的蒸馏塔，含有多个垂直间隔盘、一
个或多个填料床、或盘和填料的某些组合。去甲烷塔由两段构成：上
部吸收(精馏)段20a，其含有盘和/或填料用以提供向上升的膨胀流35c
和36a的蒸汽部分与往下落下的冷液体间的必要接触，以冷凝并吸收
C2成分、C3成分和较重成分；和下部汽提段20b，其含有盘和/或填
料用以提供往下落下的液体与上升的蒸汽间的接触。去甲烷段20b也
包括一个或多个再沸器(例如再沸器21和先前叙述的侧再沸器)，其
加热和蒸发塔中向下流的液体部分以提供塔中向上流的汽提蒸汽来
汽提甲烷和较轻成分的液体产物：流41。流36a输入去甲烷塔20的
中间进料位置，位于去甲烷塔20的吸收段20a的下部区域。膨胀流
36a的液体部分掺和从吸收段20a往下落下的液体，且此合并的液体
继续往下到去甲烷塔20的汽提段20b。膨胀流36a的蒸汽部分往上
升通过吸收段20a并与落下的冷液体接触而冷凝和吸收C2成分、C3
成分和较重成分。

从分馏塔20中吸收段20a的中间区域抽出部分蒸馏蒸汽(流42)，
所述中间区域在吸收段20a的下部区域中膨胀流36a的进料位置的
上。然后在热交换器22与-129°F[-89℃]的退出去甲烷塔20顶部的冷
去甲烷塔顶流38和如前所述膨胀的实质冷凝的流35b通过热交换将
此蒸馏蒸汽流42从-103°F[-75℃]冷却至-128°F[-89℃]和部分地冷凝
(流42a)。当给予一部分的蒸馏蒸汽流42冷却时，将冷去甲烷塔顶流
稍微回温至-127°F[-88℃](流38a)。

回流分离器23的操作压力(448psia[3,090kPa(a)])维持稍微低于
去甲烷塔20的操作压力。这样提供驱动力，从而引起蒸馏蒸汽流42
流过热交换器22并因此进入回流分离器23，在此处从任何未冷凝的
蒸汽(流43)分离出冷凝的液体(流44)。然后在-127°F[-88℃]，流43
与来自热交换器22的回温的去甲烷塔顶流38a合并以形成冷的残余
气流45。

将来自回流分离器23的液体流44以泵24抽吸到压力稍微大于
去甲烷塔20的操作压力，然后在-127°F[-88℃]下将流44a供应到去
甲烷塔20作为冷顶部塔进料(回流)。这种冷的液体回流吸收和冷凝
上升在去甲烷塔20的吸收段20a的上部精馏区域的C2成分、C3成分
和较重成分。

在去甲烷塔20的汽提段20b中，进料流的甲烷和较轻成分被汽
提。在113°F[45℃]所得液体产物(流41)退出塔20的底部(根据底部产
物以摩尔计，甲烷对乙烷比例为0.025∶1的典型规格)。冷的残余气流
45逆流通过热交换器15中输入的进料气体，当如前所述其提供冷却
时，在此处其被加热至-40°F[-40℃](流45a)，在热交换器13中其被
加热至-4°F[-20℃](流45b)，和在热交换器10中其被加热至
80°F[27℃](流45c)。然后在两阶段中再压缩残余气体，由膨胀机器
17驱动的压缩机18和通过辅助电源驱动的压缩机25。在排气冷却器
26中将流45e冷却至120°F[49℃]后，在1015psia[6,998kPa(a)]残余
气体产物(流45f)流到销售气体管线。

下表阐述图4说明的方法中流的流速概述和能量消耗：

表IV

(图4)

流的流速概述-磅摩尔/小时[千克摩尔/小时]

*(根据没有四舍五入的流速)

表I、II、III和IV的比较显示，与现有技术相比，本发明在显著
改进乙烷回收时，也相当于或超过全部现有技术的方法的丙烷和丁烷
+回收。本发明的乙烷回收(87.56％)高于图1的方法(85.05％)、图2
的方法(85.08％)和图3的方法(87.33％)。表I、II、III和IV的进一步
比较显示，无需使用比现有技术更多的能量就达到此产量的提高，且
在一些情况下使用显著少的能量。就回收效率来说(以每单位能量的
乙烷回收量定义的)，本发明比现有技术图1、图2和图3的方法，分
别呈现5％、3％和0.3％的提高。虽然本发明所需的能量实质上与现
有技术图3的方法相同，但与图3的方法相比，本发明未使用更多能
量就都以0.2％提高乙烷回收和丙烷回收。

如同图1、2和3现有技术的方法，本发明使用供应给去甲烷塔
20的吸收段20a的膨胀的实质上冷凝的流35c，来提供含在膨胀的进
料36a和上升自汽提段20b中的蒸汽、和以回流的流44a提供的补充
精馏中C2成分、C3成分和重碳氢化合物成分的大量回收，其中所述
补充精馏用于降低含在被浪费成为残余气体的进入进料气体中的C2
成分、C3成分和C4+成分含量。然而本发明比现有技术的方法改善吸
收段20a中的精馏作用，这是通过使能更有效使用处理流38和35b
可取得的冷冻作用以改善回收和提高回收效率。

比较图1现有技术的方法的表I与本发明的表IV中回流的流44，
可知虽然这些流的组成物类似，但图1的方法具有超过本发明多达3
倍的补充回流。然而令人讶异的是，图1的方法尽管有大量的回流，
仍比本发明得到更低的乙烷回收。通过比较图1现有技术的方法中回
温的膨涨的实质上冷凝的流35c与本发明图4实施方案中的对应流的
条件，可了解通过本发明可达到优选回收。虽然图1的方法中的此流
的温度只是稍微温热，但此流在进入去甲烷塔20之前已蒸发的比例
远高于本发明(42％对12％)。这意味图1的方法的流35c中只有少量
冷液体可用于精馏上升于吸收段20a中的蒸汽，且吸收段20a的上部
区域中有更多必须通过回流的流44a来精馏的蒸汽。净结果是与本发
明相比，图1方法的回流的流44a使更多C2成分漏出到去甲烷塔顶
流38，因此与本发明相比，图1的方法降低回收和回收效率。本发
明较图1现有技术的方法的关键改进是使用冷去甲烷塔顶蒸汽流38
来给予热交换器22中蒸馏蒸汽流42的一部分冷却，以至于足够的
甲烷能被冷凝用于作为回流，没有因图1现有技术的方法中固有流
35c过度蒸发而增加显著的精馏载入量于吸收段20a。

比较图2和图3现有技术的方法中表II和III与本发明表IV中
的回流的流44，可发现本发明比这些现有技术的方法产生更多回流
和更好的回流的流。不只是回流的量更高(比图2的方法高10％和比
图3的方法高34％)，C2+成分的浓度显著较低(本发明为12.6％，图2
的方法为19.6％和图3的方法为16.9％)。此使本发明的回流的流44a
更有效用于去甲烷塔20的吸收段20a的精馏作用，与图2和图3现
有技术的方法相比，本发明改进回收和提高回收效率。本发明较图2
和图3现有技术的方法的关键改进是，膨胀的实质上冷凝的流35b(其
主要为液体甲烷)比去甲烷塔顶蒸汽流38(其主要是甲烷蒸汽)是更好
的致冷剂介质，因此使用流35b来给予热交换器22中蒸馏蒸汽流42
的一部分冷却，使更多甲烷冷凝并于本发明中使用作为回流。

其它实施方案

根据本发明通常有利于设计去甲烷塔的吸收(精馏)段包含多个
理论分离阶段。然而，本发明的益处可由少至两个理论阶段即可达成。
举例来说，可将来自回流分离器23的全部或一部分抽吸冷凝的液体
(流44a)和来自热交换器22的全部或一部分回温的膨胀的实质上冷凝
的流35c合并(例如于将泵和热交换器结合去甲烷塔的管路中)，且若
彻底混合，蒸汽和液体将混合在一起并依据全部合并流的各种成分的
相对挥发性分离。两个流的如下混合：以接触至少一部分的膨胀流
36a来合并，就本发明的目的来说，将会视为构成一吸收段。

图5至8显示本发明的其它实施方案。图4至6描绘分馏塔建构
在单一容器中。图7和8描绘分馏塔建构在两个容器：吸收(精馏)塔
27(接触和分离装置)和汽提(蒸馏)塔20中。在这些情况下，从吸收塔
27的下部段抽出一部分蒸馏蒸汽(流54)并递送至回流冷凝器22以产
生回流给吸收塔27。来自汽提塔20的顶部1蒸汽流50流至吸收塔
27的下部段(由流51)以接触回流的流52和回温的膨胀的实质上冷凝
的流35c。使用泵28将来自吸收塔27底部的液体(流47)递送至汽提
塔20的顶部，以至两个塔有效运行作为蒸馏系统。决定是否建构分
馏塔为单一容器(例如第4至6中的去甲烷塔20)或多容器，将取决于
诸多因子而异，例如工厂大小、制造设备的距离等等。

某些情况可能有助于从去甲烷塔20的汽提段20b的上部区域(流
55)抽回图5和图6的蒸馏蒸汽流42。在其它情况下，可能有利于从
吸收段20a的下部区域(膨胀流36a的进料点上方)抽回蒸馏蒸汽流
54，从汽提段20b的上部区域(膨胀流36a的进料点下方)抽回蒸馏蒸
汽流55，合并流54和55以形成合并的蒸馏蒸汽流42，并且引导合
并的蒸馏蒸汽流42到热交换器22以进行冷却和部分冷凝。同样地，
图7和图8中来自汽提塔20的顶部蒸汽流50的一部分(流55)可被引
导到热交换器22(可与从吸收塔27的下部段抽出的蒸馏蒸汽流54合
并)，而剩余部分(流51)流到吸收塔27的下部段。

某些情况可能有助于混合冷却的蒸馏蒸汽流42a的剩余蒸汽部
分(流43)与分馏塔顶(流38)，然后供应此混合流给热交换器22以提
供蒸馏蒸汽流42或合并的蒸馏蒸汽流42的一部分冷却。这在图6和
图8中示出，其中回流分离器蒸汽(流43)与塔顶(流38)合并所得的混
合流45被递送至热交换器22。

如先前所述，蒸馏蒸汽流42或合并的蒸馏蒸汽流42被部分冷凝，
和所得冷凝物用于从上升通过去甲烷塔20的吸收段20a或通过吸收
塔27的蒸汽吸收有价值的C2成分、C3成分和较重成分。但本发明不
限于此实施方案。举例来说，可能有利为以此方法只处理这些蒸汽的
一部分，或只使用一部分的冷凝物作为吸收剂，在一些情况下，其它
的设计考虑指示部分蒸汽或冷凝物应绕过去甲烷塔20的吸收段20a
或吸收塔27。某些情况可能倾向在热交换器22中蒸馏蒸汽流42或
合并的蒸馏蒸汽流42的全体冷凝作用，而非部分冷凝作用。其它情
况可能倾向蒸馏蒸汽流42是来自分馏塔20或吸收塔27的全体蒸汽
侧抽取，而非部分蒸汽侧抽取。还应注意，随进料气流的组成物，可
能有利的是使用外部的冷冻作用以提供热交换器22中蒸馏蒸汽流42
或合并的蒸馏蒸汽流42的部分冷却。

进料气体条件、工厂大小、可取得的设备、或其它因素可能暗示
功膨胀机器17的淘汰，或可以另外的膨胀装置(例如膨胀阀)置换。
虽然已在特殊的膨胀装置中描述个别的流膨胀，然当适宜时可运用其
它的膨胀手段。例如，条件可保证进料流(流35a)实质上冷凝的部分
的功膨胀。

当进入气体不足时，图4的分离器11可能不被调整。在此情况，
图4热交换器10和13中完成的进料气体冷却可能不需图5至8所示
的中间的分离器即能完成。决定是否在多步骤中冷却和分离所述进料
气体，将取决于进料气体的丰富性、工厂大小、可取得的设备等等而
定。取决于进料气体中重碳氢化合物的量和进料气体压力，图4至8
中离开热交换器10的所冷却的进料流31a和/或图4中离开热交换器
13的所冷却的流32a，可能不包含任何液体(因为它在它的露点的上，
或因为它在它的临界凝固压的上)，以至于不需要图4至8中所示的
分离器11和/或图4中所示的分离器14。

高压液体(图4中流37和图5至8中流33)不需被膨胀和进料蒸
馏塔的中间塔下部进料点。反而是其全部或部分可与分离器蒸汽的部
分(图4中流35和图5至8中流34)合并流到热交换器15。(此在图5
至8中以虚线的流46表示)。任何剩下的液体部分可由适宜的膨胀装
置，例如膨胀阀或膨胀机器而膨胀，并进料蒸馏塔的中间塔下部进料
点(图5至8中流37a)。图4中流33和图4至8中流37在流到去甲
烷塔之前，在膨胀步骤之前或之后也可用于进入气体的冷却或其它热
交换器操作。

根据本发明，可运用使用外部的冷冻作用来补充来自其它处理流
的进入气体可得到的冷却，特别是在有很多进入气体的情况下运用。
用于处理热交换器的分离器液体和去甲烷塔侧抽取液体的使用与分
布，以及用于进入气体冷却的热交换器的特别配置，必须对于每一特
别应用和用于特定热交换器操作的处理流的选择来评估。

某些情况可能有利于使用离开吸收段20a或吸收塔27的部分冷
蒸馏液体，例如图5至8中虚线流49用于热交换器。虽然只有来自
吸收段20a或吸收塔27的一部分液体能被用于处理热交换而未减少
去甲烷塔20或汽提塔20的乙烷回收，但有时从这些液体可得到比来
自汽提段20b或汽提塔20的液体更多的能率。这是因为与汽提段
20b(或汽提塔20)中的液体相比，去甲烷塔20(或吸收塔27)的吸收段
20a中的液体在较冷的温度水平是可取得的。

如图5至8中虚所示的流53，在某些情况中，其可能有利于将
回流泵24(流44a)的液体流分开为至少两个流。然后一部分(流53)能
供应给分馏塔20的汽提段(图5和图6)或汽提塔20的顶部(图7和图
8)以增加液体流入蒸馏系统的那个部分并改进精馏作用，借此减少流
42中C2+成分的浓度。在此情况中，剩余的部分(流52)供应给吸收段
20a的顶部(图5和图6)或吸收塔27(图7和图8)。

根据本发明，蒸汽进料的分开可以数种方法完成。在图4至8的
方法中，蒸汽的分开发生在冷却并分离可能已形成的任何液体之后。
高压气体可被分开，但在任何进入气体冷却之前，或所述气体冷却之
后与任何分离阶段之前。在某些实施方案中，蒸汽分开可在分离器中
进行。

还应认识到，在分开的蒸汽进料的每一分流中所见的进料的相对
量，将取决于若干因子，包括气体压力、进料气体组成物、从进料可
节约萃取的热含量，和可得的马力量。当减少从膨胀机回收的功借此
增加再压缩马力需求时，对塔的顶部的更多进料可增加回收。在塔的
低部增加进料会降低马力消耗，但还可降低产物回收。中间塔进料的
相对位置可因进入组成物或其它因子变化，例如所需的回收程度和进
入气体冷却期间所形成的液体的量。此外，两个或两个以上的进料流
或其部分，可取决于相对温度和个别流的量而合并，然后合并的流进
料中间塔进料位置。

按照操作此方法所需的每一量的效能消耗来说，本发明提供C2
成分、C3成分和重碳氢化合物成分，或C3成分和重碳氢化合物成分
的回收改进。操作去甲烷塔或去乙烷塔处理所需的效能消耗的减少，
可以减少压缩或再压缩作用所需的功、降低外部的冷冻作用所需的
功、降低塔再沸器所需的能量、或其组合的形式表现。

已说明的内容将视为本发明的优选实施方案，然而本领域的技术
人员应认识到可对所述优选实施方案做其它和进一步的修改，例如使
本发明适于各种条件、进料的种类，或其它需求而不悖离如上界定的
本发明的权利要求书的精神。